چالش نوآوری؛ کاهش جدایش سیم فلزی از آمیزه لاستیکی و افزایش چسبندگی آن در محل بلتِ تایر TBR با استفاده از نانومواد

گروه صنعتی بارز، با همکاری ستاد ویژه توسعه فناوری نانو چالش نوآوری با موضوع «کاهش جدایش سیم فلزی از آمیزه لاستیکی و افزایش چسبندگی آن در محل بلتِ تایر TBR با استفاده از نانومواد» را برگزار می‌کند.
چالش نوآوری

در ادامه چالش‌های نوآوری و فناوری نانو با هدف توسعه راهکارهای حل مشکلات صنعتی و رفع نیازهای فناورانه کشور، گروه صنعتی بارز با همکاری ستاد ویژه توسعه فناوری نانو اقدام به برگزاری یک چالش نوآوری در پلتفرم آی‌چلنج (www.ichallenge.ir) می‌نماید. این چالش به‌دنبال حمایت از راهکارهایی مبتنی بر فناوری نانو جهت «کاهش جدایش سیم فلزی از آمیزه لاستیکی و افزایش چسبندگی آن در محل بلتِ تایر TBR با استفاده از نانومواد» است.

یکی از مشکلات ناوگان حمل بار و مسافر در سال‌های قبل دشواری نصب تایر به علت استفاده از تیوب و فلاپ بود. علاوه بر این موضوع وزن مجموعه محور، رینگ‌های فولادی و تایرها نیز سبب بالا رفتن وزن خودرو و کاهش ظرفیت حمل بار و مسافر می‌شوند. به منظور رفع این مشکلات نسل جدید تایرهای TBR تمام سیمی برای استفاده در انواع وسایل حمل بار و مسافر وارد بازار شد.

سیم‌های فلزی با روکش برنجی از اجزاء اصلی استحکام بخشی در محل‌های خاصی از تایر بادی یا پنوماتیک، نظیر بلت هستند. از زمان توسعه تایر TBR، سیم‌های فلزی به عنوان فاز تقویت‌کننده در 98 درصد تایرهای سواری و 70 الی 80 درصد تایرهای خودروهای سنگین جهان مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در حال حاضر، تایرهای سواری دارای حدود یک کیلوگرم و تایرهای وسایل نقلیه عمومی 3 الی 7 کیلوگرم فلز هستند.

سیم‌های فلزی در محل بلت، به تولیدکننده امکان بهینه‌سازی بسیاری از خواص فیزیکی تایر مانند استحکام، سفتی، مدول کششی، پایداری و یکنواختی ساختار را می‌دهند. در واقع، سفتی بالا در ناحیه بلت برای بهبود مقاومت به سایش آج و کاهش مقاومت غلتشی تایر لازم است. کاهش وزن فلز و افزایش استحکام تایر، پارامترهای مهم در طراحی و توسعه آتی سیم تایر هستند. استفاده از سیم فلزی با مقاومت کششی بالا به معنای امکان به کارگیری سیم‌هایی با ساختار ساده‌تر است که منجر به کاهش وزن تایر می‌شود.

کاهش وزن تایر، افت نیروی اینرسی آن را در پی دارد که خود باعث کاهش مصرف سوخت و دوام بیشتر تایر می‌شود. حین فرآیند تولید سیم تایر، عناصر مس و روی به طور متناوب توسط فرآیند الکتریکی روی سیم فلزی اکسترودشده، رسوب داده می‌شوند. سپس طی فرآیند نفوذ حرارتی، پوششی با ضخامت حدوداً 2/0 میکرومتر از جنس آلیاژ برنج ایجاد می‌شود.

ساختار رادیال و تمام سیمی این تایرها در کنار حذف تیوب، سبب بروز ویژگی‌هایی همچون بهبود چسبندگی ترمز، سبک‌تر شدن مجموعه محور، کاهش مصرف سوخت و دوام بالا می‌شود. اما مشکل جدایش لاستیک از محل بلت سیمی در تایرهای رادیال باری سهم قابل توجهی از میزان مرجوعی‌های این گروه محصول را به خود اختصاص داده است؛ به نحوی که همواره رتبه اول آمار مرجوعی‌ها است و هزینه‌های بسیاری به تولیدکننده وارد می‌کند. با توجه به آمار بالای این مشکل و نیز قیمت تایرهای TBR باری، ضرورت افزایش استحکام و چسبندگی در محل بلت وجود دارد تا از این طریق آمار مرجوعی‌ها و هزینه‌های سازمان به طور قابل توجهی کاهش یابد.

کاربرد فناوری نانو

یکی از روش‌های قابل قبول در این حوزه، روکش کردن سیم به منظور افزایش میزان چسبندگی آن به آمیزه است. بدین طریق، افزایش برهم‌کنش‌های بین سطحی منجر به کاهش جدایش از محل بلت سیمی خواهد شد. نانوفناوری با مکانیزم‌های مختلف می‌تواند پیوند و چسبندگی بین کامپاند لاستیک و سیم فلزی پوشش داده شده با برنج را در محل بلت، افزایش دهد. برای این منظور می‌توان از نانومواد همچون نانوذرات اکسید روی، نانو رس، نانوکربن بلک، نانوسیلیکون دی اکسید، نانوکربنات کلسیم و نانولوله کربن و نیز نانوسیلیکا توزیع شده در بستر رزین رزورسینول فرمالدهید و نانوکامپوزیت‌ها استفاده کرد.

بنابر اعلام دبیرخانه چالش‌های فناوری و نوآوری ایران، شرکت‌کنندگان تا تاریخ 15 شهریورماه ۹۹ فرصت دارند طرح مفهومی اولیه خود را به دبیرخانه چالش ارسال کنند. پس از اتمام مهلت دریافت طرح‌ها و غربال اولیه آن‌ها، داوری حضوری طرح‌ها انجام خواهد شد و سرانجام طرح‌های برگزیده به مرحله دوم راه خواهند یافت.

برگزیدگان مرحله نخست، حدود سه ماه فرصت خواهند داشت تا ضمن تکمیل مستندات فنی و اقتصادی، نمونه‌ای آزمایشگاهی از طرح خود را مطابق با ملاحظات فنی چالش بسازند. در این مرحله شرکت‌کنندگان به‌صورت گام‌به‌گام، پیشرفت طرح خود را گزارش می‌دهند و بر اساس آن، از حمایت‌های نقدی و غیرنقدی تا سقف ۷ میلیون تومان بهره‌مند می‌شوند. شرکت‌کننده‌ای که بهترین نتیجه را در ارزیابی‌های فنی و اقتصادی به دست آورد ضمن دریافت جایزه ۳۰ میلیون تومانی، می‌تواند از سایر حمایت‌های تجاری‌سازی ستاد ویژه توسعه فناوری نانو بهره‌مند شود.

علاقه‌مندان می‌توانند جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص جزئیات چالش (نحوه ثبت‌نام، شرایط ارسال راه‌حل، جوایز و…) به نشانی ichallenge.ir  مراجعه کنند.

منبع مطلب
همکاری صنعت و دانشگاه در جهت توسعه کاربردهای تجاری گرافن

همکاری صنعت و دانشگاه در جهت توسعه کاربردهای تجاری گرافن

شرکت تیروپاتی گرافیت و دانشگاه موناش برای توسعه کاربردهای تجاری گرافن تجاری همکاری می‌کنند.