Bagaimana Kursi Roda Listrik Berbahan Aluminium Mengurangi Bobot Tanpa Mengorbankan Kekuatan

Dalam hal pengguna kursi roda listrik, setiap kilogram sangat penting. Kursi roda yang berat tidak mudah dipindahkan, disimpan, maupun dikendalikan. Namun, pengurangan berat harus dilakukan tanpa mengorbankan keamanan atau kekuatan—rangka yang bengkok atau retak akibat beban justru menjadi tidak berguna. Kursi roda listrik berbahan aluminium menyelesaikan dilema ini. Di Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., kami telah memproduksi ribuan unit kursi roda listrik berbahan aluminium melalui rekayasa berteknologi tinggi. Berikut empat metode di mana aluminium mengurangi berat tanpa mengorbankan kekuatan.

Paduan Aluminium Berkekuatan Tinggi (Bukan Aluminium Murni)

Anggapan umum tentang aluminium adalah bahwa bahan ini lemah. Padahal, dalam praktiknya, paduan aluminium kelas aerospace memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang sangat tinggi. Aluminium memang lunak, tetapi ketika dipadukan dengan magnesium, silikon, atau seng, ia membentuk material yang kompetitif dengan baja dalam hal kekuatan spesifik.

Kursi roda bertenaga aluminium yang kami produksi terbuat dari paduan yang telah mengalami perlakuan panas, dengan kekuatan luluh sekitar 240–260 MPa—yaitu sekitar 60–70% kekuatan baja lunak, namun memiliki kerapatan hanya sepertiga dari baja tersebut. Hal ini berarti rangka aluminium dapat dibuat dengan sedikit menambah ketebalan dinding atau memperbesar diameter tabung guna mencapai kekakuan yang setara dengan baja, namun dengan bobot jauh lebih ringan. Dalam proses desain, kami menerapkan analisis elemen hingga (Finite Element Analysis/FEA) untuk mengoptimalkan bentuk tabung, sehingga material hanya ditempatkan di area dengan tegangan paling tinggi.

Geometri Tabung yang Dioptimalkan dan Penguatan Sudut

Bukan hanya material yang menentukan kekuatan rangka kursi roda, melainkan juga bentuknya. Rangka aluminium yang dirancang secara optimal menggunakan tabung berdiameter lebih besar dibandingkan rangka baja serupa guna meningkatkan momen inersia (ketahanan terhadap lenturan).

Kursi roda listrik berbahan aluminium dirancang dengan tabung oval dan persegi panjang berukuran besar yang mendistribusikan beban ke area yang lebih luas. Pada penampang tabung (termasuk di titik kerangka sandaran punggung dan rel dudukan), kami memasang pengaku aluminium tempa (braket penguat) yang menghilangkan puncak tegangan. Diameter yang lebih besar dengan dinding yang lebih tipis, dikombinasikan dengan penguatan strategis, menghasilkan kerangka yang kaku saat menopang beban pengguna 120–150 kg tanpa penambahan berat seperti pada baja. Pemodelan komputer memastikan bahwa kami tidak menambahkan material di area yang tidak diperlukan.

Pengelasan Robotik dan Perlakuan Panas

Zona terpengaruh panas (Heat Affected Zone/HAZ) pada setiap las aluminium merupakan bagian terlemahnya, dan kekuatan paduan dapat berkurang hingga 30–40% di sini. Pengelasan yang buruk dapat mengubah desain yang baik menjadi berbahaya.

Robot di pabrik kami mengintegrasikan pengelasan robotik, di mana input panas dan kecepatan perjalanan dikontrol secara akurat untuk mengurangi zona terpengaruh panas (HAZ). Setelah proses pengelasan, setiap rangka menjalani perlakuan panas T6 (dilakukan pemanasan larutan dan penuaan buatan) guna memberikan kekuatan paduan pada seluruh struktur. Perlakuan pasca-pengelasan ini sangat penting; kebanyakan produsen yang memproduksi rangka berkualitas lebih rendah tidak menerapkannya, sehingga dalam beberapa bulan, rangka mulai retak di area las. Kami memiliki 60 sistem pemrosesan rangka, termasuk oven perlakuan panas khusus kami, guna memastikan semua kursi roda aluminium mencapai kekuatan desainnya.

Penggunaan Strategis Komponen Baja pada Titik-Titik Berbeban Tinggi

Bukan berarti solusi terbaik adalah rangka berbahan seluruhnya aluminium. Konstruksi paling cerdas yang ringan justru menggunakan struktur campuran: aluminium digunakan pada rangka utama, sedangkan baja digunakan pada bagian-bagian yang mengalami beban terlokalisasi atau abrasi.

Kursi roda bertenaga kami, yang terbuat dari aluminium, dilengkapi dengan braket poros baja (yang mengalami pemasangan dan pelepasan roda berulang kali), batang anti-jungkir (yang tidak boleh melengkung), serta beberapa titik engsel. Komponen baja ini memiliki berat total kurang dari 1–2 kg, namun secara signifikan meningkatkan masa pakai kursi roda pada titik-titik kritisnya. Sisanya—yaitu rel samping rangka, penopang sandaran punggung, dan penggantung pijakan kaki—terbuat dari aluminium. Solusi komposit ini memberikan pengurangan berat badan berkat aluminium dan ketahanan ekstra berkat baja di area-area yang membutuhkan kekuatan maksimal.

Kesimpulan

Empat strategi rekayasa—yakni penggunaan paduan berkekuatan tinggi, geometri tabung optimal dengan penambahan gusset, pengelasan robotik dan perlakuan panas T6, serta penempatan baja di area berbeban tinggi—memungkinkan kursi roda bertenaga berbahan aluminium mengurangi berat tanpa mengorbankan kekuatan. Produk ini ringan namun cukup kuat untuk menopang penggunaan harian selama bertahun-tahun (biasanya mendukung beban 20–25 kg).

Kami mengintegrasikan metode-metode ini di Ningbo Baichen Medical Devices Co., Ltd., yang memiliki pabrik seluas 20.000 m2, 60 mesin pemrosesan rangka, dan 4 lini perakitan. Hubungi kami dan rasakan keunggulan aluminium ringan.