JP2022520534A - レーザ高速タイヤ清浄化装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸(110)とを規定するタイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置(106,128)と、放射経路(114)を位置決めし、その放射経路に沿ってタイヤの内面にレーザビームを放射するように構成されている清浄化ヘッドと、放射経路(114)と内面(118)とが互いに相対運動するように構成されている制御装置(120)とを備え、放射経路と内面との交点(132)の相対運動が、タイヤ(108)の内面上の位置決め経路(144)と、この位置決め経路に沿った速度とを規定し、位置決め経路に沿った、円周方向での交点(132)の平均速度は、5m/s超である、レーザ放射によりタイヤ(108)の内面(118)を清浄化するタイヤ清浄化装置に関する。さらに、本発明は、タイヤを清浄化する方法およびこのように清浄化されたタイヤに関する。
Description
本明細書に開示された主題は、タイヤ清浄化装置の分野に関する。
欧州特許第2674287号明細書は、a)加硫の結果として潤滑剤残留物がタイヤ内側に付着している加硫し終えたタイヤを清浄化装置内に配置するステップと、b)レーザ光学系のレーザビームをタイヤ内側に向けることができる、清浄化装置内に保持装置を備えたレーザ光学系を配置するステップと、c)タイヤ内側に向けられたレーザビームが少なくとも部分的に潤滑剤残留物を貫通し、エネルギー照射ならびに表面の熱的加熱を介して付着する潤滑剤残留物をタイヤ内側の表面から剥離させ、潤滑剤残留物をタイヤ内側から剥離する際に同時に粉末状の状態に移行させ、レーザビームは、タイヤ内側に向けられた線形の投影を有し、線形のレーザビームが本質的にタイヤショルダの間のタイヤ内側を照射する、レーザビームを活性化するステップと、d)粉末状潤滑剤残留物を吸引装置で吸引するステップと、e)車両空気タイヤの潤滑剤残留物を清浄化したタイヤ内側にセルフシーリング式パンク保護層を塗布するステップとを含む、車両空気タイヤのタイヤ内側にセルフシーリング式パンク保護層を塗布する方法を開示する。
先に説明された状況の観点から、改善された特徴を有するタイヤ清浄化を可能にする技術についての必要性が存在する。
この必要性は、独立請求項の主題によって顧慮される。有利な実施形態は、従属請求項に述べられている。
本明細書に開示された主題の第一の態様によると、レーザ放射によりタイヤの内面を清浄化する装置、特にタイヤ清浄化装置が開示される。
第一の態様の実施形態によると、レーザ放射によりタイヤの内面を清浄化するタイヤ浄化装置が開示され、このタイヤ浄化装置は、内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸を規定するタイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置と、放射経路を位置決めし、その放射経路に沿ってタイヤの内面にレーザビームを放射するように構成されている清浄化ヘッドと、放射経路と内面とが互いに相対運動するように構成されている制御装置とを備え、放射経路と内面との交点の相対運動が、タイヤの内面上の位置決め経路と、この位置決め経路に沿った速度とを規定し、位置決め経路に沿った、円周方向での交点の平均速度は、5m/s超である。
本明細書に開示された主題の第二の態様によると、タイヤ清浄化システムが開示される。
第二の態様の実施形態によると、タイヤ清浄化システムが開示され、このタイヤ清浄化システムは、第一の態様によるタイヤ清浄化装置またはその実施形態と、レーザビームを生成するためのレーザ源とを備える。
第三の態様の実施形態によると、タイヤが開示される。
第三の態様の実施形態によると、内面を備えるタイヤが開示され、この内面は、第一の態様によるタイヤ清浄化装置またはその実施形態により清浄化される。
本明細書に開示された主題の第四の態様によると、タイヤを清浄化する方法が開示される。
第四の態様の実施形態によると、方法は、内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸とを規定するタイヤを位置決めするステップと、放射経路を位置決めし、その放射経路に沿ってタイヤの内面にレーザビームを放射するステップと、放射経路と内面とを互いに相対運動させるステップとを含み、放射経路と内面との交点の相対運動が、タイヤの内面上の位置決め経路と、この位置決め経路に沿った速度とを規定し、位置決め経路に沿った、円周方向での交点の平均速度は、5m/s超である。
本明細書に開示された主題の第五の態様によると、プログラム要素を有するコンピュータプログラム製品、特に非一時的コンピュータプログラムが開示される。
第五の態様の実施形態によると、プログラム要素を有するコンピュータプログラム製品、特に非一時的コンピュータプログラム製品が開示され、このコンピュータプログラム製品は、プログラム要素がプロセッサ装置で実行される場合に、第四の態様またはその実施形態による方法が実行されるように設定されている。
本明細書に開示された主題の多様な態様および実施形態は、タイヤの円周方向での放射経路と内面との間の相対運動の平均速度を大きく選択することにより、清浄化方法の効率を向上させることができるという思想に基づいている。さらに、本明細書に開示された主題の実施形態は、放射経路と内面との間の高い相対速度を可能にする。この高い相対速度はまた、高い平均出力を有するレーザ(本明細書ではレーザ源とも言う)の使用を可能にする。典型的には、高い平均出力は、高いパルス周波数によって達成される。このパルスエネルギー(レーザパルス毎のエネルギー)は、任意に高めることはできない、というのも、さもないとレーザのビーム経路内で(特に、例えばガラスファイバのような光導波路内で)望ましくない多光子吸収が生じるためである。
比較的高い出力を有するレーザは、典型的には、比較的良好な(比較的高い)出力/コスト比を有する。したがって、本明細書に開示された主題の実施形態は、タイヤの内面の比較的効率的な清浄化を可能にする。
さらに、本明細書に開示された主題の実施形態によると、反転点(放射経路と内面との間の相対運動の方向が変わる点)もしくは中止点の数または中止区間(内面上でレーザ放射が放射されない区間)の大きさは、従来のアプローチと比べて低減される。
一実施形態によると、タイヤの円周方向での放射経路と内面との間の相対運動の平均速度が、例えば位置決め経路の方向変化の数およびまたは方向変化の絶対値を低減することにより、大きく選択することができる。方向変化は、方向変化の際の速度について制限を提供する、というのも、さもないと機械的構成要素の加速度および負荷が高くなりすぎてしまうためである。
一実施形態によると、タイヤの内面の清浄化は、内面から離型剤の除去を含む。離型剤は、典型的には、タイヤ型内での加硫の間にタイヤをプレスするタイヤバルクにタイヤが付着することを防ぐために必要である。離型剤の除去は、機能性の要素、例えば、タイヤの機能性を高める騒音を低減する材料および/または部材(例えば圧力センサなど)を、タイヤの内面に取り付けるために必要である。
第一の態様の実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかの機能性を提供するように、および/または本明細書に開示された実施形態、特に第一の態様、第二の態様、第三の態様、第四の態様および/または第五の態様の実施形態の一つまたはいくつかにとって必要な機能性を提供するように形成されている。
第二の態様の実施形態によると、タイヤ清浄化システムは、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかの機能性を提供するように、および/または本明細書に開示された実施形態、特に第一の態様、第二の態様、第三の態様、第四の態様および/または第五の態様の実施形態の一つまたはいくつかにとって必要な機能性を提供するように形成されている。
第三の態様の実施形態によると、タイヤは、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかの機能性を提供するように、および/または本明細書に開示された実施形態、特に第一の態様、第二の態様、第三の態様、第四の態様および/または第五の態様の実施形態の一つまたはいくつかにとって必要な機能性を提供するように形成されている。
第四の態様の実施形態によると、方法は、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかの機能性を提供するように、および/または本明細書に開示された実施形態、特に第一の態様、第二の態様、第三の態様、第四の態様および/または第五の態様の実施形態の一つまたはいくつかにとって必要な機能性を提供するように形成されている。
第五の態様の実施形態によると、コンピュータプログラム製品は、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかの機能性を提供するように、および/または本明細書に開示された実施形態、特に第一の態様、第二の態様、第三の態様、第四の態様および/または第五の態様の実施形態の一つまたはいくつかにとって必要な機能性を提供するように形成されている。
本明細書に開示されている主題の更なる利点および更なる特徴は、目下の有利な実施形態の以下の例示的な記載から明らかになるが、この例示的記載により、本開示は限定されるものではない。本出願の図面の個々の図は、単に概略的であり、必ずしも縮尺どおりではないと見なされる。
以下に、本明細書に開示された主題の例示的な実施形態が説明され、例えば、タイヤ清浄化装置、タイヤ清浄化システム、タイヤ、方法およびコンピュータプログラム製品が参照される。もちろん、多様な態様、実施形態および例の特徴の各々の組合せが可能であることが強調されるべきである。特に、いくつかの実施形態は、方法またはコンピュータプログラム製品に関して説明し、他の実施形態は、タイヤ清浄化装置、タイヤ清浄化システムまたはタイヤに関して説明している。しかしながら、当業者は、上述のおよび後述の説明、特許請求の範囲および図面から、他に言及されていない限り、多様な態様、実施形態および例の特徴が組合せ可能であり、このような特徴の組合せは、本出願により開示されていると見なされることを推知するであろう。例えば、方法またはコンピュータプログラム製品に関する特徴でさえ、タイヤ清浄化装置、タイヤ清浄化システムまたはタイヤに関する特徴と組合せ可能であり、かつその逆も可能である。さらに、タイヤ清浄化装置、タイヤ清浄化システムまたはタイヤに関する実施形態の特徴は、方法またはコンピュータプログラム製品に関する対応する特徴と組合せ可能である。さらに、方法の開示、方法または機能の実施形態によって、一つまたはいくつかのアクチュエータ、ならびにこのアクチュエータと相互作用する、方法もしくは機能の実施のために形成されている制御装置の機能性は開示されていると見なすことができる。さらに、装置の機能の開示によって、装置の特徴なしで機能を規定する相応する方法は開示されていると見なすことができる。
本明細書で使用されるように、プログラム要素を有するコンピュータプログラム製品への参照は、プログラム要素および/またはプログラム要素を含むコンピュータ可読媒体への参照と同等であり、このプログラム要素は、上述の方法の一つまたはいくつかの実行を実現および/または調整するためのプロセッサ装置(例えばコンピュータシステム)を制御するように設定されている。
プログラム要素は、例えば、JAVA(登録商標)、C#等のような何らかの適切なプログラム言語の使用によりコンピュータ可読命令コードとして実現されていることができ、かつコンピュータ可読媒体(リムーバブルディスク、揮発性または不揮発性メモリ、組み込みメモリ/プロセッサなど)に記憶させられていることができる。命令コードは、コンピュータまたは何らかの他のプログラミング可能なプロセッサ装置のプログラミングのために、意図した機能を実行するように動作可能である。このプログラム要素は、ダウンロードすることができるネットワーク、例えばワールドワイドウェブから入手可能であってよい。
本明細書に開示された主題は、プログラム要素またはソフトウェアによって実現することができる。しかしながら、本明細書に開示された主題は、一つまたはいくつかの特定の電子回路またはハードウェアによって実現することもできる。さらに、本明細書に開示された主題は、ハイブリッド形態で、つまりソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとを組み合わせて実現することもできる。
他に言及がない限り、数値は、±5%のウィンドウを含むと理解されるべきであり、つまり、例えば5m/sの速度の記述は、一実施形態によると、(5±5%)m/s=[4.75m/s、5.25m/s]の間隔の間の速度を含み、50%のパーセンテージの記述は、一実施形態によると、50%±5%=[47.5%、52.5%]の間隔の間のパーセントの表示を含む。別の実施形態によると、数値は、±10%のウィンドウを含むと理解されるべきである。
一実施形態によると、レーザ放射によりタイヤの内面を清浄化するタイヤ清浄化装置が開示されている。一実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、タイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置を備え、タイヤは、内面を有し、円周方向およびタイヤ回転軸を規定する。一実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、放射経路を位置決めし、その放射経路に沿ってレーザビームをタイヤの内面に放射するように構成されている清浄化ヘッドを備える。別の実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、放射経路と内面とが互いに相対運動するように構成されている制御装置を備える。一実施形態によると、放射経路と内面との交点の相対運動は、タイヤの内面上での位置決め経路ならびにこの位置決め経路に沿った速度を規定する。別の実施形態によると、位置決め経理に沿った、円周方向での交点の平均速度は、5m/s超である。したがって、この速度値は、本明細書に開示された主題の実施形態による円周方向での交点の平均速度についての下限速度を規定する。一実施形態によると、円周方向での交点の平均速度は、例えば5m/s超、10m/s超、15m/s超、20m/s超、またはさらに別の実施形態によると、25m/s超である。
相応して、一実施形態によると、方法は、次の実施形態の一つまたはいくつかを有する。一実施形態によると、この方法は、タイヤを位置決めするステップを含み、タイヤは、内面を有し、円周方向およびタイヤ回転軸を規定する。別の実施形態によると、この方法は、放射経路を位置決めし、この放射経路に沿ってレーザビームをタイヤの内面に放射するステップを含む。一実施形態によると、この方法は、放射経路と内面とを互いに相対運動させるステップを含む。別の実施形態によると、放射経路と内面との交点の相対運動は、タイヤの内面上での位置決め経路およびその位置決め経路に沿った速度を規定する。別の実施形態によると、円周方向での位置決め経路に沿った交点の平均速度は、本明細書に開示された下限速度を超え、例えば5m/s超である。
タイヤ回転軸は、使用時にタイヤが回転する軸である。したがって、タイヤ回転軸は、機能軸と言うこともできる。回転方向は、タイヤのタイヤ回転軸に対して垂直方向に延びる。
一実施形態によると、清浄化は、タイヤの製造プロセスから離型剤残留物を除去することである。別の実施形態によると、清浄化の際に、タイヤの内面のゴムの一部は除去されかつ/または表面は粗面化または拡大される。
一実施形態によると、内面は、タイヤの溝またはトレッドとは反対側に配置されている内面である。別の実施形態によると、内面は、タイヤの側面の内面である。
一実施形態によると、円周方向での内面に対する交点の平均速度は、時間間隔にわたり規定される(つまり、内面に対する交点の速度は時間間隔にわたり平均化される)。例えば、一実施形態によると、時間間隔は、タイヤの清浄化のサイクル時間により、つまり、タイヤの供給の開始から次のタイヤの供給の開始までの時間により規定される。別の実施形態によると、時間間隔は、このタイヤとの最初のレーザ接触から最後のレーザ接触までの内面の清浄化時間により規定される。別の実施形態によると、時間間隔は、内面の(任意の)部分面、例えば>10cm2の部分面の清浄化時間により規定される。別の実施形態によると、時間間隔は、所定の期間、例えば20秒(20s)の期間により規定される。別の実施形態によると、所定の期間は、10s(または5s、または2s)であるか、またはさらに別の実施形態によると、1sである。さらに別の実施形態によると、所定の期間は、少なくとも0.1s、0.3s、0.5s、または別の実施形態によると、0.9sである。さらに別の実施形態によると、時間間隔は、放射経路と内面とが互いに相対的に360度回転することにより規定される。
一実施形態によると、相対運動の少なくとも50%は、少なくとも一つの回転可能な要素の回転により生成される。別の実施形態によると、相対運動の少なくとも70%、または他の実施形態では、少なくとも90%は、少なくとも一つの回転可能な要素の回転により生成される。別の実施形態によると、少なくとも一つの回転可能な要素は、次の要素、つまりタイヤ、放射経路、光学素子の少なくとも一つを含む。例えば、相対運動は、一実施形態によると、タイヤの回転および/または放射経路の回転により少なくとも部分的に生成することができる。別の実施形態によると、相対運動は、少なくとも一つの要素の線形運動により部分的に生成される。例えば、相対運動は、清浄化ヘッドおよび/またはタイヤの線形運動により部分的に行うことができる。一実施形態によると、線形運動は、タイヤ回転軸に対して平行にまたはタイヤ回転軸に対する傾斜角で行われる。一実施形態によると、傾斜角は、最大で45度、例えば最大で30度、または最大で20度である。例えば、一実施形態によると、清浄化ヘッドは、線形運動するように構成されていて、位置決め装置は、タイヤ回転軸を中心にタイヤを回転するように構成されていることが予定されていてよい。このように、放射経路をスキャン領域内で旋回させるスキャナは必要ない。スキャナの省略は、タイヤ清浄化装置の構造を簡素化し、それと同時に、本明細書に開示された主題の実施形態によると、高い清浄化速度を達成することができる。したがって、一実施形態によると、放射経路は旋回不能である。一実施形態によると、放射経路の運動性(存在する限り)は、もっぱら回転可能性または線形運動性を含むだけである。放射経路の線形運動(例えば清浄化ヘッドの線形運動による)は、清浄化ヘッドが回転する実施形態と比べて、放射経路(または清浄化ヘッド)に隣接する汚染物質の吸引を簡素化することができる。
一実施形態によると、位置決め経路は、(位置決め経路の)各点で、位置決め経路に沿った経路方向を規定し、この経路方向は、円周方向の第一の方向成分と、タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分とを有する。換言すると、位置決め経路の一つの点での経路方向を規定するベクトルは、円周方向の第一の方向成分と、タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分とに分けることができる。一般に、位置決め経路の一つの点での経路方向を三次元で規定するベクトルは、円周方向の第一の方向成分と、タイヤ軸に対して平行の第二の方向成分と、半径方向(タイヤ回転軸に対して垂直でかつ円周方向に対して垂直)の第三の方向成分とにより完全に規定される。第二の方向成分は、軸方向成分とも言うことができ、第三の方向成分は、半径方向成分とも言うことができる。タイヤのトレッドの反対側に配置されている内面は、一実施形態によると、ほぼ円筒面により説明可能であるので、この場合、半径方向の第三の方向成分は、ゼロであるか、またはいずれにせよ比較的小さい。タイヤ側壁に接するように配置されている内面について、半径方向の第三の方向成分は、位置決め経路の区分について少なくともゼロとは異なる。しかしながら、一実施形態と一致して、第一の方向成分と第二の方向成分とは、いずれの場合でも、第三の方向成分の絶対値とは無関係に規定される。
一実施形態によると、位置決め経路の一つの点での経路方向は、この点による位置決め経路への接線により規定される。一実施形態によると、位置決め経路の少なくとも50%で、第一の方向成分は、第二の方向成分よりも大きい。例えば、一実施形態によると、位置決め経路の少なくとも70%(または別の実施形態によると、少なくとも80%または少なくとも90%)で、第一の方向成分は、第二の方向成分よりも大きい。
一実施形態によると、記述されたパーセンテージで(例えば、位置決め経路の少なくとも50%または少なくとも70%で)、タイヤの円周方向の第一の方向成分は、タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分の少なくとも二倍大きい(または、別の実施形態によると、少なくとも三倍大きい)。
一実施形態によると、第二の方向成分は、位置決め経路の少なくとも一部についてゼロである(つまり、位置決め経路のこの部分は、円周方向に延びる)。
一実施形態によると、レーザビームは、位置決め経路上で、複数のレーザスポットを生成する。別の実施形態によると、内面上の複数のレーザスポットの各レーザスポットは、内面上にその都度一つの加工スポットを生成する。例えば、一実施形態によると、内面は、加工スポットを生成するレーザスポットにより清浄化される。
一実施形態によると、タイヤの内面上での複数の連続する加工スポット(特に時間的に連続する加工スポット)は、加工経路を規定し、この加工経路に沿って、内面が清浄化される。一実施形態によると、加工経路は、少なくとも一節ずつ平行な円軌道で延び、かつ/または加工経路は、少なくとも一節ずつらせん状に延びる。例えば、加工経路は、一実施形態によると、直線状の部分と、この直線部分に対して傾斜して延びる横断部分とを有する。例えば、直線部分は(平行な)円軌道であることができる。一般に、加工経路は、一実施形態によると、二つまたはそれ以上の平行な部分を有する。例えば、横断部分は、一実施形態によると、隣接する平行な円軌道の間の行路差を橋渡しする。一実施形態によると、横断部分は、タイヤ回転軸に対して、少なくとも10度、例えば少なくとも20度、少なくとも30度または少なくとも50度の角度範囲にわたり、(つまり、角度区分にわたり)延びることができる。この意味で、360度にわたって延びる横断部分は、らせん状の加工経路に相当する。一実施形態によると、角度領域は、最大で180度、例えば最大で120度または最大で90度である。角度領域が大きくなればそれだけ、横断部分の傾斜は小さくなり、かつ第一の平行な円軌道から隣接する第二の平行な円軌道に移行する際のタイヤ清浄化装置の部分に対する機械的負荷が低くなる。一実施形態によると、横断部分は、少なくとも一つの平行な円軌道と交差する(つまり、少なくとも一つの平行な円軌道と重なる)ことが予定されていてよい。
一実施形態によると、複数のレーザスポットは、位置決め経路上に生成される全てのレーザスポットの実際の部分量であり、つまり、複数のレーザスポットは、位置決め経路上に生成される全てのレーザスポットを含まない。
一実施形態によると、レーザビームは、位置決め経路上に複数のレーザスポットを生成し、この場合、隣接するレーザスポットは互いに重なる。別の実施形態によると、(それぞれの)二つの隣接するレーザスポットは、第一の方向に沿って、レーザスポットの一つの、第一の方向への拡がりの0%、50%、67%、75%、80%または90%の長さにわたり重なる。記述された数値について、均一な除去(均一な清浄化)が達成される。換言すると、記述された数値について、内面は、第一の方向に沿って均一に所定の数のレーザスポットで照射される。例えば、50%の重なり(1/2の重なり)では、内面(または内面の各部分)は、第一の方向に沿って、レーザスポットで二回照射され、67%(2/3の重なり)では三回照射される。
一実施形態によると、第一の方向に隣接するレーザスポットは、時間的に連続したレーザスポットである。別の実施形態によると、第一の方向に隣接するレーザスポットは、タイヤ回転軸(つまり軸方向)に対して平行の方向で重なるレーザスポットである。一実施形態によると、レーザスポットは、位置決め経路に沿っても、位置決め経路に対して横断する方向(例えば垂直方向)でも、例えば円周方向でも軸方向でも重なる。例えば、一実施形態によると、位置決め経路に沿った重なりは67%であり、位置決め経路に対して垂直方向の重なりも同様に67%であり、それにより重なり領域は全体でレーザスポットで九回照射されることが予定されていてよい。
一実施形態によると、タイヤ回転軸の方向に隣接しているレーザスポットの少なくとも一部は、タイヤ回転方向で、回転方向でその拡がりの10%を超えて互いにずらされている。別の実施形態によると、軸方向に隣接するレーザスポットの円周方向のずれは、円周方向の加工スポットの拡がりの少なくとも15%(またはさらに別の実施形態では、少なくとも20%)である。
重なりは、通常の公差の範囲内で、例えば±5パーセントポイントの精度で規定される。したがって、例えば、50%の重なりは、公差の範囲内で、45%~55%の範囲内の重なりを含む。別の実施形態では、公差は、特に0%の重なり領域で(つまり、(第一の方向で)隣接するレーザポイントが互いに直接隣接する場合)、±10パーセントポイントである。
一実施形態によると、全てのレーザポイントの50%は、(少なくとも)一つの隣接するレーザスポットと対応する重なりを有する。
一実施形態によると、第一の方向は、位置決め経路に沿って延びる。例えば、一実施形態によると、二つの隣接するレーザスポットは、時間的に直接連続するレーザスポットであり、第一の方向は、二つの時間的に直接連続するレーザスポットの間の距離ベクトルの方向に対応する。別の実施形態によると、第一の方向は、時間的に直接連続しない二つの隣接するレーザスポット、例えばタイヤ回転軸の方向に隣接する二つのレーザスポットの間の距離ベクトルの方向により規定される。
一実施形態によると、レーザビームは、複数のレーザスポット/加工スポットを時間的に次々に生成する。一実施形態によると、複数のレーザスポットは、パルスレーザの使用により生成される。この場合、二つの時間的に連続するレーザスポットのパルスの重なりは、レーザのパルス周波数、レーザスポットの大きさ、および交点(放射経路とタイヤ内面との交点)とタイヤ内面との間の相対速度により規定される。別の実施形態によると、レーザは、制御装置により、少なくとも一時的にスイッチオフされるか、またはシャッタにより遮断され、重なりは、レーザがスイッチオンされた時点/シャッタが開放された時点により規定される。
一実施形態によると、レーザスポット(つまりレーザビームのスポット)は、内面が加工(清浄化)されている内面上の加工スポット(つまり表面領域)を規定する。この意味で、レーザビームが内面に放射された位置決め経路の部分は、加工経路を規定し、この加工経路に沿って内面は加工される。したがって、加工経路の経路方向は、少なくとも部分領域で(例えば除去箇所を除き)位置決め経路の該当する経路方向で一致する。
一実施形態によると、レーザビームは、位置決め経路の100%にわたり、別の実施形態によると、位置決め経路の少なくとも95%にわたり(または少なくとも90%、さらに別の実施形態によると、少なくとも80%)にわたり内面に放射される。レーザビームが放射されない位置決め経路の範囲内で、レーザは、例えばスイッチオフされるか、またはレーザビームはシャッタによって遮断されてよい。換言すると、位置決め経路と加工経路とは、一実施形態によると、100%同一である。対応する別の実施形態によると、位置決め経路と加工経路とは、少なくとも95%、少なくとも90%または少なくとも80%同一である。
一実施形態によると、位置決め装置は、タイヤを回転するように構成されていて、制御装置は、交点の相対運動が少なくとも部分的に回転軸を中心としたタイヤの回転により生じるように構成されている。
一実施形態によると、清浄化ヘッドは、放射経路が回転するように構成されている。例えば、清浄化ヘッドは、一実施形態によると、少なくとも一つの回転可能な光学素子を有する。別の実施形態によると、清浄化ヘッドは、回転可能であり、それにより放射経路は回転する。一実施形態によると、制御装置は、交点の相対運動が、少なくとも部分的に、放射経路の回転により、特にタイヤ回転軸を中心とした放射経路の回転により生じるように構成されている。
一実施形態によると、清浄化ヘッドは、ビーム放射素子(例えば光学素子)を有し、放射経路は、その素子から内側の表面にまで直線的に伸びる。
一実施形態によると、ビーム放射素子は回転可能である。別の実施形態によると、ビーム放射素子は、清浄化ヘッドに対して回転不能に配置されていて、清浄化ヘッドと一緒に回転する。別の実施形態によると、ビーム放射素子は、清浄化ヘッドに対して回転可能に配置されている。
一実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、放射経路の回転により生成されるレーザビームの中心軸を中心としたレーザビームの回転を補償する補償素子を有する。換言すると、補償素子は、レーザビームの中心軸を中心とした(または放射経路の中心軸を中心としたまたはレーザスポットの中心点を中心とした)レーザスポットの回転を補償する。
別の実施形態によると、補償素子は、レーザビームのビーム経路内に(特に、レーザ源とビーム放射素子との間に)配置されている。例えば、補償素子は、少なくとも一つの(更なる)回転する光学素子を含む。一実施形態によると、補償素子は、ドーブプリズムであるか、または別の実施形態によると、例えば2n+1の直列ミラーの配置であり、この場合、nは自然数である。ビーム放射素子が回転する光学素子である場合、一実施形態によると、補償素子は、回転するビーム放射素子の半分または二倍の角速度で回転する。
一実施形態によると、交点の相対運動の90%より多くが、タイヤの回転によっておよび/または(例えばタイヤ回転軸に対して平行に伸びる軸またはタイヤ回転軸に対して10度未満で傾斜している軸を中心とした)放射経路の回転によって行われる。別の実施形態によると、交点の相対運動の80%より多く(または、別の実施形態によると、95%より多く)が、タイヤの回転によりおよび/または放射経路の回転によって行われる。一実施形態によると、タイヤの回転および/または放射経路の回転はタイヤ回転軸を中心として行われる。
一実施形態によると、清浄化装置は、タイヤの清浄化により生じる汚染物質を吸引するための吸引装置を備える。別の実施形態によると、吸引装置は、汚染物質を吸引する吸引開口部を有する。一実施形態によると、吸引開口部は、放射経路と内面との交点に隣接するように位置決めされている。例えば、一実施形態によると、吸引開口部は、放射経路と内面との交点の後を追う。例えば、吸引開口部は、清浄化ヘッドに隣接するように位置決めされていてよく、清浄化ヘッドと一緒に移動可能である。別の実施形態によると、吸引装置は、(特に、タイヤの内面により規定される)タイヤの全体の内部空間を吸引するように形成されていてよい。一実施形態によると、吸引装置の体積流量は、吸引開口部の位置および/またはサイズに合わせられている。
一実施形態によると、レーザビームはパルスレーザビームである。別の実施形態によると、レーザビームは、少なくとも500ワット(500W)の平均出力を有する。別の実施形態によると、レーザビームは、少なくとも1000Wの平均出力を有する。一実施形態によると、レーザビームは、1kW~10kWの平均出力で、1kHz~1000kHzのパルス周波数を有するパルスレーザビームである。例えば、一実施形態によると、パルス周波数は、1kW~3kW、例えば2kWの平均出力で、10kHz~300kHzである。別の実施形態によると、パルス周波数は、3kW~5kW、例えば4kWの平均出力で、30kHz~500kHzである。一実施形態によると、フルエンス(パルス毎)は、1ジュール/平方センチメートル(J/cm2)~3J/cm2、例えば1.5J/cm2~2.5J/cm2である。交点の速度は、使用されるレーザパラメータ(出力、パルスオーバーラップおよびフルエンス)に依存する。例えば、2000Wの出力で、交点の速度は、一実施形態によると、10m/s~25m/sの範囲内にある。1000Wでは、交点の速度は、5m/s~12.5m/sの範囲内にある。
一実施形態によると、レーザスポットは、矩形のレーザスポット、特に長辺と短辺とを有する矩形のレーザスポットであり、長辺は、レーザスポットの短辺の寸法(幅)の少なくとも1.5倍に相当する寸法(長さ)を有する。レーザスポットの形状(またはレーザビームの断面形状)は、例えば相応するファイバ断面を有するファイバにより規定されていてよい。
一実施形態によると、レーザスポットは、矩形のレーザスポットであり、位置決め経路の少なくとも70%で、経路方向は、矩形のレーザスポットの一辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する。矩形のレーザスポットが長辺と短辺とを有する実施形態の場合に、別の実施形態によると、経路方向は、矩形のレーザスポットの長辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する。
一実施形態によると、位置決め経路の少なくとも80%で、経路方向は、矩形のレーザスポットの一辺(例えば長辺)と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する。
長辺と短辺とを有し、長辺が経路方向と80度~100度の角度を形成する矩形のレーザスポットは、この経路方向に隣接するレーザパルスの所定の重なりが、交点と内面との間の比較的少ない相対速度であっても可能であるという利点を有する。
一実施形態によると、タイヤ清浄化装置は、レーザ源なしで駆動し、外部レーザ源と結合可能である別個のタイヤ清浄化装置である。
一実施形態によると、タイヤ清浄化システムは、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかのタイヤ清浄化装置を備える。別の実施形態によると、タイヤ清浄化システムは、レーザビームの生成のためにレーザ源を備える。一実施形態によると、レーザ源は、タイヤ清浄化システム内に交換可能に配置されている。
一実施形態によると、タイヤ清浄化システムはさらに、本明細書に開示された実施形態の一つまたはいくつかによる(少なくとも)一つの別のタイヤ清浄化装置と、切替装置とを備える。一実施形態によると、レーザビームは、切替装置により、タイヤ清浄化装置(例えば第一のタイヤ清浄化装置)かまたは(少なくとも一つの)別のタイヤ清浄化装置(の一つ)(例えば第二のタイヤ清浄化装置)のいずれか一方に供給可能である。切替装置により、レーザ源の出力を、第一の清浄化装置と第二の清浄化装置(場合により他の清浄化装置)に効率的に分配することができる。例えば、第一の清浄化装置が、第一のタイヤを清浄化する間に、第二のタイヤは、第二の清浄化装置内で位置決めされ、第一のタイヤの清浄化後に、レーザ源は第二の清浄化装置に切り替えられることが予定されていてよい(スイング稼動)。このスイング稼動は、位置決め時間と比較して清浄化時間が短くなればそれだけ経済的になる。したがって、従来型の解決策と比べて清浄化時間を短縮し、それにより清浄化装置内でのタイヤの位置決めのために必要な期間を、特にタイヤの位置決めおよびタイヤの内面の清浄化を含む全体の清浄化サイクルに対して適切にする切替装置は、本明細書に開示された主題の実施形態を実現する際に特に有用である。
一実施形態によると、清浄化装置または清浄化システムは、少なくとも一つのアクチュエータを有し、このアクチュエータは、制御装置からの制御信号に反応して、本明細書に開示された主題の実施形態による要素の運動および/または位置決めを実現する。
制御装置は、一実施形態によると、本明細書に開示された主題の実施形態によるプログラム要素を記憶するための記憶装置を有する。さらに、制御装置は、一実施形態によると、プログラム要素の実行のため(またはプログラム要素内に含まれる命令の実行のため)に形成されているプロセッサ装置を有する。
本明細書に開示された主題の態様は、本明細書に開示された主題の実施形態により清浄化されている内面を有するタイヤに関する。
一実施形態によると、内面を有するタイヤが準備され、この内面は、本明細書に開示された主題の一つまたはいくつかの実施形態による清浄化装置を用いて生成される。
一実施形態によると、タイヤは、加工経路を有し、この加工経路に沿って内面は清浄化されている。
一実施形態によると、加工経路は、(加工経路の)各点で、加工経路に沿った経路方向を規定し、経路方向は、円周方向の第一の方向成分と、タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分とを有する。一実施形態によると、加工経路の少なくとも70%では、第一の方向成分は、第二の方向成分よりも大きい。一実施形態によると、加工経路の少なくとも70%では、第一の方向成分は、第二の方向成分の少なくとも二倍大きい。別の実施形態によると、加工経路の少なくとも70%では、第一の方向成分は、第二の方向成分の少なくとも三倍大きい。別の実施形態によると、第一の方向成分と第二の方向成分との上述の説明は、加工経路の少なくとも80%にも、または別の実施形態によると、加工経路の90%にも当てはまる。
一実施形態によると、上述の詳説は、位置決め経路の経路方向にも相応して当てはまる。
一実施形態によると、加工経路は、複数の加工スポットを有し、隣接する加工スポットは互いに重なる。別の実施形態によると、それぞれ二つの隣接する加工スポットは、第一の方向に沿って、加工スポットの一つの、第一の方向への拡がりの0%、50%、67%、75%、80%または90%の長さにわたり重なる。
一実施形態によると、加工経路は、少なくとも一節ずつ平行な円軌道で延び、かつ/または加工経路は、少なくとも一節ずつらせん状に延びる。
一実施形態によると、加工スポットは、矩形の加工スポットである。別の実施形態によると、加工経路の少なくとも90%で、経路方向は、矩形の加工スポットの一辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する。別の実施形態によると、矩形の加工スポットは、長辺と短辺とを有し、経路方向は、矩形の加工スポットの長辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する。
一実施形態によると、タイヤ回転軸の方向に隣接する加工スポットは、タイヤ円周方向で、その拡がりの10%を超えて円周方向に互いにずれている。別の実施形態によると、円周方向へのずれは、円周方向での加工スポットの拡がりの少なくとも15%(またはさらに別の実施形態では、少なくとも20%)である。
詳細な説明
以下に、本明細書に開示された主題の例示的実施形態を、図面を参照して説明する。多様な図面において、類似のまたは同一の要素または構成要素は、部分的に同じ符号を備えているか、または第一の桁および/または付随する桁だけが異なる符号を備えていることに留意されたい。別の図面における対応する特徴もしくは構成要素と同じまたは少なくとも機能的に同じ特徴もしくは構成要素は、その最初の出現においてだけ、後続するテキストにおいて詳細に説明され、この説明は、これらの特徴および構成要素(または相応する符号)の次の出現の際には繰り返されない。上述の定義は、一実施形態によると、以下の実施形態の場合にも通用し、その逆も同様である。さらに、上述に説明された特徴および実施形態は、以下に説明される特徴および実施形態と組み合わせることができる。
以下に、本明細書に開示された主題の例示的実施形態を、図面を参照して説明する。多様な図面において、類似のまたは同一の要素または構成要素は、部分的に同じ符号を備えているか、または第一の桁および/または付随する桁だけが異なる符号を備えていることに留意されたい。別の図面における対応する特徴もしくは構成要素と同じまたは少なくとも機能的に同じ特徴もしくは構成要素は、その最初の出現においてだけ、後続するテキストにおいて詳細に説明され、この説明は、これらの特徴および構成要素(または相応する符号)の次の出現の際には繰り返されない。上述の定義は、一実施形態によると、以下の実施形態の場合にも通用し、その逆も同様である。さらに、上述に説明された特徴および実施形態は、以下に説明される特徴および実施形態と組み合わせることができる。
図1は、本明細書に開示された主題の実施態様によるタイヤ清浄化システム100を概略的に示す。
一実施形態によると、タイヤ清浄化システム100は、タイヤ清浄化装置102とレーザ源104とを備える。タイヤ清浄化装置102は、タイヤ108を位置決めするように構成されている位置決め装置106を有する。タイヤ108は、タイヤ回転軸110を規定する。タイヤ清浄化装置102はさらに、放射経路114を位置決めし、この放射経路114に沿ってレーザビーム116をタイヤ108の内面118に放射するように構成されている清浄化ヘッド112を有する。このため、清浄化ヘッド112は、119で示されるように、レーザ源104と光学的に結合されている。
タイヤ清浄化装置102はさらに、放射経路114と内面118とが互いに相対運動するように構成されている制御装置120を有する。このため、制御装置120は、一実施形態によると、制御目的で第一のアクチュエータ122と接続されていてよい。一実施形態によると、第一のアクチュエータ122は、制御装置120の制御信号124に応答して、清浄化ヘッド112を、タイヤ回転軸110に対して平行の線形運動126で動かすように設定されている。一実施形態によると、制御装置120は、制御目的で第二のアクチュエータ128と接続されている。一実施形態によると、第二のアクチュエータ128は、制御装置120の制御信号124に応答して、位置決め装置106を位置決め装置106により支持されているタイヤ108と一緒に(130で示すように)回転させるように設定されている。一実施形態によると、清浄化ヘッドまたはその一部は、制御装置120の制御信号124に応答して、清浄化ヘッド112の機能性(例えばシャッタ、光学素子など)を制御するように設定されている。一実施形態によると、レーザ源は、制御装置120によるレーザ源104の制御のために、制御目的で制御装置120に接続されている(図1では示されていない)。
一実施形態によると、制御装置120は、本明細書に開示された主題の実施形態によるプログラム要素の記憶のための記憶装置121を有する。さらにこの制御装置120は、一実施形態によると、プロセッサ装置123を含み、このプロセッサ装置は、プログラム要素を実行するように(またはプログラム要素内に含まれている命令を実行するように)形成される。
放射経路114と内面118とは、放射経路114の内面118との交点132を規定する。
一実施形態によると、清浄化装置102は、内面118にレーザビーム116を当てることにより生じる汚染物質を吸引するための(つまり、内面118の清浄化により生じる汚染物質を吸引するための)吸引装置134を有する。一実施形態によると、吸引装置134は、制御装置120により制御信号124を介して制御される。一実施形態によると、吸引装置134は、清浄化ヘッド112と機械的に接続(例えば清浄化ヘッドに固定)されていてよいため、吸引装置134は清浄化ヘッド112と共に動く。
一実施形態によると、タイヤ清浄化システム100は、タイヤを位置決め装置106に搬送するための搬送装置136、例えばコンベアベルトを備える。一実施形態によると、搬送装置136は、制御装置120の制御信号124を介して制御される。
図2は、図1からのタイヤ清浄化システム100の一部の上面図を示す。
一実施形態によると、搬送装置136上のタイヤ108を、タイヤ108が位置決め装置106(図2では示されていない)により収容可能(例えば把持可能)である規定位置に運ぶ(例えばセンタリングする)センタリング装置138が予定されていてよい。
タイヤ108は、一実施形態によると、制御装置(例えば適切な読み取り装置)により読み取り可能な標記140を含んでいてよい。一実施形態によると、制御装置は、タイヤ清浄化システム100の構成要素を制御するために、標記140に依存して制御信号(例えば図1との関連で説明された制御信号124)を発するように設定されている。一実施形態によると、標記140は、デジタル形式で、例えばQRコード(登録商標)またはデータマトリックスコードのようなマトリックスコードの形式で存在してよい。
タイヤ108は、例えば図2に示されるように、円周方向142を規定する。一実施形態によると、タイヤ108の回転130および/または加工ヘッド112の線形運動126により、放射経路114と内面118とは互いに相対運動する(図1も参照)。本明細書に開示された主題の実施形態によると、放射経路114と内面118との相対運動は、内面118上の位置決め経路(図2には示されていない)と、内面118に関する位置決め経路に沿った交点132の速度を規定する。
一実施形態によると、位置決め経路に沿って(つまり、内面118に対して)、円周方向142での交点の平均速度は、5m/s超である。
図3は、本明細書に開示された主題の実施形態によるタイヤの内面118を示す。
一実施形態によると、レーザビーム116(図3には示されていない)は、位置決め経路144上に多数のレーザスポットを生成し、その中で、図3に例示的な第一のレーザスポット146と第二のレーザスポット148とが示されている。レーザスポット146と148とは、一実施形態によると、例えばパルスレーザの個々のパルスにより、同時ではなく、時間的に連続して生成されることは自明である。一実施形態によると、位置決め経路144は、この位置決め経路の各点で、この位置決め経路144に沿った経路方向145を規定する。
一実施形態によると、内面118上の各レーザスポットは、加工スポット150、つまり内面118が清浄化されている内面118の領域を生成する。したがって、レーザスポット、例えばレーザスポット146と148とは、所定の期間(例えばレーザビームのパルス時間)だけ存在し、加工スポット(例えば加工スポット150)は、内面118に恒久的に生成されていることは自明である。加工スポット(その中で、図3では加工スポット150が示されている)は、タイヤの内面118上に加工経路152を規定し、この加工経路に沿って内面118は清浄化されている。
一実施形態によると、レーザビームは、位置決め経路144上に、多数のレーザスポット、特に、例示的に図3に示すようにレーザスポット146と148とを生成し、一実施形態によると、隣接するレーザスポット146,148は、例えば図3に示すように、互いに重なる。一実施形態によると、二つの隣接するレーザスポット146,148は、第一の方向154に沿って、一実施形態によると、例えば図3に示すように、レーザスポットの一つの第一の方向154への拡がり158の50%の長さ156にわたり重なる。一実施形態によると、第一の方向155は、経路方向145に対して平行である。一実施形態によると、位置決め経路144または加工経路152は、例えば図3に示すように、少なくとも一節ずつ円周方向142に対して平行に延びる。
一実施形態によると、レーザスポット146,148は、例えば図3に示すように、矩形のレーザスポットである。相応して、加工スポット150も、一実施形態によると、矩形の加工スポットである。
図4は、本明細書に開示された主題の実施形態によるタイヤの別の内面118を示す。
一実施形態によると、加工経路152は、例えば図4に示すように、少なくとも一節ずつらせん状に延びる。図4は、三つの加工経路部分160,162および164を示し、これらの加工経路区分は、タイヤ回転軸(110、図1参照)の方向166で重なる。この場合、加工経路部分160,164は、実線で示され、加工経路部分162は、区別を容易にするために、破線で示されている。一実施形態によると、タイヤ回転軸の方向166での重なりは、例えば図4に示すように、加工経路152の、タイヤ回転軸の方向166での拡がり168の50%である。一実施形態によると、この重なりは、67%または75%であってよい(図4には示されていない)。したがって、この実施形態では、タイヤ回転軸の方向166は、いくつかの実施形態によると第一の方向である。
一実施形態によると、経路方向145は、位置決め経路または加工経路の各点で、円周方向142の第一の方向成分170と、タイヤ回転軸110に対して平行(つまりタイヤ回転軸の方向166)の第二の方向成分172とを有する。一実施形態によると、位置決め経路の少なくとも70%で、第一の方向成分170は、例えば図4に示すように、第二の方向成分172よりも大きい。
図5は、本明細書に開示された主題の実施形態によるタイヤの別の内面118を示す。
一実施形態によると、内面118は、第一の加工経路部分160と第二の加工経路部分162とを示し、これらの加工経路区分は、例えば図5に示すように、タイヤ回転軸の方向166で重なる。加工経路部分160,162はそれぞれ、多数の加工スポットを有し、その中のいくつかは図5において150で記されている。図5における破線は、加工スポットの列が経路方向145に続くことを示唆する。
加工スポットは、円周方向142で、図5では158で示す拡がりを有する。一実施形態によると、タイヤ回転軸の方向166で隣接する加工スポット150(つまり、第一の加工経路部分160の加工スポット150と、第二の加工経路部分162の加工スポット150と)は、円周方向142で、例えば図5に示すように、互いに変位経路174だけずれている。一実施形態によると、変位経路174は、例えば図5に示すように、円周方向の加工スポットの拡がり158の10%超である。別の実施形態によると、変位経路174は、拡がり158の15%超であり、さらに別の実施形態によると、20%超である。
一実施形態によると、加工スポット150は、円周方向142で、例えば図5に示すように、重ならない。例えば、加工スポット150は、円周方向142で、互いに直接隣接していてよい(重なりは0%)。隙間のない清浄化は、この場合、特に加工スポットの、タイヤ回転軸の方向166の重なりによって保証される。他の実施形態(図5に示されていない)によると、加工スポット150は、円周方向142でも、タイヤ回転軸の方向166でも重なる。
図6は、本明細書に開示された主題の実施形態によるタイヤの別の内面118を示す。
一実施形態によると、複数の時間的に連続する加工スポット(図6では示されていない)は、内面118上で加工経路を規定し、この加工経路に沿って、内面118は清浄化されている。一実施形態によると、加工経路152は、少なくとも一節ずつ平行な円軌道で、図6では例えば角度領域(区分)176および178内で延びる。別の実施形態では、加工経路152は、少なくとも一節ずつらせん状に、例えば図6では角度領域180内で延びる。
一実施形態によると、加工経路152は、多様な加工経路部分181,182,183を有し、これらの加工経路部分は、タイヤ回転軸の方向166で多様な平面に延びる。これらの平面間の移行部(つまり行路差の橋渡し)は、一実施形態によると、本明細書では横断面とも言われる角度領域内で、例えば図6では角度領域180内で行われる。角度領域180は、円周方向142で、一実施形態によると、例えば図6に示すように、少なくとも10度にわたって延びる。
図7は、本明細書に開示された主題の実施形態によるタイヤ清浄化システム200を示す。
タイヤ清浄化システム200は、一実施形態によると、一つのタイヤ清浄化装置102と、少なくとも一つの別のタイヤ清浄化装置、例えば図7で示すように、例えば二つの別のタイヤ清浄化装置202,302を備える。タイヤ清浄化システム200の少なくとも二つのタイヤ清浄化装置102,202,302には、一実施形態によると、レーザビームの生成のために唯一のレーザ源104が割り当てられている。放射経路(図7には示されていない)に沿ったレーザビームの生成のために、レーザ放射184は、レーザ源104から切替装置186に供給され、この切替装置は、レーザ放射184を選択的にタイヤ清浄化装置102,202,302の一つに、例えば図7で示すように、タイヤ清浄化装置102に転送する。
別のタイヤ清浄化装置202,302へのレーザ放射184の選択的な転送は、図7では、破線188により示されている。一実施形態では、切替装置186および/またはレーザ源104は、本明細書に開示された主題の実施形態による制御装置(例えば図1との関連で開示されているような制御装置120)の制御信号により制御される。
図8は、本明細書に開示された主題の実施形態による別のタイヤ清浄化システム300を示す。
タイヤ清浄化システム300は、以下に説明されるいくつかの変更を除いて、図1からのタイヤ清浄化システム100と同様に構築されている。図1を参照して説明され、図8に示されている対応する特徴の説明は、図8を参照して繰り返されない。
一実施形態によると、タイヤ清浄化システム300は、放射経路114と内面118とが互いに相対運動するように構成されている制御装置120を有するタイヤ清浄化装置402を備える。このために、一実施形態によると、制御装置は、制御目的で第一のアクチュエータ122と接続されている。一実施形態によると、第一のアクチュエータ122は、制御装置120の制御信号124に応答して、搬送装置136を線形運動126でタイヤ回転軸110に対して平行に動かすように設定されている。搬送装置136は、一実施形態によると、本明細書に開示された主題の実施形態による位置決め装置の少なくとも一部分を形成する。
一実施形態によると、清浄化ヘッド112は、放射経路114を回転するように構成されている。例えば、一実施形態によると、清浄化ヘッド112自体は、例えば図7に示されるように、制御目的で制御装置120と接続されている第二のアクチュエータ128によって、回転可能であってよい。一実施形態によると、第二のアクチュエータ128は、制御装置120の制御信号124に反応して、清浄化ヘッド112を、特にタイヤ回転軸110を中心として回転させるように設定されている。一実施形態によると、レーザ源104と清浄化ヘッド112との光学結合119、および制御装置120と清浄化ヘッド112との制御目的の接続は、トルク伝達部分190、例えばシャフトに沿って行われ、このトルク伝達部分によって、清浄化ヘッド112は、第二のアクチュエータ128と回転可能に接続されている。一実施形態によると、制御装置120は、交点132の相対運動が、少なくとも部分的に、放射経路114の回転、特にタイヤ回転軸110を中心とした放射経路114の回転により生じるように構成されている。
一実施形態によると、タイヤ清浄化装置402は、補償素子192を有し、この補償素子は、タイヤ回転軸110を中心として放射経路114の回転により生成される、レーザビームの中心軸194を中心とするレーザビーム116の回転を補償するように設定されている。例えば、一実施形態によると、レーザビーム116は、補償素子192なしでは、レーザビームの中心軸194を中心として回転するであろう。それにより、レーザスポットは、放射経路114の回転の際に(ひいてはタイヤ回転軸110を中心としたレーザビーム116の回転の際に)、レーザスポットは、付加的に、レーザビームの中心軸194を中心としても回転するであろう。
一実施形態によると、補償素子192は、ドーブプリズムである。
本明細書に開示された要素(例えば、制御装置、位置決め装置、搬送装置、アクチュエータなど)は、いくつかの実施形態において説明されているような決定的な実体に限定されるものではないことに留意されたい。むしろ、本明細書に開示された主題は、相変わらず開示された特別な機能性を提供しながら、多様に実現されてよい。
本明細書に開示された各実体(例えば装置、要素、特徴および方法ステップ)は、いくつかの実施形態において説明されているような決定的な実体に限定されるものではないことを指摘する。むしろ、本明細書に説明された主題は、相変わらず上記の機能性を提供しながら、装置レベル、方法レベル、またはソフトウェアレベルにおいて、多様な形態で多様な細分性で提供されていてよい。さらに、実施態様によると、本明細書に開示された機能の各々について個別の実体が提供されていてよいことに留意されたい。他の実施形態によると、一つの実体が、本明細書に説明されているような二つまたは複数の機能を提供するように構成されていてよい。さらに別の実施形態によると、二つまたは複数の実体が一緒になって、本明細書に説明されているような一つの機能を提供するように構成されていてもよい。
本明細書に説明された図面における実現は、本明細書に開示された主題の可能な実施バリエーションに関する制限された選択を示すにすぎないことを指摘する。したがって、個々の実施形態の特徴は互いに適切に組み合わせることが可能であり、その結果、本明細書に説明された実施バリエーションによって、当業者にとって多数の異なる実施形態が開示されていると見なされる。さらに、「ein(一つ)」または「eines(一つ)」のような概念は、複数を除外するものではないことに言及すべきである。「enthaltend(含む)」または「aufweisend(有する)」のような概念は、別の特徴または方法ステップを除外するものではない。「aufweisend(有する)」または「enthaltend(含む)」の概念はそれぞれ、「unter anderem aufweisend(とりわけ有する)」および「bestehend aus(からなる)」の両方の意味を包含する。
さらに、図面中の例示的なタイヤ清浄化システム、タイヤ清浄化装置およびタイヤは、本明細書に開示された主題のいくつかの実施形態の所定の組合せを示すが、実施形態の各々の別の組合せも同様に可能であり、本明細書で開示されていると見なすことができることに留意されたい。
本明細書に開示された主題の実施形態の有利な組合せは、以下のように要約することができる。
レーザ放射によりタイヤの内面を清浄化するタイヤ清浄化装置は、内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸を規定するタイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置と、放射経路を位置決めし、その放射経路に沿ってタイヤの内面にレーザビームを放射するように構成されている清浄化ヘッドと、放射経路と内面とが互いに相対運動するように構成されている制御装置とを備え、放射経路と内面との交点の相対運動が、タイヤの内面上の位置決め経路と、この位置決め経路に沿った速度とを規定し、位置決め経路に沿った、円周方向での交点の平均速度は、5m/s超である。
レーザ放射によりタイヤの内面を清浄化するタイヤ清浄化装置は、内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸を規定するタイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置と、放射経路を位置決めし、その放射経路に沿ってタイヤの内面にレーザビームを放射するように構成されている清浄化ヘッドと、放射経路と内面とが互いに相対運動するように構成されている制御装置とを備え、放射経路と内面との交点の相対運動が、タイヤの内面上の位置決め経路と、この位置決め経路に沿った速度とを規定し、位置決め経路に沿った、円周方向での交点の平均速度は、5m/s超である。
Claims (20)
- レーザ放射によってタイヤの内面を清浄化するタイヤ清浄化装置であって、前記タイヤ清浄化装置は、
内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸とを規定するタイヤを位置決めするように構成されている位置決め装置と、
放射経路を位置決めし、前記放射経路に沿って前記タイヤの前記内面にレーザビームを放射するように構成されている清浄化ヘッドと、
前記放射経路と前記内面とが互いに相対運動するように構成されている制御装置と
を備え、
前記放射経路と前記内面との交点の相対運動が、前記タイヤの前記内面上の位置決め経路と、前記位置決め経路に沿った速度とを規定し、
前記位置決め経路に沿った、前記円周方向での前記交点の平均速度は、5m/s超である
タイヤ清浄化装置。 - 相対運動の少なくとも50%は、少なくとも一つの回転可能な要素の回転により生成されていて、
前記少なくとも一つの回転可能な要素は、次の要素、つまりタイヤ、放射経路、光学素子の少なくとも一つを含む
請求項1に記載のタイヤ清浄化装置。 - 前記位置決め経路は、各点で、前記位置決め経路に沿った経路方向を規定し、前記経路方向は、前記円周方向の第一の方向成分と、前記タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分とを有し、
前記位置決め経路の少なくとも70%で、前記第一の方向成分は、前記第二の方向成分よりも大きい、
請求項1または2に記載のタイヤ清浄化装置。 - 前記レーザビームは、前記位置決め経路上に複数のレーザスポットを生成し、
前記複数のレーザスポットの各々のレーザスポットは、前記内面上にその都度一つの加工スポットを生成し、
前記タイヤの前記内面上のいくつかの連続する加工スポットは、加工経路を規定し、前記加工経路に沿って前記内面が清浄化され、前記加工経路は、平行な円軌道で少なくとも一節ずつ延びる、
および/または
前記加工経路は、少なくとも一節ずつらせん状に延びる
請求項1から3のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。 - 前記レーザビームは、前記位置決め経路上に複数のレーザスポットを生成し、隣接するレーザスポットは互いに重なり、特に二つの隣接するレーザスポットは、第一の方向に沿って、前記レーザスポットの一つの、前記第一の方向への拡がりの0%、10%、50%、67%、75%、80%または90%の長さにわたり重なる、請求項1から4のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。
- 前記位置決め装置は、前記タイヤを回転するように構成されていて、前記制御装置は、前記交点の相対運動が、少なくとも部分的に、前記タイヤの回転軸を中心とした前記タイヤの回転によって生じるように構成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。
- 前記清浄化ヘッドは、前記放射経路を回転するように構成されていて、
前記制御装置は、前記交点の前記相対運動が、少なくとも部分的に、前記放射経路の回転により、特に前記タイヤ回転軸を中心とした前記放射経路の回転により生じるように構成されている
請求項1から6のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。 - 前記交点の前記相対運動の90%より多くが、前記タイヤの回転によりおよび/または前記放射経路の回転によって行われる、請求項2、6または7のいずれか一項に記載の特徴を有する、タイヤ清浄化装置。
- 前記放射経路の回転により生成される、前記レーザビームの中心軸を中心とした前記レーザビームの回転を補償する補償素子をさらに備える、請求項2、7または8のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。
- レーザスポットは、矩形のレーザスポットであり、前記位置決め経路の少なくとも70%で、前記経路方向は、前記矩形のレーザスポットの一辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成し、特に前記矩形のレーザスポットは、長辺と短辺とを有し、前記経路方向は、前記矩形のレーザスポットの長辺と80°~100°の角度、特に90°の角度を形成する、請求項4から9のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置と、
前記レーザビームを生成するためのレーザ源と
を備えるタイヤ清浄化システム。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の別のタイヤ清浄化装置と、
前記レーザビームを前記タイヤ清浄化装置かまたは前記別のタイヤ清浄化装置のいずれか一方に供給可能な切替装置と
をさらに備える、請求項11に記載のタイヤ清浄化システム。 - 内面を備えるタイヤであって、前記内面は、特に請求項1から10のいずれか一項に記載のタイヤ清浄化装置によって清浄化されている、タイヤ。
- 加工経路をさらに備え、前記加工経路に沿って、前記内面が清浄化されていて、
特に、
前記加工経路は、各点で、前記加工経路に沿った経路方向を規定し、前記経路方向は、前記円周方向の第一の方向成分と、前記タイヤ回転軸に対して平行の第二の方向成分とを有し、
前記加工経路の少なくとも70%で、前記第一の方向成分は、前記第二の方向成分よりも大きい
請求項13に記載のタイヤ。 - 前記加工経路は、複数の加工スポットを有し、隣接する加工スポットは互いに重なるかまたは接していて、特にそれぞれ二つの隣接する加工スポットは、第一の方向に沿って、前記加工スポットの一つの、前記第一の方向への拡がりの0%、50%、67%、75%、80%または90%の長さにわたり重なっている、請求項14に記載のタイヤ。
- 前記加工経路は、少なくとも一節ずつ平行な円軌道で延びる
および/または
前記加工経路は、少なくとも一節ずつらせん状に延びる
請求項14または15に記載のタイヤ。 - 加工スポットは、矩形の加工スポットであり、前記加工経路の少なくとも90%で、前記経路方向は、前記矩形の加工スポットの一辺と80°~100°、特に90°の角度を形成し、特に前記矩形の加工スポットは、長辺と短辺とを有し、前記経路方向は、前記矩形の加工スポットの長辺と80°~100°、特に90°の角度を形成する、請求項15または16に記載のタイヤ。
- 前記タイヤ回転軸の方向に隣接する加工スポットは、前記タイヤの前記円周方向で、前記加工スポットの拡がりの10%を超えて前記円周方向に互いにずれている、請求項15から17いずれか一項に記載のタイヤ。
- タイヤを清浄化する方法であって、前記方法は、
内面を有し、円周方向とタイヤ回転軸とを規定するタイヤを位置決めするステップと、
放射経路を位置決めし、前記放射経路に沿って前記タイヤの前記内面にレーザビームを放射するステップと、
前記放射経路と前記内面とを互いに相対運動させるステップと
を含み、
前記放射経路と前記内面との交点の相対運動が、前記タイヤの前記内面上の位置決め経路と、前記位置決め経路に沿った速度とを規定し、
前記位置決め経路に沿った、前記円周方向での前記交点の平均速度は、5m/s超である
タイヤを清浄化する方法。 - コンピュータに請求項19に記載の方法を実行させるための、プログラム。
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