Tout le monde sait ce qu’est un pneu et à quoi il sert, n’est-ce pas? C’est un beignet noir en caoutchouc, placé sur un véhicule pour que le conducteur puisse transporter lui-même et sa cargaison du point A au point B. Le pneu doit permettre une direction, un freinage et une prise de virage faciles. Il doit assurer une conduite confortable et sûre. Il doit être durable. Et c’est à peu près tout ce que la plupart d’entre nous savent.
Utilisez les onglets ci-dessus pour examiner les différentes étapes du processus de fabrication.

VOUS MONTRER DE QUOI NOUS SOMMES FAITS

FORMULATION DE COMPOSÉS DE CAOUTCHOUC

Les deux ingrédients principaux d’un mélange de caoutchouc sont le caoutchouc lui-même et la charge, combinés de manière à atteindre des objectifs différents. Selon l’utilisation prévue du pneu, l’objectif peut être d’optimiser les performances, de maximiser la traction dans des conditions humides et sèches, ou d’obtenir une résistance au roulement supérieure. L’objectif souhaité peut être atteint grâce à la sélection minutieuse d’un ou plusieurs types de caoutchouc, ainsi que du type et de la quantité de charge à mélanger avec le caoutchouc.

MATIÈRES PREMIÈRES

En général, quatre principaux caoutchoucs sont utilisés: le caoutchouc naturel, le caoutchouc styrène-butadiène (SBR), le caoutchouc polybutadiène (BR) et le caoutchouc butyle (avec le caoutchouc butyle halogéné). Les trois premiers sont principalement utilisés comme composés de bande de roulement et de flanc, tandis que le caoutchouc butyle et le caoutchouc butyle halogéné sont principalement utilisés pour la doublure intérieure ou la partie intérieure qui retient l’air comprimé à l’intérieur du pneu.

Les charges les plus populaires sont le noir de carbone et la silice, et il en existe plusieurs types. La sélection dépend des exigences de performance, car elles sont différentes pour la bande de roulement, le flanc et l’apex. D’autres ingrédients entrent également en jeu pour aider au traitement du pneu ou pour fonctionner comme antioxydants, antiozonants et agents anti-âge. De plus, le «pack cure» – une combinaison de curatifs et d’accélérateurs – est utilisé pour former le pneumatique et lui donner son élasticité.

MÉLANGE DE COMPOSÉS DE CAOUTCHOUC

Une fois que le composé est déterminé, le prochain défi est de savoir comment le mélanger. L’opération de mélange est généralement une opération par lots, chaque lot produisant plus de 200 kilogrammes de composé de caoutchouc en moins de trois à cinq minutes. Le mélangeur est un équipement lourd sophistiqué avec une chambre de mélange qui a des rotors à l’intérieur. Sa fonction principale est de décomposer la balle de caoutchouc, les charges et les produits chimiques et de les mélanger avec d’autres ingrédients.

L’ordre dans lequel les ingrédients sont ajoutés est critique, tout comme la température de mélange, qui peut s’élever jusqu’à 160-170 degrés Celsius. Si la température est trop élevée, le composé peut être endommagé, de sorte que l’opération de mélange est généralement réalisée en deux étapes. L’emballage curatif est normalement ajouté à l’étape finale du mélange, et la température de mélange finale ne peut pas dépasser 100-110 degrés Celsius ou une brûlure peut se produire.

Une fois le mélange terminé, le lot est vidé du mélangeur et envoyé à travers une série de machines pour le former en une feuille continue appelée «slap». La gifle est ensuite transférée vers d’autres zones pour la préparation de l’assemblage de tringle, le calandrage de la doublure intérieure, le calandrage de la courroie / nappe d’acier et / ou de tissu, l’extrusion de flanc de pneu et l’extrusion de bande de roulement de pneu.

TISSU ET ACIER

Parce que les pneus doivent supporter de lourdes charges, des cordons en acier et en tissu sont utilisés dans la construction pour renforcer le composé de caoutchouc et fournir de la résistance. Parmi les matériaux adaptés à l’application des pneus: le coton, la rayonne, le polyester, l’acier, la fibre de verre et l’aramide.

CORDON EN TISSU

La qualité du cordon en tissu est basée sur sa résistance, son élasticité, son rétrécissement et son élasticité. Le fil utilisé est d’abord torsadé, puis deux ou plusieurs bobines de fil sont torsadées en un cordon. Avant d’expédier le cordon à l’usine de pneus, le fabricant pré-traite le cordon et applique un adhésif pour favoriser une bonne adhérence avec le caoutchouc. Le contrôle de la température, de l’humidité et de la tension est critique avant que les cordons de tissu ne soient calandrés avec le composé de caoutchouc. Pour cette raison, le cordon en tissu est conservé dans une pièce à température et humidité contrôlées une fois arrivé à l’usine.

CORDON EN ACIER

La qualité des câbles en acier est basée sur la résistance à la traction, l’allongement et la rigidité. Il est fabriqué à partir d’une tige d’acier à haute teneur en carbone; et tandis que les fils d’acier utilisés ont des configurations différentes, tous sont des brins revêtus de laiton torsadés ensemble en cordons. Si le fil est utilisé dans un pneu multicouche plutôt que dans un pneu ceinturé, les performances de fatigue seront importantes. S’il est utilisé dans des pneus à ceinture, la rigidité est la principale préoccupation. Le fil d’acier étant revêtu de laiton, les conditions de stockage sont importantes pour maintenir les propriétés de liaison du fil d’acier au caoutchouc. Par conséquent, les fils d’acier sont également conservés dans une pièce à température et humidité contrôlées une fois arrivés à l’usine.

Pour produire le tissu ou les courroies en acier, le tissu ou le câble d’acier doivent passer par un processus de calandrage – une opération dans laquelle le composé de caoutchouc est pressé sur et dans les cordons. Étant donné que la liaison du tissu au caoutchouc ou de l’acier au caoutchouc est essentielle à la performance, le processus de calandrage est une étape importante.

Un calendrier est une machine robuste équipée de trois rouleaux ou plus en acier chromé qui tournent dans des directions opposées. La température du rouleau est contrôlée par la vapeur et l’eau. Dans ce processus, le composé de caoutchouc est appliqué sur les cordons.

Tout d’abord, un nombre prédéfini de câbles en tissu ou en acier sous une tension appropriée est pressé en continu à travers deux rouleaux en acier, et un composé de caoutchouc est ajouté à la zone d’ouverture entre les rouleaux. Ensuite, le composé de caoutchouc est pressé dans, sur et sur le dessous du tissu ou des cordons en acier. Une feuille continue de composite cordon-caoutchouc passe à travers plusieurs autres rouleaux pour assurer une bonne pénétration et une bonne adhérence entre le caoutchouc et les cordons. La qualité est mesurée par l’épaisseur de la feuille, l’espacement entre les cordons, le nombre de cordons et la pénétration du caoutchouc dans la feuille composite. La feuille composite est ensuite découpée en tailles, formes et angles appropriés en fonction du contour souhaité du pneu.

Le composant de talon du pneu est une boucle composite non extensible qui ancre les plis de carrosserie et verrouille le pneu sur l’ensemble de roue de sorte qu’il ne glisse pas ou ne secoue pas la jante. Le composant de talon de pneu comprend la boucle de fil d’acier, l’apex ou le remplissage de talon; le hanneton, qui protège les composants de la tringle métallique; la déchiqueteuse, qui protège la paroi latérale inférieure; et le flipper, qui aide à maintenir la perle en place. La boucle de fil de perle est constituée d’un fil d’acier continu recouvert de caoutchouc et enroulé autour de plusieurs boucles continues. Le bourrelet de remplissage est constitué d’un composé de caoutchouc très dur, qui est extrudé de manière à former un coin. La boucle de fil de perle et le remplisseur de perle sont assemblés sur une machine sophistiquée.

La précision de la circonférence du cordon est essentielle. S’il est trop petit, le montage des pneus peut être un problème; mais s’il est trop lâche, le pneu peut se détacher trop facilement de la jante dans des conditions de chargement et de virage. Une fois la circonférence vérifiée, le composant de talon est prêt pour l’opération de construction du pneu.

BANDE DE ROULEMENT, PAROI LATÉRAL ET DOUBLURE INTÉRIEURE

La bande de roulement du pneu, ou la partie du pneu qui entre en contact avec la route, se compose de la bande de roulement elle-même, de l’épaulement de la bande de roulement et de la base de la bande de roulement. Trois composés de caoutchouc sont extrudés simultanément à partir de différentes extrudeuses et sont ensuite fusionnés dans une tête d’extrudeuse partagée. La prochaine étape est une plaque de matrice où la forme et les dimensions sont formées, puis à travers une longue ligne de refroidissement – de 100 à 200 pieds de long – pour contrôler et stabiliser davantage les dimensions. En fin de ligne, la bande de roulement est découpée en fonction d’une longueur et d’un poids spécifiques pour le pneu en construction.

LA BANDE DE ROUTE ET LE LATÉRAL

Les composants du pneu tels que la bande de roulement, le flanc et le sommet sont préparés en forçant un composé de caoutchouc non durci à travers une extrudeuse pour façonner la bande de roulement du pneu ou les profils de flanc. L’extrusion est l’une des opérations les plus importantes du processus de fabrication des pneumatiques car elle traite la plupart des composés de caoutchouc produits à partir de l’opération de mélange et prépare ensuite divers composants pour l’opération finale de fabrication des pneumatiques.

L’extrudeuse dans un processus de fabrication de pneu est un système de type à vis, constitué principalement d’un cylindre d’extrudeuse et d’une tête d’extrudeuse. Tout d’abord, le composé de caoutchouc est introduit dans le cylindre de l’extrudeuse où il passe par un processus de chauffage, de mélange et de pressurisation. Ensuite, le composé de caoutchouc s’écoule vers la tête d’extrudeuse où il est mis en forme sous pression. L’extrudeuse à alimentation froide moderne est contrôlée par ordinateur pour plus de précision.

PAROI LATÉRALE

Le flanc du pneu est extrudé d’une manière similaire au composant de bande de roulement du pneu; cependant, sa structure et le composé utilisé sont assez différents de la bande de roulement. Parfois, le processus d’extrusion de paroi latérale peut être plus compliqué et quatre extrudeuses peuvent être nécessaires; par exemple, lors de la construction d’un pneu avec des flancs blancs ou avec des lettres blanches sur les flancs.

DOUBLURE INTÉRIEURE

La doublure intérieure est exactement ce à quoi elle ressemble – la couche la plus intérieure du pneu. Ses principales fonctions sont de retenir l’air comprimé à l’intérieur du pneu et de maintenir la pression des pneus. En raison de sa faible perméabilité à l’air, le caoutchouc butyle – ou composé de caoutchouc butyle halogéné – est le principal composé de caoutchouc utilisé. Comme il s’agit d’une couche mince, elle est également produite à l’aide du calendrier. Le contrôle de la jauge et la finition de surface sans défaut sont essentiels pour maintenir la pression d’air. Le calandrage de l’Innerliner est également une opération continue. La longueur appropriée de la feuille de doublure intérieure est prédécoupée pour être prête pour le processus de construction du pneu.

Enfin, le pneu est prêt à être construit par une machine hautement robotisée qui garantit qualité et efficacité. Tous les composants – assemblages de talons, plis calandrés, courroies et doublure intérieure, sections de bande de roulement et de flanc – sont assemblés et le processus de construction commence.

Un pneu radial typique est construit sur un tambour plat dans un processus en deux étapes. Dans la première étape, la doublure intérieure est enroulée autour d’un tambour et la première couche de corps est enroulée sur le dessus, suivie par la seconde couche de corps. Les ensembles de talon sont ensuite positionnés, et une vessie sur le tambour est gonflée et poussée à l’intérieur des deux extrémités du tambour, forçant les plis de corps à se retourner pour couvrir les ensembles de talon. Les sections de paroi latérale sont ensuite pressées sur les deux côtés.

Dans la deuxième étape du processus de construction du pneu, une autre machine est utilisée pour appliquer les ceintures, le capuchon en nylon et la bande de roulement au-dessus de la première étape. À ce stade, le pneu a encore besoin de durcir car il n’y a pas de motif de bande de roulement dessus.

Dans cette dernière étape, le durcissement se produit par une série de réactions chimiques. De plus, les flancs et la bande de roulement sont moulés. Le durcissement du pneu est une opération par lots à haute température et haute pression dans laquelle le pneu non durci est placé dans un moule à une température spécifiée. Une fois le moule fermé, le composé de caoutchouc s’écoule dans le moule qui forme les détails de la bande de roulement et la paroi latérale. Le moule ne peut pas être ouvert tant que la réaction de durcissement n’est pas terminée.

L’inspection des pneus est la dernière étape du processus de fabrication des pneus, une étape importante pour garantir la qualité des performances et de la sécurité. L’inspection des pneus comprend:

Découpe du flash de moule et des micro-aérations
Inspection visuelle de l’apparence et pour repérer les défauts évidents
Examen aux rayons X pour vérifier la structure interne et repérer les défauts
Contrôle de la durabilité, de l’uniformité et de l’équilibre du poids des pneus

Une fois qu’un pneu a passé ces contrôles rigoureux, il est temps que le caoutchouc rencontre la route! Notre pneu est prêt à être mis en service.

Organigramme de fabrication d’un pneu