光纖激光器應用于輪胎橡膠清洗

 

　　光纖激光器（Fiber Laser）是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎上開發出來：在泵浦光的作用下光纖內極易形成高功率密度，造成激光工作物質的激光能級“粒子數反轉”，當適當加入正反饋回路（構成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。

 

　　2020年，受疫情影響，給轉型升級艱難爬坡中的中國輪胎行業帶來了嚴峻挑戰，生存與發展將成為行業的主旋律。

 

　　輪胎行業加速結構調整，技術轉型成為行業關鍵，輪胎市場的消費者對輪胎性能改進和提高要求越來越高，輪胎企業開始著手提升技術含量，向智能、安全、舒適型輪胎等新型技術方向發展，這也是必然的出路。

 

　　光纖激光清洗技術，將助力汽車輪胎行業：提高質量，提高工藝，提高產能，降低成本，提升輪胎和車身的匹配性，改善整車的綜合性能。

 

　　輪胎新技術和制造，激光清洗參與新技術的制程。

 

　　輪胎的新工藝技術要求：

 

　　1，輪胎的降噪，趨于靜音輪胎的舒適感。

 

　　2，更高的安全性能－防扎和防爆輪胎工藝的制程。

 

　　3，輔助更先進的制造工藝。

 

　　4，更穩定，更高速的在線流水生產線。

 

　　5，更高的集成度。

 

　　對于以上新工藝的技術要求，需要對輪胎內壁做清洗處理。

 

　　清洗需要控制好如下關鍵技術點：

 

　　1，基材沒有損傷—制造廠家做質量管控和評估。

 

　　2，去除輪胎內面油污，油污主要成分為甲基氫矽氧烷（5～15％）及水，去除干凈度99．97％。

 

　　3，清洗后內面摩擦系數提升＞35mN／m，表面張力達到38dyne／cm．

 

　　4，考慮產能需求和提高產能，降低成本，清洗效率＞60cm／sec，最理想到＞90cm／sec。

 

　　5，自動化產線，不間斷無故障作業。

 

　　6，激光器匹配2D振鏡系統，直接可以清洗范圍＞200mm，覆蓋金屬承壓層X方向，同時滿足到簾布的大落差Y向加工覆蓋。（如下實物圖示意圖兩個方向）

 

　　綜合客戶的需求，需要平頂均勻分布的大光斑，脈沖能量大，功率在300W以上，大落差的清洗－需要大景深對應－大發散角的激光器，來適配技術開發需求

 

　　汽車輪胎橡膠清洗解決方案

 

　　解決方案：

 

　　YLPN

 

　　脈沖光纖激光器

 

　　型號：YLPN－100－25＊50＊100－500W

 

　　波長，nm

 

　　1064±2

 

　　工作模式

 

　　脈沖

 

　　平均功率，W

 

　　500／1000

 

　　脈沖能量，mJ

 

　　100

 

　　脈寬，ns

 

　　20－100

 

　　重復頻率范圍，kHz

 

　　2－50

 

　　光學終端

 

　　操作光纖

 

　　光束質量，M2

 

　　N／A

 

　　操作光纖芯徑，μm

 

　　400，600

 

　　圓形或方形光斑

 

　　達因筆

 

　　達因筆，測試材料表面張力性，能夠很容易的分析出不同固體的表面能力、親水性、潤濕度等微小變化。分析方法簡單且有效，僅在基材表面上劃一道痕，2－3秒就能迅速知道準確結果。不起任何珠點，則說明表面達因，高于或等于表面張力測試筆上所標出的指數，如上圖效果，反之則不滿足預期的表面張力。

 

　　應用結果：

 

　　使用IPG YLPN－100－25＊50＊100－500－R激光器清洗測試實際效果圖：

 

　　YLPN

 

　　脈沖光纖激光器

 

　　清洗均勻，客戶評估基材損傷遠滿足要求。

 

　　去除潔凈度－99．99％，顆粒尺寸達到微米級別。

 

　　清洗之后的粘附力38mN／m以上，表面張力達到38dyne／cm；測試滿足技術的最高要求為46mN／m以上，表面張力達到46dyne／cm；

 

　　清洗效率滿足理想設計效率＞90cm？／sec。

 

　　激光器長時間運行不穩定度＜3％（恒溫8h不間斷運行），可以實現和滿足在線式連續作業。

 

　　2D系統測試覆蓋X向范圍達到330mm，實現輪胎Y向＞30mm落差的均勻清洗。

 

　　用戶還可通過Laser System軟件方便的操作、監控、診斷激光器，并通過實時監控數據對激光器和連接激光器的外控設備進行快速的診斷和故障分析；進而大大降低系統集成、調試、檢測的難度，大大縮減宕機時間，節省人力，提高產能。