Nhôm ở khắp mọi nơi đòi hỏi cấu trúc nhẹ hoặc độ dẫn nhiệt và điện cao. Một chiếc xe thể thao điển hình có khối xi-lanh, đầu và ca-te bằng nhôm, cùng với khung và tay đòn bằng nhôm hàn. Trong động cơ, ứng dụng quan trọng của nhôm là các pít-tông, nhờ dẫn nhiệt tốt nên có thể tồn tại khi tiếp xúc với nhiệt độ đốt cao hơn nhiều so với điểm nóng chảy của chúng. Các bánh xe, bộ tản nhiệt dầu và nước làm mát, cần tay và giá đỡ, núm phuộc trên và (thường) dưới, ống phuộc trên (bằng USD), kẹp phanh và xi lanh chính cũng bằng nhôm.

Tất cả chúng ta đều nhìn chằm chằm vào một khung xe bằng nhôm có các mối hàn giống như chồng chip poker bị rơi trong truyền thuyết. Một số khung gầm và tay đòn này, chẳng hạn như của những chiếc xe đua 2 thì 250 của Aprilia, là những tác phẩm nghệ thuật duyên dáng.

Nhôm có thể được hợp kim hóa và xử lý nhiệt để có cường độ lớn hơn thép nhẹ (độ bền kéo 60.000 psi), tuy nhiên hầu hết các hợp kim đều được gia công nhanh chóng và dễ dàng. Nhôm cũng có thể được đúc, rèn hoặc ép đùn (đó là cách chế tạo một số dầm bên của khung). Tính dẫn nhiệt cao của nhôm khiến cho quá trình hàn của nó cần nhiều cường độ dòng điện và kim loại nóng phải được bảo vệ khỏi oxy trong khí quyển bằng cách che chắn khí trơ (TIG hoặc heli-arc).

Mặc dù nhôm cần một lượng điện lớn để thu được từ quặng bauxite, nhưng một khi nó tồn tại ở dạng kim loại, nó sẽ tốn rất ít chi phí để tái chế và không bị rỉ sét như thép.

Các nhà sản xuất động cơ xe máy đầu tiên đã nhanh chóng sử dụng kim loại mới cho cacte, nếu không thì phải làm bằng gang nặng gần gấp ba lần. Nhôm nguyên chất rất mềm—Tôi nhớ mẹ tôi đã tức giận khi bố tôi sử dụng nồi hơi đôi hợp kim 1.100 của bà làm bẫy BB ngẫu hứng: Đáy của nó trở thành một khối lúm đồng tiền.

Độ bền ngày càng tăng của hợp kim đơn giản với đồng đã sớm được phát hiện và đó là hợp kim mà nhà tiên phong về ô tô WO Bentley đã sử dụng trong các pít-tông nhôm thử nghiệm trước Thế chiến thứ nhất của mình. Trong thử nghiệm đối kháng với các pít-tông bằng gang khi đó chiếm ưu thế, các pít-tông nhôm lần thử đầu tiên của Bentley đã ngay lập tức tăng sức mạnh. Chúng chạy mát hơn, làm nóng hỗn hợp nhiên liệu-không khí đi vào ít hơn và bảo toàn mật độ của nó nhiều hơn. Ngày nay, piston nhôm được sử dụng phổ biến trong động cơ ô tô và xe máy.

Cho đến khi máy bay 787 bằng nhựa gia cố bằng sợi carbon của Boeing ra đời, một thực tế cơ bản của ngành hàng không là hầu hết trọng lượng rỗng của mọi máy bay đều là 60% nhôm. Nhìn vào trọng lượng và độ bền tương đối của nhôm và thép, điều này thoạt nghe có vẻ kỳ quặc. Đúng, nhôm chỉ nặng bằng 35% so với thép, tính theo khối lượng, nhưng thép cường độ cao bền hơn ít nhất ba lần so với nhôm cường độ cao. Tại sao không chế tạo máy bay bằng thép mỏng?

Nó phụ thuộc vào khả năng chống oằn của các cấu trúc tương đương bằng nhôm và thép. Nếu chúng ta bắt đầu với các ống nhôm và thép có cùng trọng lượng trên mỗi foot và chúng ta giảm độ dày thành, ống thép sẽ bị vênh trước tiên vì vật liệu của nó, chỉ dày bằng 1/3 so với nhôm, có khả năng tự giằng kém hơn nhiều.

Trong những năm 1970, tôi đã làm việc với thợ đóng khung Frank Camillieri. Khi tôi hỏi anh ấy tại sao chúng tôi không sử dụng ống thép có đường kính lớn hơn cho bức tường mỏng hơn để làm khung nhẹ hơn, cứng hơn, anh ấy nói: “Khi làm điều đó, bạn sẽ thấy mình phải thêm rất nhiều vật liệu vào những thứ như giá đỡ động cơ. giữ cho chúng không bị nứt, khiến việc giảm trọng lượng không còn nữa.”

Kawasaki lần đầu tiên sử dụng tay đòn bằng nhôm trên xe đạp MX của mình vào đầu những năm 1970; những người khác làm theo. Sau đó vào năm 1980, Yamaha đưa Kenny Roberts vào chiếc xe đạp GP 500 hai thì có khung được chế tạo từ ống nhôm ép đùn tiết diện vuông. Cần phải thực hiện rất nhiều thử nghiệm về thiết kế, nhưng cuối cùng, nhờ sử dụng ý tưởng của kỹ sư người Tây Ban Nha Antonio Cobas, khung xe đua GP của Yamaha đã phát triển thành những thanh dầm nhôm đôi lớn quen thuộc ngày nay.

Chắc chắn có những loại khung gầm thành công khác - một loại là “mắt lưới” ống thép của Ducati và khung gầm bằng sợi carbon “da và xương” của John Britten vào đầu những năm 1990. Nhưng khung gầm dầm nhôm đôi đã trở nên thống trị ngày nay. Tôi tin tưởng rằng một khung gầm khả thi có thể được làm bằng ván ép đúc, miễn là nó có các điểm bắt vít bền và hình học đã được chứng minh thông thường.

Một sự khác biệt đáng kể khác giữa thép và nhôm là thép có cái gọi là giới hạn mỏi: mức ứng suất làm việc mà dưới đó tuổi thọ của bộ phận về cơ bản là vô hạn. Hầu hết các hợp kim nhôm đều không có giới hạn về độ mỏi, đó là lý do tại sao khung máy bay bằng nhôm được “tuổi thọ” trong số giờ sử dụng theo kế hoạch. Dưới giới hạn này, thép sẽ tha thứ cho những hành vi xâm phạm của chúng ta, nhưng nhôm sẽ ghi nhớ mọi hành vi xúc phạm dưới dạng tổn thương mỏi vô hình bên trong.

Khung gầm GP tuyệt đẹp của những năm 1990 không bao giờ có thể là cơ sở để sản xuất hàng loạt. Những khung gầm đó bao gồm các mảnh được hàn lại với nhau từ các bộ phận được gia công, ép và đúc bằng nhôm. Điều đó không chỉ phức tạp mà còn đòi hỏi cả ba hợp kim đều có thể hàn được lẫn nhau. Hàn tốn tiền bạc và thời gian, ngay cả khi được thực hiện bởi robot sản xuất.

Công nghệ giúp tạo ra động cơ bốn thì trọng lượng nhẹ và khung gầm đúc ngày nay là các phương pháp đổ đầy khuôn có độ xoáy thấp, không cuốn theo các màng nhôm oxit hình thành ngay lập tức trên nhôm nóng chảy. Những màng như vậy tạo thành các vùng yếu của kim loại mà trước đây đòi hỏi vật đúc phải dày hơn nhiều để đạt được độ bền phù hợp. Các bộ phận đúc từ các quy trình mới này có thể khá phức tạp, tuy nhiên khung nhôm ngày nay có thể được lắp ráp bằng các mối hàn có thể đếm được bằng một tay. Người ta ước tính rằng các phương pháp đúc mới giúp giảm trọng lượng từ 30 pound trở lên đối với xe máy sản xuất.

Cùng với nhiều loại thép, nhôm là vật liệu cơ bản của nền văn minh nhân loại, nhưng nó còn hơn thế nữa đối với những chiếc xe máy hiện đại. Nó là phần cốt lõi của một chiếc xe đạp, phổ biến đến mức chúng ta hầu như không nhìn thấy nó hoặc thừa nhận rằng chúng ta nợ nó đến mức nào về hiệu suất của cỗ máy.