CN110312594A - 用于制备磨料制品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在制备磨料制品的方法和系统中，将磨料颗粒装载到分配工具，该分配工具包括限定多个间隔狭槽的多个上壁以及限定多个分配狭槽的多个下壁。间隔狭槽向分配狭槽敞开，分配狭槽向工具的下侧敞开。装载的颗粒被间隔开并被分配工具分配到在下侧下方并沿纵向相对于工具移动的背衬幅材的主面。上壁在纵向上间隔颗粒。由下壁分配的颗粒经历取向顺序，其中每个颗粒取向成沿纵向排列的列。上壁可以倾斜于下壁设置。上壁和下壁可以具有尖的上部部分。

Description

用于制备磨料制品的系统和方法
背景技术
本公开涉及磨料制品。更特别地，本公开涉及用于将磨料颗粒布置在背衬上作为制造磨料制品的一部分的工具、系统和方法。
一般来讲，带涂层磨料制品具有固定到背衬的磨料层。磨料层包含磨料颗粒和将磨料颗粒固定到背衬的粘结剂。一种通用型的带涂层磨料制品具有由底胶涂层或底胶层、复胶涂层或复胶层和磨料颗粒组成的磨料层。在制备此类带涂层磨料制品时，将包含可固化底胶树脂的底胶层前体施加到背衬的主表面。然后，将磨料颗粒至少部分地嵌入到可固化底胶树脂中，并且使可固化底胶树脂至少部分固化以将磨料颗粒粘附到背衬的主表面。然后将包含可固化复胶树脂的复胶层前体施加在至少部分固化的可固化底胶树脂和磨料颗粒上，接着固化该可固化复胶树脂前体，并且任选地另外固化该可固化底胶树脂。
通常经由滴涂技术来完成将磨料颗粒施加到背衬构造(例如，涂有底胶层前体的背衬)的主面，在该滴涂技术中，批量供给的磨料颗粒通过料斗供给并且在重力作用下落到主面上(例如，落到底胶层前体上或底胶层前体中)。磨料颗粒在接触主面时的空间取向在所有方向上完全是随机的。另选地，静电涂覆(e-涂覆)也是熟知的，并且一般采用静电场来抵抗重力将磨料颗粒竖直地推动到主面上(例如，推动到底胶层前体上或底胶层前体中)。通过静电涂覆，实现磨料颗粒在一个方向上取向，使得每个磨料颗粒的细长尺寸相对于背衬表面基本上竖立(直立)是可能的。然而，静电涂覆比滴涂更昂贵，并且对于所有类型的磨料颗粒可为不可行的(例如，可难以一致地静电涂覆相对大的磨料颗粒)。
鉴于上述，需要用于将磨料颗粒施加到背衬构造作为制造磨料制品的一部分的经改善的系统和方法。
发明内容
本公开的一些方面涉及制备磨料制品的方法。该方法包括将磨料颗粒装载到分配工具。分配工具包括限定多个第一狭槽的多个第一壁和限定多个第二狭槽的多个第二壁。第一狭槽中的每一个向分配工具的下侧敞开。第二狭槽中的每一个向多个第一壁的上侧敞开。当磨料颗粒装载到分配工具中时，使用多个第二壁间隔磨料颗粒。装载到分配工具中的磨料颗粒的至少大部分经历颗粒间隔顺序，其中磨料颗粒的至少大部分中的每个磨料颗粒进入多个第二狭槽中的一个，并且穿过与相邻第二狭槽中的磨料颗粒间隔开的相应的第二狭槽。然后将磨料颗粒从分配工具分配到位于分配工具的下侧的正下方并且相对于分配工具移动的背衬构造幅材的主面上。从分配工具分配的磨料颗粒的至少大部分经历颗粒取向顺序，其中磨料颗粒的至少大部分中的每个磨料颗粒进入多个第一狭槽中的一个，部分地穿过相应的第一狭槽，使得磨料颗粒的第一部分越过下侧并与主面接触，并且使得磨料颗粒的第二部分在第一狭槽内，并保持同时与第一壁中的至少一个和主面接触一段停留期间，在该停留期间内，幅材相对于分配工具移动。
本公开的其他方面涉及用于制备磨料制品的系统。系统包括分配工具和幅材供给装置。分配工具包括多个上壁和多个下壁，多个上壁限定具有入口侧和下侧的多个间隔狭槽，多个下壁限定具有上侧和出口侧的多个分配狭槽。幅材供给装置被构造成在纵向上操纵位于分配工具的出口侧正下方的背衬构造幅材。每个分配狭槽限定基本上平行于纵向的第一长度。每个间隔狭槽限定倾斜于纵向的第二长度。
附图说明
图1是根据本公开原理的用于制造磨料制品的系统的一部分的简化图示，该系统包括分配工具，该分配工具具有设置在传送机上方的多层壁和狭槽的网格。
图2A是分配工具的透视图，该分配工具具有两层壁和狭槽，用于间隔和对准待附接到基板的颗粒。
图2B是图2A的分配工具的透视图，其中颗粒通过两层壁和狭槽朝向基板落下。
图2C是图2B的基板的透视图，示出了以间隔开的行和列分配的颗粒。
图3A是根据本公开的原理的分配工具的一部分的透视图，并且可用于图1的系统。
图3B是图2A的工具的端视图，示出了上壁和下壁的高度以及下壁之间的间隔。
图3C是图2A的工具的顶视图，示出了上壁和下壁之间的间隔。
图4是可以在本公开的分配工具中使用以形成狭槽的示例性壁的透视图，该壁具有沿上部部分延伸的边缘。
图5是包括上壁和下壁的分配工具的透视图，该上壁和下壁包括沿壁的上部部分延伸的边缘，如图4所示。
图6A是分配工具的顶视图，该分配工具具有相对于下壁的取向成一角度设置的上壁。
图6B是图6A的分配工具的透视图，示出了穿过上壁和下壁的颗粒。
图7A是图3A至图3C的分配工具的侧视图，作为用于制造磨料制品和将磨料颗粒分配到幅材上的系统的一部分。
图7B是图7A的布置的顶视图，示出了进入上壁和下壁的颗粒。
图8是根据本公开原理的用于制造研磨制品的系统的一部分的简化图示，该系统包括分配工具，该分配工具具有设置在多个分配环内的多个间隔壁。
图9是图8的分配工具的透视图，示出了对准的环和交叉的壁。
图10是图9的分配工具的侧视图，示出了设置在对准的环内的多个交叉的壁。
图11是图8至图10的分配工具的透视图，作为用于制造磨料制品和将磨料颗粒分配到幅材上的系统的一部分。
图12A是三角形磨料的顶部平面图，示出了颗粒的长度，该磨料颗粒可用于本公开的工具、系统和方法。
图12B是图12A的三角形磨料颗粒的端视图，示出了颗粒的厚度。
图12C是图12A的三角形磨料颗粒的侧视图，示出了颗粒的高度。
图13是具有底部取向壁和顶部分配壁的双层工具加工系统的图示。
图14是经由图13的双层工具加工系统分配在背衬上的磨料颗粒的图示。
具体实施方式
堆叠网格实施方案
本公开的方面涉及用于制造磨料制品的工具、系统和方法，并且特别地涉及用于将磨料颗粒施加到背衬构造的装置和方法。作为参考，图1示出了用于根据本公开的原理制造磨料制品的系统20的部分，该系统20包括分配装置22连同在磨料制品的制造中通常采用的其它部件或装置。例如，磨料制品的制造常规地包括用于沿着行进的路径或纵向26移动背衬构造幅材24的结构和机构(例如辊、传送带等)。背衬构造幅材24可采取各种形式，并且在一些实施方案中包括已施加底胶涂层前体树脂30(或其它树脂或粘合剂)的背衬28。例如，对于图1的非限制性布置，背衬28被推进越过将底胶涂层前体树脂30施加在背衬28的主表面34上的涂覆机32，从而产生背衬构造幅材24(例如，带涂层背衬)。在其他实施方案中，可以将多个涂层施加到背衬28，以在输送到分配装置22时产生背衬构造幅材24；在其他实施方案中，背衬构造幅材24仅由背衬28组成(即，在与分配装置22相互作用之前，背衬28不经受树脂涂覆操作)。如下所述，磨料颗粒36(为了便于理解，在图1中极大地夸大了其尺寸)通过分配装置22施加到背衬构造幅材24的主面38，该分配装置22以其它方式分配来自供给40的磨料颗粒36。在施加磨料颗粒36之后，背衬构造幅材24离开分配装置22，并且任选地经受诸如来自装置43的另外的处理(例如，施加复胶涂层42、通过常规手段(例如，e-涂覆)施加另外的磨料颗粒、施加助磨剂、施加超复胶涂层、固化、切割等)以生产最终磨料制品，诸如带涂层磨料制品。
供给40可以被定位在分配装置22上方的高度H处。高度H的量值可以影响在分配装置22中接收颗粒的效率。例如，有时颗粒在从供给40流出之后可以影响分配装置22并且可以从分配装置22弹出。这些颗粒或从系统20中损失，从而产生废物，或落在主面38上，并且可能导致颗粒不适当对准，这可能会降低带涂层磨料制品的研磨效率。因此，已经发现，如果使供给40更靠近分配装置22以减小高度H的大小，则可以从分配装置22损失更少的颗粒。特别地，使供给40更靠近分配装置22可以减小颗粒的线性动量，从而在它们与分配装置22接触时降低速度。这可以降低颗粒上的反应冲击力，这可以减少颗粒从分配装置22“跳出”。在其他示例中，可以减小颗粒的质量以减小颗粒的线性动量。
分配装置22被构造成在将磨料颗粒36施加并随后粘结到主面38时，实行磨料颗粒36的至少大部分的粗略的偏置取向和对准。据此，分别在图2A至图2C和图3A至3C中以简化形式示出了根据本公开的原理并且可用于或可用作分配装置22(图1)的分配工具44和分配工具50的一个实施方案的部分。
本文描述的分配装置，包括分配装置22、分配工具44、分配工具50等，可以包括彼此相邻定位的多个工具加工层。每个工具加工层可以具有多个壁和狭槽，这些壁和狭槽相对于彼此以一定角度取向。在双层实施方案中，顶部工具加工层可以被构造成确保颗粒的均匀或半规则间隔或分配，并且底部工具加工层可以被构造成确保颗粒的共同取向。如参考图2A至图2C和图3A至图3C所讨论的，此种双层分配装置可以实施为堆叠构造，或如参考图8至图11所讨论的实施为圆柱形筒实施方案。
图2A是分配工具44的透视图，其具有包括壁46和48的两个层，壁46和48分别包括狭槽47和49，用于对准要附接到幅材24的主面38的颗粒36。幅材24被构造成在方向26上移动。壁48平行于方向26设置。壁46可以垂直于方向26设置。壁46可以被构造成具有不同的尺寸。例如，壁46A可大于壁46B。壁46A和46B可以以交替的方式设置，以例如防止颗粒36落在壁46上且不会移动通过狭槽47。壁46设置在壁46的顶部上，并且被构造成在壁48之前从供给40接收颗粒36。图2B是图2A的分配工具的透视图，其中颗粒通过两层壁和狭槽落下。
图2B是图2A的分配工具44的透视图，其中颗粒36穿过壁46和壁48落下。壁46被构造成沿壁48的长度分配颗粒。例如，壁46可以将颗粒36推向它们自身的任一侧，以防止颗粒36结块。因此，壁46可以以一定间隔(以形成狭槽47)间隔开，该间隔与颗粒36的最宽尺寸一样宽或宽于颗粒36的最宽尺寸。在穿过壁46之后，颗粒36与壁48接合。壁48被构造成使由每个狭槽49形成的列中的共同取向的颗粒36对准。例如，壁48只可以允许颗粒以一个取向穿过壁48。因此，壁48可以以一定间隔(以形成狭槽49)间隔开，该间隔刚好宽于颗粒36的最窄尺寸。
图2C是图2B的幅材24的透视图，示出了分配在行R和列C中的颗粒36。壁46可以将颗粒推入与方向26对准的间距中。不同尺寸的壁46A和46B可以产生不同的间距。壁48可以旋转颗粒36，使得方向26上的连续颗粒36具有相同的取向。例如，颗粒36可以取向成使得研磨边缘与方向26对准。壁46和48可以具有尖的上部部分，以便于颗粒36移动通过狭槽47和49。
图3A是根据本公开的原理的分配工具50的一部分的透视图，并且可用于图1的系统20。图3B是图2A的工具50的端视图，示出了上壁66和下壁60的高度以及下壁60之间的间隔。图3C是图2A的工具50的顶视图，示出了上壁66和下壁60之间的间隔。
一般而言，分配工具50包括在上侧63和下侧64之间形成下狭槽62的多个下壁60和在上侧68和下侧69之间形成狭槽67的上壁66。壁60彼此间隔开，使得狭槽62中的一个限定在壁60中紧邻的壁之间。壁66彼此间隔开，使得狭槽67中的一个限定在壁66中紧邻的壁之间。为了便于说明，在视图中夸大了狭槽62和67分别相对于壁60和66的尺寸的尺寸。分配工具50被构造成以大致取向并且对准磨料颗粒的方式将磨料颗粒(未示出)分配在其下侧64(在图3A和图3B中一般性提及)。
例如，并且如下面更详细描述的，壁66被布置成使得狭槽67具有根据磨料颗粒的预期标称尺寸选择的基本相似的宽度WU(例如，狭槽67的宽度WU彼此相差不超过10％)，以便将磨料颗粒粗略地偏置成下侧69处的线性间隔。狭槽67还可以具有高度HU和长度LU。
而且，壁60被布置成使得狭槽62具有基本相似的宽度WL(例如，狭槽62的宽度WL彼此相差不超过10％)，该宽度WL根据磨料颗粒的预期标称尺寸来选择，以便在下侧64处使磨料颗粒粗略地偏置成某一空间取向。狭槽62还可以具有高度HL和长度LL。
壁66是细长的、基本上平面的(例如，在真正平面结构的10％内)主体，由相对刚性的材料(例如，金属、塑料、陶瓷等)形成。壁66可以以各种方式相对于彼此保持。例如，分配工具50可以包括分别组装到壁66中的每一个的相对端部的安装主体72a、72b。作为参考，安装主体72a、72b在图3C中示出并且从图3A的视图中省略；安装主体72a和72b在图3B中用虚线示出。无论确切的结构如何，安装主体72a、72b都以基本上平行的方式保持壁60(例如，壁60被布置成在彼此真正平行关系的10％之内)。由于它们大体刚性的性质，所以壁62在最终组装和使用期间自我保持由安装主体72a、72b规定的基本上平行的布置。
壁60是细长的、基本上平面的(例如，在真正平面结构的10％内)主体，由相对刚性的材料(例如，金属、塑料、陶瓷等)形成。壁60可以以各种方式相对于彼此保持。例如，分配工具50可以包括分别组装到壁60中的每一个的相对端部的安装主体70a、70b。作为参考，安装主体70a、70b在图3C中示出并且从图3A的视图中省略；安装主体70b中的一个在图3B中用虚线示出。无论确切的构造如何，安装主体70a、70b都以基本上平行的方式保持壁60(例如，壁60被布置成在彼此真正平行关系的10％之内)。由于它们大体刚性的性质，所以壁60在最终组装和使用期间自我保持由安装主体70a、70b规定的基本上平行的布置。
安装主体72a、72b可覆盖、穿过或包围壁66中的每一个的一部分，其中安装主体72a、72b之间的直线距离用于限定壁66中的每一个的有效长度，该长度相应于狭槽67中的每一个的长度LU。根据磨料颗粒(未示出)的预期标称尺寸(包括足以同时接收多个磨料颗粒的狭槽长度Lu)选择狭槽67中的每一个的长度LU，将根据该预期标称尺寸使用分配工具50，正如下面更详细地描述的那样。
安装主体70a、70b可覆盖、穿过或包围壁60中的每一个的一部分，其中安装主体70a、70b之间的直线距离用于限定壁60中的每一个的有效长度，该长度相应于狭槽62中的每一个的长度LL。根据磨料颗粒(未示出)的预期标称尺寸(包括足以同时接收多个磨料颗粒的狭槽长度LL)选择狭槽62中的每一个的长度LL，将根据该预期标称尺寸使用分配工具50，正如下面更详细地描述的那样。
壁66中的每一个具有被定义为相对的第一边缘84和第二边缘86(图3B)之间的线性距离的高度，其限定了狭槽67的高度HU。壁66中的每一个的细长形状包括大于相应的壁高度的有效壁长度。每个狭槽67的深度由限定狭槽67的紧邻壁66的一个或多个高度HU限定，并且根据将根据其使用分配工具50的磨料颗粒的预期标称尺寸(未示出)以及其他最终用途参数来选择，如下所述。
壁60中的每一个具有被定义为相对的第一边缘80和第二边缘82(图3B)之间的线性距离的高度，其限定了狭槽62的高度HL。壁60中的每一个的细长形状包括大于相应的壁高度的有效壁长度。每个狭槽62的深度由限定狭槽62的紧邻壁60的一个或多个高度HL限定，并且根据将根据其使用分配工具50的磨料颗粒的预期标称尺寸(未示出)以及其他最终用途参数来选择，如下所述。
在一些实施方案中，壁高度不相同。例如，并且如图3B最佳反映的，多个壁60可以包括交替定位的第一壁和第二壁，其中第一壁的高度可以大于第二壁的高度。壁可被布置成使得相应的第一边缘80在下侧64处基本上彼此对准。然后，由于不同的高度，第二壁的第二边缘82将在下侧64的方向上从第一壁的第二边缘82偏移。交替的高度，并且特别是第一边缘80相对于彼此的交替偏移空间布置，有助于促使磨料颗粒进入狭槽62，诸如通过防止颗粒悬挂在壁60上或“桥接”壁60。另选地，可以将三个或更多个不同的壁高度结合到分配工具50中；在其他实施方案中，壁60可以全部具有相同的高度，如图所示。
分配装置22的壁60可以类似于在授予Wilson的美国临时专利申请62/182,077(2015年6月19日提交)中更详细描述的那些构造，该申请的内容全文以引用方式并入本文。这样，分配装置22类似于在授予Wilson的'077申请中描述的分配装置，其中添加了壁66。壁66可以被构造成控制颗粒进入壁60。
分配工具50被构造成使得在最终装配并用作磨料制品制造系统20(图1)的一部分时，磨料颗粒(例如，图2A至图2C的颗粒36)将变为被装载到狭槽67和62中，并且随后使该磨料颗粒在狭槽长度LL方向上相对于狭槽62移动。因此，分配工具50可被视为提供了与从入口侧90到出口侧92的狭槽长度LL相称的长度方向DL。狭槽67可以使颗粒沿长度方向DL间隔开，有效地将狭槽62的长度LL分成较小的片段。图3B是出口侧92的端视图，并且反映出安装主体70b(以其他方式在出口侧92处组装)终止于壁60的第一边缘80的上方(相对于图3B的取向)。换句话说，安装主体70b不延伸到分配工具50的下侧64，并且狭槽62中的每一个的一部分向相对于安装主体70b的出口侧92敞开，以便例如有助于使颗粒位于主面38上(图1)。入口侧90处的安装主体70a可具有或可不具有相对于第一边缘80的类似关系，并且可以另选地延伸到下侧64。
虽然分配工具50被示出为包括十个壁60和四个壁66，但是任何其他数量(更大或更小)同样是可接受的。从更一般的意义上来讲，设置有分配工具50的壁60和66的数量根据所期望的狭槽宽度WU和WL以及背衬构造幅材24(图1)的尺寸(例如，幅材横向宽度)来选择。在其他实施方案中，分配装置22(图1)可以包括串联组装到框架或类似结构的分配工具50中的两个或更多个。
图4是具有沿上部部分104延伸的边缘102的示例性壁100的透视图，该边缘可以用于本公开的分配工具诸如分配装置22和分配工具44和55，以在相邻的壁100之间形成狭槽。壁100可以用作本公开的分配装置中的上部工具加工件或下部工具加工件。
壁100可以从第一端部106延伸到第二端部108。上部部分104可以从下部部分110延伸。在所述实施方案中，下部部分110包括具有直线横截面的细长主体，并且上部部分104包括具有三角形横截面的细长主体。边缘102可以包括三角形横截面的点中的一个，并且可以从第一端部106延伸到第二端部108。三角形横截面可以由等边三角形形成，使得边缘102定位在上部部分104和下部部分110的中间。换句话讲，边缘102可以定位在第一表面112和第二表面114之间的中间。然而，边缘102可以诸如通过具有直角三角形横截面形状而定位成与第一表面112或第二表面114对准。例如，如果行进路径或纵向26从第一表面112朝向第二表面114延伸，则边缘102可以定位成与第一表面112对准，以便于颗粒36在纵向26上移动。
尽管以特定几何形状进行了描述，但是上部部分104和下部部分110可以具有其他形状、尺寸和比例。另外，在其他示例中，可以在没有下部部分110的情况下制造壁100，使得仅产生具有边缘102的三角形部分，如图5中的壁138所示。
边缘102便于颗粒36移动到壁100的一侧或另一侧。边缘102可以消除壁100顶部上的平坦表面，颗粒36可停留在该平坦表面上。上部部分104可以包括从边缘102朝向下部部分110向下延伸的侧表面116和118。侧表面116和118可以定位成向下倾斜，以将颗粒36朝向壁100的底部表面120导向。底部表面120可以面向另一工具加工层或背衬，诸如背衬构造幅材24。
图5是包括上部工具加工件132和下部工具加工件134的分配工具130的透视图，每个工具加工件具有包括沿壁的上部部分延伸的边缘的壁。上部工具加工件132定位在下部工具加工件134的顶部上，该下部工具加工件134定位在幅材24的主面38上方。下部工具加工件132可以包括图4的多个壁100，其对准以形成狭槽136。上部工具加工件134可以包括多个壁138，其对准以形成狭槽140。壁138可以类似于图4的壁100的上部部分104。壁100可以包括边缘102，并且壁138可以包括边缘142。
壁138横向于纵向26延伸。在所示的示例中，壁138垂直于纵向26。然而，在其他实施方案中，壁138可以倾斜于纵向26延伸，如参考图6A和图6B所讨论的。壁138被构造成沿纵向26间隔颗粒36。颗粒36可以以随机取向落到壁138上。边缘142可以使颗粒36朝向壁138的一侧或另一侧偏置到狭槽140中，从而间歇地中断颗粒36到狭槽136的分配。颗粒36可以在壁138之间落入狭槽140中并且沿纵向26以近似大致等于壁138的宽度的行R(图2C)的间隔落到下部工具加工件134上，如下面参考图7A和图7B所讨论的。
壁100平行于纵向26延伸。颗粒36可以以随机取向落到壁100上。边缘102可以使颗粒36朝向壁100的一侧或另一侧偏置到狭槽136中。壁100被构造成将颗粒36取向成优选的取向。在所示的示例中，优选的取向定位颗粒36，使得限定每个颗粒的主平面平行于纵向26。这种取向可以促进颗粒36的切割边缘在均匀方向上对准。颗粒36可以在壁100之间落入狭槽136中并且以近似垂直于纵向26间隔开的列C(图2C)的线的形式落到主面38上。这些列可以以大致等于壁100的宽度的间隔间隔开，如下面参考图7A和图7B所讨论的。
图6A是分配工具150的顶视图，其具有相对于下壁154的取向以角度θ设置的上壁152。图6B是图6A的分配工具150的透视图，示出了穿过上壁152和下壁154的颗粒36。
如本文通常讨论的，下壁154可以取向成平行于纵向26。上壁152可以以角度θ定位在下壁154上方。在各种实施方案中，角度θ可以等于或大于0°并且等于或小于90°(0≤θ≥90)。然而，在角度θ为零时，上壁152将不提供颗粒36的取向，并且将仅包括壁154的延伸。壁154和壁152可以形成斜槽156，颗粒36可以通过斜槽156下落到主面38上。在图6A和图6B所示的取向中，斜槽156可以具有具有主要尺寸D的平行四边形形状。主要尺寸D可以被构造成与颗粒36的长度L相同或大致大于颗粒36的长度L，如图6A所示，使得颗粒36通过斜槽156落下，以便沿主要尺寸D设置。这样，颗粒36的切割边缘可以取向成倾斜于纵向26。
图7A是图3A至图3C的分配工具50的侧视图，作为用于制造磨料制品并将磨料颗粒36分配到幅材24上的系统的一部分。图7B是图7A的布置的顶视图，示出了进入上壁66和下壁60的颗粒36。
图7A至图7C大体反映了结合分配工具50作为磨料制品制造系统20的一部分。分配工具50被定位成紧邻(例如，略微高出下面更详细所述的距离)背衬构造幅材24。细长壁60(并且因此狭槽62)与纵向26基本上对准(例如，在真正对准关系的10％内)(例如，长度方向DL与纵向26基本上对准或平行(例如，在真正对准或平行关系的10％内))。壁66(以及因此狭槽67)垂直于纵向26基本上对准(例如，在真正对准关系的10％内)。
在使用期间，在入口侧90处或邻近入口侧90将磨料颗粒36的供给40(一般性提及)装载到分配工具50上。只有在实现由狭槽67和狭槽62的尺寸决定的粗略间距和粗略空间取向时，磨料颗粒36中的各个磨料颗粒才将进入壁66之间的狭槽67和壁60之间的狭槽62中的相应一个。例如，图4A中的第一磨料颗粒36a在空间上定位，以便进入狭槽67a。作为参考，供给40的装载可包括在重力的作用下将大量的磨料颗粒36倾倒或汇集(例如，经由振动供应器、带驱动的滴涂机等)到分配工具50上，其中如此装载的磨料颗粒36中的各个磨料颗粒随机采取任何空间取向。当各个磨料颗粒36重复地接触壁66中的一个或多个时，它们偏转并采取用于进入狭槽67的空间取向。狭槽67沿用于进入狭槽62的间隔分配颗粒，以破坏颗粒36到主面38上的放置。当颗粒36接触壁60中的一个或多个时，它们偏转并采取新的空间取向，最终变得与适于进入狭槽62中的一个的空间取向大体对准并且采取该空间取向。为了有助于促进粗略对准和取向，分配装置22(图1)可以包括被构造为连接到分配工具50的振动装置的装置43，导致磨料颗粒36在分配工具50的表面上振动，直到它们获得合适的取向并通过狭槽67中的一个和狭槽62中的一个落下。在提供的情况下，振动方向可以在壁60的平面内；随机振动可降低磨料颗粒36通过分配工具50的质量流速，并且当它们离开分配工具50时可将许多所施加的磨料颗粒36击倒。壁66可以彼此交替地偏移(在高度方向上)，或彼此间隔开以防止磨料颗粒36采取这样的空间取向，其导致磨料颗粒36在分配工具50的顶部处“桥接”并增加磨料颗粒36通过分配工具50的质量流速。无论如何，可在任何一个时间点将大量磨料颗粒36置于狭槽67和狭槽62中的单独的一个狭槽内。
一旦从狭槽67实现必要的间隔，则如此布置的磨料颗粒36a穿过相应的狭槽67，落到壁60上以落入狭槽62中的一个(并变成颗粒36b)。狭槽62向颗粒36b施加空间取向。一旦实现必要的空间取向，则如此布置的磨料颗粒36b就穿过相应的狭槽62(并变成颗粒36c)，落到背衬构造幅材24上并至少部分结合到背衬构造幅材24(例如，图4B中所标识的第二磨料颗粒36b)。分配工具50的下侧64通过间隙G与背衬构造幅材24间隔开，该间隙G小于磨料颗粒36的一个或多个最大尺寸。因此，所施加的磨料颗粒36c的一部分36A保留在相应的狭槽62和部分36B内。背衬构造幅材24在纵向26上相对于分配工具50被驱动，使得所施加的磨料颗粒36c随着背衬构造幅材24的移动而相对于分配工具50行进(在相应的狭槽62内自由地滑动)。在该移动期间，分配工具50的壁60中的一个或多个支撑施加的磨料颗粒36c，从而防止施加的磨料颗粒36c经历空间取向的明显变化(例如，防止施加的磨料颗粒36c在垂直于相应的狭槽62的方向上明显侧倾或旋转)。在行进越过出口侧92时，现在磨料颗粒36更牢固地粘结到背衬构造幅材24(例如，图7A和图7B中标识的磨料颗粒36d)，并且保持由分配工具50决定的粗略的偏置取向和对准。换句话讲，本公开的系统和方法包括施加的磨料颗粒36c在停留期间内同时与背衬构造幅材24和分配工具50的壁60中的一个(或多个)接触，在该停留期间中使得施加的磨料颗粒36c行进分配工具50的长度并越过出口侧92继续前进。
在一些实施方案中，分发或装载到分配工具上的包括在供给40中的磨料颗粒36中的一些将不经历上述粗略的偏置取向和对准顺序或步骤。例如，当供给40在入口侧90处流到分配工具50时，磨料颗粒中的各个磨料颗粒可以在出口侧92的方向上从壁60偏转或“反弹”；不变的是，磨料颗粒36中的各个磨料颗粒将从壁60偏转或反弹，越过出口侧92并到背衬构造幅材24上。图7B示出了已固定到背衬构造幅材24上而没有穿过狭槽62中的一个的随机磨料颗粒36e的一个示例。磨料制品制造商和终端用户可优选该随机出现的非偏置磨料颗粒36e。因此，本公开的系统和方法包括至少大部分，任选至少75％、85％、90％或95％的包括在供给100中的磨料颗粒36在装载到分配工具50时经历颗粒取向顺序，在该取向顺序中磨料颗粒36：1)进入狭槽62中的一个；2)部分地穿过相应的狭槽62，使得磨料颗粒的第一部分越过下侧64并与背衬构造幅材24的主面38接触，并且使得第二部分位于狭槽62内；并且3)保持同时与壁60中的至少一个和主面38接触一段停留期间，在该停留期间内，背衬构造幅材24相对于分配工具50移动。在一些实施方案中，在将少于100％的包括在供给40中的磨料颗粒36装载到分配工具50上时，该磨料颗粒36经历颗粒取向顺序。如上所述，可以调节分配装置22上方的供给40的高度H，以减少“反弹”的发生，并减少未对准的颗粒36的数量，如颗粒36e那样。
示例性颗粒构造
图12A为可用于本公开的工具、系统和方法的三角形磨料颗粒200的顶视平面图；图12A示出了磨料颗粒200的长度。图12B为图12A的三角形磨料颗粒200的端视图，示出了颗粒的厚度。图12C为图12A的三角形磨料颗粒200的侧视图，示出了颗粒的高度。在一个示例中，颗粒36可以包括颗粒200。
由本公开的分配工具提供的粗略的偏置取向和对准可通过参考磨料颗粒的主轴和尺寸来表征。图12A至图12C示出了磨料颗粒200的一般的非限制性示例，该磨料颗粒200的外部形状限定了在三个正交平面中表示磨料颗粒200的最大尺寸的颗粒最大长度LP尺寸、最大高度HP尺寸和最大厚度TP尺寸。颗粒最大长度LP、最大高度HP和最大厚度TP是磨料颗粒200的形状的函数，并且该形状可为均匀的或不均匀的。本公开绝不限于任何特定的磨料颗粒形状、尺寸、类型等。然而，对于某些形状，磨料颗粒200的“高度”可更常规地称为“宽度”。
磨料颗粒200在图12A至图12C中被示出为任意地具有三角形形状，该三角形形状具有相对的主面204(其中一个是可见的)、相对的主侧面202(其中一个是可见的)以及相对的次侧面206至210(其中一个是可见的)。无论确切的形状如何，任何磨料颗粒都可被描述为提供颗粒最大长度LP作为任何一个平面中的最大尺寸，提供颗粒最大高度HP作为与最大长度LP的平面正交的任何平面中的最大尺寸，并且提供最大厚度TP作为与最大长度LP和最大高度HP的平面正交的第三平面中的最大尺寸。颗粒最大长度LP大于或等于颗粒最大高度HP，并且颗粒最大高度HP大于或等于颗粒最大厚度TP。可用于本公开的磨料颗粒可具有圆形或球形几何形状，使得术语“长度”、“高度”或“厚度”包括直径。
磨料颗粒200的形状近似于等边三棱柱，其中图8A提供了俯视图，图8B提供了端视图，并且图8C提供了侧视图。由于等边三棱柱形状，颗粒200的长度和高度在研磨颗粒200的整个厚度上是不均匀的(即，磨料颗粒200可以被视为限定相对的主面202、204；最大长度LP和最大高度HP存在于两个面202、204处)。最大高度HP是已知的或可以计算，并且可以等于最大长度LP。最大厚度TP小于最大长度LP和最大高度HP。磨料颗粒200的侧面206至210具有相同的形状和尺寸，并且垂直于主面202、204。
磨料颗粒36的形状限定了可限定颗粒XP轴、YP轴和ZP轴(颗粒XP轴、YP轴和ZP轴相对于彼此正交)的质心。按照图12A至图12C的惯例，颗粒ZP轴与最大高度HP平行，YP轴与最大长度LP平行，并且XP轴与最大厚度TP平行。作为参考，对于磨料颗粒200，颗粒XP轴、YP轴、ZP轴被标识为独立于背衬构造幅材24(图1)的独立物体；一旦施加到背衬构造幅材24，则磨料颗粒200的“z轴旋转取向”由颗粒围绕z轴的角旋转限定，该z轴穿过颗粒并穿过背衬，颗粒成90度角附接到该背衬。
由本公开的分配工具产生的粗略偏置取向需要决定或限制磨料颗粒的空间布置到围绕颗粒ZP轴的旋转取向范围和围绕颗粒YP轴的旋转取向范围；粗略偏置取向不会决定或限制围绕颗粒XP轴的旋转取向。例如，图7B提供在狭槽62中的一个内的磨料颗粒36c的顶视图。相对的壁60将围绕ZP轴的磨料颗粒36旋转取向限制到由壁60的间隔所反映的范围。类似地，图3B为狭槽62中的磨料颗粒36的端视图。粗略偏置取向包括相对壁60，其将磨料颗粒36围绕YP轴的旋转取向限制在由壁60之间的间隔所反映的范围内。最后，图7A为在狭槽62内(一般性提及)的磨料颗粒36相对于壁60中的一个的侧视图(应当理解，狭槽62的相对的壁未示出)。磨料颗粒36c可以自由地采取围绕XP轴的任何旋转取向(围绕XP轴的一个可能的旋转取向在图7A中表示)。
根据狭槽62的尺寸和磨料颗粒36的尺寸，磨料颗粒36能够在狭槽62内“配合”，使得颗粒YP轴和ZP轴被从图7B和图3B的表示被旋转90度，在图7B和图3B中无规地布置磨料颗粒36，其中主侧面106平行于狭槽长度LL，而副侧面108平行于狭槽深度DL。
根据上述一般解释并参考图3A至图3C和图7A与图7B，将记得的是，壁60和狭槽62的尺寸根据预期的几何结构或待处理的磨料颗粒36的尺寸来选择。更一般地讲，壁60和狭槽62的尺寸基于待处理的磨料颗粒的颗粒最大长度LP、最大高度HP和最大厚度TP来选择(应当理解，特定磨料颗粒的批量供应将旨在包含相同尺寸和形状的磨料颗粒；然而，批量供应中的磨料颗粒中的各个磨料颗粒的尺寸总是在可接受的公差范围内彼此略微不同；因此，当选择用于分配如本公开中所述的批量供应的磨料颗粒的壁60和狭槽62的尺寸时，批量供应的任何一个磨料颗粒的“尺寸”可以参考批量供应的标称尺寸)。
如下所述，壁60和狭槽62的尺寸通常被构造成使得狭槽宽度WL至少小于磨料颗粒最大长度LP，并且任选地小于磨料颗粒最大高度HP，从而决定了磨料颗粒36在进入和穿过狭槽62中的一个之前必须实现粗略偏置取向，其中壁60还用来支撑处于偏置取向的磨料颗粒36。虽然狭槽宽度WS可紧密地近似于最大厚度TP，以便决定所施加的磨料颗粒36的更精确的颗粒ZP轴旋转取向和YP轴旋转取向(即，在狭槽宽度WL接近最大厚度TP时，磨料颗粒36可呈现并且仍然在狭槽62中“配合”的可能的ZP轴旋转取向和YP轴旋转取向的范围被减小)，但是在一些实施方案中，狭槽宽度WL在增强的吞吐量时间内大于最大厚度TP(即，通过提供更大狭槽宽度WL，磨料颗粒36可无规地呈现更大范围的ZP轴旋转取向和YP旋转取向，并且仍然进入/穿过狭槽62中的一个狭槽，从而使单独磨料颗粒36“更容易地”获得适当的空间取向，并且改善磨料颗粒36通过分配工具50的质量流速)，接近但不超过颗粒最大长度LP和最大高度HP。例如，狭槽宽度WL可以为最大高度HP的50％至75％(只要所计算的值大于最大厚度TP)。在其他实施方案中，所选择的狭槽宽度WL是最大厚度TP的非整数因子(即，狭槽宽度WL不等于最大厚度TP、2TP、3TP等)，以避免阻塞(例如，如果狭槽宽度WL等于最大厚度TP的两倍，两个磨料颗粒36就可彼此并列对准并且然后共同嵌入到狭槽62中的一个的相对的壁60)。通过结合交替高度壁60的任选实施方案，可以选择相邻的一对较高壁之间的宽度大于颗粒最大长度LP和最大高度HP。利用该设计标准，单个磨料颗粒36不能跨越两个“高”点(例如，相邻的一对较高壁60的第二端部82)，大大增加了磨料颗粒36通过分配工具50的质量流速。
壁66和狭槽67的尺寸通常被构造成使得狭槽宽度WU大于颗粒36的最大尺寸，以便于颗粒36穿过狭槽67。即，与狭槽62不同，狭槽67并不涉及将颗粒36空间取向成空间中的三维取向，而是涉及沿纵向26在二维空间中间隔颗粒。因此，狭槽宽度WU越大，行R(图2C)越大。例如，每行R可以被构造成在纵向26的方向上包括多个颗粒36。较小的狭槽宽度WU是较紧的行R，小到仅允许单个颗粒36。一般来讲，希望允许颗粒以很小的与壁66的阻力穿过狭槽67。在类似的主题中，壁66的厚度TU(图3C)越大，颗粒36的行R之间的间隔S P(图2C)就越大。厚度TU越小，行R之间的间隔SP就越小。
通过壁高度HL(图3B)确定的狭槽深度被选择为近似于或大于至少颗粒最大高度HP(或在特定磨料颗粒的形状不涉及不同于长度的高度的情况下颗粒最大长度LP)，以便更好地确保磨料颗粒36中的单独磨料颗粒达到期望的粗略偏置取向并且在它们横穿相应的狭槽62时在该取向上被支撑。因此，在一些实施方案中，壁高度HL至少等于最大颗粒高度HP。在壁60具有不同高度的情况下(例如，在其中壁60的一个子组的高度小于壁60的第二子组的高度的非限制性实施方案中)，最短壁60的高度在一些实施方案中至少等于最大高度HP。在其他构造中，狭槽深度可以小于最大颗粒高度HP。
如图7A所示，可利用磨料颗粒36的尺寸来确定分配工具50的下侧64和背衬构造幅材24之间的间隙G的尺寸。特别地，间隙G的尺寸被设定成确保一旦与背衬构造幅材24接触，磨料颗粒36的一部分就保持在相应的狭槽62(图7B中一般性提及，应当理解，在图7A的视图中，狭槽62“隐藏”在图示中以其他方式可见的壁60之后)“内”，由相应的壁60中的至少一个壁支撑。在一些实施方案中，间隙G的尺寸是颗粒最大高度HP的25％至90％，另选地为颗粒最大高度HP的50％至75％。例如，在图7A的图示中，磨料颗粒36c已实现由分配工具50决定的粗略偏置取向，沿狭槽62中的一个狭槽落下，并且被布置在背衬构造幅材24上。因为间隙G小于颗粒最大高度HP，所以磨料颗粒36c的第一部分36A保持在狭槽62内，并且第二部分36B越过下侧64。因此，在磨料颗粒36c随着背衬构造幅材24在纵向26上的移动沿分配工具50横穿时，磨料颗粒36c由壁60中的至少一个支撑(即，第一部分36A接触壁60中的至少一个)。在其他实施方案中，下侧64可以被定位成甚至更靠近背衬构造幅材24，包括与主面38接触。
筒实施方案
图8是根据本公开原理的用于制造磨料制品的系统220的一部分的简化图示，该系统包括具有设置在传送机上方的多个环270(图9)和壁290(图9)的网格的分配装置222。图9是图8的分配装置222的透视图，示出了对准的环270和交叉的壁290。图10是图9的分配装置222的侧视图，示出了设置在对准的环270中的多个交叉的壁290。
图8示出了用于根据本公开的原理制造磨料制品的系统220的部分，该系统20包括分配装置222连同在磨料制品的制造中通常采用的其他部件或装置。例如，磨料制品的制造常规地包括用于沿着行进的路径或纵向226移动背衬构造幅材224的结构和机构(例如辊、传送带等)。背衬构造幅材224可采取现各种形式，并且在一些实施方案中包括已施加底胶涂层前体树脂230(或其它树脂或粘合剂)的背衬228。例如，对于图8的非限制性布置，背衬228被推进越过将底胶涂层前体树脂230施加在背衬228的主表面234上的涂覆机232，从而产生背衬构造幅材224(例如，带涂层背衬)。在其他实施方案中，可以将多个涂层施加到背衬28，以在输送到分配装置222时生成背衬构造幅材224；在其他实施方案中，背衬构造幅材224仅由背衬228组成(即，在与分配装置222相互作用之前，背衬228不经受树脂涂覆操作)。通过分配装置222将磨料颗粒236(为便于理解，在图8中其尺寸被夸大)施加于背衬构造幅材224的主面238，该分配装置22如下所述以其他方式从源240分配磨料颗粒236。在施加磨料颗粒236之后，背衬构造幅材224离开分配装置222，并且任选地经受另外的处理(例如，施加复胶涂层242、通过常规手段(例如，e-涂覆)施加另外的磨料颗粒、施加助磨剂、施加超复胶涂层、固化、切割等)以产生最终磨料制品，诸如带涂层磨料制品。
系统220以与图1的系统20类似的方式操作，除了分配装置222包括筒构件而不是多个堆叠的壁和狭槽的工具加工层，如参考图1至图3C所讨论的。分配装置222可以包括开槽筒，其与由图3A中的壁60形成的下部工具加工层类似地起作用。多个壁可以定位在筒内，以与由图3A中的壁66形成的上部工具加工层类似地起作用。
参考图9和图10，分配装置222被构造成在将磨料颗粒236施加并随后粘结到主面238时，实行磨料颗粒36的至少大部分的粗略的偏置取向和对准。据此，在图9和图10中以简化形式示出了根据本公开的原理并且可用于或可用作分配装置222(图8)的分配工具250的一个实施方案的部分。一般来讲，分配工具250一般为圆柱形状(例如类似于中空直圆柱)并且使用例如环270限定多个狭槽260。狭槽260各自向分配工具250的外部敞开。在一些实施方案中，分配工具250可具有或限定中心孔262；在提供的情况下，每个狭槽260也向中心孔262敞开。无论如何，分配工具250被构造成以使得磨料颗粒粗略取向和对准的方式将磨料颗粒(未示出)分配在其下侧264处(在图9中一般性提及)。例如，狭槽260在圆柱形状的周向方向上延伸，并且各自具有根据磨料颗粒的预期标称尺寸选择的基本上类似的宽度WS(例如，狭槽260的宽度WS彼此变化不超过10％)，以便将磨料颗粒粗略偏置到下侧264处的空间取向。
分配工具250还可以包括可以位于中心孔262内的横向件290a-290d。在各种实施方案中，横向件290a-290d可以垂直于狭槽260的取向定位。在其他实施方案中，横向件290a-290d可以定位成倾斜于狭槽260的取向的其他取向。横向件290a-290d被构造成通过控制颗粒236进入狭槽260的能力来沿主面238间隔开颗粒236的分配。
分配工具250可以以各种方式构造，并且在一些实施方案中包括多个对准的环270和多个横向件290。环270的尺寸、形状和尺寸可以基本相同(例如，环270中的每一个的尺寸、形状和尺寸彼此相差不超过10％)，并且环270可以由刚性的稳固材料构造，诸如金属、塑料等。横向件290的尺寸、形状和尺寸可以基本相同(例如，每个横向件290的尺寸、形状和尺寸彼此相差不超过10％)，并且横向件290可以由刚性的稳固材料构成，诸如金属、塑料等。
环270中的紧邻环通过一个或多个间隔体272以间隔开的方式相对于彼此保持，以便生成狭槽260中的一个或多个。例如，图10示出了环270a和间隔体272中的三个(标识为272a-272c)。间隔体272可以与环270分开设置；在其他实施方案中，间隔体272与环270中的相应的一个一体形成。在最终装配时，间隔体272附接到第一环270a的后面280a和第二环270b的前面282b(图9)或以其他方式在第一环270a的后面280a和第二环270b的前面282b(图9)之间延伸。就这一点而言，图9示出在装配到第一环270a的前面280a(或与后面280a一体形成)时的间隔体272a-272c(应当理解，第二环270b将被装配到间隔体272上，与第一环270a的形状和布置相似)。间隔体272a-272c可彼此等距间隔开(相对于环270a的圆周)，并且可具有任选地选择的基本上相同的尺寸(例如，在真正相同尺寸的10％内)，以便完全延伸到环270a的内径ID和外径OD以及完全延伸到环270a的内径ID和外径OD之间。虽然示出了间隔体272中的三个，但是在其他实施方案中，可通过更大数量或更小数量的间隔体272来连接环270(图10)中紧邻的环。另外，间隔体272不需要等距间隔开。
分配装置222的环270可以与授予Liu等人的美国临时专利申请62/190,046(2015年7月8日提交)中更详细描述的那些相似地构造，其内容全文以引用方式并入本文。这样，分配装置222类似于在授予Liu等人的'046申请中描述的分配装置，添加了横向件290。如上面参考分配装置22所讨论的，横向件290可以被构造成控制颗粒进入到环270中。
可以以任何合适的方式将横向件290附接到环270。例如，横向件290可以经由粘合剂或冶金连结附接到环270。横向件290也可以经由紧固件(未示出)附接。例如，横向件290的每个端部可以直接附接到分配装置222的端部处的环270的面。另外，内径小于环270的端部环可以附接到分配装置222的端部，以将横向件290保持就位。因此，横向件290可以以期望的间距或间隔定位在适当位置。另外，其他部件可包括在分配装置222中以维持横向件290之间的间隔。例如，弓形间隔件可定位在相邻的横向件290之间。因此，在针对横向件290的所示的实施方案中，可以放置四个弓形间隔件以与横向件290交替地靠近横向件290的每个端部。
图11是图8至图10的分配工具250的透视图，作为用于制造磨料制品并将研磨颗粒336分配到幅材上的系统320的一部分。
图11大体反映了结合分配工具250作为磨料制品制造系统320的一部分。分配工具250被定位成紧邻(例如，略微高出下面更详细所述的距离)背衬构造幅材324。此外，分配工具250相对于背衬构造幅材324构造和布置，使得狭槽260(一般性提及)任选地与纵向326基本对准(例如，在真正对准关系的10％内)。横向件290基本上垂直于纵向或行进方向326布置，使得狭槽292中的每一个基本上垂直(例如，在真正垂直关系的10％内)或倾斜于纵向326。还设想了其他布置，诸如狭槽260基本上垂直于纵向或行进方向326布置，并且狭槽292基本上平行。
使用期间，将磨料颗粒336的供给300(一般性提及)经由源340装载到分配工具250。例如，源340可类似于具有延伸到中心孔262中的出口302(一般性提及)的矿物滴管。磨料颗粒336的供给300流经出口302，并且流到中心孔262中。一旦在中心孔262内，磨料颗粒336中的各个磨料颗粒将进入由横向件290形成的狭槽292中的相应一个。狭槽292可以沿环270间隔磨料颗粒336，以提供磨料颗粒336分配到背衬构造幅材324上的中断。在穿过狭槽292之后，只有在实现由狭槽260的尺寸决定的粗略的空间取向时，磨料颗粒336将进入狭槽260中的相应的一个。
作为基准点，供给300的装载可包括在重力作用下将大量磨料颗粒336倾倒或汇集(例如，经由振动给料机、带驱动滴涂机等)到分配工具250之上(或之中)，这样装载的磨料颗粒336中的各个磨料颗粒无规地采取任何空间取向。当各个磨料颗粒336重复地接触环270中的一个或多个时，它们偏转并采取新的空间取向，最终变得与适于进入狭槽260中的一个的空间取向大体对准并且采取该空间取向。就这一点而言，当磨料颗粒336的供给300流入分配工具250时，分配工具250旋转(例如，经由连接到分配工具250的旋转装置(未示出))；通过该旋转(由图11中的箭头R指示)，磨料颗粒336在分配工具250的表面上混合和/或振动，直到它们获得合适的取向并通过狭槽260中的一个落下。无论如何，可在任何一个时间点将大量磨料颗粒336置于狭槽260中的各个狭槽内。
在一些实施方案中，包括在分发或装载到分配工具250中的供给300的磨料颗粒336中的一些将不被正确取向或以其他方式被防止进入狭槽260中的一个。当供给300连续流到分配工具250中时，然后，一定百分比的这样装载的磨料颗粒336将流经或穿过分配工具250。如图11中所示，任选地设置用于收集磨料颗粒336的多余部分306的收集单元304。
示例性结果
图13是具有底部取向壁402和顶部分配壁404的双层工具加工系统400的图示。双层工具加工系统400设置在背衬406上方。如图所示，壁402和壁404通过工具加工系统400形成斜槽408。斜槽408由穿过壁404的狭槽410和穿过壁402的狭槽412形成。狭槽410可以使颗粒436(图14)以具有接近壁404的厚度的长度的间隔滴入狭槽412中。在穿过狭槽410之后，壁402仅允许颗粒436以优选取向进入狭槽412。
图14是经由图13的双层工具加工系统400分配在背衬406上的颗粒436的图示。壁402和壁404的斜槽408被构造成以间隔416将颗粒436定位在列414中。可以看出，列414中的颗粒436都具有相同的总体取向，其中每个颗粒436的主平面在狭槽412的方向上取向。每列414间隔开大致等于每个壁402的厚度的距离。可以看出，间隔416中的颗粒436具有间隔，使得每列414中的大簇颗粒436被减少或避免。换句话讲，每列414中的颗粒436间隔开一定间隔，以消除或减少多个颗粒436在单个列414中彼此相邻的发生。
如上述解释所证实的那样，本发明的分配工具可用于多种磨料颗粒形状，诸如目前可得到的或未来开发的任何精密成形的细粒。可用于本公开的其他精密成形的颗粒或磨料颗粒的非限制性示例包括名称为“成型的、破碎的磨料颗粒，使用该颗粒的磨料制品和制备方法(Shaped,Fractured Abrasive Particle,Abrasive Article Using Same andMethod of Making)”的美国专利申请公布2009/0169816中描述的那些；名称为“带沟槽成形磨料颗粒(With Grooves Shaped Abrasive Particles)”的美国专利申请公步2010/0146867；名称为“具有低圆度系数的成形磨料颗粒(Shaped Abrasive Particles WithLow Roundness Factor)”的美国专利申请公布2010/0319269；名称为“双锥形磨料颗粒(Dual Tapered Shaped Abrasive Particles)”的美国专利申请公布2012/0227333；名称为“陶瓷成形磨料颗粒、其制备方法及包含其的磨料制品(Ceramic Shaped AbrasiveParticles,Method Of Making The Same,And Abrasive Articles Containing TheSame)”的美国专利申请公布2013/0040537；以及名称为“相交板成形磨料颗粒(Intersecting Plate Shaped Abrasive Particles)”的美国专利申请公布2013/0125477。其整个教导内容以引用方式并入本文。
另外，本公开的工具、系统和方法还可用于更抽象或复杂的磨料颗粒形状(例如，碎片)。
无论形状如何，本公开的工具、系统和方法都可用于宽泛范围的磨料颗粒材料。示例性的可用的磨料颗粒包括基于熔融氧化铝的材料，诸如氧化铝、陶瓷氧化铝(其可包含一种或多种金属氧化物改性剂和/或促结晶剂或成核剂)，以及热处理的氧化铝、碳化硅、共熔融氧化铝-氧化锆、金刚石、二氧化铈、二硼化钛、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒以及它们的共混物。磨料颗粒可为(例如)单个颗粒、团聚物、磨料复合颗粒以及它们的混合物的形式。
返回到图1，除了分配工具50(以及分配装置22的其他任选部件)及其用途之外，本公开的磨料制品制造系统和方法的其他特征可采取现有技术中已知的多种形式。
例如，背衬28可为柔性背衬。合适的柔性背衬包括聚合物膜、金属箔、针织织物、纸、硫化纤维、非织造物、泡沫、丝网、层合物以及它们的组合。具有柔性背衬的带涂层磨料制品可为片、盘、带、垫或卷的形式。在一些实施方案中，背衬28可为足够柔性的以允许带涂层磨料制品形成为环，以制备可在合适的磨削设备上运行的磨带。
底胶涂层30和复胶涂层42(在设置有复胶涂层的情况下)包含树脂粘合剂。底胶涂层30的树脂粘合剂与复胶涂层42的树脂粘合剂可相同或不同。适用于这些涂层的树脂粘合剂的示例包括酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂以及它们的组合。除树脂粘合剂之外，底胶涂层30或复胶涂层42或这两个涂层还可包含本领域已知的添加剂，诸如例如填料、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、染料、颜料、偶联剂、粘合增进剂以及它们的组合。填料的示例包括碳酸钙、硅石、滑石、粘土、偏硅酸钙、白云石、硫酸铝以及它们的组合。
本公开的分配工具和相应的磨料制品制造系统和方法相较先前的设计提供了显著的改善。将磨料颗粒随机地装载到分配工具上。在穿过分配工具并施加到背衬时，使磨料颗粒粗略地间隔开、粗略地取向并对准，其中最小化了成本和对通过时间的限制。另外，分配工具在停留期间内支撑间隔开的、取向的和对准的磨料颗粒，从而增强了磨料颗粒将保持偏置取向的可能性。本公开的分配工具可用于任何类型或形状的磨料颗粒，尤其是不太适用于静电涂覆的磨料颗粒。
虽然本公开参考优选实施方案进行描述，但本领域的技术人员将认识到，可在不偏离本公开的实质和范围的情况下进行形式和细节的改变。

Claims (30)

1.一种用于制备磨料制品的方法，包括：
将磨料颗粒装载到分配工具，所述分配工具包括：
限定多个第一狭槽的多个第一壁，所述第一狭槽中的每一个向所述分配工具的下侧敞开；和
限定多个第二狭槽的多个第二壁，所述第二狭槽中的每一个向所述多个第二壁的上侧敞开；
使用所述多个第二壁间隔装载到所述分配工具中的磨料颗粒；
其中装载到所述分配工具中的磨料颗粒的至少大部分经历颗粒间隔顺序，在所述颗粒间隔顺序中，磨料颗粒的所述至少大部分中的每个磨料颗粒：
a)进入所述多个第二狭槽中的一个，并且
b)穿过与相邻的第二狭槽中的磨料颗粒间隔开的相应的第二狭槽；以及
将磨料颗粒从所述分配工具分配到位于所述分配工具的所述下侧正下方并相对于所述分配工具移动的背衬构造幅材的主面上；
其中从所述分配工具分配的磨料颗粒的至少大部分经历颗粒取向顺序，在所述颗粒取向顺序中，磨料颗粒的所述至少大部分中的每个磨料颗粒：
a)进入所述多个第一狭槽中的一个，
b)部分地穿过相应的第一狭槽，使得所述磨料颗粒的第一部分越过所述下侧并且与所述主面接触，并且使得所述磨料颗粒的第二部分在所述第一狭槽内，并且
c)保持同时与所述第一壁中的至少一个和所述主面接触一段停留期间，在所述停留期间内，所述幅材相对于所述分配工具移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中间隔磨料颗粒的步骤包括使多个磨料颗粒同时位于所述第二狭槽中的相应的一个内。
3.根据权利要求1所述的方法，其中分配磨料颗粒的步骤包括使多个磨料颗粒同时与所述主面和所述多个壁中的第一个壁接触作为相应的取向顺序的一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中间隔磨料颗粒的步骤和分配磨料颗粒的步骤包括振动所述分配工具。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分配工具与移动的所述幅材的纵向一致地振动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中装载磨料颗粒的步骤包括将磨料颗粒连续装载到所述分配工具。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个第一狭槽中的每一个限定大于宽度和深度的长度，并且进一步地，其中所述分配工具被布置成使得所述第一狭槽中的每一个的所述长度的方向基本上平行于移动的所述幅材的纵向。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一狭槽中的每一个在长度方向上从所述分配工具的入口侧延伸到所述分配工具的出口侧，所述入口侧相对于移动的所述幅材的所述纵向位于所述出口侧的上游，并且进一步地，其中装载的步骤包括在穿过所述多个第二壁之后将磨料颗粒引导至所述入口侧。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个第二狭槽中的每一个限定大于第二宽度和第二深度的第二长度，所述第二宽度大于磨料颗粒中的一个的最大尺寸。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述分配工具被布置成使得所述第二狭槽中的每一个的所述第二长度的方向基本上垂直于移动的所述幅材的所述纵向。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述分配工具被布置成使得所述第二狭槽中的每一个的所述第二长度的方向相对于移动的所述幅材的所述纵向倾斜。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述分配工具被布置成使得所述第二狭槽中的每一个的所述第二长度的方向被设置为与移动的所述幅材的所述纵向成一角度，所述角度大于零且最大至90度。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二壁中的每一个包括尖的上部部分，所述尖的上部部分具有边缘，所述边缘被构造成防止磨料颗粒搁置在所述第二壁中的每一个的顶部上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述上部边缘将磨料颗粒导向到相应的第二壁的第一侧或第二侧。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一壁中的每一个包括尖的上部部分，所述尖的上部部分具有边缘，所述边缘被构造成防止磨料颗粒与相邻的第一壁桥接。
16.根据权利要求1所述的方法，其中相邻的第二壁具有不同的尺寸。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在从所述分配工具分配磨料颗粒的步骤之后，所分配的颗粒不与所述分配工具接触，所述方法还包括使所分配的磨料颗粒中的至少一些至少部分地由于重力而相对于所述主面倾斜。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述背衬构造幅材包括沿着背衬的主表面的底胶涂层。
19.一种用于制备磨料制品的系统，包括：
分配工具，所述分配工具包括：
限定多个间隔狭槽的多个上壁，所述间隔狭槽具有入口侧和下侧；和
限定多个分配狭槽的多个下壁，所述分配狭槽具有上侧和出口侧；并且
其中所述下壁的所述上侧面向所述上壁的所述下侧；
幅材供给装置，所述幅材供给装置被构造成在纵向上操纵位于所述分配工具的所述出口侧正下方的背衬构造幅材；
其中所述分配狭槽中的每一个限定基本上平行于所述纵向的第一长度；并且
其中所述间隔狭槽中的每一个限定倾斜于所述纵向的第二长度。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第二长度基本上正交于所述纵向。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述分配狭槽中的每一个还限定第一深度以及基本上正交于所述第一长度的第一宽度，所述第一长度大于所述第一深度，并且所述第一深度大于所述第一宽度。
22.根据权利要求19所述的系统，其中所述间隔狭槽中的每一个还限定第二深度以及基本上正交于所述第二长度的第二宽度，所述第二长度大于所述第二深度，并且所述第二深度大于所述第二宽度。
23.根据权利要求19所述的系统，其中所述多个上壁中的每一个包括上部部分，所述上部部分包括第一倾斜表面。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述上部部分包括第二倾斜表面，所述第二倾斜表面连接到所述第一倾斜表面以在每个上壁的最高点处限定边缘。
25.根据权利要求19所述的系统，其中相邻的上壁具有不同的高度。
26.根据权利要求19所述的系统，还包括：
振动装置，所述振动装置连接到所述分配工具以振动所述分配工具。
27.根据权利要求19所述的系统，还包括：
磨料颗粒供应装置，所述磨料颗粒供应装置具有与所述入口侧相邻布置的出口端部。
28.根据权利要求27所述的系统，其中所述磨料颗粒供应装置的所述出口端部与所述多个上壁的所述入口侧间隔开。
29.根据权利要求19所述的系统，其中所述分配工具包括筒。
30.根据权利要求19所述的系统，其中所述分配工具包括堆叠网格。
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