Anche gli affreschi dell'antico Egitto li raffigurano:ruote a raggi e la loro forma di base non è cambiata affatto. Si possono trovare in bicicletta, macchine, e nell'industria. Nello sport, le ruote a raggi in plastica rinforzata con fibre leggere sono ampiamente utilizzate. Fino ad ora, la produzione è stata associata a costi elevati e quindi poco attraente per molte applicazioni. Però, questo non è il caso di un nuovo metodo sviluppato dai ricercatori di Kaiserslautern:il loro metodo consente una produzione automatizzata su misura per le esigenze del cliente. Il team sta portando la propria tecnologia innovativa sul mercato attraverso la start-up di recente costituzione Evolime GmbH.

Ci vuole molto tempo per produrre ruote a raggi in plastica rinforzata con fibre, noto anche come FRP in breve. "Il processo prevede numerose fasi di lavoro, e molto può essere fatto solo manualmente, " dice il dottor Marcel Bücker, che da tempo si occupa di materiali compositi. "Inoltre, molto del materiale costoso deve essere usato per questo, perché viene prodotta una grande quantità di rifiuti”.

Però, il metodo sviluppato da Bücker e dai suoi colleghi Dr. Thomas Robbert, Valentin Hörtdörfer e Frank Belyea dell'Institute for Composite Materials della Technische Universität Kaiserslautern è completamente diverso. "Rispetto ai metodi convenzionali, siamo in grado di produrre ruote in modo molto più efficiente grazie al nostro processo in tre fasi, " spiega Robbert, un economista aziendale. Per di più, il metodo non produce rifiuti e quindi ha un ottimo equilibrio ambientale.

"Fondamentalmente, questo è un cosiddetto processo di avvolgimento a umido in cui le fibre vengono automaticamente avvolte su piccoli pezzi stampati e contemporaneamente formate in strutture a ruota, " spiega Bücker. Gli ingegneri iniziano con una stampante 3D per produrre stampi in plastica ecologicamente degradabile. La forma esatta è determinata da un programma per computer.

Gli stampi vengono quindi utilizzati per produrre le ruote e vengono avvolti con un nastro in fibra su una piastra rotante. "Questo continuerà fino a raggiungere lo spessore desiderato per i raggi. Quindi la striscia ancora morbida di FRP viene formata in raggi, " continua Bücker. In un ultimo passaggio, un'altra striscia di nastro in fibra viene avvolta attorno ai raggi per formare una ruota completa. Dopo che la plastica si è indurita, le parti stampate vengono rimosse. La ruota a raggi è pronta per l'uso.

Cosa c'è di speciale:a seconda delle esigenze del cliente, Per esempio, la dimensione della ruota o il numero di raggi possono essere regolati a piacere. In molti casi, questo può essere fatto "premendo un pulsante" utilizzando un software appositamente sviluppato. Ciò consente di implementare molto rapidamente soluzioni individuali per i clienti. L'elevata integrazione digitale consente all'azienda in fase di avviamento di ottenere tempi di consegna molto brevi per un'ampia gamma di componenti.

I vantaggi aprono le porte a nuovi settori e applicazioni in cui il peso ridotto combinato con le prestazioni elevate è fondamentale, come mole ad alte prestazioni negli impianti di produzione, o ingranaggi per trasmissioni di energia eolica. Inoltre, la tecnologia può migliorare la personalizzazione delle ruote delle biciclette o dei cerchi delle automobili.