橡胶模具激光清洗的工艺研究_周桂莲
一种轮胎模具激光清洗方法及设备
一种轮胎模具激光清洗方法及设备近年来，随着工业技术的不断发展，各行各业的生产制造都在不断向着智能化、自动化方向迈进。
在轮胎制造行业中，轮胎模具的清洗一直是一个不容忽视的环节，它关系着产品质量、生产效率和环境卫生等多个方面。
如何快速高效地清洗轮胎模具成为了工业界的热门议题。
转眼间，激光清洗技术已经成为清洗领域的翘楚。
与传统的清洗方法相比，激光清洗无需使用化学药剂，不会产生二次污染，不损伤被清洗物表面，清洗速度快且效果好。
然而，针对轮胎模具这一特殊的产品，如何应用激光清洗技术，需要进行深入的探讨和研究。
在这篇文章中，我们将从多个角度来探讨一种轮胎模具激光清洗方法及设备，并对其进行全面评估。
1. 技术原理激光清洗技术是利用高能量激光束对被清洗物表面进行照射，使污垢层吸收光能并在极短的时间内膨胀剥离，从而达到清洗效果。
对于轮胎模具而言，激光清洗技术可以精准清洗模具表面的油污、胶渍等附着物，保证模具的表面光洁度和精度，提高生产效率。
2. 设备组成一种典型的轮胎模具激光清洗设备主要由激光清洗头、激光发生器、控制系统等部分组成。
其中，激光清洗头负责发射激光束，激光发生器提供激光能源，控制系统则对清洗过程进行精确控制。
根据轮胎模具的特殊形状和尺寸，清洗设备还需要具备一定的灵活性和适应性。
3. 清洗效果相较于传统的清洗方法，轮胎模具激光清洗方法具有清洗效果好、清洗速度快、无二次污染等优点。
激光清洗可以高效去除模具表面的油污、胶渍等附着物，不会损伤模具表面，保证了模具的长期使用效果。
4. 应用前景随着轮胎制造技术的不断提高，激光清洗技术在轮胎模具清洗中的应用前景十分广阔。
通过不断完善和优化设备和工艺，将能够更好地满足轮胎制造行业对模具清洗的需求，提高生产效率，降低清洗成本，推动行业的可持续发展。
总结回顾一种轮胎模具激光清洗方法及设备是一项具有广阔前景和市场需求的技术。
通过深入的研究和开发，它将为轮胎制造行业带来可观的经济效益和社会效益。
激光清洗机在轮胎模具上的清洗应用
激光清洗机在轮胎模具上的清洗应用轮胎模具因为经常接触橡胶，不可避免会受到橡胶凝固过程的影响，如果不经常清洗保养，一些花纹处会污物堆积，造成产品不够精确，对模具寿命也有很大的影响，因此需要经常的清洗。
目前来说除了手工、机械清洗外，激光清洗也逐渐在应用。
下面介绍激光清洗机在轮胎模具上的清洗应用。
随着轮胎模具每天的使用，这些污染物会越积越多，很难清除。
一般清除方法不易被去除干净，会形成清理死角。
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，利用激光清洗方式，由于激光可利用光纤来传输，因此在使用上深具弹性;由于激光清洗方式可用光纤连接而将光导至模具的死角或不易清除的部位进行清洗，因此使用方便;由于橡胶并无气化，因此不会产生有毒害的气体，影响工作环境的安全。
激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，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对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。
它是基于激光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，无环境污染物安全可靠，不损害操作人员健康证可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层次清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。
激光清洗技术具有效率高、低成本、且对模具无损等显著优势。
同时可以实现在线清洗作业，并对操作者有安全保证。
相对于传统清洗方法，利用激光清洗极大地提高了清洗质量和清洗效率，解决了传统清洗方法存在的问题，并完全能够满足轮胎清洗必须迅速可靠的要求。
武汉瑞丰光电激光是早一批生产激光设备企业之一，拥有十多年的研发生产经验，在技术以及整合方面领先同行企业。
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橡胶模具清洗方法简介
要定期清除模垢， 因为它们的厚度随着使用次
厚度的递增， 影响产品外缘尺寸的精度。因此， 为了 数的增加而递增， 而且积层越增厚， 除垢的难度也越
确保模具能正常使用， 必须定期清洗。这已被公认 大； 模垢中的某些成分会在产品表面留下斑疤， 有损
为维护橡胶模具的一项必不可少的内容。
外观。所以， 为使模具表面光洁， 无麻点、凹穴等缺
三、清洗模具的方法
的工作面， 其厚度随着硫化次数而递增。积层增厚，
橡胶模具的清洗方法大致可归纳为手工除垢、
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超额完成任务。
台定为“红旗机台”。
“咱是工人， 质量就在咱手中”
质量是企业的生命， 质量是企业走向市场的通 行证。这些道理听起来谁都明白， 但是真正做起来 就难了。向雪松说： “不能光说在嘴上， 而要体现在 行动上。咱是工人， 质量就在咱手中。”
机械除垢、化学除垢、电蚀除垢及原位清洗等。随着 新技术的应用， 又出现了超声除垢、激光除垢等方 法。
１．手工除垢 这是最原始的除垢方法， 通常由操作者手持金 属刷或砂皮对污垢表面施力磨擦， 一直到积垢除尽 为止。这类方法使用简单， 但效果往往不太理想。特 别对内凹面、细纹沟漕的清洗， 往往难以彻底， 另外 还耗时、费工。为了提高清洗效率， 手工除垢可以和 溶剂浸渍相结合。通常把模具置于浓度为 ２０％的苛 性钠水 溶 液 中 ， 浸 泡 ３～８ 小 时 ， 取 出 用 清 水 冲 洗 后 再洗刷模腔， 用布抹干后再涂上防腐油， 存放待用。 如果把碱液加温到 ６０～８０℃， 则浸泡时间可大大缩 短。为了加强手工洗模的效果， 加快去污， 还开发了 专用洗模液， 添加在上述碱液中， 具有很好的洗净效 果。如日本生产的 ＫＲ３０３ｊ 就是常用的一种。 ２．机械除垢 借助于特定的装置， 用机械力除去模垢。目前 应用较多的有喷砂和灼烧两种方法。 （ １） 喷砂法 利用喷砂机（ 离心式或空压式） 作为工作平台， 向模具待洗表面喷射磨料， 借助冲击力来完成。所 用的磨料一般是石英砂， 也可以用细度为８０ 目的玻 璃珠。喷射时间视垢层厚度而定。冲力大小可通过 气压调整， 喷射时间一般不超过 １５ｍｉｎ。本法的优点 是在动态条件下进行， 比较均匀、彻底。缺点是粉尘 难以完全隔离， 对环境及操作人员的健康带来一定 威胁。 （ ２） 水磨清洗法 专门制备一种水悬浮液， 其成分包括： 碳化硅 ２０％， 碳酸钠 １．５％， 水 ７８．５％。将上述洗液直接喷向 模腔表面， 洗掉污垢， 把残留于表面的磨料冲刷掉即 可。本法的设备构造简单， 使用也方便， 而且清洗一 次后可保持较长时间。不仅有助于改善劳动条件 （ 指与喷砂法相比） ， 也提高了产品质量。本法需有 专用设备配套， 其构造见图 １。 （ ３） 软质磨料清洗 其是一种半机械／半手工方法， 清洗材料既非固 体状颗粒， 也非水悬浮液， 而是经过特殊配合的膏状 体。其成分包括磨料、氧化铬、液态洗液、煤油及其他 化学物品， 如硅酸、硬脂酸、裂解油脂等。操作时， 将 软膏涂在毡片上， 可以用手工擦， 也可由电动机往复
激光清洗模具装置及其运动仿真
剥 离 ， 而达到 洁净 的工艺 过 程 。 从
激 光清洗 机理 大致 可分 为两 大类 ：一是基 体 与 污 染 物对 某一 特 定 波长 的激 光 吸收 系数 差 别很 大 ， 或 者两 者熔 、沸 点程 度有 一定 差距 ，污 物吸 收激 光
我们 设计 的这 类产 品进 行清 洗 ，不仅 提 高效益 降低 成本 ，而且 由此 年增 加利润 高达 一百 多万 。可 见推
广应用激光 技术清洗轮胎 模具具 有很 大的经济效益 ， 对我 国 的模 具 行业将 有很 大 的贡献Leabharlann 。 １ 激光清洗模具 的原理
激光 清洗技 术是 指采 用高能 激光 束照射 工件表
０ 激光清洗模具技术的产 生背景及市
场 调 查
在轮 胎或模 制 品生 产过程 中 ，模具 是 一种必 不 可 少的机 械设 备 。模 具 的好 坏直 接影 响到轮 胎或 制 品的质量 ，轮胎 或制 品 的模 具 中都有 花纹 和标 志 图 案 ，这些均 为雕 刻工艺 ，比较 细腻 ，在使 用过程 中
ＺＨＯＵ ｉ ｉｎ Ｋ ＮＧ ｉｇ ｂｎ ＰＡＮ Ｘｉｇ ｌｎ Ｇｕ－ａ ， Ｏ ｌ Ｌ ｎ － ｉｇ， ｎ－ ｇ ｏ
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乳胶手套模具清洗方法研究
乳胶手套模具清洗方法研究作者：姜乃琨来源：《中国科技纵横》2020年第06期摘要：在乳胶手套生产中，模具清洗是乳胶手套生产制造过程中的一个重要环节，多种清洗方法配合使用，可以在有限处理时间内解决模具上的脏污，为胶乳浸渍做好准备工作，有助于提高产品质量。
关键词：乳胶手套;生产过程;模具清洗中图分类号：R472 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0071-020 引言乳胶手套因其良好的防水隔离效果能够有效地呵护劳动者的双手，广泛应用于生产生活医疗卫生各种行业中。
模具是乳胶手套生产过程中必不可少的设备之一，乳胶手套的外观形状依靠模具的来完成，它的清洁程度对产品质量有深远的影响，模具清洁成为乳胶手套制造过程中一个重要的环节。
通过模具清洗，可清除模具在生产过程中出现的污染，延长模具使用周期，提高运行效率。
对于不同的生产厂家，模具清洗的工艺和方法各不相同。
本文主要研究乳胶手套生产所用的陶瓷模具清洗方法，给生产提供服务指导。
1 模具清洗的必要性乳胶手套的制造方法主要是离子沉积法也叫凝固剂浸渍法，模具浸渍凝固剂后形成一种连续的均匀一致的凝固剂膜，经过干燥以后以一定的温度浸入配合好的胶乳中使胶乳在模具上形成致密的凝胶[1]。
乳胶手套生产系统，在制造加工过程中容易出现杂质与污染，这些雜质和污染有一部分源自生产系统设备及外部环境包括生产链条摩擦产生的油泥、氧化铁锈、尘土等，还有一部分源自生产过程中凝固剂、胶乳及操作过程。
凝固剂一般使用添加少量表面活性剂以及帮助凝固剂附型或有利于脱模的碳酸钙、硬脂酸钙等物质的多价金属盐如氯化钙或硝酸钙的水溶液[2]。
乳胶手套所用模具以陶瓷模具居多，模具表面有很多在放大镜下能够看见的毛孔，容易粘附脏污及杂质。
模具上的脏污和杂质会令胶膜产生麻坑、局薄、污染等缺陷形成不良品，造成经济损失。
乳胶手套生产环节是一个闭环的连续活动，模具经过每道工序的时间随设备能力而定。
一种橡胶辊表面刷洗装置
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一 种烫金辊表面缺陷 检 测仪 调节 装置
一 种 橡胶辊表面刷洗 装 置
申请公布号 ：ＣＮ１ ０５４８６８１ ５Ａ 申请公布 日：２０１６．０４．１３ 申 请 号 ：２０１５１ １００６７７８４ 申请 日 ：２０１５．１２．３Ｏ 申请 人 ：南 京 田中机 电再 制 造有限公司 发 明人ｎｔ Ｒｅｖｉｅｗ
一 种 铸 造Ｔｉ３ＡＩ系 合 金 盘 件 缺 陷 激 光 焊 补修 复 方 法
申请公布号 ：ＣＮ１ ０５４７９００７Ａ 申请 公布 日：２０１６．０４．１３ 申请 号 ：２０１４１０４７３２２６３ 申请 日 ：２０１４．０９．１７ 申请 人 ：沈 阳金研 激 光再 制 造技术 开发有限公司 发明人 ：王茂 才
该 发 明 涉 及 一 种 烫 金 辊 表 面缺 陷检 测 仪调 节装 置 ， 包 括 底 座 ，底 座 上 设 有 导 向 管 ，导 向 管 内套 装 有旋 管 ， 旋 管 套 装有 旋 板 ，旋 板 上 设 有 支 撑块 ，支 撑块 之 间设 有 导 向 管 ， 导 向 管 套 装 有 滑 管 ，滑 管 之 间设 有 载物 板 ， 载 物 板 上设 有载 物座 ，载 物 座 设 有 导 向轴 ，导 向轴 套 装 有 调 节 管 ，调 节 管套 装 有 载 物 管 ， 载 物 管 上 设 有 检 测 仪 。 该 发 明 方便 对检 测 仪 的 倾 斜 度进 行 调 节 ；载 物 板 可 以通 过 滑管 沿 着 导 向管 实 现 移 动 ，使 用 者 可 以通 过 操 作 杆 对旋 管绕 导 向管进 行 水 平 转 动 ，从 而 方便 对检 测 仪 进 行 灵 活 调 节 方 便 烫 金 辊 表 面缺 陷进行检 测。
深度解析硅橡胶制品模具激光清洗技术的发展历程与现状
深度解析硅橡胶制品模具激光清洗技术的发展历程与现状一、激光清洗技术的发展历程激光是二十世纪自然科学的重大发明之一。
1960年世界上产生了第一台激光器。
随后，其相干性好、发敌角小、能量高度集中等特点的激光在各个领域都得到了广泛的应用，比如激光测距、激光加工、激光通讯等。
到了20世纪80年代，人们开始利用高能激光束照射在工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除对象表面的附着物或者涂层，从而实现了清洁材料表面的工艺这就是激光清洗．此后十几年来，激光清洗已经从实验室内走向了实际应用，用于各种橡胶制品模具、硅胶制品模具去除油污、锈蚀，文物、微电子线路板等各种材料的清洗，并取得了很好的经济和社会效益。
20世纪80年代中期，为了满足工业生产上清除存储器模板上的微小颗粒的需要，激光清洗得到了广泛的注意和研究，并被正式地确认为一种行之有效的清洗方法，BM试图使用传统的清洗方法如机械清洗法、化学清洗法、超声波清洗法来除去模板上附着的亚微米量级的颗粒结果都不甚理想。
由于在模板上颗粒的吸附力（范德华力、静电力等）是相当惊人的，比如lμm 大小的颗粒，它在模板表面的吸附力大约是其重力的106倍，而机械清洗法无法完成对如此微小颗粒的清除，化学清洗又会导致模板的腐蚀及再污染，超声波清洗法需要将模板置于声波振动中心，这将导致模板的破裂。
激光清洗正是在这种情况下产生的，在这种情从此人们才开始对它进行系统的研究：它的出现极好地解决了模板表面的污染问题，而且随着激光清洗技术的发展，它在许多其它领域也取得了广泛的应用。
在20世纪80年代末，科学家发现，在基体表面覆盖一液体“辅助层”更有利于污染颗粒的清除．其中，水便是这样一种有效的辅助层．这种在待清洗物品的表面覆盖一厚度为毫米量级的液膜，再以激光进行照射来清除污染颗粒的方法，这也就是后来我们所说的蒸汽（湿式）激光清洗，较之干式激光清洗，蒸汽激光清洗具有更高的清洗效率。
科技成果——激光清洗成套设备
科技成果——激光清洗成套设备技术开发单位沈阳工业大学成果简介激光清洗技术主要是利用高能激光束照射工件表面，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对象表面附着物或表面涂层，从而达到洁净的工艺过程。
相对于酸碱洗、喷砂和机械刮削等传统清洗工艺，激光清洗不需要化学制剂、非接触无损伤、无污染，具有高效、高精、绿色环保特征。
轮胎模具激光清洗设备采用激光清洗技术，可以去除模具/零部件表面的腐蚀层、油污、油脂、残留橡胶、炭黑、氧化物、旧漆等污染物。
目前在以轮胎模具清洗设备为平台的基础上开展了大量工艺试验，为变型设计系列化产品奠定了扎实的基础。
应用范围可应用于钢铁冶金、航空航天、国防军工、汽车及零部件、精密仪器仪表、集成电路、家电等领域的零部件焊前清洗锈蚀氧化层、表面除漆除锈、模具等复杂结构件的高精清洗等。
产品特点对设计复杂和具有几何结构表面的模具均能灵活操作；清洗范围广、效率高、无噪声、无污染、成本低；智能激光清洗；对清洗表面几乎无损坏；具有自动定心功能；操作简单，使用安全；系统设计紧凑，占用空间小；可靠性高，几乎不需维修。
激光清洗设备参数表主机设备尺寸（长x宽x高）：5600mm×4800mm×3500mm；供气压力：0.6-0.7MPa；清洗范围（直径x高）：1300mm×545mm；定位精度（X1、Y1、Z、X）：±0.2/500mm；最大载重量：5000kg；重复定位精度（X1、Y1、Z、X）：±0.1mm；最佳清洁距离（激光头到模具）：100-150mm；激光器：进口原装光纤激光器；电源：380V±10%，50Hz；冷却方式：水冷；电源线制：三相五线制；环境温度：5℃-40℃（精加工温度按国标执行）；整机功耗：32kW；相对湿度≤85%（执行国家标准）；激光输出功率：1kW；控制方式：手动/自动；激光峰值功率：1.4MW；防碰撞功能：支持；扫描尺寸：2.4mm×18mm；清洗介质：腐蚀层、油污、油脂、残留橡胶、炭黑、氧化物、油漆等；清洗效率：15m2/h。
激光技术应用于模具清洗
激光技术应用于模具清洗
周桂莲;吴俊飞;陈建国;薛纪放
【期刊名称】《橡塑技术与装备》
【年(卷),期】2002(28)9
【摘要】鉴于模具清洗在轮胎、橡胶制品生产中的重要性,将激光技术与喷砂法、化学清洗剂清洗法等做了横向对比,并论述了其特性,表明激光清洗是一种高效、低成本、无污染的光电技术,比喷射法提高效率10倍以上,且对模具无损,操作安全可靠。
【总页数】3页(P13-15)
【关键词】激光技术;应用;模具清洗;橡胶制品;机理
【作者】周桂莲;吴俊飞;陈建国;薛纪放
【作者单位】青岛科技大学机电工程学院;青岛平安保险
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.41;TN249
【相关文献】
1.激光清洗模具技术 [J], 谢立
2.激光和干冰清洗轮胎模具技术与应用 [J], 王超群
3.激光清洗技术在模具产业的应用研讨会在深圳成功举行 [J],
4.激光清洗、3D打印、扩散焊技术在模具制造业的应用研讨会成功召开 [J],
5.模具激光清洗技术 [J], Jrg Jetter;胡萍
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激光清洗橡胶制品模具机理的研究的开题报告
激光清洗橡胶制品模具机理的研究的开题报告一、选题背景和意义随着近年来环保意识的增强和制造业的快速发展，激光清洗技术已经逐渐成为了清洗领域的热门技术之一。
与传统的清洗方式相比，激光清洗具有高效、无污染、无损伤、可定制化等优点，逐渐被应用于多个行业领域当中。
而橡胶制品作为一种广泛使用的材料，其制造过程中需要使用模具，而模具在使用过程中会出现粘附物、沉淀物等问题，传统的清洗方式难以彻底去除，且可能破坏模具表面质量，影响模具使用寿命。
因此，研究如何应用激光清洗技术解决橡胶制品模具的清洗问题，具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容和方法本文将以橡胶制品模具的清洗为研究对象，通过实验和理论分析，研究激光清洗对橡胶制品模具的清洗效果及机理。
具体内容包括：（1）橡胶制品模具表面的污染情况分析，了解清洗难点、清洗工艺和难度。
（2）搜集了解激光清洗在橡胶制品模具清洗领域的研究现状，并分析其存在的不足之处。
（3）实验设计，选取常用的激光清洗参数，如激光功率密度、清洗时间、扫描速度等，分析其对橡胶制品模具清洗效果和表面质量的影响。
（4）利用高精度表面测量仪器对清洗后的模具表面进行测试分析，定性、定量分析表面清洗效果。
（5）对实验结果进行统计分析，结合模具表面形貌和结构特征，探究激光清洗对橡胶制品模具清洗的机理。
三、研究预期成果（1）完成对橡胶制品模具表面的污染情况分析，掌握橡胶制品模具清洗的难点、清洗工艺和难度。
（2）梳理激光清洗在橡胶制品模具清洗领域的研究现状，发现其不足之处。
（3）探究不同激光清洗参数对橡胶制品模具清洗效果和表面质量的影响，建立清洗参数与清洗效果的相关性。
（4）定量分析清洗后的模具表面，并探究激光清洗对橡胶制品模具清洗的机理。
四、研究进度安排第一阶段（一个月）：调研概述，完成文献综述，确定研究方向和方法。
第二阶段（两个月）：实验设计，准备所需实验设备和材料，确定实验方案。
第三阶段（一个月）：进行实验，获取所需数据和样品。
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第29卷 第6期2008年12月特种橡胶制品Special P ur po se R ubber Pr oducts V ol.29 N o.6 December 2008橡胶模具激光清洗的工艺研究周桂莲,孙海迎,汪传生(青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061)摘 要:激光清洗模具的原理是利用模具基体物质与表面附着的污垢对某一频率的激光能量吸收系数的差别,使激光能量充分被表面附着的污垢所吸收,从而受热膨胀直至气化,所形成的气体被吸收利用而不损伤模具甚至强化模具基体,以达到绿色清洗的目的。
本文从橡胶模具表面颗粒受力、激光清洗的机理与主要性能参数及其光路控制,对激光加工技术的应用进行了探讨。
关键词:橡胶模具;激光清洗中图分类号:T Q33314+1 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2008)06-0034-03收稿日期:2008-07-11作者简介:周桂莲(1949-),教授,硕士生导师,主要从事教学与科研工作。
在轮胎的生产中,模具是必不可少的器具。
模具的好坏直接影响到轮胎的质量。
模具的应用,促进了工业化生产,而模具的清洗则成为人们一直关心的问题。
经过长期的探索与实践,人们积累了很多清洗模具的方法。
最初是使用高温盐水浸泡的方法进行模具清洗,但这种方法效率低,主要用于清洗小型模具,而对大型模具则费时费力。
随着时代的发展,产生了喷砂法清洗,这也是现代人们最常用的方法,在具体应用中常用的有砂子、玻璃球或者塑料珠等。
但是这种清洗方法会损伤模具表面,影响产品的质量,缩短模具的使用寿命,从而增加了生产成本。
近几年,在清洗模具方法中,常用的还有:化学清洗法、干冰法、高压水清洗法及超声波清洗法,然而这些清洗方法在规模及清洗效率等方面还存在着一定的局限性,而且这些方法都存在一定的污染,因此不能完全满足环保需求。
根据社会的需求,目前轮胎和橡胶制品行业仍然需要一种高效、成本低、对环境无污染的清洗技术。
因此激光清洗就慢慢进入人们的研究范围。
1 模具表面颗粒附着力一般情况下,细微颗粒在基体表面的附着力主要有3种,即范德瓦尔斯力、毛细力和静电力。
1.1 范德瓦尔斯力表面上,当颗粒尺寸小于几微米时,颗粒与基体表面的范德瓦尔斯力成了主要的附着力[1,2]:F v =hr 8P z 3+h D 28P z3式中,h 为与材料有关的列弗西兹-范德瓦尔斯常数,r 为颗粒半径(见图1a),z 是颗粒与基体的微观最小距离,D 为颗粒与基体接触面的半径。
图1 基体上细微颗粒的主要附着力1.2 毛细力基体表面潮湿时,颗粒与基体之间微小空隙处积聚了很薄的液体层(见图1b),液体层在颗粒和基体之间产生的凝聚力就是毛细力,其大小为[1,2]:F c =4P R r式中R 为液体的表面张力系数,r 为颗粒半径。
1.3 静电力颗粒与基体之间由于出现电荷的输送而使两者带有异号电荷,因而有相互吸引的双层静电力存在(见图1c),可按下式计算[1,2]:F e =(P E U 2)/z式中,E 为介电常数,U 为接触电势,r 为颗粒半径。
由上面计算知,附着力与颗粒的尺寸有关:F W r ,颗粒质量F W r 3,根据牛顿第二定律a =F/m,所以a W r -2,可见颗粒尺寸越小,清除它所需的加速度越大,清除就越困难。
2008年 周桂莲等 橡胶模具激光清洗的工艺研究352 激光清洗模具的机理激光清洗主要是利用激光的高单色、高定向、高亮度,不同激光器可以发出不同的激光可供选择,以及应用调Q 技术和锁模技术[3],可获得窄峰值功率的激光脉冲等特性,用以去除固体或液体表面的污染物。
激光清洗的工作原理如图2所示。
图2 激光清洗工作原理示意图1-激光器;2-光纤;3-聚焦镜头;4-清洗喷嘴;5-清洗工件;6-辅助气源激光器产生的激光经过可弯曲的光纤传输到聚焦透镜,聚焦后,从聚焦喷嘴内孔抵达清洗工件表面。
通常使用吹气喷嘴将具有一定压力的气体吹到清洗区。
气体由辅助气源供给。
吹气的主要作用是吹去汽化物,并防止镜头被飞溅物污染。
同时,可带走清洗过程中产生的热量防止表面氧化,起到净化表面的作用。
激光清洗的机理大致可分为两类[4]:一是利用清洁基体与污染物对某一特定波长的激光吸收系数的显著差异,或两者的熔沸点温度有一定的差距,污染物吸收光能后或汽化挥发,或瞬间受热膨胀并被蒸气带离基体表面,从而达到清洗的目的。
对于此类的激光清洗,激光波长的选择和激光能量的控制是影响清洗效果的关键;二是基体材料与覆在其上的污染层的特性差异不大时,多采用高能量密度、高频率的脉冲激光。
污染层在激光脉冲作用下迅速升温到较高的峰值温度而基体表面温度较低,在污染层中形成很大的温度梯度。
在随后的冷却过程中产生强分裂应力,这个分裂应力大于污物与基体材料表面的亲合力时,污物便从基体表面脱离并被真空泵吸走。
3 激光清洗的工艺参数及其光路系统激光清洗工艺参数包括:激光功率、光斑大小、能量密度、激光脉宽、扫描速度、焦点位置、气体压力等,具体要根据不同的基底材料和清洗要求来选择。
图3给出了清洗效果随能量密度的变化形貌图。
图3 不同激光能量密度条件下试样表面的清洗形貌图(a)F = 6.72J /cm 2;(b)F =25.1J/cm 2;(c)F =35.9J/cm 2通过实验选出合适的激光发生器后,为了能使激光光束顺利到达模具表面,并尽可能的减少能量损失,就必须有合理的激光光路系统。
激光光路系统一般由一些特殊的光学元件组成,其目的是根据实际要求来调整激光器输出激光的光斑形状、大小、能量密度。
尽管激光清洗机的使用范围主要由它所使用的激光器类型及工作方式决定,然而对光束的控制也是决定激光清洗机的使用范围和清洗效率的关键因素。
由于激光器输出的光束是高斯型的,这就造成在其辐射面积内,光束的能量密度并不是均匀分布的,中心附近的能量密度要远高于周围的能量密度,这样在清洗样品时,就必须以中心附近的能量密度为基准,从而使周围部分无法清洗干净造成了能量浪费,影响了清洗效率。
如果我们使用光学器件使其能量均匀分布,甚至使光斑形状变成矩形,这样就可以充分利用激光的能量,也就提高了清洗效率。
对于同种类型的清洗方式和机制,当激光器的功率/能量一定时,我们就可以根据被清洗污物或微粒的难易程度,简单的通过调整光斑的面积来使输出激光具有不同的能量密度。
激光的方向性和相干性也是激光清洗的两个重要参数。
为了提高激光的方向性,我们可以通过控制发散角来实现,反映到激光装置上就是要选择合适的横模。
横模选择的实质是如何设计并采用一定的方法使需要的横模产生振荡,而抑制其他高阶模。
横模选择有两条原则:必须尽量增大高阶模与基模的衍射损耗比;必须尽量减小激活介质的内部及镜面上的损耗,而相对增大衍射损耗在总损耗中的比例。
横模选择的方法主要有两种:光阑法选模跟非稳腔选模。
为了提高激光束的时间相干性即激光器的单色性,要选择适当的纵模。
其基本思想是:激光器中某一纵模能否起振和维持振荡主要取决于这一纵模的增益与损耗值的相对大小。
控制这两个参数之一,使谐振腔中可能存在的纵模只有一个满足振荡条件,就可以实现单纵模运转。
纵模选择方法主要有短腔法和F-P标准具法。
要想获得窄脉宽、高峰值功率的超短激光脉冲,必须采用锁模的方法。
锁模技术就是采用一定的调制方法,使激光振荡不同频率的各纵模之间有确定的相位关系,即纵模相邻频率间隔相等并固定,故锁模也称锁相。
目前采用的锁模方法可分为主动锁模跟被动锁模。
主动锁模是在激光腔内插入一个电光调制器,使调制器的调制频率准确的等于激光纵模间隔,就可以得到重复频率的锁模脉冲序列。
被动锁模是在谐振腔内插入一可饱和吸收体来调节腔内损耗,当满足锁模条件时就可以得到锁模脉冲。
饱和吸收体的透过率与光强有关。
4激光清洗机的其他系统4.1控制系统控制系统是整套激光清洗机的控制中枢,用于控制和协调其他各部分系统,使它们协同工作来完成清洗任务。
它的核心部分,一般是一台可以分析和处理各种数据信息的单片机或计算机,并辅以一套相应的控制软件,清洁人员通过控制它,只需输入一些简单的控制指令,便能达到操纵整个激光清洗过程的目的。
这一部分虽然比较复杂,但现在的自动化和计算机控制已经发展的比较成熟,所以实现起来并不困难。
4.2尘埃器它用于吸收激光机器人作业中,由于激光头的高能激化所剥离出的橡胶颗粒,以完成绿色清洗的目的。
4.3冷却系统冷却系统是防止激光棒、灯、聚光腔温度过高,因为泵源发出的光能只有少部分被激光棒吸收,大部分光能转化成热能,在高效率、大能量激光器中尤为重要。
4.4检测系统检测系统主要用来在清洗过程中监测被清洗污物的清除效果,并将监测信息及时反馈给控制系统,由其决定清洗过程是否继续或终止。
5结束语随着科学技术的不断发展,相信激光器及其配套设备的成本会不断降低,该项技术在工业中的应用也将成为现实,应用范围也会随之拓宽,具有广阔的市场前景。
要设计符合我国国情的激光清洗轮胎模具装置,这次所设计的激光清洗模具装置,实现了光、机、电一体化,是一种技术密集型装置。
它有生产效率高,劳动强度低,产品质量高,能适应各种表面污物的清洗,对环境污染极小,不损伤基体,省时、省力、节水,而且安全可靠,适用面广,易于自动控制等优点。
参考文献:[1]TAM A C,LE UNGW P,ZAPKA W,et ser cleanin gtechn iqu es for r emoval of surface particulates[J].J A P, 1992,71(7):3515-3523.[2]LU Y F,SONGW D,LOW T s er cleaning ofm-icro2particles from a solid surface-theory and applications [J].M aterials Ch emistry and Phys ics,1998,54(1):181-185.[3]张国顺.现代激光制造技术[M].北京:化学工业出版社,2006.[4]辛家梁,乔松,田晓燕.激光清洗工作原理与应用[J].化学清洗,1998,14(6):32-34.(下转第44页)计算中提出的许多与实际相差较大的假设,综合考虑了实际生产中许多设计参数及工艺条件,可以替代原有因素较少而与实际生产有较大出入的经验公式。
(2)对比实验数据和计算结果,在置信度A= 0.05的情况下,模型拟和良好,误差较小。
该注射压力数学模型的建立是可以接受的。
(3)注射压力数学模型的建立可为一步法注射成型机的设计提供理论依据,并用于实际生产中注射压力的预测。
(4)计算和实验结果表明,通过实验建立模型来探讨多因素与目标函数之间的定量关系是可行的。
参考文献:[1]吕柏源.橡胶螺杆旋转注射成型机的研究与开发[J].橡塑技术与装备,1999,25(2):1-5.[2]吕柏源.橡胶螺杆旋转注射成型方法的试验研究[J].橡塑技术与装备,2002,28(1):6-11.[3]郑师.轮胎胶囊一步法注射成型注射机的设计与研究[D].青岛:青岛科技大学,2003.[4]唐跃.螺杆参数与挤出过程多因素实用数学模型[D].吉林:吉林工业大学,1995.[5]庄楚强.应用数理统计基础[M].广州:华南理工大学出版社,1999.Experimental Analysis and Modeling on InjectionPressure of One-step InjectionJ I A O Dong-mei,L I J un-y ing(Qing dao Univer sity of Science&T echno logy,Q ingdao266042,China) Abstract:Based on the one-step injection exper im ent,the influence of m any parameters on injec-tion pr essure w as studied,such as screw rotational speed,injection temperature,mater ial kind and d-i am eter o f no zzle.T he ex perimental elem ents and results w ere analyzed statistically.A quantitativ ely calculating mathem atical model of the par am eters to injection pr essure w as built.Key words:one-step injection,injection pressure,mathematical m odel(上接第36页)Research on Laser Cleaning Process to Rubber MoldZH OU Gui-lian,S UN H ai-y ing,WA N G Chuan-sheng(Qing dao U niv ersity o f Science and T echnolo gy,Qing dao266042,China) Abstract:The principle of laser cleaning rubber mo lding w as based on the difference of the absorp-tion coefficient to laser energ y o f a certain frequency betw een the m old m atr ix and the scale adher ed to the surface,then the scale w as heated and sw elled to v apor,but not hurting,till enhancing the molding material.The vapor w as absor bed and reused and the m old w as cleaned g reenly.T he fo rced par ticles on the surface of the ruuber,the m echanism o f laser cleaning m old,the main perfo rmance parameters and the control of laser w ay and the new applicatio ns of laser processing technolog y were discussed.Key words:rubber mo ld,laser cleaning欢迎订阅5特种橡胶制品6杂志52-42。