輪胎模具的激光清洗方法
【專利摘要】輪胎模具的激光清洗方法。本發(fā)明的目的是安全環(huán)保高效地解決輪胎模具的清洗工作。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是采用激光清洗法，利用模具表面與附著物對(duì)某一波長激光能量，具有差別很大的吸收系數(shù)。輻射到模具表面的激光能量，大部分被模具表面附著物所吸收，附著物受熱或氣化蒸發(fā)、或瞬間膨脹，并被表面形成的汽流帶動(dòng)，脫離模具表面。模具表面不受損傷。
【專利說明】輪胎模具的激光清洗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎模具清洗【技術(shù)領(lǐng)域】的一種激光清洗方法。

【背景技術(shù)】
[0002]1.輪胎硫化需要用到模具，它在使用過程中不可避免地要受到橡膠、配合劑以及脫模劑的綜合沉積污染(主要污染物是硫化物、無機(jī)氧化物、硅油及炭黑等)，長期使用會(huì)造成模具污染、結(jié)垢，影響輪胎質(zhì)量。所以，必須經(jīng)常性地清洗模具以確保其表面的潔凈度，從而保證輪胎的質(zhì)量以及模具的壽命。
[0003]2.現(xiàn)有工業(yè)上用于輪胎模具清洗有以下方法:
[0004](I)干冰清洗法:將液態(tài)二氧化碳通過干冰制備機(jī)制做成干冰球狀顆粒，然后高速噴射到模具面，通過沖擊以及溫度變化達(dá)到清除附著物的目的。
[0005]此方法的缺點(diǎn)是存在噪音污染，可達(dá)10dBA,工作強(qiáng)度高，工作面局部會(huì)產(chǎn)生較高濃度的二氧化碳，還需佩戴防護(hù)服。
[0006](2)機(jī)械清洗法
[0007]采用手工的砂布或鋼絲物理研磨及干式噴砂，根據(jù)需要可以選用不同的組合清洗。機(jī)械清洗法是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，被輪胎行業(yè)廣泛采用。該法具有簡(jiǎn)單易行，對(duì)設(shè)備、工具要求不高等優(yōu)點(diǎn)，但也有無法克服的缺陷，會(huì)對(duì)模具造成機(jī)械損傷，縮短模具壽命。噴砂處理容易堵塞模具的排氣孔，噴砂后疏通排氣孔的工作量很大。必須拆裝模具，勞動(dòng)強(qiáng)度高，清洗周期長。
[0008](3)濕法化學(xué)清洗法，它利用有機(jī)清洗劑，通過噴、淋或高頻振動(dòng)及化學(xué)反應(yīng)除去模具表面附著物。
[0009]以上清洗方法在我國清洗市場(chǎng)中廣泛使用，但在環(huán)境保護(hù)和高精度要求下其應(yīng)用受到很大的限制?；瘜W(xué)清洗方法容易導(dǎo)致環(huán)境污染，獲得的清潔度有限，特別是當(dāng)附著物成分復(fù)雜時(shí)，必須選用多種清洗劑反復(fù)清洗才可能滿足表面清潔度的要求。超聲波清洗法清洗槽的尺寸限制了模具的范圍和復(fù)雜程度，而且清洗后對(duì)模具的干燥處理非常困難，干冰清洗法同樣存在噪音污染和勞動(dòng)強(qiáng)度高的缺點(diǎn)。
[0010]與傳統(tǒng)清洗方法相比，激光清洗方法具有一些特有的優(yōu)點(diǎn):
[0011](I)不需要清潔液或其它化學(xué)溶液，它清除的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，對(duì)環(huán)境基本上不造成污染，是一種“綠色”清洗工藝，且清潔度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述傳統(tǒng)的清洗方法；
[0012](2)清除附著物的范圍和適用的基材范圍十分廣泛；通過調(diào)控激光工藝參數(shù)，激光清洗還可以選擇性地清洗材料表面的附著物，不損傷材料的內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)，使表面復(fù)舊如新；
[0013](3)激光清洗是一種非接觸清洗，可以通過光導(dǎo)纖維傳輸，與機(jī)器人或者機(jī)械手聯(lián)合，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位。激光清洗有高的適應(yīng)性和柔性，可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
[0014](4)激光去污設(shè)備可以長期穩(wěn)定使用，一般只需要電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)行成本低，而且可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種輪胎模具激光清洗方法，使附著物發(fā)生瞬間蒸發(fā)，膨脹脫離模具表面，從而達(dá)到潔凈化的目的，實(shí)現(xiàn)“綠色”清洗，對(duì)環(huán)境基本上不造成污染，并且快速高效，潔凈度更高。
[0016]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是采用激光清洗法。激光的特點(diǎn)是具有高方向性，單色性，高相干性和高亮度。通過透鏡的聚焦，可以把能量集中到一個(gè)很小的空間范圍和時(shí)間范圍內(nèi)。在激光清洗處理中，主要利用了激光的以下特性:1、激光可以實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間和空間上的高度集中，聚焦的激光束使附著物瞬間蒸發(fā)、氣化或分解。2、激光束的發(fā)散角小，方向性好，通過聚光系統(tǒng)可以使激光束聚集成不同直徑的光斑。在激光能量相同的條件下，控制不同直徑的激光束光斑可以調(diào)整激光的能量密度，使附著物受熱膨脹。當(dāng)附著物的膨脹力大于附著物對(duì)基體的吸附力時(shí)，附著物便會(huì)脫離基體的表面。3、激光光束可以通過在固體表面產(chǎn)生超聲波，產(chǎn)生力學(xué)共振，使附著物破碎脫落。本發(fā)明正是利用了上述激光的特性從而達(dá)到清洗的目的。根據(jù)被清洗模具表面材質(zhì)與被清除附著物的光學(xué)特性，本發(fā)明是利用模具表面(也稱為母體)與附著物對(duì)某一波長激光能量的吸收系數(shù)具有很大的差別。輻射到表面的激光能量大部分被附著物所吸收，從而受熱或氣化蒸發(fā)，或瞬間膨脹，并被形成的氣流帶動(dòng)，脫離模具表面，達(dá)到清洗目的。而模具表面由于對(duì)該波長的激光吸收能量極小，不會(huì)受到損傷。
[0017]本發(fā)明的有益效果是，與干冰清洗方法相比，激光清洗不會(huì)損耗模具壽命，操作簡(jiǎn)便，無噪音污染；與機(jī)械清洗如噴砂法，激光清洗不需拆卸模具，不會(huì)對(duì)模具造成機(jī)械損傷，不損耗模具壽命，勞動(dòng)強(qiáng)度低，清洗周期短。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖為橡膠輪胎模具激光清洗方法流程圖。
具體實(shí)施方案
[0019]根據(jù)附圖，本發(fā)明的輪胎模具激光清洗方法，包括如下步驟:
[0020]1.模具準(zhǔn)備，確定待清洗模具材質(zhì)，一般輪胎模具材質(zhì)包括碳鋼，鋁。
[0021]2.根據(jù)模具材質(zhì)設(shè)定激光能量密度，能量密度的設(shè)定值應(yīng)該滿足小于達(dá)到模具表面的損傷閾值的能量密度值，并且略大于附著物的損傷閾值的能量密度值。
[0022]3.采用上述激光能量密度值，激發(fā)激光，掃描式輻射模具表面。附著物吸收激光能量，發(fā)生瞬間膨脹或者蒸發(fā)，這些作用的合力大于模具對(duì)附著物的吸附力，使附著物脫離。
[0023]4.激光清洗后可采用風(fēng)管吹掃模具表面。
[0024]清洗完成后模具可馬上用于正常生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.輪胎模具的激光清洗方法，其特征在于，所述方法至少包含下列步驟: (1)根據(jù)模具材質(zhì)和污垢的損傷閾值設(shè)定激光系統(tǒng)激光能量密度，能量密度的設(shè)定值小于模具材質(zhì)損傷閾值的能量密度值，且大于模具表面附著污垢損傷閾值的能量密度值。 (2)采用步驟(1)中設(shè)定的激光能量密度值，打開激光，掃描式輻射模具表面附著物，附著物被清除。 (3)激光清洗后采用風(fēng)管吹掃模具。
2.如權(quán)利要求1所述的輪胎模具的激光清洗方法，其特征在于，所述模具表面附著物受激光輻射發(fā)生瞬間膨脹、蒸發(fā)和力學(xué)振動(dòng)綜合作用。
3.如權(quán)利要求1所述的輪胎模具的激光清洗方法，其特征在于，所述模具表面附著物主要包括硫化物、無機(jī)氧化物、硅油及炭黑。
【文檔編號(hào)】B08B7/00GK104368564SQ201310356339
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京合眾建業(yè)機(jī)電科技有限公司