Разработка безвоздушной шины с использованием 3D-технологий
Состав команды
ученики 11 класса МБОУ "Октябрьская СОШ"
Томского района
  • Беляев Александр Михайлович
    Моделировал и печатал на 3D -принтере
  • Иващенко Евгений Александрович
    Анализировал литературу и проводил эксперимент
В мире все изменилось в тот день, когда в 1845 году англичанин Роберт Томпсон запатентовал первую надувную шину. Но из-за технологических сложностей, она не получила тогда массового распространения. Повторно пневматическая шина была изобретена в 1888 году Джоном Бойд Данлопом в Ирландии. С тех пор не прекращаются изыскания, которые смогли бы улучшить потребительские качества “воздушного колеса". Человечество уже давно решает проблему автомобильных шин в плане надежности и оптимизации расходов на обслуживание.
Идея создания безвоздушных шин, которые не нужно накачивать воздухом, их нельзя проколоть стоит перед многими производителей. Смысл разработки заключается в том, чтобы отказаться от использования воздуха в шинах для автомобилей. То есть, никакие компрессоры, вышедшие из строя, золотники и ниппели уже не играют роли. Это специальная разработка, направленная на решение главных проблем нынешних покрышек: снижение давления внутри колеса; быстрый износ; деформация диска. 3D-печать играет важную роль в этой инновационной разработке, поскольку именно с помощью нее сделали прототип новой шины, названной Uptis. Но, по определённым причинам у этого нововведения пока не получается обрести широкое распространение. Поэтому мы решили смоделировать на 3D принтере несколько видов безвоздушных колес, определить оптимальное строение и разобраться, почему в наше время отказываются от таких колес будущего.

Цель работы разработать несколько типов безвоздушной шины при помощи 3D-технологий и определить оптимальное строение.
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
1 Проанализирована литература и интернет - источники по данной теме;
2 Разработана и изготовлена 3D-модель различных безвоздушных шин;
3 Апробированы безвоздушные колеса;
4 Проанализированы результаты работы и сделан вывод.

АНАЛОГИ
  • Компания Michelin
    Конструкция MICHELIN X TWEEL – это жесткая ступица, соединенная с протектором посредством гибких деформируемых спиц из полиуретана, которые представляют собой единое целое.
  • Компания Polaris
    Компания Polaris предложила свой способ расположения спиц из композиционных материалов, который отдаленно напоминает пчелиные соты. Благодаря этому колеса получают способность к изменению жесткости, проще справляются с преодолением неровностей
  • Компания BigRep
    Компания BigRep провела презентацию нового продукта, отпечатанного на широкоформатном 3d-принтере – велосипедных шин из термопластичного эластомера PRO FLEX Filament.
  • Компания Hankook
    Корейский производитель шин Hankook, четыре года работавший над безвоздушными шинами (Non-Pneumatic Tire — NPT), заявил об успешных испытаниях самой работоспособной версии под названием iFlex. Компания утверждает, что тесты на плавность хода и управляемость показали результаты, сопоставимые с обычными автомобильными шинами. А ещё в ходе тестов электрокар разгонялся до 130 км/ч. Казалось бы, немного, но на фоне нынешних серийных NPT такие экспериментальные шины можно назвать скоростными.
  • Компания Bridgestone
    Шины от Bridgestone отличаются устройством каркаса, который состоит из пластин. Элементы из переработанной смолы за счет особого расположения образуют сетчатую структуру. Однако эксплуатационные характеристики таких изделий более низкие: допустимая скорость — 64 км/ч, грузоподъемность — 150 кг.
  • Goodyear

    В течение последних трех лет Goodyear и Local Motors испытывали на различных полигонах беспилотный шаттл Olli, оснащенный безвоздушными шинами, чтобы достигнуть нескольких целевых показателей нагрузки, скорости и долговечности. Сейчас испытания шаттла Local Motors Olli будут проходить в городской транспортной среде, которая, как заявляют компании, «представляет собой идеальный сценарий тестирования шин с альтернативной архитектурой, учитывая более низкие скорости городского транспорта и менее изменчивые пути движения».

Этапы

Этап №1. Процесс моделирования безвоздушного колеса с дугообразными спицами (наша конструкция)

Этап №2. Прототипирование

Этап №3. Процесс моделирования безвоздушного колеса с сотообразными спицами

Этапы

Этап №4. Прототипирование


С помощью физического эксперимента была определена оптимальная структура – дугообразная (разработанная нами)


Рассчитав стоимость затраченного пластика и времени, можно видеть, что безвоздушные колеса (структура сотовая) выходят незначительно дешевле, чем дугообразная

Потенциальные заказчики и стейкхолдеры проекта


Заказчиками проекта могут стать разработчики Lego конструкторов и образовательные учреждения, в которых ведется робототехника.



Преимущества нашей модели
  • Преимущество 1
    прочность конструкции
  • Преимущество 2
    можно применять в робототехнике
  • Преимущество 3
    скорость максимальная
  • Преимущество 4
    качество печати
Томск, с. Октябрьское Железнодорожная 29б
Phone: 8925143

Made on
Tilda