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【Rayclass | 锐课堂】第19期:为何激光清洗轮胎模具更胜一筹?
时间:2019-08-02来源:原创文章

在汽车轮胎的制作过程中,模具是很重要的机械设备。模具的好坏直接影响到轮胎的质量。轮胎模具表面都会有雕刻的花纹或其他的图案,并且模具经常会在高温、高湿环境下使用,因此在内雕的刻槽内会有很多留存下来的橡胶或其他的残留物,当积累到一定的程度后,就会影响模具的外形结构最终导致生产出来的产品为次品,因此保持轮胎模具的清洁显得尤为重要。

随着科学技术的不断发展,轮胎模具清洗技术不断在更新。最早的方法是使用高温碱水对轮胎模具进行浸泡,这对小型的模具来说用处很大,但是对于大型的模具来说并不适用。

后来人们发明了喷砂法,喷砂法所用的原料一般有砂子、玻璃珠等,但所有的喷砂清洗模具技术都存在损伤模具表面、减少模具使用寿命的问题,因此并不适合使用。近几年,行业里先后出现了化学清洁剂清洗、干冰清洗等技术,但是这些方法都不能从根本上解决清洗轮胎模具的问题,从行业发展的角度来看还需要开发出更加环保、有效和省成本的清洗技术。

轮胎模具

图片来源于网络

激光清洗轮胎模具原理及优势

激光清洗轮胎模具技术就是利用激光高能量、高亮度、方向性好等特点,破坏污染物与物体表面之间的作用力,从而去除污染物而不损伤基体的过程。

激光清洗轮胎模具是激光清洗材料表面脏污选择性蒸发的过程。不同材料对特定波长的激光能量吸收率不同,当材料表面附着物的吸收率大于基材吸收率时,通过激光照射,可以使附着物的温度瞬间升高到熔点之上并发生气化。由此产生的表层界面气化现象由于达不到基材的熔点,所以对基材无损伤。

激光清洗轮胎模具原理图

激光清洗轮胎模具相对于传统清洗方式的优势有哪些呢?一张对比表,带您详细了解。

实际应用案例

在为某轮胎模具制造厂做清洗轮胎模具应用中我们采用锐科RFL-P500脉冲光纤激光器,平均功率为500W,激光中心波长为1064nm,输出光纤长度为10m,激光扫描宽度10-80mm可调,聚焦镜100-280mm可调,轮胎模具尺寸采用MIN42,模具类型为两半模和活络模。通过500W激光清洗手持设备直接辐照在轮胎模具表面,激光扫描速度设定为6000mm/s内,在相同激光能量条件下逐一进行清洗。

最终的清洗效果和效率如下:

1线下:清洗一副51寸弹簧气孔套模具(半钢胎)时间28分钟;

2线上:清洗两副51寸弹簧气孔套正常到清洗周期的模具(半钢胎)时间80分钟;

3清洗效果:胶质、锈迹、积垫物都能彻底清理无死角,模具外表面光亮,没有出现拉丝、烧斑和色差等损伤。

当激光辐照轮胎模具表面时,激光能量大部分被表面的污染物所吸收,物体表面温度上升速度很快。因此,覆盖在轮胎模具表面的污染物瞬间受热气化,最终将脏污清除。激光脉宽在纳秒级时,表面温升为

式中,F为激光能量密度,R为表面反射率,K为热导率,a为热扩散率,t为激光脉冲宽度。对于一般的脏污来说,参数R,a和K是固定的,由于采用的激光器的脉冲宽度不发生变化,因此表面温升只与激光能量密度有关。我们列出了相关参数下对应的激光能量密度值:

这个表可以很好的指导我们选取合适的激光器进行清洗实验。当激光能量密度值合适时,污染物可完全清除且不伤基体表面。

【Rayclass | 锐课堂】TIPS

激光能量密度值可影响激光辐照物体表面时产生的温度值,进而影响激光清洗效果和效率。因此在选择适合清洗轮胎模具的激光器前需考虑好所需激光器的技术参数及清洗设备光路系统的光学参数。锐科激光推出的500W高功率脉冲光纤激光器,具有高平均功率,高单脉冲能量,光斑能量分布均匀,通用控制接口,兼容性强,工作频率可调,光束匀化度高,完全能满足轮胎模具的清洗要求。

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