Page 57 - 《橡塑技术与装备》2023年3期
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综述与专论 邹涛 等·活络模激光清洗技术的开发应用及发展方向
线下激光清洗活络模分为整体清洗与打散清洗两 角部位，造成清洗不干净。长周期硫化情况下，模具
种方式。模具花纹块组合成整体进行清洗可以快速对 局部表面残留物会越积越多，影响轮胎产品外观质量
模具工作表面进行清洗，但对花纹块与花纹块之间结 及均匀性。
合面的胶垢无法进行有效清洗。活络模打散清洗可以 (2）活络模线下激光清洗方式
对各花纹块型腔表面、花纹块与花纹块的对接面（竖 目前大多数购置了活络模线下激光清洗设备的厂
面）及与侧板的配合面（环面）进行无死角清洗，清 家主要采用手持式激光清洗机进行手工清洗作业。线
洗干净彻底。 下手持清洗作业存在如下主要问题 ：
1.2.3 活络模激光清洗方式存在的主要问题 a. 无法避免清洗 “ 花斑 ”。手持清洗作业无法保
与分析 持手持清洗头距模具表面的距离和沿模具表面轮廓移
（1）活络模线上激光清洗方式 动速度的稳定性，模具表面获得的激光能量密度一直
活络模线上激光清洗技术这些年在轮胎企业的应 处于变化之中，造成局部区域清洗不干净或 “ 过烧 ”
用过程中，主要存在以下四个方面的问题，有待进一 损伤模具，形成清洗 “ 花斑 ”，影响模具清洗质量及
步解决后才具有推广的价值。 轮胎表面色泽的均一性。
a. 作业环境温度较高 b. 劳动强度大。手持激光清洗需要操作人员长时
硫化机模具的工作温度一般在 180 ℃左右。轮胎 间精细控制数公斤重手持清洗头的移动状态，这对操
定型硫化结束脱模后，系统截止进蒸汽，进行模具清 作人员的体力和耐力是极大的考验，劳动强度极大。
洗作业，模具剩余温度还有 100 ℃以上，机台周围环 久而久之，手持激光清洗并不具有实用价值。
境温度一般都在 40 ℃以上。在线手持激光清洗模具， c. 存在激光辐射安全风险。手持式激光清洗为开
操作人员在机台模具上的炙热高温环境下手持数公斤 放式清洗，清洗用激光光源为最高风险等级的 4 类激
重激光清洗头连续精细清洗作业数十分钟或一两个小 光产品，激光清洗的激光束及其照射在模具表面杂乱
时（视模具规格大小而不同），安全风险高，清洗质量 反射的的漫反射光存在损伤人眼及皮肤的风险。手持
难以保证。因此在线手持激光清洗方式在活络模整套 激光清洗具有操作的随意性，极易对操作者或周边其
型腔的实际清洗过程中难于推广应用。 他人员造成激光辐射危害。
采用自动化激光清洗，激光清洗设备将面临同样 d. 清洗烟尘污染空间环境。开放式的清洗作业环
的高温环境条件。激光清洗头中的光学元件、控制元 境，不能做到对清洗烟尘的完全收集处理。长期以往，
器件、运动部件在高温环境下会很快老化失效，故障 弥散在空气环境中的烟尘会损害员工职业健康。
频发，失去使用功能。 因此，很有必要开发一款完全解决手持激光清洗
b. 清洗部位难以接近 应用固有缺陷的新型自动化激光清洗设备。
不论是液压硫化机，还是机械式硫化机，上侧板
与花纹块距下侧板表面较高，离清洗操作人员较远， 2 活络模线下激光清洗技术的开发与应
无论是手持清洗作业人员或自动清洗的激光清洗头都 有
较难接近清洗区域并进行清洗作业。 2.1 活络模线下激光清洗设备的开发
c. 对各类型硫化机及不同规格模具的适应性 针对活络模线下传统清洗及手持激光清洗方式存
采用手持激光清洗可基本适应各类型硫化机不同 在的诸多问题，国内少数厂家开展了活络模线下自动
规格模具的清洗要求，但高温环境条件限制了手持清 激光清洗设备的研发工作。其中南京集萃激光智能制
洗方式的应用。自动激光清洗存在激光清洗头模组与 造有限公司开发的 JL-SmartCleaning 系列全自动轮
各类型硫化机及不同规格模具的规格大小、空间姿态 胎模具激光清洗工作站（以下简称工作站，见图 9），
配合及清洗运动控制问题。 由脉冲光纤激光器、六轴机器人、带云台激光清洗头、
d. 存在清洗死角 整机控制系统、双工位旋转平台、激光清洗专家软件、
线上激光清洗是对活络模型腔进行整体清洗，由 烟尘收集处理系统、激光安全系统和水气辅助系统等
于激光清洗头空间位置及姿态受模具型腔结构的限制， 八大部分组成。在完成了大量激光清洗工艺试验的基
模具中有些部位存在清洗死角，激光束不能照射进死 础上建立了激光清洗工艺专家库系统，该工作站已在
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