Po zaprojektowaniu opony, opracowaniu jej dokumentacji i testach prototypów nadchodzi czas przygotowanie materiałów, z których będzie wyprodukowana. Każdy model składa się z wielu różnych części, mieszanek, kordów stalowych i tekstylnych. W jaki sposób wytwarza się te materiały?
Aby uzyskać oponę dobrej jakości należy odpowiednio dobrać te składniki pod kątem:
Sprawdź jak powstają opony
-
właściwości fizycznych i chemicznych,
-
wielkości,
-
grubości,
-
kątów cięcia itp.
Przyjęte założenia konstrukcyjne muszą być przestrzegane w każdej fabryce danego producenta niezależnie od jej lokalizacji. Dzięki temu dany model opony posiada takie same osiągi bez względu na miejsce produkcji.
.jpg)
Wszystkie opony z danego modelu muszą być takie same niezależnie od miejsca produkcji.
Produkcja opon - dobór składników mieszanki
Dowiedz się więcej o mieszankach gumowych
Skład mieszanki jest dostosowany do przeznaczenia danej opony i funkcji jej poszczególnych elementów. Inna mieszanka zostanie zastosowana w oponie zimowej, a inna w letniej. Także różne części opony (boki, wypełniacze strefy stopki, warstwa wewnętrzna – kapa) są zbudowane z różnych mieszanek gumowych.
W skład mieszanek zwykle wchodzą:
-
kauczuki syntetyczne (BR, SBR, butyl),
-
kauczuki naturalne,
-
napełniacze (sadza, krzemionka),
-
siarka,
-
żywice,
-
oleje,
-
antyutleniacze (środki przeciwdziałające starzeniu),
-
przyspieszacze wulkanizacji,
-
inne w zależności od specyfiki mieszanki.
Przykładowo do produkcji 100 kg mieszanki bieżnikowej opony osobowej potrzeba:
-
50 kg kauczuku (obecnie głównie syntetycznego),
-
15 kg sadzy,
-
15 kg krzemionki,
-
10 kg olejów,
-
2 kg żywicy,
-
2kg siarki,
-
inne dodatkowe składniki.
Mieszanki bieżnikowe są zwykle najbardziej złożonymi i wymagającymi mieszankami.
Produkcja opon - powstawanie mieszanki
Więcej informacji o rozwoju opon
Wszystkie wymienione wyżej składniki są dodawane w odpowiedniej kolejności na maszynie nazywanej mikserem. Ważna jest nie tylko ilość danego składnika, ale także moment jego dodania. Składniki miesza się ze sobą do momentu uzyskania jednorodnej konsystencji. Gotowa mieszanka otrzymuje kształt płyt lub wstęg, które posiadają wymiary pozwalające na wykorzystanie w dalszych etapach produkcji. Następnie powierzchnię mieszanek pokrywa się środkiem antyadhezyjnym.
Środek antyadhezyjny - ułatwia oddzielenie warstw gumy podczas dalszych etapów korzystania z mieszanki. Zjawisko adhezji polega na łączeniu się ze sobą różnych powierzchni. Wynika ono z oddziaływań międzycząsteczkowych stykających się substancji. Takie zjawisko powstaje na przykład w wyniku klejenia. Środek antyadhezyjny zapobiega sklejaniu się warstw gumy przygotowanych do produkcji opon.
Mieszanki gumowe są cały czas badane pod kątem spełniania założeń przyjętych podczas ich produkcji. Jeśli wszystko jest w porządku są przekazywane do dalszych etapów produkcji. Po trafienia na kolejne stanowiska produkcyjne guma jest wykorzystywana do tworzenia elementów gumowych płaskich i profilowanych lub na przykład do kalandrowania kordów tekstylnych lub stalowych.
Wytłaczarki potrafią wytwarzać gumowe elementy profilowane z dokładnością rzędu 0,1 mm. Kiedy mieszanka trafia do takiej maszyny jest uplastyczniana prze ślimak lub walce i przeciskana przez szablon. W ten sposób otrzymuje się odpowiedni kształt, który jest wykorzystywany do produkcji opony surowej. Otrzymane elementy są nawijane na duże szpule lub specjalne kasety. Często są też cięte na określoną długość. W taki sposób produkuje się:
-
bieżniki,
-
paski stopowe,
-
wypełniacze,
-
inne profilowane elementy opony.
Jeśli produkt jest płaski (nie musi posiadać określonego kształtu, a tylko określoną grubość) przechodzi proces kalandrowania. Otrzymane elementy nawijane są w szpule. W taki sposób powstaje kapa butylowe i inne dodatkowe elementy opony.
Kalandrowanie - jest to proces wytłaczania wyrobów z tworzyw sztucznych. Tworzywo jest uplastyczniane, a następnie kształtowane pod wpływem nacisków wywieranych przez zespoły walców kształtujących zwanych kalandrami.
Funkcją kapy wykonanej z mieszanki butylowej jest zapewnienie szczelności opony.
Produkcja opon – kordy tekstylne
Przeczytaj więcej o cechach opon
Opona nie składa się wyłącznie z gumowych elementów. Zbudowana jest także z kordów tekstylnych i stalowych. Elementy te stanowią szkielet opony, który gwarantuje jej kształt i sztywność, a co za tym idzie odpowiedni poziom osiągów podczas jazdy. Nitka kordu tekstylnego składa się ze skręconych splotów wielu cienkich włókien:
-
poliestrowych,
-
wiskozowych,
-
nylonowych,
-
aramidowych.
Aby wyprodukować oponę w rozmiarze 195/65 R15 potrzeba 1500-1800 takich nitek. Są one ułożone równolegle obok siebie i odpowiednio zaimpregnowane. Ułatwia to łączenie z gumą. Następnie są wprasowywane pomiędzy warstwy gumy podczas procesu kalandrowania. W taki sposób powstaje pogumowana tkanina tekstylna, która następnie jest przycinana w odpowiedni sposób w zależności od roli jaką ma pełnić w oponie (może spełniać funkcję warstwy tekstylnej lub różnego rodzaju wzmocnień). Po odpowiednim przycięciu tkanina jest nawijana w kasety lub szpule i trafia do opon.
Opona radialna z zasady posiada warstwę opasania tekstylnego i dwie warstwy opasań stalowych.
Produkcja opon – kordy stalowe
Produkcja kordu stalowego jest bardziej skomplikowana. Na początku druty stalowe o średnicy kilku mm są wyciągane na specjalnych maszynach do osiągnięcia pożądanej średnicy ok. 0,2-0,5 mm. Takie druty są następnie splatane. Otrzymuje się w ten sposób elastyczny, ale bardzo wytrzymały kord o średnicy nieprzekraczającej 1 mm. W kolejnym etapie kord pokrywany jest warstwą mosiądzu – takie rozwiązanie zapewni dobre połączenie z gumą podczas procesu wulkanizacji. Po tym zabiegu nitki kordu stalowego trafiają na kalander pomiędzy dwie warstwy mieszanki gumowej i są cięte zgodnie z przeznaczeniem.
Produkcja opon – drutówki
Drutówki to elementy, które umożliwiają osadzenie opony na feldze. Każdy producent ma inną metodę tworzenia drutówek. Mogą to być pierścienie powstałe przez zaplatanie kilku drutów (mające okrągły przekrój) lub tworzone przez nawinięcie kilku warstw taśmy składającej się z pojedynczych drutów pokrytych mieszanką gumową (mające przekrój prostokąta lub wielokąta).
Gdy ma się do dyspozycji wszystkie wymienione w powyższym artykule elementy można przystąpić do składania opony w całość.