Jak powstaje opona samochodowa? Etapy produkcji opon

Opony to jedne z najważniejszych elementów wyposażenia samochodu. Z tego też względu konieczne jest zadbanie o ich właściwą jakość. Możliwe jest to tylko i wyłącznie przy przeprowadzeniu szeregu skomplikowanych operacji. Każdy model składa się z innych komponentów, przy czym każda opona to nawet kilkadziesiąt składników. Odpowiednio dopasowane pozwalają uzyskać odpowiednią miękkość/twardość, właściwości na śliskich czy też mokrych nawierzchniach. Jak przebiega proces projektowania opon? Wyjaśniamy poniżej.

Komputerowy projekt opony

Jednym z ważniejszych etapów produkcji opon jest etap projektowy. Co zaskakujące, dopiero w latach 90. ubiegłego wieku zostało wprowadzone komputerowe projektowanie opon. Dzięki temu wszelkie obliczenia i projekty były wykonywane dokładniej i uzyskują jeszcze lepszą jakość.

Stosowanie komputerów w procesie projektowania pozwala nie tylko właściwie dopasować ich strukturę i rozmiar do wymagań samochodów, lecz przede wszystkim pozwala przeprowadzić symulację jej praktycznego wykorzystania. To natomiast znacznie skraca czas projektowania, ale też ewentualnego zgłaszania uwag. Obecnie można powiedzieć, że komputerowe projektowanie opon nie może się odbyć bez nowoczesnych technologii.

Testy drogowe i laboratoryjne prototypu opon

Produkcja każdego modelu opon samochodowych obejmuje również wykonanie prototypów. Najczęściej wykonuje się kilka sztuk, a na podstawie wyników z przeprowadzonych testów jest wybierany jeden – najlepszy. Jednym z etapów testowania prototypów opon są testy laboratoryjne. Nowoczesne systemy komputerowe pozwalają stwierdzić, czy zostały uzyskane zakładane właściwości. Ten sposób weryfikacji pozwala sprawdzić jakość prototypów, jednak najważniejsze są testy samochodowe, zwane również drogowymi.

Jeśli chodzi o testy drogowe, to obejmują one testowanie opon na torach oraz w ruchu ulicznym. Ich przeprowadzenie jest niezwykle ważne, gdyż pozwala sprawdzić, jak opony zachowają się w rzeczywistych warunkach drogowych. Dodatkowo, są one oceniane przez człowieka, czyli osobę, przez którą będą użytkowane w przyszłości. Sprawdza on, jak ogumienie zachowuje się w różnych sytuacjach. Testy te są wykonywane przy pomocy wykwalifikowanych i doświadczonych kierowców.

Przygotowanie mieszanki do opony

Do produkcji każdego rodzaju opony wykorzystuje się inne komponenty. Mieszanki do opon są dopasowywane do planowanych do osiągnięcia efektów. Są dobierane zarówno pod kątem właściwości chemicznych, fizycznych, ale też wielu innych czynników. Inne składniki stosuje się w przypadku opon zimowych, a jeszcze inne w przypadku modeli letnich.

Najczęstszymi składnikami wykorzystywanymi do produkcji opon są kauczuki syntetyczne, naturalne. W skład wchodzą też napełniacze, siarka, oleje, antyutleniacze, przyspieszacze wulkanizacji i wiele innych. Specjaliści wyjaśniają, że do produkcji 100 kg mieszanki bieżnikowej wykorzystywanej w procesie produkcji opon do samochodów osobowych jest potrzebne: 50 kg kauczuku, 15 kg sadzy, 15 kg krzemionki, 10 kg olejów, 2 kg żywicy, 2 kg siarki i inne dodatkowe składniki.

Powstanie mieszanki gumowej o jednorodnej konsystencji

Rodzaj i ilość składników są indywidualnie dopasowywane do modelu opony. Muszą być też dodawane w odpowiedniej sekwencji, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie odpowiedniej konsystencji. Muszą być one ze sobą mieszane aż do momentu uzyskania jednorodnej konsystencji.

Odpowiednia jakość ma wpływ na ostateczną trwałość opon i ich zachowanie na drodze. Tak przygotowana mieszanka może zostać poddana kształtowaniu. Często na tym etapie są także przeprowadzane badania – jeśli uzyskane wyniki próbek są zgodne z założeniami, surowiec może zostać przekazany do dalszych etapów produkcji.

Kolejnym krokiem jest formowanie mieszanki we wstęgi lub płyty. Ich wymiary są indywidualnie dostosowywane do kolejnych etapów produkcji, dzięki czemu mogą być bez problemu wykorzystywane. Na tak przygotowane powierzchnie nakładany jest środek antyadhezyjny. Odpowiada on za ułatwienie oddzielania się warstw gumy podczas kolejnych etapów wykorzystywania mieszanki. Adhezja to zjawisko umożliwiające łączenie ze sobą elementów o różnych powierzchniach – występuje ono np. w procesie klejenia. Stosowany środek zapobiega sklejaniu się warstw gumy.

Mieszanki gumowe są cały czas badane pod kątem spełniania założeń przyjętych podczas ich produkcji. Jeśli wszystko jest w porządku, są przekazywane do następnych faz produkcji. Po trafieniu na kolejne stanowiska produkcyjne guma jest wykorzystywana do tworzenia elementów gumowych profilowanych i płaskich, bądź też do kalandrowania kordów stalowych lub tekstylnych.

Przygotowanie elementów opony surowej

Bardzo ważnym etapem produkcji opon jest przygotowanie elementów opony surowej.

Obejmują one:

• czoła bieżnika,
• opasania,
• osnowy,
• boków,
• wypełniacza,
• ekranu,
• wykładziny wewnętrznej.

Do produkcji opon wykorzystuje się różnego rodzaju komponenty – odpowiadają one w większości za zapewnienie właściwego wzmocnienia ogumienia.

Proces kalandrowania - powstanie kordu

W ten sposób wytworzone elementy są poddawane procesowi kalandrowania. Jeśli produkt jest płaski, tj. nie ma określonego kształtu, ale jest odpowiednio gruby, może przejść ten etap. Kalandrowanie to proces wytłaczania wyrobów z tworzyw sztucznych. Są one uplastyczniane, a następnie odpowiednio kształtowane pod wpływem nacisków.

Budowa opony surowej

Kolejnym etapem jest budowa opony surowej. Sposób jej przeprowadzenia jest uzależniony od rozwiązań stosowanych przez producentów opon. Istnieje możliwość stosowania jednego lub dwóch etapów. W tym drugim przypadku najpierw powstaje karkas, a następnie jest dodawany bieżnik oraz inne charakterystyczne elementy. Te ostatnie są nakładane najczęściej w tej samej kolejności i obejmują: umieszczenie kapy butylowej, umieszczenie boków i nałożenie kordów tekstylnych, umieszczenie drutówki i ewentualne dodanie innych warstw. Co ważne – wszystkie są nakładane na bębnie, a następnie poddawane procesowi rolowania – pozwala to je skutecznie połączyć i nadać oponie odpowiedni kształt.

Etap wulkanizacji

Kolejnym, przedostatnim już krokiem jest wulkanizacja. Na tym etapie ogumienie przyjmuje finalny kształt, dzięki czemu pod wpływem temperatury wszystkie elementy składowe tworzą jeden element w postaci elastycznej gumy. W procesie wulkanizacji jest wytwarzany bieżnik. Do rozgrzanej formy jest wkładana opona surowa, która pod wpływem temperatury i ciśnienia zyskuje odpowiedni zarys.

Badania i kontrola jakości

Ostatni już etap, dzielący krok od montażu w samochodzie, to badania i kontrola jakości. Ogumienie jest sprawdzane nie tylko przy wykorzystaniu specjalistycznego sprzętu, ale też wykonywana jest ocena wizualna czy sprawdzenie za pomocą promieni Roentgena. Weryfikowana jest trwałość, siła zrzucenia czy odporność na prędkość. Tylko uzyskanie pozytywnych wyników z wszystkich testów pozwala zatwierdzić ją pod względem bezpieczeństwa. Tym etapem kończy się produkcja i jest możliwe bezpieczne użytkowanie opony.