タイヤ金型のレーザーオンラインクリーニングに成功

タイヤ業界がますます高い製品外観品質を要求する中、サンドブラストやドライアイスクリーニングなどの従来の金型掃除方法は、その限界を露わにしています。これらには掃除結果が不十分であったり、騒音レベルが高い、消耗品が高価であるといった問題があります。業界はより効率的で清潔な 金型掃除ソリューション .

レーザークリーニング 技術により、タイヤ加硫ライン上で直接、設置されたままかつ温度を下げることなく金型掃除を行うことができます。これにより、金型の分解、移動、再加熱によるダウンタイムが大幅に削減され、現代のタイヤ製造における理想的な掃除方法となります。これはタイヤ金型メンテナンスの新しい標準となるでしょう。

1. タイヤ金型クリーニング技術の開発

タイヤメーカーが表面美の向上と高度な金型設計を追求する中、タイヤ金型自体は劇的に進化しています：

• 素材の進化 ：加熱が早く、軽く、加工しやすく、耐久性のあるアルミニウム製金型が、徐々に従来の鋼製金型に取って代わっています。しかし、アルミニウムは柔らかく変形しやすいため、より繊細なメンテナンスが必要です。

• デザイン の 複雑さ ：低ローリング抵抗、高性能、そして高級な視覚効果を実現するために、金型パターンは単純な縦ブロックから複雑な格子状デザインに変わりました。パターンブロックは小さくなり、断片化され、クリーニングが難しくなっています。

• ベルベットサイドウォールタイヤ ：高級ベルベットサイドウォールタイヤは、非常に細かい質感を持つスエードのような仕上げを持っています。標準のサイドウォールパターンが0.50 mmの最小間隔であるのに対し、ベルベット金型の間隔は0.17 mmまで狭くなっており、クリーニングの複雑さが大幅に増しています。

• スプリング式ベンツリーブ : スプリング式のベントスリーブを備えた新しい金型（ゴムポストスリーブではなく）は、30%多いベント孔とより複雑な構造を持っています。サンドブラストはこれらの細かいベント孔を詰まらせてしまうため、この方法は適していません。

これらの進歩に対応するためには、より高性能なクリーニング方法が必要です。以下は主要な金型クリーニング技術の比較です。

2. 金型クリーニング方法の比較分析

1) サンドブラスト

サンドブラストは、圧縮空気でプラスチックまたはガラスビーズを金型表面に吹き付ける方法です。シンプルなパターンを持つ鋼製金型が一般的だった時代には広く使用されていました。

欠点 :

• 金型の分解、再加熱、再アラインメントが必要で、8〜12時間の無駄となり、機械の稼働率が低下します。

• 頻繁な取り外しは金型や機械のアライメントに悪影響を与え、追加の金型在庫が必要になることがあります。

• 柔らかいアルミニウム製金型や複雑な質感に損傷を与えます。

• 粉塵汚染を引き起こし、職業上の健康リスクがあります。山東省などの環境規制では、すでにサンドブラスト装置の使用が段階的に廃止されています。

2) ドライアイスクリーニング

ドライアイスの微粒子を熱い金型に噴射します。極低温（-78.5°C）が汚れを凍結・粉砕し、ガスの急激な膨張（体積の800倍）が汚染物を除去します。

利点 :

• 分解や事前加熱の遅延を避け、2時間以内でその場でのクリーニングが可能です。

• 金型の摩耗を減らし、生産の稼働時間を増やします。

制限 :

• 深いまたは細かい溝には効果が低いです。

• 騒音が大きい（80〜90 dB）ため、作業環境が厳しくなります。

• 熱い金型との密接な接触により、火傷のリスクが高まります。

3) レーザークリーニング

レーザークリーニングは、高周波・高エネルギーのレーザーパルスを使用して表面の汚染物を瞬時に気化・蒸発させたり、振り落としたりします。

主な利点 :

• 非研磨性、非接触式で熱による損傷がありません。

• 金型の表面を損なわずに残すことができ、軟質アルミニウム製の金型や複雑なパターンに最適です。

• 埃や騒音公害がない。

• 製造業の「美容師」として広く認識されている。

伝統的に、 レーザークリーニング 金型を分解する必要があるオフラインアプリケーションに限定されていた。しかし、自動化と産業用ビジョンシステムの進歩により、 オンラインレーザー清掃 —リアルタイムでその場での金型メンテナンスが可能になった。

現代のレーザークリーニングロボットは3Dビジョンを使用して金型の形状をスキャンし、最適なクリーニングパスと角度を計算し、6軸ロボットアームによって360°全方位のクリーニングを実行する。この革新により、効率が向上し、人件費が削減され、機械と金型のアライメントが維持される。

表1: 金型クリーニング方法の利点と欠点の比較（2つのフルスチール金型セット）

3. オンライン レーザークリーニング ホットモールド用：新しいソリューション

オンラインレーザークリーニングは、加硫機から金型を外す必要をなくし、ダウンタイムを大幅に短縮し、生産性を向上させます。現在、この目的で最も成熟した方法はドライアイスクリーニングですが、その問題点—作業者の安全性、騒音、消耗品コスト、汚染—がますます深刻になっています。

これにより、新たな関心が高まっています ホットモールドのオンサイトレーザー清掃 に焦点を当てて：

• システム互換性 ：モールドや加硫機は大きく異なる——リフト・トランスレート、リフト・ローテート、沈み型、表面設置型の機械、前後ロボットアームなど——これらすべてが自動化システムにとってスペースとレイアウトの課題を呈する。

• 複雑な形状へのレーザー到達性 ：タイヤのトレッドがますます高度になる（リブパターン、溝、サイプ、四角または丸いショルダー）につれ、レーザーで全ての形状に到達して清掃することが重要な技術的障壁となる。