Kompozit felnik melyeket mesterséges intelligencia tervezett

A kompozit felnik olyan felnik, amelyek különböző anyagok keverékéből készülnek. A kompozit felnik gyakran szénszálas anyagból és műanyagból állnak, kombinálják a szénszálas felnik szilárdságát a műanyag felnik rugalmasságával. Sok előnnyel rendelkeznek, például alacsony súlyuk miatt javítják a jármű teljesítményét és jobban ellenállnak a kopásnak és a fizikai behatásoknak, mint más anyagból készült felnik. A kompozit felnik népszerűek a sport- és luxusautókban, valamint a versenysportban, mert javítják a jármű manőverezhetőségét és vezetési élményét. Ebből kifolyólag áruk általában nagyobb, mint más „standardnak” mondható felnik ára, de a hosszabb élettartam és a jobb teljesítmény miatt ár-értékarányuk kedvezőbb.

Az angol Far önmagát „multi-material manufacturingnak” hívó fejlesztőcég és az ACRIM-Wheel projektje egy olyan kutatás-fejlesztési koncepciót végez, amely a világ első kereskedelmileg életképes, teljesen kompozit, moduláris kerékrendszerét gyártotta le – ráadásul a tervezőmunka javarészét AI-Artifical Intelligence, azaz mesterséges intelligencia végezte.

A meglévő kompozit felniket jellemzően gyanta közvetítő öntési eljárással gyártják (angolul: Resin Transfer Molding, RTM), ami egy gyors és hatékony módszer a kompozit anyagok (például szénszálas vagy kevlár) formába öntésére. A gyanta közvetítő öntési eljárás során a kompozit anyagot egy nyomógép segítségével öntik be a formába, és a gyanta közvetíti az anyagot a forma mélyebb részeibe. Az öntési eljárás eredményeként egy kompozit alkatrész készül, amelynek kialakítása és erőssége a formától és a kompozit anyagtól függ. A gyanta közvetítő öntési eljárás előnyös, mert nagy precizitást biztosít, és jól alkalmazható a komplex formájú alkatrészek előállítására. Ezenkívül a gyanta közvetítő öntési eljárás során jól kontrollálható a kompozit anyag minősége és az öntési sebesség, így a végtermék jó minőségű és megbízható. Mindenhez hozzá kell tenni, hogy az alkalmazott berendezések drágák, a többrészes szerszámegységek pedig rendkívül bonyolultak.

Az ACRIM-Wheel elsődleges innovációja az volt, hogy a kerékszerszámokat két elemre, „hengerre” és  „középpontra” különítette el. Ez az innovatív megközelítés lehetővé tette, hogy egyetlen szerszámot több opcióban is lehessen használni.

Szuperautókhoz jelenleg állnak rendelkezésre kompozit felnik, de egyszerűen túl drágák ahhoz, hogy  szélesebb körben elterjedjenek. Pontosan ezt a piaci rést kívánja betölteni a Far-UK és az ACRIM konzorcium, elősegítve a szénszálas kerekek általánossá válását „a normál polgári használat” vonatkozásában is. Ahelyett, hogy a csúcskategóriás sportautókra vagy a nagy teljesítményű járművekre összpontosítana – a kompozit könnyűsúlyú felnik hagyományos piacára – az ACRIM-Wheel-t a start-stop rendszerű járművek követelményeinek és igénybevételének szem előtt tartásával fejlesztették ki. A városi forgalomban használatos felnik esetében jelentősebb a forgási tehetetlenség, mint a 

huzamosabb ideig egyenletes sebességgel mozgó járművek esetében. Az ACRIM legkönnyebb kerékváltozata mindössze 3 kg-ot nyom, míg egy tipikus acélkerék körülbelül 8,5 kg. Ez nagyjából öt százalékos tüzelőanyagfogyasztás csökkenést jelent, ha a kerekeket egy belső égésű motoros járműre szerelik. A jármű alkatrészeinek súlya kulcsfontosságú a jármű hatótávolságának növelésében, mivel kevesebb energiát igényel a jármű felgyorsítása. A „nagy CO2 mérlegben” pedig becslések szerint a BEV (akkumulátoros elektromos járművek) tömegének mindössze 20 kg-os csökkenése 180 000 km-en keresztül 120 kilogrammal csökkenti a CO2-kibocsátást.

A forgási tehetetlenséggel azt mérjük, hogy milyen könnyű egy tömeget forgatni. Attól függően, hogy hol oszlik el a tömeg, a tehetetlenség változó. Hasonlóképpen, minél sűrűbb az anyag, annál nagyobb a tehetetlenségi nyomaték. A kompozit felnik kapcsán némi teljesítményjavulás figyelhető meg a rugózatlan tömeg csökkenésében is. Kisebb rugózatlan tömeg esetén pl. az útbordák miatti felütések miatti gyorsulás csökken, így csökkennek a felfüggesztésre és a karosszériára nehezedő erők, javul a menetkomfort.

A kompozit kerekeket a Gordon Murray által tervezett MOTIV elektromos miniautón próbálják ki. "A világ első teljesen kompozit kereke elektromos és start-stop rendszerű autókhoz került kifejlesztésre és nagy lépést jelent a költségmegtakarítás folyamatában - mondta Edward Allnutt, a Carbon ThreeSixty ügyvezető igazgatója.

Az ACRIM-Wheel projektről ezen a linken tekinthetünk meg részleteket: