Velg serat karbon bukanlah barang baru. Honda menggunakannya pada motor grand-prix tahun 1984, namun baru dalam dekade terakhir ini velg serat karbon benar-benar mulai berdampak pada dunia mobil produksi.
Hal ini hampir sepenuhnya berkat perusahaan Australia, Carbon Revolution. Perusahaan ini mulai membuat velg serat karbon untuk pasar aftermarket, namun kontrak dengan Ford untuk Shelby GT350R 2016 membuat mereka menjadi produsen besar.
Carbon Revolution kini memiliki lebih dari 80.000 velg yang beredar di jalan dan kontrak suplai dengan Chevrolet, Ferrari, Land Rover, dan Ford. Koenigsegg juga memiliki velg serat karbon, meskipun dalam volume yang sangat rendah. Porsche juga membuatnya sendiri untuk 911 Turbo generasi sebelumnya, meskipun belum menawarkannya selama beberapa tahun.
Despite the opaque finish, the GT350R's wheels are, indeed, carbon fiber.
Potensi keuntungan dari velg serat karbon sangat besar. Serat karbon sangat ringan dan sangat kuat. Setiap insinyur otomotif akan mencoba untuk menghemat bobot, tetapi beberapa penghematan bobot lebih berdampak daripada yang lain.
"Pelajaran fisika dasar yang ingin saya berikan kepada semua orang adalah bahwa roda adalah bobot terpenting kedua di mobil," kata Dr. Ashley Denmead, pendiri dan CTO Carbon Revolution. Yang paling penting pertama adalah sasis.
Roda mobil adalah massa yang tidak terikat dan berputar. Mengurangi massa yang tidak berputar berarti lebih sedikit pekerjaan yang harus dilakukan suspensi, sehingga meningkatkan kualitas pengendaraan.
Massa yang berputar yang berkurang mengurangi inersia, sehingga membawa peningkatan kecil dalam akselerasi, menikung, dan pengereman. Dan dibandingkan dengan semua massa yang tidak berputar dan/atau massa yang berputar pada mobil, yang paling mudah untuk menghemat bobot adalah roda.
Inilah sebabnya mengapa kami memiliki velg aluminium-paduan - velg ini lebih mahal daripada velg baja, tetapi manfaat dari penghematan beratnya umumnya sebanding dengan pengorbanan biaya tambahan.
Meskipun saat ini jauh lebih mahal daripada unit aluminium, velg serat karbon menjanjikan manfaat lebih dari velg yang lebih ringan.
Sulit untuk menemukan angka pasti untuk bobot roda, tetapi kami tahu bahwa roda C8 Corvette Z06 dari Carbon Revolution lebih ringan 41 pon secara total daripada roda aluminium tempa standar mobil, sebuah angka yang signifikan.
Bagi pengamat awam, serat karbon mungkin terlihat sebagai bahan velg yang aneh. Jelas sangat ringan dan kuat - oleh karena itu digunakan dalam begitu banyak sasis mobil balap - namun ketika serat karbon gagal, ia dapat hancur.
Roda yang pecah adalah kejadian yang menakutkan untuk dipertimbangkan; Benda yang terbuat dari baja dan aluminium cenderung berubah bentuk, bukannya pecah.
Denmead mengatakan bahwa kekhawatiran tersebut tidak berdasar.
"Dalam hal serat karbon padat, ada bagian roda yang tebalnya hampir dua inci," katanya kepada Motor1.
"Benda itu tidak mudah patah atau dengan jumlah energi yang rendah dengan cara apa pun.”
Ada standar yang sangat tinggi untuk performa roda yang ditetapkan oleh Society for Automotive Engineers (SAE) dan produsen mobil itu sendiri.
Sebuah studi yang dilakukan oleh Ferrari dan Universitas Modena tentang roda Carbon Revolution menguraikan pengujian roda yang ekstrem.
Standar SAE sangat tinggi, dan Ferrari lebih tinggi lagi. Produsen mobil lain juga memiliki tolok ukur yang sama tingginya.
Seperti yang dikatakan oleh CEO Carbon Revolution, Jake Dingle, velg merupakan komponen "sangat penting untuk keselamatan" pada mobil mereka.
Dingle menceritakan kisah awal kerja sama perusahaannya dengan Ford. Produsen mobil tersebut sebenarnya membeli velg aftermarket Carbon Revolution dan menyalahgunakannya tanpa henti di jalanan berlubang di Detroit sebelum berkomitmen untuk bekerja sama dengan perusahaan tersebut.
"Mereka terus saja membajaknya hingga berlubang dan hanya kehilangan udara," kata Dingle.
"Mereka mengunyah flensa, seperti yang Anda duga, tetapi mereka meyakinkan diri mereka sendiri.
"Jadi, melakukan semua pengujian laboratorium dan segala sesuatunya adalah satu hal, dan itu semua sudah sangat matang dan dipahami dengan baik. Tetapi memperkenalkan jenis material baru ke dalam produk yang sangat penting untuk keselamatan, mereka hanya memutuskan bahwa mereka harus membawanya ke dunia nyata dan melihat apa yang akan terjadi. Dan selama beberapa bulan mereka hanya mencoba untuk mengujicobakan semua ini dan hal itu meyakinkan mereka.”
Roda GT350R yang akhirnya dibuat, seperti semua produk OEM Carbon Revolution selanjutnya, dibuat dengan standar yang lebih tinggi daripada produk aftermarket mereka.
Dingle bahkan memiliki cerita tentang beberapa produsen mobil yang memotong lekukan pada velg dengan penggiling sudut untuk mensimulasikan keretakan, dan satu kasus di mana ban meledak pada kecepatan 180 mph dan velg tetap bertahan.
Modus kegagalan roda-roda ini setelah mengalami benturan yang buruk juga tidak seperti yang Anda harapkan.
"Kami menggunakan analogi wortel versus gaji, yang merupakan analogi yang menarik. Bayangkan Anda memiliki sebatang wortel dan sebatang seledri," kata Denmead.
"Seledri lebih mirip material komposit yang berserat dibandingkan dengan logam yang lebih homogen dan isotropik. Jadi bayangkan jika Anda memiliki sepotong aluminium dan sepotong serat karbon dan Anda mencoba mematahkannya seperti halnya sepotong wortel dan seledri. Anda mungkin tidak dapat melakukannya dengan tangan Anda, tetapi jika Anda memaksakan masalah ini, aluminium cenderung patah seperti wortel, sedangkan material komposit cenderung lebih patah seperti sepotong seledri di mana seratnya cenderung masih menyatu dengan cara tertentu."
Dalam pengujian kelelahan ekstrem yang diuraikan oleh makalah Ferrari, mode kegagalan ini juga terjadi.
Denmead menjelaskan bahwa akibatnya, velg yang gagal tidak akan pernah kehilangan kapasitas angkut bebannya.
Carbon Revolution mengatakan bahwa mereka dapat membuat velg dengan kekuatan yang sangat besar tanpa menambah bobot yang terlalu banyak. Dingle dan Denmead mengatakan bahwa untuk satu program roda, Carbon Revolution menambahkan 50 persen kekuatan benturan dengan hanya menambah berat 10 persen.
Ini adalah manfaat dari cara unik pembuatan serat karbon. Anda bisa menambah atau mengurangi lapisan bahan anyaman yang disebut layup sesuai kebutuhan. Jadi, di area di mana Anda membutuhkan banyak kekuatan, Anda mungkin memiliki lapisan yang tebal, sedangkan di area lain, lapisannya bisa lebih tipis. Ini adalah keunggulan utama dibandingkan roda aluminium.
"Salah satu kendala besar dalam pembuatan roda aluminium adalah Anda harus bisa menuangkan cairan aluminium cair ke dalam cetakan sebelum membeku dan harus mengisi seluruh rongga," kata Denmead. "Jadi, Anda cukup sering mengetahuinya. Anda tidak bisa memiliki bagian yang tipis.”
Saat ini, Carbon Revolution hanya memasok velg untuk mobil-mobil performa, namun Dingle mengatakan bahwa hal ini akan segera berubah.
Perusahaan ini mengincar para pembuat mobil listrik yang mencari cara baru untuk menurunkan bobot mobil dan meningkatkan efisiensi.
"Ferrari di dunia dan Corvette di dunia, mereka akan selalu ada di sana dan Anda dapat membayangkan bahwa mereka akan selalu menginginkan peningkatan waktu putaran 1,5 detik yang dihasilkan oleh teknologi ini," kata Denmead.
"Tetapi ketika kami berbicara dengan pelanggan yang memiliki masalah nyata dalam industri saat ini, masalah sebenarnya adalah berat dan mereka benar-benar menggaruk-garuk kepala tentang bagaimana mereka akan memenuhi target dengan drivetrains EV ... Mereka benar-benar tidak memiliki banyak pilihan yang dapat mengurangi berat badan secara signifikan untuk mengembalikannya ke tingkat yang dapat diterima, jadi ini adalah sesuatu yang tampaknya merupakan salah satu opsi di mana mereka dapat menghemat 100 pound."
Denmead bahkan berbicara tentang bagaimana serat karbon dapat digunakan untuk menciptakan fitur aerodinamis yang unik, sesuatu yang belum dieksplorasi secara maksimal. Baik dia dan Dingle juga dengan cepat menunjukkan bahwa bobot dan kekuatan yang dihasilkan oleh velg serat karbon akan bertambah seiring dengan bertambahnya ukuran velg.
Perusahaan ini ingin memperluas produksi di negara asalnya, Australia, dan ke Amerika Utara untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat hingga mencapai ratusan ribu roda per tahun. Sebuah lompatan besar dari 80.000 lebih roda yang telah diproduksi hingga saat ini.
"Saat ini kami hampir sama dengan velg aluminium di awal tahun 1970-an," kata Dingle. "Sebuah teknologi baru yang memiliki kapasitas untuk benar-benar mendisrupsi industri ini."
Baca Juga: