Condividi su

Articoli - Archivio

03/07/2014
DALLA PIANTA ALLA STRADA

Come nasce un pneumatico

 

Il percorso che porta dalla gomma grezza, dai materiali tessili e dalle cariche sciolte al pneumatico finito è lungo e complesso e prevede processi particolarmente avanzati

Massimo Clarke

Come per tutti i prodotti di elevato contenuto tecnologico, anche per i pneumatici vengono impiegati procedimenti di fabbricazione modernissimi e si fa ricorso a una nutrita serie di sofisticati controlli. Allo stabilimento di produzione arrivano i materiali grezzi, tra i quali le “balle” di gomma naturale, ricavati dalla Hevea brasiliensis, una pianta dalla quale si estrae il lattice di partenza. Poi ci sono gli elastomeri sintetici, tra i quali spicca il copolimero stirene-butadiene, e le cariche di rinforzo, ovvero il nerofumo (del quale esistono numerosi tipi differenti) e, da vari anni a questa parte, la silice amorfa. Il quadro, per quanto riguarda le sostanze con le quali si producono le mescole, è completato dallo zolfo, indispensabile per la vulcanizzazione, dagli acceleranti, da una modesta ma importante quantità di ossido di zinco (attivatore) e da una serie di additivi (antiossidanti, oli, resine…). I materiali di partenza delle carcasse sono fibre tessili di vario tipo, come rayon, nylon e kevlar e fili di acciaio.

Linee di produzione diverse provvedono a realizzare rispettivamente la carcassa, i talloni e la parte in “gomma”, ovvero il battistrada e i fianchi. Questi elementi vengono poi uniti a formare il pneumatico “crudo”. La fase finale è costituita dalla vulcanizzazione.

 

La gomma naturale, gli elastomeri sintetici e le cariche, più le sostanze necessarie alla vulcanizzazione e gli additivi, vengono introdotti all’interno di appositi miscelatori detti banbury. Questa fase viene effettuata a caldo e viene ripetuta più volte, onde ottenere una miscelazione completa e uniforme. Poiché nella maggior parte dei pneumatici moderni si impiegano diversi tipi di mescola, ognuno di essi viene prodotto separatamente.

All’uscita dal banbury viene effettuata una pressatura che consente di ottenere dei veri e propri fogli del materiale, i quali vengono quindi introdotti nell’estrusore, che lavora a caldo; da qui escono nastri di “gomma” (ovvero delle varie mescole) di spessore minore, pronti per essere tagliati con precisione in modo da formare i vari pezzi che andranno a costituire i fianchi e il battistrada.

 

Lungo un’altra linea si lavora sul materiale tessile che verrà poi impiegato per realizzare la carcassa. Qui ha luogo la filatura che porta alla realizzazione dei cords, destinati a essere uniti per formare le tele (costituite da cords paralleli, la cui spaziatura è critica). Si procede quindi alla gommatura delle tele, che vengono poi fatte passare tra due rulli di acciaio in una apposita calandra; questa pressatura consente alla gomma di penetrare a fondo e impartisce alle tele il corretto spessore. Le autentiche strisce di tessuto gommato con cords paralleli così prodotte devono poi essere tagliate in modo da ottenere pezzi aventi la prevista geometria. Si tratta di un’operazione delicata, che richiede una grande accuratezza: è fondamentale infatti che i pezzi abbiano anche la giusta larghezza e che l’angolo di taglio sia quello corretto. I pezzi ottenuti in questo modo vengono poi uniti a formare una striscia continua avente la giusta lunghezza, pronta per l’assemblaggio.

Per realizzare i talloni del pneumatico si utilizza una linea produttiva a parte, nella quale i fili di acciaio vengono gommati, tagliati a misura e avvolti ad anello.

Le varie parti provenienti dalle diverse linee vengono disposte come opportuno su di un tamburo rotante. Qui si procede all’avvolgimento delle tele, le cui estremità vengono unite, e si procede al posizionamento dei talloni e al loro saldo collegamento alla struttura della carcassa. I margini di quest’ultima vengono ripiegati attorno ai talloni in modo da ottenere un vincolo stabile e robusto: nella zona in questione devono infatti passare le varie forze che interessano il pneumatico durante il funzionamento del veicolo. A questo punto si passa all’applicazione delle parti in “gomma”, ovvero del battistrada e dei fianchi, unendo quindi accuratamente i loro margini in modo da formare un’unica struttura. Al termine di queste operazioni viene ottenuto il pneumatico “crudo”, cioè quello che in inglese viene chiamato “green tyre”, pronto per essere vulcanizzato. Dopo questa fase vengono effettuati controlli dimensionali e geometrici particolarmente accurati.

La vulcanizzazione è il processo che consente di trasformare la gomma da una sostanza tenera, appiccicosa e soggetta a deformarsi plasticamente in una più consistente, più rigida, dotata di una resistenza ben superiore e molto elastica. Gli elastomeri, tanto naturali quanto sintetici, sono costituiti da lunghe catene molecolari. La vulcanizzazione consiste nella formazione di legami trasversali tra tali catene e tra di esse e le cariche di rinforzo; il processo ha luogo a caldo, grazie alla presenza dello zolfo. La struttura reticolata che si ottiene, pur consentendo la mobilità delle catene polimeriche, la “frena”, impedendo che abbiano luogo scorrimenti irreversibili (che causerebbero deformazioni plastiche, cioè permanenti). La densità dei legami trasversali è fondamentale per quanto riguarda l’elasticità del materiale ed è direttamente legata alla percentuale di zolfo impiegata.

Il pneumatico crudo viene piazzato all’interno di uno stampo metallico in due parti ed è quindi “gonfiato” mediante impiego di una vescica in gomma nella quale viene introdotto vapore. In questo modo la parte esterna del pneumatico viene fatta aderire perfettamente alla superficie interna dello stampo. Dopo la chiusura di quest’ultimo si passa alla vulcanizzazione, che si effettua a una temperatura che, a seconda dei casi, può andare da 130 a circa 200 °C; per quanto riguarda la durata, si va da 10 minuti a più di mezz’ora.

 

Una volta estratto dallo stampo di vulcanizzazione il pneumatico viene raffreddato ed è quindi sottoposto a una serie di controlli, tanto statici quanto dinamici (per alcuni di questi ultimi si ricorre al montaggio su di uno speciale cerchio). A campione vengono effettuati anche degli esami della struttura impiegando i raggi X.

torna all'archivio