NASA, Michelin и годы разработки не помогли: безвоздушную шину для велосипеда напечатали в обычном гараже

Безвоздушную шину для горного велосипеда напечатали на 3D-принтере и испытали на каменистой трассе. Проектом занялся автор канала Берм Пик, который решил самостоятельно сделать рабочую конструкцию после многолетнего ожидания серийных безвоздушных шин.

Шина состоит из отдельных сегментов, соединённых между собой креплениями типа «ласточкин хвост» и обычными винтами. Для разных элементов конструкции использовался термопластичный полиуретан (TPU) с разной жёсткостью: более гибкий материал пошёл на протектор, а жёсткий — на внутренний каркас.

Первый вариант конструкции оказался слишком жёстким. Автор использовал Х-образные элементы в качестве упругой части, но вскоре отказался от этой схемы: треугольная геометрия практически не обеспечивала необходимого изгиба. Во второй версии Х-образные элементы убрали, а массу конструкции удалось примерно вдвое сократить.

Готовую шину напечатали за ночь на Bambu Lab H2D. Для печати использовали материал-подложку, который после завершения работы легко отделяется от TPU благодаря химической несовместимости материалов.

Испытания показали, что идея действительно работает. На каменистой поверхности шина обеспечила хорошее сцепление, а при движении по неровностям поглощала удары, напоминая обычную резиновую покрышку. При подъёме автор не заметил пробуксовки колеса.

Однако при увеличении нагрузки конструкция быстро показала слабое место. Задняя шина начала разрушаться сегмент за сегментом, пока передняя сохранила целостность. Для горного велосипеда это ожидаемый сценарий: на заднее колесо приходится более высокая нагрузка, особенно при ускорении и преодолении подъёмов.

Эксперимент также показал главную проблему подобных конструкций. Отсутствие воздуха действительно исключает проколы, но само по себе не делает безвоздушную шину полноценной заменой пневматической. Производителям приходится одновременно решать вопросы гибкости, прочности, массы, шума и долговечности.

Первые полноразмерные 3D-печатные безвоздушные велосипедные шины появились задолго до этого эксперимента. В 2018 году BigRep показала шину из гибкого TPU с внутренней сотовой структурой, которая должна была заменить воздух упругой геометрией материала. Позднее компания продолжила развивать концепцию для велосипедов и другой техники.

Поэтому нынешний проект интересен не столько самой идеей безвоздушной шины, сколько способом её реализации. Для создания работающего прототипа энтузиасту не потребовались промышленный принтер или лаборатория — достаточно было 3D-модели, подходящего TPU и принтера, способного печатать крупные гибкие детали.

Источник: yankodesign