Produzione degli pneumatici

  • Autore: OPONEO.IT

Utilizzando pneumatici invernali o estivi, raramente ci poniamo domande su come sono costruiti, o su come si progetta e si realizza il battistrada. Al risultato finale di una buona "gomma", contribuiscono decine di ore di lavoro per la progettazione e la realizzazione di un dato modello. Leggendo l’articolo potrà conoscere i metodi della produzione dei pneumatici ( che  ovviamente  hanno evolto durante gli anni) e avrà  anche la possibilità di sapere di che è esattamente composto il pneumatico che Lei utilizza.

La storia della ruota pneumatica conta già più di 150 anni. Il primo che brevettò l'idea per una ruota pneumatica con camera d'aria, fu R.W. Thomson da Aberdeen, nel 1845. La sua invenzione, tuttavia, non ottenne un grande appoggio. Nel 1888, John Boyd Dunlop reinventò, in modo indipendente, la ruota pneumatica con camera d’aria.Ben presto, lo pneumatico divenne parte integrante dei veicoli meccanici. Eccezionali pionieri nel campo della costruzione di pneumatici furono anche André e Édouard Michelin. All'inizio del ventesimo secolo, parallelamente allo sviluppo degli autoveicoli, gli pneumatici erano ampiamente usati per auto e camion.

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Fabbrica Debica, 1939

Gli pneumatici tipici sono costituiti da alcuni elementi di base:

  • Battistrada, che è la parte dello pneumatico che entra in contatto con il fondo e che costituisce un fattore fondamentale per l'adesione alla superficie,
  • Tallone, che è la parte dello pneumatico che si compone di un nucleo rigido denominato "treccia d’acciaio" e dagli strati avvolti intorno ad essa, conformati per adattarsi al contorno del cerchione,
  • Fianco, la parte dello pneumatico tra il battistrada e il tallone,
  • Carcassa, lo strato di materiale sotto il battistrada, con filati disposti lungo la linea mediana del battistrada, che contiene l’intreccio periferico,
  • Tele, costruite insieme al tallone con cavetti gommati, costituiscono lo scheletro strutturale dello pneumatico.

E’ proprio sulle tele che agisce quasi tutto il carico, sia dinamico che statico. Pertanto, la qualità degli pneumatici dipende direttamente dalla struttura delle tele.

Nella produzione di pneumatici, si utilizzano molti materiali, tra i quali:diversi tipi di gomme, tessuti filati, nerofumo, fili d’acciaio e sostanze oleose .Il processo di produzione inizia con la miscelazione della gomma con oli speciali, nerofumo, antiossidanti, acceleratori e altri additivi. La scelta dei componenti determina le proprietà del prodotto finale. Si tratta di un segreto ben custodito da ogni produttore. Il risultato finale di questa fase è l’ottenimento di una mescola di gomma.

Il caucciù influisce sull’elasticità dello pneumatico e, di conseguenza, sulla sua aderenza.Tuttavia, si consuma molto rapidamente ed inoltre sopporta male le basse temperature (al di sotto di 5-7 gradi sopra lo zero indurisce eccessivamente). Fino agli anni 20, nella produzione degli pneumatici si utilizzava quasi esclusivamente il caucciù, per cui, questi pneumatici si consumavano già dopo 3-4 mila chilometri. Si cercava quindi un modo per aumentare la vita dello pneumatico. Si cominciò ad utilizzare nella mescola il nerofumo, che non solo la induriva, ma dava anche il colore nero.

Negli anni '70 si riuscì ad aumentare l’aderenza e la vita dello pneumatico per merito della scoperta di Metzeler:l’introduzione nella mescola di silice. La silice tollera molto bene le basse temperature, mantenendo l’elasticità ed è per questo motivo che questo elemento viene utilizzato nella produzione di pneumatici invernali.

Il progetto di uno pneumatico è un compromesso tra la durata e l’aderenza. Fino a questo momento, non è stata ancora prodotta una miscela che abbia un comportamento ottimale a temperature alte e basse, o con un battistrada adatto a drenare acqua, fango e neve, e che contemporaneamente abbia un’ottima presa su asfalto e ghiaccio.

Per esempio:con pneumatici estivi, viaggiamo su superfici asciutte e bagnate. Per il primo caso, per mantenere una buona aderenza, il fattore più importante è quello di usare la mescola di gomma appropriata, mentre il disegno del battistrada è di secondaria importanza. Per il secondo caso, ossia quando si guida su strade bagnate, la situazione si ribalta:il fattore più importante è un battistrada ben profilato. Nel caso degli pneumatici invernali:quando si guida sulla neve, la cosa più importante è il disegno del battistrada, mentre sul ghiaccio, è più importante la composizione della mescola.

Un discorso simile vale per il comfort di marcia (silenziosità), e l'aderenza. Qui è il fattore critico è l'uso di mescole bicomponenti. Quando gli elementi a contatto con la superficie (CAPE) sono morbidi, e la base del battistrada (BASE), non in diretto contatto con la superficie, è rigida - avremo una buona aderenza, ma basso comfort. Maggior comfort (silenziosità), ma peggiore aderenza, la otterremo nella situazione inversa. E’ chiaramente intuibile che il progetto di un modello specifico è realizzato sempre privilegiando un parametro di funzionamento, a scapito di altri.

Il secondo passo nella produzione è quello di preparare i componenti dello pneumatico grezzo, come ad esempio:carcassa, tele, fascia del battistrada, fianchi, rivestimento interno, schermatura, riempitivi. Il battistrada, i fianchi e i riempitivi sono ottenuti dall’appropriato tipo di mescola di gomma col processo di estrusione. L’idoneo profilo dello stampo, mediante un'adeguata pressione e temperatura, conferisce la forma all’elemento grezzo.

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Moderno impianto Continental

La preparazione degli elementi di tessuto/gomma e acciaio/gomma avviene mediante il processo di calandratura. I filati, ossia i tessuti tecnici, vengono rivestiti su entrambi i lati con sottili film dell’appropriata mescola di gomma. La superficie dei tessuti è rivestita con appropriate sostanze che assicurano l’aderenza alla gomma .I filati tessuti sono impregnati con i cosiddetti composti adesivi lattice/resina, mentre le fibre d’acciaio e i fili sono ricoperti con ottone o bronzo.

Poi, dopo la gommatura, i filati sono tagliati alla giusta larghezza e con l'angolo richiesto. Si ottiene così il materiale per costruire la struttura portante dello pneumatico, ossia le tele, o per la carcassa, che garantisce la rigidità della parte frontale degli pneumatici. Il filo di acciaio, dopo la gommatura, è arrotolato ad anelli di diametro appropriato, e dopo l'incorporamento nello pneumatico è utilizzato per fissarlo al cerchione della ruota.

Tutti i semilavorati utilizzati per costruire lo pneumatico grezzo sono conformi con i requisiti previsti nella documentazione costruttiva-tecnologica. Questo processo avviene in una o due fasi (a seconda dei macchinari utilizzati).

Il primo passo è quello di incorporare il tallone, insieme con il riempitivo, nello strato dei filati, con il rivestimento interno che funge da camera d'aria, e sovrapporre i fianchi dello pneumatico. Su questa forma, vengono applicate le tele in acciaio (filati d'acciaio gommato, disposti in due strati di fili incrociati). La posizione reciproca degli strati determina i parametri stradali dello pneumatico.

Il passo successivo è il processo di vulcanizzazione. Lo pneumatico grezzo viene ricoperto con liquidi antiaderenti, per evitare che si attacchi allo stampo o alla membrana. Sotto l'influenza della temperatura, la mescola di gomma, a seguito di reazioni chimiche, si trasforma in un corpo dalle proprietà omogenee - una gomma che mantiene le caratteristiche di elasticità in un ampio intervallo di temperature. La vulcanizzazione si attua in presse con stampi segmentati o divisi in due parti, con una membrana di gomma in cui sono immesse le sostanze vulcanizzanti. Si applica lo pneumatico grezzo sulla membrana e la pressa viene chiusa. Per effetto della pressione all'interno della membrana e della temperatura, lo pneumatico grezzo riempie il profilo dello stampo. Il processo viene eseguito in un determinato periodo di tempo e con temperatura e pressione adeguate.La forma esterna dello pneumatico, insieme al profilo del battistrada, è determinata dallo stampo di vulcanizzazione.

L’ultima fase è un controllo tecnico del prodotto ottenuto. In questo modo si produce l'80% degli pneumatici sul mercato. Le fabbriche di pneumatici si differenziano solo per il grado di automazione delle varie fasi di produzione.

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Commenti
Re: Produzione degli pneumatici
Giovanna 17/10/2012 Rispondi

Interessante questo articolo, ora ne so leggermente di piu'. Anche se questo non aiuterà direttamente sugli acquisti :)

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