Page 59 - 《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
专业开发的激光清洗专家库系统可以查询、新增、 表面残留明显黑色痕迹。
修改、调用、存贮各规格型号、各编号模具的激光清
洗工艺参数，包括清洗工艺路径规划、清洗头运动参
数、激光工艺参数等数据。
该工作站配备有温湿度、水温和风压传感器实时
监控设备的工作条件和环境条件，保障设备运转于正
常工作环境条件。工作站控制柜配有恒温低湿工作条
件，保证了激光器及机器人控制系统和整机控制系统 图 15 型腔模配合面清洗效果对比图
的正常稳定运转。 2.2.2 清洗效率
激光清洗模具在可移动全密闭防护罩内进行。根 工作站自动清洗操作，配员 ： 1 人 / 班，负责模具
据 GB7247.1—2012《激光产品的安全 第 1 部分 ：设 吊装吊离清洗工位、模具配合面严重附着胶皮杂物清
备分类、要求》国家强制性标准，防护罩关闭后的工 理及通孔等工作。清洗全钢型腔 48~60 min/ 副（侧板
作站属于安全的 1 类激光产品。为观察防护罩内激光 4~5 min/ 块，钢花块 4~5 min/ 块），可以清洗 8~10
清洗作业情况，该工作站配有视频监控系统实时监控 副 / 班模具。1 天 3 班可以清洗 24~30 副型腔。完全
激光清洗情况。烟尘收集系统收集过滤处理防护罩内 可以满足生产换模计划的模具清洗要求。
激光清洗产生的烟尘，过滤精度达到 0.3 μm。 2.2.3 清洗费用及效益预算
2.2 活络模线下激光清洗设备的应用 虽然现阶段激光清洗设备的价格相对较高，折旧
JL-SmartCleaning 工作站应用于合肥万力 200 费用稍高，但激光清洗较砂洗及干冰清洗在人工成本、
万条全钢产能的模具清洗，从一年多的使用情况进行 能耗、耗材费用等方面均有所下降。
评估，其清洗质量、清洗效率和应用成本达到或优于 （1）激光清洗单价
设计指标，可满足公司生产日换模计划的模具清洗要 人工 31 元 / 副，能耗 5 元 / 副，激光清洗无耗材，
求 , 具体情况如下。 设备维护及折旧 77 元 / 副，合计 113 元 / 副。
2.2.1 清洗质量 （2）喷砂清洗单价
工作站从模具与轮胎两个维度进行验证评估，具 人工 62 元 / 副，能耗 76 元 / 副，耗材 70 元 / 副，
有无色差，无死角，不易堵孔的特点。其焦距保持与 设备维护及折旧 26 元 / 副，合计 234 元 / 副。
匀速运动功能，能避免模具表面色差，保证清洗效果 （3）干冰清洗单价（服务外包）
的一致性（见图 14）。清洗过程中，除完成模具型腔 人工 / 耗材 200 元 / 副，能耗 80 元 / 副，无设备
表面清洗，还可有效清除侧板钢圈、侧板与花块配合 维护及折旧费用，合计 280 元 / 副。
面等位置残留胶皮、隔离剂等异物（见图 15）。解决 （4）费用对比及效益测算
了模具配合面因砂洗损伤其精度劣化而影响产品质量 引入激光清洗工作站前，采用传统的清洗方式。
的难题。 每天模具清洗工作量为 20 副，其中线下砂洗 12 副 / 天，
线上干冰清洗 8 副 / 天。清洗费用合计 5 048 元 / 天，
合 184.3 万元 / 年。
引入激光清洗工作站后，每天模具清洗工作量仍
为 20 副，其中激光清洗 16 副 / 天，线上干冰清洗 4
副 / 天（不拆模以赶工生产）。清洗费用合计 2 928 元
图 14 型腔模表面清洗效果图 / 天，合 106.9 万元 / 年。
引进激光清洗设备后，模具清洗费用比采用传统
需要指出的是，对于表面锈蚀的模具或经过焊接、
清洗费用下降了 42%，节省额达 77.4 万元 / 年。如年
抛光后维修痕迹明显的模具需先进行喷砂或抛光处理，
度模具激光清洗数量增加，激光清洗技术为轮胎用户
再进行激光清洗。此外，如型腔模及钢圈配合面残留
节约的制造成本将更加可观。
较厚胶皮，须人工清理后再行激光清洗，以免在模具
随着未来激光清洗采用进口激光器价格的进一步
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2023 第 49 卷 ·11·
