全自動化生產一直是輪胎制造業界追求的目標，也是全球輪胎工業發展的潮流。近些年來，輪胎生產工藝自動化已朝著兩個方向發展：現有傳統工藝的不斷完善和全新概念技術的開發應用。
從廣義上說，全新概念技術也就是反傳統的、革命性的技術。目前，已經在該領域嶄露頭角的有米其林C3M技術、大陸MMP技術、固特異IMPACT技術、三海CCC技術、普利司通ACTAS技術和倍耐力MIRS技術。
上述6種全新概念輪胎制造工藝技術，對傳統制造工藝技術的地位帶來了威脅和挑戰。對此，海外業內傳媒雖廣泛加以報道，但關鍵技術披露甚少。筆者現將收集到的信息加以整理和篩選，粗略勾勒出其中四種全新概念技術的大體輪廓。
一、基本情況
眾所周知，輪胎工業發展到如今已逾百年。走過上百年的歷程，傳統輪胎生產工藝至今已日臻完善，從膠料混煉、部件準備(壓延、壓出)、成型、硫化到成品質量檢驗，各個階段的自動化程度都非常高。任何事物在發展到一定歷史高度之后，再繼續往更高的目標邁進，其難度將非常大。這時，若能夠從另一個角度或換一種方法去思考和突破，則往往會有更好的效果和較大的收獲。全新概念輪胎制造工藝技術就是在這樣的背景下，遵循這樣的思路開發出來的。
與傳統的輪胎制造工藝技術相比，上述全新概念工藝技術普遍具有節省投資、設備占地面積少、生產效率高、降低成本的優勢，詳見表1。
表1 全新概念輪胎制造工藝技術經濟指標
二、米其林C3M技術
C3M的全稱為：Command+Control+Communication&Manufacture；建議譯為：指揮、控制、通訊及制造一體化系統。
C3M有如下5項技術要點：①連續低溫混煉；②直接壓出橡膠件；③成型鼓上編織／纏繞骨架層；④預硫化環狀胎面；⑤輪胎電熱硫化。
C3M的關鍵設備是特種編織機和擠出機。C3M技術通過以成型鼓為核心，合理配置特種編織機組和擠出機組而得以實現。特種編織機環繞成型鼓編織無接頭環形胎體簾布層和帶束層，并環繞成型鼓纏繞鋼絲得到鋼絲圈。擠出機組連續低溫(90℃以下)混煉膠料，壓出胎側、三角膠條以及其他橡膠件。
C3M的工藝特點是：部件既不經過冷卻／停放，也不需要再加工或預裝配，直接送到成型鼓上一次性完成輪胎成型。在成型過程中，成型鼓一直處于加熱狀態，胎胚在成型的同時被預硫化從而達到定型。
米其林于1982年開始研究C3M技術，1992年宣布研究成功，次年在總部所在地--克萊蒙費朗(Clermont-Ferrand)建第一間C3M廠，1998年底已發展到7間廠，見表2。
表2 ：米其林C3M廠一覽表
三、大陸MMP技術
MMP的全稱為：Modular Manufacturing Process；建議譯為：積木式成型法。
眾所周知，傳統的輪胎生產工藝由四大工序組成：①塑／混煉；②壓延和壓出；③成型；④硫化。現有的輪胎廠，除部分通過購人成品混煉膠而省缺第一道工序外，大多數是上述四道工序全部齊備。
MMP打破傳統輪胎廠四大工序齊備的模式，將四大工序分割成兩大塊來操作。第一塊包括了傳統工藝的第一道工序(塑／混煉)、第二道工序(壓延和壓出)以及第三道工序的前半部分(胎體成型)，第二塊包括了傳統工藝的第三道工序的后半部分(貼帶束層、上胎面)和第四道工序(硫化)；執行第一塊生產任務的工廠被稱之為"平臺"，執行第二塊生產任務的工廠被稱之為"衛星廠"。平臺負責生產輪胎基本構件并進行預裝配，衛星廠負責整體裝配并完成輪胎制造工藝最后硫化。通常，一個平臺可配置多間衛星廠，構成輻射網絡。
換言之，MMP技術的最大特點就是一種"基本構件生產廠+總裝廠"的新模式。平臺(基本構件生產廠)設在勞動力成本低的地區，降低生產成本；衛星廠(總裝廠)設在技術發達的地區或處于市場戰略位置的地區，一來保障產品質量，二來達到成品就地供貨的目的。
平臺產品(輪胎基本構件)實行標準化，也就是說同一規格，不同晶牌、不同系列的輪胎，除胎面、帶束層不同外，其余基本構件全部相同。從平臺下線的胎體已經過預硫化。視產品技術要求不同，貼帶束層也可在平臺上完成。
MMP的最初構想為大陸公司采購與戰略資源部經理Bernadatte Hausmanr提出，1993年底獲立項，1996年6月首間全規格MMP示范廠在德國投產，1997年初MMP技術通過大陸公司董事會評審，至此拉開了全球范圍應用的帷幕。
四、固特異的夏hOPACT技術
IMPACT的全稱為：Integrated Manufacturing Precision Assembly Cellular Technology；建議譯為：集成加工精密成型單元技術。若將縮寫IMPACT看作是單詞Impact，其英文意思為"碰撞、沖擊、影響"。因此，海外業內傳媒有將IMPACT謔稱為Impact的，意喻對傳統制造技術產生沖擊的新技術。
IMPACT有四大要素(又稱四大單元)：①熱成型機(Hot Former)；②改進控制技術，提高生產效率；③自動化材料輸送；④單元式制造。上述四要素既可以單獨使用，也可以組合起來使用，而且無論是某個要素還是整個系統與現有的輪胎工藝流程都能夠緊密結合成一體。IMPACT不會像其他新一代輪胎制造系統那樣與現用系統不兼容。
對整個橡膠業界而言，熱成型機似乎是聞所未聞的新工裝設備，其實它由多臺微型型材壓延機(Mini Contour Calender)、冷喂料擠出機和一條鋼質運輸帶構成。壓延機的兩個輥簡直徑在700mm左右，它與傳統壓延機不同之處在于：①有一個輥筒是型輥；②雙輥溫度超過傳統壓延工藝溫度。鋼質運輸帶又稱移動軌床(Moving Tracked Bed)，由兩個導輥和一條不銹鋼薄帶構成，其最高速度為15米／分，通常以8-9米／分的速度運行。每臺壓延機配備一臺冷喂料擠出機，后者負責向前者供料。對冷喂料擠出機沒有什么特殊要求，目前在用的普通型即可，至于它的規格則必須與在該工位壓出／貼合的輪胎部件的體積流量相匹配，保證供給壓延機足夠的膠料。
目前固特異已經研制出兩種熱成型機，其中一種七工位，適用于卡車輪胎生產，另一種為四工位，適用于轎車輪胎生產。七工位熱成型機由7臺微型型材壓延機組成，移動軌床將這7臺壓延機連接成一個整體，可壓出7種不同的輪胎部件并同時完成部件與部件之間的定位和組裝／貼合。
七工位熱成型機的工作流程如下：第一工位的微型型材壓延機壓出氣密層膠片，膠片落在移動軌床，移動軌床將其輸送到第二工位；第--212位的壓延機壓出隔離膠片，敷設在氣密層膠片之上，型輥同時將其壓實，完成兩層膠片的熱貼合；第三工位的壓延機壓出胎側膠，敷設并貼合在上述組件兩側；第四工位的壓延機壓出胎圈包膠，敷設并貼合在上述組件上的某個特定位置；第五工位的壓延機壓出三角膠條，敷設并貼合在上述組件上的某個特定位置；第六工位的壓延機壓出隔離膠條，敷設并貼合在上述組件上的某個特定位置；位于第七工位的壓延機壓出另一條三角膠條，敷設并貼合在上述組件上的某個特定位置。至此，組件也運行到了熱成型機的末端，在此被卷取。卷材將被送往二段成型機，在二段成型機上裁斷，貼上胎體簾布層、帶束層和胎面膠，即得到生胎胚。一卷這樣的卷材可成型100~120條輪胎。七工位熱成型機的總長度為45~50米。
熱成型機貼合不用膠漿，不但降低原材料成本，而且減少環境污染。與傳統工藝相比，熱成型工藝耗材下降10％，勞動用工減少42％，生產成本節約20％。
熱成型機適用于各種類型和規格輪胎的生產。第一臺熱成型機已于1999年7月在盧森堡(Luxem-bourg)輪胎廠投入商用卡車輪胎生產；第二臺熱成型機于2001年夏天在美國丹維爾(Danville)輪胎廠投入原配載重輪胎生產。固特異擬于2001年稍晚些時候在德國富爾達(Fulda)輪胎廠調試第三臺熱成型機，并于2002年將第四臺熱成型機安裝在北美，這兩臺熱成型機將用于轎車輪胎生產。
截至2000年12月，固特異已研發成功6種冠以IMPACT的工裝設備。這些設備一直在盧森堡、美國丹維爾和加拿大納帕尼(Napanee)三地的中試工廠試車，并至少已在一間輪胎廠轉入正式使用。這些新型工裝設備已使全員單位時間生產指數由1998年的100提高到115。計劃到2002年有15種IMPACT32裝設備落戶7間輪胎廠，屆時上述指數將會提升到125。
現有的6種IMPACT212裝設備分別為：①高產量四復合擠出機；②精密帶束層裁斷機；③精密胎體簾布層裁斷機；④四束鋼絲圈卷成機；⑤增強型載重輪胎成型機；⑥乘用輪胎成型機。
固特異在盧森堡輪胎廠用改進過的Berstorff四復合擠出機壓出胎面組件，擠出速度大約為10米／分，據此可推算其產量將超過200公斤／分。用該法生產的胎面組件比傳統工藝生產的輕19％，這意味著成品輪胎重量減輕5％。
在用熱成型機壓出膠片代替外護圈包布取得成功的基礎上，固特異大力發展注壓成型鋼絲圈／三角膠條組件。2001年4月，鋼絲圈／三角膠條組件注壓成型機在盧森堡輪胎廠進人最后階段中試。該機已成功地為5000條載重輪胎提供鋼絲圈／三角膠條組件。目前正對工藝進行調整，為更大批量生產作準備。
鋼絲圈／三角膠條組件注壓成型機由4部分構成：①經過改進的帶DRC2000控制器的DesmaD710．800／4-T／R注壓機；②平板硫化機；③三工位壓緊機；④帶專用夾具的ABB機械手。
已按特定尺寸繞成特定形狀的鋼絲圈掛在專用掛架上。ABB機械手藉專用夾具夾持鋼絲圈，放入三工位壓緊機。經壓緊后的鋼絲圈，由機械手送人平板硫化機。注壓機通過模型上的16個注膠孔往模腔內注膠，多余的膠料由8個排膠孔排出。平板硫化機的熱板不像平常那樣加熱到標準溫度200~(2以上，而是采用感應加熱方式對鋼絲圈進行加熱，確保鋼
絲圈從里向外硫化，目的是既要使鋼絲圈／三角膠條組件表面保持粘性，能夠有效地與其他輪胎組件粘合，同時又達到減少生胎在硫化工序時的硫化時間。硫化程度達到90％時，機械手將鋼絲圈取出。鋼絲圈經修邊后送成型工序備用。
與普通鋼絲圈相比，注壓成型的鋼絲圈對稱性更好、成品容易修整，而且無接頭，省時省工，成品質量與操作工的熟練程度無關。
自1997年以來，固特異己投入5．16億美元開發IMPACT)頃目。其中大部分(約3．52億美元)用在改進現有生產工藝和設備上。構成IMPACT的其他三個要素，平均消耗了4000萬-8000萬美元的費用。所取得的成效是目前已發展到13％的卡車輪胎、1％的轎車輪胎是用IMPACT制造出來的。到2004年，這一比例將提高到卡車輪胎33％和轎車輪胎10％。固特異自己承認從1997年算起，大概需要20年時間才能將其遍布全球的輪胎廠改造成都用IMPACT~藝進行生產。
五、倍耐力M工RS技術
MIRS的全稱為：Modular Integrated Robotized System；建議譯為：積木式集成自動化系統。
MIRS的精髓是：以成型鼓為中心，組織生產；多組擠出機配合遙控機械手，實現從膠料擠出到成型鼓直接成型；用胎胚氣密層代替膠囊進行硫化。
MIRS只有3道工序：①預制；②成型；③硫化。預制工序有多臺擠出機，每臺擠出機配備規格為1×1．5m的卷取軸架，上掛鋼絲或浸漬簾線輥筒；架上的多股鋼絲或簾線進入擠出機的直角機頭，與膠料一同擠出，得到補強膠條，供下游工序使用。成型工序有3組共8臺擠出機和3對遙控機械手，分成三工位操作。成型鼓為可折疊式，中空，鼓身由8塊厚20mm鋁板制成，上有小孔使鼓面與鼓腔連通。成型鼓經預熱進人第一工位，并繞軸旋轉；擠出機將膠料擠出到成型鼓上，機械手反復輥壓膠料，擠出空氣，使膠料緊貼鼓面，得到氣密層；由于鼓面是熱的，膠料被預硫化。接著成型鼓進人第二工位，第二對機械手將預制工序生產的各種補強膠條纏繞在成型鼓上，同時第二組擠出機將膠料擠出到成型鼓上，機械手和擠出機交叉操作，逐步形成胎體簾布層、胎圈等。然后成型鼓進入第三工位，第三對機械手貼預制帶束層，擠出機組將隔離膠、胎側膠、胎面膠直接擠出到成型鼓上，經壓實、整形得到完整胎胚。胎胚連同成型鼓一起進人硫化工序，硫化機裝在六工位圓盤運輸帶的立柱上。第一對機械手將未取下成型鼓的胎胚裝入硫化機，合模，往成型鼓腔內通人高壓氮氣，氮氣通過鼓壁的通氣孔逸出到鼓面，使胎胚脹大，從而脫離鼓面并緊貼硫化模內壁，這樣已經預硫化的胎胚氣密層實際上起到膠囊的作用。和普通硫化一樣，模腔內通人蒸氣。經15分硫化后，圓盤運輸帶到達第六工位，第二對機械手開模，將輪胎連同成型鼓一起取出，折疊成型鼓，得到成品輪胎。成型鼓經拼裝后送回第二道工序循環使用。至此完成一個生產周期。
倍耐力第一間MIRS廠設在總部所在地--意大利米蘭Biccocca，已于2000年6月投產；第二間MIRS廠選址美國佐治亞州Rome，毗鄰新建的鈴木汽車廠，目前尚在建設中。
六、結語
21世紀將是上述全新概念輪胎制造工藝技術逐步擴大工業化的世紀，排在世界前列的幾大輪胎制造商憑借這些全新概念技術進行低成本、高精度生產，從而得以鞏固并提升其現有地位。隨著推廣應用的深入，人們對上述全新概念技術的了解也會越來越多。勿庸置疑，在這過程當中，相信還不斷會有新概念技術涌現。我們可以這樣說，不是今年，也許明年，最晚不超過10年，輪胎制造工藝將與今日我們所見所用的大不一樣。在本世紀內，輪胎制造工藝技術必將發生巨變，這是量變到質變的必然飛躍。
