[发明专利]一种带有胎面花纹的轮胎制造方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶机械领域，特别是涉及一种带有胎面花纹的轮胎制造方法及设备。

背景技术

随着车辆性能和行驶速度的提高,轮胎噪声在交通噪声中所占的比例越来越大，严重影响生活质量，因此设计低噪声花纹成为轮胎企业关注的焦点。其中新花纹开发需要通过手工刻花进行样胎试制及性能测试，这一过程中涉及到刻刀的选择、刻刀尺寸的调整、花纹轮廓线绘制等操作过程，一方面很难保证刻刀形状、制作精度以及刻刀尺寸制作的重复性；另一方面，手工操作需要耗费大量的时间；因此花纹开发周期长，精度较难保证。

此外，轮胎翻新也涉及到手工刻花，指的是胎面花纹磨至磨耗极限标志时，在花纹沟下基部胶再刻出一定深度的花纹。但是刻花后轮胎花纹沟基部比较容易开裂，花纹沟基部胶过薄也容易被碎石扎伤胎体骨架帘线，很难保证行车安全。目前，尚无有效方法解决上述问题。

发明内容

针对现有轮胎手工刻花方法存在的不足，提供一种制作精度高、成型周期短的带有胎面花纹的轮胎制造方法及设备。

本发明的技术方案是：一种带有胎面花纹的轮胎制造方法，在轮胎成型过程中使用3D打印机在胎坯表面成型带有胎面花纹的胎面胶，其特征在于，首先在轮胎成型机第一工位成型只包含带束层的带束筒，在第二工位成型包含胎体层胶、胎侧胶、气密层胶等其余部件的胎体筒，之后在成型机上将带束筒与胎体筒复合，再将复合的半成品胎坯从成型机转入到专用的胎面花纹3D打印装置，轮胎在打印装置中的旋转机头上以微小速度旋转，同时打印装置的喷头在光面胎坯上成型带有花纹图案的胎面胶料，胶料在外部辐射热源作用下即时完成交联反应，最后将制作好的胎坯加包封套后送入硫化罐完成整体硫化。

一种带有胎面花纹的轮胎制造设备，由普通的轮胎成型机与胎面花纹3D打印装置组成。轮胎成型机有两个工位，一工位包括带束层供料装置，带束鼓机箱及带束鼓，二工位包括胶囊成型鼓、钢丝圈夹持环、主机箱、内衬层、帘布及胎圈加强层供料装置、胎圈夹持环、滚压装置和卸胎器，传递环位于一工位，二工位之间。3D打印装置包括旋转机头、喷射装置、控制系统、辐照加热装置和机架，其中旋转机头主要由电机、减速箱、输出轴、轮胎保持架组成，机架主要由三角形底板和滑杆轨道组成，滑杆轨道共三组，每组包括两根滑杆，安装在三角形底板的尖角处。喷射装置主要由料筒、环形加热器、机械臂和喷头组成，料筒位于喷头上方，并与之固定连接，外侧包围环形加热器，机械臂一端与安装在滑杆轨道的滑块相连，另一端与喷头相连。辐照加热装置位于机架的外侧。

本发明的优良效果是：在轮胎刻花过程中，直接用3D打印机在胎坯上喷涂的胎面胶，不仅可以省去成型胎面和手工刻花的过程，缩短制作周期，并且打印位置精确，重复性好，因此轮胎花纹的尺寸和形状精度大大提高。此外，在翻新轮胎的过程中，直接在轮胎表面喷涂新的胶料，可以有效避免骨架材料的损伤和花纹沟基底的开裂。

附图说明

图1为本发明一种带有胎面花纹的轮胎制造设备的示意图。

图2为本发明一种带有胎面花纹的轮胎制造设备的胎面花纹3D打印装置示意图。

图3为本发明胎面花纹3D打印装置的局部示图。

图中：1、带束层供料装置；2、带束鼓机箱；3、带束鼓；4、带束传递环；5、卸胎器；6、胶囊成型鼓；7、钢丝圈夹持环；9、胎面3D打印装置；10、滚压装置；11、内衬层、帘布及胎圈加强层供料装置；9-1、电机；9-2、减速箱；9-3、输出轴；9-4、轮胎保持架；9-5、胎坯；9-6、辐射加热装置；9-7、滑块；9-8、滑杆轨道；9-9、三角形底板；9-10、料筒；9-11、环形加热器；9-12、喷头；9-13、机械臂。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种带有胎面花纹的轮胎制造方法，在轮胎成型过程中使用3D打印机在胎坯表面成型带有胎面花纹的胎面胶，其特征在于，首先在轮胎成型机第一工位成型只包含带束层的带束筒，在第二工位成型包含胎体层胶、胎侧胶、气密层胶等其余部件的胎体筒，之后在成型机上将带束筒与胎体筒复合，再将复合的半成品胎坯9-5从成型机转入到专用的胎面花纹3D打印装置9，胎坯9-5在打印装置9中的旋转机头上以微小速度旋转，同时打印装置9的喷头9-12在光面胎坯9-5上成型带有花纹图案的胎面胶料，胶料在外部辐射装置9-6作用下即时完成交联反应，最后将制作好的胎坯9-5加包封套后送入硫化罐完成整体硫化。