बदलण्याऐवजी पुन्हा बांधता येणारा टायर
टायर हे उपभोग्य वस्तू आहेत. ते झिजतात, पकड गमावतात आणि शेवटी कचरा बनतात. दशकांपासून, मूलभूत रचना उल्लेखनीयपणे सुसंगत राहिली आहे: रबर केसिंग आणि ट्रेड एकच युनिट म्हणून जोडलेले. ट्रेड संपल्यावर, संपूर्ण टायर सहसा जातो. माद्रिदच्या युनिव्हर्सिडाद कार्लोस III (UC3M) मधील संशोधक वेगळी कल्पना चाचणी करत आहेत. त्यांचे मॉड्युलर टायर डिझाइन ट्रेडला टायरच्या उर्वरित भागापासून वेगळे करते, काढता येण्याजोगा सिलिकॉन ट्रेड आणि अंगभूत सेन्सर वापरून. प्रकल्पाचे सांगितलेले उद्दिष्ट दुहेरी आहे: कचरा कमी करणे आणि रस्त्याच्या स्थितीचे निरीक्षण करणे.
हे संयोजन UC3M संकल्पनेला केवळ सामग्री प्रयोगापेक्षा अधिक बनवते. ते टायरला डिस्पोजेबल वस्तूऐवजी सेवायोग्य प्लॅटफॉर्म म्हणून वागवते. जर कोर वापरात असताना ट्रेड बदलता येत असेल, तर संपूर्ण टायर विल्हेवाटीची वारंवारता कमी होऊ शकते. जर टायरमधील सेन्सर त्याखालील रस्त्याबद्दल माहिती देऊ शकत असतील, तर टायर ड्रायव्हिंग वातावरणाबद्दल डेटाचा स्रोत देखील बनतो.
मॉड्युलरिटी समीकरण कसे बदलते
पारंपारिक टायर एकात्मिक उत्पादन म्हणून डिझाइन केले जाते. ट्रेड काढण्यासाठी नाही; ते कार्कसमध्ये क्यूअर केले जाते. हे एकत्रीकरण टायरला मजबुती, उष्णता प्रतिरोध आणि अंदाजे हाताळणी देते. याचा अर्थ असा देखील होतो की जेव्हा ट्रेड संपतो, तेव्हा संपूर्ण असेंब्ली टायर म्हणून त्याच्या उपयुक्त आयुष्याच्या शेवटी पोहोचते, जरी संरचनेच्या काही भागांमध्ये अजूनही क्षमता असली तरी.
UC3M डिझाइन ट्रेडला काढता येण्याजोगा बनवून तो नमुना बाधित करते. स्रोत सामग्री काढता येण्याजोगा सिलिकॉन ट्रेड असलेल्या मॉड्युलर टायरचे वर्णन करते. व्यवहारात, हे दोन-भाग प्रणाली सूचित करते: टिकाऊ कोर आणि झिजल्यावर बदलता येणारा ट्रेड थर. कोर चाकावर राहील, तर ट्रेड बदलला जाईल. ही संकल्पना रीट्रेडिंगची प्रतिध्वनी करते, जी काही जड आणि व्यावसायिक टायरांमध्ये आधीच वापरली जाते, परंतु ती वेगळ्या सिलिकॉन ट्रेड घटकाचा उल्लेख करून मॉड्युलर तर्क पुढे नेते.
सिलिकॉन का लक्षणीय निवड आहे
सिलिकॉन प्रवासी टायर ट्रेडसाठी डीफॉल्ट सामग्री नाही. ते लवचिक, तापमान श्रेणींमध्ये स्थिर आणि वेगवेगळ्या पृष्ठभाग संवादांसाठी तयार केले जाऊ शकते. या गुणधर्मांमुळे ते काढता येण्याजोगा ट्रेड थरासाठी मनोरंजक उमेदवार बनते. UC3M प्रकल्पाचा सिलिकॉन वापर दर्शवतो की संघ टायर बॉडीपासून स्वतंत्रपणे अभियांत्रिकी करता येणारी सामग्री शोधत आहे. हे विभाजन समान कोर ठेवून वेगवेगळ्या परिस्थितींसाठी वेगवेगळी ट्रेड संयुगे अनुमती देऊ शकते.
विल्हेवाटीऐवजी बदली
कचरा-कपात युक्तिवाद थेट आर्किटेक्चरमधून पुढे येतो. जर फक्त ट्रेड टाकून दिला गेला, तर प्रति बदली चक्र कमी सामग्री फेकली जाते. कोर सुरक्षा तपासण्या उत्तीर्ण झाल्यास जास्त काळ सेवेत राहू शकतो. कालांतराने, हे झिजलेल्या ट्रेडशी संबंधित टायर कचऱ्याचे प्रमाण कमी करू शकते. हे देखील देखभाल दिनचर्या बदलू शकते: नवीन टायरांचा संपूर्ण संच खरेदी करण्याऐवजी, चालक किंवा ताफा ऑपरेटर ट्रेड मॉड्यूल बदलू शकतात.
अंगभूत सेन्सर टायरला माहिती स्रोत बनवतात
UC3M संकल्पनेचा दुसरा अर्धा भाग सेन्सिंग आहे. डिझाइनमध्ये रस्त्याच्या स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी अंगभूत सेन्सर समाविष्ट आहेत. टायर काय करतो यामध्ये हा महत्त्वपूर्ण बदल आहे. पारंपारिकपणे, टायर निष्क्रिय घटक असतात. ते शक्ती प्रसारित करतात, पृष्ठभाग पकडतात आणि आघात शोषून घेतात, परंतु डेटा देत नाहीत. सेन्सर-सुसज्ज टायर वाहन रस्त्याला भेटते त्या ठिकाणी वातावरणाचे निरीक्षण करू शकतो.
रस्ता स्थिती निरीक्षण सुरक्षा, देखभाल आणि नेव्हिगेशनसाठी महत्त्वाचे असू शकते. पृष्ठभागाच्या स्थितीतील बदल ओळखणारा टायर वाहनाला समायोजित करण्यास, चालकाला इशारा देण्यास किंवा व्यापक वाहतूक प्रणालीला माहिती पुरवण्यास मदत करू शकतो. UC3M डिझाइन केवळ सेन्सर जोडलेला टायर नाही; सेन्सिंग क्षमता अंगभूत म्हणून वर्णन केली आहे. हे सूचित करते की सेन्सर टायरच्या संरचनेचा भाग आहेत किंवा उत्पादनादरम्यान एकत्रित केले जातात.
- ट्रेड झीज ट्रॅकिंग: सेन्सर किती वापरण्यायोग्य ट्रेड शिल्लक आहे याचा अंदाज लावण्यास मदत करू शकतात, काढता येण्याजोग्या थराची वेळेवर बदली समर्थन करतात.
- पृष्ठभाग स्थिती जागरूकता: टायर फिरताना रस्त्याच्या पृष्ठभागाबद्दल डेटा गोळा करू शकतो, ड्रायव्हिंग परिस्थितीच्या निरीक्षणात योगदान देतो.
- देखभाल नियोजन: ताफे कार्यक्षमता खराब होण्यापूर्वी सेवा नियोजित करण्यासाठी टायर-स्तरीय डेटा वापरू शकतात.
- प्रणाली-स्तरीय अंतर्दृष्टी: एकत्रित रस्ता-स्थिती डेटा वाहतूक संस्था, मॅपिंग सेवा किंवा वाहन सुरक्षा प्रणालींना माहिती देऊ शकतो.
या शक्यता सेन्सर कसे डिझाइन केले आहेत, डेटा कसा प्रसारित केला जातो आणि हजारो मैलांमध्ये वाचन अचूक राहते का यावर अवलंबून आहेत. UC3M घोषणा त्या अभियांत्रिकी तपशीलांची मांडणी करत नाही. तथापि, ती हेतू स्थापित करते: सामग्री कचरा कमी करणारा आणि रस्त्याचे निरीक्षण करणारा मॉड्युलर टायर.
डिझाइन लक्ष्य करत असलेली कचरा समस्या
टायर कचरा हे सतत पर्यावरणीय आव्हान आहे. टायर अवजड, टिकाऊ आणि जटिल सामग्री मिश्रणांपासून बनवलेले असतात. ते लवकर विघटित होत नाहीत आणि त्यांचे पुनर्चक्रण करणे कठीण आहे. टायर गोळा आणि प्रक्रिया केले जात असले तरी, पुनर्प्राप्त सामग्री अनेकदा कमी-मूल्य अनुप्रयोगांमध्ये जाते. त्यामुळे आयुष्याच्या शेवटी पोहोचणाऱ्या संपूर्ण टायरांची संख्या कमी करणे हे अर्थपूर्ण लक्ष्य आहे.
मॉड्युलर टायर डिझाइन टप्प्यावर त्या लक्ष्याला संबोधित करतो. झिजलेला टायर अधिक कार्यक्षमतेने कसा पुनर्चक्रण करावा असे विचारण्याऐवजी, तो झिजलेला भाग वेगळा करता येतो का असे विचारतो. ट्रेड काढता येण्याजोगा बनवून, UC3M संकल्पना एक लहान उपभोग्य घटक तयार करते. मोठा कोर दीर्घायुषी मालमत्ता बनतो. ही एक वर्तुळाकार-अर्थव्यवस्था दृष्टिकोन आहे ज्यामध्ये उत्पादनाच्या एका भागासाठी विल्हेवाटीची जागा देखभाल घेते.
पर्यावरणीय लाभ अनेक घटकांवर अवलंबून असेल. काढता येण्याजोगा ट्रेड त्याच्या उत्पादनाचे समर्थन करण्यासाठी पुरेसा काळ टिकला पाहिजे. कोर अनेक ट्रेड बदल्या टिकून दिल्या पाहिजेत. बदली प्रक्रिया व्यावहारिक आणि सुरक्षित असली पाहिजे. जर त्या अटी पूर्ण झाल्या, तर डिझाइन कच्च्या मालाची मागणी आणि कचऱ्याचे प्रमाण कमी करू शकते. जर त्या पूर्ण झाल्या नाहीत, तर मॉड्युलरिटी निव्वळ लाभाशिवाय गुंतागुंत वाढवू शकते.
चाचणी केलेल्या संकल्पनेपासून रस्ता-तयार उत्पादनापर्यंत
प्रकल्प वर्णनानुसार, UC3M संशोधकांनी मॉड्युलर टायर डिझाइन आणि चाचणी केली आहे. चाचणी हा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे कारण ती संकल्पनेला पूर्णपणे सैद्धांतिक व्यायामाच्या पलीकडे नेते. हे सूचित करते की संघाने किमान एक कार्यरत आवृत्ती किंवा प्रोटोटाइप तयार केला आणि मूल्यांकन केले आहे. परंतु संशोधन सेटिंगमधील चाचणी सार्वजनिक रस्त्यांसाठी उत्पादनाची वैधता सिद्ध करण्यासारखी नाही.
अनेक प्रश्न शिल्लक आहेत. कॉर्नरिंग, ब्रेकिंग आणि उच्च-वेग भारांखाली काढता येण्याजोगा ट्रेड सुरक्षितपणे जोडलेला कसा राहतो? अंगभूत सेन्सर उष्णता, कंपन आणि आघातातून कसे वाचतात? सेन्सर डेटा कसा संरक्षित आणि प्रसारित केला जातो? झीज दर, रोलिंग प्रतिरोध आणि ओले पकड यामध्ये मॉड्युलर टायर पारंपारिक टायरांशी कसा तुलना करतो? हे असे मुद्दे आहेत जे ठरवतात की हुशार डिझाइन व्यावसायिक वास्तव बनू शकते का.
नियमन हा आणखी एक अडथळा आहे. टायर सुरक्षा-गंभीर घटक आहेत जे लोड क्षमता, वेग रेटिंग, टिकाऊपणा आणि लेबलिंगसाठी कठोर मानकांच्या अधीन आहेत. काढता येण्याजोगा ट्रेड आणि एम्बेडेड इलेक्ट्रॉनिक्स असलेल्या मॉड्युलर टायरला ती मानके पूर्ण करावी लागतील किंवा त्याहून अधिक असावी लागतील. त्याला सेवा परिसंस्था देखील आवश्यक असेल: प्रशिक्षित तंत्रज्ञ, बदली ट्रेड इन्व्हेंटरी आणि तपासणी प्रक्रिया.
वाहतुकीसाठी संकल्पनेचा अर्थ काय असू शकतो
UC3M दृष्टिकोन परिपक्व झाल्यास, त्याचा प्रभाव अनेक वाहतूक क्षेत्रांमध्ये पसरू शकतो. ग्राहक वाहनांना कमी दीर्घकालीन टायर खर्च आणि कमी वारंवार संपूर्ण-टायर बदलीचा लाभ होऊ शकतो. देखभाल जवळून ट्रॅक करणाऱ्या व्यावसायिक ताफ्यांना टायर-स्तरीय सेन्सर डेटा आणि प्रमाणित ट्रेड स्वॅपमधून फायदा होऊ शकतो. इलेक्ट्रिक आणि स्वायत्त वाहनांना सतत रस्ता-स्थिती निरीक्षणात विशेष स्वारस्य असू शकते, कारण ती प्लॅटफॉर्म अचूक पर्यावरणीय जागरूकतेवर अवलंबून असतात.
रस्ता संस्थांना एकत्रित टायर सेन्सर डेटामध्ये देखील मूल्य आढळू शकते. जर हजारो वाहने संपर्क पॅचमधून पृष्ठभागाच्या स्थितीची नोंद करत असतील, तर वाहतूक व्यवस्थापक धोके ओळखू शकतात, दुरुस्तीला प्राधान्य देऊ शकतात किंवा सूचना जारी करू शकतात. ही दृष्टी महत्त्वाकांक्षी आहे आणि डेटा मालकी, गोपनीयता आणि पायाभूत सुविधांबद्दल प्रश्न उपस्थित करते. परंतु हे स्पष्ट करते की अंगभूत सेन्सिंग असलेला टायर किरकोळ अपग्रेडपेक्षा अधिक का आहे.
मोठी कल्पना: सेवायोग्य, जोडलेले घटक
UC3M मॉड्युलर टायर हे स्मरणपत्र आहे की परिपक्व तंत्रज्ञान अजूनही पुनर्रचना केले जाऊ शकते. टायर एका शतकाहून अधिक काळ ऑप्टिमाइझ केले गेले आहेत, तरीही त्यांचे मूलभूत डिस्पोजेबल स्वरूप मोठ्या प्रमाणात अपरिवर्तित राहिले आहे. ट्रेड कोरपासून वेगळे करून आणि सेन्सिंग जोडून, UC3M संघ वेगळा उत्पादन तर्क शोधत आहे: सेवायोग्य, सामग्री-कार्यक्षम आणि जोडलेले घटक.
हा तर्क अभियांत्रिकीतील व्यापक कलाशी जुळतो, जिथे उत्पादने एकल-वापर उपभोगाऐवजी दुरुस्ती, निरीक्षण आणि पुनर्वापरासाठी डिझाइन केली जातात. मॉड्युलर टायर अद्याप व्यावसायिक उत्पादन नाही आणि अनेक तांत्रिक आणि नियामक प्रश्न शिल्लक आहेत. परंतु चाचणी केलेली संकल्पना म्हणून, ती अशा भविष्याकडे निर्देश करते जिथे टायर फिरण्यापेक्षा अधिक करतात. ते कचरा कमी करण्यास, महागड्या घटकांचे आयुष्य वाढविण्यास आणि त्यांच्या खालील रस्त्यांबद्दल उपयुक्त डेटा व्युत्पन्न करण्यास मदत करू शकतात.
हा लेख Interesting Engineering च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on interestingengineering.com
