Tin thị trường và sản phẩm

Bảo Hiền tổng hợp

Ngành công nghiệp lốp xe đang đứng trước làn sóng đổi mới công nghệ, với nhiều hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu suất, tối ưu quy trình sản xuất và giảm tác động đến môi trường. Đáng chú ý trong số đó là công nghệ in 3D, hệ thống bản sao số (digital twin) và việc sử dụng vật liệu tái chế từ nhựa phế thải.

Lốp không khí sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ in 3D

Một trong những hướng phát triển đáng chú ý là sản xuất lốp không khí (non-pneumatic tire) hoàn toàn bằng công nghệ in 3D, sử dụng các loại nguyên liệu tái chế và tái tạo.

Trong các mẫu concept, cấu trúc gai lốp thường được lấy cảm hứng từ các hình dạng trong tự nhiên nhằm cải thiện khả năng thoát nước và tăng độ bám đường. Công nghệ in 3D cho phép tạo ra những cấu trúc lưới phức tạp mà phương pháp đúc khuôn truyền thống khó đáp ứng.

Đáng chú ý, công nghệ này có thể mở ra khả năng tùy biến thiết kế gai lốp theo từng điều kiện vận hành hoặc phong cách lái xe. Về lâu dài, việc kiểm soát chính xác hình học của lốp cũng có thể góp phần giúp lốp mòn đều hơn và nâng cao tuổi thọ sử dụng.

Tuy nhiên, đây vẫn chủ yếu là công nghệ ở giai đoạn nghiên cứu và trình diễn ý tưởng, chưa được thương mại hóa rộng rãi. Một số dự án đã sử dụng các phần mềm thiết kế và tối ưu hóa cấu trúc chuyên dụng như nTop để tính toán hình học của cấu trúc lưới trước khi tiến hành in 3D.

Bản sao số giúp theo dõi tình trạng lốp mà không cần thêm cảm biến

Một hướng công nghệ khác đang thu hút sự quan tâm là phát triển bản sao số của lốp xe, trong đó tình trạng lốp được theo dõi và dự đoán chủ yếu bằng phần mềm mà không cần lắp thêm cảm biến vật lý vào lốp.

Thay vì thu thập dữ liệu trực tiếp từ một cảm biến gắn trên lốp, hệ thống phân tích các tín hiệu tần số cao vốn đã có trên xe, chẳng hạn lực phanh, tải trọng và lực đánh lái. Từ những dữ liệu này, phần mềm có thể suy luận tình trạng thực tế của lốp theo thời gian thực.

Cách tiếp cận này có ưu thế so với các phương thức giám sát truyền thống vốn chủ yếu dựa vào cảm biến áp suất hoặc ước tính tình trạng lốp dựa trên quãng đường đã di chuyển. Những phương pháp này khó phản ánh đầy đủ các yếu tố động như cường độ phanh, tải trọng hoặc lực tác động khi xe vào cua.

Nếu được hoàn thiện, công nghệ bản sao số có thể giúp dự đoán độ bám tối đa của lốp, nhận diện nguy cơ trượt nước trên đường ướt, hỗ trợ các hệ thống hỗ trợ lái và phát hiện tình trạng xe bị quá tải.

Do không đòi hỏi bổ sung phần cứng riêng trên lốp, giải pháp này về nguyên tắc có thể được phát triển cho nhiều loại lốp và phù hợp với xu hướng xây dựng phương tiện được định nghĩa bằng phần mềm (software-defined vehicle).

Biến nhựa phế thải thành vật liệu sản xuất lốp

Bên cạnh những đột phá về thiết kế và phần mềm, ngành lốp xe cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu vật liệu theo hướng giảm sử dụng nguyên liệu hóa thạch nguyên sinh.

Một trong những hướng đi đáng chú ý là tái sử dụng chai nhựa PET đã qua sử dụng làm nguyên liệu cho lốp xe. Tùy thuộc kích thước, mỗi lốp có thể sử dụng lượng vật liệu tương đương khoảng 9-15 chai nhựa PET.

Một số sản phẩm thương mại hiện nay đã đạt tỷ lệ vật liệu tái tạo và tái chế lên tới 65%, tùy theo kích thước và chủng loại lốp. Trong đó, tỷ lệ này có thể bao gồm vật liệu tái tạo, vật liệu tái chế trực tiếp và các nguyên liệu được chứng nhận theo phương pháp cân bằng khối lượng (mass balance), có nguồn gốc sinh học hoặc tuần hoàn.

Trên thực tế, một số dòng lốp xe du lịch hiện đã có thể sử dụng khoảng 15-20% vật liệu tái tạo hoặc tái chế. Nhiều nhà sản xuất cũng đặt mục tiêu từng bước nâng tỷ lệ vật liệu bền vững lên mức cao hơn, hướng tới sử dụng 100% vật liệu bền vững trong những thập kỷ tới.

Cần phân biệt xu hướng này với các công nghệ giảm lực cản lăn (rolling resistance). Giảm lực cản lăn chủ yếu nhằm tiết kiệm nhiên liệu hoặc tăng quãng đường di chuyển của xe điện, trong khi việc sử dụng vật liệu tái chế tập trung vào giảm mức tiêu thụ nguyên liệu nguyên sinh và tác động môi trường trong vòng đời sản phẩm. Hai mục tiêu này có thể được triển khai đồng thời nhưng không phải là một.

Ba hướng đi, ba bài toán của ngành lốp xe

Ba xu hướng trên cho thấy ngành công nghiệp lốp đang tiếp cận quá trình đổi mới từ nhiều góc độ.

In 3D tập trung vào việc thay đổi phương thức thiết kế và sản xuất, cho phép tạo ra những cấu trúc phức tạp và có khả năng tùy biến cao. Bản sao số đưa phần mềm và dữ liệu vào quá trình theo dõi, dự đoán tình trạng lốp mà không nhất thiết phải bổ sung phần cứng. Trong khi đó, vật liệu tái chế hướng tới giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu hóa dầu nguyên sinh và nâng cao tính bền vững của sản phẩm.

Dù vậy, không phải công nghệ nào cũng đã sẵn sàng cho việc áp dụng đại trà. Nhiều giải pháp vẫn đang ở giai đoạn concept, thử nghiệm hoặc mới được thương mại hóa trên một số dòng sản phẩm nhất định. Đây được xem là những hướng phát triển có tiềm năng định hình ngành lốp xe trong những năm tới, khi yêu cầu về hiệu suất, số hóa và phát triển bền vững ngày càng trở thành những tiêu chí quan trọng của thị trường.

Nguồn tham khảo:
1. Automotive World, "Hankook to premiere concept tyres at The Tire Cologne."
2. Vision Mobility, "The Tire Cologne 2026: whoever wants to understand the future of the tire industry must keep Hankook in view!"
3. Automotive World, "Michelin debuts universal tyre digital twin for SDVs."
4. Sonatus, thông cáo báo chí "Michelin and Sonatus Showcase Ready-to-Deploy Embedded Tire Digital Twin Solutions."
5. Continental, thông cáo báo chí "Fuel-saving Champion for Long-distance Transport: Conti EcoPlus."
6. Continental Tires, trang sản phẩm "Reinventing the wheel with sustainability" (ContiRe.Tex, UltraContact NXT).