ყველაფერი, რისი ცოდნაც ოდესმე გინდოდათ ალუმინის შესახებ (რბილი ფოლადის კვადრატული მილი)

ალუმინი არის ყველგან, სადაც საჭიროა ან მსუბუქი სტრუქტურა ან მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა. ტიპურ სპორტ ველოსიპედს აქვს ალუმინის ცილინდრის ბლოკი, თავი და ამწე კარკასები, პლუს შედუღებული ალუმინის შასი და სვინგ იარაღი. ძრავის შიგნით, ალუმინის გადამწყვეტი გამოყენება მისი დგუშებია, რომლებიც სითბოს ასე კარგად გატარებით უძლებენ წვის ტემპერატურაზე დნობის წერტილს ბევრად აღემატება. ბორბლები, გამაგრილებლის და ზეთის რადიატორები, ხელის ბერკეტები და მათი სამაგრები, ზედა და (ხშირად) ქვედა ჩანგლის გვირგვინები, ზედა ჩანგლის მილები (USD ჩანგლები), სამუხრუჭე ხალიჩები და ძირითადი ცილინდრები ასევე ალუმინისა.

ჩვენ ყველანი აღფრთოვანებული ვუყურებდით ალუმინის შასისს, რომლის შედუღებაც პოკერის ჩიპების ზღაპრულ დაცემულ დასტას წააგავს. ზოგიერთი შასი და სვინგის იარაღები, როგორიცაა Aprilia-ს ორტაქტიანი 250 მრბოლელი, არის მოხდენილი ხელოვნების ნიმუშები.

ალუმინის შეიძლება იყოს შენადნობი და თერმულად დამუშავებული, ვიდრე რბილი ფოლადის სიძლიერეზე მეტი (60,000 psi დაჭიმვა), მაგრამ შენადნობების უმეტესობა ამუშავებს სწრაფად და მარტივად. ალუმინის ასევე შეიძლება ჩამოსხმული, გაყალბებული ან წნეხი (ასე ხდება შასის ზოგიერთი გვერდითი სხივი). ალუმინის მაღალი თბოგამტარობა აიძულებს მის შედუღებას დიდი ამპერაჟის საჭიროება, ხოლო ცხელი ლითონი დაცული უნდა იყოს ატმოსფერული ჟანგბადისგან ინერტული აირის დაცვით (TIG ან ჰელი-რკალი).

მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინს დიდი რაოდენობით ელექტროენერგია სჭირდება ბოქსიტის საბადოდან მოსაპოვებლად, როდესაც ის მეტალის სახით იარსებებს, მისი გადამუშავება ცოტა ღირს და არ იკარგება ჟანგის გამო, როგორც ეს შეიძლება იყოს ფოლადი.

მოტოციკლების ძრავების ადრეულმა მწარმოებლებმა სწრაფად მიიღეს მაშინდელი ახალი ლითონი კარკასებისთვის, რომელიც სხვაგვარად უნდა ყოფილიყო თუჯისგან, რომელიც თითქმის სამჯერ მეტს იწონიდა. სუფთა ალუმინი ძალიან რბილია - მახსოვს დედაჩემის გაბრაზება მამაჩემის მიერ მისი 1100 შენადნობის ორმაგი ქვაბის იმპროვიზირებული BB ხაფანგის გამოყენების გამო: მისი ფსკერი ხვრელების მასად იქცა.

სპილენძთან მარტივი შენადნობის გაზრდილი სიმტკიცე მალევე იქნა აღმოჩენილი და ეს იყო ისეთი შენადნობი, რომელსაც ავტოპიონერი WO Bentley იყენებდა თავის პირველ მსოფლიო ომამდე ექსპერიმენტულ ალუმინის დგუშებში. თუჯის დგუშების იმდროინდელი დომინანტის წინააღმდეგ ურთიერთგამომცდელობისას, Bentley-ის პირველი ცდა ალუმინის დგუშებმა მაშინვე გაზარდა სიმძლავრე. ისინი გაცივდნენ, ნაკლებად აცხელებდნენ შემომავალ საწვავის ჰაერის ნარევს და უფრო მეტ სიმკვრივეს ინარჩუნებდნენ. დღესდღეობით, ალუმინის დგუშები საყოველთაოდ გამოიყენება ავტო და მოტოციკლეტის ძრავებში.

Boeing-ის ნახშირბადის ბოჭკოებით გამაგრებული პლასტმასის 787 თვითმფრინავის მოსვლამდე ავიაციის ძირითადი ფაქტი იყო, რომ თითქმის ყველა თვითმფრინავის ცარიელი წონა იყო 60 პროცენტი ალუმინი. თუ გადავხედავთ ალუმინის და ფოლადის შედარებით წონასა და სიძლიერეს, ეს თავიდან უცნაურად გამოიყურება. დიახ, ალუმინი იწონის მხოლოდ 35 პროცენტს, ვიდრე ფოლადი, მოცულობა მოცულობისთვის, მაგრამ მაღალი სიმტკიცის ფოლადი სულ მცირე სამჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე მაღალი სიმტკიცის ალუმინი. რატომ არ ავაშენოთ თვითმფრინავები თხელი ფოლადისგან?

ეს გამოწვეულია ალუმინისა და ფოლადის ექვივალენტური სტრუქტურების შეკუმშვისადმი გამძლეობით. თუ ჩვენ დავიწყებთ ალუმინის და ფოლადის მილებით, რომელთა წონა ერთ ფეხზეა, და შევამცირებთ კედლის სისქეს, ფოლადის მილი პირველ რიგში იკეცება, რადგან მის მასალას, რომელიც სისქის მხოლოდ ერთი მესამედია, ვიდრე ალუმინი, აქვს ბევრად ნაკლები თვითშემაგრების უნარი.

1970-იან წლებში ვმუშაობდი კადრების მშენებელ ფრენკ კამილიერთან. როდესაც მე ვკითხე, რატომ არ გამოვიყენეთ უფრო დიდი დიამეტრის ფოლადის მილები უფრო თხელი კედლით უფრო მსუბუქი, მკაცრი ჩარჩოების გასაკეთებლად, მან თქვა: „როდესაც ამას აკეთებთ, აღმოაჩენთ, რომ უნდა დაამატოთ მასალების თაიგულები, როგორიცაა ძრავის სამაგრები. დაიცავით ისინი დაბზარულისაგან, რათა წონის დაზოგვა გაქრეს“.

Kawasaki-მ პირველად გამოიყენა ალუმინის სვინგ იარაღები თავის ქარხნულ MX ველოსიპედებზე 1970-იანი წლების დასაწყისში; დანარჩენებიც მიჰყვნენ. შემდეგ 1980 წელს Yamaha-მ კენი რობერტსი დააყენა 500 ორტაქტიან GP ველოსიპედზე, რომლის ჩარჩო დამზადებულია კვადრატული განყოფილების წნეხილი ალუმინის მილისგან. ბევრი დიზაინის ექსპერიმენტი იყო საჭირო, მაგრამ საბოლოოდ, ესპანელი ინჟინრის ანტონიო კობასის იდეების გამოყენებით, Yamaha-ს GP საგზაო რბოლის ჩარჩოები გადაიქცა დღევანდელ ნაცნობ დიდ ორმაგ ალუმინის სხივებად.

რა თქმა უნდა, არსებობს სხვა ტიპის წარმატებული შასიები - Ducati-ის ფოლადის მილის "ტრილესი" და ჯონ ბრიტენის "კანი და ძვლები" ნახშირბადის ბოჭკოვანი შასი 1990-იანი წლების დასაწყისისთვის. მაგრამ ორმაგი ალუმინის სხივის შასი დღეს დომინანტური გახდა. დარწმუნებული ვარ, რომ სამუშაო შასი შეიძლება დამზადდეს ჩამოსხმული პლაივუდისგან, იმ პირობით, რომ მას ექნება გამძლე ხრახნიანი წერტილები და ჩვეულებრივი დადასტურებული გეომეტრია.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება ფოლადსა და ალუმინს შორის არის ის, რომ ფოლადს აქვს დაღლილობის ზღვარი: სამუშაო სტრესის დონე, რომლის ქვემოთ ნაწილის სიცოცხლე არსებითად უსასრულოა. ალუმინის შენადნობების უმეტესობას არ გააჩნია დაღლილობის ლიმიტი, რის გამოც ალუმინის საჰაერო ჩარჩოები "გაცოცხლებულია" დაგეგმილი საათის განმავლობაში გამოყენებისთვის. ამ ზღვარს ქვემოთ ფოლადი გვაპატიებს ჩვენს შეცდომებს, მაგრამ ალუმინი ახსოვს ყველა შეურაცხყოფას შინაგანი დაღლილობის უხილავი დაზიანების სახით.

1990-იანი წლების ულამაზესი GP შასი ვერასოდეს იქნებოდა მასობრივი წარმოების საფუძველი. ეს შასი შედგებოდა დამუშავებული, დაჭერილი და თუჯის ალუმინის ელემენტებისაგან შედუღებული ნაწილებისგან. ეს არა მხოლოდ რთულია, არამედ მოითხოვს, რომ სამივე შენადნობი იყოს ურთიერთშედუღებადი. შედუღება ხარჯავს ფულს და დროს, თუნდაც წარმოების რობოტების მიერ შესრულებული.

ტექნოლოგია, რომელმაც დღევანდელი მსუბუქი ოთხტაქტიანი ძრავები და ჩამოსხმული შასი შესაძლებელი გახადა, არის დაბალი ტურბულენტური ყალიბის შევსების მეთოდები, რომლებიც არ ათავსებენ ალუმინის ოქსიდის ფილებს, რომლებიც მყისიერად წარმოიქმნება გამდნარ ალუმინზე. ასეთი ფილმები ქმნიან მეტალში სისუსტის ზონებს, რომლებიც წარსულში საჭიროებდნენ ჩამოსხმის გაცილებით სქელს ადექვატური სიმტკიცის მისაღწევად. ამ ახალი პროცესების ჩამოსხმული ნაწილები შეიძლება საკმაოდ რთული იყოს, მაგრამ დღევანდელი ალუმინის შასი შეიძლება აწყობილი იყოს შედუღებით, რომელთა დათვლა შესაძლებელია ერთი მხრივ. სავარაუდოა, რომ ჩამოსხმის ახალი მეთოდები ზოგავს 30 ან მეტ ფუნტ წონას წარმოების მოტოციკლებში.

ფოლადების მრავალფეროვნებასთან ერთად, ალუმინი არის ადამიანური ცივილიზაციის ძირითადი სამუშაო ადგილი, მაგრამ ეს უფრო მეტია, ვიდრე თანამედროვე მოტოციკლებისთვის. ეს არის ველოსიპედის ხორცი, იმდენად გავრცელებულია, რომ ჩვენ ძლივს ვხედავთ მას ან ვაღიარებთ, თუ რამდენად ვალში გვაქვს აპარატის მუშაობის ნაწილი.


გამოქვეყნების დრო: ივნისი-20-2019