在汽車輪胎的制作過程中，模具是很重要的機(jī)械設(shè)備。模具的好壞直接影響到輪胎的質(zhì)量。輪胎模具表面都會有雕刻的花紋或其他的圖案，并且模具經(jīng)常會在高溫、高濕環(huán)境下使用，因此在內(nèi)雕的刻槽內(nèi)會有很多留存下來的橡膠或其他的殘留物，當(dāng)積累到一定的程度后，就會影響模具的外形結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致生產(chǎn)出來的產(chǎn)品為次品，因此保持輪胎模具的清潔顯得尤為重要。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，輪胎模具清洗技術(shù)不斷在更新。最早的方法是使用高溫堿水對輪胎模具進(jìn)行浸泡，這對小型的模具來說用處很大，但是對于大型的模具來說并不適用。
后來人們發(fā)明了噴砂法，噴砂法所用的原料一般有砂子、玻璃珠等，但所有的噴砂清洗模具技術(shù)都存在損傷模具表面、減少模具使用壽命的問題，因此并不適合使用。近幾年，行業(yè)里先后出現(xiàn)了化學(xué)清潔劑清洗、干冰清洗等技術(shù)，但是這些方法都不能從根本上解決清洗輪胎模具的問題，從行業(yè)發(fā)展的角度來看還需要開發(fā)出更加環(huán)保、有效和省成本的清洗技術(shù)。
輪胎模具
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
激光清洗輪胎模具原理及優(yōu)勢
激光清洗輪胎模具技術(shù)就是利用激光高能量、高亮度、方向性好等特點(diǎn)，破壞污染物與物體表面之間的作用力，從而去除污染物而不損傷基體的過程。
激光清洗輪胎模具是激光清洗材料表面臟污選擇性蒸發(fā)的過程。不同材料對特定波長的激光能量吸收率不同，當(dāng)材料表面附著物的吸收率大于基材吸收率時(shí)，通過激光照射，可以使附著物的溫度瞬間升高到熔點(diǎn)之上并發(fā)生氣化。由此產(chǎn)生的表層界面氣化現(xiàn)象由于達(dá)不到基材的熔點(diǎn)，所以對基材無損傷。
激光清洗輪胎模具原理圖
激光清洗輪胎模具相對于傳統(tǒng)清洗方式的優(yōu)勢有哪些呢？一張對比表，帶您詳細(xì)了解。
實(shí)際應(yīng)用案例
在為某輪胎模具制造廠做清洗輪胎模具應(yīng)用中我們采用銳科RFL-P500脈沖光纖激光器，平均功率為500W，激光中心波長為1064nm，輸出光纖長度為10m，激光掃描寬度10-80mm可調(diào)，聚焦鏡100-280mm可調(diào)，輪胎模具尺寸采用MIN42，模具類型為兩半模和活絡(luò)模。通過500W激光清洗手持設(shè)備直接輻照在輪胎模具表面，激光掃描速度設(shè)定為6000mm/s內(nèi)，在相同激光能量條件下逐一進(jìn)行清洗。
最終的清洗效果和效率如下：
1線下：清洗一副51寸彈簧氣孔套模具（半鋼胎）時(shí)間28分鐘；
2線上：清洗兩副51寸彈簧氣孔套正常到清洗周期的模具（半鋼胎）時(shí)間80分鐘；
3清洗效果：膠質(zhì)、銹跡、積墊物都能徹底清理無死角，模具外表面光亮，沒有出現(xiàn)拉絲、燒斑和色差等損傷。
當(dāng)激光輻照輪胎模具表面時(shí),激光能量大部分被表面的污染物所吸收,物體表面溫度上升速度很快。因此,覆蓋在輪胎模具表面的污染物瞬間受熱氣化,最終將臟污清除。激光脈寬在納秒級時(shí)，表面溫升為
式中，F(xiàn)為激光能量密度，R為表面反射率，K為熱導(dǎo)率，a為熱擴(kuò)散率，t為激光脈沖寬度。對于一般的臟污來說，參數(shù)R，a和K是固定的，由于采用的激光器的脈沖寬度不發(fā)生變化，因此表面溫升只與激光能量密度有關(guān)。我們列出了相關(guān)參數(shù)下對應(yīng)的激光能量密度值：
這個(gè)表可以很好的指導(dǎo)我們選取合適的激光器進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)。當(dāng)激光能量密度值合適時(shí)，污染物可完全清除且不傷基體表面。
【Rayclass | 銳課堂】TIPS
激光能量密度值可影響激光輻照物體表面時(shí)產(chǎn)生的溫度值，進(jìn)而影響激光清洗效果和效率。因此在選擇適合清洗輪胎模具的激光器前需考慮好所需激光器的技術(shù)參數(shù)及清洗設(shè)備光路系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)。銳科激光推出的500W高功率脈沖光纖激光器，具有高平均功率，高單脈沖能量，光斑能量分布均勻，通用控制接口，兼容性強(qiáng)，工作頻率可調(diào)，光束勻化度高，完全能滿足輪胎模具的清洗要求。
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