A gumiabroncs gyártása egy összetett folyamat, kezdve a nyersanyagokkal, amelyek számos folyamaton mennek keresztül, hogy végül megkaphassuk a gumiabroncsot.
A hétköznapi életben a gumiabroncsot guminak nevezik, holott ez az elnevezés csak az anyagra, illetve az anyag tulajdonságára utal. A gyártás során a gumi kifejezést nem a kész abroncsra, hanem az anyagra használják.
A gumiabroncsgyártás lépései left|800px|Durva elvi ábra a gumikeverék, a gumi és a gumiabroncs megkülönböztetésére Alapanyagok (kaucsuk, a vulkanizálás hatóanyagai, öregedésgátlók, töltőanyagok, lágyítók, egyéb adalékanyagok, szilárdsághordozók) Keverés (a kaucsuk és a különböző hozzávalók összekeverése) Alkatrészgyártás Gumis alkatrészek: kalanderezés, extrudálás, Szilárdsághordozót tartalmazó alkatrészek gyártása: felpréselés, vágás, huzalkarikagyártás Felépítés (az alkatrészek összeépítése nyersköpennyé) Vulkanizálás Végtermékellenőrzés
Alapanyagok A felhasznált anyagok közül a kaucsuk típusai: NR (természetes kaucsuk) SBR (butadién-sztirol kaucsuk) BR (butadiénkaucsuk) IIR (butilkaucsuk) EPDM (etilén-propilén kaucsuk)
A vulkanizálás hatóanyagai: Vulkanizálószerek (általában kén) Gyorsítók Aktiválószerek Késleltetők
Öregedésgátlók: Fényelnyelő és -visszaverő viaszok Szabad gyököket hatástalanító inhibitorok
Töltőanyagok: Korom (carbon black) Szilícium-dioxid (silica) Kaolin
Lágyítók: Ásványi olajok (kőolaj- és kőszénszármazékok) Növényi olajok Gyanták
Egyéb adalékok és segédanyagok: Lebontószerek Színezékek Égésgátlók Tapadásfokozók Ragadásgátlók
Szilárdsághordozók: Viszkóz Poliamid (még mindig az alifás poliamidok az elterjedtek, mivel a kevlar nagyon drága) Poliészter Acél
Keverés A keverés (keverékkészítés) során a különböző fizikai-kémiai tulajdonságú keverék-alapanyagokból egységes tulajdonságú (homogén) gumikeverék keletkezik.
A keverés egy olyan folyamat, ahol a többi összetevőt (keverékkomponenst) hozzáadják a kaucsukhoz és összekeverik őket, betartva a keverési előírásokat.
A keverés több fázisból állhat:
1. Alapkeverék készítése Puhítás: a kaucsukot (esetleg lebontószerek hozzáadásával) "keverjük" a molekulatömeg csökkentése és a képlékenység érdekében. A kimért alapanyagokat (általában a vulkanizálás hatóanyagai kivételével) sorban belekeverik a kaucsukba mint mátrixba. A nehezen belekeverhetőket vagy nagy mennyiségűeket több fázisban is, mert egy fázisban nem keverednek jól el. Ha az alapkeverék előtt (az esetleges puhítás után) egy fázis van, akkor az annak során készült félkészterméket szokták előkeveréknek is hívni. De ennél több fázis esetén csak az I. fázis, 2. fázis rendszerű elnevezések célszerűek. Egy-egy keverési fázisban (5-10 perc) a keverék erősen felmelegszik (160-200 °C-ra), és így hamar tönkremenne. Az egyes fázisok között a gumikeveréket lehűtik kb. 20-40 °C-ra.
2. Készkeverék készítése (kenezés) Az alapkeverékbe belekeverik a vulkanizálás (még hiányzó) hatóanyagait (1-2 perc).
Alkatrészgyártás Alkatrésznek azokat a félkésztermékeket nevezzük, amelyek felépítéskor beépülnek a nyersköpenybe. Alkatrész például a vágott öv, de még nem alkatrész a felpréselőlemez. Kalanderezés Kalanderezéssel készülnek a lemezes (azaz téglalap keresztmetszetű) gumis alkatrészek, a felpréselt szövetek és felpréselt kordok, sőt profilos gumis alkatrészek is készülhetnek profilkalanderen.
Kalanderezett lemezek alkotják a légzárót. A gumiabroncs mechanikai igénybevételekor fellépő nyírófeszültségeket csökkentő gumicsíkok, lemezek találhatók a szilárdsághordozó alkatrészek között vagy szélein – ezek is kalanderezéssel készülnek. Felpréselésekor két kalanderezett lemez közé kerül a szövet (vagy kord). A kisebb profilos (azaz nem lemezes) gumis alkatrészek profilkalanderezéssel készülnek.
A felpréselést megelőzheti itatás is, hogy a felpréselő keverék jobban tapadjon a kordszálakra. Az itatóegység lehet a kalandersor része is, vagy állhat külön.
Extrudálás Extrudálással készülnek jellemzően a gumiabroncs nagyobb profilos alkatrészei.
Keresztfejes extrudert használnak a huzalkarikagyártásnál a huzal gumizására.
A légzáró – különösen, ha nem lemezekből áll, hanem profilos – készülhet pl. roller die extruderen is.
Felpréseléshez nemcsak kalandert, hanem extrudert is használhatnak (főleg ha a szilárdsághordozó acélkord, mert azt biztosan nem kell itatni). Ez hasonlít a huzalkarikagyártásnál használt huzalgumizó extruderre, csak nem 1 huzal, hanem több kord halad át az extruderfejen. A kilépő termék első pillantásra téglalap keresztmetszetű gumis alkatrésznek látszik, de belül kordok (vagy szövet) van beleágyazva. A felpréselő extruder sor az extruder után vágó- és szegélyező egységet is tartalmazhat, sőt gumicsíkokat vagy profilszalagokat is rá lehet itt dublírozni (pl. övtöltőéket).
Extrudálással készül a tömlős abroncsok tömlője. A végtelen extrudált „csövet” méretre vágják, egy-egy „csődarab” két végét egymáshoz préselik (a tapadást a préselést előtt esetleg újabb, melegkéses vágással fokozzák).
Vágás Ha külön nem mondják, hogy milyen vágásról van szó, a gumiabroncsgyártásban a „vágás” (esetleg „szövetvágás”) azt a vágást jelenti, melynek során a felpréselt szövetet (vagy felpréselt kordot) ferdén („szög alatt”) elvágják, és a felpréselt szövet eredeti szélei mentén összevégtelenítik, így az eredeti szélek megszűnnek, az új szélek a vágással frissen keletkezett szélek lesznek. thumb|right|500px|Vágás
Az 1. számú tekercs a felpréselt szőnyeg (kord vagy szövet), melyben a kordok vagy láncfonalak iránya megegyezik a haladás irányával (piros nyíl). Amikor a felpréselt szövet az A vágóélhez ér, az elvágja a felpréselt szövetet. Általában vákuumos megfogótappancsok ragadják meg a felpréselt szövetet és viszik tovább az 1. nyíl irányában a B-ig (amikor odaér a B-hez, megint vág a gép az A helyen). Így keletkezik egy paralelogramma alakú félkésztermék, melyben szövet (kord) van gumikeverékbe ágyazva. Ezt egy szállítóheveder a 2. piros nyíl irányában elmozdítja úgy, hogy a levágott felpréselt szövetdarab vége (barna vonal) pont oda essen, ahol az elmozdítás előtt a vége (zöld vonal) volt. Ekkor a szállítóheveder megáll. Újabb vágott darab érkezik az 1. nyíl irányából, és a zöld vonal mentén a gép vagy a gépkezelő görgős vasalóval végteleníti az előbb a 2. nyíl irányába továbbított darabbal.
Mielőtt a 2. számú tekercsbe feltekercselik a vágott szövetet, áteshet a szegélyezésen vagy rádublírozhatnak takarócsíkokat, övtöltőéket stb. A szegélyezés főleg a frissen vágott acélkordvégeket védi a rozsdásodástól; de a szegély más szálasanyagoknál is hasznos: a szegély nagy moduluszú anyaga átmenetet képez a kord és a kisebb moduluszú („párnásabb”) gumik között.
A vágás „alapanyaga” a felpréselt szövet (vagy felpréselt acélkord), „készterméke” pedig a vágott betét (vágott szövet, vágott alkatrész, vágott peremerősítő stb.). Vágás előtt a kordok (a szilárdsághordozó elem) iránya megegyezik a félkésztermék haladási irányával, vágás után pedig valamilyen szöget zár be azzal.
A vágás valamelyest meghatározza az alkatrész méretét is (a szélességét!), de nem ez a fő célja, hanem a kordok irányának meghatározása. Vágáskor olyan alkatrészt kapunk, amelyben a kordok tetszőleges (előre megadott) szöget zárnak be a haladási iránnyal (a készköpenyben a koronavonallal). A vágógépeknél a vágási szög többé-kevésbé (a vágógép konstrukciójától függően) tetszőlegesen beállítható, így egyazon gépen különböző szögben vágott különböző alkatrészek gyárthatók. Hasonló technológiával gyártott termékekben az azonos alkatrészek (pl. 2. öv) vágási szöge alig tér el egymástól, de a különböző alkatrészek vágási szöge közt nagy különbség is lehet: A peremerősítőt rendszerint 20-30°-ban vágják, a radiálbetétet 90, az öveket 20° körüli szögben. Néha a radiálbetét és a többi öv között van átmeneti öv is, melyet 60-70°-os szögben vágnak. A diagonál szövetváz betéteit 45° körüli szögben vágják.
A vízszintes asztalon történő vágás ma már szinte teljesen kiszorította a függőleges asztalon történő vágást. A függőleges gépek teljesítménye nagyobb volt és kisebb alapterületen is elfértek, de ehhez hajlékonyabbnak kellett lennie a felpréselt szövet kordszálainak (az acélkord nemigen alkalmas erre). A vízszintes gépek sokkal pontosabbak, és szélesebb szőnyeg vágására alkalmasak.
Felpréselt acélkord vágásakor a vágóél majdnem vízszintes síkban van. a felpréselt szőnyeg teljes szélességét egy pillanat alatt átvágja (függőlegesen, guillotine-szerűen vág), textil vágásakor a kést általában egy kocsi viszi a szőnyeg egyik szélétől a másik széléig a megfelelő szögben.
Huzalkarikagyártás A huzalkarika nagyszilárdságú acélhuzalból készül. Az acélhuzal felülete általában vörösrezezett vagy bronzozott, hogy jobban tapadjon a gumihoz.
Sokféle keresztmetszetű huzalkarika létezik; néhány példa itt látható az ábrán. thumb|right|500px|Különféle huzalkarika-konstrukciók
Leggyakoribbak a kör keresztmetszetű huzalok, de akad négyzet, téglalap, ellipszis, paralelogramma stb. keresztmetszetű is. A huzalkarikakeresztmetszet alapja vagy hossztengelye különböző szöget zárhat be az abroncs forgástengelyével.
A keresztmetszet a kerület mentén haladva többnyire állandó; ritkábban az egyes rétegek akár el is fordulhatnak például a P pont körül, akár különböző irányban is (fonatos karika).
A karikát alkothatja egy huzal is, amelyet tíz vagy száz menetben csévélnek fel; de alkothatja tíz vagy száz huzal is egy menetben. Van átmeneti konstrukció is: amikor egyszerre egy sor huzalt (pászmát) vezetnek fel a dobra (a sablonra). A huzalok végét hegesztéssel, hüvellyel, fémbilinccsel, véglekötő szövetcsíkkal rögzítik; néha a teljes kerület mentén spirálisan becsavarják (bezászlózzák stb.) gumizott (kent vagy felpréselt) szövettel az egész huzalkarikát.
A huzalok lehetnek gumizottak vagy gumizatlanok. Ha elég ritkán állnak egymáshoz képest a huzalok, akkor a gyártás (leginkább a vulkanizálás) folyamán a gumikeverék behatolhat a huzalok közé is.
Az alkalmazott gyártástechnológiától függően a huzalkarika lehet magtöltős (pótzsinóros stb.) vagy magtöltő nélküli. A magtöltő „külső” felülete lekerekített, amely elősegíti, hogy a peremék könnyen elforduljon a magtöltős karika körül, ha felépítéskor nem olyan állásban került a helyére a peremék, mint amilyenben a vulkanizált köpenyben lennie kell. A magtöltős karikákat rendszerint magtöltőstül becsavarják teljes kerület mentén. A becsavart magtöltős huzalkarikát beporozzák pl. cink-sztearáttal, mely vulkanizáláskor megolvad, ezzel is megkönnyítve a peremforgást (amikor a peremék elfordul a huzalkarika körül).
A huzalkarikagyártó gép fő részei az alábbi ábrán láthatók. thumb|left|500px|A huzalkarikagyártó gép fő részei1: leeresztődob, 2: pászmásító, 3: huzalmelegítő, 4: keresztfejes extruder, 5: lehúzó, 6: kompenzátor, 7: léptetőfej, 8: vágóbélyeg, 9: huzalkarikatekercselő dob
Pászmás felvezetésnél annyi leeresztődobot alkalmaznak, ahány szálból áll a pászma. Az egyes huzalokat pászmásító szálvezető betéttel vagy fésűvel rendezik egymás mellé.
A leeresztődobról a lehúzóegység az extruder fejébe húzza a huzalt. Az extrudert nyers gumicsíkkal etetik. Az extruder vékony (néhány tized milliméter vastag) nyers gumiréteggel vonja be (inzulálja) az 1–2 mm vastag huzal(oka)t.
A huzalkarikatekercselő dob (sablon) külső felülete (amire rácsévélődik a gumizott huzal), annak kúpossága határozza meg, milyen szöget zár majd be a huzalkarikakeresztmetszet tengelye az abroncs forgástengelyével. Minden huzalkarikakonstrukcióhoz tartozik egy program a huzalkarikagyártó gépben. A léptetőfej annyi menetben pozicionálja egymás mellé a huzalt, amennyit a program meghatároz, majd elkezdi felvezetni a második sort és így tovább. Az utolsó menet után a sablon megáll, a vágóbélyeg elvágja a gumizott huzalt a sablon előtt, tengelyirányban szétnyílik a sablon, és a karika kidobódik az erre szolgáló kivezetőcsatornába. Összezáródik a sablon, és kezdődik a következő karika gyártása.