普利司通非充气轮胎进展与国内研究动态

普利司通公司在2011年的东京车展上推出了一款“无气概念轮胎”。这款概念轮胎在设计尺寸上大约为9英寸，车轮辐条采用了具有环保功能的热塑性树脂，树脂在车轮内组成了密集的体晶状结构，这种结构不仅保证了轮胎的载荷需求，而且当汽车在翻越阻碍物时，可使得非充气轮胎依然具有一定的弹性。同时通过确保辐条的牢固性来实现车轮的抗震，极大的保证了汽车行驶时乘坐的舒适感。此外，这款轮胎不仅整体外观美观，而且在制作上热塑性材料的使用还保证了废旧轮胎的回收再利用。

随后在2014年普利司通公司又推出第2代新型AirFree Concept非充气概念轮胎。与第一代非充气轮胎相比，第二代非充气轮胎在材料选择上采用了同时具备高强度和弹性的树脂材料，提高了轮胎的载荷以及缓冲性能，改善了轮胎的驾驶性能和环境适应性，大大促进了其向商品化的进程。

国内对于非充气轮胎的研究起步较晚，目前相对于国外的研究还存在较大的差距。但随着近年来对非充气轮胎的性能优势的逐渐了解，国内对于非充气轮胎的研究也越来越重视。同时在非充气轮胎的研究上也取得了很大的进展。

北方车辆研究所李莉等设计出一种新型辐板式非充气轮胎。这款非充气轮胎在制造上采用了橡胶和聚氨酯两种材料。其中胎面为橡胶材料，同时胎面在设计上采用花纹结构保证了轮胎的抓地性。非充气轮胎的胎体采用聚氨酯材料，这款非充气轮胎主要应用在复杂较差路况条件下。

南京航空航天大学岳红旭等设计出一款非充气机械弹性车轮。在轮胎的结构设计上主要由车轮外圈、弹性环、弹性环组合卡、轮毂、回位弹簧、销轴和铰链等结构组成。这款非充气轮胎具有弹性幅度大、抗震性能好等特点，可满足特种车辆的要求。

北京化工大学张立群教授课题组和玲珑轮胎公司联手采用3Ｄ打印技术成功制备了国内首条3Ｄ打印非充气轮胎。这款非充气轮胎在成型材料上采用热塑性聚氨酯弹性体材料，同时通过基于FDM的3Ｄ打印技术直接打印成型。轮胎的内部为正六边形的空心结构，轮胎胎面上设计了花纹结构。

马正东设计了一款基于负泊松比结构的超轻非充气轮胎。这款轮胎其独特之处在于将负泊松比结构很好的应用到非充气轮胎的结构设计上。当非充气轮胎转动时，与地面接触受力，此时轮胎中的泊松比结构的强度和刚度就会增加。同时轮胎的最外圈可增加一层适合的覆盖材料。

除以上研宄以外，目前国内对于非充气的研宄还有很多，同时对于非充气轮胎方面的专利申请数量也越来越多。但很多研宄还都只是处在相对较基础的水平，对于非充气轮胎的实际应用还存在很大的距离。

非充气轮胎的成型工艺相比于传统充气轮胎有很大的不同，传统充气轮胎的成型工艺包括压延、成型、塑炼混炼、硫化等一些列复杂工艺。目前对于非充气轮胎的成型一般都采用模具注塑成型，避免了充气轮胎的复杂生产工艺过程。但是由于非充气轮胎在结构设计和原材料选择上具有多样性，所以这就造成了非充气轮胎通过模具注塑成型的困难性。

特别是针对一些通过特殊结构设计来达到一定的性能需求的非充气轮胎，采用模具注塑成型过程中，对于模具结构的设计存在严格的要求。此外，由于成型材料的选择对于非充气轮胎的性能影响巨大，而不同原材料由于性能的差异，导致其在模具注塑成型过程中对于模具尺寸的设计存在一定的差异，因此对于不同的原材料需要重新设计不同的模具。

同时在非充气轮胎的研究过程中还需要不断的对成型轮胎的性能进行测试和分析，此时为保证成型的非充气轮胎与设计上的一致性，则也需要进行注塑模具的重新设计，因此，在非充气轮胎的研发过程中，注塑模具的开发将极大的增加非充气轮胎的设计成本、研发周期以及技术进步。针对非充气轮胎研究开发过程中由于模具设计所导致的限制，目前3Ｄ打印技术的兴起可以很好的解决这个困难。

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