專利名稱：包括殼層和芯體的用于輪胎模具的模制元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎硫化模具的領域，并且更特別地涉及活絡型的模具。
背景技術：
活絡模具包括多個集合在一起以限定準環形(quasi-toroidal)模具腔的邊界的分離的部分。特別地，活絡模具具有兩個用于模制輪胎側壁的橫向殼層，以及多個用于模制輪胎胎面的位于所述殼層之間的外圍活絡塊。所有這些部分以選定機構所提供的適當操作順序集合在一起。胎坯必須抵靠模具被牢固地施加和保持，以便于產生精確的結構和幾何尺寸并且形成胎面花紋。為了形成胎面花紋，模具的活絡塊包括從活絡塊的徑向內表面伸出的元件，這些元件形成將被模制在輪胎胎面上的花紋的陰性紋。為了使得單個模具能夠用于制造具有不同形狀胎面花紋的輪胎，例如在EP 0 523 958中描述了一種用于在多個元件中制造模具的活絡塊的已知方法，所述多個元件即具有限定出輪胎胎面的一般曲率的一般形狀的支撐塊，以及多個應用于所述支撐塊并且被設計為形成輪胎胎面花紋的內襯元件。在所述文獻中描述的內襯元件通過模制、例如通過鋼的模制而制造。因此這是高成本制造的大的、重的元件。

發明內容
本發明的目的特別是提供一種更經濟的內襯元件。為了這一目的，本發明提出了一種內襯元件，其用于應用于輪胎的活絡模具的活絡塊的支撐塊，所述內襯元件用于在輪胎胎面的一部分上形成花紋，其特征在于，所述內襯元件包括限定內容積部的邊界的外殼層和用于在模制輪胎過程中抵抗作用于所述殼層上的機械力的位于所述殼層內側的芯體，所述殼層和所述芯體通過激光燒結被制成一體件， 并且所述芯體包括分隔壁的網格。由于只有內襯元件的外表面參與輪胎胎面花紋的模制，因此內襯元件的內部結構可以不同于元件的外部結構。因此本發明提出了內襯元件的設計，其不像現有技術中那樣是實體，而是包括殼層和芯體。由此在假定內襯元件的這兩部分必須滿足不同的需求時可以選擇不同的結構用于制造殼層和芯體，所述需求是對于殼層來說重要的是相對平滑以確保胎面花紋的表面狀態正確，而芯體則必須充分堅固以抵抗從輪胎的模制中形成的機械應力。由此根據本發明的內襯元件的特定結構使得芯體能夠適應于其所承受的應力。由此，使用分隔壁的網格使得可以制造具有足以抵抗從輪胎的模制中形成的機械應力的充分結構強度的芯體。芯體的強度適應于這些應力，這使得可以制造具有關于其強度特別地必需的和充分的特性的組件。由此根據本發明的組件的芯體強度并不過度，并且因此組件的制造變得方便和簡化。
殼層和芯體制成一體件，指的是殼層和芯體由一個材料制成，或換句話說由相同的材料制成，在這種情況下是通過激光燒結制成的。元件通過選擇性激光熔化制成，其更一般地被稱為激光燒結。產品通過粉末的選擇性熔化被制造并且通過層的疊置被構造。所述繞結方法的名稱也縮寫成SLM(選擇性激光熔化)。制造部件的這一方法的優點是部件的形狀可以通過計算機建模，并且部件可以基于所述建模通過燒結被容易地制造。激光可以通過包含部件模型的計算機被控制，并且因此部件可以通過粉末的疊置層的連續燒結制造。這一方法特別適于模具內襯的制造，因為其可用于制造例如為條狀部或條帶的小的內襯元件。通過在彼此疊置的材料層上連續地執行這一激光燒結操作，內襯元件可以被制造成所需形狀。為了形成位于任何給定層的表面上的區域，激光必須掃描整個表面，這需要一定量的時間。然而，如果燒結的目的是形成在任何給定層、例如為豎直分隔壁中為準線性的區域，則必須沿著將被制造的線性元件的長度用激光掃描粉末。因此，明顯地，通過激光燒結形成表面元件比形成線性元件需要更多的時間。分隔壁的形狀和布置可以變化。例如，分隔壁的網格以可以筆直或彎曲的二維空間、或以三維空間中形狀的預定設置而被設定形狀，所述二維空間例如為蜂窩形、菱形、三角形或正方形形狀，所述三維空間例如為立方形、金字塔形或鉆石形形狀或其它形狀。如上所述，通過沿著線性曲線或小的結構進行激光掃描以形成分隔壁的網格比通過在實體表面上激光掃描而形成實體材料快。備選地，芯體的結構還可以通過使用支撐條的網格形成，所述支撐條互連以形成結構組件。由此，當內襯元件將通過激光燒結被制造時，特別有用的是所述內襯包括殼層和芯體，因為與實體內襯元件相比來說，這提供了相當大的時間節約。根據本發明中其它的、可選的特征-殼層由實體材料制成。這確保了殼層具有必要的剛度和表面狀態以用于輪胎胎面花紋的正確模制。-殼層具有從0.25到2毫米范圍內的厚度。-表層被設定形狀為使得被其限定邊界的內容積部被密封。在這種情況下，變得不可能移除殘留在芯體的分隔壁之間的粉末。這具有提高模具元件的熱傳導率的優點。這一配置還使得可以形成一種芯體，其沒有分隔壁，并且在其中存在于殼層的被密封的容積內側的壓實粉末本身能夠為殼層給予必要的和充分的機械剛度。-芯體的分隔壁具有從0.05到1毫米范圍內的厚度。-芯體由互連的支撐條的網格形成。本發明還提出了一種制造如以上所限定的元件的方法，其中沿給定方向在疊置的材料層上執行連續的激光燒結。在這一方法中使用的材料例如可以是金屬粉末。


通過僅僅以舉例的方式給出并且參照附圖的以下描述，將更清楚地理解本發明， 在附圖中-圖1是輪胎硫化模具的一個活絡塊的分解透視圖，所述活絡塊具有多個根據本發明的內襯元件，
-圖2是與圖1相同的視圖，其示出了一個活絡塊，-圖3是圖1的活絡塊的內襯元件的局部透視圖，-圖4是圖3中示出的元件的剖視圖。
具體實施例方式圖1和2示出了用于對輪胎硫化的活絡(或分段)模具的活絡塊10。活絡模具 (未示出)包括多個以圓筒的形式沿周向分布的活絡塊(或區段)，以便限定將被硫化的輪胎胎面的一般形狀。在圖1中，構成活絡塊10的不同元件以分解的形式被示出，而在圖2中所述活絡塊被示出為活絡塊10的所有元件組裝在一起。活絡塊10包括支撐塊12和內襯元件16的一套組合14，其用于形成將被模制的輪胎的一部分胎面的花紋。內襯元件16的組合14預定為應用于活絡塊12的徑向內表面18，如圖2所示。組合14由不同類型的內襯元件16組成例如，組合14可以包括大致沿相對于輪胎的周向定向并且用于形成布置在胎面表面上的溝槽的條狀部20，或各自具有沿周向定向的條帶M和一組沿相對于輪胎的軸向定向的葉片沈的梳狀部22。葉片沈用于形成輪胎胎面邊緣的溝槽。圖3中示出了梳狀部22的細節。圖4是圖3中示出的條帶M和葉片沈的組裝件的剖視圖。可以看出的是，圖3中示出的內襯元件16具有限定內容積部32的邊界的外殼層 30，以及占據內容積部32的內芯體34。外殼層30由實體材料制成，而內芯體34包括被設置為形成正方形的分隔壁36的網格。在形成芯體的網格的分隔壁36之間留有空白空間。由此殼層的內部主要包括由芯體34的分隔壁36分離的空白空間。活絡塊10的內襯元件16由選擇性激光燒結多層金屬粉末的方法制造，以使得內襯元件16的殼層30和芯體34被制成一體件。在所述內襯元件的制造中，壁的激光燒結所需要的時間隨著壁的厚度的增大而增大。這是因為被激光掃描的金屬粉末層的表面面積隨著壁的厚度的增大而增大。因此，顯然，以分隔壁的網格的形式制造芯體34比芯體是實體(實心)的情況快。殼層30的厚度可以例如在0. 25和2毫米之間變化，這將確保其外部外觀相對平滑以便于形成平滑和潔凈的輪胎胎面花紋。芯體34的分隔壁36的厚度可以從0. 05毫米變化到1毫米。這是因為芯體34用于提供元件16的總體剛度，因此不需要其表面狀態為完美狀態。此外，應該注意的是，特別有利的是通過激光燒結形成芯體的分隔壁的網格，因為這一過程使金屬粉末留在網格的空隙中。這一金屬粉末的存在可以提高元件16中的熱傳導率，由此提高輪胎硫化中的內襯元件的熱性能。
權利要求
1.內襯元件(14)，其用于應用于輪胎的活絡模具的活絡塊的支撐塊(12)，所述內襯元件(14)用于在輪胎胎面的一部分上形成花紋，其特征在于，所述內襯元件(14)包括限定內容積部(32)的邊界的外殼層(30)和用于在輪胎被模制時抵抗作用于所述殼層上的機械力的位于所述殼層內側的芯體(34)，所述殼層(30)和所述芯體(34)通過激光燒結被制成一體件，并且所述芯體(34)包括分隔壁(36)的網格。
2.根據權利要求1所述的元件(14)，其特征在于，所述殼層(30)具有從0.25到2毫米范圍內的厚度。
3.根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)，其特征在于，所述表層(30)被設定形狀為使得被其限定邊界的所述內容積部(3 被密封。
4.根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)，其特征在于，所述分隔壁(36)的網格被設定形狀為呈蜂窩形、菱形、三角形或正方形。
5.根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)，其特征在于，所述分隔壁(36)具有從 0. 05到1毫米范圍內的厚度。
6.根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)，其特征在于，所述芯體由互連的支撐條的網格形成。
7.根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)，其特征在于，所述芯體(34)的分隔壁 (36)之間的空間由金屬粉末占據。
8.制造根據前述權利要求中任一項所述的元件(14)的方法，其特征在于，所述方法是沿給定方向疊置的多層材料的連續激光燒結中的一個。
全文摘要
本發明涉及一種模制元件，其用于安裝在用于輪胎的活絡模具的活絡塊的支撐單元上，所述模制元件用于形成輪胎胎面的一部分的造型，其特征在于，模制元件包括限定內容積部的邊界的外殼層(30)和殼層內側的內芯體(34)。
文檔編號B29D30/06GK102256777SQ200980151185
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月16日 優先權日2008年12月17日
發明者O·洛韋爾 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份公司