エンジニアのチームは、原子的に規則正しい内部構造を持つ世界初の合金を作成し、靱性を犠牲にすることなく並外れた強度を実現しました。これは、いつかオートバイのフレームからエンジンに至るまであらゆるものに影響を与える画期的な進歩です。
ライター。より強力です。より耐久性があります。これらはすべてのオートバイエンジニアが望む 3 つのことですが、これらすべてを同じ素材で実現することは、言うは易く行うは難しでした。取引先のビーンカウンターが満足する価格でそれらすべてを入手することは、さらに大きな課題です。
そうは言っても、研究者チームは、少なくとも最初の 3 つの点に関しては、状況を変えるための大きな一歩を踏み出したところかもしれません。
科学者たちは、金属の分子がほぼ完璧な内部構造に組織化される新しい製造プロセスを開発し、鋼鉄の 2 倍、従来のアルミニウム合金よりも約 3 倍強いと言われる材料を作り出しました。さらに良いことに、超高強度材料の長年の障害となっていた脆くなることなく、ある程度の柔軟性も保持しています。
この研究はまだ研究室内に限定されているが、オートバイ業界に明らかな疑問を投げかけている。これは最終的に、今日の自転車に使用されているスチールやアルミニウムの一部を置き換えることができるでしょうか?
その可能性は確かにあります。
より軽くてより強い金属により、メーカーは剛性や耐久性を犠牲にすることなく、より軽量なバイクを製造できる可能性があります。スイングアーム、サブフレーム、ホイール、さらにはエンジンコンポーネントもすべて軽量化され、ハンドリング、加速、燃費の向上に貢献する可能性があります。電動バイクの場合、1 キログラム節約できるということは、航続距離の拡大や、より大型のバッテリーを搭載するためのスペースの拡大も意味します。
画期的な点は金属の形成方法にあります。オーストラリアのモナシュ大学の研究者らは、原子をより均一な構造に配置するよう導き、これらの欠陥を劇的に減らす方法を発見した。モナシュのチームは、極度の高温で金属を完全に溶かすという従来のアプローチに頼るのではなく、より穏やかな製造プロセスを使用しました。チタン、ハフニウム、タンタル、ニオブ、ジルコニウムを慎重にバランスよく混合したものを、通常の合金製造に使用される温度よりもゆっくりと低い温度まで加熱しました。この遅い熱サイクルにより、原子は従来の鋳造時のように所定の位置に凍結されるのではなく、自然に移動して配置される時間が与えられました。
その結果、研究者らは新しい形の「アトミックアーキテクチャ」と表現したものとなる。この合金は、微細な欠陥や弱点を含むランダムな内部構造の代わりに、材料全体にわたって連続的に適合する 3 つの相互接続されたナノスケール相を発達させます。この高度に規則正しい構造には、合金の強度を通常制限する欠陥がほとんどなく、有用な延性を維持しながら 2 ギガパスカルを超える圧縮降伏強度を達成できます。簡単に言えば、画期的な進歩は、使用される金属のレシピだけではなく、製造プロセスにより、原子が自己組織化して、これまで金属のバルクで可能であったものよりもはるかに強力な内部構造を形成できるという事実です。
これは、航空宇宙産業、自動車産業、防衛産業がすべて、より軽量で丈夫な素材を追い求めているため、最終的にはオートバイをはるかに超えた影響を与える可能性のある種類の開発です。
ただし、落とし穴が 1 つあります。研究室での画期的な進歩は、自動的に量産部品の保証を意味するものではありません。オートバイメーカーは、大量生産でき、簡単に機械加工でき、そしておそらく最も重要なこととして、妥当な価格で販売できる材料を必要としています。この最終点は、多くの場合、今回のような有望な発見が達成できないところです。
それでも、コストを大幅に上げることなくこのプロセスを拡大できれば、アルミフレームが主流になって以来、オートバイ製造における最も重要な進歩の1つとなる可能性がある。ライダーにとって、それは最終的に、エンジニアが何十年にもわたって耐えてきた妥協のない、コーナーに投げ込むのに軽く、日常の使用に耐え、より効率的なバイクを意味する可能性があります。
