Успех в лазерной онлайн-очистке шинных форм

По мере того как шинная промышленность всё больше требует высокого качества внешнего вида продукции, традиционные методы очистки форм — такие как пескоструйная обработка и очистка сухим льдом — показывают свои ограничения, включая неоптимальные результаты очистки, высокий уровень шума и дорогие расходные материалы. Отрасли срочно нужен более эффективный и чистый метод очистки форм .

Лазерная очистка технология позволяет очищать формы непосредственно на линии вулканизации шин при рабочей температуре. Это значительно снижает простои, вызванные разборкой, перемещением и повторным нагревом форм, делая этот метод очистки идеальным для современного производства шин. Он может стать новым стандартом в обслуживании форм для шин.

1. Разработка технологий очистки форм для шин

По мере того как производители шин стремятся улучшить внешний вид поверхности и внедрять более сложные конструкции форм, сами формы для шин претерпели значительные изменения:

• Технологические достижения в материалах : Алюминиевые формы, которые нагреваются быстрее, легче, проще обрабатываются и долговечнее, постепенно заменяют традиционные стальные формы. Однако алюминий мягче и подвержен деформации, что требует более деликатных процедур обслуживания.

• Сложность конструкции : Для достижения меньшего сопротивления качению, улучшенной производительности и премиальных визуальных эффектов, рисунки на шаблонах перешли от простых вертикальных блоков к сложным диагональным дизайном. Блоки рисунка стали меньше и более фрагментированными, что увеличивает сложность очистки.

• Шины с бархатными боковинами : Высококлассные шины с бархатными боковинами имеют замшевую поверхность с чрезвычайно мелкой текстурой. В сравнении со стандартными боковинами, где минимальный зазор составляет 0.50 мм, бархатные штампы имеют зазор всего 0.17 мм — что значительно усложняет процесс очистки.

• Рукава для вентиляции типа "пружина" : Новые штампы с вентиляционными рукавами на основе пружин (в отличие от рукавов из резиновых стоек) имеют на 30% больше отверстий и более сложную структуру. Пескоструйная обработка часто забивает эти тонкие вентиляционные отверстия, делая метод непригодным.

Эти инновации требуют более эффективных методов очистки. Ниже приведен сравнительный анализ основных технологий очистки штампов.

2. Сравнительный анализ методов очистки штампов

1) Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка использует сжатый воздух для выброса пластиковых или стеклянных шариков на поверхность формы. Она широко применялась, когда были распространены стальные формы с более простыми узорами.

Недостатки :

• Требует разборку формы, повторный нагрев и выравнивание, что занимает 8–12 часов и снижает доступность машины.

• Частое удаление может нарушить выравнивание формы и машины и потребовать дополнительного запаса форм.

• Повреждает более мягкие алюминиевые формы и сложные текстуры.

• Вызывает пылевое загрязнение и представляет риски для профессионального здоровья. Экологические нормы, такие как в провинции Шаньдун, уже начали постепенно выводить пескоструйное оборудование из эксплуатации.

2) Очистка сухим льдом

Частицы сухого льда выбрасываются на горячие формы. Экстремальный холод (-78,5°C) замораживает и раскалывает грязь, а внезапное расширение газа (в 800 раз больше объема) отсоединяет загрязнения.

Преимущества :

• Позволяет очистить форму на месте за 2 часа, избегая разборки и задержек с предварительным нагревом.

• Снижает износ формы, увеличивает время работы производства.

Ограничения :

• Менее эффективен для глубоких или мелких канавок.

• Шумный (80–90 дБ), создает неблагоприятную рабочую среду.

• Близкий контакт с горячими формами увеличивает риск ожогов.

3) Лазерная очистка

Лазерная очистка использует высокочастотные, высокоэнергетические лазерные импульсы для мгновенного испарения или отслоения загрязнений на поверхности.

Основные преимущества :

• Неабразивный, бесконтактный и без термического повреждения.

• Оставляет поверхности форм нетронутыми — идеально подходит для мягких алюминиевых форм и сложных узоров.

• Отсутствие пылевого или шумового загрязнения.

• Широко известен как “косметолог производства”.

Традиционно, лазерная очистка использование было ограничено офлайн-приложениями, требующими разборки формы. Однако достижения в области автоматизации и промышленных систем зрения позволили онлайн лазерная очистка -обслуживание формы в реальном времени, на месте.

Современные роботы лазерной очистки используют 3D-видение для сканирования геометрии формы, расчета оптимальных путей и углов очистки, а также выполнения полной очистки на 360° с помощью шестиярусных роботизированных рук. Эта инновация повышает эффективность, снижает затраты на рабочую силу и поддерживает выравнивание машины и формы.

Таблица 1: Сравнение преимуществ и недостатков методов очистки форм (2 комплекта полностью стальных форм)

3. Онлайн Лазерная очистка для горячих форм: новое решение

Онлайн лазерная очистка устраняет необходимость извлекать формы из вулканизатора, значительно сокращая простои и повышая производительность. Несмотря на то что метод очистки углекислотой является самым зрелым для этой цели, его проблемы — безопасность работников, шум, стоимость расходных материалов и загрязнение — становятся всё более актуальными.

Это вызвало растущий интерес к лазерной очистке горячих форм на месте , сосредотачиваясь на:

• Совместимость системы : Формы и вулканизаторы сильно различаются — подъем-перевод, подъем-вращение, встроенные, поверхностные машины, передние/задние роботизированные манипуляторы — все это создает пространственные и планировочные проблемы для автоматизированных систем.

• Доступность лазера в сложных геометриях : По мере того как протекторы шин становятся более сложными (ребристые узоры, канавки, зазубрины, квадратные или круглые плечи), достижение и очистка каждой детали с помощью лазера становится важным техническим препятствием.