آیندهی فناوری تایر چگونه خواهد بود؟ پاسخ همچنان «تایرهای پنوماتیک» است، اما به معنای فناوریهای سبزتر و دیجیتالتر. در واقع «تایرهای پنوماتیک» تنها راهحل بلندمدت بهینه است که انتظارات را در تمام پارامترهای فنی مهم برآورده میکنند، حتی اگر ساخت تایر با هر نسل جدید خودرو پیچیدهتر شود.
افزایش تعداد SUVها، خودروهای برقی و انواع جدید وسایل نقلیه منجر به تغییر اندازه تایر در بازارها میشود. وسایل نقلیه جدید در اندازههای مختلفی عرضه میشوند و در عین حال طول عمر اندازههای رایج تایر روز به روز در حال کاهش است.
خودروهای برقی با ظرفیت بار بیشتر، گشتاور بالاتر و الزامات بالاتر برای مقاومت در برابر سایش تایر، به طور فزایندهای بر بازار تسلط دارند. تایرهای خودروهای برقی و SUVها بزرگتر و سنگینتر میشوند و فرصتهای کاهش وزن کل تایر در خودروها را محدودتر میکنند.
افزایش وزن متوسط خودرو و سرعت شتاب مرتبط با خودروهای برقی، نیاز به تغییراتی در طراحی تایر داشته و بهینهسازی مواد اولیه و مواد شیمیایی مورد استفاده در ترکیب فرمولاسیونهای ترکیبی قطعاً ضروری است.
تایرها دائماً در حال تکامل به سمت «فناوریهای کارآمدتر، هوشمندتر و ایمنتر» هستند. به علاوه لغزش کمتر، اما مقاومت بیشتر در برابر سایش، رویکردهای رایج برای افزایش راندمان کلی هستند.
البته، تایرها باید بادوام باشند و در طول عمر خود به درستی عمل کنند، اما الزامات دیگری نیز وجود دارد که برای پذیرش در بازار باید رعایت شوند؛ فراتر از الزامات اساسی که در حال حاضر در مقررات تایر گنجانده شده اند.
به عنوان مثال هدف خودروسازان در شرایط سرما، استقامت و مقاومت غلتشی مناسب تر است، اما حفظ عملکرد بهینه چسبندگی یک چالش است. بهینهسازی چسبندگی در شرایط مرطوب و سایش تایر با هندلینگ تایر که برای ایمنی حیاتی است، در تضاد هستند.
افزایش نفوذ خودروهای الکتریکی در بازار و افزایش وزن متوسط خودروها و سرعت و شتاب، نیاز به تغییراتی در طراحی تایر را ایجاد می کند. کاهش سر و صدا و بهبود مقاومت غلتشی باید با بهبود مقاومت در برابر سایش همراه باشد. لذا با توجه به توسعه جایگزینهای نسل جدید در سالهای اخیر، بهینهسازی مواد اولیه و مواد شیمیایی مورد استفاده در فرمولاسیون ترکیبات قطعاً ضروری است.
در این بین همانطور که گفتیم بهبود یک پارامتر عملکرد در صنعت تایر اغلب تأثیر منفی بر معیار دیگری دارد. استفاده از نانومواد در ترکیبات آج تایر باعث میشود بسیاری از معیارها مانند دوام، مقاومت در برابر سایش و غلتشی و عملکرد در شرایط مرطوب بهبود یابند.
مقاومت غلتشی کمتر به معنای نیاز به انرژی دینامیکی کمتر برای به حداکثر رساندن برد خودرو است که برای خودروهای الکتریکی بسیار مهم است. لاستیکهای با مقاومت غلتشی کم، امکان افزایش برد خودروهای الکتریکی را تا هفت درصد فراهم میکنند. شرکت کنتیننتال از توسعه یک ترکیب آج لاستیکی نرم ویژه خبر داده است که به کاهش همزمان مقاومت غلتشی و سطح سر و صدا، بدون کاهش مسافت پیموده شده، کمک میکند.
آزمایشهای فعلی نشان میدهد که تایرهای خودروهای الکتریکی 20 درصد سریعتر فرسوده میشوند. این به دلیل وزن اضافی، گشتاور بالاتر موتور و اثرات اصطکاک روی تایرها هنگام بازیابی انرژی است. کاهش مقاومت غلتشی اساساً نیاز به عمق آج کمتر دارد، اما همچنین به این معنی است که لاستیک مدت زمان کمتری دوام میآورد و سر و صدای بیشتری ایجاد میکند. با این حال، استفاده از نانومواد در ترکیبات آج تایر که تولیدکنندگان در حال آزمایش آن هستند، دوام، مقاومت در برابر سایش و افزایش عمر آن را بهبود میبخشد.
در این بین بررسی ها نشان می دهد نانو سیلیس مقاومت غلتشی را کاهش میدهد و در نتیجه راندمان سوخت را بهبود میبخشد، در حالی که نانورس (رس خالص شده از ناخالصی های معدنی که اندازه ذرات صفحه ای آن نیز کوچکتر از مقدار معینی (معمولاً ۲ میکرون) باشد و حداقل یکی از ابعاد آن در حد نانومتر باشد)، پایداری حرارتی را بهبود میبخشد و عملکرد ثابتی را در دماهای مختلف ارائه میدهد. نانولولههای کربنی و گرافن برای بهبود خواص مکانیکی و الکتریکی لاستیک تایر استفاده میشوند که باعث بهبود استحکام کششی، الاستیسیته و جبران رسانایی پایین ناشی از محتوای بالای سیلیس در ترکیب آج تایرهای فعلی میشود. با این حال، به دلیل هزینه بالا و دسترسی کم آنها، کاربرد گسترده این مواد در صنعت تایر محدود است.
بهبود یک پارامتر عملکرد در صنعت تایر اغلب تأثیر منفی بر معیار دیگری مانند راندمان دارد و به قیمت از دست رفتن معیار دیگری مانند دوام یا چسبندگی در شرایط مرطوب تمام میشود. نانوذرات سیلیکا با بهبود تعامل تایر با سطوح مرطوب، چسبندگی در شرایط مرطوب را در این زمینه بهبود میبخشند و در نتیجه ایمنی را در شرایط نامساعد آب و هوایی افزایش میدهند.
به منظور دستیابی به اقتصاد منهای کربن، از سال 2040 به بعد انتظار میرود «کاهش شدید تقاضا برای سوختهای فسیلی» در بخش انرژی جهانی رخ دهد. استاندارد ISO 14068 اصول، الزامات و دستورالعملهایی را برای این امر، با تمرکز بر کمیسازی، کاهش و جبران ردپای کربن ارائه میدهد. افزایش آگاهی مصرفکننده، تقاضا برای محصولات ساخته شده از مواد بازیافتی را افزایش میدهد.
مشابه افزایش سریع و عظیم سرمایهگذاری در انرژیهای تجدیدپذیر و گسترش ظرفیت های این بخش، انتظار میرود بازار مواد پایدار تایر نیز شاهد رشدی قوی باشد. تولیدکنندگان در حال بررسی مواد زیستتخریبپذیر و استفاده از اجزای بازیافتی برای کاهش اثرات زیستمحیطی و در عین حال اطمینان از به خطر نیفتادن ایمنی و عملکرد هستند.
تولیدکنندگان بزرگ تایر از قبل اهداف بلندپروازانهای را برای خود تعیین کردهاند؛ به عنوان مثال تا سال ۲۰۵۰، آنها متعهد به استفاده از ۱۰۰ درصد مواد پایدار در تولیدات خود هستند. از آن تاریخ، تمام تایرها از منابع طبیعی مستقیم یا مواد بازیافتی ساخته خواهند شد که با هدف جهانی «انتشار خالص صفر CO2 تا سال ۲۰۵۰» مطابقت دارد.
امروزه، از نظر فنی استخراج کربن سیاه فوقالعاده ریز و روغن پیرولیز از تایرهای قراضه امکانپذیر است. از دیگر دستاوردها میتوان به استفاده از بوتادین زیستی از زیستتوده چوب و سایر ضایعات گیاهی به عنوان جایگزینی برای بوتادین از نفت، استایرن بازیافتی از پلاستیک و نخ پلیاستر به دست آمده از PET بازیافتی اشاره کرد. استخراج مواد جدید با کیفیت بالا و قابل استفاده مجدد از تایرهای قراضه در حال حاضر توسط برخی از تولیدکنندگان تایر انجام میشود.
عملکرد تایر با آزمایش مجازی در شرایط سخت آزمایش میشود و بهینهسازی عملکرد تایر قبل از تولید نمونههای اولیه واقعی امکانپذیر است. در این مسیر دیجیتالی شدن امکانات بیپایانی را برای افقهای جدید در صنعت تایر ارائه میدهد.
نوشتهی ارطغرل باهان
متخصص طراحی، توسعه و تولید تایر
متخصص در مدیریت تحقیق و توسعه
متخصص در ایجاد فرآیندها و کنترل کیفیت محصول و محافظت از یکپارچگی مالی و مدیریت ریسکها