Erfolg bei der Laser-Online-Reinigung für Reifendüsen

Da die Reifenindustrie zunehmend höhere Anforderungen an die äußere Produktqualität stellt, zeigen traditionelle Düsenreinigungsverfahren – wie Sandstrahlung und Trockeneisreinigung – ihre Grenzen, einschließlich suboptimaler Reinigungsergebnisse, hoher Geräuschemissionen und teurer Verbrauchsmaterialien. Die Branche braucht dringend eine effizientere und sauberere düsenreinigungslösung .

Laserreinigung die Technologie ermöglicht das direkte Reinigen der Formen an Ort und Stelle und bei Betriebstemperatur auf der Reifenvulkanisierungsproduktionslinie. Dies verringert erheblich die Ausfallzeiten, die durch die Zerlegung, den Transport und das erneute Erhitzen der Formen verursacht werden, wodurch sie zu einer idealen Reinigungsmethode für die moderne Reifenherstellung wird. Sie könnte sich zu einem neuen Standard für die Wartung von Reifenformen entwickeln.

1. Entwicklung von Reinigungstechnologien für Reifenformen

Da Reifenhersteller eine bessere Oberflächenoptik und fortschrittlichere Formengestaltungen anstreben, haben sich die Reifenformen selbst dramatisch weiterentwickelt:

• Materialfortschritte : Aluminiumformen, die schneller heizen, leichter sind, einfacher zu bearbeiten und robuster, ersetzen allmählich die traditionellen Stahlformen. Aluminium ist jedoch weicher und neigt stärker zur Verformung, was genauere Wartungsprozeduren erfordert.

• Komplexität des Entwurfs : Um einen geringeren Rollwiderstand, verbesserte Leistung und premiumvisuelle Effekte zu erreichen, haben Reifenschablonenmuster sich von einfachen vertikalen Blöcken zu komplexen Kreuzmustern entwickelt. Musterblöcke sind kleiner und zersplitterter geworden, was die Reinigung erschwert.

• Samtseitenwande-Reifen : Hochwertige Samtseitenwande-Reifen haben ein suèdeartiges Finish mit extrem feinen Texturen. Im Vergleich zu Standard-Seitenwandmustern mit einem Mindestabstand von 0,50 mm haben Samtschablonen einen Abstand von nur 0,17 mm – was die Reinigungsignition erheblich erhöht.

• Feder-bewegte Ventilschläuche : Neue Schablonen mit federbewegten Ventilschläuchen (im Gegensatz zu Gummipostschläuchen) verfügen über 30 % mehr Lüftungsschlitze und eine komplexere Struktur. Sandstrahlen verstopft oft diese feinen Belüftungsöffnungen, wodurch die Methode ungeeignet wird.

Diese Fortschritte erfordern leistungsstärkere Reinigungsmethoden. Hier ist ein Vergleich der wichtigsten Schabloneinigungsverfahren.

2. Vergleichsanalyse der Schabloneinigungsverfahren

1) Sandstrahlbearbeitung

Strahlreinigung verwendet komprimierte Luft, um Kunststoff- oder Glasperlen auf die Formflächen zu schleudern. Sie wurde weitgehend eingesetzt, als Stahlformen mit einfachen Mustern üblich waren.

Schwächen :

• Erfordert Zerlegung der Form, erneutes Erhitzen und Neuausrichten, was 8–12 Stunden verschwendet und die Maschinenverfügbarkeit reduziert.

• Häufige Entfernung kann die Ausrichtung von Form und Maschine beeinträchtigen und zusätzliche Formbestände erforderlich machen.

• Schädigt weichere Aluminiumformen und feinere Texturen.

• Erzeugt Staubverschmutzung und birgt berufliche Gesundheitsrisiken. Umweltvorschriften, wie etwa in der Provinz Shandong, haben bereits begonnen, Strahlreinigungsanlagen abzuschaffen.

2) Trockeneisreinigung

Trockeneisteilchen werden auf heiße Formen geschleudert. Die extrem kalte Temperatur (-78,5°C) friert und spaltet Schmutz, und die plötzliche Gasexpansion (800x Volumen) löst Verunreinigungen ab.

Vorteile :

• Ermöglicht Reinigung vor Ort innerhalb von 2 Stunden, wodurch Zerlegungs- und Vorheizverzögerungen vermieden werden.

• Verringert Formverschleiß, erhöht die Produktionslaufzeit.

Einschränkungen :

• Weniger effektiv bei tiefen oder feinen Furchen.

• Laut (80–90 dB), schafft eine belastende Arbeitsumgebung.

• Enger Kontakt mit heißen Formen erhöht das Brandrisiko.

3) Laserreinigung

Laserreinigung verwendet hochfrequente, hochenergetische Laserpulse, um Oberflächenverunreinigungen augenblicklich zu verdampfen, zu ver gasen oder abzuschütteln.

Hauptvorteile :

• Nicht abrasiv, kontaktlos und ohne thermischen Schaden.

• Lässt die Formoberflächen unangetastet – ideal für weiche Aluminiumformen und komplexe Muster.

• Keine Staub- oder Lärmbelastung.

• Wird allgemein als der „Schönheitsspezialist der Fertigung“ angesehen.

Traditionell, laserreinigung war auf Offline-Anwendungen beschränkt, die eine Zerlegung der Form erforderten. Durch Fortschritte in der Automatisierung und industriellen Bildverarbeitungssysteme ist nun online-Laserreinigung —Echtzeit, vor Ort stattfindende Formpflege.

Moderne Lasereinrichtungen verwenden 3D-Vision, um die Formgeometrie zu scannen, optimale Bereinigungspfade und -winkel zu berechnen und eine vollständige 360°-Bereinigung durch sechsachsige Roboterarme auszuführen. Diese Innovation steigert die Effizienz, senkt Arbeitskosten und gewährleistet die Ausrichtung von Maschine und Form.

Tabelle 1: Vergleich der Vorteile und Nachteile der Formreinigungsverfahren (2 Satz Vollstahlformen)

3. Online Laserreinigung für heiße Formen: Eine neue Lösung

Online-Laserreinigung macht es unnötig, Formen aus der Vulkanisiermaschine zu entfernen, was die Stillstandzeiten erheblich verkürzt und die Produktivität erhöht. Obwohl Trockeneisreinigung derzeit die reifste Methode für diesen Zweck ist, werden ihre Probleme – Arbeitssicherheit, Lärm, Verbrauchskosten und Verschmutzung – zunehmend problematisch.

Dies hat ein wachsendes Interesse an laserreinigung von heißen Formen vor Ort , mit Fokus auf:

• Systemkompatibilität : Formen und Vulkanisiermaschinen unterscheiden sich stark – Heben-Übersetzen, Heben-Drehen, versenkt, oberflächenmontiert, Vorder-/Hinter-Roboterarme – all dies stellt räumliche und Layout-Herausforderungen für Automatisierungssysteme dar.

• Lasererreichbarkeit in komplexen Geometrien : Da Reifenrippen immer komplexer werden (Rippenmuster, Furchen, Sipes, quadratische oder runde Schultern), wird das Erreichen und Reinigen jeder Kontur mit einem Laser zu einer kritischen technischen Hürde.