[發(fā)明專利]輪胎部段模型和制造輪胎模型部段的方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112776228B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設計）人: D·C·J·R·勞倫特;J-P·A·H·桑德;A·F·雷尼爾
• 申請（專利權）人: 固特異輪胎和橡膠公司
• 主分類號: B29C33/42
• 分類號: B29C33/42;B29C64/245;B29C33/38;B29C64/135;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y80/00;B29L30/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張婧晨;劉茜

本發(fā)明涉及具有胎面部分的3D打印輪胎部段模型，該胎面部分包括多個花紋溝、肋和/或胎面塊、以及從肋和/或胎面塊延伸出來的多個葉片，其中，該輪胎部段模型由3D打印聚合物制成。此外，本發(fā)明涉及制造輪胎模具部段的方法，該方法包括利用聚合物來3D打印上文的輪胎部段模型的步驟。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有胎面部分的3D打印輪胎部段模型，該胎面部分包括多個花紋溝、肋和/或胎面塊、以及從肋和/或胎面塊延伸出來的多個葉片（blade），其中，該模型由3D打印聚合物制成。此外，本發(fā)明涉及一種制造輪胎模具部段的方法，該方法包括利用聚合物來3D打印輪胎部段模型的步驟。

背景技術

制造用于模制輪胎的輪胎模具部段是輪胎制造過程中的重要任務。模具必須完全符合規(guī)格，因為通常利用單個模具來制造數千個輪胎。由于這些原因，非常小心地實施模具制造以達到所需的幾何規(guī)格和所要求的公差水平。制造這樣的模具通常涉及大量的周轉時間以確保期望的準確度，并且因為通常需要高水平的體力勞動。因為模具制造的過程非常耗時，因此期望改進這樣的過程并使它們更具時效性且相應地減少制造成本。最近，已建議通過熔化粉末金屬材料來直接打印用于輪胎的金屬模具。然而，已發(fā)現，這樣的過程是昂貴的并且不是在所有情況下都滿足準確度和質量期望的。而且，精細的結構常常不如期望的那樣可重現。此外，對于模具制造中的一些過程步驟，已建議先進自動化銑床。然而，這樣的銑削過程常常具有將輪胎胎面設計限制到某些形狀的缺點，因為銑削工具經常不能形成在輪胎模具中可能期望的所有復雜的三維（3D）結構。

涉及以增材或逐層方式制造零件或組件的技術被稱為“增材制造”（AM），并且通常也被一般大眾稱為“3D打印”。存在多種AM技術，包括材料擠出、材料噴射、粘合劑噴射、容器式光聚合（vat photo polymerization）、層疊制造（sheet lamination）、粉末床融合和定向能量沉積。這些AM技術中使用最廣泛的是基于材料擠出。盡管存在一些變化，但該技術一般涉及將呈連續(xù)長絲形式的熱塑性聚合物饋送到加熱的噴嘴中，在此處熱塑性長絲變成粘性熔體且因此能夠被擠出。所使用的熱塑性塑料能夠通常是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚(乳酸)（PLA）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、高抗沖聚苯乙烯（HIPS）、聚己酸內酯（PCL）和聚酰胺以及一些其他聚合材料，其中最常見的是ABS和PLA。在任何情況下，噴嘴或擠出機組件的3維運動由步進馬達和計算機輔助制造（CAM）軟件精確地控制。物體的第一層沉積在構建襯底上，而附加層則由于溫度下降而通過凝固順序地沉積并融合（或部分融合）到前一層。該過程繼續(xù)，直到完全構造出3維零件為止。

發(fā)明內容

本發(fā)明的第一目的可以是提供先進輪胎模型部段，其可在輪胎模具部段制造中使用。

本發(fā)明的另一目的可以是提供先進輪胎模型部段，其能夠在模具部段制造的過程期間幫助節(jié)省至少一個制造步驟。

本發(fā)明的又另一目的可以是支持模具制造中改進的時間和/或成本效率。換句話說，本發(fā)明的目的是減少制造期望的輪胎模具所需的總制造成本和周轉時間。

本發(fā)明由獨立權利要求限定。另外的優(yōu)選實施例由下文中的從屬權利要求以及概述和描述限定。

因此，在本發(fā)明的第一方面中，提供了具有胎面部分的3D打印輪胎部段模型，該胎面部分包括多個花紋溝、肋和/或胎面塊、以及從肋和/或胎面塊中的一個或多個延伸出來的多個葉片，其中，肋和/或胎面塊以及葉片由3D打印聚合物制成。這樣的3D打印輪胎部段模型從它由3D打印聚合物制成的意義上說是特殊的，該輪胎部段模型包括從肋和/或花紋溝（徑向地）延伸出來的3D打印聚合物葉片。例如，這可涉及以下優(yōu)點：避免在形成包括用以接收葉片的細縫的輪胎部段模型之后為輪胎部段模型配備葉片的步驟。根據本發(fā)明，輪胎部段模型已經包括了3D打印葉片，這些葉片使制造輪胎模具的多步驟過程呈現為更具成本效益和更具時效性。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述葉片中的一個或多個基本具有鋸齒形狀。因此，葉片可具有與冬季輪胎或全季輪胎中的細縫的形狀互補的形狀。