在智能制造技术不断进步、全球降碳减排日渐深入的宏观背景下，如何进一步降低产品制造成本，提高产品品质和功能，满足绿色制造要求，在市场竞争中获取综合性优势是轮胎制造企业不得不解决的问题。
随着时代的发展，轮胎行业对轮胎品质、功能的要求越来越高，对采用先进制造技术对轮胎制造过程的成本控制和环境保护愈来愈重视，对产品满足市场需求的要求越来越高。目前大多数轮胎制造企业都在规划建设无人工厂，采用先进的低碳低耗制造工艺和基于网络云平台的轮胎全生命周期追溯管理系统，以期更好地满足轮胎用户的新需求，为轮胎制造企业和用户带来价值。
在工业生产、文物保护以及牙科疾病的治疗中，常常需要用到清洗技术。例如：工业制品在电镀、磷化、喷涂、焊接、包装以及集成线路的装配时，为保证下道工序中工件的质量，必须除去产品表面上的油脂、灰尘、锈垢或残留的溶剂、粘结剂等污物。由于环境污染和保护不善等原因，很多的文物和艺术品正逐渐被锈蚀和污损，为恢复旧貌，需对文物表面的污垢及锈迹进行清洗。
传统的清洗方法包括机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法，机械清洗法即采用刮、擦、刷、喷砂等机械手段去除表面污物；湿法化学清洗法是利用有机清洗剂，通过喷、淋、浸泡或高频振动等措施去除表面附着物业超声波清洗法是将被处理零件放入清洗剂中，利用超声波产生的振动效应除去污垢。
激光技术也能在轮胎清洗中发挥巨大的作用，具体是怎么样的呢？我们一起来看看吧！
01 激光清洗的原理
激光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。在激光清洗处理中，主要利用了激光的以下特性：
1、 激光可以实现能量在时间和空间上的高度集中，聚焦的激光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、激光束的发散角小，方向性好，通过聚光系统可以使激光束聚集成不同直径的光斑。在激光能量相同的条件下，控制不同直径的激光束光斑可以调整激光的能量密度，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。
激光清洗技术正是利用了上述激光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，可以将激光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）对某一波长激光能量的吸收系数具有很大的差别。辐射到表面的激光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激光吸收能量极小，不会受到损伤。对此类激光清洗，选择合适的波长和控制好激光能量大小，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激光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激光冲击被清洗的表面，使部分光束转换成声波。声波击中下层硬表面后，返回的部分与激光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。
02 轮胎内壁激光清洗
随着对汽车行驶安全性要求的不断提高和新能源汽车对静音轮胎需求的不断攀升，自修复轮胎、静音轮胎等高端轮胎正逐步成为汽车配套的首选。国内外轮胎企业把生产高端轮胎作为企业的优先发展方向。实现轮胎自修复与静音的技术手段有多种，目前主要是在轮胎内壁涂覆软固态胶状高分子复合材料，实现防爆、防扎、防漏功能，同时在防漏胶表面粘贴上一层聚氨酯海绵，实现隔音隔热，吸收空腔噪音的静音效果。
软固态胶状高分子复合材料的涂覆和聚氨酯海绵的粘贴都需要将轮胎内壁上残余的隔离剂预先清洗掉，以保证粘贴效果。传统的轮胎内壁清洗主要有打磨、高压水和化学清洗几种。这些清洗方式不但会对轮胎的气密层造成损伤，有时还会发生清洗不干净的现象。
采用激光清洗轮胎内壁，不用耗材，对轮胎无损伤，清洗速度快，质量一致性好，可实现自动化清洗，无需传统打磨的后续清屑作业和湿式清洗的后道吹干作业流程。激光清洗无污染物排放，即洗即用，为静音胎、自修复胎和自检测功能胎的后续粘接做好高质量准备。
集萃激光公司开发的JL-TireCleaning系列全自动轮胎内壁激光清洗设备采用高能量纳秒脉冲激光器配合高速清洗头，可达到160cm2/s的清洗效率，轮胎内壁表面杂质去除率可达99%。全封闭清洗系统保障了清洗烟尘抽除效果和激光安全防护效果。目前集萃激光公司提供500w和1000w两款轮胎清洗设备，可根据用户轮胎生产量和生产节拍综合考虑给出产品组合配套建议。
03 离线清洗设备
全自动激光清洗机用于对轮胎半钢模具进行定期清洗处理，可以快速有效清除掉模具花纹块和侧板在生产中残留的橡胶附着物、油污等污渍；清洗以后模具表面干净无残留污渍，模具颜色均匀无色差，模具表面无损伤等。
水滴激光自动化方案可以做到将模具放置于上下料平台后，只需要输入模具型号，一键启动，就可以完成模具上料、检测、清洗、下料的全过程，一整套模具彻底清洗干净的时间可控制在花纹块清洗周期≤30 分钟，侧板清洗周期≤5 分钟。
方便快捷，简单有效，对比耗时长的湿法清洗，和耗材昂贵的干冰清洗都有着显著的优势。激光清洗对比干冰清洗，以轮胎生产厂一年清洗1500副模具计，可节省生产时间6000小时；轮胎产量可增加约3万套。运行成本可忽略不计，不仅环保，经济效益也相当可观。
04 在线清洗设备
在轮胎生产环节中，轮胎硫化环节是能源消耗第一大户：一般轮胎硫化是通过向模具和胶囊内给到一定压力的过热水或蒸汽，使轮胎的内温和外温分别上升到180°C以上和150°C左右，这一过程需要大量的热量。按现行GB29449-2012国标工序划分，硫化工序的能耗占第一位。
而传统的模具处理方式如湿法清洗需要硫化机长时间的停下来，将模具先降温，清洗处理后再升温，整个过程费时也浪费热能，同时频繁的开关灶也使自动车间失去了节省热量的意义。
因此我们也在着力解决如何在硫化车间生产途中不降温的实现模具在线清洗。基于原有的离线清洗方案的基础，目前激光在180°C硫化车间能完成清洗工作，已通过工艺试验环节，基本确定技术方案。将争取在今年内完成全自动化在线清洗机的项目落地。
05 轮胎打标朔源系统
激光打标是一项成熟的表面工艺，应用在成品轮胎中可以灼刻独有的标识，一经灼刻便不可更改，具有安全、环保及防伪性高的优点。业界较多的都在采用纸质二维码标签，但此标签易于仿冒。轮胎上的二维码容易被撕下，带来了质保的不确定性。
水滴激光清洗机可以兼顾轮胎打标使用，无需另外添置设备，便捷高效。在调整工艺窗口后便可实现激光打标功能，对轮胎进行宏观雕刻，将追溯码以字符或二维码的方式进行信息植入，集成服务器数据库，可做到消费者一键查询，厂家便利管控。
采用激光在成品轮胎侧面打码代替传统的活字块印字工艺，将胎侧信息文字图案的形成延迟到后续的检验、出货工序。激光打码具有如下优势：避免用错活字块造成的成品批量性损失;避免频繁更换周号造成的停工损失;有效提高产品外观质量，消除活字块缝隙产生的“飞边”;条形码或二维码标记使产品全生命周期管理更方面快捷;可以根据订单需求灵活调剂轮胎销售去向，减少库存及资金积压。
总结
水滴激光清洗机作为新型的绿色工业清洗工艺，凭借着微米级的工艺精细度和可实现无人自动化的电子集成优势，已广泛应用在汽车的动力电池系统、传动轴、轴承、车桥、轮彀和轮胎等各项零部件生产环节中，在未来将进一步帮助制造业企业降本增效，实现转型升级。
来源：集萃激光，水滴激光清洗，轮胎报
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