В исследовании Технологического института штата Вирджиния по восстановлению протекторов шин применяется 3D-сканирование и печать для улучшения шин для коммерческих грузовых автомобилей. Индустрия восстановления шин использует новый протектор для 4,5 миллионов шин в год, и Mordor Intelligence прогнозирует, что мировой рынок восстановления протекторов вырастет с 5,45 миллиардов долларов в этом году до 6,41 миллиардов долларов в 2028 году.
 

Хотя каждая из этих шин представляет собой повторное использование большей части шины, из каждой из этих шин все еще удаляется в среднем 9 фунтов материала, образуя гору отходов резины. Ситуация усугубляется тем фактом, что шины с восстановленным протектором, которые обычно используются в коммерческих грузовиках, имеют большее сопротивление качению, чем новые шины, из-за чего эти грузовики сжигают больше топлива, чем в противном случае, говорит Крис Уильямс, профессор машиностроения Технологического института Вирджинии.

Университет работает с бывшим коллегой из Нью-Мексико и Мишлен над разработкой методов и материалов 3D-сканирования и печати, которые позволят производить восстановленные шины, которые производят меньше отходов и легче катятся, чтобы клиенты могли воспользоваться циклическими экономическими выгодами от восстановления протектора. без такого большого ущерба от этих проблем.

Это двухлетний проект стоимостью 1,5 миллиона долларов, поддерживаемый Институтом REMADE, направленный на повышение эффективности восстановления протектора. Институт REMADE — это государственно-частное партнерство, созданное Министерством энергетики США , целью которого является ускорение перехода страны к экономике замкнутого цикла.

«Мы очень рады взяться за этот сложный проект, который объединяет достижения в области науки и производства полимеров, включая 3D-сканирование, 3D-печать и промышленную робототехнику», — сказал Уильямс. «Если все пойдет хорошо, полученная технология восстановления протектора может привести к ежегодному сокращению примерно на 90 метрических килотонн отходов шин и 800 метрических килотонн выбросов CO 2 в отрасли восстановления протекторов».

Подход команды будет заключаться в использовании технологий 3D-сканирования, новых материалов, которые можно печатать и которые противостоят требованиям шин коммерческого транспорта, а также промышленных роботов, которые смогут печатать эти материалы только в выбранных местах вокруг использованных шин.

В то время как сегодняшний процесс удаляет весь протектор старой шины, процесс Технологического института штата Вирджиния удаляет только плохие части, добавляя в этих местах новый материал. Они печатают амортизирующую резину на поверхности шины в этих местах с помощью 3D-принтера, обеспечивая клей, необходимый для прикрепления нового протектора.

Проблема заключается в том, что амортизирующая резина представляет собой толстый материал, который плохо растекается при нанесении на поверхность шины и не затвердевает быстро, поэтому, по словам Уильямса, это были ключевые области, на которые нацелен проект.

Тим Лонг, недавно переехавший из Технологического института Вирджинии в штат Аризона, предоставляет экспертные знания в области тестируемых полимеров, а Уильямс отвечает за разработку процесса 3D-печати.

Поскольку 3D-принтеры обычно печатают на плоских поверхностях, а шины имеют круглую форму, принтер Virginia Tech во время печати обходит целевую шину, создавая изогнутую поверхность.

Сейчас, в середине двухлетнего проекта, команда разработала многообещающие материалы и технологии, поэтому в следующем году они будут использоваться для производства реальных шин и тестирования этих шин для изучения их характеристик. «Сейчас наш материал демонстрирует те же характеристики, что и традиционная связующая резина, и это очень интересно», — сказал Уильямс. «Мы знаем, что можем напечатать его на 3D-принтере, и это очень интересно, и мы только что закончили создание нашей роботизированной рабочей ячейки с возможностями сканирования. Итак, мы готовы ко второму году, когда мы соберем все эти части вместе».

Это означает проверку реальной производительности этих различных компонентов. «Теперь мы посмотрим, насколько хорошо резина нашего принтера прикрепляется к старой резине, и убедимся, что весь «сэндвич» собран воедино», — продолжил он. «Самым большим испытанием будет то, что мы отправим некоторые из наших печатных материалов нашему партнеру Michelin, и они действительно проверят их на испытательном полигоне на автомобиле в следующем году».

Это действительно будет случай увидеть, что происходит, когда резина встречается с дорогой. «Результаты лабораторных исследований показывают, что это хорошо, но теперь мы проведем настоящие испытания на реальном автомобиле».

Источник