CN107598790A - 一种多层结构3d磨具的制备工艺 - Google Patents
一种多层结构3d磨具的制备工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种多层结构3D磨具的制备工艺。该制备方法包括：步骤一、弹性膜涂布底胶；步骤二、方框压紧；步骤三、刮涂磨料；步骤四、磨料初步固化；步骤五、压模；步骤六、移模和固化；步骤七、复合海绵层。该多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
Description
技术领域
本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种多层结构3D磨具的制备工艺。
背景技术
海绵砂磨具，广泛应用于制造业、修理业、家具业、装修业等行业，并为上述行业带来了很大的方便，至今仍然是工业的必需品。
现有技术中，海绵砂磨具主要有两种，第一种是通过胶黏剂和磨料砂粒混合后再经涂覆得到，第二种是在基材上先涂附胶黏剂后再利用静电植砂得到。上述这两类现有的海绵砂磨具存在共同的缺陷：(1)因其砂粒容易变钝或脱落，因此导致其研磨力不稳定；(2)由于砂粒容易脱落，利用这类海绵砂磨具对工件进行打磨时，容易造成磨屑堵塞的问题。
发明内容
本发上述目的，本发明明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多层结构3D磨具的制备工艺，该多层结构3D磨具的制备工艺制得的磨具，具有研磨力稳定的优点，且能避免磨屑堵塞的问题。
为了实现采用如下技术方案：
提供一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；
步骤二、方框压紧：将一定高度的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成一定厚度的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加一定的压力进行压模；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，所述步骤三中，所述磨料由以下重量份数的组份组成：
上述技术方案中，所述步骤二中，所述方框的高度设置为0.10mm～1.0mm。
上述技术方案中，所述步骤四中，初步固化的磨料层的厚度为0.05mm～0.50mm。
上述技术方案中，所述步骤五中，所述凹模的深度设置为0.05mm～0.50mm。
上述技术方案中，所述磨粒为氧化铝或碳化硅中一种或两种的组合物；
所述氧化铝和所述碳化硅的粒径大小为80目～10000目。
上述技术方案中，所述胶黏剂为改性酚醛树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂中的一种或两种以上的组合物。
上述技术方案中，所述固化剂为氨基类固化剂或多异氰酸酯固化剂中的一种或两种的组合物，所述填充剂为碳酸钙粉、硅灰石粉或滑石粉中的一种或任意两种以上的组合物，所述消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
上述技术方案中，所述步骤一的初步固化的固化温度为80℃～100℃，固化时间为15s～30s；
所述步骤四的初步固化的固化温度为100℃～120℃，固化时间为3min～5min。
上述技术方案中，所述步骤五中，所施加的压力的大小为50kgf～200kgf。
上述技术方案中，所述步骤六中，固化定型的温度为130℃～150℃，固化定型的时间为5min～10min；
所述步骤六中，后固化的温度为130℃～150℃，后固化的时间为8h～12h。
本发明与现有技术相比较，有益效果在于：
(1)本发明提供的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。
(2)本发明提供的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
(3)本发明提供的一种多层结构3D磨具的制备工艺，由于磨料的组份含有填充剂，该填充剂能够得磨料初步固化后形成的磨料层呈稠而不黏状态，进而在后续工序中，磨料层不会黏在具有3D结构的凹模上，因而能保证生产的连续性。
(4)本发明提供的一种多层结构3D磨具的制备工艺，具有工艺过程简单、生产成本低，并能够适用于工业化大规模应用的特点。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1。
一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；本实施例中，初步固化的固化温度为90℃，固化时间为22s；
步骤二、方框压紧：将高度为0.50mm的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成厚度为0.30mm的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；本实施例中，初步固化的固化温度为110℃，固化时间为4min；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加120kgf的压力进行压模；本实施例中，凹模的深度设置为0.30mm；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；本实施例中，固化定型的温度为140℃，固化定型的时间为8min；后固化的温度为140℃，后固化的时间为10h；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，步骤三中，磨料由以下重量份数的组份组成：
本实施例中，磨粒为氧化铝，氧化铝的粒径大小为5000目。
本实施例中，胶黏剂为改性酚醛树脂。
本实施例中，固化剂为多异氰酸酯固化剂，填充剂为碳酸钙粉，消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
本实施例的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
实施例2。
一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；本实施例中，初步固化的固化温度为80℃，固化时间为30s；
步骤二、方框压紧：将高度为0.10mm的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成厚度为0.05mm的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；本实施例中，初步固化的固化温度为100℃，固化时间为5min；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加50kgf的压力进行压模；本实施例中，凹模的深度设置为0.05mm；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；本实施例中，固化定型的温度为130℃，固化定型的时间为10min；后固化的温度为130℃，后固化的时间为12h；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，步骤三中，磨料由以下重量份数的组份组成：
本实施例中，磨粒为碳化硅；碳化硅的粒径大小为80目。
本实施例中，胶黏剂为环氧树脂。
本实施例中，固化剂为氨基类固化剂，填充剂为硅灰石粉，消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
本实施例的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
实施例3。
一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；本实施例中，初步固化的固化温度为100℃，固化时间为15s；
步骤二、方框压紧：将高度为1.0mm的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成厚度为0.50mm的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；本实施例中，初步固化的固化温度为120℃，固化时间为3min；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加200kgf的压力进行压模；本实施例中，凹模的深度设置为0.50mm；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；本实施例中，固化定型的温度为150℃，固化定型的时间为5min；后固化的温度为150℃，后固化的时间为8h；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，步骤三中，磨料由以下重量份数的组份组成：
本实施例中，磨粒为氧化铝和碳化硅的组合物；氧化铝和碳化硅的粒径大小为10000目。
本实施例中，胶黏剂为丙烯酸树脂。
本实施例中，固化剂为多异氰酸酯类固化剂，填充剂为滑石粉，消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
本实施例的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
实施例4。
一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；本实施例中，初步固化的固化温度为85℃，固化时间为27s；
步骤二、方框压紧：将高度为0.3mm的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成厚度为0.20mm的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；本实施例中，初步固化的固化温度为105℃，固化时间为4.5min；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加80kgf的压力进行压模；本实施例中，凹模的深度设置为0.20mm；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；本实施例中，固化定型的温度为135℃，固化定型的时间为9min；后固化的温度为135℃，后固化的时间为11h；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，步骤三中，磨料由以下重量份数的组份组成：
本实施例中，磨粒为氧化铝和碳化硅的组合物；氧化铝和碳化硅的粒径大小为1000目。
本实施例中，胶黏剂为改性酚醛树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂的组合物。
本实施例中，固化剂为氨基类固化剂和多异氰酸酯固化剂的组合物，填充剂为碳酸钙粉和硅灰石粉的组合物，消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
本实施例的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
实施例5。
一种多层结构3D磨具的制备工艺，它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；本实施例中，初步固化的固化温度为95℃，固化时间为20s；
步骤二、方框压紧：将高度为0.8mm的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成厚度为0.40mm的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；本实施例中，初步固化的固化温度为115℃，固化时间为3.5min；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加160kgf的压力进行压模；本实施例中，凹模的深度设置为0.40mm；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；本实施例中，固化定型的温度为145℃，固化定型的时间为6min；后固化的温度为145℃，后固化的时间为9h；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，步骤三中，磨料由以下重量份数的组份组成：
本实施例中，磨粒为氧化铝和碳化硅的组合物；氧化铝和碳化硅的粒径大小为3000目。
本实施例中，胶黏剂为改性酚醛树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂的组合物。
本实施例中，固化剂为氨基类固化剂，填充剂为碳酸钙粉、硅灰石粉和滑石粉的组合物，消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
本实施例的一种多层结构3D磨具的制备工艺，所制得的多层结构3D磨具，其磨料层具有自锐性，在研磨过程中，磨粒会逐层脱落，脱落后不断有新的磨粒露出，进而使得研磨力稳定。另外，所制得的多层结构3D磨具，由于其磨料层的中部设置有沟槽，进而使得研磨过程中产生的磨屑能轻易地从沟槽排出，进而能避免磨屑堵塞的问题，所制得的多层结构3D磨具尤其适用于湿磨工序。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、弹性膜涂布底胶：在弹性膜的表面涂布一层底胶层，然后初步固化并保留底胶层具有一定的黏性；
步骤二、方框压紧：将一定高度的方框置于底胶层上，然后压紧；
步骤三、刮涂磨料：将磨料按照方框的厚度刮涂到方框内；
步骤四、磨料初步固化：对步骤三的磨料进行初步固化，形成一定厚度的磨料层，并使得磨料层呈稠而不黏状态；
步骤五、压模：将具有3D结构的凹模置于磨料层的表面，然后施加一定的压力进行压模；
步骤六、移模和固化：移开步骤五的凹模，然后对磨料层先进行固化定型，然后进行后固化处理，得到具有三维结构磨料层的弹性膜，所形成的磨料层的中部设置有沟槽；
步骤七、复合海绵层：将步骤六得到的具有三维结构磨料层的弹性膜的底面与海绵层进行复合，即制得所述多层结构3D磨具；
其中，所述步骤三中，所述磨料由以下重量份数的组份组成：
2.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，所述方框的高度设置为0.10mm～1.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，初步固化的磨料层的厚度为0.05mm～0.50mm。
4.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，所述凹模的深度设置为0.05mm～0.50mm。
5.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述磨粒为氧化铝或碳化硅中一种或两种的组合物；
所述氧化铝和所述碳化硅的粒径大小为80目～10000目。
6.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述胶黏剂为改性酚醛树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂中的一种或两种以上的组合物。
7.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述固化剂为氨基类固化剂或多异氰酸酯固化剂中的一种或两种的组合物，所述填充剂为碳酸钙粉、硅灰石粉或滑石粉中的一种或任意两种以上的组合物，所述消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。
8.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤一的初步固化的固化温度为80℃～100℃，固化时间为15s～30s；
所述步骤四的初步固化的固化温度为100℃～120℃，固化时间为3min～5min。
9.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中，所施加的压力的大小为50kgf～200kgf。
10.根据权利要求1所述的一种多层结构3D磨具的制备工艺，其特征在于：所述步骤六中，固化定型的温度为130℃～150℃，固化定型的时间为5min～10min；
所述步骤六中，后固化的温度为130℃～150℃，后固化的时间为8h～12h。
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