Virginia Tech: 3D-Druckverfahren reduziert Abfall in der Nutzfahrzeugindustrie

Chris Williams, der L.S. Randolph-Professor für Maschinenbau, leitet ein Team, das kürzlich vom REMADE-Institut für ein 1,5-Millionen-Dollar-Projekt ausgewählt wurde, das die Effizienz der Reifenrunderneuerung in der Nutzfahrzeugindustrie verbessern soll. Hierbei setzt das Team auch auf die 3D-Druck-Technologie.

Einer der Schlüsselbereiche ist die Runderneuerung von Reifen, ein Prozess, bei dem der Reifen abgeschliffen und eine neue Lauffläche aufgeklebt wird, um Materialien zu bewahren.

Jedoch sind bei diesem Prozess noch Unzulänglichkeiten, wie Materialverlust und verringerte Kraftstoffeffizienz, vorhanden. Williams’ Team will hierfür Lösungen entwickeln, finanziert durch eine Partnerschaft zwischen REMADE und Virginia Tech.

Williams gehört zum Macromolecules Innovation Institute (MII), einem Zentrum für Polymerwissenschaften an der Virginia Tech, das für die Förderung interdisziplinärer Kooperationen wie dieser bekannt ist, bei der Ingenieurwesen, Chemie, Informatik und andere Bereiche zusammenkommen.

“Im Namen des MII sind wir sehr stolz darauf, dass das REMADE-Institut erkannt hat, dass dieses Team aus Dozenten und Studenten in einzigartiger Weise in der Lage ist, die tiefgreifenden Herausforderungen dieses Projekts zu meistern – von der Grundlagenforschung, die für die Entwicklung neuer Materialien erforderlich ist, die sich nahtlos mit komplexen Reifenoberflächen verbinden können, bis hin zu den technischen Prinzipien, die für langlebige Reifen sorgen, die strenge Sicherheitsanforderungen erfüllen”, sagte Robert Moore, Direktor des MII.

“Wir freuen uns sehr auf dieses herausfordernde Projekt, das Fortschritte in der Polymerwissenschaft und -herstellung, einschließlich 3D-Scannen, 3D-Druck und Industrierobotik, einbezieht”, so Williams. “Wenn alles gut geht, könnte die daraus resultierende Runderneuerungs-Technologie zu einer jährlichen Verringerung von etwa 90 Kilotonnen Reifenabfall und 800 Kilotonnen CO2-Emissionen in der gesamten Runderneuerungsindustrie führen.”

Das REMADE-Institut ist eine öffentlich-private Partnerschaft, gegründet vom US-Energieministerium, um den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft zu beschleunigen. Das Williams-Team plant, 3D-Scantechnologien, neue Materialien und Industrieroboter zu nutzen.

Zusätzlich zu den Expert*innen der Virginia Tech sind Forscher*innen der Arizona State University und Industriepartner des Reifenherstellers Michelin beteiligt.

Williams erklärt: “Die große Herausforderung dieses Projekts, die Runderneuerung von Reifen neu zu gestalten, kann nur durch einen teambasierten, transdisziplinären Ansatz angegangen werden, der sich auf die gleichzeitige Betrachtung von Materialien, den additiven Fertigungsprozess und die Leistung des fertigen Reifens konzentriert.”

Tim Long, Professor und Direktor des Biodesign Center for Sustainable Macromolecular Material and Manufacturing an der Arizona State University, wird das Fachwissen über die Synthese von Hochleistungselastomeren einbringen, die sich für den 3D-Druck eignen. Michelin bringt sein Fachwissen in den Bereichen Reifendesign und Leistungscharakterisierung sowie seine Vision für industrielle Nachhaltigkeitsziele ein.