BR112016027187B1

BR112016027187B1 - Artigo abrasivo com um núcleo incluindo um material de polímero, roda abrasiva e seu método de preparação

Info

Publication number: BR112016027187B1
Application number: BR112016027187-4A
Authority: BR
Inventors: Boris L. Serebrennikov; Debdutta ROY; John Tunstall; Arup K. Khaund
Original assignee: Saint-Gobain Abrasives, Inc.; Saint-Gobain Abrasifs
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2022-04-12
Also published as: EP3148742B1; BR112016027187A8; US20150343601A1; US20170334040A1; US10213903B2; CN106457500B; CN106457500A; TWI583730B; EP3148742A4; US9764449B2; MX2016015250A; BR112016027187A2; CN110421493A; EP3148742A1; US20190143485A1; WO2015184344A1; TW201605949A

Abstract

ARTIGO ABRASIVO COM UM NÚCLEO INCLUINDO UM MATERIAL DE POLÍMERO. Um artigo abrasivo em forma de uma roda abrasiva que compreende um núcleo e um corpo abrasivo ligado disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo. O núcleo compreende um material de polímero e tem uma HDT de 0,45 MPa de pelo menos cerca de 130°C, e uma baixa razão de contração.

Description

CAMPO TÉCNICO

[1] A presente invenção refere-se a um artigo abrasivo e em particular a um artigo abrasivo tendo um núcleo que inclui um material de polímero.

[2] O uso de rodas abrasivas para contornar e/ou chanfrar a borda de um material plano, por exemplo, um material em lâmina feito de vidro ou metal, é tipicamente realizado por razões de segurança e estéticas. Essas rodas abrasivas podem incluir rodas abrasivas contendo diamantes e podem ser utilizadas para moldar as bordas de materiais para várias indústrias, incluindo, mas não se limitando a, indústrias automotivas, arquitetônicas, de móveis e de aparelhos elétricos. Certas rodas abrasivas da técnica anterior estão descritas nas Patentes US n°s. 3.830.020; 4.457.113; 6.769.964 e Publicação US n°. 20090017736. As rodas de moedura de borda comerciais incluem tipicamente uma parte de núcleo de metal pesado e um abrasivo ligado perfilado disposto na periferia do núcleo de metal.

[3] Há uma série de questões não resolvidas associadas com ferramentas de moedura de borda e existe uma necessidade continua para produtos melhorados.

SUMÁRIO

[4] De acordo com um aspecto, um artigo abrasivo compreende um corpo abrasivo ligado colocado dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e fibras de reforço, e em que o núcleo tem uma temperatura de deflexão térmica (HDT) a 0,45 MPa de pelo menos cerca de 130°C e uma razão de contração não maior que 3%.

[5] De acordo com outro aspecto, um artigo abrasivo compreende um corpo abrasivo ligado, disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e fibras de reforço, as fibras de reforço tendo uma razão de aspecto média de comprimento para largura variando se pelo menos 10 a não mais que 5000.

[6] Ainda em outro aspecto, um artigo abrasivo compreende um corpo abrasivo ligado, disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e compreende ainda uma porção interna e uma porção radial externa disposta circunferencialmente em torno da periferia da porção interna, em que a porção radial externa compreende uma espessura (Tor) diferente de uma espessura da porção interna (Tir).

[7] Em um outro aspecto, um método para preparação de uma roda abrasiva compreende a inserção de um corpo abrasivo ligado em um molde e a moldagem por injeção de um núcleo em torno de pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado para formar um artigo abrasivo ligado integralmente, em que o núcleo compreende um material de polímero e tem uma HDT a 0,45 MPa de pelo menos 130°C e uma razão de contração não maior que 3%, e em que o corpo abrasivo ligado está disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica do núcleo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[8] A presente divulgação pode ser melhor compreendida, e as suas numerosas características e vantagens podem ser tornas evidentes para os versados na técnica fazendo referência aos desenhos anexos.

[9] A FIG. 1 inclui um fluxograma ilustrando um método de preparação de um artigo abrasivo de acordo com uma modalidade.

[10] A FIG. 2A inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva de acordo com uma modalidade.

[11] A FIG. 2B inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva de acordo com uma modalidade.

[12] A FIG. 3A inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva incluindo uma camada de amortecimento de vibrações de acordo com uma modalidade.

[13] A FIG. 3B inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva incluindo uma camada de amortecimento de vibrações de acordo com outra modalidade.

[14] A FIG. 3C inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva incluindo uma camada de amortecimento de vibrações de acordo com uma outra modalidade adicional.

[15] A FIG. 4 inclui uma ilustração de uma conexão de acoplamento entre um núcleo e um corpo abrasivo ligado de acordo com uma modalidade.

[16] A FIG. 5 inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva de acordo com uma modalidade ilustrando um diâmetro (D) do núcleo e uma espessura máxima (t) do núcleo.

[17] A FIG. 6A inclui uma representação em seção transversal de uma seção de uma roda abrasiva ilustrando uma espessura máxima do corpo abrasivo ligado Tbm e uma espessura máxima do núcleo de Tcm de acordo com uma modalidade.

[18] A FIG. 6B inclui uma representação em seção transversal de uma seção de uma roda abrasiva ilustrando uma espessura máxima do corpo abrasivo ligado Tbm e uma espessura máxima do núcleo Tcm de acordo com uma modalidade.

[19] A FIG. 7 inclui uma representação em seção transversal de uma roda abrasiva que ilustra uma espessura da porção radial externa (Tor) e uma espessura da porção interna (Tir) de acordo com uma modalidade.

[20] A FIG. 8 inclui uma foto ilustrando um núcleo moldado por injeção montado em um cubo de teste de aço de acordo com uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[21] Como usado aqui, os termos "compreende", "compreendendo", "inclui", "incluindo", "tem", “tendo” ou qualquer outra variação destes, destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de características não é necessariamente limitado apenas a essas características, mas pode incluir outras características não expressamente listadas ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.

[22] Como usado aqui, e a menos que expressamente indicado em contrário, "ou" refere-se a “inclusivo ou” e não a “exclusivo ou”. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente), e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes).

[23] Além disso, o uso de "a" ou "um" é para descrever elementos e componentes aqui descritos. Isto é feito apenas por conveniência e para dar um sentido geral do escopo da invenção. Esta descrição deve ser lida para incluir um ou pelo menos um e o singular também inclui o plural, a menos que seja óbvio que significa o contrário.

[24] Várias modalidades da presente descrição serão agora descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos.

[25] De acordo com uma modalidade, como também mostrado na FIG. 1, o método de preparação de um artigo abrasivo da presente invenção pode incluir as seguintes etapas: 1) fornecer um molde 101; 2) inserir um abrasivo ligado no molde 102; 3) moldar por injeção um núcleo 103; 4) resfriar e solidificar o núcleo 104; e 5) remover o artigo abrasivo do molde 105.

[26] O molde pode ser projetado tendo um volume interno que corresponde à forma externa do núcleo para uma roda abrasiva. O corpo abrasivo ligado pode ser inserido no molde, por exemplo, próximo ou na periferia do molde, de tal modo que, durante a moldagem por injeção, o corpo abrasivo ligado possa ser sobremoldado com o material de polímero injetado.

[27] A temperatura de moldagem por injeção depende do tipo de material de polímero utilizado para formar o núcleo. Geralmente, a temperatura de moldagem por injeção pode ser pelo menos de cerca de 25°C a cerca de 50°C superior à temperatura mínima necessária para encher o molde com material de polímero fundido. Em uma modalidade, a temperatura de moldagem por injeção pode ser pelo menos de 230°C, tal como pelo menos 250°C, ou pelo menos 280°C. Em outra modalidade, a temperatura de moldagem por injeção não pode ser maior que 400°C, tal como não maior que 350°C ou não maior que 300°C. Será apreciado que a temperatura de moldagem por injeção pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 230°C a cerca de 380°C, de cerca de 250°C a cerca de 350°C ou de cerca de 280°C a cerca de 330°C.

[28] Depois do resfriamento e da solidificação do núcleo, o corpo abrasivo ligado pode estar disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica do núcleo.

[29] Em uma outra modalidade, o método de preparação de um artigo abrasivo pode incluir a adição de uma camada de amortecimento de vibrações entre pelo menos uma porção do núcleo e pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado. A inclusão da camada de amortecimento de vibrações pode ser completada antes da moldagem por injeção do núcleo ao corpo abrasivo ligado. Por exemplo, uma camada de amortecimento de vibrações pode ser fixa parcialmente ou temporariamente a pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado. O corpo abrasivo ligado e a camada de amortecimento de vibrações podem ser dispostos no molde. Em seguida, o material pode ser injetado no molde para formar o núcleo e ligar o núcleo à camada de amortecimento de vibrações e ao corpo abrasivo ligado.

[30] Tal como demonstrado nas modalidades representadas nas FIGs. 2A e 2B, o artigo abrasivo 20 formado pelo método acima descrito compreende um núcleo 21 que compreende um material de polímero e um corpo abrasivo ligado 23. Em um caso particular, o corpo abrasivo ligado pode estar disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica do núcleo.

[31] O núcleo 21 pode incluir um material de polímero particular que facilita um melhor desempenho do corpo abrasivo ligado, incluindo, mas não se limitando a, aspectos de resistência, usabilidade, amortecimento de vibrações, e de fabricação.

[32] Em uma modalidade, o núcleo do artigo abrasivo da presente divulgação pode ter uma temperatura de deflexão de calor (HDT) específica a 0,45 MPa de pelo menos cerca de 130°C, tal como pelo menos cerca de 140°C, pelo menos cerca de 150°C, pelo menos, cerca de 160°C, pelo menos cerca de 180°C, pelo menos cerca de 200°C; pelo menos cerca de 230°C, pelo menos cerca de 250°C, ou pelo menos cerca de 260°C. Em outra modalidade não limitativa, a HDT do núcleo a 0,45 MPa não pode ser não maior que 400°C, tal como não maior que 380°C, ou não maior que 360°C. Será apreciado que a HDT a 0,45 MPa do núcleo pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 130°C a cerca de 400°C, de cerca de 200°C a cerca de 350°C, ou de cerca de 250°C a cerca de 330°C.

[33] Em uma outra modalidade, o núcleo 21 do artigo abrasivo pode ter uma razão de contração não maior que 3%, tal como não maior que 2%, não maior que 1,5%, não 1,0%, não maior que 0,8%, não maior que 0,5%, não maior que 0,3%, não maior que 0,1%, ou não maior que 0,05%. Em uma modalidade particular, a razão de contração não pode ser maior que 0,1%.

[34] Em outra modalidade, a razão de contração do núcleo é pelo menos 0,001% ou pelo menos 0,005%. Será apreciado que a razão de contração do núcleo pode estar dentro de qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tais como de 0,001% a 3%, de 0,005% a 1% ou de 0,001% a 0,1%.

[35] Em uma outra modalidade, o núcleo 21 do artigo abrasivo pode ter um impacto de Charpy de pelo menos 45 kJ/m2, tal como pelo menos 50 kJ/m2, pelo menos 55 KJ/m2, pelo menos 60 kJ/m2, pelo menos 80 kJ/m2, pelo menos 100 kJ/m2, ou pelo menos de 150 kJ/m2; em um outro aspecto, o impacto de Charpy não pode ser maior que 300 kJ/m2 ou não maior que 250 kJ/m2. Será apreciado que o impacto de Charpy pode estar dentro de uma faixa a partir de qualquer um dos valores mínimos e máximos indicados acima, tais como a partir de 45 kJ/m2 a 300 kJ/m2, a partir de 50 kJ/m2 a 250 kJ/m2, ou a partir de 100 kJ/m2 a 180 kJ/m2.

[36] Em uma modalidade o núcleo 21 pode incluir um material de polímero selecionado a partir do grupo de uma poliamida (PA), tereftalato de polibutileno (PBT), um sulfeto de polifenileno (PPS), tetrafluoroetileno de etileno (ETFE), um poliéter-cetona (PEEK), um poliéster (PE), uma polietilenoimina (PEI), uma poliéter-sulfona (PESU), um tereftalato de polietileno (PET), uma poliftalamida (PPA), um poli(sulfeto de p-fenileno), um policarbonato (PC), acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), PC- ABS, ou qualquer combinação dos mesmos. Em um aspecto, o material de polímero pode ser um nylon, um PBT, um PPS, ou um PC-ABS. O nylon pode ser, por exemplo, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 66/6, nylon 410 ou nylon 46. Em uma modalidade particular, o material de polímero do núcleo pode consistir essencialmente em PPS. Em outra modalidade particular, o material de polímero do núcleo pode consistir essencialmente em PC-ABS. Em outra modalidade, o material de polímero do núcleo pode ser essencialmente isento de nylon.

[37] Em uma outra modalidade, o núcleo 21 pode conter ainda fibras de reforço e/ou um pó distribuído no interior do material de polímero. As fibras de reforço podem incluir, por exemplo, fibras de vidro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras orgânicas, fibras minerais ou combinações das mesmas. Os pós adequados podem ser, por exemplo, carbonato de cálcio, pó de vidro, pó mineral ou talco.

[38] Em uma modalidade particular, as fibras de reforço do núcleo podem consistir essencialmente em fibras de carbono. Em uma outra modalidade particular, as fibras de reforço do núcleo podem consistir essencialmente em fibras de vidro. Por consistindo essencialmente deve ser entendido apenas um tipo específico de fibras contendo apenas impurezas inevitáveis.

[39] A quantidade de fibras de reforço e/ou pó contido no núcleo pode ser pelo menos cerca de 1% em peso, tal como pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 15% em peso, pelo menos cerca de 20% em peso, 25% em peso, ou pelo menos cerca de 30% em peso, com base no peso total do núcleo. Em outro aspecto, a quantidade de fibras de reforço e/ou pó pode não ser maior que 60% em peso, tal como não maior que 55% em peso, não maior que 50% em peso, não maior que 45% em peso ou não maior que 40% em peso. Será apreciado que a quantidade de fibras de reforço e/ou pó contido no núcleo pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 5% a cerca de 50% em peso, de cerca de 15% em peso a cerca de 40% em peso, de cerca de 30% em peso a cerca de 50% em peso, ou de cerca de 20% em peso a cerca de 35% em peso com base no peso total do núcleo.

[40] Em uma modalidade, as fibras de reforço podem ter uma razão de aspecto média de comprimento para largura de pelo menos cerca de 3, tal como pelo menos cerca de 5, pelo menos cerca de 10, pelo menos cerca de 30, pelo menos cerca de 50, pelo menos cerca de 100, pelo menos cerca de 500 ou pelo menos cerca de 800. Em uma outra modalidade, a razão de aspecto primária das fibras de reforço pode não ser maior que 5000, tal como não maior que 3500, não maior que 2000, não maior que 1200, não maior que 1100, ou não maior que 1000. Será apreciado que a razão de aspecto média das fibras de reforço pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 3 a cerca de 5000, de cerca de 3 a cerca de 1300, de cerca de 10 a cerca de 1200, de cerca de 100 a cerca de 1200, de cerca de 500 a cerca de 1200, de cerca de 700 a 1200, ou de cerca de 800 a cerca de 1200.

[41] Em uma modalidade, o núcleo do artigo abrasivo da presente divulgação pode consistir essencialmente no material de polímero e nas fibras de reforço, estando as fibras de reforço presentes em uma quantidade de 30 a 50% em peso com base no peso total do núcleo e tendo uma razão de aspecto média de comprimento para largura de 500 a 1200.

[42] Em uma modalidade particular, o núcleo pode compreender PPS e fibras de carbono, as fibras de carbono tendo uma razão de aspecto média de cerca de 800 a cerca de 1200, em que o núcleo pode ter uma razão de contração não maior que 0,1% e um módulo de tensão de pelo menos cerca de 20,0 GPa.

[43] Em uma outra modalidade particular, o núcleo pode compreender PC-ABS e fibras de vidro, as fibras de vidro tendo uma razão de aspecto média de cerca de 800 a cerca de 1200, em que o núcleo pode ter uma razão de contração não maior que 0,1% e um módulo de tensão de pelo menos cerca de 20,0 GPa.

[44] De acordo com uma modalidade, o núcleo 21 do artigo abrasivo pode representar uma maior parte do volume total do artigo abrasivo. Por exemplo, em uma modalidade, o núcleo pode ser pelo menos cerca de 60% em peso com base no volume total do artigo abrasivo, tal como pelo menos cerca de 70% em volume, pelo menos cerca de 75% em volume, pelo menos 80% em volume ou pelo menos 85% em volume. Ainda, em outra modalidade não limitativa, o núcleo pode não ser maior que cerca de 99% em volume do artigo abrasivo, tal como não maior que cerca de 97% em volume, não maior que cerca de 95% em volume ou não maior que cerca de 90% em volume. Será apreciado que a porcentagem em volume do núcleo do artigo abrasivo com base no volume total do artigo abrasivo pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 65% em volume a cerca de 99% em volume, de cerca de 70% em volume a cerca de 95% em volume, ou de cerca de 80% em volume a cerca de 95% em volume.

[45] O corpo abrasivo ligado 22 pode ser disposto em uma reentrância na superfície periférica do núcleo 21 e pode incluir partículas abrasivas fixas em um material de ligação. As partículas abrasivas adequadas podem incluir, por exemplo, óxidos, carbonetos, nitretos, boretos, diamantes, nitreto de boro cúbico, carboneto de silício, carboneto de boro, alumina, nitreto de silício, carboneto de tungstênio, zircônia ou uma combinação dos mesmos. Em um aspecto particular, as partículas abrasivas do abrasivo ligado são partículas de diamante. Em pelo menos uma modalidade, as partículas abrasivas podem consistir essencialmente em diamante.

[46] As partículas abrasivas contidas no corpo abrasivo ligado podem ter um tamanho médio de partícula adequado para facilitar um desempenho de moedura particular. Por exemplo, as partículas abrasivas podem ter um tamanho menor do que cerca de 200 0 μm, tal como menor do que cerca de 1000 μm, menor do que cerca de 500 μm ou menor do que cerca de 300 μm. Em um outro aspecto, as partículas abrasivas podem ter um tamanho de pelo menos 0,01 μm, tal como pelo menos 0,1 μm, pelo menos cerca de 1 μm, pelo menos 5 μm ou pelo menos 10 μm. Será apreciado que a dimensão das partículas abrasivas contidas no abrasivo ligado pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 0,01 μm a cerca de 2000 μm, de cerca de 1 μm a cerca de 500 μm, de cerca de 5 μm a cerca de 300 μm ou de cerca de 50 μm a cerca de 150 μm.

[47] O material de ligação do corpo abrasivo ligado pode incluir um material inorgânico, um material orgânico e uma combinação dos mesmos. Os materiais inorgânicos adequados para uso como material de ligação podem incluir metais, vidro, cerâmicas de vidro e uma combinação dos mesmos. Por exemplo, um material de ligação inorgânico pode incluir uma ou mais composições de metais ou elementos tais como Cu, Sn, Fe, W, WC, Co e uma combinação dos mesmos. Os materiais orgânicos podem incluir resinas, por exemplo, termofixos, termoplásticos e uma combinação dos mesmos. Por exemplo, algumas resinas adequadas podem incluir resinas fenólicas, epóxis, poliésteres, ésteres de cianato, gomas de laca, poliuretanos, borracha, poli-imidas e uma combinação dos mesmos.

[48] Como também é mostrado nas modalidades da FIG. 2A e 2B, o corpo abrasivo ligado pode incluir um perfil em forma de V 22 ou em forma de U 23 estabelecidos no seu interior, que será reproduzido no material a ser moldado.

[49] O artigo abrasivo da presente descrição pode ser selecionado a partir de uma faixa de tamanhos adequados para facilitar a moagem eficiente dependendo da peça de trabalho. Em uma modalidade, o artigo abrasivo pode incluir uma roda abrasiva tendo um diâmetro de pelo menos cerca de 25 mm, tal como pelo menos cerca de 30 mm ou pelo menos cerca de 50 mm. Em uma outra modalidade, o diâmetro da roda não pode ser maior que 500 mm, tal como não maior que 450 mm, não maior que 300 mm ou não maior que 200 mm. Será apreciado que o diâmetro da roda pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 25 mm a cerca de 500 mm, de cerca de 50 mm a cerca de 250 mm, ou de cerca de 25 mm a cerca de 150 mm.

[50] Em uma modalidade, o artigo abrasivo da presente descrição pode incluir uma camada de amortecimento de vibrações disposta entre pelo menos uma porção do núcleo e uma porção do corpo abrasivo ligado.

[51] A FIG. 3A mostra uma modalidade, em que a camada de amortecimento de vibrações 33 está contida na superfície superior 35 e na superfície inferior 36 do corpo abrasivo ligado 32 na reentrância do núcleo 31, e em que a camada de amortecimento de vibrações 33 se estende ao longo de todo o comprimento da superfície superior 35 e da superfície inferior 36 do corpo abrasivo ligado.

[52] A FIG. 3B mostra uma modalidade em que a camada de amortecimento de vibrações está contida por trás do corpo abrasivo ligado 32, sobre a superfície lateral 37 do corpo abrasivo na reentrância do núcleo 31, estendendo-se sobre toda a superfície lateral 37 do corpo abrasivo ligado.

[53] Tal como ainda mostrado na FIG. 3C, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode também estar contida na superfície lateral 37, bem como sobre as superfícies superior e inferior 35, 36 do corpo abrasivo ligado na reentrância do núcleo 31. Na modalidade da FIG. 3C, a camada de amortecimento de vibrações estende-se sobre toda a superfície superior 35, toda a superfície inferior 36, e toda a superfície lateral 37 do corpo abrasivo ligado.

[54] Em um aspecto, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode incluir um material adequado para o amortecimento de vibrações que são geradas no corpo abrasivo ligado 32 durante a operação de moedura do artigo abrasivo 30. Em pelo menos uma modalidade, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode facilitar ainda a fabricação do artigo abrasivo e facilitar a junção do corpo abrasivo ligado 32 ao núcleo 31, durante o processo de formação. Em uma modalidade particular, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode incluir um material de polímero. Alguns exemplos adequados de materiais de polímeros podem incluir uma borracha termoplástica ou uma borracha termoendurecida de um elastômero termoplástico. Por exemplo, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode incluir de silicone, um poliuretano, um estireno butadieno (SBR), ou combinações dos mesmos. Em um aspecto particular, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode consistir essencialmente em silicone.

[55] Em outro aspecto, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode ter um módulo de tensão de pelo menos cerca de 50 MPa, tal como pelo menos cerca de 60 MPa, de pelo menos cerca de 80 MPa, ou de pelo menos cerca de 100 MPa. Em um aspecto adicional, o módulo de tensão não pode ser maior que cerca de 200 MPa, tal como não maior que cerca de 180 MPa ou não maior que cerca de 150 MPa. Será apreciado que o módulo de tensão pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 50 MPa a cerca de 200 MPa, de cerca de 60 MPa a cerca de 170 MPa, ou de cerca de 100 MPa a cerca de 150 MPa.

[56] Em um aspecto adicional, a camada de amortecimento de vibrações 33 pode ter um módulo compressivo (CM) de pelo menos 0,2 MPa, tal como, pelo menos, 0,5 MPa ou, pelo menos, 2 MPa. Ainda em outro aspecto, o CM da camada de amortecimento de vibrações não pode ser maior que cerca de 10 MPa, tal como não maior que cerca de 8 MPa, ou não maior que cerca de 7 MPa. Será apreciado que o CM pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 0,2 MPa a cerca de 9 MPa ou de cerca de 0,3 MPa a cerca de 5 MPa.

[57] Em outra modalidade, a camada de amortecimento de vibrações pode ter uma espessura adequada para facilitar o desempenho melhorado. Por exemplo, a espessura da camada de amortecimento de vibrações pode ser pelo menos cerca de 0,05 mm, tal como pelo menos cerca de 0,2 mm, ou pelo menos cerca de 0,3 mm. Ainda em outra modalidade, a espessura da camada de amortecimento de vibrações não pode ser maior que 2,0 mm, tal como não maior que 1,6 mm, ou não maior que 1,3 mm. Será apreciado que a espessura da camada de amortecimento de vibrações pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 0,1 mm a cerca de 2,0 mm, de cerca de 0,2 a cerca de 1,5 mm, ou de cerca de 0,3 mm a cerca de 1,0 mm.

[58] Ainda em outro aspecto, a espessura da camada de amortecimento de vibrações pode ser reduzida por pelo menos 3% a uma pressão de pelo menos cerca de 10 MPa, com base na espessura da camada de amortecimento de vibrações a 0,1 MPa.

[59] O núcleo e o corpo abrasivo ligado podem ser acoplados direta ou indiretamente. Em uma modalidade, o núcleo e o corpo abrasivo ligado podem ser unidos entre si por atrito, o que pode não necessariamente incluir uma ligação coesiva ou fixadores mecânicos. Em outro aspecto, o corpo abrasivo ligado pode ser fixo ao núcleo com um adesivo. Em uma outra modalidade, o corpo abrasivo ligado e o núcleo podem compreender uma conexão de acoplamento, a qual pode ter a forma de um bloqueio mecânico.

[60] Com referência à FIG. 4, uma modalidade é demonstrada mostrando uma seção transversal de uma conexão de acoplamento entre o núcleo 41 e o corpo abrasivo ligado 42 em forma de um bloqueio mecânico. O bloqueio mecânico pode ser formado, por exemplo, durante a moldagem por injeção do núcleo, preenchendo canais cônicos 43 fornecidos na superfície do corpo abrasivo ligado 42 com o material à base de polímero fundido. Após a solidificação do núcleo 41, uma estrutura de fixação do tipo encaixe pode ser estabelecida.

[61] Em outra modalidade, uma ou mais superfícies do corpo abrasivo ligado podem ter textura de superfície para facilitar o acoplamento melhorado entre o corpo abrasivo ligado e o núcleo. Por exemplo, uma ou mais superfícies do corpo abrasivo ligado podem ser rugosas por escovação ou jato de areia, ou uma estrutura mecânica pode ser aplicada, por exemplo, por gravação em relevo de uma estrutura tipo alveolar.

[62] Em uma modalidade, tal como demonstrado na vista em seção transversal da FIG. 5, o artigo abrasivo 50 pode ter uma razão particular de diâmetro externo (D) do núcleo 51 com a espessura máxima (t) do núcleo 51, que pode facilitar a fabricação e desempenho do artigo abrasivo 50. Por exemplo, em um aspecto, o artigo abrasivo pode ter uma razão (D:t) de pelo menos cerca de 10:1, tal como pelo menos cerca de 12:1 ou pelo menos cerca de 15:1. Em outro aspecto, a razão (D:t) pode não ser maior que cerca de 30:1, tal como não maior que cerca de 25:1, ou não maior que cerca de 20:1. Será apreciado que a razão entre o diâmetro do núcleo (D) e a espessura máxima do núcleo (t) pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 35:1 a cerca de 10:1, de Cerca de 20:1 a cerca de 10:1, ou de cerca de 15:1 a cerca de 10:1.

[63] Em uma outra modalidade, como demonstrado na FIG. 6A e 6B, o artigo abrasivo pode ter uma razão particular de uma espessura máxima (tbm) do corpo abrasivo ligado 62 a uma espessura máxima (tcm) do núcleo 61 próximo à superfície superior e inferior do corpo abrasivo ligado. Em um aspecto, a razão (tbm:tcm) é pelo menos cerca de 1:2, tal como pelo menos cerca de 1:1,5 ou pelo menos cerca de 1:1. Em um outro aspecto, a razão (tbm:tcl) não pode ser maior que cerca de 5:1, tal como não maior que cerca de 3:1, ou não maior que cerca de 2:1. Será apreciado que a razão da espessura máxima do corpo abrasivo ligado para a espessura mais baixa do núcleo pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores máximos e mínimos indicados acima, tal como de cerca de 1:2 a cerca de 5:1, de cerca de 1:1 a cerca de 3:1, ou de cerca de 1:1 a cerca de 2:1.

[64] Em uma outra modalidade, como demonstrado na FIG. 7, o artigo abrasivo da presente divulgação pode compreender um núcleo 71 que tem uma porção interna e uma porção radial externa disposta circunferencialmente em torno da periferia da porção interna, em que a porção radial externa compreende uma espessura (Tor) diferente de uma espessura da porção interna (Tir). Em uma modalidade, uma razão (Tor:Tir) da espessura da porção radial externa (Tor) para uma espessura da porção interna (Tir) pode ser pelo menos cerca de 1,5:1, tal como pelo menos cerca de 2:1 ou pelo menos cerca de 3:1. Em uma outra modalidade, a razão de Tor:Tir pode ser não maior que cerca de 10:1, tal como não maior que cerca de 8:1, ou não maior que cerca de 6:1. Será apreciado que a razão de Tor:Tir pode estar dentro de uma faixa entre qualquer um dos valores mínimos e máximos indicados acima, tais como de cerca de 1,5:1 a cerca de 10:1, de cerca de 2:1 a cerca de 8:1, ou de cerca de 6:1 a cerca de 2:1.

[65] A FIG. 8 mostra uma foto de uma roda de moedura moldada por injeção montada em um cubo de teste de aço de acordo com uma modalidade.

[66] O artigo abrasivo da presente descrição pode ser projetado para moldar as bordas de uma peça de trabalho. A peça de trabalho pode ser um material inorgânico ou orgânico, tal como, por exemplo, vidro, plástico, cerâmica ou metal. Em uma modalidade particular, a peça de trabalho pode incluir vidro, incluindo, mas não se limitando a, vidro de automóvel, vidro arquitetônico, vidro de mobiliário, vidro óptico e vidro utilizado em monitores e/ou para cobrir dispositivos eletrônicos (por exemplo, um telefone). A peça de trabalho pode ainda ser cristalina, tal como monocristalina ou policristalina, incluindo, mas não se limitando a, safira.

[67] Em uma modalidade particular, o artigo abrasivo da presente descrição pode ser uma roda abrasiva. Em um aspecto, a resistência à ruptura da roda abrasiva pode ser pelo menos de 135 m/s, tal como pelo menos 150 m/s, pelo menos 160 m/s ou pelo menos 180 m/s. Em outra modalidade, a resistência à ruptura não pode ser maior que 300 m/s, tal como não maior que 280 m/s ou não maior que 250 m/s.

[68] Em outro aspecto, a roda abrasiva pode ser projetada de modo a poder ser fixa mecanicamente a um mandril. Em um aspecto, o mandril pode ser uma parte integral do núcleo e sendo formado em conjunto com o núcleo durante a moldagem por injeção.

[69] Verificou-se surpreendentemente que certos materiais à base de polímeros são adequados para uso como núcleo de acordo com as modalidades aqui descritas. Consequentemente, pode ser formada uma roda abrasiva de peso leve adequada para a moedura de bordas com elevada resistência mecânica e capacidade de uso. Além disso, o processo de fabricação dos artigos abrasivos das modalidades aqui apresentadas tem benefícios comprovados em termos de eficiência de fabricação.

[70] Muitos aspectos e modalidades diferentes são possíveis. Alguns destes aspectos e modalidades são aqui descritos. Depois de ler este relatório descritivo, os versados na técnica compreenderão que esses aspectos e modalidades são apenas ilustrativos e não limitam o escopo da presente invenção. As modalidades podem estar de acordo com qualquer um ou mais dos itens como listados abaixo.

ITENS

[71] It em 1. Um artigo abrasivo, compreendendo um corpo abrasivo ligado disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e o núcleo tem uma HDT a 0,45 MPa de pelo menos cerca de 130°C.

[72] It em 2. Um artigo abrasivo, compreendendo um corpo abrasivo ligado disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e o núcleo tem uma razão de contração não maior que cerca de 3%.

[73] Item 3. Um artigo abrasivo, compreendendo um corpo abrasivo ligado, disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e compreende ainda uma porção interna e uma porção radial externa disposta circunferencialmente em torno da periferia da porção interna, em que a porção radial externa compreende uma espessura (Tor) diferente de uma espessura da porção interna (Tir).

[74] It em 4. Um artigo abrasivo, compreendendo um corpo abrasivo ligado disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e o núcleo tem um módulo de tensão de pelo menos cerca de 4 GPa.

[75] Item 5. O artigo abrasivo do item 4, em que o módulo de tensão do núcleo é pelo menos cerca de 5 GPa, tal como pelo menos cerca de 10 GPa, pelo menos cerca de 15 GPa, pelo menos cerca de 18 GPa, ou pelo menos cerca de 20 GPa.

[76] Item 6. O artigo abrasivo do item 1, em que o núcleo tem uma HDT a 0,45 MPa de pelo menos cerca de 140°C, tal como pelo menos cerca de 150°C, pelo menos cerca de 160°C, pelo menos cerca de 170°C, pelo menos cerca de 180°C, pelo menos cerca de 190°C, pelo menos cerca de 200°C, pelo menos 250°C ou pelo menos 260°C.

[77] Item 7. O artigo abrasivo do item 2, em que o núcleo tem uma razão de contração não maior que 2,5%, tal como não maior que cerca de 2,0%, não maior que cerca de 1,5%, não maior que cerca de 1,0%, não maior que cerca de 0,8%, não maior que cerca de 0,5%, não maior que cerca de 0,3%, não maior que 0,1% ou não maior que 0,05%.

[78] Item 8: O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o núcleo tem um impacto de Charpy de pelo menos 45 kJ/m2, pelo menos 50 kJ/m2, pelo menos 60 kJ/m2, pelo menos 80 kJ/m2, ou pelo menos de 100 kJ/m2, ou pelo menos de 150 kJ/m2.

[79] Item 9. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 1 a 8, em que o impacto de Charpy não é maior que 300 kJ/m2, ou não maior que 250 kJ/m2.

[80] Item 10. O artigo abrasivo do item 3, em que a razão entre a espessura da porção radial externa (Tor) e uma espessura da porção interna (Tir) é de cerca de 1:1 a cerca de 10:1, tal como de cerca de 1:1 a cerca de 8:1, ou de cerca de 1:1 a cerca de 5:1.

[81] Item 11. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o material de polímero inclui, pelo menos, um dentre uma poliamida (PA), um tereftalato de polibutileno (PBT), um sulfeto de polifenileno (PPS), tetrafluoroetileno de etileno (ETFE), uma poliéter-cetona (PEEK), um poliéster (PE), uma polietilenoimina (PEI), uma poliéter-sulfona (PESU), um tereftalato de polietileno (PET), uma poliftalamida (PPA), um poli(sulfeto de p-fenileno), policarbonato (PC), acrilonitrila- butadieno-estireno (ABS), PC-ABS, ou qualquer combinação dos mesmos.

[82] Item 12. O artigo abrasivo do item 11, em que o material de polímero inclui PPS ou PC-ABS.

[83] Item 13. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o núcleo compreende ainda fibras de reforço e/ou um pó.

[84] Item 14. O artigo abrasivo do item 13, em que a quantidade de fibras de reforço e/ou de pó varia de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do núcleo.

[85] Item 15. O artigo abrasivo dos itens 13 ou 14, em que as fibras de reforço incluem fibras de vidro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras orgânicas, fibras minerais, ou as combinações das mesmas.

[86] Item 16: O artigo abrasivo dos itens 13 a 15, em que as fibras de reforço têm uma razão de aspecto média de pelo menos 3, tal como pelo menos 6, pelo menos 10, pelo menos 100, pelo menos 500, pelo menos 700, pelo menos 800, pelo menos 1000, pelo menos 1200, ou pelo menos 1500.

[87] Item 17. O artigo abrasivo dos itens 13 a 15, em que as fibras de reforço têm uma razão de aspecto média de não mais que 5000, tal como não mais que 3000, ou não maior que 1500.

[88] Item 18. O artigo abrasivo de qualquer do item 13, em que o pó inclui pelo menos um dentre carbonato de cálcio, talco, ou um pó mineral.

[89] Item 19. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 13 a 17, em que o núcleo consiste essencialmente em sulfeto de polifenileno (PPS) e fibras de carbono.

[90] Item 20. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 13 a 17, em que o núcleo consiste essencialmente em fibras de PC- ABS e vidro.

[91] Item 21. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o corpo abrasivo ligado compreende partículas abrasivas, incluindo diamante, nitreto de boro cúbico, carboneto de silício, carboneto de boro, alumina, nitreto de silício, carboneto de tungstênio, zircônia, ou uma combinação dos mesmos.

[92] Item 22. O artigo abrasivo do item 21, em que as partículas abrasivas compreendem diamante.

[93] Item 23. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que um material de ligação do corpo abrasivo ligado inclui Cu, Sn, Fe, W, WC, Co, Ti ou qualquer combinação dos mesmos.

[94] Item 24. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o núcleo fornece uma quantidade de volume de pelo menos cerca de 60% em volume e não maior que cerca de 99% em volume, tal como pelo menos cerca de 70% em volume e não maior que cerca de 95% em peso, ou pelo menos cerca de 80% em volume e não maior que 95% em peso com base na quantidade do volume total do núcleo e do corpo abrasivo ligado.

[95] Item 25. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que uma razão de um diâmetro máximo do núcleo para uma espessura máxima de núcleo é entre cerca de 30:1 a cerca de 10:1.

[96] Item 26. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que uma razão de uma espessura máxima do corpo abrasivo ligado para uma espessura máxima de núcleo é entre cerca de 5:1 a cerca de 1: 5.

[97] Item 27. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o núcleo está em contato direto com o corpo abrasivo ligado.

[98] Item 28. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, que compreende ainda uma camada de amortecimento de vibrações disposta entre pelo menos uma porção do núcleo e uma porção do corpo abrasivo ligado.

[99] Item 29. O artigo abrasivo do item 28, em que a camada de amortecimento de vibrações compreende um material de polímero.

[100] Item 30. O artigo abrasivo do item 29, em que o material de polímero da camada de amortecimento de vibrações inclui silicone, uma borracha termoendurecível ou termoplástica, um elastômero termoplástico, um poliuretano, ou uma combinação dos mesmos.

[101] Item 31. O artigo abrasivo do item 30, em que o material de polímero compreende silicone.

[102] Item 32. O artigo abrasivo do item 31, em que a camada de amortecimento de vibrações consiste essencialmente em silicone.

[103] Item 33. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 28 a 32, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo de tensão de pelo menos 50.

[104] Item 34. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 28 a 33, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo compressivo de pelo menos 0,2 MPa.

[105] Item 35. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 28 a 34, em que uma espessura da camada de amortecimento de vibrações é reduzida por pelo menos 3% a uma pressão de pelo menos 10 MPa, com base na espessura da camada de amortecimento de vibrações a 0,1 MPa.

[106] Item 36. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 1 a 35, que compreende ainda uma conexão de acoplamento entre o núcleo e o corpo abrasivo ligado.

[107] Item 37. O artigo abrasivo do item 36, em que a conexão de acoplamento é um bloqueio mecânico que tem uma estrutura de encaixe.

[108] Item 38. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens anteriores, em que o artigo é uma roda abrasiva.

[109] Item 39. A roda abrasiva do item 38, em que a roda abrasiva tem uma resistência à ruptura de pelo menos 140 m/s, tal como, pelo menos, 145 m/s, pelo menos, 150 m/s, 160 m/s, ou pelo menos 180 m/s.

[110] Item 40. A roda abrasiva dos itens 38 ou 39, em que a roda abrasiva está configurada para moldar uma peça de trabalho compreendendo vidro, tal como um monitor de vidro ou uma tampa para um dispositivo eletrônico, vidro arquitetônico, vidro de móveis, vidro óptico, ou vidro automotivo.

[111] It em 41. Um método de preparação de uma roda abrasiva, compreendendo a inserção de um corpo abrasivo ligado dentro de um molde; e a moldagem por injeção de um núcleo em torno de pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado para formar um artigo abrasivo integralmente ligado, em que o núcleo compreende um material de polímero e tem uma HDT de 0,45 MPa de pelo menos 130°C e uma razão de contração de pelo menos 3%; e o corpo abrasivo ligado está disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica do núcleo.

[112] It em 42. O método do item 41, em que o material de polímero inclui pelo menos uma poliamida (PA), um tereftalato de polibutileno (PBT), um sulfeto de polifenileno (PPS), tetrafluoroetileno de etileno (ETFE), uma poliéter-cetona (PEEK), um poliéster (PE), uma polietilenoimina (PEI), uma poliéter-sulfona (PESU), um tereftalato de polietileno (PET), uma poliftalamida (PPA), um poli(sulfeto de p-fenileno), policarbonato (PC), acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), PC- ABS, ou qualquer combinação dos mesmos.

[113] Item 43. O método do item 42, em que o material de polímero inclui PPS ou PC-ABS.

[114] It em 44. O método de qualquer um dos itens 41, 42, ou 43, em que o material de polímero compreende fibras de reforço ou um pó.

[115] Item 45. O método do item 44, em que a quantidade das fibras de reforço varia de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do material de polímero.

[116] Item 46. O método dos itens 44 ou 45, em que as fibras de reforço incluem fibras de vidro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras orgânicas, fibras minerais, ou qualquer combinação das mesmas.

[117] It em 47. O método de qualquer um dos itens 41 a 46, em que o corpo abrasivo ligado compreende partículas abrasivas selecionadas do grupo que consiste em diamante, nitreto de boro cúbico, carboneto de silício, carboneto de boro, alumina, nitreto de silício, carboneto de tungstênio, zircônia, e combinações dos mesmos.

[118] Item 48. O método do item 47, em que as partículas abrasivas compreendem partículas de diamante.

[119] Item 49. O método de qualquer um dos itens 41 a 48, em que o núcleo está em contato direto com o corpo abrasivo ligado.

[120] Item 50. O método de qualquer um dos itens 41 a 49, compreendendo ainda a adição de uma camada de amortecimento de vibrações disposta entre pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado e pelo menos uma porção do núcleo antes da moldagem por injeção.

[121] It em 51. O método do item 50, em que a camada de amortecimento de vibrações inclui uma borracha termoplástica, uma borracha termoendurecível, um elastômero termoplástico, um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

[122] It em 52. O método do item 51, em que a camada de amortecimento de vibrações consiste essencialmente em silicone.

[123] Item 53. O método de qualquer um dos itens 50 a 52, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo de módulo de tensão de pelo menos 50 MPa.

[124] It em 54. O método de qualquer um dos itens 50 a 53, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo compressivo (CM) de pelo menos 0,2 MPa.

[125] Item 55. Um artigo abrasivo, compreendendo: um corpo abrasivo ligado disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo compreende um material de polímero e fibras de reforço, as fibras de reforço tendo uma razão de comprimento para largura que varia de pelo menos 10 a não mais que 5000.

[126] Item 56. O artigo abrasivo do item 55, em que a razão de aspecto das fibras de reforço varia de 100 a 1200.

[127] Item 57. O artigo abrasivo dos itens 55 ou 56, em que o núcleo tem uma HDT de 0,45 MPa de pelo menos 130°C.

[128] Item 58. O artigo abrasivo do item 57, em que a HDT do núcleo a 0,45 MPa é pelo menos 260°C.

[129] Item 59. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-57, em que o núcleo tem uma razão de contração não maior que cerca de 3%.

[130] Item 60. O artigo abrasivo do item 59, em que a razão de contração do núcleo não é maior que cerca de 0,1%.

[131] Item 61. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-60, em que o núcleo tem um módulo de tensão de pelo menos cerca de 4,0 GPa.

[132] Item 62. O artigo abrasivo do item 61, em que o módulo de tensão do núcleo é pelo menos cerca de 20 GPa.

[133] Item 63. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-62, em que a razão entre a espessura da porção radial externa (Tor) e uma espessura da porção interna (Tir) é de cerca de 1:1 a cerca de 10:1, tal como de cerca de 1:1 a cerca de 8:1, ou de cerca de 1:1 a cerca de 5:1.

[134] Item 64. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-63, em que o material de polímero inclui pelo menos um dentre uma poliamida (PA), um tereftalato de polibutileno (PBT), um sulfeto de polifenileno (PPS), tetrafluoroetileno de etileno (ETFE), uma poliéter-cetona (PEEK), um poliéster (PE), uma polietilenoimina (PEI), uma poliéter-sulfona (PESU), um tereftalato de polietileno (PET), uma poliftalamida (PPA), um poli(sulfeto de p-fenileno), policarbonato (PC), acrilonitrila- butadieno-estireno (ABS), PC-ABS, ou uma combinação dos mesmos.

[135] Item 65. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-64, em que as fibras de reforço incluem fibras de vidro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras orgânicas, fibras minerais, ou as combinações das mesmas.

[136] Item 66. O artigo abrasivo do item 65, em que as fibras de reforço compreendem fibras de vidro.

[137] Item 67. O artigo abrasivo do item 65, em que as fibras de reforço compreendem fibras de carbono.

[138] Item 68. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-67, em que a quantidade de fibras de reforço varia de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do núcleo.

[139] Item 69. O artigo abrasivo do item 55, em que o núcleo compreende PPS e fibras de carbono e uma razão de contração do núcleo não é maior que 0,1%.

[140] Item 70. O artigo abrasivo do item 55, em que o núcleo compreende PC-ABS e fibras de vidro e uma razão de contração do núcleo não é maior que 0,1%.

[141] It em 71. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-70, em que o corpo abrasivo ligado compreende partículas abrasivas selecionadas do grupo que consiste em diamante, nitreto de boro cúbico, carboneto de silício, carboneto de boro, alumina, nitreto de silício, carboneto de tungstênio, zircônia, ou uma combinação dos mesmos.

[142] Item 72. O artigo abrasivo do item 71, em que as partículas abrasivas compreendem diamante.

[143] Item 73. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-72, em que um material de ligação do corpo abrasivo ligado inclui Cu, Sn, Fe, W, WC, Co, Ti ou qualquer combinação dos mesmos.

[144] It em 74. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-73, em que o núcleo fornece uma quantidade de volume de pelo menos cerca de 60% em volume e não maior que cerca de 99% em volume, tal como pelo menos cerca de 70% em volume e não maior que cerca de 95% em peso, ou pelo menos cerca de 80% em volume e não maior que 95% em peso com base na quantidade do volume total do núcleo e no corpo abrasivo ligado.

[145] Item 75. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-74, em que uma razão de um diâmetro máximo do núcleo para uma espessura máxima do núcleo é entre cerca de 30:1 a cerca de 10:1.

[146] Item 76. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-75, em que uma razão de uma espessura máxima do corpo abrasivo ligado para uma espessura máxima do núcleo é entre cerca de 5:1 a cerca de 1:5.

[147] It em 77. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-76, em que o núcleo está em contato direto com o corpo abrasivo ligado.

[148] Item 78. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-77, que compreende ainda uma camada de amortecimento de vibrações disposta entre pelo menos uma porção do núcleo e uma porção do corpo abrasivo ligado.

[149] Item 79. O artigo abrasivo do item 78, em que a camada de amortecimento de vibrações compreende um material de polímero.

[150] Item 80. O artigo abrasivo do item 79, em que o material de polímero da camada de amortecimento de vibrações inclui silicone, uma borracha termoendurecível ou termoplástica, um elastômero termoplástico, um poliuretano, ou uma combinação dos mesmos.

[151] Item 81. O artigo abrasivo do item 80, em que o material de polímero compreende silicone.

[152] Item 82. O artigo abrasivo do item 81, em que a camada de amortecimento de vibrações consiste essencialmente em silicone.

[153] Item 83. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 78-82, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo de tensão de pelo menos 50.

[154] Item 84. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 78-83, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo compressivo de pelo menos 0,2 MPa.

[155] Item 85. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 78-84, em que uma espessura da camada de amortecimento de vibrações é reduzida por pelo menos 3% sob uma pressão de pelo menos 10 MPa, com base na espessura da camada de amortecimento de vibrações a 0,1 MPa.

[156] Item 86. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 78-85, que compreende ainda uma conexão de acoplamento entre o núcleo e o corpo abrasivo ligado.

[157] Item 87. O artigo abrasivo do item 86, em que a conexão de acoplamento é um bloqueio mecânico tendo uma estrutura de encaixe.

[158] Item 88. O artigo abrasivo de qualquer um dos itens 55-87, em que o artigo abrasivo é uma roda abrasiva.

[159] Item 89. A roda abrasiva do item 88, em que a roda abrasiva tem uma resistência à ruptura de pelo menos 150 m/s.

[160] Item 90. A roda abrasiva dos itens 88 ou 89, em que a roda abrasiva está configurada para moldar uma peça de trabalho compreendendo vidro.

Exemplos

[161] Os seguintes exemplos não limitativos ilustram a presente invenção.

Seleção do material do núcleo

[162] Seis materiais de resina termoplástica foram avaliados quanto as propriedades dos materiais que podem ser relevantes para formar fortes núcleos de artigos abrasivos. As propriedades do material dos seis materiais de resina exemplares são mostradas na Tabela 1.

Moldagem por Injeção de Roda de Moedura

[163] Um molde de injeção de disco com dimensões da cavidade de diâmetro externo de 102,25 mm e 10,00 mm de profundidade foi preparado e um anel de diamante abrasivo foi colocado na cavidade do molde. O anel de diamante tinha um diâmetro externo de 102,2 mm, um diâmetro interno de 88,3 mm e uma espessura de 6 mm. As partículas de diamante do anel abrasivo tinham um tamanho médio de partícula de 91 μm, e a matriz de ligação foi feita a partir de uma mistura de Cu, Sn, Fe e Ti.

[164] Os ensaios de moldagem foram conduzidos em uma máquina de moldagem por injeção de 120 ton Van Dorn hidráulico, com 38 mm, 21 L/D, parafuso de propósito geral 2,4 CR. Para os experimentos de moldagem por injeção, os materiais E2, E5, E6 e da Tabela 1 foram selecionados. Antes da moldagem, os materiais de polímeros selecionados para moldagem por injeção foram secos durante 4 horas a 80°C em um secador de desumidificação. Os parâmetros de moldagem por injeção são listados na Tabela 2 abaixo. Tabela 2. Parâmetros do processo de moldagem por Injeção.

[165] A comparação do desempenho de moedura e as propriedades dos produtos relacionados das rodas de moedura moldadas por injeção feitas com os materiais E2, E5 e E6 podem ser vistas na Tabela 3:

[166] Com base nos dados acima expostos salienta-se que o controle do material do núcleo em relação a HDT a 0,45 MPa, a razão de contração, módulo de tensão, e o tipo e razão de aspecto média das fibras de reforço incluídas podem facilitar um melhor desempenho das rodas de moedura.

Determinação da Razão de Contração

[167] Para a determinação da razão de contração, um molde de teste específico foi utilizado com um diâmetro interno de 150 mm e um volume total de 238 cm3. A "razão de contração" foi calculada de acordo com a equação (1-(L2-L1)/L2), em que L2 representa a dimensão da cavidade do molde de teste, e L1 representa a dimensão do material formado no molde de teste à temperatura ambiente (20°C). Para a razão de contração, a razão de contração linear foi calculada, a qual é a razão entre a variação dimensional linear em relação à dimensão original.

Medição da HDT @ 0,45 MPa

[168] A HDT @ 0,45 MPa foi medida de acordo com o teste padronizado ASTM D 648-07, que é expressamente incorporada por referência neste documento.

Medição de um Módulo de Tensão

[169] A MOE foi medida de acordo com o teste de padronização ASTM D 638-08, que é expressamente incorporado por referência neste documento.

Medição do Módulo compressivo (CM)

[170] O CM foi medido de acordo com o teste normalizado ASTM D 695-10, que é expressamente incorporado por referência neste documento.

Medição do Módulo de Flexão

[171] O módulo de flexão foi medido de acordo com os testes padronizados ASTM D 790-10 e D 6272-10, que são expressamente incorporados por referência neste documento.

Medição de Impacto de Charpy

[172] O Charpy de impacto foi medido de acordo com o teste padronizado ASTM D 6110-10, que é expressamente incorporado por referência neste documento.

Medição de Fora do Equilíbrio

[173] O parâmetro "Fora do Equilíbrio" foi medido com um balanceador de Hines HVR-50 a uma velocidade de medição de 630 rpm.

[174] No relatório descritivo anterior, os conceitos foram descritos com referência a modalidades específicas. No entanto, um versado na técnica compreende que várias modificações e alterações podem ser feitas sem se afastarem do escopo da invenção conforme definido nas reivindicações abaixo. Assim, a especificação e as figuras devem ser consideradas como ilustrativas em vez de em um sentido restritivo, e todas essas modificações se destinam a ser incluídas dentro do escopo da invenção.

Claims

1. Artigo abrasivo (20), caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo abrasivo ligado (23) disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica de um núcleo, em que o núcleo (21) compreende um material de polímero e fibras de reforço, e em que o núcleo tem uma HDT a 0,45 MPa de pelo menos 130°C e uma razão de contração não maior que 3%.

2. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo compreende: um material de polímero e fibras de reforço, as fibras de reforço tendo uma razão de aspecto média de comprimento para largura que varia de pelo menos 10 e não superior à 5000.

3. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o núcleo tem uma razão de contração não superior à 0,1.

4. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o núcleo tem um módulo de tensão de pelo menos 20,0 GPa.

5. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material de polímero inclui pelo menos um dentre uma poliamida (PA), um tereftalato de polibutileno (PBT), um sulfeto de polifenileno (PPS), tetrafluoroetileno de etileno (ETFE), um poliéter-cetona (PEEK), um poliéster (PE), uma polietilenoimina (PEI), uma poliéter-sulfona (PESU), um tereftalato de polietileno (PET), uma poliftalamida (PPA), um poli(sulfeto de p-fenileno), um policarbonato (PC), uma acrilonitrila-butadieno - estireno (ABS), um PC-ABS, ou qualquer combinação dos mesmos.

6. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as fibras de reforço incluem fibras de vidro, fibras de carbono, fibras cerâmicas, fibras orgânicas, fibras minerais e as combinações das mesmas.

7. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as fibras de reforço incluem fibras de vidro ou fibras de carbono.

8. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o núcleo consiste em material de polímero e fibras de reforço, as fibras de reforço estando presentes em uma quantidade de 30% a 50% em peso com base no peso total do núcleo e tendo uma razão de aspecto média de comprimento para largura de 500 a 1200.

9. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o material de polímero inclui PPS ou PC-ABS.

10. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma camada de amortecimento de vibrações disposta entre pelo menos uma porção do núcleo e uma porção do corpo abrasivo ligado, em que a camada de amortecimento de vibrações tem um módulo de tensão de pelo menos 50.

11. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o núcleo compreende ainda uma porção interna e uma porção radial externa disposta circunferencialmente em torno da periferia da porção interna, em que a porção radial externa compreende uma espessura (Tor) diferente de uma espessura da porção interna (Tir).

12. Artigo abrasivo, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o artigo abrasivo é uma roda abrasiva configurada para moldar uma peça de trabalho que compreende vidro.

13. Roda abrasiva, conforme definida na reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a roda abrasiva tem uma resistência à ruptura de pelo menos 150 m/s.

14. Método de preparação de uma roda abrasiva, conforme definida na reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende: inserir um corpo abrasivo ligado dentro de um molde (102); e moldar por injeção um núcleo (103) em torno de pelo menos uma porção do corpo abrasivo ligado para formar um artigo abrasivo ligado integralmente, em que o núcleo compreende um material de polímero e tem uma HDT a 0,45 MPa de pelo menos 130°C, e uma razão de contração não superior à 3%; e o corpo abrasivo ligado está disposto dentro de uma reentrância interna de uma superfície periférica do núcleo.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o núcleo compreende uma razão de contração não superior à 0,1% e um módulo de tensão de pelo menos 20 GPa.