Descubre el proceso de fabricación de un neumático en 7 pasos
Paso 1: Definir los objetivos de desarrollo
Antes de comenzar el complejo proceso de desarrollo de los neumáticos, el cual puede llevar tres años o más, el equipo responsable de marketing de producto evalúa al consumidor y las necesidades de los clientes en el segmento que corresponde.
Esto con el fin de definir las expectativas específicas de los consumidores, identificar sus preferencias a través de los distintos mercados y de predecir las tendencias futuras. Cada empresa estudia constantemente la industria del automóvil para identificar cualquier oportunidad para nuevos productos.
Un equipo de ingenieros trabaja en estrecha colaboración con todos los principales fabricantes de automóviles, para evaluar y definir las necesidades de futuros modelos para crear un producto que se adecúe puntualmente a las especificaciones exactas.
El objetivo de esta primera etapa es establecer metas específicas de prestaciones para el nuevo producto. Cada tipo de neumático se centrará en las distintas características de funcionamiento, como la eficiencia del combustible, agarre en superficie mojada y seca, su resistencia al aquaplaning o la estabilidad a alta velocidad, entre otros. El equipo de marketing de producto normalmente ofrece al equipo de I+D hasta 15 objetivos de prestaciones diferentes, a través de la gama de neumáticos de máximo rendimiento. Durante el proceso de desarrollo, se tiene en cuenta más de 50 criterios al desarrollar un neumático nuevo.
Paso 2: Diseño
Los diseñadores están presentes desde el concepto inicial, a través del desarrollo, hasta la comunicación visual del producto final.
Hay dos tipos de diseñadores de neumáticos que forman parte del proceso de desarrollo del neumático. El diseñador creativo, que se centra en el aspecto de la banda de rodadura y en los flancos; y el diseñador técnico, que se centra únicamente en los efectos sobre el rendimiento de un diseño específico. Asimismo tiene en cuenta las expectativas del consumidor, la marca, las necesidades del producto y los aspectos estéticos en general. En cambio el diseñador técnico es responsable del diseño de la banda que, con todos sus bloques, surcos y canales, tiene un impacto directo en criterios importantes de rendimiento, como el agarre, la resistencia al aquaplaning, la manejabilidad y el nivel de ruido.
El diseño puede marcar una diferencia en la elección del cliente entre un neumático y otro. Esto sucede de manera especial en el caso de marcas premium, de neumáticos de altas prestaciones, neumáticos de tuning y de competición.
Para que un diseño tenga éxito debe ofrecer las siguientes ventajas:
Diseño técnico funcional:
El diseño sigue a la funcionalidad. El rendimiento del neumático es el criterio más importante, por tanto, el diseño tiene que ser funcional y contribuir de manera eficaz a lograr los objetivos globales de las prestaciones del neumático. Para cada neumático diseñado habrá diferentes objetivos de prestaciones.
Comunicación de prestaciones reforzada:
Un diseño que refuerza la percepción de que se comportará bien en su aplicación, suma ya puntos en la mente del consumidor. Un neumático de invierno puede expresar mediante su apariencia que se adherirá en la nieve y un neumático de baja resistencia puede representar eficiencia y ecología.
Percepción de calidad mejorada:
Un producto de primera calidad necesita un diseño homogéneo englobando al producto en su totalidad y un mayor nivel de detalles en el diseño de la banda de rodadura del neumático. El diseño y sus detalles juegan un papel clave en la apariencia final del producto y definen lo que el cliente percibe y siente sobre un producto.
Diferenciación incrementada del producto:
Se aplicarán diseños y características diferentes en productos de distintas marcas, que circularán a través de todas sus comunicaciones de marketing de producto. Esto asegura una imagen coherente entre los productos de la misma marca.
Paso 3: La estructura
La estructura de un neumático es fundamental con respecto a sus prestaciones y hay muchas variaciones determinantes en el proceso de fabricación. Esto implica el uso de varios compuestos diferentes y materiales de refuerzo, tales como el acero, el poliéster o las fibras de aramida.
Actualmente, los radiales son los neumáticos que se fabrican a nivel global, si bien los diagonales todavía se fabrican para determinadas aplicaciones. En la fabricación de un neumático radial se utilizan cordones de acero entrelazados que se extienden desde el talón a través del neumático, de modo que los cordones se colocan aproximadamente en ángulo recto con la línea central de la banda de rodadura y paralelos entre sí. Las ventajas de esta estructura incluyen la prolongación de la vida de la banda, mejor control y niveles más bajos de resistencia a la rodadura, por lo tanto, más ahorro de combustible.
El proceso de fabricación de la carcasa es muy importante con respecto a las prestaciones globales del neumático en cuanto a que puede influir en muchas características de rendimiento incluyendo el equilibrio del neumático, la fuerza del mismo a alta velocidad y en las curvas, el agarre, la carga y la resistencia a la rodadura, la distancia de frenado y el desgaste de la banda.
Un objetivo fundamental de un ingeniero de neumáticos es conseguir una amplia y uniforme área de banda en contacto con la superficie de la carretera. Para lograr esto, el ingeniero analiza la huella del neumático, que describe el área de la banda en contacto con la carretera. Cuanto mayor sea el área de contacto y más uniforme la distribución de la presión del neumático mejor serán la tracción y las prestaciones de manejo.
Paso 4: Compuesto
La creación del compuesto de un neumático consiste en reunir todos los ingredientes requeridos para mezclar una tanda de compuesto de caucho. Cada componente tiene una mezcla diferente de ingredientes de acuerdo con las propiedades necesarias para ese componente. Se puede comparar con un chef que mezcla los ingredientes de una receta de manera que las variaciones sutiles en la mezcla de los mismos pueden llevar a resultados muy diferentes.
Todas las áreas clave del neumático contienen diferentes compuestos y cada compuesto diferentes ingredientes. Por ejemplo, para mantener el aire de un neumático, la capa interior utiliza diferentes compuestos en el flanco para la estabilidad y diferentes compuestos en la banda de rodadura para otras características, como el agarre y la manejabilidad. Un neumático de turismo se fabrica hasta con 25 componentes distintos y contiene más de 15 compuestos diferentes. Un ingeniero utiliza más de 100 materiales diferentes para desarrollar sus compuestos.
La mezcla es el proceso de convertir los ingredientes en una sustancia homogénea mediante un trabajo mecánico. Pueden necesitarse hasta siete etapas para garantizar que los ingredientes se incorporan en el orden deseado.
Existen diferentes tipos de ingredientes para compuestos que incluyen cauchos naturales y sintéticos para proporcionar elasticidad y agarre: el negro de carbono, que constituye un alto porcentaje del compuesto de caucho otorgando refuerzo y resistencia a la abrasión, y azufre para cruzar las moléculas de caucho en el proceso de vulcanizado. En los neumáticos de alto rendimiento, el sílice se utiliza en lugar del negro de carbono para lograr una baja resistencia a la rodadura y un excelente agarre en superficies mojadas.
Los ingredientes del compuesto utilizados y la forma en la que se mezclan tienen un gran impacto en las prestaciones de un neumático. El uso de ingredientes de primera calidad y la selección de los mejores compuestos y mezclas son aspectos que sitúan a los fabricantes de neumáticos premium lejos de de sus competidores budget.
Paso 5: Prototipo
Una vez que los componentes, compuestos, materiales específicos y el diseño de la banda de rodadura han sido definidos, se procede a fabricar los neumáticos prototipos para poder probarlos en laboratorios de ensayo y en vehículos. El equipo trabaja en estrecha colaboración con el departamento de evaluación de neumáticos para que los prototipos puedan ponerse a prueba en un amplio programa de ensayo y los resultados pueden ser enviados de vuelta al equipo de I+D.
Hay diferentes formas de fabricar un neumático prototipo para fines de ensayo. El diseño de la banda de rodadura puede ser tallado con láser directamente dentro del neumático prototipo fabricado que tiene literalmente, en esta etapa, una superficie de banda de rodadura resbaladiza. Esta tecnología permite a los ingenieros fabricar un neumático para fines de prueba sin tener que fabricar un molde completo, cuyo proceso es complejo y caro. En una etapa más avanzada del proceso de desarrollo, se fabrica un molde que permite al equipo probar el nuevo neumático en toda su extensión.
Los neumáticos prototipo están hechos a mano para asegurar que los diferentes componentes del neumático se fabrican de acuerdo con las especificaciones recibidas del equipo de Investigación y Desarrollo.
Los componentes se ensamblan en un tambor con un orden específico y unos ajustes predefinidos. El producto final de este proceso se denomina neumático verde refiriéndose a su estado sin vulcanizar. Este neumático verde se vulcaniza en un molde específico instalado en una prensa de vulcanizado. Después, el neumático vulcanizado es inspeccionado a fondo y se envía al departamento de pruebas.
Paso 6: Evaluación del neumático
Pilotos de pruebas junto con ingenieros y técnicos superan los 100 millones de kilómetros cada año, asegurándose que nuestros neumáticos se están probando en un lado u otro del planeta durante las 24 horas del día. Los tests constituyen una actividad importante para la empresa, que prueba más de 70,000 neumáticos al año en sus laboratorios con terrenos pistas de pruebas y en las carreteras.
Durante la fase de desarrollo del producto, los neumáticos de la compañía se someten a más de 50 criterios diferentes. Esto incluye pruebas de frenado y control tanto en superficies mojadas como en secas, aquaplaning en rectas y curvas, confort y estabilidad a alta velocidad, y pruebas de ruido tanto en pista como en un laboratorio de sonido muy sofisticado, entre otras. La resistencia a la rodadura, el desgaste de la banda y otros tests se realizan también en condiciones controladas en laboratorio.
Los neumáticos para necesidades específicas requieren pruebas adicionales como en el caso de las pruebas de los neumáticos de invierno en nieve, aguanieve y el hielo que se llevan a cabo a muy bajas temperaturas en las instalaciones de Finlandia, Suecia, Suiza y Nueva Zelanda. Estas pruebas específicas se han desarrollado con el fin de ser utilizadas también en neumáticos comerciales, como los neumáticos para camiones y los neumáticos agrícolas.
Todos los resultados de las pruebas de neumáticos se comunican al equipo de I+D que tratará de mejorar las áreas específicas destacadas por el departamento de evaluación de los neumáticos. El encargo de un nuevo prototipo de neumático y el proceso de prueba podría comenzar de nuevo. Al poner a prueba el comportamiento de los productos tanto en condiciones controladas en laboratorio, como en terrenos de prueba y carreteras, se puede proporcionar neumáticos con unas prestaciones equilibradas en todos los criterios de rendimiento importantes.
Paso 7: Industrialización y fabricación
El proceso de industrialización tiene como objetivo la creación de infraestructuras de producción, procesos y equipos para garantizar el éxito del lanzamiento de un nuevo producto, a nivel de producción en masa.
Una vez establecidos los objetivos iniciales de marketing y completada la fase de verificación del prototipo, el producto inicia una fase de extrapolación de línea. Las nuevas especificaciones se aplican a toda la cartera de tamaños y en la planta se llevan a cabo pruebas individuales de calificación.
Los encargados de la planificación respecto a la demanda existente, se enfrentan cada día al reto de predecir y planificar la cantidad, tipos y tamaños requeridos por el mercado.
Un neumático no es una pieza uniforme de goma. Por el contrario, está fabricado con diferentes componentes, entre 10 y 20 componentes con distintas propiedades. El propio proceso de fabricación es una sucesión de diferentes pasos, con operaciones muy específicas. Esto incluye la mezcla de ingredientes en proporciones muy precisas y bajo una serie de condiciones de proceso muy controladas para conseguir diferentes compuestos de caucho. Después viene la preparación de los componentes incluyendo los procesos de creación de calendarios, extrusión y fabricación del talón. Una máquina de ensamblaje reúne todos los componentes y el proceso de vulcanización en el molde da la forma final y las propiedades materiales finales del neumático. Una vez finalizado el proceso, los neumáticos pasan una serie de inspecciones y pruebas para verificar el cumplimiento de los estándares de calidad establecidos.
