Page 74 - 《橡塑技术与装备》2024年12期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
询到的激光技术应用于轮胎行业的相关专利申请情况 测，以保障轮胎产品符合基本的产品尺寸要求。利用
看，截至 2023 年 8 月底的不完全统计，国内相关专 激光干涉进行散斑检测可发现负压条件下轮胎内部微
利累计申请量达到了 936 件。每年的专利申请量呈逐 小的缺陷瑕疵。
年上升趋势。这些专利申请涉及 442 家大学、研究所、 2.1.2 磨损程度检测
企业和个人等专利权利人，分布于国内除西藏、云南、 磨损检测主要是通过激光测长装置测量胎面各处
新疆、海南、青海、香港和澳门以外的 27 个省份、直 花纹的沟槽深度，根据测得的深度数据比对轮胎磨损
辖市、自治区以及美国、意大利、德国、日本和法国 标准以确定轮胎的剩余使用寿命。磨损测量装置有手
等 11 个境外国家。相关专利申请数量逐年上升的趋势 持式、铺设于路面的落地式等类型。
表明了激光技术正加速进入轮胎行业，对轮胎行业设 2.1.3 胎胚成型监测
计理念的嬗变、轮胎品质的提升、制造成本的降低形 成型工序是轮胎制造过程的重要工序，各胶部件
成推动作用。 在此组合形成胎胚。胎胚成型的质量直接影响成品轮
经过对申请的 936 件专利内容的初步分析，发现 胎的质量。采用激光测量技术可以实时监测胎胚成型
应用于轮胎行业的激光技术有十数种之多。其中激光 过程中各胶部件的贴合位置是否有偏差，胶片接头搭
测量、激光清洗、激光标线、激光打码刻字和激光 3D 接状态，冠带条厚度情况和胎胚总体尺寸、圆度、厚
打印等是主要的激光应用。在轮胎生产流程中，主要 度均匀性、扭曲摆动等。可以利用激光测量的数据反
与硫化用模具的制作和清洁、轮胎最终检验测试时的 馈控制成型机的成型过程，从而保证胎胚质量。
尺寸检测、轮胎磨损测量、胎胚成形等过程相关。市 2.1.4 产品质量评估
场对新的轮胎产品的需求倒逼轮胎企业采用先进的激 产品质量评估主要用于对常规产品进行抽查，评
光制造技术。新出现的激光技术助力轮胎性能的提升、 估产品生产过程的稳定性，也包括对新产品的性能进
外观的改进和智慧轮胎的诞生。 行测试，评价新产品的性能是否达到设计指标要求。
除了对轮胎的尺寸、均匀性、动平衡性能、外观
2 激光技术在轮胎行业的主要应用 花纹和内部缺陷进行检查外，评估的主要指标还有轮
2.1 激光测量 胎的耐久性能和高速性能。通过装载有激光测量装置
轮胎行业应用的激光技术最主要是激光测量技 的轮胎试验机对加载了压力的轮胎模拟各种路况进行
术，占整个激光技术应用的 41% 强。利用激光干涉、 耐久、高速试验。激光监测试验中获得的轮胎各尺寸
激光感光成像、脉冲传输时间等特性对物体几何尺寸、 随时间的变化情况可定量评估轮胎质量。
外观形貌及外力作用下的轮胎形变量、潜在缺陷进行 2.1.5 硫化模具检测
测量在目前已是较为普遍的成熟技术。激光测量是一 硫化模具是轮胎生产过程中的重要装备。轮胎的
种非接触测量，能客观反映轮胎各种状态下的自然情 外观品质直接受模具及合模状态影响。采用激光可精
况。激光测量主要应用在轮胎几何尺寸检测，以确定 密测量模具各组成部分（花纹块、侧板）的内部单元
轮胎产品是否符合设计规格要求，评估轮胎磨损程度， 形状、尺寸和轮廓尺寸。激光还可以测量合模后的型
对轮胎寿命进行评估等方面。激光测量还用在轮胎成 腔尺寸、圆度等参数，检测模具在硫化机上与胶囊的
型时的胎胚尺寸检测，以保证胎胚成形的一致性。对 位置同轴度，以保障轮胎胎面厚度的均匀性。激光可
轮胎硫化模具进行测量也是激光测量的主要应用之一。 以对传统喷砂、干冰清洗后的模具精度进行检测，对
下面是激光测量在轮胎行业的几种主要应用场景。 模具维修精度进行鉴定。
2.1.1 轮胎成品检测 2.1.6 轮胎原料检测
轮胎的几何尺寸、圆度、动平衡状态、微小缺陷 轮胎原料直接决定轮胎的性能。碳黑、白炭黑、
瑕疵、胎面花纹形状及槽深等均可通过激光进行检测。 天然 / 合成橡胶、油、添加剂、促进剂等原材料的比
轮胎尺寸检测设备通常利用激光测长装置对轮胎表面 例、混合的均匀度、颗粒的粗细是保证轮胎性能的关
进行扫描以获取轮胎几何数据及数据的变化量以确定 键。通常用激光粒度仪通过衍射法测量白炭黑的粒径
轮胎的几何尺寸、圆度、动平衡数据以及胎面花纹数 分布范围，确定粒径与分散性能的关系，找出提高混
据。这样的检测可以在生产流水线上进行实时在线检 炼胶性能的方法。
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