×
হালকা যানবাহনের দিকে অটোমোটিভ শিল্পের ধাবন পুনর্নির্ধারণ করেছে চাকা ফ্যাক্টরি গুরুত্বের সাথে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের শক্তি বিভাগ অনুসারে, 10% যানবাহনের ওজন হ্রাসে জ্বালানি দক্ষতা 6-8% বাড়ে। এটি কারখানাগুলিকে ফোর্জড অ্যালুমিনিয়াম এবং কার্বন ফাইবার-প্রবর্ধিত পলিমারের মতো উপকরণ গ্রহণ করতে বাধ্য করে, যা শক্তি এবং প্রচুর ওজন হ্রাসকে সংমিশ্রণ করে।
কার্বন ফাইবারের চাকা এখন পারম্পরিক অ্যালুমিনিয়ামের চাকার তুলনায় 40-50% হালকা। প্রস্তুতকারকরা কাঠামোগত সামগ্রিকতা বজায় রেখে জটিল, খোলা স্পোক ডিজাইন তৈরি করতে রেজিন ট্রান্সফার মোল্ডিং ব্যবহার করেন। ব্যাসল্ট ফাইবার হাইব্রিডের মতো কম্পোজিট সাবস্ট্রেটগুলি ব্যাপক বাজার গ্রহণের জন্য কম খরচের বিকল্প হিসাবে আবির্ভূত হচ্ছে।
অনাবদ্ধ ওজন কমানো—যানবাহনের নিলাম্বনের নীচের ভর—হ্যান্ডেলিং, ত্বরণ এবং ব্রেকিং উন্নত করে। হালকা চাকা ব্রেকিং দূরত্ব 5-7% কমাতে পারে এবং কোণার স্থিতিশীলতা উন্নত করে। ইভির ক্ষেত্রে, ঘূর্ণন জড়তা কমিয়ে শক্তি দক্ষতা উন্নত করে পরিসরটি সরাসরি বাড়িয়ে দেয়।
| উপকরণ | ওজন কমানো | চাকার প্রতি খরচ | স্থায়িত্ব রেটিং (1-10) |
|---|---|---|---|
| স্টিল | 0% | $120 | 9 |
| অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় | ২৫% | $300 | 8 |
| কার্বন ফাইবার | ৪৮% | $1,200 | 7.5 |
যদিও ইস্পাত কম খরচে এবং টেকসই থাকে, কম্পোজিটগুলি অতুলনীয় ওজন কমাতে সক্ষম। অ্যালুমিনিয়াম মিশ্র ধাতুগুলি ভারসাম্য বজায় রাখে, কিন্তু চাকা তৈরির কারখানাগুলি অ্যারোডাইনামিক এবং দক্ষতা উন্নতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন ইলেকট্রিক ভেহিকলগুলিতে কার্বন ফাইবার ব্যবহারের প্রাধান্য দিচ্ছে।
ইলেকট্রিক যানগুলির এমন একটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেখানে এগুলি তাত্ক্ষণিকভাবে টর্ক নির্গত করে, যার অর্থ হল তাদের চাকাগুলির বেশি চাপ সহ্য করার পাশাপাশি ঘূর্ণনের বেগ কম রাখতে হবে। বর্তমানে প্রস্তুতকারকরা কার্বন ফাইবার দিয়ে চাকা তৈরির দিকে রুখতে শুরু করেছেন। 2025 এর কিছু বাজার প্রতিবেদন অনুযায়ী, প্রায় তিন-চতুর্থাংশ নতুন সুবিধাগুলি যা মূলত ইভি-র উপর কেন্দ্রিত, এখন আগের ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির পরিবর্তে কম্পোজিট উপকরণ দিয়ে কাজ করে। এই কার্বন চাকাগুলি আসলে অনাবদ্ধ ওজন প্রায় 38 শতাংশ কমিয়ে দেয় যা সাধারণ অ্যালুমিনিয়ামের চাকার তুলনায় হয়ে থাকে। এবং এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ হালকা চাকা পুনরুদ্ধার ব্রেকিং এর ক্ষমতা উন্নত করে, যার ফলে গাড়ি থামার সময় আরও বেশি শক্তি পুনরুদ্ধার করতে পারে। এটি বোঝা যায় যে কেন কোম্পানিগুলি এই প্রযুক্তি পরিবর্তনের সাথে যুক্ত হচ্ছে।
চাকার ওজন 10% কমালে ইভি পরিসর 6-8 মাইল বাড়ে, যা কর্মপ্রবাহ প্রত্যাশা পূরণের জন্য কম্পোজিট সাবস্ট্রেটকে অপরিহার্য করে তোলে। অটোমোটিভ কার্বন চাকার বাজার 2033 সালের মধ্যে 1.7x বৃদ্ধি পাবে বলে আশা করা হচ্ছে কারণ কারখানাগুলি পরবর্তী প্রজন্মের রেজিন ট্রান্সফার মোল্ডিং প্রযুক্তি প্রয়োগ করছে যা উত্পাদন সময় 50% কমিয়ে দেয়।
2025 এর একটি খণ্ড বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে কার্বন চাকা সহ লাক্সারি ইভি অ্যালুমিনিয়াম চাকা সহ ইভির তুলনায় 12% বেশি দক্ষ। এক প্রস্তুতকারক অপটিমাইজড কার্বন চাকা এরোডাইনামিক্সের মাধ্যমে 22% দ্রুত ত্বরণ এবং 19% কম টায়ার ক্ষয় প্রতিবেদন করেছেন, যা ইভি-নির্দিষ্ট চাকা প্রকৌশলের দিকে শিল্পের পদক্ষেপকে জোরদার করে।
বর্তমান দিনগুলিতে, বেশিরভাগ চাকা প্রস্তুতকারক কার্বন ফাইবারের চাকা তৈরির জন্য রেজিন ট্রান্সফার মোল্ডিং (আরটিএম) এর দিকে ঝুঁকেছে। প্রক্রিয়াটি প্রাচীন অটোক্লেভ প্রযুক্তির তুলনায় প্রায় 30% কম ফাঁকা স্থান সহ অংশগুলি তৈরি করে বলে সাম্প্রতিক ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স জার্নালের গবেষণা থেকে জানা গেছে। আরটিএম এতটা আকর্ষণীয় হওয়ার কারণ কী? আসলে, এটি কার্যকরভাবে চাপ প্রয়োগ করে ইতিমধ্যে গঠিত কার্বন স্তরগুলিতে ইপক্সি রেজিন পাম্প করে কাজ করে। এর ফলে চাকাগুলি তাদের অ্যালুমিনিয়ামযুক্ত সংস্করণের তুলনায় প্রায় 40 থেকে 50 শতাংশ হালকা হয়ে থাকে। এবং এর সাথে আরও একটি সুবিধা রয়েছে। গত বছর গ্লোবাল হুইল ম্যানুফ্যাকচারিং রিপোর্টে প্রকাশিত খবর অনুযায়ী, আরটিএম ব্যবহারকারী কোম্পানিগুলি উৎপাদনের পরে প্রায় 60% কম মেশিনিংয়ের প্রয়োজন হয়, যার ফলে প্রতি ইউনিট উৎপাদনে প্রায় 18.7 ডলার শক্তি খরচ কমে যায়। এখন বোঝা যাচ্ছে কেন এত সব কারখানা এই পদ্ধতিতে পরিবর্তন করছে।
এআই-পাওয়ার্ড ভিশন সিস্টেম প্রতি চাকার ঢালাইয়ের সময় 8,000টি ডেটা পয়েন্ট বিশ্লেষণ করে, ত্রুটি 22% কমায় (অ্যাডভান্সড ম্যানুফ্যাকচারিং কোয়ার্টারলি 2024)। মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদম প্রকৃত সময়ে ঢালাইয়ের তাপমাত্রা এবং শীতলীকরণ হার সামঞ্জস্য করে, উপকরণের আউটপুট 15% বাড়িয়ে এবং তাপীয় অসঙ্গতি সনাক্ত হলে 90 সেকেন্ডের মধ্যে পুনরায় সমন্বয় করে।
ডিজিটাল টুইন প্রযুক্তি চাকার প্রোটোটাইপ উন্নয়নকে 18 সপ্তাহ থেকে কমিয়ে 6.5 সপ্তাহে নামিয়ে এনেছে। প্রকৃত উৎপাদনের আগে প্রকৌশলীরা 200-এর বেশি লোড পরিস্থিতির মধ্যে দাঁত পরীক্ষা চালান, ভার্চুয়াল যথার্থতা পরীক্ষার সময় সম্ভাব্য ব্যর্থতার বিন্দুগুলির 92% শনাক্ত করে (অটোমোটিভ ইঞ্জিনিয়ারিং টুডে 2024)।
যদিও উন্নত উৎপাদনের জন্য ৩৫-৪০% বেশি প্রাথমিক বিনিয়োগের প্রয়োজন হয়, তবুও এটি প্রতি ইউনিট খরচে ৬২% কম খরচ করে থাকে। ২০২৫ সালের জীবনচক্র বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে কারখানাগুলি শক্তি এবং উপকরণের অপচয়ে ৭৪০ হাজার মার্কিন ডলার বাঁচানোর মাধ্যমে বার্ষিক সাশ্রয়ের মাধ্যমে ৩.২ বছরের মধ্যে এই খরচগুলি পুনরুদ্ধার করে (সাস্টেইনেবল ম্যানুফ্যাকচারিং রিভিউ ২০২৫)।
চাকার প্রস্তুতকারকরা আজকাল বাতাসে তাদের রিমগুলি কীভাবে ছেদ করে সেটি খুঁজে বার করতে কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিক্স বা CFD এর মতো উন্নত সরঞ্জাম এবং বাস্তব পরিস্থিতিতে বায়ু সুড়ঙ্গ পরীক্ষার উপর নির্ভর করেন। পুরানো ধরনের স্পোকের তুলনায় এই পদ্ধতি বায়ু প্রতিরোধকে প্রায় 15-20% কমিয়ে দিতে পারে। একই প্রযুক্তি প্রকৌশলীদের গঠনমূলক অখণ্ডতা অক্ষুণ্ণ রেখে ওজনের 7% কমাতে সাহায্য করে। ইলেকট্রিক ভেহিকলগুলির জন্য ড্র্যাগ সংখ্যা কম হওয়া খুব গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি চার্জের মধ্যে ব্যাটারি জীবনকে সরাসরি প্রভাবিত করে। আমরা দেখছি যে এই উন্নত ডিজাইনগুলি টেসলা, বিএমডব্লিউ এবং মার্সিডিজের মতো ব্র্যান্ডের উচ্চ-প্রান্তের গাড়িতে আরও বেশি দেখা যাচ্ছে যারা কার্যকরীতা বাড়াতে চান কিন্তু পারফরম্যান্সের কোনও ত্যাগ করতে চান না।
চাকার সাথে বাতাসের যে ধরনের মিথস্ক্রিয়া হয় তা রোলিং রেজিস্ট্যান্সকে প্রভাবিত করে, যা আজকাল রাস্তায় চলমান গাড়িগুলোর মোট শক্তি ব্যবহারের ২০ থেকে ৩০ শতাংশ পর্যন্ত নষ্ট করে দেয়। চাকা যদি এমন হয় যা বাতাসকে সহজে কাটিয়ে ওঠে এবং যাতে ফাঁক ন্যূনতম হয়, তবে বাতাসের ঘূর্নিকে কমাতে সাহায্য করে, যা পারম্পরিক ইঞ্জিনের জ্বালানি দক্ষতায় প্রায় ৪ থেকে ৬ শতাংশ উন্নতি ঘটায় এবং ইলেকট্রিক যানগুলোকে প্রতি চার্জ সাইকেলে অতিরিক্ত ১২ থেকে ১৫ মাইল পর্যন্ত সাহায্য করে। গত বছর প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে যে চাকার আকৃতি যখন নির্মাতারা সঠিকভাবে সামান্য পরিবর্তন করেন, তখন টায়ারের ডিফরমেশন কম হয় এবং সামগ্রিকভাবে কম তাপ উৎপন্ন হয়, যার ফলে শক্তি অধিক পরিমাণে সংরক্ষিত থাকে। গাড়ি নির্মাতারা এখন তাদের উৎপাদন লাইনে এই সমস্ত খুঁজে পাওয়া প্রয়োগ করতে শুরু করেছে, যা আধুনিক যানবাহনের প্রত্যাশা পরিবর্তন করে দিচ্ছে এবং স্বয়ংচালিত খাতে দক্ষতার জন্য নতুন মানদণ্ড নির্ধারণ করছে।
বিশ্বব্যাপী চাকা উত্পাদন শিল্প বিশাল প্রসারের দিকে এগোচ্ছে বলে মনে হচ্ছে, ২০২৫ থেকে ২০৩২ সালের মধ্যে প্রতি বছর প্রায় ৬.৪% হারে বৃদ্ধির আনুমান করা হচ্ছে। এই ঊর্ধ্বমুখী প্রবণতা যৌক্তিক মনে হয় কারণ ইলেকট্রিক এবং ঐতিহ্যবাহী উভয় প্রকার গাড়ি তৈরি করা প্রস্তুতকারকরা ক্রমবর্ধমান হালকা উপকরণের খোঁজ করছে। ভবিষ্যতের দিকে তাকালে, বিশেষজ্ঞদের মতে ২০২৮ সালের মধ্যে কার্বন ফাইবার চাকার বাজার প্রায় ৬০০ মিলিয়ন মার্কিন ডলারে পৌঁছাতে পারে। কেন? কারণ, সরকারগুলি নিয়মিত নিঃসরণ নিয়ন্ত্রণের নিয়মকানুন আরও কঠোর করে তুলছে এবং গাড়ি প্রস্তুতকারক কোম্পানিগুলি তাদের যানবাহনের দক্ষতা বাড়াতে আগ্রহী। গত বছর প্রকাশিত কিছু গবেষণা অনুযায়ী, অটো প্রস্তুতকারকদের অধিকাংশ নতুন উন্নয়ন বাজেটের দুই তৃতীয়াংশেরও বেশি অংশ ভার কমানোর জন্য ভালো উপকরণ ব্যবহারের মাধ্যমে বর্তমানে খরচ করছে।
এখন সব জায়গাতেই কার্বন ফাইবার বর্জ্যের জন্য ক্লোজড-লুপ পুনর্ব্যবহারের দিকে মনোনিবেশ করছে প্রস্তুতকারকরা। কিছু কোম্পানি দাবি করে যে তারা আসলে তাদের বর্জ্যের প্রায় 90 শতাংশ উৎপাদনে ফিরিয়ে আনতে পারে, যার মানে হল ল্যান্ডফিলগুলি মাত্র 40 শতাংশ কম উপকরণ গ্রহণ করছে যা 2020 সালের তুলনায় ছিল। রেজিন ব্যবহারের দিকে তাকালে, প্রায় এক-তৃতীয়াংশ ব্যবসা সদ্য বায়ো-ভিত্তিক বিকল্পে স্যুইচ করেছে। এই পরিবর্তনটি পণ্যের মান না কমিয়েই উদ্বায়ী জৈবিক যৌগগুলির নিঃসরণকে প্রায় 50 থেকে 60 শতাংশ কমাতে সাহায্য করে। সংখ্যাগুলি গত বছর (2024) প্রকাশিত একটি শিল্প প্রতিবেদনের সিদ্ধান্তগুলির সাথে মেলে যেখানে উল্লেখ করা হয়েছিল যে উৎপাদন প্রক্রিয়ায় সবুজ পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রতিটি উৎপাদিত পণ্যের জন্য সরবরাহ চেইন জুড়ে কার্বন ফুটপ্রিন্ট প্রায় 22 শতাংশ কমানো যেতে পারে।
হালকা উপকরণগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ এগুলি যানবাহনের ওজন কমায়, জ্বালানি দক্ষতা উন্নত করে, নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা বাড়ায় এবং শক্তি দক্ষতা বৃদ্ধি করে, বিশেষ করে ইলেকট্রিক যানবাহনের ক্ষেত্রে।
কার্বন ফাইবার চাকা অনেক হালকা, যা গতিবৃদ্ধি, ব্রেকিং, কোণার স্থিতিশীলতা এবং শক্তি দক্ষতার দিক থেকে যানবাহনের ক্ষমতা উন্নত করে।
ইভিগুলিতে অনাবদ্ধ ওজন কমানোর ফলে ভালো নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা পাওয়া যায়, ব্রেকিং দক্ষতা উন্নত হয়, পরিসর বাড়ে এবং পুনঃনবীকরণ ব্রেকিং ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।
সাধারণ উপকরণগুলি হল ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম খাদ, এবং কার্বন ফাইবার। ইস্পাত স্থায়ী এবং খরচ কম, যেখানে কার্বন ফাইবার ওজন কমানোর এবং ক্ষমতা উন্নয়নে শ্রেষ্ঠ সুবিধা প্রদান করে।
EN
