[Tech Talk] Aplikasi Swing Arm Carbon Fiber di Motor Balap

TMCBlog.com – Assalamu’alaikum bro semua.. Masih membahas tentang teknologi di motor, khususnya motor balap, yang menjadi ciri khas dari TMCBlog.com .. Kali ini mencoba untuk menjawab pertanyaan dari beberapa teman pembaca yang kepo soal aplikasi swing arm berbahan carbon fiber di MotoGP. Dan ndilalah ada sebuah wawancara dari jurnalis Crash.net ,, Peter McLaren yang berbincang banyak dan mendetail kepada Corrado Cecchinelli selaku Direktur Teknologi MotoGP, tentang apa sih alasan dibalik strategi pabrikan MotoGP yang mulai beralih ke swing arm berbahan serat karbon?

Untuk lebih mengenal Corrado Cecchinelli ini, beliau pernah menjabat sebagai Director General of Ducati Corse selama tahun 2006-2010 dan sebagai salah satu penggagas Desmosedici untuk beralih dari swing arm aluminium ke bahan carbon di 2009. Maka sangat tepat kalau Cecchinelli menjawab semua pertanyaan om McLaren nih soal plus-minus swing arm carbon fiber.

McLaren: ‘ Corrado, Anda berada di Ducati ketika awal project pengaplikasian swingarm serat karbon? ‘

Corrado Cecchinelli: “Benar, Saya ada di Ducati ketika kami memulai project Desmosedici dengan swingarm berbahan serat karbon. Namun hal itu bukanlah pertama kalinya dilakukan, karena sebelumnya sudah dipakai oleh Aprilia di kelas 250cc. carbon fiber adalah bahan yang tepat jika digunakan untuk permukaan/bidang/area yang luas, tapi berbentuk tidak kecil. Jadi, bagi Saya, merupakan ide yang tepat untuk diaplikasikan ke part swingarm, juga karena swingarm dirancang untuk memperoleh tingkat kekakuan [stiffness] tertentu.”

“Akan tetapi, hal ini bukan berarti dirancang untuk menjadi se-kaku mungkin, namun itu dirancang untuk menemukan/mencapai sebuah tingkat kekakuan yang kita harapkan. Plus Anda ingin mencapai kekakuan dalam 3 dimensi (3D) [3 dimensi dari pergerakan motor]. Maksudnya, Anda menginginkan sebuah swingarm yang bisa ‘menekuk / bend’ saat motor miring [ketika posisi menikung], tetapi tidak menginginkan swing arm tersebut mengalami gejala material ‘melintir / twist’. Dengan serat karbon Kami bisa bermain dengan orientasi serat karbonnya untuk memiliki kekakuan tiga dimensi yang kami inginkan.”

“Juga, secara umum, untuk target tingkat kekakuan yang diberikan dan juga dengan mempertimbangkan kekuatan yang dibutuhkan, kemungkinan besar swingarm akan punya bobot yang lebih ringan jika dibuat dengan serat karbon dari pada logam aluminium. Tapi saya dapat memberitahu Anda bahwa ketika saya berada di Ducati, MSMA mencoba menghentikan project swingarm serat karbon karena mereka khawatir hal itu menyebabkan biaya yang tinggi. Tapi, yang benar adalah jika hanya mempertimbangkan biaya satu buah swing arm memang terhitung high cost, tetapi tidak untuk membuat swing arm untuk satu musim kompetisi. Namun jika dibandingkan per satu unit swing arm carbon memang lebih mahal ketimbang 1 unit swing arm berbahan aluminium biasa.”

“Ada kekhawatiran tentang keamanan. Ini bukan karena serat karbon merupakan bahan yang kurang aman, tetapi karena jika terjadi kecelakaan, kemungkinan kerusakan pada swingarm carbon akan lebih sulit untuk diselidiki ketimbang aluminium. Prosedurnya, setelah mengalami kecelakaan besar, Anda harus mengirim swingarm itu kembali ke pabrik untuk diinspeksi dengan alat X-rays dan banyak inspeksi rumit lainnya. Hal yang tidak bisa kita lakukan dengan kasat mata di trek ketika balapan. Jadi ini adalah satu lagi alasan mengapa serat karbon adalah parts yang mahal, karena Anda harus memiliki lebih banyak suku cadang [cadangan], sehingga Anda dapat mengganti swingarm setelah kecelakaan besar untuk memastikannya aman untuk dipakai balapan.”

“Jadi memang ada masalah dalam penggunaan bahan serat karbon untuk swing arm. Tapi ya tetap saja, kalo Anda bertanya kepada Saya, swingarm dari bahan carbon fiber adalah teknologi yang tepat karena kelebihan yang sudah saya sebutkan tadi.”

McLaren: ‘ Dalam hal ini, mengapa tidak semua parbikan di MotoGP menggunakannya? ‘

Corrado Cecchinelli: “Pertama-tama, jika Anda tidak nge-push sampai batas [ketebalan] swing arm berbahan aluminium, maka Anda tidak akan menemukan masalah dalam hal kurangnya kekuatan kekuatan dari target tingkat kekakuan swingarm. Dan dalam hal ini, contoh yang saya berikan kepada Anda adalah tentang biaya sebuah swing arm dari serat karbon yang lebih murah selama satu musim tidak akan berlaku. Karena jika swing arm bahan aluminium tidak dirancang secara ekstrem maka tidak perlu diganti sesering mungkin.”

“Dan kemudian ada alasan lain yang bisa saya katakan: swing arm dari carbon fiber ini sulit untuk dirancang, sulit untuk diproduksi, sulit untuk diinspeksi jika terjadi kecelakaan besar. Untuk semua alasan tersebut teknologi konvensional dengan bahan aluminium tentu memberikan lebih dari hasil yang lebih dapat diterima, karena itu adalah teknologi yang paling umum yang orang-orang gunakan saat ini. Namun tetap saja swingarm dengan bahan dari serat karbon bagi Saya lebih baik, berikut dengan kelemahan yang ada.”

Lebih lanjut lagi, Cecchinelli berkata bahwa dalam hal rancang bangun sebuah unit swingarm untuk keperluan balap yang dicari adalah sesuatu yang bersifat anisotropik, yang berarti unit swingarm tersebut memiliki sifat kekakuan yang berbeda di setiap bentuk. Serat karbon bisa lebih membantu engineer mendapatkan tingkat kekakuan dan disaat yang sama juga fleksibilitas karena dengan menempatkan lebih banyak atau lebih sedikit lapisan dari lembaran serat karbon di suatu area tertentu hasilnya engineer akan meraih orientasi serat yang berbeda. Nah menurut Cecchinelli dengan mengubah orientasi lapisan serat tersebut akan juga mengubah tingkat kekakuan dari swingarm setelah unit jadi dan digunakan.

Satu unit swingarm motor MotoGP juga akan menjadi lebih ringan dengan terbuat dari bahan serat karbon, tetapi kita juga tidak bisa melupakan bahwa sifat alami dari serat karbon memiliki redaman atas benturan/tekanan yang berbeda daripada material logam aluminium.

“Jadi jika Anda memiliki masalah seperti chattering, atau getaran pada umumnya, Anda mungkin ingin mencoba beralih dari satu bahan ke bahan yang lain [serat karbon ke aluminium atau sebaliknya] hanya karena fakta bahwa swingarm lain akan memiliki berat yang berbeda dan redaman yang berbeda..” Jelas Cecchinelli

Perbedaan kecil dalam berat dan kemampuan meredam merupakan salah satu pertimbangan dalam pemilihan bahan material sebuah swingarm karena hal tersebut dapat mempengaruhi banyak karakeristik motor secara keseluruhan pada umumnya. Lanjut, ketika Cecchinelli ditanyakan sebuah pertanyaan yang menjadi dasar asumsi masyarakat luas tentang penggunaan parts berbahan serat karbon di arena balap, yakni “Pakai carbon fiber supaya stabil karena motor lebih KAKU”, dirinya menjawab dengan lugas dan mendetil.

“Itu tidak benar! Kekakuan hanyalah target dari sebuah desain. Secara umum, ketika mendesain sebuah komponen mekanis, Anda mungkin pertama-tama mencari tingkat kekakuan atau tingkat pencapaian resistansi kekuatan. Keduanya [stiffness dan strength] tidak selalu beriringan. Jika Anda mendesain sebuah hook untuk mengangkat beban yang besar, target desain utama Anda adalah kekuatan, yang biasanya membawa kekakuan tertinggi. Tetapi jika Anda mendesain swingarm atau sebuah sasis secara keseluruhan, Anda merancang untuk mendapatkan TINGKAT KEKAKUAN YANG DIPERLUKAN. Dan, dalam mencapai target kekakuan itu, Anda mungkin gagal untuk mencapai/memiliki suatu tingkat kekuatan yang cukup. Ini mungkin contoh kasus mengenai swingarm berbahan aluminium.”

“Contoh, Anda mungkin ingin suatu parts sangat fleksibel sehingga berisiko mengalami keretakan ketika digunakan. Atau – bahkan jika tidak terlalu ekstrim, yang terjadi – lembaran lembaran logam pada swingarm menjadi sangat tipis sehingga ketika proses pengelasan menjadi suatu masalah. Jadi bagian yang dirancang untuk mencapai target kekakuan belum tentu juga cukup kuat dibuat dari aluminium.”

McLaren: ‘ Ini menarik, karena persepsi adalah bahwa ketika orang beralih ke serat karbon, artinya mereka menginginkan sesuatu yang lebih kaku . ‘

Corrado Cecchinelli: “Tidak! Yang benar adalah mereka itu mencari level kekakuan yang ideal, tetapi dengan bobot yang lebih ringan dan lebih kuat. Atau mereka mencari pemisahan kekakuan yang lebih baik di setiap arah.”

“Karena pada umumnya kasus di perancangan sebuah swingarm, engineer menginginkan sebuah swingarm yang juga dapat bertindak seperti ‘suspensi’ pada saat motor di posisi miring/lean [ketika menikung], tetapi tidak sampai menggangu performa dan swing arm tersebut tidak mengalami gejala melintir. Jika Kita sudah memahami bagaimana bertindak dan bekerja dengan material carbon fiber, pasti kita lebih banyak peluang untuk mencapai target yang diinginkan itu.”

Kesimpulannya adalah, dengan swing arm carbon yang digunakan pada motor MotoGP ada satu tujuan yang berusaha untuk dicapai oleh pabrikan yaitu keseimbangan dari tingkat performa dan kemudahan motor untuk dipacu saat balapan. Tapi setelah penjabaran panjang dari Cecchinelli, pelajaran lain yang bisa kita ambil adalah penggunaan serat karbon tidak semata-mata hanya untuk mengejar bobot ringan dan atau membuat motor se-kaku mungkin. Dan jika sebuah team sudah memahami bagaimana bekerja dengan suatu bahan material, maka jika fokus dengan hal itu tidak menutup suatu saat nanti mereka menemukan titik terang dari masalah yang kita lihat saat ini.

Nugi TMCblog

Hasil wawancara lengkap Peter McLaren dengan Corrado Cecchinelli bisa dilihat di Definitely Maybe: Carbon fibre swingarms in MotoGP

Untuk referensi teknis bisa sobat baca di Motorcycle swingarm redesigned in carbon composite