[发明专利]用于翻新轮胎的设备和方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种用于翻新轮胎的设备和方法。尤其，本发明涉及一种利用3D打印技术翻新磨损轮胎的设备和方法。

背景技术

通常，当轮胎的胎面受到的磨损达到一定程度时，尤其在道路表面湿滑时，轮胎在道路表面的抓地力会大大减弱。出于安全考虑，磨损轮胎需要被移除。

翻新轮胎而不是丢弃磨损轮胎并用新轮胎进行替换，是一种便宜得多的选择。因此，翻新轮胎广泛使用于汽车以及大型机器比如货车运输、公共汽车和商务航空中。翻新轮胎还是一种非常环保的循环利用旧轮胎的方法。

翻新轮胎包括为延长轮胎的有效使用寿命而设计的再制造工艺。现有的翻新工艺包括对胎面花纹的物理移除(称为打磨)并将新胎面重新粘回至相同位置。由于胎面、胎侧以及轮胎的其它部分在通常的轮胎制造及对于移动的反应中均是作为一个完整的组件，因而上述翻新工艺有一个主要的缺点，即会大幅降低翻新轮胎的整体完整性和操控性。上述翻新工艺还有另一个缺点，即若翻新的部分损坏并因此从轮胎脱落时，打磨形成的下层表面通常会接近于嵌入轮胎内的钢带。如此，下层表面的再次暴露可能导致整个轮胎突然失灵，尤其是在轮胎正高速运转时。

本发明的目标是提供一种用于翻新轮胎的设备和方法，其可以克服或改善上述缺点，或者至少提供一种有用的替代方式。

发明内容

依照本发明的第一方面，提供一种用于翻新磨损表面由热塑性弹性体制成的轮胎的设备，该设备包括：

用于将磨损表面加热至一所需温度的一加热器；和用于将一层或多层热塑性弹性体铺设至已加热的磨损表面的一3D打印机；

其中，该层或各层热塑性弹性体无需粘合媒介或粘合剂就能够粘附于已加热的磨损表面上或先前已铺设的一层上。

在一优选的实施例中，3D打印机采用添加剂制造技术，例如熔丝加工(Fused Filament Fabrication)技术。3D打印机可以采用其它适于3D打印实施的技术包括颗粒型打印，比如选择性热烧结或选择性激光烧结。

较佳地，该设备适用于通过铺设该一层或多层热塑性弹性体来恢复胎面花纹。

较佳地，3D打印机和轮胎在使用时是可相对移置的。

该表面可包括轮胎的一外周面和/或一侧面。

在一优选的实施例中，3D打印机包括一个或多个设置成一排或多排的打印头。较佳地，根据需要，该或各个打印头用于将该一层或多层热塑性弹性体铺设至轮胎表面上。每个打印头较佳地配置为彼此独立地运行。该层或各层热塑性弹性体的铺设可以通过挤出或其它适合方法来实现。较佳地，各层热塑性弹性体可以是相同或不同的。例如，该或各胎面的一个或多个外层可以采用一种或多种聚合物或共聚物形成。较佳地，这些聚合物或共聚物具有适于形成轮胎胎面的一系列磨损特性和抓地力特性。该或各胎面的一个或多个内层则可以采用一种较软的但粘着性较好的材料形成。

较佳地，磨损表面包括一个或多个磨损胎面。较佳地，3D打印机能够将该一层或多层热塑性弹性体直接铺至该或各磨损胎面上，而无需在打印前大体上打磨掉或移除该或各磨损胎面。然而，在进行打印之前，该或各磨损胎面最好经表面的预备处理，如清洁和粗糙化。

在一优选的实施例中，该设备包括用于测量磨损表面的表面形貌的一绘图装置。较佳地，绘图装置呈扫描仪的形式，其包括一处理器或者与一处理器电连接，该处理器可通过编程以对测得的磨损胎面的表面形貌进行处理，并据此控制3D打印机。更佳地，由测得的表面形貌指令并自动化执行的3D打印机的运行考虑到了磨损表面的不一致性，并补偿磨损表面的不一致性，以恢复胎面花纹。举例来说，处理器可设为允许用户手动控制3D打印机，以翻新该表面的特定的或有限的磨损区域。

较佳地，处理器能够监视打印过程及实施打印后检查并校正检测到的任何缺陷。

处理器还可编程以在已有磨损表面上构造所需的新胎面花纹。