CN114867578A - 3d打印轮胎模制元件 - Google Patents

3d打印轮胎模制元件 Download PDF

Info

Publication number
CN114867578A
CN114867578A CN202080087134.5A CN202080087134A CN114867578A CN 114867578 A CN114867578 A CN 114867578A CN 202080087134 A CN202080087134 A CN 202080087134A CN 114867578 A CN114867578 A CN 114867578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tyre
molding element
printing
printed
printing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080087134.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114867578B (zh
Inventor
尼古拉斯·霍佩
于尔根·迪齐克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Reifen Deutschland GmbH
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Reifen Deutschland GmbH filed Critical Continental Reifen Deutschland GmbH
Publication of CN114867578A publication Critical patent/CN114867578A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114867578B publication Critical patent/CN114867578B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/0601Vulcanising tyres; Vulcanising presses for tyres
    • B29D30/0606Vulcanising moulds not integral with vulcanising presses
    • B29D2030/0607Constructional features of the moulds
    • B29D2030/0616Surface structure of the mould, e.g. roughness, arrangement of slits, grooves or channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于在轮胎模具中使用的轮胎模制元件(R)以及一种方法、一种具有指令的计算机程序和一种利用3D打印设备制造这样的轮胎模制元件(R)的设备。本发明还涉及一种具有这样的轮胎模制元件(R)的轮胎模具和一种使用该轮胎模制元件(R)制造的轮胎。根据本发明的轮胎模制元件(R)具有由二维层构成的结构。轮胎模制元件(R)的至少一个表面具有带多个结构元件(6)的结构件(2),由二维层构成的结构引起的阶梯效应通过该结构件被掩盖。

Description

3D打印轮胎模制元件
技术领域
本发明涉及一种用于在轮胎模具中使用的轮胎模制元件以及一种方法、一种具有指令的计算机程序和一种用于用3D打印设备制造这样的轮胎模制元件的设备。本发明还涉及一种具有这样的轮胎模制元件的轮胎模具和一种使用该轮胎模制元件制造的轮胎。
背景技术
在制造轮胎时,使用了被组装成轮胎硫化模具的轮胎模具节段。在此,这些轮胎模具节段典型地具有随后在成品轮胎的表面上复得的结构件。例如,这些结构件可以传达技术信息或者表明轮胎的制造商以及轮胎型号。
就此而言,US 2018/0200974 A1描述了一种模制元件,该模制元件可以被紧固在用于硫化轮胎的模具中。模制元件包括模制表面,该模制表面旨在构成轮胎的整个外表面或部分外表面。模制表面具有由多个凹进或突出的元件构成的图案,这些元件被设计为模制元件的一体式组成部分。存在于模具上的图案可以实现在用模具硫化的轮胎上获得特定的纹理。
高分辨率的表面结构件只能借助于常规制造通过高铣削成本来实现。铝制模具中的高分辨率结构件被认为是不耐久的,因为对应结构件上的磨损会直接显现,并且模具因此无法再用于生产。在车间中无法实现对结构件进行后续加工,并且只有对于模具制造商来说才有可能有限地实现。
通过打印轮胎模具节段或者对借助3D打印来打印的、由钢制成的轮胎模制元件进行浇注或渗碳处理,能够在轮胎模具中实现高度复杂的几何形状。
例如,DE 10 2004 052 766 A1描述了一种轮胎硫化模具,其具有能够组合成周向封闭的模具的多个型材节段,这些型材节段各自具有位于外侧的基体并且在内侧具有由烧结材料制成的至少一个经成型的模制表面,并且设有从该模制表面出发通过相应的型材节段向外延伸的空气导出路径。模制表面可以借助于激光熔化方法由粉状可烧结材料构造而成。
对于打印过程,通过二维层的分层来描述三维几何形状。与之相关的呈精度损失形式的平移误差导致出现阶梯,这些阶梯与3D打印机的构造空间中的构件的取向有关。
可见的阶梯效应以及由打印机的分辨率和所选参数引起的(尤其在较大的连续自由曲面上明显出现的)其他表面缺陷在轮胎模具的可见区域中是不期望的,并且必须通过后续加工被移除。
由于所打印的模具节段或模制元件出于稳定性考虑由钢制成,因此手动的后续加工变得耗时且昂贵。此外,由于在复杂表面中去除不期望的阶梯需要高耗费、单独选择性地移除材料,因此难以实现理想的自由曲面质量。
由于既不允许对周围的构件边缘进行倒圆,也不允许通过后续处理使所打印的节段或元件的尺寸稳定性发生改变,因此排除了非选择性作用的已知工艺(例如打磨光滑工艺)或诸如自动化电镀的新型工艺。
通过将构件理想地定位在构造空间中、例如通过将表面布置在打印机的分辨率最高的区域中可以实现各个表面的有针对性的改进。
就此而言,EP 2 960 031 B1描述了一种用于通过装配图案模具来制造轮胎硫化模具的方法,该图案模具已通过快速成型法被制造在金属基模上。在该方法中,图案模具由基于表面层的表现形式的金属制成。该表面层包含轮胎硫化模具的基本模型的图案成型表面。通过适当地选择分层方向可以减少由快速成型法引起的阶梯效应。
然而,由于模制元件和模具节段具有多个自由曲面(这些自由曲面由于形状和轮廓而被单独地设计和定向),因此在某一表面完美定向的情况下其他表面被放置在更不利的区域中,从而使得这些表面所具有的阶梯效应或分辨率缺陷增大。
发明内容
本发明的目的是,提出用于3D打印轮胎模制元件的解决方案,这些解决方案能够在无需对所打印的轮胎模制元件进行复杂且昂贵的后续加工的情况下实现利用3D打印设备制造轮胎模制元件。
该目的通过具有权利要求1的特征的轮胎模制元件、具有权利要求11的特征的方法、具有权利要求12的特征的具有指令的计算机程序以及具有权利要求13的特征的设备来实现。本发明的优选设计方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的第一方面,一种用于在轮胎模具中使用的轮胎模制元件具有由二维层构成的结构。轮胎模制元件的至少一个表面具有带多个结构元件的结构件,由二维层构成的结构引起的阶梯效应通过该结构件被掩盖。
根据本发明的另一方面,一种利用3D打印设备制造轮胎模制元件的方法包括以下步骤:
-选择用于轮胎模制元件的3D模型;
-在3D模型中选择至少一个待打印的表面;
-将具有多个结构元件的结构件布置在该至少一个待打印的表面上,通过该结构件,由3D打印设备的打印方法产生的、轮胎模制元件的由二维层构成的结构的阶梯效应被掩盖;
-为设有结构件的该至少一个待打印的表面计算用于3D打印设备的控制数据;
-基于这些控制数据利用3D打印设备打印轮胎模制元件。
根据本发明的另一方面,包括一种具有指令的计算机程序,这些指令在由计算机执行时促使计算机执行用于利用3D打印设备制造轮胎模制元件的以下步骤:
-选择用于轮胎模制元件的3D模型;
-在3D模型中选择至少一个待打印的表面;
-将具有多个结构元件的结构件布置在该至少一个待打印的表面上,通过该结构件,由3D打印设备的打印方法产生的、轮胎模制元件的由二维层构成的结构的阶梯效应被掩盖;
-为设有结构件的该至少一个待打印的表面计算用于3D打印设备的控制数据;
-基于这些控制数据利用3D打印设备打印轮胎模制元件。
在此,术语“计算机”应被广义地理解。其尤其还包括工作站、微型控制器和其他基于处理器的数据处理设备。
例如,计算机程序可以被提供用于电子检索或被存储在计算机可读的存储介质上。
根据本发明的另一方面,一种利用3D打印设备制造轮胎模制元件的设备具有:
-选择模块,该选择模块用于为轮胎模制元件选择3D模型并且用于在该3D模型中选择至少一个待打印的表面;
-计算模块,该计算模块用于将具有多个结构元件的结构件布置在该至少一个待打印的表面上,通过该结构件,由3D打印设备的打印方法产生的、轮胎模制元件的由二维层构成的结构的阶梯效应被掩盖,并且该计算模块用于为设有结构件的该至少一个待打印的表面计算用于3D打印设备的控制数据;以及
-控制模块,该控制模块用于操控3D打印设备的控制单元,该3D打印设备用于基于控制数据来打印轮胎模制元件。
在根据本发明的解决方案中,如果轮胎模制元件的待打印的表面可能具有由打印方法产生的被认为是干扰性的阶梯,则轮胎模制元件的待打印的表面设有经限定的表面结构件。由于表面在打印机的构造空间中的取向决定打印过程的单独占主导的分辨率,因此,可以根据相应的待打印的表面在构造空间中的几何形状和定向来确定表面结构件。在此,表面结构件被选择成使得由3D打印方法产生的阶梯被掩盖,即不再产生干扰。对于结构件本身,有多种设计方案可能性可用。
换言之,在打印过程中由于形状和位置而具有较严重阶梯效应的表面设有结构件。相应的结构件覆盖阶梯并且减少阶梯的可感知性,使得对于观察者而言在相关区域中感知不到干扰性的阶梯。在此,由本领域技术人员来判断阶梯何时被认为是干扰性的。例如,可以通过询问给其呈现具有不同结构件的表面的测试人员来决定适合的设计方案。
使用根据本发明的针对轮胎模制元件的解决方案具有如下优点:可以在显著降低用于后续加工的成本的情况下制造具有特殊特征的轮胎模具。
根据本发明的一个方面,结构件的数量级处于3D打印设备的最小分辨率的范围内。在该实施方式中,结构件被选择成小到使得阶梯对于观察者而言以经限定的粗糙度被覆盖。与经限定的不同宽度的阶梯相比,该经限定的粗糙度产生了统一的外观,这可以是期望的。替代性地,通过用标准化参数去除经限定且均匀分布的粗糙度峰值,可以简单且快速地实现均匀的表面外观。
根据本发明的一个方面,结构件的数量级是3D打印设备的最小分辨率的数倍。在该实施方式中,结构件被选择为比打印过程的单独占主导的最小分辨率大数倍并且设定可见的纹理。在这种情况下,覆盖阶梯的结构件用作可见特征并且不被移除。
被视为是粗糙的表面与结构化表面之间的过渡是流畅的,并且该过渡是基于打印过程的分辨率和观察者的眼睛以及观察距离产生的。
根据本发明的一个方面,结构元件具有通过将基体表面沿向量挤出到点或挤出到与该向量正交的线中而所限定的形状。这样的形状例如是角锥体、圆锥体或棱柱体。在此,几何形状确保了对于观察者所产生的印象是:结构元件是有意存在的。同时实现的是,替代于由打印过程产生的相对较宽的阶梯而存在更多数量的相对较小的阶梯。在此有利的是,由结构元件限定的侧面相对于层具有斜度,这些斜度相应地大于或等于35°。同样有利的是,结构元件相对于表面的高度相应地至少是层的层厚度的三倍。
根据本发明的一个方面,这些结构元件由以网格布置的且平行于这些层定向的基体表面以及垂直于这些层定向的壁面构成。以网格的布置方式再次加强了结构件是有意存在的这种印象。在本发明的该实施方式中,由打印过程产生的阶梯被隐藏在邻接基体表面的壁面中。因此,这些壁面被视为是表面结构件的必要部分。为了能够形成高质量的规则的结构件,基体表面的面积优选大于或等于0.04mm2。这大致相当于是当今用于3D金属打印的设备的激光焦点的两倍面积。优选地,基体表面所具有的粗糙度处于Sa=2μm至15μm(Sa:平均算术高度)的范围内。
根据本发明的另一方面,3D打印设备被配置成用于实施根据本发明的用于制造轮胎模制元件的方法。例如,3D打印设备可以使用3D金属打印技术。这样的金属打印技术特别好地适用于须具有高稳定性的构件,例如用于模具的构件。对于金属打印技术的示例尤其是选择性激光熔化、电子束熔化、选择性激光烧结、激光堆焊(在大多数情况下称为激光金属沉积)等。由于3D金属打印技术的物理限制,层高度的下限在大约10μm至30μm的范围内。
有利地,根据本发明的轮胎模制元件用于轮胎模具,以便将结构件引入到轮胎的至少一个表面中。在此,所引入的结构件具有如下优点:根据结构件的尺寸实现结构化表面的统一外观或者实现延伸过结构化表面的可见纹理。
附图说明
本发明的其他特征将结合附图从以下描述和所附权利要求中变得显而易见。
图1 示意性地示出了通过具有恒定高度的层对真实几何形状的近似;
图2 示意性地示出了利用3D打印设备制造轮胎模制元件的方法;
图3 示出了利用3D打印设备制造轮胎模制元件的设备的第一实施方式;
图4 示出了利用3D打印设备制造轮胎模制元件的设备的第二实施方式;
图5 示意性地示出了3D打印设备,在该3D打印设备中使用了根据本发明的解决方案;
图6 示意性地示出了结构件在待打印的表面上的布置方式;
图7 示意性地示出了在待打印的表面上的不同尺寸的结构件;
图8 示出了具有自由曲面的、待打印的轮胎模制元件以及通过具有恒定高度的层对轮胎模制元件的近似;
图9 示出了在自由曲面上布置了结构件之后的图8的轮胎模制元件;
图10 示出了示例性的结构元件,这些结构元件可以被布置在待打印的表面上;
图11 示出了具有自由曲面的另一待打印的轮胎模制元件,在该轮胎模制元件中,自由曲面具有六边形结构;以及
图12 示出了图11的六边形结构的放大的局部图。
附图标记清单
1 待打印的表面
2 结构件
3 真实几何形状
4 层
5 阶梯
6 结构元件
7 侧面
8 基体表面
9 壁面
10 选择用于待打印的轮胎模制元件的3D模型
11 选择待打印的表面
12 将结构件布置在待打印的表面上
13 计算用于3D打印设备的控制数据
14 利用3D打印设备打印轮胎模制元件
20 设备
21 输入端
22 选择模块
23 计算模块
24 控制模块
25 操控模块
26 存储器
27 输出端
28 用户接口
30 设备
31 存储器
32 处理器
33 输入端
34 输出端
40 3D打印设备
41 构造空间
42 3D打印模块
43 控制单元
B 构件
d 阶梯宽度
dmax 最大阶梯宽度
h 阶梯高度
L 线
M 3D模型
P 点
R 轮胎模制元件
SD 控制数据
V 向量
具体实施方式
为了更好地理解本发明的原理,下面借助附图更加详细地阐述本发明的实施方式。相同的附图标记在附图中用于相同的或起相同作用的元件,并且不必针对每个附图重新进行描述。应理解的是:本发明并不限于所展示的实施方式,并且在不脱离本发明的、如在所附权利要求中所限定的保护范围的情况下,所描述的特征还可以被组合或修改。
图1示意性地示出了通过具有恒定高度h的层4对真实几何形状3的近似。对于3D打印过程,通过具有恒定高度h的层4来近似真实的三维几何形状3。这种近似伴随着呈精度损失形式的平移误差。该平移误差导致出现阶梯5,这些阶梯与打印机的构造空间中构件的取向有关。可见的阶梯效应以及由打印机的分辨率和所选参数引起的其他表面缺陷尤其明显出现在较大的连续自由平面上。一般来说,它们在可见区域中是不期望的并且必须通过后续加工被移除。
图2示意性地示出了利用3D打印设备制造轮胎模制元件的方法。该3D打印设备例如可以使用3D金属打印技术。在第一步骤中,选择10用于轮胎模制元件的3D模型。接着,在待打印的轮胎模制元件的3D模型中选择11至少一个待打印的表面。然后,在该至少一个待打印的表面上布置12具有多个结构元件的结构件。在此,该结构件被选择成使得由3D打印设备的打印方法产生的、轮胎模制元件的由二维层构成的结构的阶梯效应被掩盖。随后,为设有结构件的该至少一个待打印的表面计算13用于3D打印设备的控制数据。最终,基于控制数据利用3D打印设备来打印14轮胎模制元件。
图3示出了利用3D打印设备40制造轮胎模制元件的设备20的第一实施方式的简化的示意性图示。设备20具有输入端21,藉由该输入端可以接收例如待打印的轮胎模制元件的3D模型M。借助于选择模块22在待打印的轮胎模制元件的3D模型M中选择至少一个待打印的表面。计算模块23被配置成用于在该至少一个待打印表面上布置具有多个结构元件的结构件。在此,该结构件被选择成使得由3D打印设备40的打印方法产生的、轮胎模制元件的由二维层构成的结构的阶梯效应被掩盖。此外,计算模块23被配置成用于为设有结构件的该至少一个待打印的表面计算用于3D打印设备的控制数据SD。所产生的控制数据SD可以由用于操控3D打印设备40的控制单元的控制模块24来使用,该3D打印设备用于基于控制数据来打印轮胎模制元件。为此,控制数据SD可以藉由设备20的输出端27输出给3D打印设备40。
选择模块22、计算模块23和控制模块24可以被操控模块25控制。在必要时,可以藉由用户接口28来改变选择模块22、计算模块23、控制模块24或操控模块25的设定。在设备20中生成的数据可以在需要时被存储在存储器26中,例如用于稍后进行分析或用于被设备20的部件使用。输入端21和输出端27可以组合成双向接口。选择模块22、计算模块23、控制模块24以及操控模块25可以实现为专用硬件、例如集成电路。自然,它们然而还可以部分或完全地组合或者被实现为在适合的处理器上运行的软件,例如是在GPU(GPU:GraphicsProcessing Unit,图形处理单元)或CPU(CPU:Central Processing Unit,中央处理单元)上运行的软件。
图4示出了利用3D打印设备制造轮胎模制元件的设备30的第二实施方式的简化的示意性图示。设备30具有处理器32和存储器31。例如,设备30是计算机或控制装置。在存储器31中存储如下指令,即这些指令在由处理器32执行时促使设备30根据所描述的方法中的一个方法实施步骤。因此,存储在存储器31中的指令体现为可被处理器32执行的程序,该程序实现根据本发明的方法。设备30具有用于接收信息(尤其是待打印的轮胎模制元件的3D模型的信息)的输入端33。藉由输出端34提供由处理器32生成的数据。此外,这些数据可以被存储在存储器31中。在存储器31中还可以存储测量数据或计算结果。输入端33和输出端34可以组合成双向接口。
处理器32可以包括一个或多个处理器单元,例如微型处理器、数字信号处理器或者它们的组合。
所描述的实施方式的存储器26、31可以具有易失性存储区域和非易失性存储区域,并且包括各种不同的存储器装置和存储介质,例如硬盘、光学存储介质或半导体存储器。
图5示意性地示出了3D打印设备40,在该3D打印设备中使用了根据本发明的解决方案。3D打印设备40具有构造空间41,在该构造空间中,3D打印模块42可以使用3D打印技术来打印轮胎模制元件。3D打印模块42由控制单元43控制。为此,控制单元43使用根据本发明的设备20的控制数据SD。控制数据SD可以例如直接是随后被控制单元43用于控制3D打印模块42的3D打印数据。替代性地,这些控制数据可以涉及待打印的轮胎模制元件的匹配的3D模型,然后,控制单元43根据该3D模型测定用于控制3D打印模块42的所需的3D打印数据。
图6示意性地示出了具有多个结构元件6的结构件2在待打印的表面1上的布置方式。在图6a)中可以看到简单的构件B的截面。真实几何形状所具有的斜度较小。如果现在构件B通过恒定高度h的层4来近似,则根据层4的高度h(即层厚度)会产生具有较大阶梯宽度d的阶梯5。所产生的近似在图6b)中进行展示。可以很好地看到,出现了较大的所产生的最大阶梯宽度dmax
为了防止出现较大的阶梯宽度,具有多个结构元件6的结构件2被布置在表面1上。这在图6c)中进行展示。正如在所展示的示例中的情况那样,结构件2在此可以被设计成是规则或不规则的。如果其上布置有结构件2的表面1现在通过恒定高度h的层4来近似,则得出图6d)中所示的情况。可以清楚看到,在阶梯高度h相同的情况下,所出现的最大阶梯宽度dmax明显有所减小。对于观察者而言,阶梯5不会再令人感到是干扰性的。
图7示意性地示出了在待打印的表面1上的不同尺寸的、具有结构元件6的结构件2。结构件2本身可以在其尺寸和构型方面任意进行选择。在结构元件6非常小的情况下,结构件2的数量级处于3D打印设备的最小分辨率的范围内。在这种情况下,对于观察者来说,阶梯好像具有经限定的粗糙度。与经限定的不同宽度的阶梯相比,该经限定的粗糙度产生了统一的外观,这可以是期望的。替代性地,通过用标准化参数去除经限定且均匀分布的粗糙度峰值,可以简单且快速地实现均匀的表面外观。
在结构元件6非常大的情况下,结构件2的数量级是3D打印设备的最小分辨率的数倍。在该实施方式中实现了可见的纹理。在这种情况下,覆盖阶梯的结构件2用作期望的可见特征并且不被移除。
被视为是粗糙的表面与结构化表面之间的过渡是流畅的,并且该过渡是基于打印过程的分辨率和观察者的眼睛以及观察距离产生的。
图8示出了具有自由曲面的、待打印的轮胎模制元件R的3D模型以及通过恒定高度的层对轮胎模制元件R的近似。在图8a)中可以看到原始3D模型。图8b)示出了通过层厚度为300μm的层对3D模型的近似。这些层的构造方向在此是沿着Z轴的。图8c)示出了通过层厚度为30μm的层对3D模型的近似。在此,这些层的构造方向还是沿着Z轴的。为了能够更好地辨识,图8c)示出了轮胎模制元件R的放大的局部图。可以清晰地看到,对于两个层厚度出现了明显可见的阶梯5。
图9示出了在将具有多个结构元件6的结构件2布置在自由曲面上之后的图8的轮胎模制元件R的3D模型M。在图9a)中可以看到原始3D模型。图9b)示出了通过层厚度为300μm的层对3D模型的近似。这些层的构造方向在此是沿着Z轴的。图9c)示出了通过层厚度为30μm的层对3D模型的近似。在此,这些层的构造方向还是沿着Z轴的。为了能够更好地辨识,图9c)示出了轮胎模制元件R的放大的局部图。图9d)再次示出了图9c)的放大的局部图。可以清晰地看到,结构件2已经将阶梯宽度减小到对于观察者来说不再能看见阶梯的程度。仅在图9d)的细节局部中可以看到阶梯5。
图10展示了示例性的结构元件6,这些结构元件可以被布置在待打印的表面上。结构元件6具有通过将基体表面8沿向量V挤出到点P或挤出到与向量V正交的线L中而所限定的形状。在此,向量V可以与基体表面8垂直,然而还可以相对于基体表面8倾斜。该挤出过程使基体表面8变为具有侧面7的主体。在此,侧面7相对于基体表面8的斜度优选大于或等于35°。挤出向量的长度优选至少是这些层的层厚度的三倍。结构元件6在图10a)的示例中具有圆锥体的形状,在图10b)的示例中具有棱柱体的形状。基体表面8例如可以是圆形、椭圆形或者是规则或不规则的多边形。基体表面8的最小尺寸应优选在用于制造的3D打印设备的激光焦点的两倍面积的范围内,即,例如在0.04mm2的范围内。
图11示出了具有自由曲面的待打印的轮胎模制元件R的另一3D模型,在该3D模型中,自由曲面具有六边形结构件2。打印方法的构造方向在此是沿着Z轴的。在图11a)中示出了完整的轮胎模制元件R。图11b)示出了轮胎模制元件R的俯视图的放大的局部图。图11c)示出了轮胎模制元件R的倾斜视图的放大的局部图。六边形结构件被设计成使得相应产生的阶形部始终平坦地位于构造平面中。因此,自由曲面的曲率通过阶梯来近似。每个阶梯或阶形部的平面都与打印方法的构造平面平行。由此使自由曲面高分辨率化。
图12示出了图11的六边形结构的放大的局部图。在这种情况下,结构元件6由以网格布置的且平行于层定向的基体表面8以及垂直于层定向的壁面9构成。因此结构元件6构成多个阶形部。基体表面8还可以是圆形、椭圆形或者是规则或不规则的多边形。在此,这些形状可以是对称或不对称的。基体表面8的最小尺寸应优选在用于制造的3D打印设备的激光焦点的两倍面积的范围内,即,例如在0.04mm2的范围内。当然,可以组合不同尺寸的结构元件6。阶形部可以额外地具有优选基于Sa=2μm至15μm的范围内的粗糙度。

Claims (13)

1.一种用于在轮胎模具中使用的轮胎模制元件(R),其中所述轮胎模制元件(R)具有由二维的层(4)构成的结构、至少一个表面(1),所述至少一个表面具有带多个结构元件(6)的结构件(2),所述由二维层(4)构成的结构所引起的阶梯效应通过所述结构件被掩盖。
2.根据权利要求1所述的轮胎模制元件(R),其中所述结构元件(6)具有通过将基体表面(8)沿向量(V)挤出到点(P)或挤出到与向量(V)正交的线(L)中而所限定的形状。
3.根据权利要求2所述的轮胎模制元件(R),其中由所述结构元件(6)限定的侧面(7)相对于所述层(4)具有一定斜度,所述斜度相应地大于或等于35°。
4.根据权利要求2或3所述的轮胎模制元件(R),其中所述结构元件(6)相对于所述表面(1)的高度相应地至少是所述层(4)的层厚度(h)的三倍。
5.根据权利要求1所述的轮胎模制元件(R),其中所述结构元件(6)由以网格布置的且平行于所述层(4)定向的基体表面(8)以及垂直于所述层(4)定向的壁面(9)构成。
6.根据权利要求5所述的轮胎模制元件(R),其中基体表面(8)的面积大于或等于0.04mm2
7.根据权利要求5或6所述的轮胎模制元件(R),其中所述基体表面(8)所具有的粗糙度处于Sa=2μm至15μm的范围内。
8.根据权利要求2至7之一所述的轮胎模制元件(R),其中所述基体表面(8)相应地构成圆形、椭圆形或多边形。
9.一种用于机动车辆的轮胎的轮胎模具,其中所述轮胎模具具有至少一个根据权利要求1至8之一所述的轮胎模制元件(R)。
10.一种用于机动车辆的轮胎,所述轮胎具有设有结构件的至少一个表面,其中所述结构件利用根据权利要求1至8之一所述的轮胎模制元件(R)被引入到所述轮胎中。
11.一种利用3D打印设备(40)制造轮胎模制元件(R)的方法,所述方法具有以下步骤:
-选择(10)用于所述轮胎模制元件(R)的3D模型(M);
-在所述3D模型(M)中选择(11)至少一个待打印的表面(1);
-将具有多个结构元件(6)的结构件(2)布置(12)在所述至少一个待打印的表面(1)上,通过所述结构件,由所述3D打印设备(40)的打印方法产生的、所述轮胎模制元件(R)的由二维层(4)构成的结构的阶梯效应被掩盖;
-为设有所述结构件(2)的所述至少一个待打印的表面(1)计算(13)用于所述3D打印设备(40)的控制数据(SD);
-基于所述控制数据(SD)利用所述3D打印设备(40)打印(14)所述轮胎模制元件(R)。
12.一种具有指令的计算机程序,所述指令在由计算机执行时促使所述计算机执行根据权利要求11所述的利用3D打印设备(40)制造轮胎模制元件(R)的方法的所述步骤。
13.一种利用3D打印设备(40)制造轮胎模制元件(R)的设备(20),具有:
-选择模块(22),所述选择模块用于选择(10)用于所述轮胎模制元件(R)的3D模型(M)并且用于在所述3D模型(M)中选择(11)至少一个待打印的表面(1);
-计算模块(23),所述计算模块用于将具有多个结构元件(6)的结构件(2)布置(12)在所述至少一个待打印的表面(1)上,通过所述结构件,由所述3D打印设备(40)的打印方法产生的、所述轮胎模制元件(R)的由二维层(4)构成的结构的阶梯效应被掩盖;并且所述计算模块用于为设有所述结构件(2)的所述至少一个待打印的表面(1)计算(13)用于所述3D打印设备(40)的控制数据(SD);以及
-控制模块(24),所述控制模块用于操控所述3D打印设备(40)的控制单元(43),所述3D打印设备用于基于所述控制数据(SD)来打印(14)所述轮胎模制元件(R)。
CN202080087134.5A 2019-12-16 2020-10-28 3d打印轮胎模制元件 Active CN114867578B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219669.1 2019-12-16
DE102019219669.1A DE102019219669A1 (de) 2019-12-16 2019-12-16 3D-Druck von Reifenformelementen
PCT/EP2020/080226 WO2021121746A1 (de) 2019-12-16 2020-10-28 3d-druck von reifenformelementen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114867578A true CN114867578A (zh) 2022-08-05
CN114867578B CN114867578B (zh) 2024-07-05

Family

ID=73037971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080087134.5A Active CN114867578B (zh) 2019-12-16 2020-10-28 3d打印轮胎模制元件

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4076831B1 (zh)
CN (1) CN114867578B (zh)
DE (1) DE102019219669A1 (zh)
WO (1) WO2021121746A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116604747A (zh) * 2023-07-20 2023-08-18 山东豪迈机械科技股份有限公司 一种基于增材制造技术的模具制造方法及轮胎

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3030322B1 (fr) * 2014-12-18 2019-03-15 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Procede de frittage laser pour la fabrication d'un element de moulage de bande de roulement
CN113681898B (zh) * 2021-09-17 2023-03-21 珠海赛纳三维科技有限公司 三维物体打印方法、数据处理装置及计算机设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19500316A1 (de) * 1995-01-07 1996-10-02 Continental Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Fahrzeugluftreifens und Fahrzeugluftreifen
CN101291786A (zh) * 2005-10-21 2008-10-22 米其林技术公司 具有改善的可见性的标记和标记方法
US20140162016A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Sony Corporation Molded article producing method and molded article
CN104552671A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 山东豪迈机械科技股份有限公司 可调节排气间隙的花纹块及无气孔轮胎活络模具
CN106156406A (zh) * 2016-06-23 2016-11-23 佛山市晗宇科技有限公司 一种用于3d打印模型自动排版的方法和系统
CN106660284A (zh) * 2014-07-30 2017-05-10 米其林企业总公司 制造用于模制和硫化轮胎的纹理化模具的具有纹理化插入件的型模
US20180170118A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire with magnetic tread detection
CN108638497A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 浙江大学 一种3d打印机打印模型外表面的全方位检测系统和方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0591745A3 (fr) * 1992-10-07 1994-10-12 Michelin & Cie Moule pour pneumatiques, et procédé de moulage de pneumatiques.
DE19948151A1 (de) * 1999-10-07 2001-04-12 Volkswagen Ag Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen
DE102004052766A1 (de) 2004-10-30 2006-05-04 Continental Aktiengesellschaft Reifenvulkanisierform mit mehreren zu einer umfangsmässig geschlossenen Form zusammenfügbaren Profilsegmenten
FR2960473A1 (fr) * 2010-05-31 2011-12-02 Michelin Soc Tech Element d'une garniture de moule pour mouler et vulcaniser une partie d'une bande de roulement d'un pneumatique.
JP5579292B1 (ja) 2013-02-25 2014-08-27 株式会社ブリヂストン タイヤ加硫金型の製造方法、及び、タイヤ加硫金型
FR3020593B1 (fr) * 2014-04-30 2016-12-23 Michelin & Cie Element de moule pour moule de pneumatique comportant un marquage
FR3022830B1 (fr) 2014-06-30 2017-05-19 Michelin & Cie Element de moule pour pneumatique comportant une texture a fort contraste
FR3030322B1 (fr) * 2014-12-18 2019-03-15 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Procede de frittage laser pour la fabrication d'un element de moulage de bande de roulement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19500316A1 (de) * 1995-01-07 1996-10-02 Continental Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Fahrzeugluftreifens und Fahrzeugluftreifen
CN101291786A (zh) * 2005-10-21 2008-10-22 米其林技术公司 具有改善的可见性的标记和标记方法
US20140162016A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Sony Corporation Molded article producing method and molded article
CN106660284A (zh) * 2014-07-30 2017-05-10 米其林企业总公司 制造用于模制和硫化轮胎的纹理化模具的具有纹理化插入件的型模
CN104552671A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 山东豪迈机械科技股份有限公司 可调节排气间隙的花纹块及无气孔轮胎活络模具
CN106156406A (zh) * 2016-06-23 2016-11-23 佛山市晗宇科技有限公司 一种用于3d打印模型自动排版的方法和系统
US20180170118A1 (en) * 2016-12-15 2018-06-21 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire with magnetic tread detection
CN108638497A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 浙江大学 一种3d打印机打印模型外表面的全方位检测系统和方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116604747A (zh) * 2023-07-20 2023-08-18 山东豪迈机械科技股份有限公司 一种基于增材制造技术的模具制造方法及轮胎
CN116604747B (zh) * 2023-07-20 2023-09-29 山东豪迈机械科技股份有限公司 一种基于增材制造技术的模具制造方法及轮胎

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019219669A1 (de) 2021-06-17
EP4076831B1 (de) 2024-08-14
CN114867578B (zh) 2024-07-05
WO2021121746A1 (de) 2021-06-24
EP4076831A1 (de) 2022-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114867578B (zh) 3d打印轮胎模制元件
EP3442775B1 (en) Optimized three dimensional printing using ready-made supports
EP3026638B1 (en) Method and system for adapting a 3D printing model
US7384252B2 (en) Method for producing tire vulcanizing mold and tire vulcanizing mold
US10035188B2 (en) Method for producing a three-dimensional object
CN112236289B (zh) 用于自动工具路径生成的方法和系统
EP1442869A1 (en) RAPID PROTOTYPING METHOD AND DEVICE USING V−CAD DATA
EP3126112B1 (en) Additive manufacturing of molds and methods of making molds and devices therefrom
EP3455010B1 (en) Systems and methods for producing manufacturing molds for metal casting
US10288528B2 (en) Road surface covering elements for a chassis dynamometer
EP3500430B1 (en) Methods for fine feature detail for additive manufacturing
CN111070661A (zh) 一种铸造模具的制造方法
US20180009128A1 (en) Generation of casting molds by additive manufacturing
JP2005125787A (ja) 立体造形システムおよび方法
JP7200316B2 (ja) 金型の製造方法、樹脂成形品の製造方法
CN106273440A (zh) 高精度快速成型技术
EP3334588A1 (en) 3d printing using preformed reuseable support structure
JP2003527977A (ja) 金型製造
Delfs et al. Surface roughness optimized alignment of parts for additive manufacturing processes
JP5995244B2 (ja) 塑性加工ツールの研磨研削方法
US20100032863A1 (en) Methods of Manufacturing Molds and Parts
JP7159089B2 (ja) タイヤ成形用モールドの製造方法
CN115066326B (zh) 用于生产硫化模具的模具区段的方法、模具区段和硫化模具
Ghazanfari et al. Planning freeform extrusion fabrication processes with consideration of horizontal staircase effect
US20220396017A1 (en) Injection molded carbon fiber weave texture and method of applying same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant