自行車、汽車以及工業中都會出現輻條輪(spoke wheel)。在運動行業,由輕量化碳纖維增強塑料制成的輻條輪被廣泛采用。直到現在為止,碳纖維增強塑料輻條輪的生產成本都很高,因而其采用受到限制。不過,據外媒報道,德國凱撒斯勞滕工業大學(Technische Universität Kaiserslautern)的研究人員研發了一種方法,可以根據客戶需求,定制化生產輻條輪。目前,該團隊與新成立的初創公司Evolime GmbH合作,將其創新技術引入市場。

生產由纖維增強型塑料(FRP)制成的輻條輪需要花費大量時間。長期從事復合材料研究的Marcel Bücker博士表示:“該工藝涉及許多工作步驟,而且很多工作只能手工完成。此外,還需要用到很多昂貴的材料,因為會產生大量的廢料。”
不過,由Bücker以及凱撒斯勞滕工業大學復合材料研究所的同事Thomas Robbert博士、Valentin Hörtdörfer和Frank Belyea研發的方法非常不同。商業經濟學家Robbert解釋道:“與傳統方法相比,我們的三步法工藝可以更高效地生產出車輪。此外,該方法不會產生廢料,因此還能夠很好地平衡環境。”
Bücker解釋表示:“基本而言,該工藝稱為濕式卷繞工藝(wet winding),能夠自動將纖維纏繞到小型成型零部件上,同時形成車輪結構。”工程師們首先利用一個3D打印機生產可生物降解的塑料模具,確切的形式則由計算機程序決定。
然后,利用該模具生產車輪,并被纖維帶包裹在一個旋轉的工具板上。Bücker表示:“旋轉會一直持續,直到實現輻條輪所需的厚度。然后,由FRP制成的軟條會形成輻條。步,另一條纖維帶軟條會纏繞著輻條,形成一個完整的車輪。當塑料變硬后,模制部分會被移除,輻條輪就可以投入使用了。”
該方法的特殊之處在于,可以根據客戶的要求,例如,車輪的大小或輻條的數量,來進行調整。在很多情況下,可以利用專門開發的軟件“按下按鈕”就可完成,從而讓客戶可以快速地實現單獨的解決方案。數字化集成能夠讓該初創公司縮短交付時間,快速交付各種組件。
上述優勢也為新行業和新應用打開了大門,可以將低重量與高性能結合,例如制造工廠的高性能砂輪或者風力傳動裝置。此外,該技術還可以用于定制自行車車輪或汽車輪輞。