被稱為世界輪胎行業(yè)“三大巨頭”之一的美國固特異和法國米其林都擁有百年輪胎史,如今它們都把目光放在了下一代輪胎 - 無充氣輪胎。
一輛汽車的平均使用年限是12年,但輪胎卻是一個消耗品,在使用一段時間就需要更換。常見的充氣輪胎,由于爆胎,磨損或其他原因,每年都要丟棄大約2億個。從長遠(yuǎn)考慮,尤其是可持續(xù)綠色發(fā)展,我們需要一款新型免充氣輪胎 - 3D打印輪胎。
大家不要簡單的認(rèn)為3D打印只能用來制作輪胎的原型,用于設(shè)計驗證;或者用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加工方式來制造輪胎模具。事實上,通過3D打印還能制作最終的輪胎產(chǎn)品,直接安裝在汽車上使用。
3D打印無氣輪胎不借助空氣壓力,而實現(xiàn)減震緩沖性能,將擁有免充氣、免維護(hù),使用壽命長,節(jié)省材料、減少浪費和促進(jìn)更可持續(xù)等優(yōu)勢。
換上了這款輪胎,我們不僅不必經(jīng)常監(jiān)控輪胎的氣壓,而且也不用再擔(dān)心爆胎。另外,輪胎達(dá)到一定里程后,還可以使用3D打印機(jī)對其進(jìn)行翻新,使得輪胎能夠被重復(fù)使用。
介紹了這么多,這樣的3D打印無充氣輪胎可以去哪里買呢?據(jù)資源庫了解,最早有望在2024年從米其林購買,在2030年左右,也可以買到固特異款。
接下來,我們就一起看看這2家輪胎巨頭是如何一步步推進(jìn)其3D打印輪胎開發(fā)的。
米其林
2017年,米其林推出首款概念3D打印輪胎 - Vision Concept,由可回收的生物降解材料制成。該輪胎是無氣的,具有仿生結(jié)構(gòu)基于衍生設(shè)計的蜂窩狀圖案,并且可以根據(jù)天氣條件重新打印其胎面。
2019年,米其林與通用汽車合作在Vision概念輪胎的基礎(chǔ)上推出了首個原型3D打印輪胎 - Uptis Prototype,這是為當(dāng)今的乘用車重新設(shè)計的,適用于自動駕駛、全電動、共享汽車等??梢詽M足其對輪胎進(jìn)行近乎零的維護(hù),以最大限度地提高其運營能力。
這款“獨特的防穿刺輪胎系統(tǒng)”Uptis采用3D打印技術(shù)結(jié)合高強度樹脂材料,里面添加了玻璃纖維和復(fù)合橡膠制作胎面,圍繞鋁制車輪形成了一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)??梢燥@著減少爆胎次數(shù),并且完成了在雪佛蘭Bolt EV等汽車的初步測試。
2021年,無氣Uptis輪胎的開發(fā)達(dá)到了一個新的里程碑,并成功在更大范圍的公共道路上進(jìn)行實際測試。在2021年慕尼黑IAA商用車展上,米其林首次將3D打印輪胎(Uptis)用在了家用汽車上。他們在一輛Mini電動車上裝配了這種輪胎,并提供給人們試乘。
米其林的目標(biāo)是到2024年將這種輪胎用于乘用車,駕駛員將能夠3D打印胎面并根據(jù)駕駛、季節(jié)性天氣條件調(diào)整輪胎,并可以自我維護(hù)輪胎。
固特異
2018年,固特異推出首款3D打印環(huán)保概念輪胎 - Oxygene,采用SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù),原材料為從廢棄輪胎里提取的橡膠粉。其最大亮點是生長在輪胎壁內(nèi)的活苔蘚,通過生光合作用,將氧氣釋放到空氣中。
2019年,固特異與Local Motors合作,為后者的Olli 3D打印電動小巴士安裝測試固特異的3D打印無充氣輪胎 - NPT。據(jù)固特異稱,這也將是電動巴士安裝的首個無氣輪胎,已完成了公路測試。
2021年,固特異已將其非充氣、無氣輪胎的測試擴(kuò)展到高性能電動汽車,特斯拉Model 3配備了這款無氣輪胎并成功完成測試。這輛車能夠以高達(dá)88公里/小時的速度行駛。
固特異計劃將在2030年之前將免維護(hù)和無氣輪胎推向市場,而3D打印是其完成目標(biāo)的重要一部分。據(jù)資源庫了解,目前固特異約2%的生產(chǎn)是通過3D打印實現(xiàn)的,并且有望進(jìn)一步加大應(yīng)用。
同時,固特異盧森堡輪胎新工廠今年已正式投入運營,作為一座數(shù)字工業(yè)4.0輪胎工廠,它的生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了高度自動化,也將進(jìn)一步加速3D打印無氣輪胎的生產(chǎn)。
前面介紹了下一代無氣輪胎的優(yōu)勢和制造廠家,那么為什么這樣一款性能優(yōu)越的輪胎還有等好幾年才能上市?
傳統(tǒng)充氣輪胎的特性是有緩沖性能和低滾動阻力,無論是輪胎的抓地力、安全舒適、乘坐安靜性都非常的不錯。而在使用無氣輪胎的過程中,將放棄很多駕駛舒適性:懸架、左右剛度和滾動阻力。事實證明,讓無氣輪胎像充氣輪胎一樣工作是很困難的,這就是為什么3D打印輪胎需要很長時間才能問世。
不只是能用,還需要讓無氣輪胎做到和充氣輪胎一樣的舒適性,安全性才能真正進(jìn)入市場。當(dāng)這一難題得到解決,那么3D打印無氣輪胎的市場前景將是巨大的,將是未來輪胎市場的主力軍。
注:本文圖片皆來著網(wǎng)絡(luò)。
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