1839年，美国人查尔斯·固特异发明了橡胶硫化技术，这种技术使橡胶拥有更好的弹性、耐热性、拉伸强度，且具备在有机溶剂中不会溶解的特性。正是橡胶硫化技术的发明，使得轮胎制造技术得到快速发展，性能更好、耐久性更强的轮胎被开发出来。现今的轮胎设计与制造技术和一百多年前相比已经有了翻天覆地的进步，各方面性能早已有了飞跃式发展。今天，我们将走进位于德国汉诺威的马牌轮胎研发中心，了解一下马牌轮胎是如何把工匠精神融入到轮胎研发过程之中的。由于研发中心内部不能拍照，本文将使用官图进行介绍。
● 初见马牌轮胎研发中心
马牌轮胎在全球共有5个研发基地，分别位于美国北卡罗莱纳州夏洛特、美国密歇根州奥本山、德国萨克森州汉诺威、斯洛伐克P?chov、马来西亚Petaling Jaya。我们此次参观的是历史最为悠久的位于德国萨克森州汉诺威的轮胎研发中心。
如果各位想在地图上查询马牌轮胎德国研究中心，可以在网页搜索框输入“J?dekamp 30, 30419 Hannover, 德国”进行搜索。研发中心的红砖墙面散发着浓浓的历史感，实际上其内部的研发设备早已换成现代化的设备，以实现产品的高效研发。
● 轮胎不仅仅是一坨黑色橡胶
要了解轮胎的研发过程，首先我们要来了解下轮胎的结构。轮胎不完全是橡胶，其内部不同位置分布着胎圈（钢丝）、帘布层以及钢丝带束层等。轮胎上不同位置的橡胶会采用不同的配方。如轮胎内部气密层与胎面就会采用不同的配方，气密层更多的是考虑气密性，而胎面则要考虑耐磨和制动等综合性能。下图为大家展示的是一个普通乘用车轮胎的解剖结构。
● 轮胎制造过程简述
轮胎的主要原材料包括组成帘布层的帘线、组成钢丝带束层的钢丝以及各种配方的橡胶。轮胎的生产涉及到约10种不同配方的橡胶，包含15-20种不同的组件。这些组件包括气密层、帘布层、三角胶带、胎壁、缓冲层、冠带层、胎面等。各组间通过组装工序组成轮胎毛坯，然后通过硫化工序对毛坯进行加温加压硫化处理形成轮胎成品。轮胎成品经过目测以及机器的检查，合格后才能出厂。
我们看到的轮胎外表面的花纹是在硫化处理时，通过模具压印到轮胎毛坯表面的。而硫化处理作为轮胎生产的最后一个工序，能够使组成轮胎的各种橡胶弹性、耐热性、耐溶解性、耐腐蚀性增强，具备作为汽车轮胎所需的优良物理机械性能。
● 配方研发有如面包房烘烤面包
我们首先参观的是制造轮胎橡胶测试样品的“Mixing Room”，中文译作“橡胶调配实验室”比较合适。工程师会在这里使用天然橡胶、聚丁橡胶、硅胶、碳黑、软化剂等材料制造出各种橡胶样品供试验部门进行相关测试，性能优异的样品才会被应用到量产的轮胎产品之上。
组成轮胎橡胶的所有材料中，天然橡胶的“变数”最多。天然橡胶随着产地、年份不同，其物理和化学特性有较大差异，这一定程度影响最终轮胎产品的性能。为保证最终轮胎产品质量和性能的稳定性，Mixing Room的工程师需要定期根据现有轮胎产品的配方，使用来自世界各地的天然橡胶混合其他材料制造橡胶样品供试验部门进行相关测试。
经过调配混合的橡胶材料会经过一个机器加热融化并进行搅拌混合形成黑色较软的混合物。随后，黑色的混合物会经过滚筒压扁形成扁平的片状橡胶。这些片状橡胶经过裁剪处理后，会被放入模具中进行热处理（控制压力和温度，实际上就是进行橡胶硫化处理），最后生成试验部门所需的试验样品规格。
实验室内有上万种用来制造轮胎橡胶的材料，包括各种天然橡胶、碳黑、硅胶等。可以按照客户（整车厂商、赛车车队等）需求制作特定的橡胶配方样品。
● 耐久性实验室——使用巨大转毂测试轮胎耐磨特性的地方
随着车辆的行驶，轮胎表面的橡胶会被不断磨耗，胎纹也会逐渐变薄。胎纹变薄、胎纹磨损的均匀程度除了会影响轮胎的抓地力、滚动阻力等特性外，还会影响其行驶时产生的噪音。
耐久性实验室通过转毂和转毂上的砂纸来模拟轮胎在实际路面上行驶的状况，看轮胎在实际行驶一定里程后，各项性能的衰减状况及内部结构的变化，从而在材料、花纹设计等方面进行优化，让轮胎产品在整个寿命周期内的性能更为稳定。
一个转毂对应六个轮胎，轮胎安装的支架可以调节角度来模拟车辆悬架的定位参数，调节轮胎与转毂之间的压力来模拟车辆的重量，让耐久性试验更接近真实的情况。
● 轮胎分析实验室——测试轮胎解剖室
在轮胎产品量产前，测试样品会进行各项性能测试（如制动性能测试、高速测试、耐久测试、缺气行驶测试、法规测试等），达标后才能进行量产。完成各项测试的轮胎会被运送至轮胎分析实验室进行分析。该实验室的工程师首先会对试验轮胎进行外观检查，记录各种参数以及出现的损坏或非正常磨损状况。随后试验轮胎会被“解剖”，以查看内部结构情况。如果内部结构损坏（如帘布层脱胶、钢丝层脱胶等），就需要查找原因并改进配方或者工艺。
正常情况下，轮 胎内部各部分应该是紧密连接的，如果部件与部件之间出现脱离，就说明该轮胎产品存在问题，需要进一步进行问题分析。
无论是乘用车轮胎还是商用车轮胎，测试后的破坏性拆解检查都是必须的。但是商用车轮胎尺寸大，各组成部件也要比乘用车轮胎强度更高，纯人工拆解劳动强度太大。在该轮胎分析实验室内还有专门拆解商用车轮胎的设备，以降低工人的劳动强度。
● 轮胎研发专用的X光机
人们去医院看病，医生可能会根据诊断的需求要求病人进行X光检查。X光机能够把病人身体内部结构通过影像的方式呈现在胶片之上，从而为医生的判断提供参考依据。轮胎研发过程中，同样会用到X光机。
● 德国企业不能缺少的工匠精神——轮胎花纹手工雕刻
对于一些处于开发阶段的轮胎，马牌不会为其制造压印花纹的模具，因为这样成本太高，不符合经济原则。这些处于开发阶段的轮胎很大一部分是由专门的轮胎雕刻师一条一条沟槽雕刻出来的。
手工雕刻轮胎花纹也必须达到一定的精度，这样才能在实际的轮胎测试中验证花纹设计对轮胎性能的影响。马牌规定手工雕刻的轮胎花纹，其误差必须控制在0.2mm以内。
但由于橡胶配方的限制，自动雕刻机不能为了加快速度而无限制提升刀头温度。因为过高的刀头温度会让橡胶的原有性质改变，从而影响后续测试的准确性。所以虽然自动雕刻机能不停地工作，但工作速度却因橡胶配方的限制而无法超越人类太多。马牌的轮胎雕刻室一共有16位雕刻师和数台自动雕刻机，每年最多能够雕刻2000个轮胎，其中包含概念轮胎以及新开发的量产轮胎等。
全文总结：
轮胎的研发和制造是一个复杂的系统工程，涉及的开发体系和研发流程远比想象中复杂得多，此次马牌研发中心的参观只是管中窥豹。但即便是这样，我们也可以看到马牌作为一家百年轮胎企业在技术上的传承，如手工雕刻轮胎花纹的传承就是一个很好的例子。马牌的整套轮胎研发和制造体系经过一百多年的“淬炼”已经非常成熟，这是其产品性能和质量稳定性的保证。展望未来10年，轮胎技术将不会有飞跃式发展，轮胎性能的增长也会非常缓慢。但随着新能源汽车产业的兴起，低滚动阻力、轻量化的轮胎需求将会有所增加，这将成为马牌轮胎未来10年的一个重要研发方向。
