Lahat ng Gusto Mong Malaman Tungkol sa Aluminum (Banayad na Tubong Kuwadrado na Bakal)

Ang aluminyo ay makikita sa lahat ng dako na nangangailangan ng magaan na istraktura o mataas na thermal at electrical conductivity. Ang karaniwang sportbike ay may bloke ng silindro, ulo, at mga crankcase na gawa sa aluminyo, kasama ang isang hinang na chassis at swingarm na gawa sa aluminyo. Sa loob ng makina, ang mahalagang aplikasyon ng aluminyo ay ang mga piston nito, na sa pamamagitan ng mahusay na pagdadala ng init ay nakakayanan ang pagkakalantad sa mga temperatura ng pagkasunog na higit sa kanilang melting point. Ang mga gulong, radiator ng coolant at langis, mga hand lever at ang kanilang mga bracket, mga korona ng fork sa itaas at (madalas) sa ibaba, mga tubo ng fork sa itaas (sa mga fork sa USD), mga brake caliper, at mga master cylinder ay gawa rin sa aluminyo.

Lahat tayo ay napatitig nang may paghanga sa isang tsasis na aluminyo na ang mga hinang ay kahawig ng maalamat na nalaglag na tumpok ng mga poker chips. Ang ilan sa mga tsasis at swingarm na ito, tulad ng sa mga two-stroke 250 racers ng Aprilia, ay mga kaakit-akit na likhang sining.

Ang aluminyo ay maaaring ihalo at initin sa lakas na mas mataas kaysa sa mild steel (60,000 psi tensile), ngunit karamihan sa mga haluang metal ay mabilis at madaling makinarya. Ang aluminyo ay maaari ding ihulma, ihulma, o i-extrude (na siyang paraan ng paggawa ng ilang chassis side beam). Ang mataas na heat conductivity ng aluminyo ay nangangailangan ng maraming amperage para sa pagwelding nito, at ang mainit na metal ay dapat protektahan mula sa atmospheric oxygen sa pamamagitan ng inert-gas shielding (TIG o heli-arc).

Bagama't ang aluminyo ay nangangailangan ng malaking dami ng kuryente upang makuha ang bauxite ore nito, kapag ito ay nasa anyong metal, kakaunti ang gastos sa pag-recycle at hindi ito nawawala sa kalawang, hindi tulad ng bakal.

Mabilis na ginamit ng mga unang gumagawa ng makina ng motorsiklo ang noo'y bagong metal para sa mga crankcase, na kung hindi man ay kailangang gawa sa cast iron na halos tatlong beses na mas mabigat. Ang purong aluminyo ay napakalambot—naaalala ko ang galit ng aking ina sa paggamit ng aking ama ng kanyang 1,100-alloy double-boiler bilang isang pansamantalang BB trap: Ang ilalim nito ay naging isang bunton ng mga biloy.

Hindi nagtagal ay natuklasan ang tumaas na lakas ng isang simpleng haluang metal na may tanso, at ito ang isang haluang metal na ginamit ng auto pioneer na si WO Bentley sa kanyang mga eksperimental na aluminum piston bago ang Unang Digmaang Pandaigdig. Sa magkasunod na pagsubok laban sa mga cast-iron piston na nangingibabaw noon, ang mga unang pagsubok ng Bentley sa aluminum piston ay agad na nagpalakas ng lakas. Mas malamig ang takbo ng mga ito, mas kaunti ang pinainit ng papasok na pinaghalong gasolina-hangin, at mas napanatili ang densidad nito. Sa kasalukuyan, ang mga aluminum piston ay pangkalahatang ginagamit sa mga makina ng sasakyan at motorsiklo.

Hanggang sa pagdating ng carbon-fiber reinforced-plastic na 787 airliner ng Boeing, isang pangunahing katotohanan sa abyasyon na halos bawat walang laman na bigat ng eroplano ay 60 porsyentong aluminyo. Kung titingnan ang relatibong bigat at lakas ng aluminyo at bakal, sa unang tingin ay tila kakaiba ito. Oo, ang aluminyo ay 35 porsyento lamang ang bigat kumpara sa bakal, sa dami, ngunit ang mga bakal na may mataas na lakas ay hindi bababa sa tatlong beses na mas malakas kaysa sa mga aluminyo na may mataas na lakas. Bakit hindi gumawa ng mga eroplano mula sa manipis na bakal?

Ito ay bumababa sa resistensya sa pagbaluktot ng mga katumbas na istruktura ng aluminyo at bakal. Kung magsisimula tayo sa mga tubo ng aluminyo at bakal na may parehong bigat bawat talampakan, at babawasan natin ang kapal ng dingding, ang tubo ng bakal ay unang nagbabaluktot dahil ang materyal nito, na isang-katlo lamang ang kapal ng aluminyo, ay may mas kaunting kakayahang mag-self-brace.

Noong dekada 1970, nakatrabaho ko ang frame-builder na si Frank Camillieri. Nang tanungin ko siya kung bakit hindi kami gumagamit ng mas malalaking tubo na bakal na may mas manipis na dingding para makagawa ng mas magaan at mas matigas na mga frame, sabi niya, “Kapag ginawa mo iyon, matutuklasan mong kailangan mong magdagdag ng maraming materyal sa mga bagay tulad ng mga engine mount para hindi ito mabasag, para mawala ang pagbawas ng bigat.”

Unang ginamit ng Kawasaki ang mga swingarm na aluminyo sa mga factory MX bike nito noong mga unang taon ng dekada 1970; sumunod din ang iba. Pagkatapos, noong 1980, inilagay ng Yamaha si Kenny Roberts sa isang 500 two-stroke GP bike na ang frame ay gawa sa square-section extruded aluminum tube. Kinailangan ang maraming eksperimento sa disenyo, ngunit kalaunan, gamit ang mga ideya ng Espanyol na inhinyero na si Antonio Cobas, ang mga GP road-race frame ng Yamaha ay umunlad at naging pamilyar na malalaking twin aluminum beams ngayon.

Tunay ngang may iba pang matagumpay na uri ng tsasis—ang "trellis" na gawa sa bakal na tubo ng Ducati, at ang "skin and bones" na carbon-fiber chassis ni John Britten noong mga unang taon ng dekada 1990. Ngunit ang twin aluminum beam chassis ang naging nangingibabaw ngayon. Tiwala ako na ang isang magagamit na tsasis ay maaaring gawin mula sa hinulma na plywood, basta't mayroon itong matibay na mga bolting point at karaniwang napatunayang geometry.

Isa pang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng bakal at aluminyo ay ang bakal ay may tinatawag na fatigue limit: isang antas ng working stress kung saan ang lifetime ng bahagi ay halos walang hanggan sa ibaba. Karamihan sa mga aluminum alloy ay walang fatigue limit, kaya naman ang mga aluminum airframe ay "nakakatagal" sa loob ng nakaplanong bilang ng oras ng paggamit. Sa ibaba ng limitasyong ito, pinapatawad tayo ng bakal sa ating mga paglabag, ngunit natatandaan ng aluminyo ang lahat ng insulto sa anyo ng hindi nakikitang pinsala sa internal fatigue.

Ang magandang tsasis ng GP noong dekada 1990 ay hindi kailanman maaaring maging batayan para sa malawakang produksyon. Ang mga tsasis na iyon ay binubuo ng mga piraso na hinang nang sama-sama mula sa mga elementong makina, pinindot, at hinulma gamit ang aluminyo. Hindi lamang iyon kumplikado, kundi kinakailangan din nito na ang lahat ng tatlong haluang metal ay maaaring ihinang sa isa't isa. Ang paghinang ay nangangailangan ng pera at oras, kahit na ginagawa ito ng mga robot sa produksyon.

Ang teknolohiyang nagpahintulot sa mga magaan na four-stroke engine at cast chassis ngayon ay ang mga low-turbulence mold-filling methods na hindi kumukuha ng mga film ng aluminum oxide na agad na nabubuo sa tinunaw na aluminum. Ang mga ganitong film ay bumubuo ng mga zone ng kahinaan sa metal na, noong nakaraan, ay nangangailangan ng mas makapal na castings upang makamit ang sapat na lakas. Ang mga cast parts mula sa mga bagong prosesong ito ay maaaring maging medyo kumplikado, ngunit ang mga aluminum chassis ngayon ay maaaring i-assemble gamit ang mga weld na mabibilang sa isang banda. Tinatayang ang mga bagong paraan ng paghahagis ay nakakatipid ng 30 o higit pang libra ng timbang sa mga motorsiklong pangproduksyon.

Kasama ng iba't ibang uri ng bakal, ang aluminyo ay isang pangunahing sangkap ng sibilisasyon ng tao, ngunit higit pa riyan ang gamit nito para sa mga modernong motorsiklo. Ito ang laman ng isang motorsiklo, na napakalawak kaya't halos hindi natin ito nakikita o kinikilala kung gaano kalaki ang utang natin dito sa pagganap ng makina.


Oras ng pag-post: Hunyo-20-2019