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轮胎行业中的激光清洗技术简介2022年轮胎市场：不乐观中橡协在年初召开了10家重点轮胎企业线上交流会，邀请了工信部和商务部有关负责人参加会议，据企业反映2022年轮胎行业整体生产经营情况并不乐观，堪称从业以来最艰难的一年：交通运输不畅，疫情管控，进口材料受阻，原材料价格飞速上涨，库存大增，销售受限等情况多点爆发；同时受汽车产业停摆影响，盖世汽车研究院王显斌预计汽车产量将出现断崖式下滑，将进一步影响轮胎企业的经营。
据悉2022年大部分轮胎企业的各项主要技经指标都出现同期-5%至-15%的下滑。
在大环境下行的情况下如何进一步降本增效，守住基本盘以待来时？或许激光清洗技术能带来一定帮助：一、激光清洗在轮胎硫化中的应用总所周知，在轮胎生产环节中，轮胎硫化环节是能源消耗第一大户。
一般轮胎硫化是通过向模具和胶囊内给到一定压力的过热水或蒸汽，使轮胎的内纹和外温分别上升到180°C以上和150°C左右，这一过程需要大量的热量。
按现行GB29449-2012国标工序划分，硫化工序的能耗占第一位。
因此牵好“牛鼻子",能源利用就能上一个台阶。
在这方面除了使用氮气硫化工艺替代过热水工艺、避免热量的系统性浪费和全自动硫化车间的升级之外，模具的清洗也是其中关键的一步：因为传统的处理方式需要硫化机长时间的停下来，将模具先降温，清洗处理后再升温，整个过程费时也浪费热能，同时频繁的开关灶也使自动车间失去了节省热量的意义。
模具的清洗一般分为两种情况：一种是因规格花纹的切换而导致的模具更换，一种是仅仅是模具的清洗而非规格花纹的切换。
无论是哪一种都需要满足两种清洗方式，一个是彻底清洗周期的模具翻新，一个是延长彻底清洗周期的生产途中在线清洗。
在这个处理流程中激光清洗有着独到的优势：首先激光清洗机是一种能满足自动化在线清洗的清洗工艺。
它能在180°C左右的工作温度下通过软件进行远程操作，无需对模具进行降温即可完成清洗。
作者简介：潘济堂（1979-），男，工程师，本科，主要从事激光技术在智能方面的应用研究。
收稿日期：2021-06-300 引言模具是轮胎制造过程中的关键装备，如何高效、快捷、有效且低成本地清洁模具一直是轮胎企业苦恼的问题。
尤其面对弹簧气孔套式模具和PVD 镀层模具，传统的喷砂、喷干冰、超声波清洗方式无能为力。
喷砂清洗会损伤模具，存在后续繁重的气孔通孔作业，而且喷砂无法清洗弹簧气孔套式模具。
干冰清洗耗材昂贵，噪音大，无法有效彻底地清洁模具。
化学药液超声波清洗模具耗时长，还面临废液处理排放的问题。
轮胎模具激光清洗技术，是用高能高频纳秒超短脉冲激光轰击模具表面，使其表面的污染层瞬间蒸发或爆破剥离，从而达到清洁的工艺过程。
相对传统清洗方法，激光清洗模具有很多优势：（1）清洗无需耗材辅料。
（2）运行成本低。
（3）能量密度可精准调整。
（4）不会损伤模具。
（5）不会出现堵塞排气孔现象。
（6）清除的固体粉末易于收集，对环境无污染。
激光清洗质量的好坏和清洗效率的高低取决于激光清洗过程中对激光能量的有效控制。
采用全自动激光清洗系统可精确控制模具表面获得的激光能量密度，在保证不损伤模具的前提下最大可能的提高效率，保证清洗的一致性。
由于手持激光清洗机采用手持清洗作业方式，无法保证模具表面激光能量密度的一致性，从而导致清洗不均匀，存在“花斑”现象，影响轮胎激光清洗技术在轮胎模具清洗中的应用研究潘济堂(南京集萃激光智能制造有限公司，江苏 南京 210000)摘要：介绍了激光清洗技术在轮胎模具清洗中的优势。
简述了国内外激光清洗技术在轮胎模具清洗中的现状，研究了模具损伤的激光能量密度阈值，对全自动激光清洗设备的参数进行了详细的分析，确定最佳参数范围，结果表明，工艺参数适当，能快捷有效的清洁轮胎模具，而不损伤模具。
关键词：模具清洗;激光;损伤阈值;能量密度中图分类号：TQ30.41文章编号：1009-797X(2022)03-0047-05文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2022.03.009外观及产品品质，严重时会损伤模具。
轮胎模具清洗的三种方式
创研科技用于清洗轮胎模具目前有三种方式：激光清洗、喷砂清洗、干冰清洗
激光清洗:
*深具弹性
*可以清除死角或不易清除的部位
*无需预热处理，对冷热模具均可清洗
*不会产生有毒害的气味
*无耗材
*清洗洁净度、厚度可控
*适用于多种工厂清洗应用
喷砂清洗机:
此设备主要用于轮胎模具清洗，共含8个喷枪，利用塑料喷砂粒、玻璃珠或微细钢珠等对轮胎模具(两半模和活络模)进行快速清洗。
目前轮胎模之清洗方式包含喷砂、干冰及机光洗模，但在生产线下洗模仍为喷砂为主，其洗模效果最好、速度最快及成本低廉，仍是个轮胎厂洗模最好的选择。
干冰清洗:
*Sureflow系统
*专利分离式承接盘设计
*先进的太空时代绝缘承接盘（干冰升华极度缓慢）
*密封式承接盘/盖板设计
*领先业界的专利馈送器设计
*触发启动的承接盘震动
*可变换的干冰粒馈送率，每分钟0至7磅（每分钟0至3.2公斤）*凸出的承接盘与未使用的省冰功能
*360度半径机动性
*全贴地，无平轮。
一种轮胎模具激光清洗方法及设备近年来，随着工业技术的不断发展，各行各业的生产制造都在不断向着智能化、自动化方向迈进。
在轮胎制造行业中，轮胎模具的清洗一直是一个不容忽视的环节，它关系着产品质量、生产效率和环境卫生等多个方面。
如何快速高效地清洗轮胎模具成为了工业界的热门议题。
转眼间，激光清洗技术已经成为清洗领域的翘楚。
与传统的清洗方法相比，激光清洗无需使用化学药剂，不会产生二次污染，不损伤被清洗物表面，清洗速度快且效果好。
然而，针对轮胎模具这一特殊的产品，如何应用激光清洗技术，需要进行深入的探讨和研究。
在这篇文章中，我们将从多个角度来探讨一种轮胎模具激光清洗方法及设备，并对其进行全面评估。
1. 技术原理激光清洗技术是利用高能量激光束对被清洗物表面进行照射，使污垢层吸收光能并在极短的时间内膨胀剥离，从而达到清洗效果。
对于轮胎模具而言，激光清洗技术可以精准清洗模具表面的油污、胶渍等附着物，保证模具的表面光洁度和精度，提高生产效率。
2. 设备组成一种典型的轮胎模具激光清洗设备主要由激光清洗头、激光发生器、控制系统等部分组成。
其中，激光清洗头负责发射激光束，激光发生器提供激光能源，控制系统则对清洗过程进行精确控制。
根据轮胎模具的特殊形状和尺寸，清洗设备还需要具备一定的灵活性和适应性。
3. 清洗效果相较于传统的清洗方法，轮胎模具激光清洗方法具有清洗效果好、清洗速度快、无二次污染等优点。
激光清洗可以高效去除模具表面的油污、胶渍等附着物，不会损伤模具表面，保证了模具的长期使用效果。
4. 应用前景随着轮胎制造技术的不断提高，激光清洗技术在轮胎模具清洗中的应用前景十分广阔。
通过不断完善和优化设备和工艺，将能够更好地满足轮胎制造行业对模具清洗的需求，提高生产效率，降低清洗成本，推动行业的可持续发展。
总结回顾一种轮胎模具激光清洗方法及设备是一项具有广阔前景和市场需求的技术。
通过深入的研究和开发，它将为轮胎制造行业带来可观的经济效益和社会效益。
激光清洗机在轮胎模具上的清洗应用轮胎模具因为经常接触橡胶，不可避免会受到橡胶凝固过程的影响，如果不经常清洗保养，一些花纹处会污物堆积，造成产品不够精确，对模具寿命也有很大的影响，因此需要经常的清洗。
目前来说除了手工、机械清洗外，激光清洗也逐渐在应用。
下面介绍激光清洗机在轮胎模具上的清洗应用。
随着轮胎模具每天的使用，这些污染物会越积越多，很难清除。
一般清除方法不易被去除干净，会形成清理死角。
经常性地清洗模具以保证其表面的洁净度，才能保证轮胎的质量以及模具的寿命，利用激光清洗方式，由于激光可利用光纤来传输，因此在使用上深具弹性;由于激光清洗方式可用光纤连接而将光导至模具的死角或不易清除的部位进行清洗，因此使用方便;由于橡胶并无气化，因此不会产生有毒害的气体，影响工作环境的安全。
激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。
它是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术，与传统的机械清洗法、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，有明显的优点。
它高效、快捷、成本低，对基片产生的热负荷和机械负荷小，清洗为非损伤;废物可回收，无环境污染物安全可靠，不损害操作人员健康证可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层次清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。
激光清洗技术具有效率高、低成本、且对模具无损等显著优势。
同时可以实现在线清洗作业，并对操作者有安全保证。
相对于传统清洗方法，利用激光清洗极大地提高了清洗质量和清洗效率，解决了传统清洗方法存在的问题，并完全能够满足轮胎清洗必须迅速可靠的要求。
武汉瑞丰光电激光是早一批生产激光设备企业之一，拥有十多年的研发生产经验，在技术以及整合方面领先同行企业。
公司自成立以来，时刻关注激光技术的研发与客户的发展需求，致力于为每个企业提供完善的材料加工解决方案。
科技成果——激光清洗成套设备技术开发单位沈阳工业大学成果简介激光清洗技术主要是利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。
相对于酸碱洗、喷砂和机械刮削等传统清洗工艺，激光清洗不需要化学制剂、非接触无损伤、无污染，具有高效、高精、绿色环保特征。
轮胎模具激光清洗设备采用激光清洗技术，可以去除模具/零部件表面的腐蚀层、油污、油脂、残留橡胶、炭黑、氧化物、旧漆等污染物。
目前在以轮胎模具清洗设备为平台的基础上开展了大量工艺试验，为变型设计系列化产品奠定了扎实的基础。
应用范围可应用于钢铁冶金、航空航天、国防军工、汽车及零部件、精密仪器仪表、集成电路、家电等领域的零部件焊前清洗锈蚀氧化层、表面除漆除锈、模具等复杂结构件的高精清洗等。
产品特点对设计复杂和具有几何结构表面的模具均能灵活操作；清洗范围广、效率高、无噪声、无污染、成本低；智能激光清洗；对清洗表面几乎无损坏；具有自动定心功能；操作简单，使用安全；系统设计紧凑，占用空间小；可靠性高，几乎不需维修。
激光清洗设备参数表主机设备尺寸（长x宽x高）：5600mm×4800mm×3500mm；供气压力：0.6-0.7MPa；清洗范围（直径x高）：1300mm×545mm；定位精度（X1、Y1、Z、X）：±0.2/500mm；最大载重量：5000kg；重复定位精度（X1、Y1、Z、X）：±0.1mm；最佳清洁距离（激光头到模具）：100-150mm；激光器：进口原装光纤激光器；电源：380V±10%，50Hz；冷却方式：水冷；电源线制：三相五线制；环境温度：5℃-40℃（精加工温度按国标执行）；整机功耗：32kW；相对湿度≤85%（执行国家标准）；激光输出功率：1kW；控制方式：手动/自动；激光峰值功率：1.4MW；防碰撞功能：支持；扫描尺寸：2.4mm×18mm；清洗介质：腐蚀层、油污、油脂、残留橡胶、炭黑、氧化物、油漆等；清洗效率：15m2/h。
创新技术NEW TECHNOLOGY34一、轮胎模具清洗技术的发展随着轮胎行业对产品外观质量要求的提升，以及模具制造工艺的不断发展，轮胎模具发生了翻天覆地的变化。
一是材质方面，铝制模具具有加热更快、重量更轻、机械加工更简单、寿命更长等优点，正在逐步取代传统钢铸模具。
但同时，相较钢铸模具，铝制模具又具有硬度低、不耐磨、易变形的特点，对模具的维护保养提出更高要求。
二是在模具的花纹外观设计方面，为追求轮胎低滚阻、高性能等性能和华美的外观效果，花纹外观设计由传统的纵向大块花纹向纵横交错式设计转变，花纹细节变多，花纹块变小、变碎。
三是天鹅绒高端花纹轮胎，胎侧如天鹅绒毛般柔软细致，美观精致。
相较于普通模具侧板纹理的最小间距0.50mm，采用激光雕刻的天鹅绒模具，纹理间距仅0.17mm，模具清洗难度成倍提升。
四是无胶柱弹簧气孔套排气模具，相较传统有胶柱气孔套来说，气孔数量增长30%，结构更加复杂和精密，喷砂清洗会导致气孔套堵塞问题。
上述发展变化情形，对轮胎模具清洗提出了更高的要求，本文对比分析了不同模具清洗方法的优缺点。
二、不同模具清洗方法的优缺点对比分析1.喷砂洗模喷砂洗模是利用高压风将塑料或玻璃砂粒，通过喷嘴对轮胎模具进行冲洗的洗模方式。
在轮胎制造早期，硫化模具更多采用钢制材料，模具硬度强且花纹纹理简单，喷砂作者 浦林成山（山东）轮胎有限公司 曹 凯武汉华工激光工程有限责任公司靳伦平轮胎模具激光在线清洗， 取得成功随着轮胎行业对产品外观质量要求的不断提高，传统的轮胎模具清洗方法——喷砂洗模、干冰洗模存在的问题逐渐暴露，如清洗效果不佳、工作噪声过大、耗材成本高等，行业亟需一种更加高效清洁的模具清洗方式。
使用激光技术在轮胎硫化生产线上进行模具清洗，能够减少模具降温再升温、拆解移动再装配的时间，实现原温、原位清洗，非常契合轮胎行业的需求，有望成为一种新的轮胎模具清洗方式。
Copyright©博看网. All Rights Reserved.创新技术NEW TECHNOLOGY 35洗模凭借较强的清洗效果在轮胎制造企业得到广泛运用。
作者简介:王斌(1968 ),男,陕西凤翔人,双喜轮胎工业股份有限公司工程师、经济师,主要从事企业发展与策划工作。
我国轮胎模具制造和清洗技术概况王 斌(双喜轮胎工业股份有限公司,山西太原 030006)摘要:介绍我国轮胎模具的制造和清洗技术。
轮胎模具在制造过程中的表面处理尤为重要,利用稀土复合渗表面处理技术可以以国产碳素塑料模具钢和低合金塑料模具钢替代昂贵的高合金精密塑料模具钢制造轮胎模具,大大降低生产成本。
模具清洗方法中以干冰清洗法效果最佳,可在不损伤模具和无污染的前提下清洗细小的排气孔,并大大降低操作人员的劳动强度。
关键词:轮胎模具;表面处理;稀土复合渗;干冰清洗;激光清洗中图分类号:T Q336.1;T Q330.4+1 文献标识码:B 文章编号:1006 8171(2007)12 0727 04轮胎模具对轮胎外观质量有着举足轻重的作用。
近年来,轮胎工业的迅猛发展给轮胎模具业提供了广阔的市场空间,使轮胎模具业得以快速发展。
本文简要介绍我国轮胎模具制造和清洗技术。
1 行业发展概况中国橡胶工业协会模具分会统计显示,13家会员单位2006年模具现价工业总产值11.69亿元,利税总额2.1亿元,分别同比增长18.83%和45.76%。
统计数据表明,2006年我国轮胎模具行业取得了较好成绩,发展速度明显加快。
轮胎模具在近10年获得了高速发展,从20世纪80年代成功研制出第1批子午线轮胎活络模具开始,我国轮胎模具制造技术日趋成熟。
进入21世纪,随着我国汽车制造业的迅猛崛起,轮胎模具制造业更获得了前所未有的发展机遇。
经过几十年的发展,轮胎模具已从两半模发展到活络模,模具结构从简单发展到复杂,模具材料从铸铁发展到铸钢、铸铝和合金铸钢,模具制造工艺从简单的手工、机械化加工发展到五轴五联动数控加工,模具设计和制造水平得到很大提高,轮胎模具行业呈现出产销两旺的大好局面,促进了投资力度加大。
同时,依靠技术改造和技术创新,轮胎模具的新技术、新工艺和新产品不断涌现,轮胎模具企业加快了向高新技术企业迈进的步伐。
激光设备的清洗工艺1．前言随着科学技术的高速发展，激光技术已越来越多地应用于人们的生产和生活的各个领域。
从超市的条形码、激光打印机到激光美容、治疗近视，并已为人们所熟悉。
激光设备用于工业生产的切割、钻孔以及焊接也为许多人所了解。
但激光设备在清洗行业的应用，人们还不够熟悉和了解。
激光清洗技术是近10年来飞速发展的一种新型清洗技术，它以自身的优势和不可替代性在许多领域中逐步取代了传统清洗工艺。
下面对激光设备为什么能够进行1．前言随着科学技术的高速发展，激光技术已越来越多地应用于人们的生产和生活的各个领域。
从超市的条形码、激光打印机到激光美容、治疗近视，并已为人们所熟悉。
激光设备用于工业生产的切割、钻孔以及焊接也为许多人所了解。
但激光设备在清洗行业的应用，人们还不够熟悉和了解。
激光清洗技术是近10年来飞速发展的一种新型清洗技术，它以自身的优势和不可替代性在许多领域中逐步取代了传统清洗工艺。
下面对激光设备为什么能够进行清洗？可用于清洗什么？清洗的效率效果如何？作一简单介绍。
2．激光与清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。
在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。
如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。
而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。
同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。
例如，工件表面粘有亚微米级的污染颗粒时，这些颗粒往往粘得很紧，常规的清洗办法不能够将它去除，而用纳米激光辐射工件表面进行清洗则非常有效。
还由于激光对工件是无接触清洗，对精密工件或其精细部位清洗十分安全，可以确保其精度。
所以激光清洗在清洗行业中独具优势。
激光为什么能够用来清洗？为什么对被清洗物体不会造成损害呢？首先了解一下激光的本质。
脉冲YAG激光清洗轮胎模具的实验研究张自豪;余晓畅;王英;陈培锋【摘要】为了获得激光清洗轮胎模具的工艺参量,采用自主研制的平均功率达250W的脉冲式YAG激光清洗设备开展了轮胎模具激光清洗实验研究.取得了不同激光参量对轮胎模具清洗效果的实验数据,并研究了激光峰值功率、能量密度等参量与轮胎模具清洗速度、清洗效果的关系.结果表明,清洗轮胎模具脉冲YAG激光比CO2激光更高效;轮胎模具清洗的激光能量密度阈值约为250mJ/mm2,提高激光峰值功率和平均功率能提高清洗速度和清洁效果.此结果为激光清洗设备的研究提供了参考.%In order to obtain technological parameters for cleaning tire molds with laser,a self-developed pulse YAG laser with the average power of 250W was used to carry out experiment of tire mold cleaning.The experimental data of the relationship between different laser parameters and the cleaning effect of the tire mold was obtained.The relationships between the parameters such as laser peak power,energy density and cleaning speed,cleaning effect of the tire mold were studied.The results show that for cleaning tire molds,pulse YAG laser is more efficient than CO2 ser energy density threshold for cleaning tire molds is about 250mJ/mm2.The increase of laser peak power and average power can improve cleaning speeds and cleaning effect.The research provides the reference for research of laser cleaning equipment in this field.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2018(042)001【总页数】4页(P127-130)【关键词】激光技术;激光清洗;轮胎模具;YAG激光【作者】张自豪;余晓畅;王英;陈培锋【作者单位】华中科技大学光学与电子信息学院,武汉430074;武汉市杰都易光电科技有限公司,武汉430014;华中科技大学光学与电子信息学院,武汉430074;武汉市杰都易光电科技有限公司,武汉430014;华中科技大学光学与电子信息学院,武汉430074;华中科技大学光学与电子信息学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN249常见的工业清洗方式有化学清洗和机械清洗等方式，都不可避免地会出现环境污染，或者会对需要清洗的零件造成损伤。
激光清洗轮胎模具新工艺周桂莲,赵海霞(青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266042)摘 要:激光清洗轮胎模具的原理是利用模具基体物质与表面附着的污垢对某一频率的激光能量吸收系数的差别,使激光能量充分被表面附着的污垢所吸收,从而受热膨胀直至气化,所形成的气体被吸收利用而不损伤甚至强化模具基体,以达到绿色清洗的目的。
本文从激光的特性、激光器简介、激光清洗原理以及激光清洗应用分析等方面对激光加工技术新应用进行了探讨。
关键词:激光;清洗;轮胎模具中图分类号:T Q33014 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2003)05-0039-03收稿日期:2003-05-14基金项目:青岛市工业攻关重点资助项目(02-1-kj -gg -5)作者简介:周桂莲(1949-),女,山东青岛人,副教授,长期从事橡机、化机制造工艺及科研工作,多次获国家、省、市级奖项。
1 激光的特性激光,含义是受激辐射产生光放大。
激光同电子束和离子束统称为高能束,共同特点是束流携带着很高的能量在空间传输,通过聚焦,在焦点附近可得到104～1015W/cm 2功率密度的辐射,是强度最高的热源。
激光的特点是单色性好,方向性好,亮度高,且相干性好。
30余年来国际范围内科研、医疗、工业、农业、国防建设方面激光技术得到快速发展和应用,各种激光加工高新技术也不断被采用,新工艺不断出现。
尤其80年代大功率激光器批量生产后,激光加工在激光技术应用领域中占1/3左右。
2 激光加工及激光器的选择激光加工即激光束高亮度(高功率)、高方向性特性的技术应用,就是把足够功率的激光束聚集,然后照射到材料的适当部位,使其在10-11s 内将光能转变为热能。
各不相同的光照参量使材料局部发生溶化、气化、金相组织变化及产生相当大的热应力,从而达到材料去除、连接、改性和分离等加工目的[1]。
下面为计算材料表面达某一温度T 时所需激光辐射功率密度q :q =0.885TKat (W/cm 2)式中:T 为温度,℃;K 为材料的导热系数,W/(cm ・℃);a 为材料的传温系数,cm 2/s ;t 为激光作用时间,s 。
上式说明,对同一种加工材料,要达到的表面强度越高,所需激光辐射功率密度越大;而激光作用时间越长,所需功率密度越小。
产生激光的器件称激光器,1960年美国工程师Mamain 研制出世界第一台激光器,用于加工的激光器须具有一定的功率、较好的光束质量、稳定的输出。
激光器由工作物质、激励源和光学减震腔三大部分组成。
常用的激光器种类,按激光工作物质的形态可分为固体、气体、离子和准分子激光器等;按激光的振荡输出方式又可分为连续、重复脉冲和脉冲激光器。
选用激光器,即选择激光器的种类、功率和工作方式等,取决于加工形式、加工尺寸以及材料的种类。
常用激光器选择如表1所示。
3 激光技术用于模具清洗领域的重要性在轮胎或模制品生产过程中,模具是一种必不可少的机械设备。
模具的好坏直接影响到轮胎或制品的质量。
轮胎或制品的模具中都有花纹和标志图案,这些均为雕刻工艺,比较细腻。
模具是在高压、高温的条件下反复使用的,模具型腔中的花纹、沟槽等处很容易积存橡胶和残留物,当积累到一定程度,就会影响轮胎或制品的表面形状,从第24卷 第5期 特种橡胶制品 V ol.24 N o.52003年10月S pecial Purpose Rubber ProductsOctober 2003表1 加工用激光器种类及主要性能类 别名 称波长,μm发散角,rad工作方式典型功率,W主要用途固体Nd∶Y AG 1.065×10-3连续最大103打孔、精密切割、缝焊及表面处理气体CO210.610-3～10-2连续达104量级切割、焊接、表面处理而使产品成为次品或废品,所以模具表面必须经常清洗。
自从有了模具,模具的清洗一直是人们关心的问题。
经过长期的探索,积累了许多清洗模具的方法。
最初是使用高温碱水进行浸泡,这种方法效率很低,只适用于清洗小型模具,对于大型模具无能为力。
后来人们发明了喷砂法,这也是目前常用的方法。
尽管喷砂采用的介质不同,如砂子、玻璃珠或塑料珠,但所有的喷砂清模技术都极为相似,都存在工作繁重(如清理、装卸等),损伤模具表面,缩短模具的使用寿命等问题,从而增加成本。
近几年来,行业中还有化学清洗剂清洗法、干冰法和高压水清洗法等,这些方法都不能从根本上达到清洗模具的目的,而且还存在着一定程度的污染。
所以,目前轮胎和制品行业迫切需要一种高效、低成本,对环境无污染的清洗技术。
4 激光清洗轮胎模具的原理及优越性激光清洗轮胎模具技术是指采用高能激光来照射轮胎模具表面,使表面的胶粒、锈迹和涂层等发生瞬间蒸发与剥离。
激光清洗机理大致可分为两大类[2]:一是基体与污染物对某一特定波长的激光吸收系数差别很大,或者两者溶、沸点程序有一定差距,污物吸收激光能量后,或气化挥发、或瞬间受热膨胀并被蒸气带离基体表面;二是基体材料与附着其上的污物性能差别不大,在高能量密度、高频率的脉冲激光作用下,污物层内产生分裂应力,而与基体脱离。
用激光技术清洗轮胎模具完全能达到行业发展的要求,它是一种高效、低成本、无污染的光电技术,比喷射法可提高效率10倍以上,且对模具无损,极大地降低成本,并对操作者有安全保证,无污染,属绿色清洗。
德国J ET激光系统清洗模具表面的方法使用起来很方便,与移动系统结合在一起比喷射法清洗速度快的多,价格更便宜,对环保更有利。
这种新型的激光清洗模具的原理如下[3]:将功率近1亿W的极其短促的激光脉冲对准轮胎模具表面,突然施加到要洗掉的那一层硫化残余物上的能量不会散发掉,从而可把硫化残余物冲洗掉。
当被清洗下来的部分物体产生挥发时,余下之物体,则以尘粒形式被抽吸出去并汇集于过滤系统而很容易得到回收。
不断重复此过程直至硫化残余物全部清除掉为止。
因为清洗轮胎模具金属表面的激光光束的能量或功率不足以对金属模具表面产生任何使其表面结构破坏的机械、热和化学作用,所以用激光清洗轮胎模具可保证模具表面完好如初。
系统若满负荷运行,以轮胎生产厂一年清洗1500次模具计,可节省生产时间6000h,轮胎产量可增加约3万套,经济效益相当可观。
5 常用激光清洗的方法及应用前景以上介绍的是德国J ET激光系统公司发明的新型激光清洗方法,归纳起来,常用激光清洗方法共有4种[4]:a)激光干洗法,即采用脉冲激光直接去污;b)激光+液膜方法,即首先沉积一层液膜于基体表面,然后用激光辐射去污;c)激光+惰性气体的方法,即在激光辐射的同时,用惰性气体吹向基体表面,当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面,以避免表面再次污染和氧化;d)运用激光使污垢松散后,再利用非腐蚀性化学方法清洗。
目前前3种应用及试验较多,第4种仅见于石制文物的清洗中[5]。
激光清洗技术在德国推广应用至今已数年了,而我国才刚刚起步,主要是激光设备的投资昂贵,普遍应用还有一定难度。
激光清洗技术与传统清洗技术相比较,有无法比拟的优点。
目前轮胎模具高效率低成本的清洗方法急需推广。
据统计,我国轮胎年产量已达1亿套以上,那么模具数量将是非常可观的,且一套模具使用3周左右就需清洗一次。
可见推广应用激光技术清洗轮胎模具的意义重大。
相信在此技术不断完善的基础上,随着设备的批量化生产,激光清洗技术将在轮胎模具清洗或其他的清洗业中发挥重要的作用。
04特种橡胶制品第24卷 第5期参考文献:[1] 翟光明1激光技术用于轮胎工业[J ]1轮胎工业,1999:30623071[2] 辛家梁,乔松,田晓燕1激光清洗工作原理与应用[J ]1化学清洗,1998:322341[3] Jo ..rg 1T ire T echnology International [M]11998:29122931[4] 张银江1激光清洗技术及应用[J ]1化学清洗,1999:212221[5] 任瑛丽,张西燕,张秉坚1石制材料的激光清洗[J ]1中国建材,2001:782791N e w T echnology of Laser Cleaning Tyre MouldZHOU Gui 2lian ,ZH AO Hai 2xia(C ollege of Mechanical Engineering ,Qingdao University of Science andT echnology ,Qingdao 266042,China )Abstract :The principle of laser cleaning tyre m olding is based on the difference of the abs orption coefficient to laser energy of a certain frequency between m olding and the dirty adhered to the surface ,then the dirty is heated and swelled to vapor ,but not hurting ,even enhancing the m olding material.The vapor is abs orbed and reused s o that this attains the purpose of greenly cleaning.The new technology was discussed including the characteristics of laser ,brief introduction of laser devices ,principle of cleaning and application analysis of cleaning.K eyw ords :laser ,cleaning ,tyre m ould(上接第38页)简化了生产工艺,且外骨架油封外观装饰性好。
3 结论a )通过不同橡胶与镀镍金属的直接硫化粘合实验表明,采用三聚硫氰酸及其衍生物可实现镀镍金属与橡胶的直接硫化粘合。
b )镀镍金属与橡胶的直接硫化粘合机理是橡胶与金属界面粘合主要依靠三聚硫氰酸化合物的多功能基团通过共交联而实现的。
c )将实验结果应用于实际生产,满足了粘合性能要求,可应用于生产中高档外骨架油封产品。
参考文献:[1] 刘玉强,闫洪,潘森鸿等1镀镍金属与橡胶的硫化粘合技术[J ]1橡胶工业,2003,50(3):1541Adhesion of Nickel 2plated Metal to RubberCompound during CuringLIU Yu 2qiang 1,Y AN Hong 2,P AN Sen 2hong1(11K unming University ,K unming 650118,China ;21K unming Metallurgy Research Institute ,K unming 650031,China )Abstract :The experiment result and adhesive mechanism of nickel 2plated metal to different rubber com pounds were introduced.The results met adhesive technology requirements as it was applied to outer skeleton oil seal prod 2uct.It was proved that the results could be applied to practical production.K eyw ords :nickel 2plated metal ,rubber ,curing adhesion142003年 周桂莲等 激光清洗轮胎模具新工艺。
