自行车轮胎的生产逻辑 Vittoria轮胎泰国工厂参观记

   2019-03-05 13:44

人与自行车接触的地方无疑就是手、脚与屁股,而自行车与地面的接触完全就依赖于轮胎这两个点,一对好的轮胎绝对能给你带来抓地力、滚阻等方面的均衡。Just believe your tire——相信你的轮胎,这是很多年前一个老编辑跟我说的话,当然也要看是什么轮胎了。

在此次受邀参观Vittoria泰国轮胎工厂前,我就对轮胎是生产过程有一定的了解。不过,此番的参观又让我对轮胎的生产有了更深的认识,这几年轮胎的生产工艺的发展确实带来技术上的提升。此次泰国之行的重点是新款轮胎所使用的石墨烯2代技术,在了解这个之前,Vittoria品牌带着我们进行了一趟轮胎生产逻辑的参观,深入并了解橡胶、帘布以及轮胎测试的主要过程。

最关乎一条轮胎的性能无非就是抓地力、滚阻、耐用性、防穿刺能力、湿滑路面抓地力等方面,而每一条轮胎都有其设定的方向,竞赛轮胎、训练轮胎、类似于巴黎-鲁贝等石头路古典赛所用的轮胎,每一家轮胎品牌都需要针对不同的用途进行不同橡胶化合物的搭配。没有一条轮胎是能够完美地综合所有性能的,只能是它在其设定方向里达到不同橡胶化合物材料的最佳搭配,从而达到最具有针对性的最佳性能。

橡胶原材料

橡胶制品种类繁多,但生产工艺过程却基本相同。以一般固体橡胶——生胶为原料的橡胶制品的基本工艺包括:塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。

轮胎,是我们接触到的最常见的橡胶制品。我们在查看轮胎资料时所经常接触到的就是Compound的单词,轮胎介绍无非是1C、2C、3C,甚至是此次Vittoria轮胎所提出的4C,也就橡胶材料种类,你可以理解为不同硬度的橡胶材料,4C的轮胎也就意味着这条轮胎的外层采用了4种橡胶材料,也就是4种胶料。

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△图中四种不同的颜色代表的就是4种胶料。拿山地轮胎的来举例,位于轮胎外侧的深蓝色区域是提供轮胎较好的过弯抓地力,浅蓝色区域则是较硬的胶料,提供较好的稳定性和支撑性。红色区域则是较软的胶料,能够增加抓地力,提升爬坡和刹车时的性能。橙色部位则是较硬的胶料,保证轮胎的耐用度。

每一种橡胶的生产过程中,都需要各种配合剂加入其中。通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料,这就是各家轮胎品牌里最核心的橡胶秘方,然后将不同硬度的橡胶用于轮胎不同的部位,最后通过压延或挤出、成型和硫化等工序后,变成我们所使用的轮胎。

橡胶工艺因为橡胶的数量而有所不同,压延或挤出的方法也有所不同,我们也将在以下的图片中向各位尽量解释橡胶生产的每一步工序。

预生产胶料测试

在所有的胶料生产出来前,研发部门的工作人员会根据胶料的配方进行小量的生产,并进行测试,这是非常重要的一步。

在工厂的一块区域里,小型的橡胶化合物生产设备位于研发部门内,而这样的主要目的就是测试不同搭配的配合剂以及橡胶助剂加入到橡胶中,生产出胶料。然后,工作人员会进行各种胶料的测试,包括弹性、强度、耐磨性、拉伸、颜色以及配合剂的均匀度等方面的测试,以确定胶料达标后才能进行生产。

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△不同配方的胶料需在实验室里进行各种测试,以确保胶料能够达到生产的性能需求

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△胶料各部位的弹性测试,以确保每一个点的弹性都一致。

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△拉伸测试。

塑炼

橡胶制品的主要原材料是以生胶为基本材料,但因为生胶富有弹性,缺乏加工时必须的可塑性性能,因此不便加工。为了提高可塑性,要对生胶进行塑炼,这样在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中。这一步可以当做是橡胶制品原材料加工。

混炼

为了适应各种不同的使用条件,获得各种不同的性能,也为了提高橡胶制品的性能和降低成本。塑炼后的生胶需与配合剂混合,经过混炼机的工艺使得各种配合剂能够完全、均匀地分散在生胶之中。混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用,从而影响使用性能。混炼后得到的胶料通常被称为混炼胶,它是制造各种橡胶制品的半成品材料,俗称胶料。

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△每一种橡胶的生产过程中,都需要各种配合剂加入其中,然后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料,这就是各家轮胎品牌里最核心的橡胶秘方。橡胶配方输入电脑后,由电脑按照程序打开各种配合剂的箱子,而工作人员则按照电脑所指示的重量配比加入配合剂。_DSC8109.jpg

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△经塑炼后的生胶,再加入各种配合剂进入到混炼机中。

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混炼后的胶料,需经过类似于压路机一样的滚轴,将胶料中多余的空气排出,使得胶料以及配合剂更加均匀地分布。

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△同样,冷却也是必不可少的一道工序。

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△混炼是橡胶制品生产过程中的一道重要工序,如果混合不均匀就不能充分发挥橡胶和配合剂的作用,从而影响使用性能。

Vittoria 4C全自动生产线

在Vittoria泰国另外一座工厂内,一条全自动化的4C生产线占据了整个厂房。4种胶料位于不同的位置,经机器慢慢汇入到同一个通道,而放置的顺序也是根据胶料最终压延或挤出的位置而定。

4种胶料经高温挤出后,形成了一条橡胶带,也就是轮胎的外层。这条橡胶带通过冷却系统,使得橡胶分子得以稳定,然后便可以卷成型,输送至成型车间了。

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△四种胶料同时汇聚于一起。

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“挤出”这道工序所用的刀口,四种胶料经不同的位置而出,汇成一条橡胶带,也就是轮胎的外层。

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△经高温挤出后的橡胶材料,通过上面的冷却系统,使得橡胶分子固定下来,达到4C轮胎所需要的性能。

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成型和硫化是轮胎上市前最后的两道工序,也就是经过挤出后的橡胶带再与尼龙或棉线帘布成型,而这两道工序位于不同的工厂,我们并未前往参观。在Vittoria工作的带领下,我们对帘布的生产工厂进行了参观,因为涉及到保密协议,所以我们也并未得到拍照允许。

提到帘布,你应该会想起一个名词——TPI,也是每一条轮胎都会标明的一个数据。TPI,每英寸编织线数,编织物的密度。高TPI数意味着更低的滚动阻力。TPI越高,代表一英吋内的纤维数量越多。高密度的织网,代表纤维更细,填补缝隙所需的橡胶就更少。相对的低密度的织网,纤维较粗而且所需使用的橡胶也更多。高TPI数意味着更低的滚动阻力。轮胎大部分滚动阻力是由橡胶变形引起的。因为高TPI数外套橡胶含量更少,它能够将骑车人的能量更多地转换成前进的动力。

当然,帘布也分为尼龙帘布和棉线帘布,一般应用于高端轮胎的棉线帘布能够达到更高的TPI,不仅重量轻,并且能够获得更好的舒适性、抓地力和低滚阻。你身边常见的黄边胎就是目前最为流行的棉线帘布轮胎。

成品测试

在完成了所有的工序之后,轮胎便就是我们目前所见到的成品了。当然,所有的轮胎工厂都会对成品轮胎进行抽样检测,包括轮胎在受到挤压之后是否漏气、滚阻测试、轮胎剖面成分测试等等,所有的测试都是确保成品轮胎在制造工艺上没有任何问题,毕竟轮胎是车手唯二接触地面的两个点,一切都得认真对待。

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△滚阻测试机,每一条轮胎都会经过25道测试工序,分别在20、30、40、50、60公里的时速下进行滚阻测试,每一组数据都将被电脑记录在案。

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△轮胎剖面检测是为了检查橡胶成分是否均匀等问题。

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△在完成了滚阻测试等测试后之后,轮胎还需要进行耐用性、冰雪、雨天模拟测试等工序。

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很荣幸受到Vittoria中国总代理——禧玛诺(上海)公司的邀请,和全世界的自行车媒体一起参观整轮胎的生产过程。还是那句话,自行车轮胎是我们接触地面唯二的两个点,好轮胎带来的抓地力、低滚阻以及舒适性都将会骑行体验带来质的飞跃。好的轮胎也是我愿意购买的重要产品,因为它真的很重要,just believe your tire。


文/图:选锦


Vittoria Shimano 轮胎 4C

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