杨和逸
【接上期】
2 激光技术在轮胎行业的主要应用
2.2 激光清洗
激光清洗技术是近年来开始得到应用的新的激光加工技术。激光清洗作为工业清洗的新兴工艺，与传统的物理清洗、化学清洗相比具有清洗无需耗材、不损伤基材、无污染物排放、节能降耗、降碳减排、绿色环保、可实现精密清洗、自动化清洗的优点，在国民经济各领域开始得到应用。激光清洗在轮胎行业的应用是众多清洗领域应用中最具代表性的应用。轮胎模具激光清洗和轮胎内壁激光清洗是轮胎行业最典型的应用。
2.2.1 轮胎模具清洗
轮胎模具传统清洗方式有喷砂清洗、干冰清洗和药液清洗等几种方式。这几种方式长久使用对模具表面均存在不同程度的损伤，同时对环境也有较大的影响。传统清洗方式能耗高、碳排放大、废弃物处理成本高。对于近年来兴起的弹簧套模具、“天鹅绒”模具，已不能采用喷砂清洗工艺。激光清洗技术提供了极佳的解决方案。目前轮胎模具线下激光清洗设备和工艺已非常成熟。通过对纳秒短脉冲激光能量密度的精密控制和全自动无死角全覆盖扫描可以对轮胎模具实现完美清洗。清洗效率高于传统清洗工艺，每副模具的清洗成本只有传统清洗工艺的1/8～1/5，碳排放是干冰清洗的1/30。激光清洗无需耗材，绿色环保。采用线下自动激光清洗技术可保证很好的清洗质量和表面一致性，不损伤模具，有效降低清洗作业劳动强度。图1所示为集萃激光公司开发的双工位全自动轮胎模具激光清洗机，图2为花纹块和侧板的清洗场景。
图1 集萃激光全自动轮胎模具激光清洗机
图2 轮胎模具激光清洗场景 (a)花纹块激光清洗
图2 轮胎模具激光清洗场景 (b)侧板激光清洗
轮胎模具线上激光清洗设备雏形机还处于开发试验中，还需要解决现场适应能力低、高温承受能力差、可靠性低、清洗质量差、操作复杂和清洗效率低等问题。
2.2.2 轮胎内壁清洗
图3 轮胎内壁激光清洗
随着市场对智能轮胎、防爆安全轮胎和静音轮胎需求量的上升，轮胎生产过程中的轮胎内壁清洁成为必不可少的工序。传统的内壁清洁通常采用人工手工打磨的方式将内壁附着的脱模剂、隔离剂残留清除掉，以便可靠地粘贴智能传感元件、粘涂防爆胶及吸音绵。手工打磨劳动强度大，去除一致性差，粉尘污染严重。利用激光清洗轮胎内壁可有效去除表面杂质残留，去除一致性好，效率高。精确控制激光能量可以不损伤轮胎的密封层，并可在内表面形成特定的表面形貌，增加智能传感元件、防爆胶和吸音绵与轮胎内表面的接触面，提高结合力。图3所示为轮胎内壁激光清洗效果。
2.3 激光标线
激光是一种具有高方向性和高亮度的光源，利用光学系统可将点激光束变换为线激光束。明亮的点或线激光束可用于空间位置的指示、标识。近年来半导体激光器的发展，使得激光标线器件的结构更为简单、重量更轻、成本更低。应用激光进行标线，调节灵活，标线处的作业不受任何影响(如图4 所示)。轮胎行业中激光标线主要用于轮胎成型工序中指引胎胚各部件组合时的相对位置定位，以保证胎胚成形质量。激光标线也用于轮胎的动平衡校正定位。
图4 轮胎成型激光标线
激光标线还可用于轮胎模具花纹圈分割检测、圆度检测，模具型腔对中定位，胶料裁边等过程。
【下期待续】
