CN104703784B - 轮胎模具的包括多孔区域的模制元件 - Google Patents

轮胎模具的包括多孔区域的模制元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轮胎模具的由逐层熔化的金属粉末制成的模制元件。所述模制元件(1)包括用于模制轮胎的全部或者部分胎面的第一表面(5)和与所述第一表面相反并且预定用于与所述模具的另一部件接触的第二表面(7)。所述模制元件的厚度(E)在1和6毫米之间。所述模制元件具有大于或等于98％的总体密度。所述模制元件还包括至少一个延伸入所述模制元件的厚度中的第一多孔区域(9)，所述第一多孔区域包括允许空气在所述模制元件的第一表面与其第二表面之间通过的多个细孔。

Description

轮胎模具的包括多孔区域的模制元件
技术领域
本发明涉及通过烧结获得并且包括特定的通气构件的模制元件。所述模制元件预定用于安置在轮胎模具、特别是分段型的模具中。本发明还涉及生产所述模制元件的方法。
背景技术
分段模具包括若干分开的当被相对地靠拢到一起时限定总体环形的模制空间的部件。特别是，分段模具包括用于模制轮胎的胎侧的两个侧部壳体和位于所述壳体之间、用于模制轮胎的胎面的若干周边段。所有的这些部件由确定的机制以合适的动力学原理被靠拢到一起。
为了模制胎面，所述模具段包括模制元件。模制元件指的是模具的包括模制表面的元件，其允许部分的轮胎胎面被模制。
可使用更通常地被称为烧结的选择性熔化方法产生模制元件。所述方法使用能量束熔化金属粉末。“能量束”指的是电磁辐射(例如激光束)或者粒子束(例如电子束)。
从文件EP1641580中已知使用激光的烧结方法，以下称为激光烧结方法。在所述文件中，在板上散布第一层金属粉末。然后通过激光束按照待获得的目标的形状凝结所述第一层粉末的全部或部分颗粒。一旦所述步骤被执行，则在所述第一层粉末上散布第二层粉末，以便进而使用激光将其选择性地熔化。通过重复散布所述层并且使用激光将其熔化的这些操作，烧结目标被逐层地形成。
文件WO2010/076502公开了使用所述激光烧结技术所获得的特定的模制元件。被称为蒙皮的具有小厚度的所述模制元件预定用于放置在模具中。在硫化操作期间为了避免空气被圈闭在所述模具与胎坯之间，必须在模制元件中设置通气构件。
文件DE102004028462和DE102004052766公开通气构件的实例。特别是，这些文件公开了包括通过激光烧结获得的模制元件和与模具的其余部分接合的接合元件的模具部件。所述接合元件是非烧结的并且被紧固到模制元件。模制元件遍及其体积地包括形成小型空腔的多个孔。这些空腔能够将空气引向形成于接合元件中并且通向所述接合元件的后部的钻孔。然而，在所述模制元件中大量孔的存在减小了所述元件的材料密度并且使得其对于机械负荷而言更易损坏。因此，在文件DE102004028462和DE102004052766中所公开的通气方案如果应用到文件WO2010/076502的模制元件将使得后者的元件由于其小厚度而太易损坏。此外，在文件DE102004028462和DE102004052766中，必须提供在接合元件中制造出孔的附加操作。
因此，需要为小厚度并且通过激光烧结获得的模制元件提供简单且经济的通气方案。
定义
“轮胎”是指所有种类的弹性胎面，而不管其是否承受内部压力。
轮胎的“胎面”是指由侧表面和两个主表面限定的一定量的橡胶材料，所述两个主表面中的一个预定用于当轮胎行驶时接触道路。
胎面中的“切口”是指由相互面对并且以非零距离相互远离的材料壁限定的空间。
“模具”是指当被相对地靠拢到一起时能够限定环形的模制空间的的分开部件的集合。
“模制元件具有大于或等于98％的密度”是指在模制元件中例如由细孔形成的空隙的体积小于2％。
模制元件中的“多孔区域”是指模制元件的区域，所述区域包括在所述区域中产生大于20％的空隙体积的多个细孔。
“细孔(微孔)”是指直径在10和200微米之间的总体球形的空腔。
轮胎上的“图案”是指所述轮胎上的能够改善其整体外观和/或能够提供关于所述轮胎的技术或法定信息的装饰。
发明内容
本发明涉及轮胎模具的由逐层熔合到一起的金属粉末制成的模制元件。所述模制元件包括预定用于模制轮胎的全部或者部分胎面表面的第一表面和与第一表面相反并且预定用于接触模具的另一部件的第二表面，模制元件的厚度在1和6毫米之间，模制元件总体上具有大于或等于98％的密度。所述模制元件包括至少一个延伸入所述模制元件的厚度中的第一多孔区域，所述第一多孔区域包括允许空气在模制元件的第一表面与其第二表面之间通过的多个细孔。
当模具闭合时，第一多孔区域允许空气在模具的内部与模具的外部之间通过。因为尽管存在所述第一多孔区域，但模制元件的总体密度保持大于或等于98％，所以在确保在硫化操作期间空气从模具中的良好除去的同时，模制元件的良好的机械强度被保持。
在一个优选实施例中，所述第一多孔区域形成模制元件上的标志件，所述标志件能够模制所述轮胎上的图案。
通过按如此方式排布第一多孔区域以使得其能够产生轮胎上的预定图案，轮胎的总体外观被改善。
在实施例的一个备选形式中，模制元件包括将所述元件的第一表面连接至其第二表面的侧表面。模制元件还包括将模制元件的第一多孔区域连接至所述元件的侧表面的第二多孔区域，所述第二多孔区域形成所述模制元件的全部或者部分第二表面。
模制元件的第二表面将与模具的另一部件接触。所述模制元件与所述另一部件之间的接触通常不是完全气密的。通过在模制元件中在与模具的其他部件接合处产生第二多孔区域，在无需在模具的其他部件中制造出孔的情况下空气从模具中的除去被改善。这使得模具更易于制造。
在实施例的一个备选形式中，模制元件包括从第一表面伸出并预定用于模制轮胎的胎面中的切口的多个凸起。所述多个凸起中的至少两个凸起在第一表面上相交，并且第一多孔区域在两个凸起的相交处通向第一表面。
两个凸起在所述元件的第一表面上相交的点是特别关键的，因为当模具在胎坯上闭合时可能在所述点处积聚大量空气。通过使多孔区域通向两个凸起的相交处，空气更容易从模具中除去，并且一旦所述胎面被硫化，则胎面上的表面缺陷的出现得到限制。
本发明的另一主题是轮胎模具的模制元件的逐层制造方法。模制元件包括预定用于模制轮胎的全部或者部分胎面表面的第一表面和与第一表面相反并且预定用于与模具的另一部件接触的第二表面。模制元件的厚度在1和6毫米之间，并且所述模制元件总体上具有大于或等于98％的密度。所述制造方法包括施加金属颗粒层和通过熔化使这些层的全部或一些颗粒凝结的多个步骤。对于模制元件的每个层，在凝结所述颗粒的步骤期间产生多孔部分，模制元件的各个层的多孔部分被相互叠置，以形成延伸入模制元件的厚度中的连续的多孔区域。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从参照附图通过非限制性实例给出的以下说明中变得显而易见，其中：
-图1是根据本发明的模制元件的透视图；
-图2示意性地描绘了根据第一实施例的图1的模制元件的横截面图；
-图3示意性地描绘了根据第二实施例的图1的模制元件在垂直于图2的平面的平面中的横截面图；
-图4示意性地描绘了根据第三实施例的模制元件的横截面图；
-图5描绘了制造图1的模制元件的方法的一个步骤。
具体实施方式
在随后的说明中，将通过相同的附图标记表示基本上相同或者相似的元件。
图1是由逐层熔合到一起的金属粉末制成的模制元件1的透视图。所述模制元件包括本体3和从所述本体3凸出的凸起4A、4B。特别是，在这些凸起中，条形件4A和在这种情况下垂直于条形件4A的刀槽花纹刀片(叶片)4B相区别。“条形件”是指其宽度大于或等于2mm的凸起。条形件预定用于模制轮胎的胎面中的花纹沟。“刀槽花纹刀片”是指其宽度小于2mm的凸起。刀槽花纹刀片预定用于模制轮胎的胎面中的刀槽花纹。
本体3还包括第一表面5和与第一表面5相反的第二表面7。第一表面5预定用于模制轮胎的全部或者部分胎面表面，并且第二表面7预定用于接触模具的在其中附接模制元件1的另一部件。第一表面5和第二表面7限定本体3的厚度E。所述厚度E在1和6毫米之间。优选地，所述厚度在2和2.5毫米之间。该小的厚度赋予模制元件的轻重量和柔性，使得当其被附接在另一模具部件中时其更易于定位和保持就位。
注意到，此处，模制元件具有大于或等于98％的密度。所述密度可以通过不同方法确定。这些方法之一是在垂直于条形件4A的平面中将模制元件3切割成多段，例如，十段左右。对于所述段的通过所述切割形成的各个面，使用研磨盘抛光所述面。因此，所述抛光步骤能够减小所述面的表面粗糙度，并且这使得模制元件的通向所述面的多孔部分更可见。然后，拍摄所述面并且使用图像处理软件处理所述照片。所述软件尤其是能够获得显示对应于多孔部分的暗区和对应于无孔部分(即，抛光部分)的亮区的处理过的照片。面的亮区的表面积与总表面积之间的比值能够确定与所述面相关的模制元件的横截面的密度。通过重复对于模制元件的各个段的抛光、拍摄和图像处理的这些操作并且通过对所获得的结果求平均值，能够确定所述模制元件的总体密度。
在确定模制元件的密度的备选方法中，沿着条形件4A的长度切割模制元件3。然后抛光通过所述切割形成的面，在所述面上的10个预定区域处观察所述面上的孔隙率。
模制元件1包括第一多孔区域9。在图2中可以看出，所述第一多孔区域9延伸入模制元件1的厚度中并且因此将第一表面5连接至第二表面7。所述多孔区域9包括允许空气在第一表面5与第二表面7之间通过的多个细孔(微孔)。多孔区域中的细孔的数量使得所述多孔区域具有小于80％的密度。
图3是根据第二实施例的图1的模制元件1在垂直于图2的平面的平面中的横截面。模制元件1在此处被描绘成附接到模具的另一部件14的元件。更具体地说，在所述实施例中，模制元件1包括第二多孔区域15。所述第二多孔区域15在此处形成模制元件1的部分的第二表面7。特别是，多孔区域15将空腔9连接至所述模制元件1的侧表面17。侧表面17是元件1的将第一表面5连接至第二表面7的表面。通过这种方式，空气经由第一多孔区域9和第二多孔区域15从模具中除去，并且这是在无需在模具的另一部件14中制造出孔的情况下完成的。
图4描绘了第三实施例，其中第一区域9通向两个凸起4A、4B的相交处。因此，当模具在胎坯上闭合时空气从凸起附近的除去被改善。
图5显示了图1的模制元件的逐层制造方法中的一个步骤。所述方法包括沉积金属颗粒层19和通过使用激光20的熔化凝结这些层的全部或一些颗粒的多个步骤。对于模制元件的每个层，多孔部分21在凝结所述颗粒的步骤期间被产生。各个层的多孔部分相互叠置，以形成延伸入模制元件的厚度中的连续的多孔区段(区域)。如图5中所描绘，这些多孔部分可恰好沿所述模制元件的厚度相互叠置。作为备选，所述多孔部分之间可在垂直于支承各个层19的支承板23的对称轴Y的方向X上存在偏移。
为了生成所述各个多孔部分，可以在通过所述层的熔化进行的凝结期间更改激光20的某些参数。例如，可以更改激光的速度和/或激光束的直径和/或所述激光的功率和/或激光的向量分离。
本发明不限于所描述和描绘的实例，并且在不脱离其范围的情况下可以进行各种变型。
图1描绘了形成模制元件的第一表面上的圆盘的第一多孔区域。作为备选，第一多孔区域形成预定用于模制所述第一多孔区域上的标识、字符或者其它类型信息的图案的标志件。

Claims (6)

1.轮胎模具的由逐层熔合到一起的金属粉末制成的模制元件，所述模制元件(1)包括预定用于模制所述轮胎的全部或者部分胎面表面的第一表面(5)和与所述第一表面相反并且预定用于接触所述模具的另一部件的第二表面(7)，所述模制元件的厚度(E)在1和6毫米之间，所述模制元件总体上具有大于或等于98％的密度，其特征在于，所述模制元件包括至少一个延伸入所述模制元件的厚度中的第一多孔区域(9)，所述第一多孔区域包括允许空气在所述模制元件的第一表面与其第二表面之间通过的多个细孔，所述多个细孔在所述第一多孔区域中产生大于20％的空隙体积，所述细孔是指直径在10和200微米之间的总体球形的空腔。
2.根据权利要求1所述的模制元件，其特征在于，所述第一多孔区域(9)形成所述模制元件上的标志件，所述标志件能够模制所述轮胎上的图案。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的模制元件，其特征在于，所述模制元件包括将所述模制元件的第一表面(5)连接至其第二表面(7)的侧表面(17)，所述模制元件包括从所述模制元件的第一多孔区域(9)延伸至所述模制元件的侧表面的第二多孔区域(15)，所述第二多孔区域形成所述模制元件的全部或者部分的所述第二表面。
4.根据权利要求1至2中的任一项所述的模制元件，其特征在于，所述模制元件包括从所述第一表面(5)伸出并且预定用于模制所述轮胎的胎面中的切口的多个凸起(4A、4B)，所述多个凸起中的至少两个凸起在所述第一表面上相交，所述第一多孔区域(9)在所述两个凸起的相交处通向所述第一表面(5)。
5.根据权利要求3所述的模制元件，其特征在于，所述模制元件包括从所述第一表面(5)伸出并且预定用于模制所述轮胎的胎面中的切口的多个凸起(4A、4B)，所述多个凸起中的至少两个凸起在所述第一表面上相交，所述第一多孔区域(9)在所述两个凸起的相交处通向所述第一表面(5)。
6.轮胎模具的模制元件的逐层制造方法，所述模制元件包括预定用于模制所述轮胎的全部或者部分胎面表面的第一表面和与所述第一表面相反并预定用于与所述模具的另一部件接触的第二表面，所述模制元件的厚度在1和6毫米之间，所述模制元件总体上具有大于或等于98％的密度，所述制造方法包括施加金属颗粒层(19)和通过熔化凝结这些层的全部或者一些颗粒的多个步骤，其特征在于，对于所述模制元件的每个金属颗粒层(19)，在凝结所述颗粒的步骤期间产生多孔部分(21)，所述模制元件的各个层的多孔部分相互叠置，以形成延伸入所述模制元件的厚度中的连续的多孔区域，所述多孔区域包括允许空气在所述模制元件的第一表面与其第二表面之间通过的多个细孔，所述多个细孔在所述多孔区域中产生大于20％的空隙体积，所述细孔是指直径在10和200微米之间的总体球形的空腔。
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