CN104044230A - 用于改进的轮胎模具制造的方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括用于开发和形成与轮胎相关的、被构形成用于至少模制一部分胎面的模具的多种方法和设备。这样的方法的具体实施例包括产生一个呈现出三维结构的数字模型，该三维结构包括一个胎面模型模制构件，该胎面模型模制构件至少部分地限定了一个用于形成相应的胎面模型的模制腔。包括胎面模型模制构件的这种三维结构是使用该数字模型自动地形成的，该结构是通过由一种或多种材料来建造这种结构而形成的，该一种或多种材料包括一种弹性材料从而使得所形成的结构是一个弹性结构。一个胎面模型是使用该胎面模型模制构件模制出的，而由该胎面模型模制出了一个用于形成至少一部分的胎面的胎面模制元件。

Description

用于改进的轮胎模具制造的方法

发明背景

本发明总体上涉及制造与轮胎相关的模具，并且更具体地涉及制造用于模制轮胎或胎面的模具。

相关技术的说明

轮胎、以及用于形成翻新轮胎的胎面是借助于一种模制操作来形成的。在具体情况下，轮胎模具是根据一种多步骤的制造工艺形成的。在这种工艺中，生成了一种胎面区域的计算机辅助设计（“CAD”）模型。然后，CAD模型被传送给一台计算机数控（“CNC”）机床，该机床从一个较大的基础结构对材料进行机加工以便形成一个刚性实体结构，该刚性实体结构包括这种胎面的至少一部分的一个模型，该实体结构被成形为呈现出这种CAD模型。可以将多个额外的元件添加到该实体模型上以便形成任何额外的胎面孔隙特征，例如不可脱模的特征以及负的拔模斜度特征。负的拔模斜度特征可以包括，例如具有的宽度随胎面深度增加而增加的沟槽，其中沟槽的一个或多个侧壁的特征为具有一种负的拔模斜度角度。因此，该胎面区域的实体模型被用来使用一种例如硅橡胶的弹性体材料借助于模制工艺而形成一个模具段的一种弹性的胎面模具模型。这一弹性的模具模型然后被用来产生该胎面区域的一个石膏模型。最后，于是从石膏模型以模制工艺来形成该模具的一部分。

因为这样的一种用于形成轮胎模具元件的工艺要求多个步骤并且形成多个结构，这种形成轮胎模具的工艺是成本高并且费时间的努力。因而，需要通过减少步骤的数目并且从而减少制造这样的模具所要求的时间和费用来改进这种用于制造轮胎模具的工艺。

发明概述

本发明包括多种用于开发和形成与轮胎相关的、被构形成用于至少模制一部分的胎面的模具的方法和设备。这样的方法的具体实施例包括产生一个呈现出三维结构的数字模型，该三维结构包括一个胎面模型模制构件，该胎面模型模制构件至少部分地限定了一个用于形成相应的胎面模型的模制腔。包括胎面模型模制构件的这种三维结构是使用数字模型自动地形成的，该结构是通过由一种或多种材料来建造这种结构而形成的，该一种或多种材料包括一种弹性的材料从而使得所形成的结构是一个弹性结构。使用该胎面模型模制构件模制出一个胎面模型，而由该胎面模型模制出一个用于形成至少一部分的胎面的胎面模制元件。

从以下对本发明的多个具体实施例的、如附图中所展示的、更详细的阐述中，前述的以及其他的目标、本发明的特征和优点将会变得清晰，在附图中相似的参考数字标示本发明相似的零件。

附图的简要说明

图1是根据本发明的一个实施例的一个数字的、计算机生成的胎面设计模型的透视视图。

图2是用于形成图1示出的根据本发明的一个实施例的胎面模型的一个三维胎面模型模制构件的数字的、计算机生成的模型的透视视图。

图3是图2的模型沿平面3－3截取的一个截面视图。

图4是根据在此披露的发明性方法的具体实施例自动地形成的一个胎面模型模制构件的截面视图。

图5是其根据在此披露的发明性方法的具体实施例具有在自动成形胎面模型模制构件之后添加到其上的多个形成轮胎沟纹的元件的图4示出的模制构件的透视视图。

图6是由图5的胎面模型模制构件模制的胎面模型模具的透视视图。

图7是用于在与轮胎相关的模具中使用的一种胎面模制元件的透视视图，该胎面模制元件是由图6的胎面模型模制的。

具体实施例的详细说明

本发明包括用于开发和制造与轮胎相关的模具的改进的方法和设备。如上所述，当前用于产生与轮胎相关的模具的工艺是劳动力密集的并且是耗费时间的。因而，就存在需要来提供一种更有效率的并且成本有效的工艺，同时还改进最终模具的质量和准确度。

如在此使用的，一个与轮胎相关的模具包括一个用于形成至少一部分的胎面和该胎面的外部的、地面结合侧的腔，其中该腔被称为胎面模制腔。此外，当胎面包括任何孔隙特征，例如沟槽和/或轮胎沟纹时，该胎面模制腔包括多个伸出部以用于在胎面厚度内形成多个孔隙特征。

因为这种胎面可以与轮胎一起模制，在具体实施例中，这种与轮胎相关的模具包括一个用来形成模制轮胎的轮胎模具。在其他实施例中，这种与轮胎相关的模具包括一个胎面模具，例如可以用来形成一个翻新胎面。在任何情况下，任何这样的与轮胎相关的模具都包括一个用于模制胎面的模制腔。在胎面被设计成包括多个例如沟槽和/或轮胎沟纹的孔隙特征的情况下，例如，该腔包括一个或多个伸出部以用于形成任何这样的孔隙特征。应理解的是任何这样的与轮胎相关的模具的这种模制腔都可以是通过一个或多个模具构件来形成的，其中每个这样的构件都包括一个模制腔以便聚合地形成与轮胎相关的模具的这个模制腔。这些模具构件可以形成，例如，该模具的一段，该段模具可以对应于一段胎面。相应地，一个模具构件包括一个延伸了有待形成的胎面的全部或部分宽度的、以及有待形成的胎面的全部或部分长度的模制腔。

本发明包括多种用于开发和形成与轮胎相关的、被构形成至少模制一部分胎面的模具的方法。在具体实施例中，这样的方法包括产生一个呈现出三维结构的数字模型，该三维结构包括一个胎面模型模制构件，该胎面模型模制构件至少部分地限定了一个用于形成相应的胎面模型的模制腔。在实施这一步骤的过程中，应理解的是产生了一个数字模型来呈现一个三维结构，该三维结构包括一个用于在模制实体轮胎胎面模型中使用的模制构件（其中该轮胎胎面模型也称为一个“胎面模型”）。该模制构件作为一种负模构件运行，具有一个腔以用于形成该胎面模型。一旦由模制构件形成了这种胎面模型，该胎面模型就作为一个正模构件运行以用于形成一个与轮胎相关的模具的至少一个胎面模制部分，其中该与轮胎相关的模具被构形成用于至少模制一部分的胎面。因而，该胎面模型总体上呈现出至少一部分的有待模制的胎面。如以上说明的，因为胎面可以具有准确地或线性地延伸的长度和宽度，所以胎面模型的、以及胎面模型的、胎面模型模制构件的，以及一个与轮胎相关的模具构件的胎面形成部分的数字模型被设计和构形成用以形成任何这样的胎面。

应理解的是一个数字模型意味着一种计算机生成的模型，其中这种数字模型可以是通过任何与本领域的普通技术人员已知的任何基于处理器的计算装置一起使用的、用来产生呈现出三维结构的数字模型的过程或软件程序来产生的。在具体实施例中，例如，这种数字模型是使用一种CAD软件程序来产生的，该软件程序包括一系列存储于记忆存储装置的编程的指令，该记忆存储装置与一个可编程逻辑控制器处于可操作的通信，该可编程逻辑控制器具有一个能够执行这些指令的逻辑处理器。该控制器可以通过任何已知的图形或文字语言来编程。相似地，该逻辑处理器可以包括能够使用任何存储的数据和/或从使用者接收的数据输入来执行编程指令并且进行运算以产生呈现出三维结构的数字模型的任何已知的数字模型处理器。这样的一个处理器可以包括，例如，一个微处理器。应理解的是编程的指令、数据、输入、以及输出可以被存储在任何已知的记忆存储装置中，包括任何电子的或磁性的存储装置，例如硬盘驱动器、光学存储装置、或闪存。这种数字模型可以用任何能够呈现三维结构（例如该结构的表面几何结构）的文件格式存储在该记忆存储装置上。示例性文件格式包括任何CAD文件格式。

在具体实施例中，自动地形成胎面模型模制构件的数字模型的这个步骤包括首先产生一个有待模制的胎面的数字模型并且然后基于该胎面的数字模型来产生胎面模型的数字模型。在这样的情况下，这由于胎面模型模制构件总体上呈现出胎面的一种负表面构形而是可实现的。由于胎面模型还呈现出这种有待模制的胎面，可以说出于产生胎面模型模制构件的数字模型的目的可以采用胎面模型的数字模型来代替胎面的数字模型。应理解的是胎面的数字模型或胎面模型可以是以上根据描述的与产生胎面模型模制构件的数字模型相关联的任何过程或软件程序来产生的。

用于开发和形成与轮胎相关的模具的这种方法的具体实施例包括使用数字模型来自动地形成包括胎面模型模制构件在内的三维结构的步骤，这种结构是通过由一种或多种材料建造这种结构而形成的，该一种或多种材料包括一种弹性材料从而使得所形成的结构是一个弹性结构。在实施这一步骤的过程中，一种包括胎面模型模制构件的、弹性的三维实体结构是自动地基于这个先前产生数字模型建造的。这与从较大的结构上去除材料以成形和形成这种实体结构，例如在使用CNC机床的情况下相反。因而，“建造”意味着从一种或多种材料自动地构建或组装这种胎面模型模制构件。因为这种结构是由包括一种弹性材料在内的一种或多种材料建造的，胎面模型模制构件是一种能够在方法的后续步骤中在刚性的胎面模型从该结构上脱模时发生变形的弹性结构。因为这种胎面模型模制构件被设计成总体上呈现出有待模制的胎面设计的一种负表面构形，所以该胎面模型模制构件以及该模制构件的数字模型包括了有待模制的胎面的相应的特征。例如，在胎面被设计成具有一个或多个延伸进入胎面厚度的孔隙特征的情况下，胎面模型模制构件的数字模型包括了与一个有待模制到胎面中的孔隙特征相对应的一个伸出部。孔隙特征包括，例如，轮胎沟纹和沟槽。应理解的是可以在胎面模型模制构件形成之后将某种结构，例如形成轮胎沟纹的元件，添加到其上，这将在以下进行讨论。

应理解的是建造这种三维结构可以是通过任何已知的用于从一种或多种材料来自动地建造一个实体的三维结构的工艺或装置来实现的，其中一种或多种材料包括一种弹性材料。在具体实施例中，可以采用例如三维快速成型或打印技术来从多个区段建造或构建这种三维结构。因而，在具体实施例中，自动地形成这种三维结构的步骤包括从多个区段建造该三维结构，这些区段中的每个区段都是由一种或多种材料形成的。在这个成形步骤的更具体的变体中，该多个区段包括多个层。在这样的实施例中，一个第一层是基于该数字模型形成的。此后，多个随后的层是依次该第一层顶上基于该数字模型以一种堆叠安排来形成和安排的，由此一个随后的层被安排在前一层顶上以便形成一种分层结构。

在由多个区段（例如多个层）来建造三维结构的过程中，在具体实施例中，该数字模型被产生为包括该多个区段。因而，在更具体的情况下，在产生数字模型的这个步骤中，该数字模型被形成为呈现出一种具有多个层的、每层都由一种或多种材料形成的三维结构。然而，还应理解的是可以首先产生一个呈现出整体三维结构的数字模型，并且然后改变或转换成一个具有多个区段的数字模型。这可以是通过一种用来形成实体三维结构的装置来执行，因为这种装置在接收该数字模型后就准备形成该结构。在这样的情况下，这种装置包括一个逻辑处理器以用于执行这些操作，该逻辑处理器包括在此描述用于在产生这种数字模型时使用的任何处理器。因而，还采用了一个记忆存储装置来存留一种含有能够执行整体数字模型的控制或转换的编码或指令的软件程序。同时这些层可以具有任何所希望的厚度，在具体实施例中，一台快速成型打印机以多个大致30毫米厚的层来建造这种三维结构。每个层的厚度可以增加或减小以便适应或少或多的复杂结构。当然，这种控制和转换可以发生在一个单独的装置上，这样使得从所采用的用于形成这种三维结构的装置接收的是一个分段的数字模型。

在具体情况下，三维结构的每个层的形成是通过起初以一种未固化的形式沉积一种或多种材料，并且然后在形成步骤中对该一种或多种材料中的每一种材料进行固化。在起初以未固化的形式沉积了该一种或多种材料中的每种材料之后，该一种或多种材料被固化以便既将该层固化到任何相邻层上又将该层粘合到相邻层上。在某些情况下，该一种或多种材料是在施加每个层时固化的，或是在每个层都已经完全沉积之后固化的。在完全沉积之后固化这一层的过程中，该层可以是在施加任何随后的层之前或在施加时固化的，或可以是在已经沉积了一部分的或全部的未固化的层之后固化的以便形成该三维结构。固化可以是通过将未固化的材料暴露于热或光源，例如紫外光源来发生的。

因为用于形成该一个或多个层中每一层的该一种或多种材料是一种具有弹性特性的弹性材料，所以这种所形成的三维结构是一种分层的、弹性结构。在示例性替代实施例中，每个层是在形成三维结构之前分开形成的，其中该多个层然后被组装以形成这种三维结构，以粘合剂材料安排在相邻层之间以便于其间的粘合。这种粘合剂材料可以是以未固化的形式来施加并且后续根据任何已知的工艺来固化。

应理解的是所形成的三维结构是一个体现了数字模型的实体。这意味着该实体呈现可以略微与数字模型不同。例如，可以根据可接受的制造公差发生变化。通过其他实例，在数字模型未包括或未确定的区段中在成形该结构时可以出现些许变化。

应理解的是自动地形成这种三维结构的步骤可以是由任何已知的能够使用数字模型来由弹性材料建造三维结构的工艺或装置来完成的。在具体实施例中，如以上说明的，这样的一种装置包括一个三维打印机或三维快速成型装置。在更具体的情况下，例如，采用了包括一个ObjetConnex500型三维快速成型打印系统的一种三维打印机来执行形成步骤。除了执行该自动地形成三维结构步骤之外，一个三维成型或打印装置还可以用在此阐述的任何方式来固化每一个层ined。例如，ObjetConnex500是在形成每个层的该一种或多种材料被沉积时对这种材料进行固化的。

如上所述，该胎面模型模制构件是由一种或多种材料形成的。具体是，该一种或多种材料包括一种具有弹性特性的弹性材料。通过这样做，该胎面模型模制构件是一种弹性结构，具有足够的柔性和弹性以使得胎面模型从该模制构件上脱模，并且具有足够的硬度来控制模制操作的尺寸准确度。弹性材料可以包括具有弹性特性的任何已知的材料，例如一种弹性体材料。弹性材料还是一种可固化的材料，其中在交联是在材料通过固化或硫化工艺从未固化的形式变化到一种固化的形式时发生的。在具体实施例中，该弹性材料包括一种液体光聚合物树脂，该液体光聚合物树脂在暴露于紫外光时是可固化的。在其他实例中，硫化是通过施加热或空气来发生的。因为这种填塞件材料最终会从三维结构上去除掉，所以该填塞件材料被构形成是可从形成该三维结构的该一种或多种材料上分离的。同时可以在该一种或多种材料与该填塞件材料之间安排一个涂层或薄膜，在具体实施例中，任何这样的弹性材料是一种可与形成该三维结构的该一种或多种材料分开的材料。

应理解的是该一种或多种材料可以包括组合以形成一种组合物的两种或更多种弹性材料，该组合物包括该两种或更多种弹性材料的一种混合物-其目的是实现特征为具有某种所希望的实体特性的一种最终组合物。例如，Objet提供了一种多弹性体材料的组合以用于与Objet Connex500型快速成型打印机一起使用，这种材料组合包括一种第一或主要材料（市场已知为TangoPlus FLX930）以及一种第二或次要材料（市场已知为VeroWhitePlus RGD835）。在另一种组合的变体中，可以用TangoBlackPlus FLX980来替代TangoPlus FLX930或与之组合而作为该第一或主要材料。在又另一种组合的变体中，在以上描述的任何组合中，可以用VeroClear RGD810来替代VeroWhite RGD835。虽然有两种或更多种弹性材料的一种混合物可以是在形成胎面模型模制构件的过程中尤其是在每种弹性材料是以堆叠安排以未固化的形式沉积的实施例中是各自施加而形成的。因为这些材料是未固化的，起初的堆叠安排会随着这些弹性材料固化之前的混合而收缩。就ObjetConnex而言，分开地采用了多个分开的打印头来沉积用于形成该三维结构的一种第一材料和一种第二材料。

不论采用的具体材料或多种材料如何，在具体实施例中，形成三维结构的该一种或多种材料，或至少该弹性材料，都具有足够的柔性以允许胎面模型能够从胎面模型模制构件上脱模而不损伤该模制构件。例如，形成三维结构的该一种或多种材料，或该弹性材料，具有的肖氏A硬度等于或小于90。通过其他实例，例如在对具有多个有负的拔模斜度角度的孔隙形成元件的胎面模型进行脱模时，形成三维结构的该一种或多种材料，或该弹性材料具有的肖氏A硬度等于或小于70。在更具体的实施例中，形成三维结构的该一种或多种材料，或至少对于一种弹性材料或多种弹性材料的一种组合而言，其特征为具有0.5至8兆帕（MPa）的抗拉强度（使用ASTM标准D-412）、50至170%的断裂伸长率（使用ASTM标准D-412）、27至90的肖氏A硬度（使用ASTM标准D-2240）、以及4至27千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力（使用ASTM标准D-624）。

在一个更具体的实施例中，根据以上列出的同样的相应的ASTM标准，一种弹性体材料或多种弹性体材料的一种组合的特征为具有0.5至1.5MPa的抗拉强度、150至170%的断裂伸长率、35至45的肖氏A硬度、以及4至6千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力。在又另一个具体实施例中，根据以上列出的同样的相应的ASTM标准，一种弹性体材料或多种弹性体材料的一种组合的特征为具有0.5至1.5MPa的抗拉强度、130至150%的断裂伸长率、45至55的肖氏A硬度、以及5至7千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力。在再另一个具体实施例中，根据以上列出的同样的相应的ASTM标准，一种弹性体材料或多种弹性体材料的一种组合的特征为具有2至4MPa的抗拉强度、80至100%的断裂伸长率、55至65的肖氏A硬度、以及7至9千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力。在另一个具体实施例中，根据以上列出的同样的相应的ASTM标准，一种弹性体材料或多种弹性体材料的一种组合的特征为具有2至4MPa的抗拉强度、50至70%的断裂伸长率、65至75的肖氏A硬度、以及12至14千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力。在另一个具体实施例中，根据以上列出的同样的相应的ASTM标准，一种弹性体材料或多种弹性体材料的一种组合的特征为具有4至8MPa的抗拉强度、50至60%的断裂伸长率、80至90的肖氏A硬度、以及25至27千克每厘米（kg/cm）的拉伸撕裂阻力。

在某些情况下，这个形成步骤，除了安排一种或多种材料以便自动地形成这种包括胎面模型模制构件在内的三维结构之外，还包括在胎面模型模制构件内的任何与数字模型的孔隙位置相对应的位置处安排填塞件材料，该填塞件材料然后在形成胎面模型模制构件（也就是说the三维结构）之后被去除。这样，填塞件材料可以既支持形成该结构的材料以便保持模制腔在胎面模型模制构件内的尺寸准确度。该填塞件材料可以包括任何能够变成固体的并且能够在其形成之后从胎面模型模制构件上去除的材料。例如，该填塞件材料可以是一种刚性材料、易碎材料、或水溶性材料。在具体实施例中，例如在采用三维快速成型打印机的情况下，一种基于氨基甲酸酯的光聚合物被首先以未固化的形式沉积并且后续通过紫外光源来固化。然后，在已经形成胎面模型模制构件之后，该填塞件材料被从模制构件上去除。这样做时，该填塞件材料是从胎面模型模制构件上分离和去除的。填塞件材料的去除可以是通过任何所希望的手段或工艺来实现的，例如使用任何工具或使用水射流来从三维结构上去除填塞件材料。应理解的是填塞件材料的去除可以是手工地、选择性地、或自动地实现的。

一旦已经形成该胎面模型模制构件，就可以将额外的结构添加到胎面模型模制构件上。例如，在具体实施例中，将一个或多个形成轮胎沟纹的元件可去除地附接到胎面模型模制构件上，以用于将这些形成轮胎沟纹的元件转移到模制构件中所模制的这个胎面模型上的目的。形成轮胎沟纹的元件的附接包括将一个形成轮胎沟纹的元件插入到一个模制构件中形成的元件接收腔中，该元件接收腔被构形成用于接收各形成轮胎沟纹的元件从而使得一部分的形成轮胎沟纹的元件从该元件接收腔向外延伸并且以一个与有待在模制的胎面中形成的各轮胎沟纹的深度相对应的距离伸入该模制腔。因而，在模制该胎面模型时，这些形成轮胎沟纹的元件是固定在用于最后转换成与轮胎相关的模具的最终胎面模制元件的该胎面模型中的。

一旦已经形成胎面模型模制构件，并且已经将任何额外结构添加到模制构件上，就将用于形成胎面模型的模制材料安排在胎面模型模制构件的模制腔内。这样，用于开发和形成与轮胎相关的模具的这样的方法就包括了使用该胎面模型模制构件来模制一个胎面模型。应理解的是这种模制材料可以包括用于形成胎面模型的任何已知的材料。在具体实施例中，例如，该模制材料包括石膏。在该模制材料变硬之后s，该胎面模型被从该柔性模制构件上脱模，该柔性模制构件可以按需变形以便在胎面模型内导引多个更复杂的特征，例如具有负侧壁拔模斜度角度的沟槽。

在形成胎面模型时，使用现有的成形与轮胎相关的模具的胎面模制元件的工艺，其中该胎面模型被用来模制用于与轮胎相关的模具的一个胎面模制元件。具体是，该胎面模型作为正模具构件来运行，因为一种刚性的、耐高温的模制材料是沿着胎面模型的一个外表面安排的以便形成该胎面模制元件。这样，该胎面模型被撕裂以从胎面模型松脱出任何轮胎沟纹模制元件以便由此将任何这样的轮胎沟纹模制元件转换成胎面模制元件。应理解的是这种刚性的、高温模制材料可以包括配置成在暴露于轮胎或胎面模制操作所采用的固化温度时总体上维持其结构整体性和刚性的任何所希望的材料。例如，这样的一种模制材料包括铝或钢。最后，在该胎面模制元件是多个被安排成形成包括轮胎模具在内的与轮胎相关的模具的胎面模制元件之一的具体实施例中，可以去除或剪裁该胎面模制元件的多个部分以便更好地适合并且使得该胎面模制元件与多个相邻的胎面模制元件相合作来形成和组装该与轮胎相关的模具。可以重复以上讨论的这些步骤来形成额外的胎面模制元件以便完成该轮胎模具。

现在将根据多个具体示例性实施例并且接合附图来讨论这样的方法。

如以上讨论的，一个数字模型呈现了包括该胎面模型模制构件的三维结构，该数字模型是出于自动地形成一个实体的目的而产生的。通过参见图2和图3中的示例性实施例，一个数字模型10被图形示出为表现了一个胎面模型模制构件12，该数字模型包括一个模制腔14，该模制腔具有一个用于形成胎面模型的深度D。该模制腔14可以包括用于形成胎面模型中的相应特征的任何特征。该实施例示出，该模制腔14包括多个孔隙特征形成构件16，这些构件被构形成用于在该胎面模型中形成任何相应的孔隙特征。具体参见图3，多个具体孔隙特征形成构件16a被示出为包括一个侧壁18，该侧壁具有一种负的拔模斜度角度A，其中该侧壁随着该孔隙特征形成构件在长度方向上从该模制腔的底部延伸或进入该模制腔并且朝向该构件的一个终结的自由末端而从该孔隙特征形成构件的一条中心线（或者从垂直于该胎面模型模制构件的宽度方向或宽度延伸的任何参考线或平面，该宽度方向垂直于该胎面模型模制构件的长度方向或长度而延伸）向外延伸或向外成锥形。在这样的情况下，例如在两个相反的侧壁限定的该构件的宽度W具有一种负的拔模斜度角度A（像所示出的）时，该构件的宽度W随着该构件从该模制腔的底部或进入该模制腔的长度的增加而增加。在这样的情况下，该孔隙特征形成构件形成一个随着孔隙特征的深度增加而变宽的孔隙特征（像纵向的或侧向的沟槽）。虽然负的拔模斜度角度A可以包括任何所希望的角度，但在具体实施例中，例如，角度A是至少等于9度。在更具体的实施例中，拔模斜度角度是至少等于9度并且上至12度。还可以如所希望的采用大于12度和小于9度的拔模角度，然而更大的角度可以增加脱模难度并且更小的角度可以减小脱模难度。

如以上讨论的，可以采用一个胎面的数字模型来产生胎面模型模制构件的数字模型，其中该胎面与该胎面模型模制构件是作为凸形与凹形配对件而相关联的，其中这种数字胎面设计的多个彼此相反的特征被包括在该数字胎面模型模制构件中。通过参见图1，示出了胎面设计32的一个示例性数字模型30，其中图1的数字胎面模型模制构件12的模制腔14包括这种将多个与数字胎面设计32内的沟槽34相对应的孔隙特征形成构件16包括在内的数字胎面模型的一种负表面构形。还示出了多个轮胎沟纹36，但这些轮胎沟纹是由多个分开的形成轮胎沟纹的元件形成的，这些形成轮胎沟纹的元件是在形成该胎面模型之后添加到其上的，尽管所描述的是这些轮胎沟纹可以是自动地由三维打印机或快速成型装置来形成的。

通过参见图4和图5，示出了在已经根据在此阐述的方法自动实体成形之后的胎面模型模制构件12。如同在数字模型10中安排的，模制构件12包括模制腔14和该多个孔隙特征形成构件16。具体参见图4，胎面模型模制构件12被示出为是以上阐述的方法以多个区段来形成的，其中该模制构件及其厚度T是形成有多个层22的。此外，示出的这种分层的胎面模型模制构件12是使用一台三维打印机用一种或多种弹性材料形成的，其中这些弹性材料是以一种未固化的形式沉积的并且然后是使用一种紫外光源来固化的。然而，如以上说明的，可以采用其他快速成型装置来形成同样的结构或其另外的变体。

为了更好地控制更错综复杂的、复杂的、或细小的特征在胎面中的形成，可以在胎面模型模制构件自动成形后将额外结构添加到其上。例如，通过参见图5，可以将多个形成轮胎沟纹的元件可去除地附接到胎面模型模制构件12上以用于在模制工艺过程中转换成该胎面模型。为便于可去除的附接，通过参见图2和图3的实施例，模具腔16还包括多个元件接收腔20，多个形成轮胎沟纹的元件24被部分地插入到这些元件接收腔中。

通过参见图6，示出了一个已经模制的并且然后从图3和图4的胎面模型模制构件12上脱模的胎面模型40。具体是，已经采用了胎面模型模制构件12的这些孔隙特征形成构件16来在模制的胎面模型40中形成多个沟槽42。此外，这些形成轮胎沟纹的元件24被示出为已经借助于模制工艺从模制构件12转换成胎面模型40。

然后，通过参见图7，与轮胎相关的模具的一个胎面模制元件50是通过将一种刚性的、有温度耐受性的模制材料施加到胎面模型40上来由该胎面模型模制的，这是由于胎面模制元件会被暴露于在轮胎或胎面制造操作过程中所采用的升高的固化温度。在脱模处理中，胎面模型40是从胎面模制元件50上以足以从胎面模型上松脱出任何形成轮胎沟纹的元件24的方式去除的，这样使得这些形成轮胎沟纹的元件被保持束缚在胎面模制元件内。因此，可以剪裁或去除胎面模制元件的多个部分以边用一种所希望的安排来将该模制元件装配到与轮胎相关的模具中。所去除的部分是通过图7中的虚线标明的。

虽然已经通过参考本发明的具体实施例对其进行了阐述，应该理解的是这样的阐述只是展示性的而并非限制。因而，本发明的范围和内容是通过所附权利要求的条款来限定的。

Claims (15)

1.一种用于开发和形成与轮胎相关的、被构形成用于至少模制一部分胎面的模具的方法，该方法包括：

产生一个呈现出三维结构的数字模型，该三维结构包括一个胎面模型模制构件，该胎面模型模制构件至少部分地限定了一个用于形成相应的胎面模型的模制腔；

使用该数字模型来自动地形成包括该胎面模型模制构件的该三维结构，该结构是通过由一种或多种材料来建造该结构而形成的，该一种或多种材料包括一种弹性材料从而使得所形成的结构是一种弹性结构；

使用该胎面模型模制构件来模制一个胎面模型；并且，

模制一个用于形成至少一个部分的胎面的胎面模制元件，该胎面模制元件是使用该胎面模型来形成的。

2.如权利要求1所述的方法，其中，自动地形成该胎面模型模制构件的数字模型的所述步骤包括首先产生一个有待模制的胎面的数字模型并且然后基于该胎面的数字模型来产生该胎面模型的数字模型。

3.如权利要求1所述的方法，其中，自动地形成该三维结构的所述步骤包括由多个区段来建造该三维结构，这些区段中的每个区段都是由该一种或多种材料形成的。

4.如权利要求3所述的方法，其中，该多个区段包括多个层，并且其中，该形成步骤包括基于该数字模型形成一个第一层并且基于该数字模型形成多个随后的层以便形成一种分层结构，这些随后的层是以一种堆叠安排被依次安排在该第一层的顶上。

5.如权利要求3所述的方法，其中，该多个区段包括多个层，并且其中，该三维结构的该多个层中的每个层都是通过起初以一种未固化的形式沉积该一种或多种材料、并且然后在该形成步骤中对该一种或多种材料中的每一种材料进行固化来形成的。

6.如权利要求1所述的方法，其中，该形成步骤是由一个三维打印机来执行的。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

将一个或多个形成轮胎沟纹的元件可去除地附接到该胎面模型模制构件上，以用于将这些形成轮胎沟纹的元件转化到在该模制构件中所模制的该胎面模型上的目的。

8.如权利要求1所述的方法，其中，该形成步骤包括将填塞件材料安排在该胎面模型模制构件内的任何与该数字模型中的一个孔隙位置相对应的位置处，该填塞件材料随后在形成该三维结构之后被去除。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该填塞件材料是可固化的并且是与形成该三维结构的该一种或多种材料可分开的。

10.如权利要求9所述的方法，其中，该填塞件材料是通过紫外光可固化的。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该填塞件材料是一种基于氨基甲酸酯的光聚合物。

12.如权利要求8所述的方法，其中，该填塞件材料是使用水射流来去除的。

13.如权利要求1所述的方法，其中，该一种或多种材料包括被组合以形成一种组合物的两种或更多种弹性材料，该组合物包括该两种或更多种弹性材料的一种混合物。

14.如权利要求1所述的方法，其中，该弹性材料是一种光聚合物树脂。

15.如权利要求1所述的方法，其中，该弹性材料是通过紫外光可固化的。