Бриджстоун создает пресс-формы шин с помощью 3D-печати
Какие бизнесы по 3D-печати удивили в 2019 г.
McLaren штампует с помощью 3D-печати титановые колеса, а Carbon Performance печатает алюминиевые тормозные суппорты, а как насчет шин? Оказывается, технологии трёхмерной печати успешно применяются в Бриджстоуне и делают зимнее вождение намного безопаснее.
Терминология шин
За последнее столетие технология шин значительно продвинулась вперед — от полосок гладкой резины до наполненных воздухом эксплуатационных полимеров с прорезями и регенеративным износом. Sipes (сипы) — это термин шинной промышленности для обозначения горизонтальных и диагональных канавок, которые есть на всех шинах. Они выполняют несколько функций и влияют на несколько характеристик шины. Наличие большего количества сипов улучшает сцепление в холодных и снежных условиях, но они заставляют шины изнашиваться быстрее в сухих условиях.
Углы, формы и узоры сипов настраиваются таким образом, чтобы влиять на тягу, эффективность торможения, износ, шум и комфорт для конкретного применения. Кроме того, резина имеет лучшую тягу, когда она теплая, поэтому зимние шины сделаны из материалов с более низкой температурой стеклования, чем летние, потому что последним помогает согреваться теплый или даже горячий летний асфальт.
Невозможно сделать универсальную шину из-за того, что тяга, износ и шум играют друг с другом в перетягивание каната. Тем не менее, всесезонные шины существуют.
Хотя эти шины действительно проходят необходимые испытания для получения зимних рейтингов и сертификатов мокрого торможения, они все равно не работают на снегу так же хорошо, как лучшие зимние шины, или на сухом асфальте так же хорошо, как лучшие летние шины. Для всесезонных шин они вполне применимы в ксловиях средних широт.
Аддитивное производство: никаких компромиссов
Что, если бы вы действительно могли бы иметь лучшее из обоих сфер — летней и зимней? С помощью 3D-печати инженеры Bridgestone делают по-настоящему всесезонные шины. Сипы крепятся на шины с помощью пресс-форм, и традиционно эти формы изготавливаются вручную, путем добавления полос и кусочков металла к базовой шинной форме в нужном порядке. Металлические детали изготавливаются с использованием обычных обрабатывающих инструментов, их геометрия относительно проста. Для одной шины может применяться порядка трёх тысяч сипов и порядка 200 вариантов их дизайна.
“В течение очень долгого времени сипы были в основном просто кусочками металла в форме, которые не имели никакой продуманной геометрии и просто врезались в блок протектора как нож в масло", — объяснил Дейл Харригл (Dale Harrigle), главный инженер Bridgestone. “С помощью 3D-печати пресс-форм для сипов инженеры могут внедрять просчитанные формы и узоры, которые ранее не могли быть использованы."
Некоторые из 3D-моделей открывают огромный прирост тяги без ожидаемой потери производительности, которая приходит с износом. "То, что этот 3D-профиль позволяет нам делать, — это изменять жесткость блока протектора при торможении, при ускорении, так что мы можем обеспечить качественное зимнее сцепление. Но эти печатаемые 3D-кромки не влияют на шину с точки зрения срока службы, тяги при движении или торможении. Это позволяет нам получить лучшее из обоих миров в дизайне шин", — заверяет Харригл.
Кстати, не только Бриджстоун применяет данный метод, но и Hankook. Michelin начал продавать шины, изготовленные по этой технологии, еще с 2013 года. Вот видео, показано, как печать пресс-форм для шин улучшает производительность шин при одновременном сокращении времени производства, использования материалов и затрат. Оно на английском языке, но, как говорится, Sapienti sat.
