×
ऑटोमोटिव उद्योग की हल्के वाहनों की ओर धक्का ने पुनर्निर्धारित कर दिया है व्हील कारखाना प्राथमिकताएं। ऊर्जा विभाग, यू.एस.ए. के अनुसार, 10% वाहन भार कमी ईंधन अर्थव्यवस्था में 6-8% सुधार करती है। यह कारखानों को घटकों को अपनाने के लिए प्रेरित करता है, जैसे कि फोर्ज्ड एल्यूमीनियम और कार्बन फाइबर-प्रबलित पॉलिमर, जो ताकत के साथ-साथ भारी वजन की बचत को जोड़ते हैं।
कार्बन फाइबर के पहिये अब पारंपरिक एल्यूमीनियम के समकक्षों की तुलना में 40-50% हल्के होते हैं। निर्माता संरचनात्मक अखंडता बनाए रखते हुए जटिल, खोखले-स्पोक डिज़ाइन बनाने के लिए राल स्थानांतरण मोल्डिंग का उपयोग करते हैं। बाजार के व्यापक अपनाने के लिए लागत प्रभावी विकल्पों के रूप में बैसाल्ट फाइबर संकर जैसे कॉम्पोज़िट सब्सट्रेट उभर रहे हैं।
अनस्प्रुंग वजन कम करना - वाहन के निलंबन से नीचे का द्रव्यमान - हैंडलिंग, त्वरण और ब्रेकिंग में सुधार करता है। हल्के पहियों के कारण ब्रेकिंग दूरी 5-7% तक कम हो सकती है और कोने की स्थिरता में सुधार होता है। ईवी के लिए, घूर्णन जड़ता को कम करने से ऊर्जा दक्षता में सुधार करके सीधे रेंज बढ़ जाती है।
| सामग्री | वजन कम करना | प्रति पहिया लागत | स्थायित्व रेटिंग (1-10) |
|---|---|---|---|
| स्टील | 0% | $120 | 9 |
| एल्यूमिनियम मिश्र धातु | 25% | $300 | 8 |
| कार्बन फाइबर | 48% | $1,200 | 7.5 |
जबकि स्टील कम लागत वाली और टिकाऊ बनी हुई है, कॉम्पोजिट्स अतुलनीय वजन बचत प्रदान करती हैं। एल्यूमिनियम मिश्र धातुएं एक संतुलन प्रदान करती हैं, लेकिन पहिया निर्माण संयंत्र अब एरोडायनामिक्स और दक्षता में सुधार के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले EVs के लिए कार्बन फाइबर पर अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।
इलेक्ट्रिक वाहनों में ऐसी चीज़ होती है जहाँ वे तुरंत टॉर्क पैदा करते हैं, जिसका मतलब है कि उनके पहियों को अधिक तनाव सहन करना पड़ता है, लेकिन फिर भी घूर्णन पर हल्का रखना होता है। निर्माता इन दिनों कार्बन फाइबर से पहियों का निर्माण करने के लिए स्विच करना शुरू कर रहे हैं। 2025 के आसपास कुछ बाजार रिपोर्टों के अनुसार, लगभग तीन चौथाई नए सुविधाएँ जो ईवी पर केंद्रित हैं, अब पारंपरिक तरीकों के बजाय कॉम्पोजिट सामग्री के साथ काम करती हैं। ये कार्बन पहिये वास्तव में अनस्प्रंग वजन को लगभग 38 प्रतिशत तक कम कर देते हैं, जब नियमित एल्यूमीनियम वाले के साथ तुलना की जाती है। और इसका महत्व इसलिए है क्योंकि हल्के पहिये रीजेनरेटिव ब्रेकिंग के काम में सुधार करने में मदद करते हैं, जिससे वाहनों को रुकने के दौरान अधिक ऊर्जा को पुनः प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। यह समझ में आता है कि कंपनियां इस तकनीकी स्थानांतरण के साथ बोर्ड पर क्यों कूद रही हैं।
पहिया भार में प्रत्येक 10% कमी ईवी की रेंज को 6-8 मील तक बढ़ा देती है, जिससे उपभोक्ता की अपेक्षाओं को पूरा करने के लिए कॉम्पोजिट सब्सट्रेट्स आवश्यक हो जाते हैं। 2033 तक ऑटोमोटिव कार्बन पहियों के बाजार में 1.7 गुना वृद्धि होने की उम्मीद है क्योंकि कारखानों में अगली पीढ़ी की राल स्थानांतरण मोल्डिंग तकनीकों को लागू किया जाता है जो उत्पादन समय को 50% तक कम कर देती हैं।
2025 के क्षेत्रीय विश्लेषण में पाया गया कि कारखानों में स्थापित कार्बन पहियों वाले लक्जरी ईवी एल्यूमिनियम पहियों की तुलना में 12% अधिक कुशलता प्राप्त करते हैं। एक निर्माता ने कार्बन पहियों की एरोडायनामिक्स में अनुकूलन से 22% तेज त्वरण और 19% कम टायर पहनने की सूचना दी, जो ईवी-विशिष्ट पहिया इंजीनियरिंग की ओर उद्योग के रुझान को मजबूत करता है।
इन दिनों, अधिकांश व्हील निर्माताओं ने कार्बन फाइबर व्हील बनाने के लिए रेजिन ट्रांसफर मोल्डिंग (आरटीएम) का उपयोग करना शुरू कर दिया है। प्रक्रिया पुरानी ऑटोक्लेव तकनीकों की तुलना में लगभग 30% कम खाली स्थान वाले भाग बनाती है, यह बात मैटेरियल साइंस जर्नल से हाल के शोध में सामने आई है। आरटीएम इतना आकर्षक क्यों है? यह तब काम करता है जब पहले से आकार दिए गए कार्बन परतों में एपॉक्सी रेजिन पंप किया जाता है और सही मात्रा में दबाव डाला जाता है। इसके परिणामस्वरूप व्हील का वजन एल्यूमीनियम व्हील की तुलना में कहीं 40 से 50 प्रतिशत कम होता है। इसके अलावा एक और फायदा भी है। पिछले साल ग्लोबल व्हील मैन्युफैक्चरिंग रिपोर्ट में प्रकाशित निष्कर्षों के अनुसार, आरटीएम का उपयोग करने वाली कंपनियों को उत्पादन के बाद लगभग 60% कम मशीनिंग की आवश्यकता होती है, जिससे प्रति इकाई उत्पादन में ऊर्जा लागत लगभग 18.7 डॉलर कम हो जाती है। यही कारण है कि इन दिनों कई कारखानों में इसका उपयोग किया जा रहा है।
एआई-सक्षम दृष्टि प्रणालियां ढलाई के दौरान प्रत्येक पहिये के 8,000 डेटा बिंदुओं का विश्लेषण करती हैं, जिससे दोषों में 22% की कमी आती है (एडवांस्ड मैन्युफैक्चरिंग क्वार्टरली 2024)। मशीन लर्निंग एल्गोरिथ्म वास्तविक समय में ढलाई तापमान और शीतलन दरों को समायोजित करते हैं, जिससे सामग्री के उत्पादन में 15% की वृद्धि होती है और तापीय असंगतियों का पता चलने पर 90 सेकंड के भीतर पुनः कैलिब्रेशन की अनुमति मिलती है।
डिजिटल ट्विन तकनीक ने पहिया प्रोटोटाइप विकास को 18 सप्ताह से घटाकर 6.5 सप्ताह कर दिया है। भौतिक उत्पादन से पहले इंजीनियर 200 से अधिक भार परिदृश्यों में तनाव परीक्षणों का साकारात्मक अनुकरण करते हैं, जिससे आभासी सत्यापन के दौरान संभावित विफलता बिंदुओं की 92% पहचान की जाती है (ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग टुडे 2024)।
हालांकि उन्नत विनिर्माण में प्रारंभिक निवेश 35-40% अधिक होता है, लेकिन यह स्केल पर प्रति इकाई लागत में 62% की कमी लाता है। 2025 जीवन चक्र विश्लेषण में दिखाया गया है कि कारखाने ऊर्जा और सामग्री अपशिष्ट पर 740,000 अमेरिकी डॉलर की वार्षिक बचत के माध्यम से इन लागतों को 3.2 वर्षों के भीतर पुनः प्राप्त कर लेते हैं (स्थायी विनिर्माण समीक्षा 2025)।
पहिया निर्माता आज अपने रिम्स को हवा में काटने की क्षमता को सुनियोजित करने के लिए कंप्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स या सीएफडी जैसे उन्नत उपकरणों के साथ-साथ वास्तविक दुनिया के पवन सुरंग परीक्षणों पर निर्भर करते हैं। यह दृष्टिकोण पुराने शैली के स्पोक्स की तुलना में लगभग 15-20% तक हवा के प्रतिरोध को कम कर सकता है। इसी तकनीक के माध्यम से इंजीनियर संरचनात्मक अखंडता को बरकरार रखते हुए वजन में लगभग 7% की कटौती कर सकते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए कम ड्रैग संख्या बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सीधे बैटरी जीवन पर प्रभाव डालती है। हम यही सुधारित डिज़ाइन टेस्ला, बीएमडब्ल्यू और मर्सिडीज़ जैसे ब्रांडों की उच्च-सीमा की कारों में अधिक बार देख रहे हैं, जो दक्षता को अधिकतम करना चाहते हैं, बिना प्रदर्शन गंवाए।
पहियों का हवा के साथ अन्योन्यक्रिया करने का तरीका घर्षण प्रतिरोध को प्रभावित करता है, जो आज सड़कों पर चल रही कारों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का लगभग 20 से 30 प्रतिशत तक खा जाता है। वायुगतिकीय रूप से आकारित पहिये और न्यूनतम अंतर वाले पहिये आमतौर पर उन अवांछित हवा के भंवरों को कम कर देते हैं, जिससे पारंपरिक इंजनों के लिए ईंधन की खपत में लगभग 4 से 6 प्रतिशत की सुधार होता है और इलेक्ट्रिक वाहनों को प्रति चार्ज साइकल में 12 से 15 मील की अतिरिक्त बूस्ट मिलती है। पिछले वर्ष प्रकाशित एक अनुसंधान में दिखाया गया कि जब निर्माता पहियों के आकार को सही तरीके से समायोजित करते हैं, तो टायरों में कम विरूपण होता है और समग्र रूप से कम ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिसका अर्थ है कि अधिक ऊर्जा अपने सही स्थान पर बनी रहती है। कार निर्माता अब अपनी उत्पादन लाइनों में इन निष्कर्षों को लागू करना शुरू कर रहे हैं, रूप में सुधार करते हुए और कार्यक्षमता को जोड़ते हुए, जिससे आधुनिक वाहनों से हम जो अपेक्षा करते हैं उसे बदल दिया जा रहा है और स्वचालित क्षेत्र में दक्षता के लिए नए मानक स्थापित किए जा रहे हैं।
विश्व स्तर पर पहिया निर्माण उद्योग 2025 से 2032 के बीच प्रति वर्ष लगभग 6.4% की दर से महत्वपूर्ण विस्तार के लिए तैयार दिखाई दे रहा है। यह बढ़ता रुझान तब समझ में आता है जब बिजली और पारंपरिक दोनों प्रकार के वाहन निर्माता हल्की सामग्री की तलाश कर रहे हैं। आगे की ओर बढ़ते हुए, विशेषज्ञों का मानना है कि कार्बन फाइबर पहियों के बाजार में 2028 तक लगभग 600 मिलियन डॉलर का अनुमान लगाया जा सकता है। क्यों? खैर, सरकारें उत्सर्जन नियमों को लगातार कड़ा कर रही हैं, और वाहन कंपनियां वास्तव में अपने वाहनों को अधिक कुशल बनाना चाहती हैं। पिछले साल प्रकाशित कुछ शोध के अनुसार, अधिकांश ऑटो निर्माता आजकल बेहतर सामग्री का उपयोग करके वाहन के वजन को कम करने के तरीकों पर अपने नए विकास बजट के दो तिहाई से अधिक खर्च कर रहे हैं।
इन दिनों कार्बन फाइबर कचरे के लिए बंद-लूप पुन:चक्रण अपनाना शुरू कर रहे हैं। कुछ कंपनियां दावा करती हैं कि वे वास्तव में अपने कचरे का लगभग 90 प्रतिशत उत्पादन में वापस ला सकती हैं, जिसका अर्थ है कि लैंडफिल में 2020 की तुलना में लगभग 40 प्रतिशत कम सामग्री जाती है। राल उपयोग की दृष्टि से, हाल ही में व्यवसायों के लगभग एक तिहाई ने जैव-आधारित विकल्पों में स्विच कर दिया है। यह परिवर्तन उत्पाद की गुणवत्ता के बिना उड़नशील कार्बनिक यौगिक उत्सर्जन को लगभग 50 से 60 प्रतिशत कम करने में मदद करता है। ये संख्याएं पिछले साल (2024) जारी एक उद्योग रिपोर्ट के निष्कर्षों की पुष्टि करती हैं, जिसने इंगित किया था कि निर्माण प्रक्रियाओं में हरित रहने से आपूर्ति श्रृंखला में प्रत्येक उत्पादित वस्तु के लिए कार्बन फुटप्रिंट को लगभग 22 प्रतिशत कम किया जा सकता है।
हल्की सामग्री महत्वपूर्ण है क्योंकि वे वाहन के वजन को कम करती हैं, ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार करती हैं, हैंडलिंग में सुधार करती हैं और ऊर्जा दक्षता बढ़ाती हैं, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए।
कार्बन फाइबर पहिये काफी हल्के होते हैं, जिससे वाहन के प्रदर्शन में सुधार होता है, त्वरण, ब्रेकिंग, कोने की स्थिरता और ऊर्जा दक्षता में।
ईवी में अनस्प्रुंग वजन में कमी बेहतर हैंडलिंग प्रदान करती है, ब्रेकिंग दक्षता में सुधार करती है, रेंज बढ़ाती है और पुनर्योजी ब्रेकिंग क्षमताओं में सुधार करती है।
सामान्य सामग्री इस्पात, एल्यूमीनियम मिश्र धातुएं, और कार्बन फाइबर हैं। इस्पात स्थायी और लागत प्रभावी है, जबकि कार्बन फाइबर उत्कृष्ट वजन बचत और प्रदर्शन लाभ प्रदान करता है।
EN
