激光清洗技術(shù)在輪胎橡膠行業(yè)中的應(yīng)用

新能源汽車比常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車更安靜，新能源汽車的發(fā)展也對輪胎噪聲的控制提出了更嚴(yán)格的要求。新能源車輪胎在橡膠配方、輪胎高寬比、輪胎體積、胎面材料、胎面花紋等方面進(jìn)行改善便可更加適應(yīng)新場景的需求。

激光清洗技術(shù)作為一種"綠色"清洗工藝，在靜音輪胎生產(chǎn)制造過程有著良好的應(yīng)用，利用聚焦的高能量激光束，照射有機(jī)高分子材料表面，使材料表面發(fā)生物理、化學(xué)變化，從而改變其性能。能夠有效提高輪胎質(zhì)量及生產(chǎn)工藝，提升輪胎和車身的匹配性，改善整車的綜合性能。通過在輪胎內(nèi)壁涂覆軟固態(tài)膠狀高分子復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)防爆、防扎、防漏功能，同時在防漏膠表面粘貼上一層聚氨酯海綿，實(shí)現(xiàn)隔音隔熱，吸收空腔噪音的靜音效果。

激光清洗能夠有效輪胎內(nèi)壁上殘余的隔離劑，提高復(fù)合材料的涂覆和聚氨酯海綿的粘貼。清洗過程不用耗材，對輪胎無損傷，效率高、一致性好，可實(shí)現(xiàn)自動化清洗。

通過選用脈沖激光設(shè)備，通過制定合理的工藝流程，對樣件進(jìn)行評估。通過達(dá)因筆測試，獲得不同參數(shù)下的表面張力數(shù)值。結(jié)果顯示，不同的工藝參數(shù)（激光能量密度，處理效率）會對輪胎內(nèi)壁的表面張力產(chǎn)生影響，針對靜音輪胎的生產(chǎn)流程要合理制定工藝參數(shù)。通過測試，激光清洗均勻，滿足基材損傷遠(yuǎn)滿足要求。清洗后內(nèi)面摩擦系數(shù)提升>37mN/m, 表面張力達(dá)到40dyne/cm。

使用粗糙度測試儀對激光處理后表面進(jìn)行測試，區(qū)域?yàn)镾1-S4，對應(yīng)不同的工藝參數(shù)，測試標(biāo)準(zhǔn)為ISO1997，曲線為R，濾波為GAUSS。結(jié)果顯示，不同參數(shù)對表面粗糙度有不同程度的影響，在圖中，S3區(qū)域的粗糙度最大，與達(dá)因筆測試結(jié)果相吻合，且激光處理后大大增加了表面的粗糙度。

在1000倍下觀察發(fā)現(xiàn)激光照射的地方出現(xiàn)大量的普遍分布的小凹塊，顆粒尺寸達(dá)到微米級別，當(dāng)激光打在物質(zhì)表面，會破壞橡膠鏈狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生這種不規(guī)則的凹塊特征，提高表面粗糙度。

采用激光清洗輪胎內(nèi)壁，無需耗材，對輪胎無損傷，清洗速度快，質(zhì)量一致性好，可實(shí)現(xiàn)自動化清洗，無需傳統(tǒng)打磨的后續(xù)清屑作業(yè)和濕式清洗的后道吹干作業(yè)流程。激光清洗無污染物排放，即洗即用，為靜音胎、自修復(fù)胎和自檢測功能胎的后續(xù)粘接做好高質(zhì)量準(zhǔn)備。

目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于汽車、卡車之類的發(fā)展規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，從而導(dǎo)致輪胎的更換量也積極攀升，進(jìn)而使得廢舊輪胎的丟棄量大比例上升，如果直接丟棄廢舊輪胎，不僅造成資源的浪費(fèi)，同時，還會污染環(huán)境。在更換下的廢舊輪胎中很所都是基本情況保持良好的輪胎，對其進(jìn)行翻新處理，依舊能夠進(jìn)行使用。

傳統(tǒng)上將只對胎面進(jìn)行貼胎面重新硫化的過程稱之為輪胎翻新，可視輪胎損壞程度的不同，分別采取頂翻、肩翻或全翻工藝進(jìn)行翻新。傳統(tǒng)的輪胎翻新方式是將混合膠粘在經(jīng)磨銼的輪胎胎體上，然后放入固定尺寸的鋼質(zhì)模型內(nèi)，經(jīng)過溫度高達(dá) 150℃以上硫化的加工方法，俗稱“熱翻新”，或熱硫化法。

輪胎外壁毛化設(shè)備

在翻新前，需對經(jīng)過清洗后的輪胎胎面進(jìn)行打磨處理，將輪胎胎面打磨至螺紋狀粗糙狀態(tài)。通過打磨的方式增加粗糙度效果不均勻，且容易產(chǎn)生傷洞，不利于后續(xù)的胎體與胎面的硫化結(jié)合，以致于翻新后的輪胎產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。

表面毛化放大圖