Specification-based procedure to determine the volume/weight and distribution of rubber in the manufacturing of an Agro Tire

Abstract

This master's dissertation results from the work carried out in the CST R&D department of the multinational company Continental AG, in Lousado, in a curricular internship context. The study is part of the effort to identify the destabilising features of the ultimate component A thickness of agricultural tires, inserted in the manufacturing analysis. The focus component addressed in the study of this document is the tire component A. The ambiguity of results was identified in two situations. The first, given the unchanged theoretical design specifications, showed that component A Tire Dimension results were different from those initially desired and obtained. The second, due to the unpredictability of the component A Tire Dimension results, when alterations to the feature were made. This point comes from the lack of connection between the desired geometry and the initial design feature to be applied. Both issues were studied and, therefore, it was decided to divide the project into two major studies: the definition of the component A feature and the application of component A material A. The problem identified is based on the dimensional control of the component under study, which resides in the material A distribution, physically translated by the volume. The adopted methodology uses STEP models and modelling tools, which, controlled by programming codes written in python language, are able to modify the model according to the intended dimensional specifications, slice it and obtain the volumes of each portion of it. Finally, these volumes are converted into thicknesses, which will compose the new ideal 2D component A feature. In a second aspect, the production phase is addressed and measurement tests are suggested that isolate factors with an undetermined impact on the dimensional result of the tire. Five tires of current production are also analysed, subjected to scan, perimeter, and weight measurements in different structural stages. A subsequent selection for Tire Dimension study is made to strategically selected tires. At the end, a new method is developed for the definition of the component A feature that aims to consider the ideal amount of material in the indicated distribution, allowing the mitigation of movement of component A material A during vulcanization. In production, some occurrences that influence the dimensional result of agricultural tires component A are identified.

A presente dissertação de mestrado resulta do trabalho realizado no departamento de CST R&D da empresa multinacional Continental AG, nas instalações de Lousado, num contexto de estágio curricular. O projeto insere-se no âmbito da identificação dos aspetos desestabilizadores das espessuras finais do componente A de pneus agrícolas, inseridos na análise da manufatura. O componente de foco abordado no estudo deste documento é o componente A do pneu. A ambiguidade de resultados foi identificada em duas situações. A primeira, face a especificações teóricas de projeto inalteradas, denotou-se a obtenção de resultados dimensionais do componente A diferentes das almejadas e das obtidas inicialmente. A segunda, face à imprevisibilidade dos resultados dimensionais do componente A obtidos, quando alterações ao caraterística eram tecidas. Este ponto advém da ausência de conexão entre a geometria desejada e o caraterística de projeto a ser aplicado. Ambas as questões foram alvo de estudo e, por isso, optou-se por dividir o projeto em dois grandes estudos: a definição do caraterística do componente A e a aplicação do material A do componente A. O problema identificado está assente sobre o controlo dimensional do componente em estudo que reside na distribuição do material A, traduzida fisicamente pelo volume. A metodologia adotada utiliza modelos STEP e ferramentas de modelação, que controladas por códigos de programação redigidos em linguagem python, são capazes de modificar o modelo segundo as especificações dimensionais pretendidas, fatiá-lo e obter os volumes de cada porção do mesmo. Por fim, convertem-se esses volumes em espessuras, que irão compor o novo caraterística 2D de componente A considerado como ideal. Numa segunda vertente, a fase de produção é abordada e são sugeridos testes de medição que isolam fatores com impacto indeterminado no resultado dimensional do pneu. Ainda são analisados cinco pneus de produção corrente, sujeitados a medições scan, de perímetro e peso nas diferentes etapas estruturais. Uma posterior seleção para estudo dimensional é feita a pneus selecionados. Por fim, um novo método é desenvolvido para a definição do caraterística do componente A que visa considerar a quantidade ideal de material na distribuição indicada, permitindo a mitigação de movimentação do material A do componente A na vulcanização. Na produção, são identificadas algumas ocorrências que influenciam o resultado dimensional do componente A de pneus agrícolas.