Come viene prodotto uno pneumatico

Il processo di produzione di uno pneumatico è abbastanza complicato. Cercheremo di spiegarlo in maniera semplice.

Cosa è uno pneumatico? Di fatto, si tratta di una ciambella nera in gomma, che viene montata su un veicolo in modo che il conducente possa condurre se stesso e il suo carico, dal punto A al punto B. Lo pneumatico deve consentire, con facilità, di sterzare, frenare e curvare: la guida deve essere comoda e sicura. Se poi, dura a lungo, ecco che il gioco è fatto!

In realtà, uno pneumatico è figlio di una tecnologia avanzata…ed è costituito non di sola gomma, ma anche di fibra tessile e parti metalliche. Queste sono solo alcune delle componenti che costituiscono l’anima dello pneumatico, dal tallone alle cinture, dai fianchi al battistrada. La produzione delle gomme richiede macchinari ed attrezzature all’avanguardia, strumenti di precisione e addetti ai lavori specializzati.

Lo pneumatico e la mescola

I due ingredienti principali nella mescola di uno pneumatico sono:

• la gomma
• il riempitivo (filler)

Questi due elementi sono combinati in modo tale da conseguire obiettivi diversi, a seconda della destinazione d’uso dello pneumatico.

In generale, vengono impiegati quattro principali tipi di gomma: naturale, stirene-butadiene (SBR), polibutadiene (BR) e butilica (e butilica alogenata). I primi tre tipi sono utilizzati principalmente per la mescola e i laterali, mentre la gomma butile e butile alogenata sono utilizzati principalmente all’interno. I riempitivi (filler) più popolari sono il nero di carbonio e la silice. Anche questi ingredienti vengono scelti in base alle prestazioni che si vogliono ottenere. Per finire, vengono utilizzati anche degli agenti anti-ossidanti ed anti-invecchiamento per prevenire i danni causati dal tempo.

Definito il composto, si passa alla miscelazione, operazione che viene fatta con appositi macchinari e prende dai 3 a 5 minuti per ogni lotto da 200 kg circa. In questa fase, grande importanza hanno:

• la sequenza in cui vengono aggiunti gli ingredienti
• la temperatura di miscelazione, che può arrivare anche 160-170°C.

Infatti, se la temperatura è troppo alta, il composto può essere danneggiato, ragion per cui l’operazione di miscelazione viene eseguita in due fasi, di cui la seconda vede l’aggiunta degli agenti anti-aging che non sopportano temperature superiori ai 100-110°C.

Completata la miscelazione, il lotto lavorato, viene pressato in un foglio continuo chiamato slap. Una volta pronto, lo slap giunge alla fase dell’assemblaggio con le altre parti che costituiscono lo pneumatico.

Lo Pneumatico, il tessuto e l’acciaio

Dato che gli pneumatici devono trasportare carichi pesanti, la loro struttura viene rinforzata con funi d’acciaio e tessuto. I materiali impiegati possono essere: cotone, rayon, poliestere, acciaio, fibra di vetro, e aramide.

• Il tessuto è scelto in base alla sua capacità di stiramento, accorciamento ed elasticità. Il filato utilizzato per produrre il cavo di tessuto viene prima contorto e poi intrecciato con più fili della stessa natura. Il cavo viene poi trattato per favorire una buona adesione alla gomma.
• Il cavo in acciaio viene scelto in base alla resistenza alla trazione, all’allungamento, e ad una certa rigidità. Viene realizzato con un tondino di acciaio ad alto tenore di carbonio; i fili di acciaio utilizzati sono in ottone rivestito ed intrecciati insieme in corde. La scelta del filo dipende dalle prestazioni che si vogliono ottenere. Per es. negli pneumatici cinturati, la rigidità è di primaria importanza.

Per assemblare la gomma con i cavi di tessuto ed acciaio, si passa alla calandratura che preme il composto di gomma e cavi. Importante, in questa fase, è la temperatura dei rulli. La qualità della foglia compressa di gomma e cavi si misura secondo indicatori quali: lo spessore della lastra, la spaziatura tra le corde, il numero di cavi e la penetrazione della gomma nel foglio composito. Terminata la calandratura, il foglio composito viene tagliato in dimensioni appropriate al profilo desiderato dello pneumatico.

La calandra è anche il macchinario che serve per produrre lo strato più interno dello pneumatico – la sottile foglietta – la cui funzione principale è di mantenere l’aria compressa all’interno rendendo stabile la pressione degli pneumatici. La foglietta viene pretagliata nella misura desiderata, pronta per  il processo di costruzione dello pneumatico.

Il tallone dello pneumatico, il battistrada, i fianchi

Il tallone è ciò che blocca lo pneumatico sul gruppo ruota in modo che non scivoli o oscilli. Molto importante è la precisione della circonferenza del tallone. Se troppo piccolo, il montaggio degli pneumatici può essere un problema; se troppo largo, lo pneumatico può “sganciarsi” in condizioni di carico e in curva.

Il battistrada ed alcuni altri componenti, quali i fianchi, sono prodotti forzando la mescola di gomma non vulcanizzata attraverso un estrusore. L’estrusione è una delle operazioni più importanti del processo di fabbricazione dello pneumatico perché sagoma con precisione le parti della gomma, per es. il battistrada, composto normalmente da tre mescole di gomma estruse e poi fuse. Il battistrada, a questo punto, passa su una linea di raffreddamento, viene ulteriormente controllato e tagliato secondo il modello di pneumatico in costruzione.

L’assemblaggio dello pneumatico

Tutti i pezzi sono pronti per essere assemblati da una macchina altamente tecnologica ed efficiente: tallone, cinture e foglietta, battistrada e fianchi.

Ma non è tutto, manca ancora la fase finale di polimerizzazione che avviene attraverso una serie di reazioni chimiche. La vulcanizzazione della gomma viene effettuata ad alta temperatura e ad alta pressione: lo pneumatico non vulcanizzato viene inserito in uno stampo ad una temperatura specifica. Lo stampo viene chiuso per procedere a definire la forma ed i dettagli del battistrada e dei fianchi. Lo stampo non può essere aperto se non a polimerizzazione completata.

Il controllo dello pneumatico

Ultimissima fase del processo consiste nel controllo del prodotto finito. Punto molto importante per garantire la qualità, in termini di prestazioni e sicurezza, che corrisponde ad un processo così complesso. Altro che ciambella di gomma!