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轮胎模具清洗工艺分析……  

概况

脱模剂技术的历史与橡胶成型技术一样古老。一般来说,所有橡胶化合物都倾向于粘附在固化模具表面。模具脱模剂常用于橡胶工业,防止模具与产品粘连。
脱模剂,通常意味着外部试剂。实际上,它们并不总是外部化学品,有时它们也可以与化合物一起在内部使用。例如,如果在丁基内胎胶料或硫化胶囊配方中使用 2-4 份硬脂酸,则产品从硫化模具中脱模的速度更快,并会降低模具脏污问题的周期。同时,硬脂酸不需要用作丁基橡胶中的助活化剂。由于硬脂酸具有上述优点,因此市场上有许多金属硬脂酸盐声称添加到化合物中时的脱模剂。

模具清洁的原因
每年都在发生新的技术突破,制造具有更复杂零件的复杂小型橡胶产品的趋势也在增加。模具结垢是世界各地轮胎制造商面临的主要问题,其中典型的残留物积聚在固化模具表面,主要是由于硫、氧化锌和有机金属促进剂在温度和压力下发生化学反应造成的。轮胎胎圈表面的胎圈区域积垢过多,轮胎可能无法在轮辋上正确密封。

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轮胎模具产生粘附物的过程

模具清洁的其他原因是因为绝大多数轮胎模具都有通风口,以排出滞留在生胎表面和模具表面之间的空气,因为气囊在固化过程中将生胎膨胀到模具腔中,另一个区域值得关注的是保持模具表面清洁,在固化过程中配合密切接触,避免残留物堆积。对于两件式轮胎模具,两个模具半部之间的表面闭合时它们会发生接触,并在胎面花纹的中间横截面中产生分型线。

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生产过程中上下模结合区域积聚过多的残留物,即使在压力机的极端压力下,上下模也不会完全接合在一起。这会导致成品胎面花纹中间的圆周周围出现毛边胎。

对于在分段模具中固化的轮胎,可能非常容易产生毛刺飞边,此外,在配合模具表面上的残留物堆积会导致连接分段的紧固件中的高机械应力和压机的侧壁环。          

模具通风口和微型通风口存在的问题

必须定期清理模具污垢,以实现成品的连续全局表面。同时还开发不同类型的模具,采用不同的金属合金,以减少模具结垢。

通常,模具排气孔的直径为 1 2 毫米。一个典型的乘用车轮胎模具包含数千个这样的通风口。问题在于,气囊膨胀压力与升高的硫化温度相结合,导致一些轮胎表面橡胶挤出到这些通风口中。

当硫化周期结束并且大家从模具中释放轮胎时,这些通风口中的大部分挤出橡胶仍然附着在硫化轮胎上,并从新轮胎上熟悉的 Whisker 橡胶拉出。
然而,并非所有的排气孔都会释放其挤出的 Whisker,但当这种情况发生时,困在模具中的空气开始导致成品轮胎的表面不规则和其他缺陷,最终增加生产废品率。此类模具需要马上清洗以获得优质产品。

重复此过程以在每个固化循环中阻塞更多的通风口。传统的排气孔清洁方法是从压机中去除模具,喷砂处理侧壁和胎面表面,用非常小的钻头和气动工具将固化橡胶从每个排气孔中钻出。

当这些非常脆弱的钻头折断以永久堵塞通风口时,会出现堵塞通风口问题的一个子集。因此,通风口必须拆除并更换为通风口插件。典型的乘用车和轻型卡车轮胎模具包含数千个事件或微型通风口,钻出堵塞的通风口所需的劳动力和每月消耗的数百个钻头大大增加了制造成本。

 

传统的轮胎模具清洗方法。

传统上有两种轮胎模具清洗方法,

化学清洗(手洗):

这也称为手洗或化学清洗,主要包括有机溶剂、熔融、酸洗、碱洗等方法。这些方法使用方便,投资成本低。但长期使用上述方法会导致模具尺寸造成偏差也会导致模具会产生腐蚀,直接影响产品外观和质量,同时对环境会造成破坏。
目前该方法主要用于小规模橡胶制品企业。随着不断的发展,一些新技术被开发和应用。手工清洗是最耗时的,使用不同类型的喷雾清洁剂、溶剂、化学品和刷子等,它们都需要多次处理每件工具,因此没有显着节省生产成本。腐蚀性极强的清洁剂,如氢氧化钠、硫酸浴,它们在特定时间范围内将在未使用过的表面上去除的生锈量也只有有有限的效果。手洗是一种有效的清洁方法。然而,对于腐蚀和污染物堆积多的塑料模具区域,如果直接接触压板的前后夹板起泡器位置(非不锈钢) 衬套和耐磨板润滑脂槽,同时选择错误类型的清洁系统可能会造成灾难性的后果,因此制造商们必须会做出改变。需要预防严重锈蚀堆积,更频繁的清洁使用不锈钢板和耐腐蚀塑料以及在防锈剂上持续喷涂。

喷砂:

喷砂清洁方法涉及高速砂粒或其他固体颗粒(如玻璃珠)在脏模具上清洁模具表面。喷砂是一种在设备上快速推进研磨性工业清洁材料的过程。这也可用于打磨模具表面。

喷砂法是在高压下将研磨材料强行推进到表面以使粗糙表面光滑、使光滑表面变粗糙、使表面成形或去除表面污染物的操作。加压流体通常是空气或离心轮用于推动工艺的变体,例如喷砂、喷碱和喷丸等。

喷砂是通过在高压下施加细玻璃珠而不损坏表面来去模具除表面沉积物的过程。除玻璃珠外,硬质氧化铝珠也可用作于喷砂介质。它用于清洁池砖中的钙沉积物去除嵌入真菌和增亮灌浆颜色。它也可用于汽车车身工作去除油漆。但是长期的喷砂清洗会导致模具表面的尺寸发生改变,同时会对细小的花纹产生一定的磨损。

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压力喷砂机

砂轮喷砂:

在轮式喷砂中,轮子使用离心力研磨物体。它通常被归类为无气喷砂操作,因为使用了推进剂。砂轮机是一种大功率、高效率的抛丸作业,采用可回收的磨料或不锈钢丸。专用轮式抛丸机在低温室中推进塑料磨料,通常用于去除塑料和橡胶部件的飞边

高压水清洗:

 高压水清洗通常被称为水清洗,因为它通常只需要一名操作员。在水清洗中,高压水流用于去除旧油漆、化学品或堆积物,但不会损坏原始表面。

这种方法非常适合清洁内部和外部表面,因为操作员通常能够将水流输送到使用其他方法难以到达的地方。但是水清洗的问题在于需要二次回收污染水,同时需要增加水净化装置。

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高压水清洗装置

干冰清洗技术:

干冰清洁技术用于去除复杂部件和组件中的颗粒、离子污染物和有机残留物,以提高使用它们的系统的性能和可靠性。此过程不需要拆卸模具和清洁。干冰喷射是一种便携式设备并且可以清洗任何类型的模具,更快地清洁效率,不会对环境产生任何污染影响。

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二氧化碳被压缩后直接凝结成干冰,在室温下直接升华成气态。干冰是固态的二氧化碳。干冰是 1940 年代开发的一种非磨料清洁方法。固体二氧化碳颗粒大约是一粒米的大小被引入空气流中,并通过各种符合空气动力学设计的喷嘴高速喷射以去除残留物。

对于受到污垢、铁锈和其他污染物影响的大型设备和机械,使用干冰喷射技术可以提供有效的清洁解决方案。同时干冰喷射是一种技术先进的工艺,可产生减少日常清洁频率的非磨蚀性卓越清洁减少了停机时间。

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干冰喷射可以简单有效地去除污染物而不会损害设备。这些系统可以在涂层模具所需的低压和动能水平下使用加宽喷嘴,在非常低的噪音、气压和干冰颗粒流速下,清洁涂有涂层的乘用车、轻型卡车甚至更大的商用卡车的轮胎模具将变得更加快速和容易。

二氧化碳精密清洁技术已被采用高可靠性和大批量制造应用减轻污染产量问题。表面污染干冰颗粒高速撞击同时由于干冰升华冻结破坏附着力金属轻微收缩而去除污染物。干冰升华不留残渣和其他污染源。

干冰清洗是一个用户友好的过程,可促进更安全、更健康的工作环境。干冰清洁有效地利用了其他非生产性二氧化碳,并有助于减少模具对传统清洁方法中常见的刺激性化学品和危险清洁做法的依赖。

用干冰清洁还有助于延长模具的使用寿命,因为它有助于定期进行非磨蚀性彻底清洁并减少机器拆卸。可能最重要的是,干净的模具有助于消除缺陷并确保高质量的最终产品。

在不久的将来环保工业清洗技术将成为主流清洗技术,集成环保工业化4.0清洗系统已将降临。 


 
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