Page 36 - 《橡塑智造与节能环保》2025年2期

综述与专论

除，形成所需的高对比度图案。 数据用于驱动控制激光束去除断面中不需要部分的材
2.5 激光3D打印 料，剩余部分形成所需形状的薄层，逐层去除不需要
激光3D打印也叫激光增材制造，是用CAD生成的 的薄层材料，剩余部分积累形成所需立体浮雕结构。
三维实体模型,通过分层软件分层、每个薄层断面的二 激光蚀刻在轮胎行业的应用主要集中于轮胎模具
维数据用于驱动控制激光束，扫射液体、粉末或薄片 的加工方面。比如在模具侧板雕刻出亚微米级的精细
材料，加工出要求形状的薄层，逐层积累形成实体结 多重光线反射结构可在轮胎侧面形成精美的高对比度
构的零部件。3D打印尤其适合制造结构复杂、传统加 图案或呈现出天鹅绒般的幻彩质地。激光还可以在模
工工艺无法加工的零部件。 具表面蚀刻出排气缝隙和凹槽，实现新的排气结构。
在轮胎行业，激光3D打印的应用将主要集中于 模具活字块的雕刻也是激光蚀刻的应用之一。
轮胎硫化模具的制造方面。轮胎模具结构复杂，存在 利用激光蚀刻也可去除标签中间层的涂层形成镂
表面花纹筋肋突起、排气孔隙和各种形状的金属刀槽 空来制作各种轮胎ID标签。在轮胎校正过程中，可以
嵌入插片。模具各组成零部件的形状、材质也不尽相 使用激光直接蚀刻逐步去除轮胎上造成不平衡的部位
同。采用激光3D打印技术可以发挥按需制造、灵活多 处的材料实现均匀性修磨校正。
变的优势。激光3D打印可以控制各打印处的成形密 2.7 激光探测
度，结合在不同部位选择不同性能的粉末材料打印能 此处的激光探测主要是指对一定空间范围内物体
够实现打印件的透气、结构强化、耐蚀等不同使用功 的有无进行判定。激光器发射一束激光束遇物体后漫
能。激光3D打印技术促进了轮胎模具设计理念、制造 反射至光电接收器件，产生信号输出。激光探测传感
工艺的革新，有助于轮胎新产品的推陈出新。 器通常用于生产流水线或设备运动机构中控制相应动
除了用于轮胎模具制造，激光3D打印也可用于 作的开始或停止。
直接打印轮胎结构。如以聚氨酯、高性能树脂材料、 在轮胎行业中，激光探测的应用场景主要是各
TPE/TPR热塑性弹性体材料或者合金材料为原料的仿 轮胎部件在各工序的自动裁切、传送、存储过程中的
丝瓜络内壁微结构的轮胎空间支撑体的打印（见图 控制，轮胎自动检测中轮胎位置的确定，轮胎割须、
6），用以制作非充气轮胎，意图解决充气胎的漏气、 去飞边作业检测定位，成品轮胎的传送、分拣与储运
爆胎问题。利用形状记忆合金用激光3D打印航天探测 等。
用行星车辆轮胎内部填充的点阵结构。 2.8 激光切割
激光切割是激光加工最主要的应用之一。激光切
割分为热切割和冷切割两类。激光热切割是利用高能
量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常
短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸
气。在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口的过程。
激光冷切割是激光束加于物体，借助高密度高能光
子引发或控制材料分子链断裂或光化学反应的精密加
工，常用紫外或超快激光器对超硬、易碎材料进行细
微的精密切割加工。
在轮胎行业，激光切割可以用于硫化模具制造中
大块零件的落料切割、模具嵌入件的精密切割和排气
图 6 激光 3D 打印仿丝瓜络内壁微结构的轮胎空 孔隙的加工等。激光切割也可以用于巨型轮胎帘布、
间支撑体
静音轮胎静音绵和轮胎垫带的裁切，裁切时无刀具磨
2.6 激光蚀刻 损，裁切物无机械应力变形，裁切尺寸及形状更准
激光蚀刻与激光3D打印正好相反，属于减材制造 确。
方式。激光蚀刻是用分层软件对CAD生成的三维实体 (下转第20页）
模型进行由表及里的分层、每个薄层断面轮廓的二维

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