本發(fā)明涉及輪胎制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及制造一種輪胎模具及制造輪胎模具段的方法及制造輪胎的方法。

背景技術(shù)：

輪胎模具通常包括由多個胎面區(qū)段共同組成的圓的胎面模具，以及兩個封閉的側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)上面通?？逃休喬テ放疲约捌渌畔?，例如尺寸和操作壓力。胎面區(qū)段表面被制作為實際的輪胎胎面的負形狀。胎面模具和2個側(cè)環(huán)，用一個模具座保持在一起構(gòu)成一個輪胎模具。

胎面區(qū)段配置有通風(fēng)口結(jié)構(gòu)以選擇性地從輪胎模具排放空氣。已經(jīng)描述過的用于排放空氣的各種方法，都是比較高的制造復(fù)雜性和比較困難的保養(yǎng)和維修。

美國專利4812281公開了一種通氣孔方法，孔的直徑是3.81到12.7毫米之間，通過該孔空氣從模具內(nèi)表面流到外面。

美國專利6923629描述了具有彈簧的通風(fēng)口。當(dāng)生膠完全注入后彈簧開始起作用。在橡膠硫化過程中，空氣可通過排氣孔排出，同時與彈簧連接的銷能夠阻止橡膠材料進入通風(fēng)口。彈簧通風(fēng)口非常昂貴，例如，可以達到模具制造成本的10％。

美國專利6382943和6826819描述了一種無孔的方法。其中模具的胎面表面是由許多小節(jié)距，也被稱為迷宮元件構(gòu)成。輪胎硫化過程中，適當(dāng)?shù)呐渲妹詫m元件能夠使得空氣流出去同時橡膠保持不動。該方法只能適用于簡單的輪胎紋路。例如，對于復(fù)雜的冬季輪胎紋路，迷宮元件幾乎不可能制作。此外，制作迷宮元件提高了模具制造成本，有可能比常規(guī)模具貴兩倍。

專利ep2719524和de102012104500描述了縫隙通道，該縫隙連接胎面模具表面到一個排氣腔，例如是一個模具后側(cè)的孔。該縫隙是足夠的小，在輪胎硫化過程中，既可以使得空氣通過同時也能阻止橡膠進入。由于每個縫隙要求與一個排氣腔的連接，對于一個復(fù)雜紋路的輪胎，可能需要幾千個排氣腔用于排氣。

美國專利8834143描述了采用機械刀片插入以產(chǎn)生通氣窄縫的方法。對于復(fù)雜的紋路例如冬季輪胎，可能需要幾千個刀片。該方法要求槽和刀片的精度公差很高，特別是為了避免硫化后輪胎脫模時的噴射。

因此，迫切需要改進現(xiàn)有的硫化輪胎的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷；提供制造輪胎模具及制造輪胎模具段的方法及制造輪胎的方法。

提供一種輪胎模具段；包括輪胎模具段表面上的負胎面花紋；一個設(shè)置在所述模具段內(nèi)的空氣壓縮腔，與所述模具段表面分開一段距離；

多個表面連接槽連接所述空氣壓縮腔與模具段表面，其特征在于：所述空氣壓縮腔被布置在胎面花紋的多個花紋塊下面并且經(jīng)過它們；其中所述連接槽的尺寸可在10到300微米之間選擇擇；空氣壓縮腔與外部環(huán)境隔離；所述輪胎模具段每一個都可以與相鄰的模具段相連接進而被構(gòu)造成圓周模具，用于硫化車輛輪胎；所述空氣壓縮腔沿著輪胎圓周或者寬度方向布置；空氣壓縮腔形成網(wǎng)絡(luò)；輪胎模具段的表面下方的網(wǎng)絡(luò)；

其中的空氣壓縮腔在輪胎制造過程與附近的相鄰模具段的另一壓縮腔緊密相連。

上述一種輪胎模具段，所述輪胎模具段進一步包括插入在所述胎面花紋的多個間隔物；其中的空氣壓縮腔被所述多個間隔物的插入深度部分與模具表面隔開。

上述一種輪胎模具段，所述輪胎模具段進一步包括插入在所述胎面花紋的多個花紋刀槽，所述花紋刀槽包括使得空氣可以穿越刀槽的縫。

提供一種用于制造輪胎模具段的方法，該方法包括：

a1、提供一種輪胎胎面模具模型，其中輪胎胎面模具模型包括輪胎的正胎面花紋；

a2、沿著正胎面的第一表面附著一個中空元件，其中所述中空元件與第一表面分隔開一段距離；

a3、鑄造一個負模具使用正模具面型，其中，所述負模具包括空心元件和稱之為第二表面的負胎面花紋，它是正胎面花紋的鏡像；

a4、在第二表面上制作表面連接槽，其深度要求到達中空元件的中空部分，其中所述表面連接槽的尺寸是10到300微米之間。

在正模具模型中插入花紋刀槽，其中，所述刀槽的插入部分被構(gòu)造以形成未來輪胎的刀槽花紋，此外花紋刀槽還能夠起到將中空元件與模具胎面分隔的作用；所述花紋刀槽包括一個切口，該切口應(yīng)該和刀槽與中空元件相交叉時橫截面的形狀匹配；所述中空元件被附著在切口上。

所述中空元件與第一表面間隔距離在0.3到6毫米之間，所述中空元件包括一個橫截面，該橫截面的部分與第一表面相匹配。

其中負模具可以使用鋁或金屬合金澆鑄。

還包括施加壓縮氣體，液體或氣體-液體混合物到中空元件，使得表面連接槽中的碎屑被噴射到外部環(huán)境。

還包括：制作表面連接槽，包括安裝一個或多個傳感器與所述腔連接；使用液體噴射激光制作連接槽；

檢測連接元件的腔的形成過程中的端點；制作連接槽聯(lián)通空氣壓縮腔時檢測端點。

提供一種用于制造輪胎的方法，該方法包括：

a1、多個輪胎模具段組合在一起以形成一圓周輪胎模具，所述輪胎模具段包括表面連接槽，該表面連接槽將模具表面與模具段內(nèi)的空氣壓縮腔連接起來；

a2、使用圓周模具制作輪胎；

a3、拆開圓周輪胎模具分成為多個輪胎模具段；

a4、取出制作完成的輪胎；

a5、施加加壓流體至空氣壓縮腔，其中所述加壓流體清除表面連接槽中的碎屑。

在上述用于制造輪胎的方法中，還包括：拆開圓周輪胎模具之前施加壓縮氣體到空氣壓縮腔，其中所述壓縮氣體在輪胎和模具段胎面之間形成氣體層；當(dāng)輪胎成型之前施加低壓到空氣壓縮腔；還包括施加加壓流體至空氣壓縮腔之前利用元件連接多個輪胎模具段中的空氣壓縮腔。

本發(fā)明公開了一種用于制造模具的方法和系統(tǒng)，例如輪胎模具段，以及由多個輪胎模具段組裝在一起構(gòu)成的完整輪胎模具。輪胎模具可具有一個或多??個空氣壓縮腔，每個空氣壓縮腔與多個表面連接槽連接以容納來自模具胎面的空氣。表面連接槽的尺寸大小應(yīng)該即能允許空氣通過又能阻擋橡膠材料進入。改變空氣壓縮腔的容積可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目諝鈮毫?，從而幫助阻止橡膠材料進入表面連接槽。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種輪胎模具，和該模具內(nèi)部的空氣壓縮腔以及與之相連接的表面連接槽，以及制作該輪胎模具的方法。表面連接槽和花紋刀槽均可以采用液體噴射引導(dǎo)激光技術(shù)加工制作。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種硫化輪胎模具和有關(guān)的操作，如制造胎面模具，在輪胎硫化過程中如何操作，和清潔胎面模具。在硫化過程中，模具胎面的空氣被引導(dǎo)并且擠壓到稱之為空氣壓縮腔的空腔，以允許橡膠能夠完全貼合在模具胎面表面從而形成與模具胎面形狀相一致的輪胎表面。采用所訴方法能夠減少排放空氣的操作步驟。本空氣壓縮腔不同于現(xiàn)有的排放空氣到外部環(huán)境的技術(shù)并且具有明顯的優(yōu)點。例如，相比于美國專利4812281所描述的微細孔方法，空氣壓縮腔的數(shù)目可以明顯的減少，前者可以是4到20個腔之間，后者則多達8000個孔，從而減少了制造的復(fù)雜性和清理維護的工作量。又例如相較于美國專利6923629所描述的彈簧閥門方法，本發(fā)明由于不需要彈簧通氣元件，所以成本較低，清潔，維護更加簡單容易。相比于美國專利6382943和6826819所描述的無孔技術(shù)，該技術(shù)需要拼接多達100個小模片，本發(fā)明由于采用較大的胎面區(qū)段而極大減少了拼接數(shù)量，降低了復(fù)雜性和成本。相比于在專利ep2719524a1和de102012104500a1所訴的微通風(fēng)通道技術(shù)，需要在模具的后側(cè)制作幾千個疏散空腔，而本發(fā)明所需要的空氣壓縮腔的數(shù)目可以是很少的。相比于美國專利8834143所描述的機械刀片插入方法，本發(fā)明因為不需要大量的機械刀片準(zhǔn)確壓配合，而降低復(fù)雜性和成本。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種用于制造輪胎模具，可以允許空氣在輪胎硫化過程中進入到一個狹窄的表面連接槽，而橡膠不會進入的方法。表面連接槽連接到模具塊內(nèi)的少量但是足夠大的空氣壓縮腔。表面連接槽可以用機械加工方法達到所需寬度。在模具中的大空氣壓縮腔，空氣得到壓縮或加壓而不是抽空或排出，壓縮的空氣有助于阻止橡膠進入到連接于模具胎面的連接槽。在模具中的大空氣壓縮腔可以連接到高壓液體或氣體源（例如，空氣），以便于在每一個生產(chǎn)周期進行模具的清潔（從表面連接槽去除橡膠碎屑）。通過接受傳感器的信號，模具中的大空氣壓縮腔可以用于控制生產(chǎn)過程。

在一些實施方案中，本發(fā)明描述了一種具有低成本的模具產(chǎn)品，通過去除了很多因為排氣所需要的零件而保持了簡單的結(jié)構(gòu)，并有利于方便模具的清潔。

輪胎模具通常是由金屬或金屬合金材料制作，如鋁或鋼，可以采用澆鑄或cnc加工以形成所需要的負面輪胎花紋。輪胎模具的胎面層，也可以用一種添加劑的制造技術(shù)制成，諸如3d打印，然后將其連接到胎面模具的底座上。

附圖說明

圖1a-1b根據(jù)一些實施例示出的所訴輪胎模具。

圖2a-2c根據(jù)一些實施例示出的胎面模具中的空氣壓縮腔。

圖3根據(jù)一些實施例示出的制作胎面模具的流程圖。

圖4a-4b根據(jù)一些實施例示出的裝有空心導(dǎo)管的空氣壓縮腔。

圖5a-5b根據(jù)一些實施例示出的空氣壓縮腔的操作配置。

圖6a-圖6c根據(jù)一些實施例示出的與多個表面連接槽聯(lián)通的空氣壓縮腔的結(jié)構(gòu)。

圖7a-7b根據(jù)一些實施例示出的胎面模具和具有空氣壓縮腔的完整輪胎模具。

圖8a-8e根據(jù)一些實施例示出的具有空氣壓縮腔的胎面模具。

圖9a-9b根據(jù)一些實施例示出的具有空氣壓縮腔的胎面模具。

圖10a-10c根據(jù)一些實施例示出的具有導(dǎo)管通道和花紋刀槽的胎面模具

圖11a-11d根據(jù)一些實施例空示出的具有空氣壓縮腔的胎面模具配置。

圖12a-12c根據(jù)一些實施例空示出的具有空氣壓縮腔的胎面模具配置。

圖13a-13b根據(jù)一些實施例示出的完整的輪胎模具的配置。

圖14根據(jù)一些實施例示出的制作胎面模具的流程圖。

圖15a-15e根據(jù)一些實施例示出的制作胎面模具的流程。

圖16a-16c根據(jù)一些實施例示出的制作胎面模具的流程。

圖17根據(jù)一些實施例示出的制作具有空氣壓縮腔的輪胎模具或胎面模具的流程圖。

圖18a-18f根據(jù)一些實施例示出的用于形成空氣壓縮腔的配置。

圖19a-19d根據(jù)一些實施例示出的用于形成空氣壓縮腔的流程。

圖20根據(jù)一些實施例示出的制作輪胎模具或胎面模具的流程圖。

圖21a-21c根據(jù)一些實施例示出的雙胎面輪胎模具。

圖22a-22b根據(jù)一些實施例示出的用于雙胎面模具不同的配置。

圖23根據(jù)一些實施例示出的制作一個輪胎模具的流程圖。

圖24根據(jù)一些實施例示出的液體噴射導(dǎo)向激光系統(tǒng)。

圖25a-25b根據(jù)一些實施例示出的采用液體噴射導(dǎo)向激光技術(shù)加工的表面連接槽的配置。

圖26a-26c根據(jù)一些實施例示出的空氣壓縮腔的配置。

圖27a-27c根據(jù)一些實施例示出的制作表面連接槽時的端點檢測。

圖28根據(jù)一些實施例示出的輪胎模具制作工序流程圖。

圖29a-29c根據(jù)一些實施例示出的胎面模具制作后清潔的方法。

圖30根據(jù)一些實施例示出的輪胎模具制作后的清潔流程圖。

圖31a-31c根據(jù)一些實施例示出的清潔胎面模具的過程。

圖32a-32d根據(jù)一些實施例示出的制作輪胎模具后處理過程。

圖33示出了根據(jù)一些實施例示出的清潔輪胎模具流程圖。

具體實施方式

圖1a-1b根據(jù)一些實施例示出了具有胎面模具的輪胎模具。在圖1a，一個輪胎模具100可以由多個零件組裝在一起，其中包括胎面模具110和側(cè)環(huán)190。胎面模具110可以包括用于形成輪胎胎面花紋的胎面花紋塊150，其中又包括花紋刀槽130和胎面花紋塊側(cè)壁155。在圖1b中，一個完整的輪胎模具105可以包括多個胎面區(qū)段110組裝在一起形成的一個完整的胎面模具，通過連接每一個胎面區(qū)段的空氣壓縮腔140，以形成更大的空氣壓縮腔。如圖所示，空氣壓縮腔140沿輪胎180或者模具105的圓周方向布置。其它的布置也可以使用，如空氣壓縮腔沿輪胎或者模具105的寬度方向185布置。每個空氣壓縮腔與旁邊的空氣壓縮腔是隔離的，或每兩個空氣壓縮腔彼此相連接。

在一些實施方案中，胎面區(qū)段110可以用具有高抗粘著系數(shù)的材料制作。因此，橡膠輪胎160在完成硫化過程之后可以容易地從模具上去除。胎面區(qū)段可配置表面連接槽120，它是足夠小只能讓空氣通過而橡膠材料不能進入。例如，表面連接槽120的寬度125，它可以在10至300微米之間。表面連接槽可以采用切削加工制作，例如液體噴射導(dǎo)向激光切割器。

在一些實施方案中，胎面區(qū)段110內(nèi)部可以配置空氣壓縮腔140。模具中的空腔可以存儲空氣，例如，在輪胎硫化過程中為排放空氣提供一個空間。模具內(nèi)空氣的排放可以防止空氣停留在模具的胎面中，這可能會導(dǎo)致硫化的輪胎表面凹凸不平，形成氣泡的形狀。模具內(nèi)的空氣被排放后，以壓縮空氣的形式擠壓到空腔?？諝鈮毫梢栽O(shè)定，例如，通過設(shè)計空氣壓縮腔140的尺寸145產(chǎn)生輕微的壓力，如1到2帕之間，以確保橡膠材料完全填充在輪胎模具內(nèi)，同時橡膠材料也不能進入表面連接槽。例如，圓柱形狀的空腔其直徑可以是1到10毫米，或3到5毫米之間?？涨豢梢允瞧渌螤?，如長方形，布置方向可以與表面連接槽平行或交叉。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種輪胎模具，其包括多個胎面區(qū)段和模具主體，可以包括模具插入件用于形成輪胎花紋。一些模具段可以有用于形成橡膠輪胎花紋的胎面花紋塊。有的模具底座沒有胎面花紋，它需要結(jié)合一個所訴具備胎面花紋的模具插入件。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了某些方法和系統(tǒng)，以制作具有空氣壓縮腔的輪胎模具或胎面模具。在輪胎硫化過程中空氣不必向外界環(huán)境排出，而是被擠壓進入空腔。空氣壓縮腔能容納來自輪胎模具中的空氣，所以該輪胎模具具備了空氣的排放功能。同時本發(fā)明與其他類型向外部環(huán)境排氣不同，空氣壓縮腔可以產(chǎn)生一定的壓力，這可有助于在模具胎面表面阻擋橡膠材料的進入。例如，在輪胎硫化過程的開始階段，空氣壓縮腔中的壓力是在大氣壓力以下。當(dāng)橡膠接近胎面，空氣被擠進到空氣壓縮腔，從而增加了空腔中的壓力。增加的壓力可以阻止橡膠材料的進入。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔嵌入在胎面區(qū)段內(nèi)部，與外面沒有聯(lián)通?？諝鈮嚎s腔可以通過多個縫與模具段的胎面表面相連接。連接縫的尺寸小于空腔的體積以允許空氣進入腔而橡膠材料不能進入。空氣壓縮腔可具有大的體積，正確設(shè)計以形成適當(dāng)?shù)目諝鈮毫Α?/p>

輪胎模具可以由多個胎面區(qū)段組成。每一胎面區(qū)段可具有胎面表面。此胎面表面是輪胎的負形狀。胎面區(qū)段可以相互連接封閉以形成一個園周狀的胎面模具，輪胎在里面進行硫化。

在硫化時，將輪胎放入到模具中并將胎面模具如上所述封閉。當(dāng)模具閉合時，生膠被注入到工作面。生膠必須完全貼合在模具中的胎面花紋上面。為了做到這一步，生膠和模具之間的空氣層必須被排放出去。同時也需要有足夠大的空腔來容納這些空氣。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了在硫化過程中使用大的空氣壓縮腔以容納空氣。大壓縮腔可以被放置在模具段內(nèi)的圓周方向180。壓縮腔的數(shù)量需要與胎面槽的數(shù)量相匹配，如果胎面槽是3條那么只能有4個的壓縮腔。大壓縮腔也可以放置在其它角度，如與圓周方向180成90°，這時需要較多數(shù)量的空腔以連接所有的胎面花紋。其它角度也可以使用。此外，橫向和縱向也可以組合，成為一個組合聯(lián)接模具。

通過表面連接槽，空氣壓縮腔可以順暢的與模具胎面表面相連通。這些表面連接槽可以是10至300微米，允許空氣通過，同時限制橡膠進入。胎面的花紋刀方向可以是任何方向。為了連接盡可能多的胎面花紋塊，空氣壓縮腔優(yōu)先考慮與花紋刀相同方向，即在花紋刀之間。其形狀可以如一條線，一個正弦波，一個波浪等。

為了使空氣流順利進入壓縮腔，表面連接槽可以深0.3-6毫米，而空氣壓縮腔位于模具胎面以下0.2-5.5毫米。

輪胎硫化完成后，將模具打開。聯(lián)通外部的壓縮空氣通過單向閥門經(jīng)由空氣壓縮腔，表面連接槽到達模具胎面，在模具胎面與輪胎之間形成空氣層，以便于輪胎脫模?？諝鈮毫υ?-2帕之間比較適當(dāng)。輪胎脫模后，可以提高空氣壓力將碎屑從表面連接槽中吹出，例如4-10帕。

圖2a-2c根據(jù)一些實施例示出的胎面區(qū)段中的空氣壓縮腔。胎面區(qū)段的內(nèi)表??面上制作了輪胎的負胎面花紋，它可以將花紋刻印到橡膠輪胎上面。在輪胎模具中的空氣可以被擠壓到一個空氣壓縮腔，從而防止空氣在輪胎形成過程中形成氣泡或其他缺陷。輪胎模具可包括空氣排放的結(jié)構(gòu)，例如，模具中的狹縫，其尺寸在10-300微米之間，以允許空氣通過，但阻止橡膠材料通過。

一個胎面區(qū)段210可包括輪胎花紋的負像。胎面花紋可以包括多個胎面花紋塊250，相互之間被胎面花紋塊側(cè)壁255分離。在胎面區(qū)段內(nèi)部可以配置空氣壓縮腔240，在腔的開口處連接一個表面連接槽220?？諝鈮嚎s腔240與外部環(huán)境隔離。還可以包括其他零件，例如花紋刀槽。

橡膠材料260被注入到胎面模具210的胎面上，胎面上的空氣可以進入到270，再通過表面連接槽220進入到空氣壓縮腔240，空氣壓縮腔240的壓力240a可逐漸增加。

隨著橡膠材料接近胎面花紋面時，更多的空氣進入空氣壓縮腔，使得空氣壓縮腔240的壓力240b進一步增加，從而阻止了橡膠材料進入到表面連接槽220，同時，由于表面連接槽220的尺寸大小設(shè)計上既允許空氣通過，又阻止橡膠材料的通過。當(dāng)橡膠材料到達胎面花紋面時，壓縮腔240中的壓力240c可以保持恒定，同時在表面連接槽220上產(chǎn)生足夠大的向外的推力286，阻止橡膠材料進入，所以空氣壓縮腔有助于阻止橡膠進入表面連接槽220。

空氣壓縮腔可從模具的反面制作，例如，在模具的外表面或不具有胎面花紋的表面?？涨豢梢跃哂胁煌某叽绾托螤睿鐖A柱形或矩形形狀，圓錐形狀，或扁平錐形形狀，具有平頂?shù)膱A錐形狀。

表面連接槽可以是多個的組合，是直線或曲線。例如，多個表面連接槽可用于大胎面花紋塊，在硫化過程中的更好的排放空氣。

在一些實施方案中，液體噴射導(dǎo)向激光系統(tǒng)（例如美國專利8859988所描述的）可用于在模具表面制作各種式樣的連接槽220。該系統(tǒng)可以結(jié)合到x-y軸數(shù)控機制，甚至是5軸機制，以使得激光束可以在任何方向移動，以制作各種形狀。因此，根據(jù)不同的要求表面連接槽可以有多種通道線，直線或是曲線。例如輪胎模具中的大胎面花紋塊就需要多于一個表面連接槽，以使得硫化過程中空氣能完全排放。

圖3根據(jù)一些實施例示出了制作輪胎模具段的流程圖。操作300提供了模具原型。它可以包括一個輪胎模具段，輪胎模具原型內(nèi)表面上可以具有胎面花紋。模具原型的制作可以采用鑄造，切削，磨削，或3d打印。輪胎模具還可以安裝刀槽，例如安裝在胎面花紋塊上面。模具原型可以是單件，或者可以是多件組合體。操作310中在模具原型上至少制作了一個空氣壓縮腔。在一些實施方案中，可以在模具原型的外表面先制作一個開口來制作空氣壓縮腔，然后安裝開口的蓋子或者堵塞開口進行密封。更好的方法是在開口處安裝一個閥門，用于控制空氣壓縮腔。操作320中在模具原型的某些表面上制作了一個或者多個表面連接槽，例如在胎面圖案表面。表面連接槽可以連接到空氣壓縮腔。多個表面連接槽可以與同一個空氣壓縮腔相連接，從而可以簡化胎面區(qū)段的制造過程。表面連接槽的數(shù)目可以由輪胎的類型來確定，例如，高性能或冬季用輪胎由于胎面花紋比較復(fù)雜可以有更多的表面連接槽。將多個表面連接槽連接到一個空氣壓縮腔，可以極大的減少空氣壓縮腔的數(shù)目。例如，一個胎面區(qū)段只需要4-10個空氣壓縮腔，而不是需要數(shù)千個小的盲孔。

在一些實施方案中，可以適當(dāng)設(shè)計空氣壓縮腔的體積以增加空氣壓力320，從而阻止橡膠材料進入表面連接槽。

空氣壓縮腔結(jié)構(gòu)可以有各種不同的構(gòu)造和各種不同的加工方法?？諝鈮嚎s腔的容量可以相當(dāng)大，能夠連接10，20，60，甚至100個表面連接槽。空氣壓縮腔可以是完全與外部環(huán)境隔離，??例如，作為胎面區(qū)段內(nèi)一個封閉的空腔?？諝鈮嚎s腔可以有條件隔離，例如，在胎面區(qū)段的空氣壓縮腔可以有開口，但該開口只能與附近的胎面區(qū)段聯(lián)通，這些組合腔與外界仍然是分離的?？諝鈮嚎s腔可通過一個閥門與一個外部設(shè)備相聯(lián)通。因此，當(dāng)關(guān)閉閥門時，空氣壓縮腔與外界隔離，當(dāng)打開閥門時，空氣壓縮腔可連接到外部設(shè)備，例如使用一個真空泵組件能夠更快和更有效的將空氣從模具移送到空氣壓縮腔，或者使用一個氣體，液體或氣體/液體混合物的壓縮機為空氣壓縮腔和表面連接槽進行加壓或清潔工作。該閥門可以是單向閥，其在某些情況下，可以允許壓縮氣體，液體或氣體/液體混合物進入到空氣壓縮腔以清洗輪胎模具，但反方向是關(guān)閉的。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔可以連接到一個外部接口，接口可以關(guān)閉以形成一個封閉空腔，或者可連接到一個壓縮源用于清潔表面連接槽，或者可以連接到一個真空系統(tǒng)，以協(xié)助在將模具中的空氣移送到壓縮腔，或可以連接到一個壓縮氣源提供壓力，以便于脫模。

空氣壓縮腔有多種構(gòu)造可以被使用，例如空氣壓縮腔可以是簡單地在輪胎模具段內(nèi)的空腔，空氣壓縮腔可包括一個中空的導(dǎo)管，例如中空圓管，一個中空方形管，或具有任意形狀的空心管。

圖4a-4b根據(jù)一些實施例示出的空心導(dǎo)管式空氣壓縮腔。圖4a中，在一個胎模區(qū)段410內(nèi)用空心導(dǎo)管441形成一個空氣壓縮腔440，中空圓管（或其它中空導(dǎo)管）可以在鑄造過程中被放置在模具中，以形成輪胎模具。中空導(dǎo)管被嵌入在輪胎模具中成形之后，接下來制作表面連接槽420，例如，可以采用激光引導(dǎo)液體噴射系統(tǒng)470（例如美國專利8859988中描述），切除掉相關(guān)位置的模具材料和中空導(dǎo)管的管壁從而連接到中空導(dǎo)管的內(nèi)部。也可以采用其它形狀。例如，圖4b示出的是采用中空方形管443形成的空氣壓縮腔442。

圖5a-5b根據(jù)一些實施例示出了一種空氣壓縮腔操作配置。在圖5a中，一個空氣壓縮腔540嵌入在模具胎面區(qū)段510內(nèi)部，空氣壓縮腔540有一個開口542與外界相通。該開口與閥門組件570相聯(lián)接，通過閥門再連接到真空泵577，真空能夠幫助空氣更加順利的從模具胎面到達空氣壓縮腔540。其它種類的系統(tǒng)575，例如加壓流體或壓縮機組件，以提供流體，例如氣體，液體，或氣體和液體的混合物輸送到空氣壓縮腔540。

圖5b顯示了在模具操作過程中時間與壓力的曲線關(guān)系。當(dāng)閥組件570一直保持關(guān)閉狀態(tài)時。操作開始時空氣壓縮腔540的壓力580是一個大氣壓。橡膠材料開始持續(xù)向模具注入，胎模內(nèi)??的空氣持續(xù)從胎面中擠出并輸送到空氣壓縮腔540，使得壓力580持續(xù)增加，當(dāng)橡膠材料填充結(jié)束時，空氣壓縮腔中的空氣壓力到達590的高度，之后保持不變。正確設(shè)計空氣壓縮腔的容積以得到適當(dāng)?shù)目諝鈮毫?90可以阻止橡膠材料進入表面連接槽。

在一些實施例中，閥組件570可以連接到一個壓縮機575.，壓縮機575可以增加空氣壓縮腔的起始附加壓力高于一個大氣壓力到達581。增加的壓力不要過大，以允許在輪胎模具中的空氣可以被擠壓到空氣壓縮腔540中。壓縮機如果一直保持工作，那么當(dāng)橡膠填充結(jié)束時空氣壓縮腔中的壓力最終達到591，略高于590，較高的壓力可以更好的阻止橡膠材的進入。壓縮機也可以在不同的時間進行不同的操作，以提供不同的附加壓力，例如，只增加起始壓力581高于大氣壓的壓力，當(dāng)橡膠充填結(jié)束時關(guān)閉壓縮機，使得最終壓力仍然590.。同樣道理，也可以充填開始時關(guān)閉壓縮機使得空氣壓縮腔起始壓力是大氣壓力580.。充填結(jié)束時打開壓縮機增加壓力到591.。還可以有其它的操作方法。改變壓縮機的操作能夠幫助排放模具中的空氣同時阻擋橡膠材料進入表面連接槽。

在一些實施例中，閥門570可以連接一個真空泵577，組件577.例如，真空泵577可以降低空氣壓縮腔中的壓力到達582，低于大氣壓力，低氣壓有助于空氣從模具進入到空氣壓縮腔540。真空組件可以降低空氣壓縮腔的最終壓力592。在不同的時間段真空泵可以提供不同的空氣壓力，例如，可以降低初始壓力582低于大氣壓，在結(jié)束時停止工作以維持原來的壓力590.。反過來，真空泵577也可以在開始時關(guān)閉，以保持初始壓力580為大氣壓力。當(dāng)結(jié)束時真空泵開始工作，以降低空氣壓縮腔540的壓力到達592低于590.。還可以有其它的操作方法。改變真空泵的操作有助于空氣從模具進入到空氣壓縮腔540。

在一些實施例中，壓縮機575和真空泵577可以聯(lián)合使用，例如真空泵在開始注入橡膠時降低空氣壓縮腔540的壓力到達582，低于大氣壓力580，從而有助于空氣從模具進入到空氣壓縮腔540。壓縮機在結(jié)束注入橡膠時開始工作以增加空氣壓縮腔540中的空氣到達一個比較高的壓力591，這有助于阻止橡膠材料進入表面連接槽以及脫模更加順利。

圖6a-圖6c根據(jù)一些實施例示出了多個表面連接槽共同連接一個空氣壓縮腔的結(jié)構(gòu)。一個輪胎模具段610可具有一個空氣壓縮腔640，它可以通過嵌入在輪胎模具段610的中空管641來形成，這個模具段610本身具有胎面花紋的表面，它可以是由多個胎面花紋塊650組成并且被側(cè)壁655隔開。

圖6a示出了空氣壓縮腔640和表面連接槽620的立體圖。輪胎模具段和胎面花紋在圖中被省略，以顯示空氣壓縮腔640和表面連接槽620的關(guān)系。圖6b示出了沿著一個表面連接槽620的長度方向a-a'進行切割的橫截面視圖。圖6c示出了沿著空氣壓縮腔640的長度方向b-b'進行切割的橫截面視圖?？諝鈮嚎s腔640可以與表面連接的角槽620不平行放置，以使的多個表面連接槽620可以與一個空氣壓縮腔640連接。

圖7a-7b根據(jù)一些實施方式示出的具有空氣壓縮腔的輪胎模具段710和完整的輪胎模具。如圖7a所示，輪胎模具段710可包括多個空氣壓縮腔740貫穿其中?？諝鈮嚎s腔740可以被布置在輪胎模具段的胎面表面之下，并且貫穿多個胎面花紋塊750?？諝鈮嚎s腔可被布置與多個表面連接槽720相交叉，在花紋刀730和胎面??花紋塊側(cè)壁755之間以空腔的形式制作。如圖所示，空氣壓縮腔740沿著輪胎模具700的圓周方向780布置，也可以采用其它方向布置，例如空氣壓縮腔沿輪胎模具的寬度或厚度方向785布置。

圖7b所示，多個輪胎模具段710可被組裝以形成一個完整的輪胎模具700，每一個空氣壓縮腔740可以在輪胎模具段之間相連接，以形成一個封閉的用于整個輪胎模具的空氣壓縮腔。

圖8a-8e根據(jù)一些實施例示出了的具有空氣壓縮腔的輪胎扇形模具段。圖。圖8a示出了頂視圖，圖8b示出了沿著胎面花紋塊850c-c'方向切割的橫截面視圖，一個模具區(qū)段可以包括一個胎面花紋，一個胎面花紋包括多個胎面花紋塊850，由胎面花紋塊的側(cè)壁855分隔?？諝鈮嚎s腔840可以布置在輪胎模具區(qū)段內(nèi)?？諝鈮嚎s腔的方向可以被布置與多個表面的連接槽820相交。例如，空氣壓縮空腔840可以沿著輪胎模具的圓周方向880布置。

花紋刀槽830可以布置在胎面花紋塊850上，并且將胎面花紋塊分成多個區(qū)域。而每個區(qū)域都需要一個表面連接槽820用于排放空氣，以防止橡膠輪胎在硫化過程中出現(xiàn)缺陷。每個表面連接槽820都應(yīng)該與空氣壓縮腔840相連接，使得空氣可以進入空氣壓縮腔840?？諝鈮嚎s腔穿過多個胎面花紋塊，并與所述空氣需要被去除的區(qū)域形成一個角度，表面連接槽820可以在胎面花紋塊上的任何地方切割制作，只要能夠與下方的空氣壓縮腔840相聯(lián)通即可。

圖8c-8e示出了空氣壓縮腔的各種配置。圖8c示出了在輪胎模具段811中的空氣壓縮腔841與模具圓周方向880或者與厚度（或?qū)挾龋┓较?85形成了一定的角度。圖8d示出了在輪胎模具段812中的空氣壓縮空腔842沿著模具整個厚度（或?qū)挾龋┓较?85布置。圖8e示出了在輪胎模具段813中的空氣壓縮腔843/844，其中空氣壓縮腔843與模具圓周方向880布置，而空氣壓縮腔844與模具厚度（或?qū)挾龋┓较?85布置。它們在輪胎模具段的胎面花紋下方形成了一個網(wǎng)格。還有其它配置也可以被使用。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔840可以與結(jié)構(gòu)支架相結(jié)合，例如，為了提高輪胎模具段的結(jié)構(gòu)整體性。結(jié)構(gòu)支架可被制作成空心以允許空氣通過，例如，利用導(dǎo)管制作結(jié)構(gòu)支架。其他配置可以使用，如金屬壁的中空元件，其中金屬壁可以作為輪胎模具段的結(jié)構(gòu)支架同時也用作空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，表面連接槽可以與空氣壓縮腔結(jié)合。在某些地區(qū)，常規(guī)通風(fēng)技術(shù)都可以使用，如空氣排空腔的過程，在其中空氣被排放到外部環(huán)境。在某些方面，空氣壓縮腔過程都可以使用，其可以潛在地節(jié)省在各輪胎金屬模具8000的背面鉆孔。

有一些實施方案，輪胎模具段中空氣壓縮腔可連接到胎面塊的胎面壁。表面連接槽可用于將胎面壁連接到空氣壓縮腔。

圖9a-9b根據(jù)一些實施例示出了具有空氣壓縮腔的輪胎模具段。一個輪胎模具段910可以布置多個貫穿其中的空氣壓縮腔。在花紋刀槽930和胎面??壁955之間的凹部可以布置一個空氣壓縮腔940連接那里的表面連接槽920中以排放空氣。另外一個空氣壓縮腔945可以連接位于胎面??壁955上的表面連接槽925。還有一個空氣壓縮腔947被布置以連接920和945兩種表面連接槽。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一些系統(tǒng)和方法，以提高輪胎模具操作過程中的可靠性。由于表面連接槽尺寸可能很小，如10至300微米之間，因此有時雜物被堵塞，例如，由于在硫化過程中的橡膠殘留物。花紋刀上可以制作通道，例如，花紋刀具有孔或縫，使得空氣可以從花紋刀的一側(cè)進入到另一側(cè)。因此，如果一個表面連接槽被堵塞，空氣可以穿過花紋刀上的通道進入到隔壁的表面連接槽。

圖10a-10c根據(jù)一些實施例示出了具有導(dǎo)管通道花紋刀的輪胎模具段。圖10a-10b顯示了一個橫截面圖和一個透視圖，胎面塊1050上面的花紋刀1030制作有通道1032。，由花紋刀1030和胎面塊側(cè)壁1055包圍的區(qū)域都可以有表面連接槽1020并且連接到空氣壓縮腔1040。如圖所示，導(dǎo)管通道1032是精心設(shè)計的縫隙，既能讓空氣通過，又能阻止橡膠通過。其它構(gòu)造也可使用，如圓孔或細長孔。此外，該導(dǎo)管通道1032可以被放置在靠近胎面表面，例如距離胎面表面小于2毫米或小于1毫米。

圖10c示出了有一個表面連接槽1025堵塞情況下的操作過程。在區(qū)域1072的空氣可以分別穿過花紋刀通道1032a和1032b進入到附近的表面連接槽1025a和1025b。例如，從區(qū)域1072開始的通過花紋刀通道1032a的空氣流1074到達附近區(qū)域1072a再通過附近的表面連接槽1025a被排除。

圖11a-11d根據(jù)一些實施例示出了的具有空氣壓縮腔的輪胎模具段的構(gòu)造。在圖11a，在輪胎模具段1110中的空氣壓縮腔1140的兩端1170和1180是開口的?？諝鈮嚎s腔可以嵌入在輪胎模具段1110里面。輪胎模具段1110可以包括多個胎面花紋塊1150，花紋刀1130和引導(dǎo)空氣到達空氣壓縮腔1140的表面連接槽1120。如圖11b所示，輪胎模具段1111中的空氣壓縮腔1141的兩端1171和1181是開口的和配置有連接器。在需要的時候可以與相鄰的模具段中的空氣壓縮腔相互連接。

圖11c所示，輪胎模具段1112中的空氣壓縮腔1142的一端1172是開口的和配置有連接器。在需要的時候可以與相鄰的模具段中的空氣壓縮腔相互連接。而另一端1182是關(guān)閉的。在圖11d，一個輪胎模具段1113中的空氣壓縮腔1143的兩端1173和1183都是關(guān)閉的。

圖12a-12c根據(jù)一些實施例示出了具有空氣壓縮腔的輪胎模具段的配置。在圖12a，一個輪胎模具段1210中的空氣壓縮腔1240具有兩個開口端1270和1280，空氣壓縮腔可以嵌入在輪胎模具段1210里面，輪胎模具段1210可以包括多個胎面花紋塊1250，花紋刀1230和引導(dǎo)空氣到達空氣壓縮腔1240的表面連接槽1220。空氣壓縮腔1240也可以配置一個外部連接器1260，它能夠連接一個外面的閥門1261，閥門1261可用來控制一個外部系統(tǒng)1262與空氣壓縮腔1240的聯(lián)接，例如連接一個真空組件或一個壓縮機組件。

在圖12b，一個輪胎模具段1211中的空氣壓縮腔1241具有兩個關(guān)閉端1271和1281，空氣壓縮腔1241也可以配置一個外部連接器1263，它能夠連接一個外面的閥門1261，閥門1261可用來控制一個外部系統(tǒng)1262與空氣壓縮腔1241的聯(lián)接，例如連接一個真空組件或一個壓縮機組件。

圖12c所示，輪胎模具段1212中的空氣壓縮腔1242具有兩個關(guān)閉端1272和1282，空氣壓縮腔1242也可以配置一個外部連接器1264，它能夠連接一個外面的閥門1265，閥門1265可以是一個單向閥，允許外部系統(tǒng)，例如一個壓縮機組件輸送壓縮空氣到空氣壓縮腔1242中去，同時防止輪胎模具中的空氣離開空氣壓縮腔1242。

圖13a-13b根據(jù)一些實施例示出了完整的輪胎模具的配置。在圖13a，一個完整的輪胎模具1300可以包括多個輪胎模具段1310，輪胎模具段1310中的空氣壓縮腔1340有兩個關(guān)閉端1370和1380.因此，每個輪胎模具段可以有關(guān)閉的空氣壓縮腔。圖13b所示，一個完整的輪胎模具1301可以包括多個輪胎模具段1311，輪胎模具段1311中的空氣壓縮腔1341有兩個開口端，同時還有一個中間開口，其可以連結(jié)于一個閥1360，因此，相鄰的空氣壓縮腔可以連接在一起，當(dāng)全部的模具段組裝完成后在模具中就形成了一個具有閥門的完整圓周空氣壓縮腔。在一些實施方案中，空氣壓縮腔可以相互連接，從而一個閥門可用于多個圓周空氣壓縮腔。一套真空組件1367和/或加壓流體組件1365（例如，壓縮氣體）可以連接到閥1360，以控制空氣壓縮腔1341的壓力或清潔空氣壓縮腔1341。也可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如，輪胎模具段有兩個閉合端，一個開口端和一個閉合端，或輪胎模具段的不同配置的一個不匹配的輪胎模具段。

輪胎模具可用于硫化橡膠材料以制作的輪胎，模具中的空氣壓縮腔可以防止在硫化的輪胎表面因為存在氣泡而出現(xiàn)凹凸不平，它還能阻止橡膠材料進入輪胎模具中的表面連接槽。

多個輪胎模具段可以組裝以形成完整的輪胎模具，它包括用于制作圓形輪胎的具有完整圓周的模具。完整的輪胎模具是可以張開口的，例如，可以通過將輪胎模具段彼此分開。生輪胎可以被放置在張開口的輪胎模具中。生胎可以是沒有胎面花紋，例如通過機械組裝將橡膠材料包裹增強網(wǎng)眼而形成的輪胎。然后輪胎模具可以被合攏，例如，將輪胎模具段彼此靠攏以形成圍繞生胎的完整圓周模具。

生胎可被加熱并加壓以使得該輪胎模具上面的胎面花紋被刻印到輪胎表面。在輪胎模具中的空氣會因為生輪胎的膨脹而被擠壓進入到表面連接槽，再進入空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，為了提高輪胎模具內(nèi)排放空氣的效果，在初始階段，空氣壓縮腔可耦合到一個真空組件，例如，通過連接到空氣壓縮腔的閥。該閥可以是在一段時間后關(guān)閉。在空氣壓縮腔中的壓力可以是低于大氣壓的，例如低于0.9或低于0.5大氣壓。

在一些實施方案中，真空操作可以在初始時間之后停止，例如，連接到空氣壓縮腔的閥可在初始時間后關(guān)閉?；蛘哧P(guān)閉真空組件。輪胎模具內(nèi)空氣的排放也可以僅僅依靠生胎因為膨脹而朝向輪胎模具胎面的擠壓。由于空氣壓縮腔從外部環(huán)境隔離，在空氣壓縮腔中的壓力可在生胎的膨脹過程中增加。生胎越接近胎面花紋，越多空氣被擠壓到空氣壓縮腔，空氣壓縮腔中的壓力越高。在空氣壓縮腔中的壓力可以施加一個反壓到生胎，從而可以阻止橡膠和橡膠碎屑進入表面連接槽。

在一些實施方案中，為了防止橡膠和橡膠碎屑的進入表面連接槽，空氣壓縮腔可通過閥門連接到氣體源，例如加壓缸或壓縮機。當(dāng)壓力足夠大時可以關(guān)閉該閥門。在空氣壓縮腔中的壓力可以調(diào)節(jié)到最佳的大小以阻止橡膠和橡膠碎片堵塞表面連接槽。從氣體源產(chǎn)生的空氣壓力可以比大氣壓高，例如在1到2帕之間。

在一些實施方案中，通過控制真空組件和壓縮空氣組件可以優(yōu)化輪胎硫化過程。在生胎膨脹初始階段，例如，當(dāng)生胎開始擴大時，通過真空組件降低空氣壓縮腔的壓力，以幫助空氣從模具進入空氣壓縮腔。在生胎結(jié)束膨脹并且到達輪胎模具的胎面花紋面時，通過壓縮空氣組件提高空氣壓縮腔的壓力，以協(xié)助防止橡膠或橡膠碎屑進入表面連接槽而阻塞空氣排放通路。

通過加熱模具可以使輪胎硫化。硫化完成后，封閉的輪胎模具可以張開，例如，將輪胎模具段彼此分離，以使得硫化的輪胎可從輪胎模具中取出。

在一些實施方案中，在完成硫化過程之后，輪胎模具張開之前或者張開過程中，可以利用與空氣壓縮腔相連接的壓縮氣體組件將空氣經(jīng)過空氣壓縮腔吹入到表面連接槽。從而在模具和硫化輪胎之間形成一個空氣層?？諝鈱涌梢杂欣诿撃＿^程，例如，可以減少輪胎模具與硫化輪胎的粘附性。通過調(diào)節(jié)空氣壓縮腔中的壓力，以形成最佳的空氣層。從氣體組件產(chǎn)生的空氣壓力可大于大氣壓，例如1到10帕之間，或2到5帕之間。

在一些實施方案中，氣體組件可以繼續(xù)通過空氣壓縮腔和表面連接槽吹入空氣以清潔表面連接槽。氣體組件產(chǎn)生的空氣壓力可大于大氣壓，例如1到10帕之間，或5到10之間，或2到5。下一個生胎可以繼續(xù)上述過程。

圖14根據(jù)一些實施例示出了制作輪胎模具或者輪胎模具段的流程圖。輪胎模具段可以具有連接到多個表面連接槽的空氣壓縮腔，從而降低了背面的空腔的數(shù)量?？諝鈮嚎s腔可以嵌入在輪胎模具段主體內(nèi)，從而可以提高輪胎模具段的結(jié)構(gòu)整體性?？諝鈮嚎s腔可具有結(jié)構(gòu)支撐，例如，支柱或壁。

操作1400提供了輪胎模具主體，或者輪胎模具段主體。輪胎模具主體可以具有多個胎面花紋塊。操作1410在輪胎模具主體內(nèi)制作空氣壓縮腔，其中所述空氣壓縮腔被配置為經(jīng)過多個胎面花紋塊，并與多個花紋刀形成一定的的角度。操作1420在多個胎面花紋塊上制作多個表面連接槽，其中所述表面連接槽與花紋刀分開布置，表面連接槽與空氣壓縮腔相連接。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了方法制作輪胎模具或輪胎模具段的方法，和采用該方法制作的輪胎模具或輪胎模具部段，包括能夠連接到輪胎模具中多個表面連接槽的空氣壓縮腔?？諝鈮嚎s腔可以嵌入在輪胎模具中，可以與外部環(huán)境隔離。在一些實施方案中，空氣壓縮腔也可以與外部環(huán)境相聯(lián)通。在這種情況下使用壓縮氣體，液體或氣/液混合物由內(nèi)到外清潔表面連接槽。通過一個閥組組件還可以將開放的空氣壓縮腔關(guān)閉，閥組件也可以是一個單向閥用于保持腔的壓力。

制作輪胎模具或輪胎模具段的方法可以包括鑄造工藝，銑削工藝，或添加劑的制造工藝，以形成輪胎模具或輪胎模具段。可以制作包括胎面花紋的負模具。負模具可用熔化的鋁（或其他合適的金屬合金）圍繞一個輪胎胎面正模型中澆注成型。也可以采用銑削工藝直接在鋁或鋼塊上面銑削出負的胎面花紋。在一些實施方案中，輪胎模具段可以分開為多個部分，例如一個模具段主體和胎面花紋塊。模具段主體可以銑削或澆鑄。胎面花紋塊可以插入模具段主體上面作為單獨的一層。胎面花紋塊可通過銑削，鑄造或者添加技術(shù)例如三d打印，或激光熔化技術(shù)制作。

一個或多個空氣壓縮腔可以與負模具主體一起制作。例如采用鑄造工藝時，可以在鑄造之前在模具模型的上方預(yù)先安置一個合適的空腔例如管子?；蛘咭部梢允褂每上咀?。這樣就可以在模具主體鑄造完成之后其內(nèi)部形成一個導(dǎo)管，該導(dǎo)管其可以用作空氣壓縮腔。

壓縮腔也可以在負模具主體形成后制作，例如，在采用銑削工藝時，可沿模具主體一側(cè)銑削一個開口的空腔作為空氣壓縮腔。在組合式模具主體的情況下，可以在胎面花紋塊的背面銑一個開放腔，和/或在模具段底座塊上面銑一個開放腔。當(dāng)這兩塊安裝在一起以后就會形成一個空腔來作為空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，壓縮腔的容積可以由輪胎硫化過程中因為膨脹而擠壓出來的空氣體積來決定。例如，壓縮腔的容積可以正比于輪胎模具關(guān)閉時所包含的空氣體積，再產(chǎn)生輕微的壓力以阻止橡膠進入表面連接槽。

接下來制作表面連接槽用以連接壓縮腔與胎面表面。連接槽可以盡可能窄，例如在10-300微米。這項工作的完成是采用液體噴射導(dǎo)向激光技術(shù)的成功案列，該項技術(shù)登錄在美國專利局編號為8859988.。在此通過引用以其整體并入本文。類似與機械銑削過程，液體噴射激光照射胎面表面許多次并且每次都會去除一些材料。重復(fù)進行該過程直到胎面表面和壓縮腔之間聯(lián)通。連接槽的方向盡可能與花紋刀（薄片）或胎面花紋塊內(nèi)的其他配置方向保持平行。這樣能夠使得胎面塊與壓縮腔有最大的連接面積。同時，接近平行的連接槽可以在復(fù)雜的胎面下易于制作，如冬季輪胎或雨天輪胎的情況。在這種情況下，花紋刀密度高且花紋刀間距很窄。

圖15a-15e根據(jù)一些實施例示出了制作輪胎模具段的方法。首先在鑄造模型中放置空氣壓縮腔，再將鑄造材料澆注到模型中以形成具有嵌入式空氣壓縮腔的輪胎模具或輪胎模具段?？梢圆捎孟镜蔫T造工藝，將消失芯制作成空氣壓縮腔的形狀，當(dāng)鑄造完成后去除消失芯就形成了空氣壓縮腔。也可以將中空零件放置在澆鑄模具中以形成空氣壓縮腔。

圖15a示出了輪胎胎面模具模型1500，它包括一個正輪胎胎面花紋。它相似與真實的輪胎胎面花紋。例如，正胎面花紋可以包括多個胎面花紋塊1550，其類似于真實的輪胎胎面花紋塊。輪胎胎面模具模型1500和真實輪胎之間的差別是花紋刀1530，在輪胎模具模型1500上面有花紋刀1530插入。而輪胎沒有花紋刀153，只有花紋刀1530的壓痕或圖像。

圖15b所示，一個消失芯1540被放置于輪胎胎面模型模具1500中，例如將它與花紋刀1530相附著。消失芯1540制作成空氣壓縮腔的形狀。它的材料是可以消失的，當(dāng)完成鑄造工藝之后將其去除而留下一個空隙，該空隙可以作為空氣壓縮腔使用。消失芯材料例如可以是一種水溶性鹽基材料，例如鹽或鹽化合物。用水浸泡可以將其融化。

圖15c所示，鑄造材料1510，如鋁或一種金屬合金，可以填充在輪胎模具模型中，包裹住元件1540和花紋刀1530。圖15d所示，輪胎模具模型被移除。元素1540形成了空氣壓縮腔1545。

在圖15e，制作表面連接槽1520用以連接模具段的胎面與空氣壓縮腔1545。胎面可以包括胎面空腔1565，在硫化過程它容留空氣，從而導(dǎo)致橡膠輪胎產(chǎn)生空洞或者缺陷。通過設(shè)置表面連接槽1520將空腔1565連接到空氣壓縮腔1545，空腔1565中容留的空氣可以排放到空氣壓縮腔1545?？諝鈮嚎s腔1545可以被設(shè)置以連接多個表面連接槽1520，例如，空氣壓縮腔1545可以與腔1565成一定角度方向設(shè)置，從而可以與多個表面連接槽相遇。

除了消失芯方法，還有其它形成空氣壓縮腔的方法。例如，一個中空元件，好比一個中空管，其內(nèi)部的容積可以作為空氣壓縮腔。

圖16a-16c根據(jù)一些實施例示出了形成的輪胎模具段的方法。空氣壓縮腔可以通過使用一個中空元件，如一個中空管形成。中空管的中空體積可以作為空氣壓縮腔的作用。

16a示出了輪胎胎面模具模型1600，它包括一輪胎的正胎面花紋，其中又包括多個胎面花紋塊1650和花紋刀1630。中空元件1640聯(lián)接到輪胎胎面模具模型1600，例如，附著在花紋刀1630或其他間隔物上面，以使得元件1640被嵌入在輪胎模具段的內(nèi)部?？招脑闹锌阵w積可以作為一個空氣壓縮腔。例如，所述中空元件1640可以是中空管或?qū)Ч?，具有圍繞一個中空容積的壁。澆鑄材料，如鋁或一種金屬合金，可以填充在輪胎胎面模具模型中，包裹所述中空元件1640的外側(cè)。當(dāng)輪胎胎面模具模型被移除后，所述中空元件1640內(nèi)部的空間可形成空氣壓縮腔。

圖16b中，鑄造材料1610，如鋁或一種金屬合金，可以填充在輪胎胎面模具模型中，覆蓋所述中空元件1640和花紋刀1630。通過切割鑄造材料1610可以制作表面連接槽1620。圖16c中，進一步切割表面連接槽可切通中空元件1640的壁從而能夠連接到空氣壓縮腔1635。例如，胎面花紋可以包括胎面空腔1665，其中的空氣能夠通過表面連接槽1620排放出來進入空氣壓縮腔1640。

圖17，根據(jù)一些實施方案示出了制作輪胎模具或具有空氣壓縮腔的輪胎模具段的流程圖。操作1700提供了一種輪胎胎面模具模型，其中輪胎胎面模具模型包括輪胎的正胎面花紋。它可以由陶瓷材料制成，例如，鑄鋁模具或其它金屬模具。其它元件可以包括在輪胎胎面模具模型中，如花紋刀槽。

操作1710附加的元件沿著輪胎胎面模型模具，其中所述元件從所述第一表面間隔開，其中，所述元件包括一中空元件或可消失元件，它們被制作以成為未來的空氣壓縮腔。操作1720利用輪胎正胎面模具模型鑄造了一個負胎面模具，這個負模具包括一些元件和一個負胎面花紋。負胎面花紋是正胎面花紋的鏡像。操作1730在離開負胎面花紋的表面一定距離形成了一個中空部分，這個距離的尺寸是10和300微米之間。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔與胎面表面之間可以采用不變的和最小間隔的距離?？諝鈮嚎s腔與胎面表面之間的短間隔距離可以更加方便的制作表面連接槽，例如，表面連接槽的深度是相同與胎面表面和空氣壓縮腔內(nèi)表面之間的距離。在一些實施方案中，表面連接槽可以稍微更深一些，以確保在一個圓形或圓柱形的壓縮腔的情況下的能夠完全連接，并達到足夠大的接觸面。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔被構(gòu)造成使得分隔距離具有最小變化，例如，在分離距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差為最小。間隔件可以用于空間中的空氣壓縮腔，例如，用于控制分離距離。在一些實施方案中，刀槽花紋可以被配置為充當(dāng)隔離物。

圖18a-18f根據(jù)一些實施例示出了形成空氣壓縮腔的配置。在圖18a，空心元件1840聯(lián)接到輪胎胎面模具模型1800，例如，附著在刀槽1830以使得空心元件1840將被嵌入在輪胎模具段的內(nèi)部?？招脑?840的中空部分被用于在輪胎模具段形成空氣壓縮腔。圖18b和18c用截面圖的f-f'顯示出不同的配置。如圖18b所示，花紋刀1831可以有一個外漏部分，它將被澆注在模具內(nèi)部以固定花紋刀，這個外露部分可以有一個切口，這個切口用于附著空心元件1841的外表面。通過控制這個切口的位置可以控制中空元件1841到輪胎模具外表面的距離1871，該距離1871可以是表面連接槽的長度，通過切除這個距離可以將輪胎模具的表面連接到空氣壓縮腔。圖18c示出了不同的空心元件1842，它用不同的配置附著在花紋刀1832上面。

如圖18d所示，一個空心元件1845聯(lián)接于輪胎胎面模具模型1805，例如，附著在間隔零件1885上面，使得空心元件1845將被嵌入在輪胎模具段的內(nèi)部。空心元件1845的中空部分形成輪胎模具段的空氣壓縮腔。圖18e和18f采用橫截面圖g-g'示出不同配置。間隔零件1886用于分開中空元件1846與輪胎模型的外表面。因此從空心元件1846到輪胎模具外表面的距離1876可被控制。該距離1876可以是表面連接槽的長度，通過切除這個距離可以將輪胎模具的表面連接到空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，銑削工藝可用于形成空氣壓縮腔。形成胎面花紋塊并且安裝花紋刀后，可以制作空氣壓縮腔，然后再制作表面連接槽。

圖19a-19d根據(jù)一些實施例示出了制作空氣壓縮腔的方法。圖19a，通過銑削金屬塊如鋁或金屬合金可以制作胎面花紋段1900，也可以同時制作出胎面花紋塊1950。如圖19b所示，空氣壓縮腔1940可在胎面花紋段1900中制作，例如在胎面花紋段1900上面銑削或者鉆孔。如圖所示，空氣壓縮腔可以沿輪胎的厚度方向制作?？諝鈮嚎s腔也可以沿輪胎圓周方向形成，也可以與輪胎的厚度方向成任何角度。

圖19c所示，在模具段上使用液體噴射引導(dǎo)激光制作出花紋刀的安裝槽，再將花紋刀1930插入到安裝槽中。在圖19d，采用液體噴射激光系統(tǒng)制作表面連接槽1920，將胎面花紋塊的表面連接到空氣壓縮腔1940。在一些實施例中，花紋刀的安裝槽可以和表面連接槽同時采用液體噴射激光系統(tǒng)來制作。

圖20根據(jù)一些實施例示出了制作輪胎模具或輪胎模具段的流程圖。操作2000形成一個輪胎模具主體，其中，所述輪胎模具主體包括輪胎的胎面花紋。輪胎模具主體可以通過銑削工藝來形成。操作2010在胎面花紋上面安裝花紋刀。操作2020在輪胎模具主體上制作空氣壓縮腔，其中所述空氣壓縮腔與花紋刀的方向形成角度。空氣壓縮腔可以通過銑削工藝來制作。在一些實施方案中，空氣壓縮腔可在安裝花紋刀之前制作。在這種情況下，液體射流激光可以同時將空氣連接槽和花紋刀安裝槽一起制作出來。這樣能夠提高花紋刀的機械穩(wěn)定性。

操作2030在胎面花紋到空氣壓縮腔之間制作表面連接槽，其中所述表面連接槽的尺寸在10和300微米之間。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種多步的方法，以制作輪胎模具或輪胎模具部段，和采用這些方法制作的組裝式輪胎模具或輪胎模具段，即包括至少一個模具底座和一個模具插入件。模具底座可以通過鑄造或銑削工藝制作，用于模具插入件的載體。模具插入件可以通過鑄造，銑削，或通過添加制造工藝制作，其可以包括輪胎的胎面花紋和空氣壓縮腔。

對于組合式輪胎模具，空氣壓縮腔可在模具插入件或模具底座的外露表面來制作，而不是被嵌入在輪胎模具內(nèi)。由此空氣壓縮腔可通過銑削，鑄造或添加劑工藝制作。

圖21a-圖21c根據(jù)一些實施例示出了雙體式輪胎模具段。模具插入件2160的頂部表面有胎面花紋，而空氣壓縮腔2140在與之相對的背面。胎面花紋可以包括多個胎面花紋塊2150，由側(cè)壁2155相互隔離?；y刀2130插入在模具當(dāng)中。表面連接槽2120也可以在模具插入件上面制作用以連接胎面花紋的頂面與空氣壓縮腔2140的背面。

空氣壓縮腔可以是開放腔，例如，有另一半暴露在外部。模具插入2160可以連接到一個模具底座2110，模具底座2110可以提供空氣壓縮腔的另一半以形成封閉的空氣壓縮腔，或者也可以形成帶有外部接口的空氣壓縮腔?？諝鈮嚎s腔可沿著多個胎面花紋塊運行，從而可以與多個表面連接槽相通。

在一些實施例中，模具插入件2160可通過添加制造工藝制作，如3d印刷或立體光刻，包括胎面花紋和空氣壓縮腔。

圖22a-22b根據(jù)一些實施例示出了用于雙體模具的不同的配置。模具的兩個部分包括連接到模具體的模具插入件。模具插入件可以包括一個外露的胎面花紋的表面，用于在輪胎上印制胎面塊。模具底座用于支撐所述模具插入件。

圖22a，在模具插入件2260的頂面可以有包括多個胎面花紋塊2250的胎面花紋。背面可以是平的，因此模具插件只需要加工一個表面。模具底座2210的頂面可具有凹部2240。當(dāng)所述模具插入件插入到模具底座后，即可形成空氣壓縮腔。

如圖22b所示，一個模具插入件2265的頂面可以具有包括多個胎面花紋塊2255的胎面花紋。背面也可以有一個凹部2242。模具底座2215的頂面可具有凹部2245，當(dāng)所述模具插入件插入到模具底座后，即可與所述凹部2242一起形成空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，其它的結(jié)構(gòu)也可以使用，例如兩個以上的部分的模具，例如，一個模具底座和多個模具插入件，或者多個模具底座和一個或多個模具插入件。

圖23根據(jù)一些實施例示出了的制作一個輪胎模具的流程圖。操作2300形成一個輪胎模具底座。操作2310形成一個輪胎模具插入件。輪胎模具插入件可以插入到輪胎模具底座。輪胎模具插入件可包括至少一個凹槽，當(dāng)它與模具底座耦合后可以作為空氣壓縮腔。輪胎模具插入件可通過添加制造工藝形成，如3d打印。輪胎模具插入件也可以通過銑削或鑄造工藝形成。操作2320在輪胎模具插入件上面安裝花紋刀。操作2330制作表面連接槽以連接輪胎模具插入件的表面到空氣壓縮腔。輪胎模具插入件可耦合到輪胎模具底座。操作2340將輪胎模具底座和輪胎模具插入件組裝到一起。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種使用液體噴射激光技術(shù)的方法和系統(tǒng)。激光束可在噴液內(nèi)內(nèi)反射，從而產(chǎn)生平行的激光束用以切割材料。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種使用液體噴射激光系統(tǒng)用于在輪胎模具制作表面連接槽。液體噴射激光系統(tǒng)能制作寬10至300微米線條，它可以是適合于在模具中選擇性地除去空氣之間線寬頻道。

表面連接槽的長度和寬度可以通過激光束移動的距離來確定。例如，激光束可以沿一個方向x行進以形成具有長度比液體射束內(nèi)的激光束的尺寸大的一條線。表面連接槽可以具有一個寬度是類似于當(dāng)激光束沿x方向移動時液體射流內(nèi)的激光束的尺寸。

多次重復(fù)移動激光束可以增加表面連接槽的深度，直到與空氣壓縮腔相通。適當(dāng)配置表面連接槽和空氣壓縮腔使得它們在表面連接槽的形成后能更流暢的聯(lián)通。腔可以在表面連接槽的所處位置提供很薄的材料厚度，因此能降低表面連接槽的深度，表面連接槽僅需要連通到空腔，而不用切割過多的材料。

液體噴射激光系統(tǒng)可以產(chǎn)生具有不同側(cè)壁輪廓的表面連接槽。一種旋轉(zhuǎn)機械可以使得激光束以不同的角度進行材料切割。例如，激光束可以是垂直于材料的表面以正常的角度切割。激光束也可以與材料表面以一定角度切割。另外，切口的深度可被控制，例如，通過慢速移動激光束或多次的重復(fù)移動。因此，角度切割時的側(cè)壁可以通過激光切割的深度來控制。

x-y機械也可結(jié)合到液體激光束，它可以在任何方向上移動激光束以形成圖案。同時結(jié)合旋轉(zhuǎn)機械，激光束可以產(chǎn)生不同深度輪廓的圖案，包括逆錐形切割模式（例如，在材料的表面上的開口是比在激光切割的底部的開口大），錐形切割模式（例如，在材料的表面上的開口是比在激光切割的底部的開口?。约捌渌N類的側(cè)壁輪廓?？梢愿淖円后w噴射激光束的多個參數(shù)以獲得具有側(cè)壁圖案的表面連接槽。這些參數(shù)可以是線性速度，旋轉(zhuǎn)速度，功率，和重復(fù)次數(shù)。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種液體噴射激光系統(tǒng)和方法用于制作具有不同輪廓結(jié)構(gòu)。例如，由液體噴射激光系統(tǒng)切割的底部可以是平的。另外，其它的圖案可以形成，例如通過改變激光束的速改變射向物體表面上的激光束的角度，改變激光束的功率，或者切割的次數(shù)可以形成凹形或凸形的底部表面。例如，慢速移動激光束可以產(chǎn)生深的切口，快速度移動可產(chǎn)生淺切口。較高功率可以產(chǎn)生更深的切口，和一個低功率可以產(chǎn)生淺切口。此外，不同的重復(fù)次數(shù)可以形成不同的構(gòu)造。例如，為了形成一個較深的切口，可重復(fù)更多次數(shù)。在頂部時，激光束可以從一端到另一端運行。在中間部分，所述激光束能夠從一端到切口長度的中間運行。因此，相對的端部可具有通行證的激光束切割通過的較少數(shù)量。在其底部部分，所述激光束可以運行一個小的中間部分，因而該中間部分可具有激光穿過最高號碼。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種用于產(chǎn)生具有不同深度剖面的通道的液體噴射激光系統(tǒng)。能量調(diào)節(jié)器或移動速度調(diào)制器結(jié)合該激光系統(tǒng)，以使得激光束可以在不同深度進行材料切割。例如，較低能量的激光束或激光束以更快的速度移動能夠形成淺切口而較高能量的激光束或激光束以緩慢速度移動可以產(chǎn)生深切口。當(dāng)速度或能量連續(xù)變化時輪廓可以形成平滑的深度輪廓。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了一種使用液體噴射激光系統(tǒng)在模具中形成表面連接槽的方法和系統(tǒng)。該模具可以用于制造輪胎或用于制??造鞋。在液體噴射引導(dǎo)激光技術(shù)中，激光束通過內(nèi)部反射被液體噴射流引導(dǎo)。激光束和噴液是通過一種耦合單元耦接，它包括用于接收液流的腔室。耦合單元還可以包括一個噴嘴，其連接到所述室的一端，用于引導(dǎo)液體流以形成液體噴流。耦合單元還可以包括一個激光保護窗口，它可以將激光束的干燥環(huán)境與噴液的液體環(huán)境分離。

圖24根據(jù)一些實施例示出了的液體噴射引導(dǎo)激光系統(tǒng)。液體噴射引導(dǎo)激光系統(tǒng)2400可以包括一個腔室2420，其被配置在一個外圍部分以引導(dǎo)液體流2422的腔室2420可具有盤的形狀，具有入口，以接受一個液體輸入。腔室2420可包括用于直接液體流通的開口，以形成液體噴流2425在腔2420的一側(cè)是一個噴嘴2430，其包括一噴嘴石。噴嘴2430可用于控制噴液2425的噴嘴2430可用于指導(dǎo)的大小和保護噴液。

液體噴射引導(dǎo)的激光系統(tǒng)2400可以包括一個保護窗2470，可形成腔室2420的激光束2480可以被集中于液體射流2425的激光束可在液體噴射限于由于的相反側(cè)內(nèi)部反射。液體噴射引導(dǎo)的激光束可以用來切割線或孔在工件2450。

圖25a-25b根據(jù)一些實施例示出了采用液體噴射引導(dǎo)激光加工的表面連接槽。在圖25a，空氣壓縮腔2540可以在輪胎模具段2510中制作。輪胎模具段2510有一個胎面，胎面具有多個胎面花紋塊2550并且由胎面花紋塊側(cè)壁2555分開。噴液引導(dǎo)的激光束2570用于切割表面連接槽2520。從而將表面連接槽2520與空氣壓縮腔2540。多個連接槽2520可被連接到同一個空氣壓縮腔2540。

如圖25b所示，空氣壓縮腔2545可以包括一個中空元件，例如，具有壁2546.的空心元件，空心元件壁2546的材料可以不同于輪胎模具段2511的材料。因此需要對液體噴射引導(dǎo)激光束采用不同操作步驟。例如，第一步驟包括第一個操作條件2571用于切割通過輪胎模具上的表面連接槽的第一部分材料2521，第二步驟，包括第二操作條件2572切割空心元件壁上的第二部分材料2522。

在一些實施方案中，空氣壓縮腔和表面連接槽可以在同一次使用液體噴射引導(dǎo)激光操作中制作。液體噴射引導(dǎo)的激光可以形成能夠優(yōu)化氣流的深度和側(cè)壁，如模具中的空氣排放結(jié)構(gòu)。例如，通道可具有形狀，例如，側(cè)壁和深度剖面，符合流動態(tài)，包括具有最小或減少死空間或停滯區(qū)域。。

圖26a-26c根據(jù)一些實施例示出了空氣壓縮腔的配置。圖26a，在一個胎模段2610中的空氣壓縮腔2640可以由液體噴射引導(dǎo)的激光系統(tǒng)2670來制作，所述的空氣壓縮腔2640可以有一個小的開口2620，其可作為表面連接槽，開口尺寸在10和300微米之間。因此，液體噴射引導(dǎo)的激光系統(tǒng)2670可以在同一次操作中形成空氣壓縮腔2640和表面連接槽2620。

圖26b和26c示出了同一次制作出的空氣壓縮腔和表面連接槽的不同配置。一種激光系統(tǒng)2671/2672可以在輪胎模具段2611/2612中制作出空氣壓縮腔2641/2642和表面連接槽2621/2622。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了制作表面連接槽的方法，包括一種端點檢測以控制表面連接槽制作的方法。的背控制結(jié)束點檢測的配置。表面連接槽可以由液體噴射引導(dǎo)的激光系統(tǒng)切割，需要多次切割才能夠切穿透模具材料，從而聯(lián)通模具的外表面與空氣壓縮腔。一個傳感器可以安裝在空氣壓縮腔附近，當(dāng)激光切穿材料時它可以檢測到信號。例如，該傳感器可以包括一個光檢測傳感器，當(dāng)激光切穿材料時，例如，切穿表面連接槽與空氣壓縮腔時，光，例如激光，可以穿過表面連接槽進入空氣壓縮腔到達傳感器。表面連接槽被切穿之后，例如，再繼續(xù)切割2-5次，以確保充分連通。其他的傳感器可以被使用，例如聲音傳感器，在激光切割過程中它可檢測到聲音的變化，無論是振幅或頻率。壓力傳感器也可用于檢測壓力的變化。

在輪胎硫化過程中為了模具中產(chǎn)生的適當(dāng)?shù)恼婵?，表面連接槽能夠完好的從表面穿透進入壓縮腔是很重要的。當(dāng)使用液體噴射激光器加工表面連接槽可以有一個很好的方法加以控制。例如在激光加工過程中設(shè)置一個傳感器在壓縮腔的開口端。這種傳感器可以是光學(xué)，聲學(xué)或其他類型的傳感器。在光學(xué)傳感器的情況下，傳感器的靈敏度要匹配于激光的波長。當(dāng)連接槽尚未連接到壓縮腔時，壓縮腔幾乎是暗的。一旦連接成功，液體噴射激光將進入壓縮腔，產(chǎn)生容易被傳感器檢測到的明亮激光。

也可以使用音響傳感器。壓縮腔可以作為一個聲諧振器。只要液體噴射激光切穿模具表面連通壓縮腔就可從壓縮腔探測到強音。

這些傳感器可耦合到配置液體噴射激光器的cnc控制機床。它可以被設(shè)置使得檢測到模具表面與壓縮腔已經(jīng)聯(lián)通的信號后，再繼續(xù)切割1，2，或10多次，以得到充分的聯(lián)通。這樣的閉環(huán)反饋允許在模具的合金雜質(zhì)以及壓縮腔到表面的距離差自動作出反應(yīng)。

圖27a-27c根據(jù)一些實施例示出了用于表面連接槽制作時的端點檢測。圖27a，一個輪胎模具2710，包括空氣壓縮腔2740和花紋刀槽2730。輪胎模具2710需要制作表面連接槽2720用以連接模具胎面頂面2760與空氣壓縮腔2740。

在圖27b，傳感器組件2780/2785安置在空氣壓縮腔2740兩端。光傳感器組件包括傳感器2780和阻擋元件2785。聲傳感器組件包括一個發(fā)射器2780和傳感器接收機2785.。光傳感器組件包括一個光傳感器，用于檢測當(dāng)液體噴射引導(dǎo)激光系統(tǒng)2770切割表面連接槽時光的變化，聲傳感器組件可包括一個聲傳感器，用于檢測當(dāng)表面連接槽切穿時聲音的變化。壓力傳感器組件可以包括一個壓力傳感器，用于檢測切割表面連接槽時壓力的變化。

圖27c示出了信號檢測的曲線，顯示出當(dāng)激光束切穿模具材料時檢測到的信號變化。在開始時，當(dāng)激光切割表面連接槽，但還沒有切穿空氣壓縮腔時，信號2790可以是低的。例如，第一次聲音（幅度或音調(diào)）2790可以被檢測到。當(dāng)激光切穿模具材料，表面連接槽連接到空氣壓縮腔，信號發(fā)生變化，表示不同的切割過程。例如，第二次聲音（幅度或音調(diào)）2795可以被檢測到。檢測到的信號改變表示切割過程發(fā)生變化，意味著該表面連接槽已被切穿。激光切割可以停止，或者可以繼續(xù)再切割1,2，或10次，保證完整的切穿。

傳感器可以為切割過程提供端點檢測，從而可以顯著減少激光切割過程中所需要的操作時間。

圖28根據(jù)一些實施例示出了的輪胎模型制作工序的流程圖。模具主體成型后，包括胎面花紋和刀槽，表面的連接槽可以被切割，整個切割過程都可以使用傳感器進行終點檢測。操作2800在空氣壓縮腔兩端安裝傳感器。操作2810切割表面連接槽以連接表面到空氣壓縮腔。操作2820監(jiān)控來自傳感器的信號。操作2830信號達到設(shè)定值，停止切割，或者再多切割幾次。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了利用空氣壓縮腔清洗輪胎模具的方法。輪胎模具一些部位，特別是在表面連接槽，可能沾染橡膠或碎屑。此時輪胎模具將需要被清洗以除去沾染的橡膠或碎屑?？梢圆捎脵C械或熱沖擊清理，或者co2清洗，或激光清洗。但是這些方法僅能有效地清潔輪胎模具的表面，并不能達到和清潔內(nèi)部的排氣結(jié)構(gòu)，例如表面連接槽。由于這個原因，例如組合式模具仍然需要拆卸，定期清洗，從表面連接槽除去所有橡膠碎屑。

在一些實施方案中，本發(fā)明公開了清潔輪胎模具表面連接槽的方法，該方法使用加壓流體，例如壓縮氣體，加壓液體，或一個壓縮氣體-液體混合物。加壓流體接通到一個空氣壓縮腔，進入并穿過表面連接槽，從而可以由內(nèi)到外有效地清潔表面連接槽，清除表面連接槽中的所有碎片。由于一個空氣壓縮腔可連接最多數(shù)百個表面連接槽，所以一個輪胎模具只有少量的空氣壓縮腔。因此，只要連接一個加壓流體至空氣壓縮腔就可以清潔整個輪胎模具段或所有的表面連接槽。

在一些實施方案中，當(dāng)液體噴射激光制作表面連接槽后需要清潔輪胎模具。當(dāng)模具進行涂層處理（例如施加防粘涂層）之前也需要清潔模具。輪胎模具在每一次輪胎硫化之后也需要清洗。清潔輪胎模具還可以作為模具的預(yù)防性維護。可定期進行這樣的模具清潔。

清洗過程可以從空氣壓縮腔吹入加壓流體再進入表面連接槽。清洗過程可以針對不同的模具操作選擇最好的方法。例如，在液體噴射激光切割后，清洗過程可以包括使用液體去除在模具制造過程中產(chǎn)生的碎片。將壓力管連接到壓縮腔。利用液體進行高壓沖洗，由內(nèi)向外去除壓縮腔中的碎片。濕處理后的空腔可以利用cda（清潔干燥空氣）連接到同一個壓縮腔進行干燥處理。在這兩種情況下，可以根據(jù)需要，使用帽或者蓋子關(guān)閉壓縮腔對側(cè)的開口。

利用模具硫化輪胎后，清洗過程可以包括將加壓空氣向壓縮腔“吹”出碎片經(jīng)過壓縮??腔和表面連接槽到達胎面表面的外面。根據(jù)需要使用帽或者蓋子關(guān)閉壓縮腔的另外一側(cè)。對于模具的預(yù)防性維護，壓力管可以被連接到壓縮腔。利用液體或氣體進行高壓沖洗，并由內(nèi)向外去除壓縮腔中的碎片。例如醇或橡膠溶劑都可以使用。濕處理后的空腔可以利用cda（清潔干燥空氣）連接到同一個壓縮腔進行干燥。在這兩種情況下，可以根據(jù)需要，使用帽或者蓋子關(guān)閉壓縮腔對側(cè)的開口。

在一些實施方案中，碎屑被牢固地粘在模具的表面連接槽內(nèi)，這種情況可以將該模具放到一個液體噴射激光數(shù)控機床上，使用液體壓力（60-500帕）打開這些連接槽。也可以利用一些激光能量“融化”這些碎片，并將它們沖走。這種步驟可以應(yīng)用在預(yù)防性維護過程中以除去在輪胎硫化過程中產(chǎn)生的任何金屬或橡膠的碎屑。

圖29a-29c根據(jù)一些實施例示出了輪胎模具段制作后的清潔方法。圖29a，輪胎模具主體2910包括具有多個胎面花紋塊2950以及安裝在胎面上的多個花紋刀槽2930的胎面表面?？諝鈮嚎s腔2940嵌入在輪胎模具中?？諝鈮嚎s腔2940可以有一個對外接口2960，其可以被構(gòu)造成連接到外部組件，比如一個真空組件或氣體或液體源。

如圖29b所示，制作表面連接槽2920用于連接胎面表面與空氣壓縮腔2940。表面連接槽可以由液體噴射引導(dǎo)的激光系統(tǒng)2925來制作，激光束可以在輪胎模具上切割一定尺寸的材料，這個尺寸既可以排放空氣，又能阻止橡膠材料穿過，例如10到300微米之間。

在圖29c，流體源2970連接到空氣壓縮腔2940的出口2960用來清潔輪胎模具2910。輪胎模具2910在形成后里面有雜物，尤其是在小的表面連接槽，對于正常操作造成影響。流體源2970可以是液體源，也可以是氣體源或氣/液混合物的源，它可以提供流體2972到空氣壓縮腔，清洗輪胎模具和表面連接槽，例如??，通過在表面連接槽產(chǎn)生氣流2975將碎片向外吹出去。

圖30根據(jù)一些實施方案示出了輪胎模具制作后清洗流程圖。操作3000提供一個輪胎模具主體，其中，所述輪胎模具主體包括輪胎的胎面花紋和空氣壓縮腔，或者還有多個花紋刀槽。操作3010從胎面花紋到空氣壓縮腔之間形成了表面連接槽，其中所述表面連接槽的尺寸是10到300微米之間。操作3020提供一個加壓流體到空氣壓縮腔，其中所述加壓的流體從表面連接槽流出用于清潔輪胎模具。

圖31a-31c根據(jù)某些實施例示出了清潔輪胎模具段的過程。圖31a，一個輪胎模具段3110用于制造輪胎。輪胎模具段3110可具有空氣壓縮腔3140，其連接到多個位于胎面花紋上的表面連接槽3120?？諝鈮嚎s腔3140可以包括連接到空氣壓縮腔入口的閥門3160。該閥門在輪胎制作過程中關(guān)閉，從而輪胎模具中的空氣被壓縮在空氣壓縮腔3140中。在輪胎制造過程中，將橡膠材料3190擠壓在胎面花紋上面。胎面花紋上面的空氣可以排放到空氣壓縮腔3140中去，從而防止在橡膠輪胎中形成缺陷。

在圖31b，可以將閥3160打開從而連接空氣壓縮腔3140與一個氣體源3170。氣體源的壓縮空氣3172可以到達空氣壓縮腔。進而在硫化后的輪胎與模具胎面之間形成空氣層3171?？諝鈱?171可以降低硫化輪胎與模具胎面之間的粘著力，并且能夠舉起輪胎，從而有助于移除硫化的輪胎。氣體源的壓縮空氣壓力可以控制在1-2帕之間。

圖31c，在制造一個或多個輪胎后，輪胎模具段可能需要清潔，因為橡膠碎屑沾染在表面連接槽中?？梢源蜷_閥3160，以連接空氣壓縮腔3140與氣體源3170。氣體源3170產(chǎn)生空氣流3173進入空氣壓縮腔3140，然后通過表面連接槽3120噴出?？刂茪怏w源的壓力在1到10帕，或者4到10帕之間，這樣的空氣壓力可以將任何滯留在表面連接槽中的碎屑吹離。在每一個或者每幾個輪胎制造之后都可以進行上訴的清洗過程。

還可以使用其它配置，例如真空組件可連接到閥3160（此時打開閥門），在輪胎制作的初始階段（生胎膨脹開始填充模具胎面），真空可以幫助空氣從模具進入空氣壓縮腔。在輪胎制作將要完成的階段（生胎已經(jīng)填滿模具胎面），關(guān)閉真空組件和打開氣體源以提高空氣壓縮腔的壓力以協(xié)助阻止橡膠材料進入表面連接槽。氣體源可以是熱氣體源或脈沖氣體源。

圖32a-32d根據(jù)一些實施例示出了一種用于后處理的輪胎模具。在圖32a，一個完整的模具3200，包括多個輪胎模具段3210，用于制作輪胎。輪胎模具段3210可以被組裝以形成圓周模具3200，包裹著一個生胎3201。在輪胎硫化過程中，輪胎模具中的空氣可以排放到空氣壓縮腔3240，其具有一個連接口連接著一個關(guān)閉的閥門3252a。因此，在輪胎硫化過程中輪胎模具內(nèi)的空氣被壓縮在空氣壓縮腔里面。

在圖32b，輪胎硫化過程完成之后，加壓流體，如壓縮空氣，連接到出口3252，打開閥門3252b。壓縮空氣進入空氣壓縮腔，然后再通過表面連接槽對硫化的橡膠輪胎3202施加壓力。并且在輪胎表面和模具表面之間形成空氣3257，有效地降低或消除了橡膠材料與模具表面的粘合性。

在圖32c，每一個輪胎模具段3210相互之間的連接可以被取消，并且都向外擴大移動到3280的位置。關(guān)閉閥門3252a。硫化橡膠輪胎3202可以從擴大的輪胎模具3205中取出來。由于輪胎3202和輪胎模具段3210之間的粘合已經(jīng)被空氣層3257顯著降低，因此輪胎3202可以容易地從模具中取出來。

在圖32d，輪胎模具段可以開始清潔。耦合元件3290可以被放置在輪胎模具段之間以連接輪胎模具段之間的空氣壓縮腔。例如，耦合元件3290可具有一導(dǎo)管3291，它將輪胎模具段3211的空氣壓縮腔3241與輪胎模具段3212的空氣壓縮腔3242連接起來，所有耦合元件3290的導(dǎo)管與所有輪胎模具段3210的空氣壓縮腔共同形成為一個完整的空氣回路，從而可以使得加壓流體3292進入空氣壓縮腔用于清潔輪胎模具段的表面連接槽。加壓流體，例如壓縮空氣可以通過打開的閥門3252b，進入空氣壓縮腔，再從表面連接槽噴出3295，從而清潔輪胎模具，特別是清潔表面連接槽。

其他配置也可以使用。例如，耦合元件可以具有連接到加壓流體源的出口。因此，每個件可耦合元件可以用來清潔的兩個相鄰的輪胎模具段。

圖33根據(jù)一些實施方案示出了清潔輪胎模具的流程圖。操作3300使用具有空氣壓縮腔的輪胎模具制作輪胎。操作3310取出制作完成的輪胎。操作3320提供加壓流體到空氣壓縮腔。

在一些實施方案中，輪胎模具可以包括多個輪胎模具段，它們組裝在一起共同制作一個輪胎。當(dāng)輪胎制作完成后，輪胎模具段可被分開，以便于能夠取出輪胎。然后輪胎模具段可以被重新再組裝一起，提供加壓流體到空氣壓縮腔以清潔表面連接槽。