Segala Sesuatu yang Ingin Anda Ketahui Tentang Aluminium (Tabung Persegi Baja Ringan)

Aluminium ada di mana-mana yang memerlukan struktur ringan atau konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Motor sport khasnya memiliki blok silinder aluminium, kepala, dan bak mesin, ditambah sasis aluminium yang dilas dan lengan ayun. Di dalam mesin, aplikasi penting aluminium adalah pistonnya, yang dengan menghantarkan panas dengan baik mampu bertahan dari paparan suhu pembakaran yang jauh di atas titik lelehnya. Roda, radiator cairan pendingin dan oli, tuas tangan dan braketnya, kenop garpu atas dan (seringkali) bawah, tabung garpu atas (dalam garpu USD), kaliper rem, dan silinder master juga terbuat dari aluminium.

Kita semua kagum pada sasis aluminium yang lasnya menyerupai tumpukan chip poker yang jatuh dalam dongeng. Beberapa sasis dan lengan ayun ini, seperti milik pembalap dua tak 250 Aprilia, merupakan karya seni yang anggun.

Aluminium dapat dibuat paduannya dan diberi perlakuan panas hingga mencapai kekuatan yang lebih besar dibandingkan baja ringan (kekuatan tarik 60.000 psi), namun sebagian besar paduan dapat dikerjakan dengan cepat dan mudah. Aluminium juga dapat dituang, ditempa, atau diekstrusi (begitulah cara pembuatan beberapa balok samping sasis). Konduktivitas panas aluminium yang tinggi membuat pengelasannya memerlukan arus listrik yang besar, dan logam panas harus dilindungi dari oksigen atmosfer dengan pelindung gas inert (TIG atau heli-arc).

Meskipun aluminium memerlukan listrik dalam jumlah besar untuk dapat mengalahkan bijih bauksitnya, jika aluminium sudah berbentuk logam, maka biaya daur ulangnya akan sedikit dan tidak akan hilang karena karat, seperti halnya baja.

Pembuat mesin sepeda motor pertama dengan cepat mengadopsi logam baru untuk bak mesin, yang seharusnya terbuat dari besi tuang yang beratnya hampir tiga kali lipat. Aluminium murni sangat lembut—saya ingat kemarahan ibu saya terhadap ayah saya yang menggunakan panci ganda berbahan 1.100 paduan sebagai perangkap BB yang diimprovisasi: Bagian bawahnya menjadi lesung pipit.

Peningkatan kekuatan paduan sederhana dengan tembaga segera ditemukan, dan paduan inilah yang digunakan oleh pionir mobil WO Bentley dalam piston aluminium eksperimental sebelum Perang Dunia I. Dalam pengujian berturut-turut terhadap piston besi cor yang dominan, piston aluminium percobaan pertama Bentley segera meningkatkan tenaga. Bahan bakar tersebut bekerja lebih dingin, memanaskan campuran bahan bakar-udara lebih sedikit, dan kepadatannya lebih terjaga. Saat ini, piston aluminium banyak digunakan pada mesin mobil dan sepeda motor.

Hingga hadirnya pesawat Boeing 787 yang terbuat dari plastik yang diperkuat serat karbon, merupakan fakta dasar dalam dunia penerbangan bahwa hampir setiap berat kosong pesawat terdiri dari 60 persen aluminium. Melihat bobot dan kekuatan relatif aluminium dan baja, hal ini pada awalnya tampak aneh. Ya, berat aluminium hanya 35 persen dari baja, volume dibandingkan volume, namun baja berkekuatan tinggi setidaknya tiga kali lebih kuat dari aluminium berkekuatan tinggi. Mengapa tidak membuat pesawat terbang dari baja tipis?

Hal ini disebabkan oleh ketahanan terhadap tekuk struktur setara aluminium dan baja. Jika kita memulai dengan aluminium dan tabung baja dengan berat yang sama per kaki, dan kita mengurangi ketebalan dinding, tabung baja akan melengkung terlebih dahulu karena bahannya, yang tebalnya hanya sepertiga dari aluminium, memiliki kemampuan menguatkan diri yang jauh lebih sedikit.

Selama tahun 1970-an, saya bekerja dengan pembuat bingkai Frank Camillieri. Ketika saya bertanya kepadanya mengapa kami tidak menggunakan pipa baja berdiameter lebih besar dan berdinding tipis untuk membuat rangka yang lebih ringan dan kaku, dia berkata, “Saat Anda melakukan itu, Anda mendapati bahwa Anda harus menambahkan banyak material pada benda-benda seperti dudukan mesin pada menjaganya agar tidak retak, sehingga penghematan beratnya hilang.”

Kawasaki pertama kali mengadopsi swingarm aluminium pada sepeda motor MX pabrikannya pada awal tahun 1970an; yang lain mengikuti. Kemudian pada tahun 1980, Yamaha memasang Kenny Roberts pada sepeda GP dua tak 500 yang rangkanya dibuat dari tabung aluminium ekstrusi berpenampang persegi. Banyak eksperimen desain yang diperlukan, namun pada akhirnya, dengan menggunakan ide insinyur Spanyol Antonio Cobas, kerangka road-race Yamaha GP berevolusi menjadi balok aluminium kembar besar yang familiar saat ini.

Tentu saja ada jenis sasis lain yang sukses—salah satunya adalah “teralis” tabung baja Ducati, dan sasis serat karbon “kulit dan tulang” John Britten pada awal 1990-an. Namun sasis balok aluminium ganda telah menjadi dominan saat ini. Saya yakin bahwa sasis yang bisa diterapkan dapat dibuat dari kayu lapis yang dibentuk, asalkan sasis tersebut memiliki titik baut yang tahan lama dan geometri yang sudah terbukti.

Perbedaan signifikan lainnya antara baja dan aluminium adalah bahwa baja mempunyai apa yang disebut batas kelelahan: suatu tingkat tegangan kerja yang di bawahnya umur komponen tersebut pada dasarnya tidak terbatas. Sebagian besar paduan aluminium tidak memiliki batas kelelahan, itulah sebabnya badan pesawat aluminium “hidup” selama beberapa jam penggunaan yang direncanakan. Di bawah batas ini, baja mengampuni kesalahan kami, namun aluminium mengingat semua penghinaan dalam bentuk kerusakan akibat kelelahan internal yang tidak terlihat.

Sasis GP yang indah pada tahun 1990-an tidak akan pernah bisa menjadi dasar produksi massal. Sasis tersebut terdiri dari potongan-potongan yang dilas menjadi satu dari elemen mesin, pengepresan, dan aluminium tuang. Tidak hanya rumit, namun ketiga paduan tersebut harus dapat dilas bersama. Pengelasan memerlukan biaya dan waktu, meskipun dilakukan oleh robot produksi.

Teknologi yang memungkinkan mesin empat langkah ringan dan sasis cor saat ini adalah metode pengisian cetakan dengan turbulensi rendah yang tidak memasukkan lapisan aluminium oksida yang langsung terbentuk pada aluminium cair. Film semacam itu membentuk zona kelemahan pada logam yang, di masa lalu, memerlukan pengecoran yang lebih tebal untuk mencapai kekuatan yang memadai. Bagian cor dari proses baru ini bisa jadi cukup rumit, namun sasis aluminium saat ini dapat dirakit dengan pengelasan yang dapat dihitung dengan satu tangan. Diperkirakan bahwa metode pengecoran baru menghemat 30 pon atau lebih berat sepeda motor produksi.

Bersama dengan beragam jenis baja, aluminium merupakan bahan dasar peradaban manusia, namun lebih dari itu bagi sepeda motor modern. Ini adalah inti dari sebuah sepeda, begitu banyak sehingga kita hampir tidak bisa melihatnya atau mengakui seberapa besar kinerja mesin yang kita miliki.


Waktu posting: 20 Juni 2019