Jak powstają opony? Od mieszanki do wulkanizacji

Produkcja opony nie polega na wlaniu gumy do jednej formy. Najpierw powstają różne mieszanki i półprodukty, później osobno przygotowuje się kordy, stopki, boki i bieżnik, następnie składa się je w „zieloną oponę”, a dopiero później całość trafia do prasy wulkanizacyjnej.

1. Surowce i mieszanki gumowe

Michelin podaje, że współczesna opona może wykorzystywać ponad 200 składników i materiałów. Najważniejsze grupy to:

• kauczuk naturalny,
• kauczuki syntetyczne,
• sadza i krzemionka,
• stalowe druty i kordy,
• włókna tekstylne, np. poliester, nylon lub rayon,
• siarka oraz inne dodatki chemiczne odpowiedzialne za właściwości mieszanek.

Nie istnieje jedna „mieszanka opony”. Continental podaje, że nowoczesna opona samochodowa może zawierać nawet około 12 różnych mieszanek gumowych, ponieważ bieżnik, bok, warstwa wewnętrzna i pozostałe elementy mają inne zadania.

2. Z mieszanek powstają osobne elementy

Po przygotowaniu gumy zakład produkuje półprodukty. Continental opisuje między innymi:

• bieżnik formowany w ekstruderze jako ciągły pas,
• boki opony również wytłaczane w odpowiednim profilu,
• inner liner, czyli szczelną warstwę wewnętrzną opony bezdętkowej,
• stalowe opasania, w których kord jest zatapiany w gumie,
• kord tekstylny tworzący część karkasu,
• stopkę z rdzeniem ze stalowego drutu.

Każdy z tych elementów jest kontrolowany pod względem wymiarów i masy przed przejściem do dalszej produkcji.

3. Bieżnik jest wytłaczany jako długi pas

Wymieszana guma trafia do ekstrudera, który nadaje jej profil bieżnika. Na tym etapie nie ma jeszcze właściwego wzoru rowków i lameli znanego z gotowej opony.

Continental opisuje bieżnik jako ciągły pas gumy, który po wytłoczeniu jest kontrolowany, chłodzony i cięty do długości odpowiadającej konkretnemu rozmiarowi opony.

4. Budowa „zielonej opony”

Gotowe półprodukty trafiają na maszynę budującą oponę. Najpierw powstaje karkas z warstwą wewnętrzną, stopkami i bokami, a następnie dodawany jest zespół opasań oraz bieżnik.

Efektem jest tzw. green tire, czyli „zielona opona”. Ma już większość warstw w odpowiednim miejscu, ale guma nie została jeszcze ostatecznie zwulkanizowana, a bieżnik nie ma końcowego wzoru.

5. Wulkanizacja nadaje oponie końcowy kształt

Zielona opona trafia do prasy wulkanizacyjnej. Pod wpływem temperatury i ciśnienia guma uzyskuje końcowe właściwości mechaniczne, a forma nadaje bieżnikowi wzór oraz odciska oznaczenia na bokach.

Nie ma jednej uniwersalnej temperatury i czasu procesu dla wszystkich opon. Parametry zależą od konstrukcji, rozmiaru, receptury mieszanki i technologii danego zakładu, dlatego lepiej nie powielać internetowych reguł typu „każda opona 150-180°C przez 10-30 minut”.

6. Kontrola jakości trwa przez cały proces

Michelin zaznacza, że kontrola jakości nie jest wyłącznie ostatnim etapem. Materiały i półprodukty są sprawdzane już podczas produkcji.

Continental wymienia dla gotowych opon m.in.:

• kontrolę wizualną,
• badanie rentgenowskie,
• kontrolę jednorodności opony.

Dopiero po przejściu wymaganych kontroli opona trafia do magazynu i dalszej dystrybucji.

7. Skąd biorą się oznaczenia na boku?

Rozmiar, marka, model, indeksy i inne napisy są formowane na boku podczas wulkanizacji. Nie są później drukowane na gotowej oponie jak etykieta.

Osobnym elementem mogą być dodatkowe kody produkcyjne, kolorowe oznaczenia logistyczne czy etykieta UE. Nie wszystkie pełnią funkcję użytkową dla kierowcy.

Dlaczego jedna opona może mieć tak wiele mieszanek?

Bieżnik musi zapewniać przyczepność i odporność na zużycie. Bok powinien odpowiednio się uginać. Inner liner ma ograniczać ucieczkę powietrza, a mieszanki wokół stopki muszą stabilnie współpracować z felgą.

Próba wykonania całej opony z jednego rodzaju gumy oznaczałaby bardzo słaby kompromis. To właśnie wielowarstwowość sprawia, że współczesna opona jest bardziej zbliżona do kompozytu niż do prostego kawałka gumy.

Źródła

• Michelin: How Are Tires Made? – materiały, konstrukcja, produkcja i kontrola jakości.
• Continental: Tire Production – pięć etapów produkcji, półprodukty, green tire, wulkanizacja i inspekcja.
• Continental: Tire Manufacturing – liczba komponentów i mieszanek w nowoczesnej oponie.