杨和逸
【接上期】
2 激光技术在轮胎行业的主要应用
2.1 激光测量
轮胎行业应用的激光技术最主要是激光测量技术，占整个激光技术应用的41%强。利用激光干涉、激光感光成像、脉冲传输时间等特性对物体几何尺寸、外观形貌及外力作用下的轮胎形变量、潜在缺陷进行测量在目前已是较为普遍的成熟技术。激光测量是一种非接触测量，能客观反映轮胎各种状态下的自然情况。激光测量主要应用在轮胎几何尺寸检测，以确定轮胎产品是否符合设计规格要求，评估轮胎磨损程度，对轮胎寿命进行评估等方面。激光测量还用在轮胎成型时的胎胚尺寸检测，以保证胎胚成形的一致性。对轮胎硫化模具进行测量也是激光测量的主要应用之一。下面是激光测量在轮胎行业的几种主要应用场景。
2.1.1 轮胎成品检测
轮胎的几何尺寸、圆度、动平衡状态、微小缺陷瑕疵、胎面花纹形状及槽深等均可通过激光进行检测。轮胎尺寸检测设备通常利用激光测长装置对轮胎表面进行扫描以获取轮胎几何数据及数据的变化量以确定轮胎的几何尺寸、圆度、动平衡数据以及胎面花纹数据。这样的检测可以在生产流水线上进行实时在线检测，以保障轮胎产品符合基本的产品尺寸要求。利用激光干涉进行散斑检测可发现负压条件下轮胎内部微小的缺陷瑕疵。
2.1.2 磨损程度检测
磨损检测主要是通过激光测长装置测量胎面各处花纹的沟槽深度，根据测得的深度数据比对轮胎磨损标准以确定轮胎的剩余使用寿命。磨损测量装置有手持式、铺设于路面的落地式等类型。
2.1.3 胎胚成型监测
成型工序是轮胎制造过程的重要工序，各胶部件在此组合形成胎胚。胎胚成型的质量直接影响成品轮胎的质量。采用激光测量技术可以实时监测胎胚成型过程中各胶部件的贴合位置是否有偏差，胶片接头搭接状态，冠带条厚度情况和胎胚总体尺寸、圆度、厚度均匀性、扭曲摆动等。可以利用激光测量的数据反馈控制成型机的成型过程，从而保证胎胚质量。
2.1.4 产品质量评估
产品质量评估主要用于对常规产品进行抽查，评估产品生产过程的稳定性，也包括对新产品的性能进行测试，评价新产品的性能是否达到设计指标要求。
除了对轮胎的尺寸、均匀性、动平衡性能、外观花纹和内部缺陷进行检查外，评估的主要指标还有轮胎的耐久性能和高速性能。通过装载有激光测量装置的轮胎试验机对加载了压力的轮胎模拟各种路况进行耐久、高速试验。激光监测试验中获得的轮胎各尺寸随时间的变化情况可定量评估轮胎质量。
2.1.5 硫化模具检测
硫化模具是轮胎生产过程中的重要装备。轮胎的外观品质直接受模具及合模状态影响。采用激光可精密测量模具各组成部分(花纹块、侧板)的内部单元形状、尺寸和轮廓尺寸。激光还可以测量合模后的型腔尺寸、圆度等参数，检测模具在硫化机上与胶囊的位置同轴度，以保障轮胎胎面厚度的均匀性。激光可以对传统喷砂、干冰清洗后的模具精度进行检测，对模具维修精度进行鉴定。
2.1.6 轮胎原料检测
轮胎原料直接决定轮胎的性能。碳黑、白炭黑、天然/合成橡胶、油、添加剂、促进剂等原材料的比例、混合的均匀度、颗粒的粗细是保证轮胎性能的关键。通常用激光粒度仪通过衍射法测量白炭黑的粒径分布范围，确定粒径与分散性能的关系，找出提高混炼胶性能的方法。
2.1.7 帘布尺寸监控
帘布是轮胎的主要受力结构，是轮胎的核心部分，对轮胎的使用性能有直接的影响。帘布生产过程中，其尺寸需要进行实时监测以确定是否符合设计要求。通过激光可以在线检测组成帘布的上胶片、下胶片的厚度及帘布的总厚度。帘布的宽度、长度及裁切的形状也可以进行激光测量，使其满足后道工序的生产要求。激光测量获得的数据可以用于反馈控制相关设备，以保证帘布尺寸的一致性。
2.1.8 轮胎翻新检测
轮胎翻新一般指通过从轮胎去除已经磨损的胎面并且将新胎面结合到它的位置而延长轮胎的有效使用寿命，是比购买新轮胎更便宜的替代选择。轮胎可以翻新一次或多次，每次翻新前需对磨损的轮胎进行评估以确定翻新的可行性。可以翻新的轮胎需进行打磨以去除外部的磨损部分，并在胎体上制备出利于与新胎面后续结合的表面粗糙结构。磨损轮胎的磨损程度、内部有无隐藏缺陷、胎体表面打磨的程度、形状和轮廓都可以通过激光测量得出所需要的数据。
2.1.9 其他测量应用
在轮胎制造过程中的其他环节也应用到了激光测量技术。如胎胚尺寸的测量，智慧轮胎胎压报警、变形测量，轮胎动平衡校正打磨测量，轮胎胎面定长裁断，轮胎传送分拣时的规格测定，硫化机的自动调模测量，新能源车用轮胎内嵌式胶条厚度的测量，防爆轮胎涂胶厚度测量和轮胎印字位置检测等。
【下期待续】
