Самый первый километр: как производят автомобильные шины
На территории России свои заводы разместило уже немало известных на весь мир шинных брендов. Один из наиболее современных открыла в 2016 году компания Bridgestone. Он расположен в Ульяновске и выпускает около двух сотен различных типоразмеров шин в размерностях от 13 до 19 дюймов – для легковых автомобилей, кроссоверов и внедорожников. Часть продукции отправляется к автопроизводителям для первичной комплектации, а это важное подтверждение высокого доверия к продукции. Специалисты Ульяновского завода Bridgestone и помогли нам подробнее разобраться, какой путь проходит шина, чтобы «стать самой собой».
Сырье – химические компоненты, проволока и ткань для корда, каучук – поступает на завод из многих стран мира по собственным цепочкам поставок производителя. Основные химикаты приходят из Японии и Европы, что-то поставляется из стран Азии, Африки, ну и, собственно, от российских поставщиков. Опасения, что Россию обделяют качеством, абсолютно беспочвенны. Мало того, что все сырье сопровождается сертификатами качества, оно проходит еще и дополнительный контроль в собственной химической лаборатории, по внутренним стандартам Bridgestone (а они еще более строги) на стадии приемки и отправки в работу. Внутренние стандарты бренда едины вне зависимости от того, в какой стране мира расположен завод, ведь продукция идет не только на местный рынок, но и отправляется на экспорт. Производственный процесс имеет очень высокую степень автоматизации, техника просто не допустит, чтобы некачественное сырье попало в производственное оборудование.
Точкой отсчета начала производства шины можно считать процесс резиносмешивания – именно от этой точки начинается путь к будущей шине. Резиновую смесь специалисты называют компаунд. И этот компаунд может (и должен) быть разным – для разных типов шин. Тем, кто следит за автомобильными гонками, это понятно: для разных температур и покрытий гонщики используют шины разных компаундов. Но и к обычным дорожным шинам применим точно такой же подход. Очевидно, что зимняя шина, рассчитанная на работу в условиях минусовых и околонулевых температур, должна быть мягче, а летняя – жестче.
Смешивание различных компаундов происходит при разных температурах, более того, разные температуры используются и на разных стадиях процесса. На стадии получения так называемой маточной смеси (по-английски этот термин напоминает по звучанию фамилию знаменитого актера – masterbatch) используются температуры в диапазоне от 100 до 160 ℃. Особого температурного режима, к примеру, требуют компаунды с содержанием диоксида кремния (силики), весьма популярного в наше время компонента шинных смесей. На второй, финальной, стадии смесеобразования, где в состав добавляются компоненты, которым предстоит сработать на стадии вулканизации, используются более низкие температуры – около 90–105 ℃. Иначе этот самый процесс вулканизации может активироваться сам по себе. А до него – согласно технологии – пока еще далеко.
Параллельно резиносмешиванию протекают еще два процесса – каландрирование текстильного полотна, которое будет использовано для производства шин, и экструдирование проволоки для металлокорда (ранее на других заводах он тоже каландрировался, но современные технологии позволяют использовать только экструдирование). Нарезка готовых «полуфабрикатов» происходит сразу с учетом того, для какой шины они готовятся. К примеру, для разных шин она происходит под разным углом.
Текстильный каландр – оборудование для обрезинивания текстильного полотна
Технологии постоянно развиваются. К примеру, в условиях борьбы за улучшение экологических качеств автомобилей все актуальнее становится снижение массы шины без ущерба ее прочности и износостойкости. Специалисты Bridgestone разрабатывают все более совершенные резиновые смеси для обрезинивания компонентов шин, испытывают и используют новые армирующие материалы.
Оборудование для изготовления боковины
Автомобильная шина только внешне выглядит этакой простой монолитной резиновой штуковиной. На самом деле для ее изготовления нужно 10–15 (а порой и более) различных деталей. Да-да, именно деталей. Причем собственно на резиновые смеси приходится... только половина составляющих. В среднем на легковую шину уходит немногим более 6 кг резины (конечно же, это очень усредненный показатель – все зависит от модели и размера). А вот остальные 50% – это текстиль, металл и другие составляющие.
Как мы уже говорили, на заводе параллельно может изготавливаться большое количество (до 30–40 в день) типоразмеров шин. Но большого «промежуточного» запаса здесь стараются не держать – только оперативный запас для непосредственной работы. Зато на этой стадии происходит еще один этап контроля качества – на этот раз уже готовых, но не собранных в единую шину деталей-полуфабрикатов. Каждая линия оборудована большим количеством сенсоров, проверяющих такие параметры, как толщина, вес, позиции наложения компонентов на полуфабрикатах. Степень автоматизации практически полная, человеческий фактор практически исключен. Но оператор иногда все-таки осуществляет дополнительный контроль.
И вот на следующем этапе необходимые детали собираются в одну конструкцию – так называемую сырую шину, с обработанной изнутри специальными антиадгезионными смазками (чтобы не прилипала «ненужной» стороной в вулканизаторе) поверхностью. Сырой она называется потому, что, для того чтобы стать готовой, шине необходимо пройти таинство вулканизации. Но опять же – это будет несколько позже. А пока в дело вступает еще один предмет гордости ульяновских шинников – автоматизированная система доставки и распределения сырых шин. На всем промежутке от сборки до вулканизации рука человека к такой заготовке не прикасается.
Автоматизированный склад сырых шин
Под потолком завода смонтирована специальная система доставки шин со сборки на промежуточный (буферный) склад, а затем – на вулканизацию. Выглядит немного космически: сверху к шине вдруг протягивается манипулятор от специальной тележки, забирает шину, грузит в эту тележку и увозит. На буферном складе каждой шине автоматически присваивается индивидуальный адрес. Теперь система автоматически отслеживает, когда и от какой вулканизационной установки поступит запрос «мне нужна такая-то заготовка». И снова манипулятор забирает сырую шину, передает другой маленькой тележке под потолком. На каждом отрезке такого пути система несколько раз считывает штрихкоды и проверяет, не сбилась ли шина с верной дороги. Вновь человеческий фактор практически исключен: автоматизация позволяет безошибочно организовать параллельное производство множества типоразмеров.
Итак, тележка подвозит шину к вулканизатору и опускает в специальную корзинку, откуда в нужное время заготовку заберет еще один манипулятор и положит в вулканизатор. Именно здесь шина приобретает свой окончательный вид, а заодно и получает рисунок протектора. За это отвечает специальная пресс-форма – своя для каждой модели и размера.
Процесс вулканизации шин
И вот шина «запечена» в вулканизаторе и готова окончательно. Оборудование позволяет достаточно быстро и гибко перенастраивать вулканизаторы на производство разных моделей и размеров. Нормативы времени разнятся в зависимости от участка производства, но в целом никто не заинтересован затягивать процесс. Наоборот, на заводе гордятся гибкостью своего производства, не забывая напоминать, что «гибкость» – это в принципе один из столпов философии Bridgestone.
А готовые шины попадают... думаю, что вы правильно догадались – снова на контроль качества. Абсолютно вся продукция проходит финальную инспекцию. Большая часть этих проверок снова проходит в полностью автоматическом режиме, в том числе автоматический контроль на машинах однородности и баланса. Как терпеливый пациент, шина проходит даже рентген-контроль, где проверяется на наличие металлических включений и иных дефектов распределения компонентов.
Конвейерная линия участка финальной инспекции
Но есть на этой стадии контроля и участие человека. Причем участие это очень важное, а специалисты, осуществляющие такие проверки, проходят очень длительное обучение и тренинги. Такое участие самых опытных мастеров – традиционная составляющая японского подхода к качеству. Сколь совершенна ни была бы автоматика, но именно за специалистами решающее слово. У них есть определенный процесс – стандартный набор действий, движений, взглядов. Они осматривают каждую шину, и это особый завораживающий процесс, позволяющий уже на финальном этапе найти какой-то ускользнувший дефект.
Но и это еще не всё. Образцы готовой продукции, отбираемые по определенному алгоритму, отправляются в заводскую лабораторию контроля качества. Здесь они проходят дополнительный контроль как неразрушающими (контроль габаритных размеров и проверки площади пятна контакта), так и разрушающими методами. К последним относятся анализ конструкции и распределения компонентов в шине, высокоскоростной тест, тесты на долговечность (износ) и выносливость борта.
Лаборатория контроля качества готовой продукции
А для нешипованных зимних шин, которые изготавливаются с использованием микропористой смеси (помните, мы отдельно говорили о технологии Active Multicell Compound II?), предусмотрен и еще один тестовый цикл – на проверку пористости резины, определение коэффициента вспенивания.
Если все в порядке – то партия свеженьких шин отправляется уже на основной склад дожидаться отгрузки.
Склад готовой продукции
Адресаты могут быть как российскими, так и зарубежными. Около 20% производимой продукции отправляется на экспорт в страны СНГ, страны Скандинавии, а в ближайшее время этот список пополнится Германией и Польшей.
Но это уже не тот самый «первый километр», а гораздо более дальние маршруты...
На правах рекламы, 16+
Лаборатория контроля качества материалов