اختصاصی شبکه علمی ثریا- تعداد زیادی از مردم دوچرخه سواری می کنند. دوچرخههای برقی در مقایسه با اتومبیلها ارزانتر، سازگار با محیط زیست، سالمتر برای همه هستند و از حجم ترافیک در مناطق شهری جلوگیری میکنند. اشکال این وسایل نقلیه است که اغلب قطعات یدکی برای قطعات معیوب مانند موتور یا باتری وجود ندارد، به این معنی است که در صورت اشکال، آنها باید به طور کامل با قطعات جدید گران قیمت جایگزین شوند. تیمی از محققان مؤسسه مهندسی ساخت و اتوماسیون IPA در مطالعه ای نشان دادند که موتورهای دوچرخه برقی را می توان مطابق با مفهوم اقتصاد دورانی مدرن بازسازی کرد. محققان فرضیههایی در مورد ساخت مجدد اجزای دوچرخه الکتریکی را ارائه خواهند کرد.
طبق گزارشهای انجمن صنعت دوچرخه محبوبیت دوچرخه های برقی همچنان در حال افزایش است و دوچرخه های برقی 48 درصد از فروش را در کل بازار دوچرخه در سال 2022 به خود اختصاص دادند و این رقم در آینده افزایش خواهد یافت. انتخاب مدلها نیز متنوع تر می شود. در کنار برندهای معروف، تولیدکنندگان کوچک نیز محصولات جدیدی را به بازار عرضه می کنند. با این حال، به خصوص در مورد باتری ها و موتورها، اغلب از نظر فنی و اقتصادی تعمیر در کارگاه غیرممکن است. بنابراین، خرابی یکی از اجزای یک موتور برقی ممکن است منجر به از دست دادن کامل آن شود.
چرا موتورهای دوچرخه برقی استفاده شده را به صورت صنعتی دوباره تولید نمی کنند؟
محققان با کمک حامیان موسسه آب و هوا، محیط زیست و انرژی امکان سنجی فنی بازسازی موتورهای دوچرخه الکتریکی را بررسی کردند. این بررسی شامل نگاهی دقیق به کل زنجیره فرآیند ساخت مجدد - از جداسازی غیر مخرب تا تمیز کردن، آزمایش، بازسازی و در نهایت مونتاژ مجدد و تجزیه و تحلیل پتانسیل اکولوژیکی و اقتصادی آن است. علاوه بر این، محققان میخواستند استفاده از فرآیندهای تولید افزودنی و ترکیب مناسبی از فرآیندها و مواد را برای تولید قطعات یدکی با دوام و قابل اعتماد آزمایش کنند.
از جداسازی تا مونتاژ مجدد
اگر موتور یا باتری از کار بیفتد، معمولاً کل قطعه تعویض میشود، حتی اگر فقط یک دنده معیوب باشد. تعمیر موتور یا باتری برای کارگاههای دوچرخه برقی به ندرت ارزشمند است، و سازندگان نیز در تشریح این معضل، میگویند علاقهمند به جایگزینی موتورهای قدیمی، که بزرگترین محرکهای هزینه در دوچرخههای الکتریکی هستند، با موتورهای جدید هستند. آنها میگویند هدف ما اجرای یک شبکه حفظ ارزش با ایجاد یک فرآیند تولید مجدد صنعتی بود که در آن تعداد زیادی موتور (بین 50 تا 100) این فرآیند را طی می کنند.
اولین قدم برای این سازندگان بررسی موتورهای دوچرخه الکتریکی از سازندگان معتبر برای تعیین احتمال خرابی آنها بود. سپس بررسی کردند که آیا و تحت چه شرایطی میتوان قطعات یدکی با نرخ سایش بالا، مانند چرخدندهها و تکیهگاههای گشتاور، بهصورت افزودنی تولید کرد یا خیر. دانشمندان بسته به هندسه اجزاء، داده های لازم را برای تولید افزودنی از طریق مدل سازی سه بعدی یا دیجیتالی سازی سه بعدی جمع آوری کردند. سپس مواد و فرآیندهای افزودنی را انتخاب کردند. در نهایت، قطعات را تولید کردند و عمر مفید، انتشار نویز و مقاومت در برابر دما را بر روی میزهای آزمایشی طراحیشده و تحت بار واقعی آزمایش کردند.
در مجموع بیش از 120 جزء از 20 ماده مختلف با استفاده از چاپگرهای سه بعدی تولید شد. تف جوشی با سرعت بالا، یک فرآیند ویژه برای تولید یا اصلاح مواد، زمانی که در ترکیب با پلی آمید پلاستیکی 12 (PA12) مورد استفاده قرار گیرد، بسیار امیدوارکننده بود.
شرکای پروژه توانستند امکان سنجی فنی و دوام را از طریق مونتاژ مجدد و آزمایش در شرایط عملیاتی واقعی نشان دهند. نتایج تحقیق نشان داد که اجزای منفرد مانند چرخ دنده را می توان به صورت افزودنی تولید کرد و به طور پایدار مورد استفاده قرار داد.
در پایان زنجیره فرآیند ساخت مجدد، موتور دوچرخهای را ارائه میدهد که از نظر کیفیت با موتورهای جدید تولید شده برابری میکند و همچنین با همان ضمانت ارائه میشود.