轮胎行业的模具清洗方式
轮胎模具由于受化学脱模剂、橡胶、聚氨酯及聚乙烯等具有粘性残留物污染,
形成的大量污垢,反复使用会造成一些花纹污染死区。所以,必须经常性地清洗模具以保证其表面的洁净度,才能保证轮胎的质量以及模具的寿命,有鉴于此轮胎模具清洗技术的发展备受业界关注。
传统的清洗方式
1、干冰清洗
干冰清洗技术由干冰制造机(干冰造粒机、干冰制粒机、干冰粒制机、制冰机、干冰机)制备一定规格的干冰颗粒,然后干冰固态状颗粒在压缩空气的驱动下通过干冰清洗机 (干冰喷 射清洗机、干冰喷射器、干冰喷射机、洗模机、模具清洗机)喷嘴高速冲击被清洗表面,使 表面污垢层受到极冷迅速脆化龟裂, 与机体制件的粘附力大大降低,粉碎的干冰微粒进人裂隙,迅速升华,体积瞬间膨胀800倍,这样就在冲击点造成“微型爆炸”,最后将污垢层迅速剥离开,达到最佳效果。 象其它喷射介质一样,干冰颗粒的动量取决于其质量和速度,由于干冰密度相对较低,要达到所需要的冲击能量主要取决于干冰颗粒的速度。
干冰是固态的二氧化碳,在与轮胎模具接触的瞬间, 会产生热胀冷缩反应,使残留在模具槽中的污垢与-78度的干冰颗粒产生热交换,发生污垢瞬间爆裂并催化,伴随清洗机压缩空气产生的吹动力,凹槽中的污垢便被清理掉,由于干冰冲击污垢后瞬间变成二氧化碳气体升华掉了,因此不会产生任何污垢和副作用。 实践证明,干冰喷射清洗技术具有快捷、简便的特点,所需时间是传统清洗轮胎方法的20%。其中,包括与模具接触的表面和邻近区域脱模剂(隔离剂)和残留, 特别是对于模具表面带有橡胶、聚氨酯及聚乙烯等具有粘性残留物;还包括与模具连接的部分,如清洗氨基甲酸乙酯中的“冷塞头”或堵塞物等。在许多情况下, 清洗工作要求在在线模具上或其固化压力机中清洗,这样不必拆卸很节约时 间,提高企业生产效率。近十年的清洗数据表明,在147 ℃到182℃的温度之间清洗模具可以比常温下快3-4 倍,固态二氧化碳清洗“原温原位”的特点恰恰符合这一要求。
2、机械喷砂清洗
机械喷砂清洗法采由干式喷砂及分离回收装置组成,其有三大特点:首先,粉粒分离可以选掉一部分粒子而不需整批换料。长期使用可以节省清洗介质费用。第二,回收装置一直向下吹风,清洗箱内可见度好,第三,回收装置降低了介质的污染可能性,介质污染后会降低模具表面光洁度的一致性。根据需要可以选用不同砂材的组合清洗。机械清洗法是一项成熟的技术,被轮胎行业广泛采用。该方法具有简单易行,清洗效果好及清洗时间短,对设备、工具要求不高等优点,但也有无法克服的缺陷:清洗时需要拆卸模具,喷砂处理容易堵塞模具的排气孔,喷砂后需要疏通排气孔。
先进的清洗方式
3、激光清洗
近年来,随着人们环保意识的增强,给世界范围内清洗业的发展带来了巨大的挑战,各种有利于环境保护的清洗技术应运而生,雷射清洗技术就是其中之一。所谓雷射清洗技术是指利用高能雷射束照射工件表面,使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离,高速有效地清除清洁物件表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的工艺过程。它是基于雷射与物质相互作用效应的一项新技术,与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法(湿清洗工艺)不同、它不需要任何破坏臭氧层的CFC类有机溶剂,无污染,无噪声,对人体和环境无害,是一种“绿色”清洗技术。
雷射清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比,有明显的优点。它高效、快捷、成本低,对基片产生的热负荷和机械负荷小,清洗为非损伤;废物可回收,无环境污染;安全可靠,不损害操作人员健康;可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层;清洁过程易于实现自动化控制,实现远距离遥控清洗等。
雷射的特点是具有高方向性,单色性,高相干性和高亮度。通过透镜的聚焦和Q开关,可以把能量集中到一个很小的空间范围和时间范围内。在雷射清洗处理中,主要利用了雷射的以下特性:
1、雷射可以实现能量在时间和空间上的高度集中,聚焦的雷射束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温,使污垢瞬间蒸发、气化或分解。
2、雷射束的发散角小,方向性好,通过聚光系统可以使雷射束聚集成不同直径的光斑。在雷射能量相同的条件下,控制不同直径的雷射束光斑
可以调整雷射的能量密度,使污垢受热膨胀。当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面。
3、激光束可以通过在固体表面产生超声波,产生力学共振,使污垢破碎脱落。雷射清洗技术正是利用了上述雷射的特性从而达到清洗的目的。根据被清洗基体物质与被清除污垢的光学特性,可以将雷射清洗机理分为两大类:
一类是利用清洗基片(也称为母体)与表面附着物(污物)对某一波长雷射能量的吸收系数具有很大的差别。辐射到表面的雷射能量大部分被表面附着物所吸收,从而受热或气化蒸发,或瞬间膨胀,并被形成的气流带动,脱离物体表面,达到清洗目的。而基片由于对该波长的雷射吸收能量极小,不会受到损伤。对此类雷射清洗,选择合适的波长和控制好雷射能量大小,是实现安全高效清洗的关键。
另一类适用于清洁基片与表面附着物的雷射能量吸收系数差别不大,或基片对涂层受热形成的酸性蒸气较为敏感,或涂层受热后会产生有毒物质等情况的清洗方法。该类方法通常是利用高功率高重复率的脉冲雷射冲击被清洗的表面,使部分光束转换成声波。声波击中下层硬表面后,返回的部分与雷射产生的入射声波发生干涉,产生高能波,使涂层发生小范围的爆炸,涂层被压成粉末,再被真空泵清除,而底下的基片却不会损伤。
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