DE102013212644A1

DE102013212644A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels

Info

Publication number: DE102013212644A1
Application number: DE201310212644
Authority: DE
Inventors: Juerg Schnyder; Petra Stedile
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Satz von Schleifkörnern (12a–e) einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte (14a–e) ausgebildet als eine Schleifmittelvorformeinheit (10a–e) hergestellt wird.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von Schleifmittel bekannt, bei denen einzelne Schleifkörner separat von einer festen oder flexiblen Schleifmittelunterlage hergestellt und in einem anschließenden Streuschritt auf die Schleifmittelunterlage aufgebracht werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Satz von Schleifkörnern einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte ausgebildet als eine Schleifmittelvorformeinheit hergestellt wird. Unter einem „Schleifkorn” soll insbesondere ein vorzugsweise keramischer, kristalliner und/oder metallischer Körper mit zumindest einer Schleifkante verstanden werden. Ein keramisches Schleifkorn kann beispielsweise teilweise oder vollständig aus Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid oder einem anderen keramischen Material hergestellt sein. Abhängig von einer gewünschten Anwendung und einem gewünschten Feinheitsgrad weisen die Schleifkörner einen Durchmesser zwischen zehn Millimeter und einem halben Mikrometer auf. Insbesondere kann das Schleifkorn eine definierte Geometrie aufweisen. Unter „Schleifkörnern mit einer definierten Geometrie” sollen insbesondere Schleifkörner verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen eine identische und vorherbestimmte Form, beispielsweise eine Stab- oder Tetraederform, aufweisen. Insbesondere sind Schleifkörner mit einer definierten Geometrie durch einen Prozess hergestellt worden, der gezielt Schleifkörner mit der zumindest im Wesentlichen vorherbestimmten Form herstellt. Unter einer „zumindest im Wesentlichen identischen Form” soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifkörner bis auf produktionsprozessbedingte Abweichungen eine identische Form und vorzugsweise eine identische Größe aufweisen. Unter einer „Schleifmittelunterlage” soll insbesondere eine feste oder flexible Unterlage, beispielsweise eine Keramikscheibe oder eine Veloursscheibe, verstanden werden, auf der Schleifkörner aufgebracht und befestigt werden und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, an einer Schleifmaschine befestigt zu werden. Unter einer „gemeinsamen Trägerplatte” soll insbesondere verstanden werden, dass eine Mehrzahl von Schleifkörnern an von Kanten, insbesondere von einer Schleifspitze, in der mehrere Kanten zusammenlaufen, abgewandten Bereichen einstückig miteinander ausgeführt sind. Unter einer „Schleifmittelvorformeinheit” soll insbesondere eine Einheit mit einer Trägerfläche und einer Mehrzahl von aus der Trägerfläche sich zumindest teilweise in eine gleiche Orientierung erstreckenden Erhebungen mit Schleifspitzen und/oder Schleifkanten verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt zu einem Schleifmittel verarbeitet zu werden. Insbesondere kann die Schleifmittelvorformeinheit als ein Satz von Schleifkörnern verstanden werden, die über eine gemeinsame, von Schleifkanten der Schleifkörner abgewandte, feste Unterlage einstückig miteinander ausgebildet sind. Insbesondere umfasst der zumindest eine weitere Verfahrensschritt zu einer Weiterverarbeitung der Schleifmittelvorformeinheit in ein Schleifmittel einen Sinterschritt und/oder ein Zerbrechen in einzelne Schleifkörner. Vorzugsweise wird die Schleifmittelvorformeinheit in einem anschließenden Sinterschritt gehärtet und anschließend als eine Schleifeinheit, ohne Zerbrechen in einzelne Schleifkörner, auf eine Schleifmittelunterlage aufgebracht, insbesondere aufgestreut oder aufgesetzt, und befestigt. Alternativ kann die Schleifmittelvorformeinheit nach Sinterung direkt als Schleifmittel verwendet werden, wodurch ein Zwischenschritt eines Aufstreuens von Schleifkörnern auf eine Schleifmittelunterlage entfällt sowie ein Schleifmittel mit einer vorgegebenen Ausrichtung von Schleifkanten erreicht wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere ein Zwischenprodukt für eine Herstellung eines Schleifmittels bereitgestellt werden, das eine vereinfachte Handhabung und Transportierbarkeit der Schleifkörner während folgender Verfahrensschritte sowie eine Vereinfachung einer Aufbringung der Schleifkörner auf die Schleifmittelunterlage ermöglicht. Bevorzugt ist das Zwischenprodukt als eine Schleifeinheit mit einstückig mit der Schleifmittelunterlage ausgebildeten Schleifkörnern ausgebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelvorformeinheit in einem Verfahrensschritt mittels eines Gussverfahrens hergestellt wird. Unter einem „Gussverfahren” soll insbesondere ein Herstellungsverfahren verstanden werden, bei dem ein flüssiger Werkstoff, insbesondere eine wasserhaltige Mischung, die ein Material der Schleifmittelvorformeinheit enthält, in eine Form für die Schleifmittelvorformeinheit gegossen und durch einen Erstarrungsvorgang und/oder einen Polymerisierungsvorgang und/oder insbesondere durch einen Abbindungsvorgang, in dem Wasser aus einer wasserhaltigen Mischung entfernt wird, beispielsweise durch Verdunsten an Luft oder durch Erwärmung der wasserhaltigen Mischung, in ein festes Material der Schleifmittelvorformeinheit umgewandelt wird. Insbesondere wird durch das Gussverfahren ein Grünling erzeugt, welcher in einem folgenden Sinterschritt gehärtet wird. Es kann insbesondere eine verfahrenstechnisch unaufwendige Herstellung der Schleifmittelvorformeinheit erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelvorformeinheit in einem Verfahrensschritt mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt wird. Unter einem „3D-Druckverfahren” soll insbesondere ein Verfahrensschritt verstanden werden, in dem ein 3D-Druckverfahren durchgeführt wird. Unter einem „3D-Druckverfahren” soll insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers verstanden werden, in dem eine Pulvermischung eines Materials oder eine flüssige Mischung des Materials für den Formkörper mittels einer Bestrahlung mit optischer oder nichtoptischer Strahlung, insbesondere mit Laserstrahlung oder Mikrowellenstrahlung, in einen festen Formkörper umgewandelt wird. Insbesondere wird über die Bestrahlung, insbesondere durch Verdampfen überschüssigen Materials, eine Gestalt des Formkörpers kontrolliert hergestellt. Insbesondere kann das 3D-Druckverfahren dazu eingesetzt werden, Schleifkornformen mit hinterschnittenen Gestaltungen zu erreichen. Es kann insbesondere ein besonders einfach für unterschiedliche Gestaltungen von Schleifmittelvorformeinheiten verwendbares Herstellverfahren erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelvorformeinheit gesintert wird. Darunter, dass „die Schleifmittelvorformeinheit gesintert wird”, soll insbesondere verstanden werden, dass die Schleifmittelvorformeinheit mittels eines Sinterverfahrens hergestellt oder in einem Sinterverfahren gehärtet wird. Unter einem „Sinterverfahren” soll insbesondere ein Verfahren verstanden werden, in dem ein Grünling oder eine Pulvermischung eines Materials oder eine flüssige Mischung des Materials für eine Schleifmittelvorformeinheit mittels Wärmeeintrag gehärtet und/oder geformt wird. Bevorzugt wird in einem Sinterverfahren zur Herstellung der Schleifmittelvorformeinheit eine auf einem Trägerelement angeordnete Menge an pulverförmigen Material mittels einer Form mit Hohlräumen, die im Wesentlichen, bis auf eine Schrumpfung eines Materials in einem Verlauf des Sinterverfahrens, komplementär zu einer Form der Schleifkörner sind zu einer Vorform der Schleifmittelvorformeinheit geformt und anschließend Wärme in die Vorform eingetragen wird, wobei die Form während des Wärmeeintrags die Vorform teilweise umgeben kann oder zuvor entfernt wurde. Insbesondere kann das Sinterverfahren als Mikrowellensinterverfahren ausgebildet sein, bei dem der Wärmeeintrag mittels Mikrowellenstrahlung bewirkt wird. Es kann insbesondere ein besonders hartes Schleifkorn erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelvorformeinheit in einem Verfahrensschritt in einzelne Schleifkörner zerbrochen wird. Insbesondere werden somit mehrere Schleifkörner vereinzelt. Es kann insbesondere durch die Schleifmittelvorformeinheit eine einfache Handhabbarkeit von mehreren Schleifkörnern vor einem Auftragen einzelner Schleifkörner auf eine Schleifmittelunterlage erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifmittelvorformeinheit an Sollbruchstellen zerbrochen wird. Es kann insbesondere eine einfache Vereinzelung der Schleifmittelvorformeinheit in Schleifkörner erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die einzelnen Schleifkörner gesintert werden. Alternativ kann die Schleifmittelvorformeinheit gesintert und anschließend in einzelne Schleifkörner zerbrochen werden. Es kann insbesondere eine gleichmäßige Härtung der einzelnen Schleifkörner erreicht werden.
Des Weiteren wird eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifeinheit vorgeschlagen. Unter einer „Schleifeinheit” soll insbesondere eine aus der Schleifmittelvorformeinheit hergestellte Einheit verstanden werden, die zur Herstellung eines Schleifmittels lediglich auf einer Schleifmittelunterlage aufgebracht und befestigt werden muss oder direkt als Schleifmittel zu einer Abschleifung eines Werkstücks eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist die Schleifeinheit von einer gesinterten Schleifmittelvorformeinheit gebildet. Insbesondere kann die Schleifmittelvorformeinheit vor oder nach einer Sinterung in Teileinheiten zerbrochen worden sein, die jeweils mehrere Schleifkörner, die über eine gemeinsame Trägerplatte verbunden sind, umfassen und die jeweils eine Schleifeinheit bilden. Es kann insbesondere eine Erleichterung einer Schleifmittelherstellung und bevorzugt ein besonders einfach handhabbares Schleifmittel erreicht werden, bei denen eine Orientierung der Schleifkörner relativ zu der Schleifmittelunterlage optimiert ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schleifeinheit in einer Schleifkornreihe nebeneinander angeordnete unterschiedliche Schleifkornformen aufweist. Unter „Schleifkornformen” sollen insbesondere unterschiedliche Gestaltungen von Schleifkanten verstanden werden, insbesondere Sägezahnformen, Formen mit entgegengesetzt gerichteten Schleifkantenrichtungen, wobei eine Schleifkante einer ersten Schleifkantenform in eine erste Richtung gerichtet ist und eine Schleifkante einer zweiten Schleifkantenform in eine zweite, der ersten Richtung entgegengerichtete Richtung gerichtet ist, breitflächige Formen für einen weiten Abtrag, und/oder weitere, einem Fachmann als geeignet erscheinende Formen. Es kann insbesondere ein für bestimmte Anwendungen optimiertes Schleifmittel erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schleifeinheit eine zumindest im Wesentlichen stabförmige Grundform aufweist. Unter einer „stabförmigen Grundform” soll insbesondere eine Grundform verstanden werden, die eine Längsausdehnung in eine Richtung aufweist, die zumindest zweimal, vorteilhaft zumindest viermal und bevorzugt zumindest zehnmal so groß ist wie eine Ausdehnung in eine dazu orthogonale Richtung. Insbesondere weist die Schleifeinheit mit der stabförmigen Grundform eine vorteilhafte Bearbeitungsrichtung in Richtung einer maximalen Längsausdehnung auf. Insbesondere werden zur Herstellung eines Schleifmittels mehrere Schleifeinheiten mit einer zumindest im Wesentlichen stabförmigen Grundform auf einer Unterlage, bevorzugt einer flexiblen Unterlage, angeordnet und befestigt. Alternativ kann die Schleifeinheit direkt als ein Schleifmittel verwendet werden. Es kann insbesondere eine auf einfache Weise anzuordnende Grundform erreicht werden, die einfach auf eine Schleifmittelunterlage aufbringbar ist oder einfach handhabbar als Schleifmittel eingesetzt werden kann.
Ferner werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifkörner, insbesondere durch Zerbrechen einer Schleifmittelvorformeinheit hergestellte Schleifkörner, vorgeschlagen.
Des Weiteren wird ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Schleifmittel vorgeschlagen. Insbesondere ist das Schleifmittel als Schleifeinheit oder als auf eine Unterlage, bevorzugt eine flexible Unterlage, aufgebrachte Menge von einzelnen Schleifeinheiten oder Schleifkörnern, die durch Zerbrechen einer Schleifmittelvorformeinheit hergestellt wurden, ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Ferner kann eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 einen Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens vor einer Herstellung einer Schleifmittelvorformeinheit,
2 einen weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer Herstellung der Schleifmittelvorformeinheit,
3 die als Schleifmittel ausgebildete Schleifmittelvorformeinheit,
4 eine alternative Schleifmittelvorformeinheit, die zu einem Zerbrechen in einzelne Schleifkörner vorgesehen ist,
5 eine Detaildarstellung von Sollbruchstellen der alternativen Schleifmittelvorformeinheit,
6 eine Detaildarstellung eines einzelnen gebrochenen Schleifkorns der alternativen Schleifmittelvorformeinheit,
7 ein Verfahrensschritt eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Gussprozess,
8 ein weiterer Verfahrensschritt des alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens,
9 eine erfindungsgemäße, als stabförmig ausgebildetes Schleifmittel ausgeführte Schleifmittelvorformeinheit mit nebeneinander angeordneten unterschiedlichen Schleifkornformen und
10 ein Verfahrensschritt eines alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem eine Schleifmittelvorformeinheit mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt wird.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Verfahrensschritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Schleifmittels, der von einem Verfahrensschritt zu einer Herstellung einer Schleifmittelvorformeinheit 10a gebildet ist. Auf einer sinterfesten Auflageplatte 20a ist eine Menge eines keramischen Sintermaterials 18a aus Aluminiumoxyd angeordnet. Eine Form 16a zur Sinterung gibt zusammen mit der Auflageplatte 20a eine Gestalt der Schleifmittelvorformeinheit 10a vor. Die Form 16a, die Auflageplatte 20a und das Sintermaterial 18a sind in einer Schnittdarstellung dargestellt. In einem Verfahrensschritt einer Sinterung wird ein Satz von Schleifkörnern 12a einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14a ausgebildet als die Schleifmittelvorformeinheit 10a hergestellt (2). Die Schleifmittelvorformeinheit 10a wird somit im Zuge einer Herstellung gesintert. Die Schleifmittelvorformeinheit 10a wird mittels eines Mikrowellensinterverfahrens gesintert, in dem das Sintermaterial 18a mit Mikrowellenstrahlung erhitzt wird. Die Form 16a wird auf die Auflageplatte 20a mit dem Sintermaterial 18a aufgesetzt, wodurch das Sintermaterial 18a Ausnehmungen der Form, die den Schleifkörnern 12a entsprechen, ausfüllt. Die Form 16a ist sinterfest ausgebildet und bleibt während des Mikrowellensinterverfahrens an die Auflageplatte 20a angesetzt, wobei in alternativen Verfahren die Form 16a vor Beginn eines Wärmeeintrags entfernt wird. Durch die Form 16a ist die Gestalt der Schleifmittelvorformeinheit 10a vorgegeben, indem nach Aufsetzen der Form 16a auf die Auflageplatte 20a unterhalb den mit Sintermaterial 18a ausgefüllten Ausnehmungen der Form 16a, die nach der Sinterung den Satz Schleifkörner 12a ausbilden, eine Schicht Sintermaterial 18a sich durchgehend entlang der Auflageplatte 20a erstreckt und nach der Sinterung die gemeinsame Trägerplatte 14a ausbildet. Die Ausnehmungen sind so ausgeführt, dass im Wesentlichen pyramidenförmige Schleifkörner 12a mit Kanten 24a, 26a, die in einer Schleifspitze 22a zusammenlaufen, erzeugt werden. Durch prozessbedingte Ungenauigkeiten können die Schleifkörner 12a von einer Idealform einer Pyramide abweichen. Andere, alternative Formen von Schleifkörnern 12a können durch Verwendung alternativer Formen 16a, die alternativ ausgebildete Ausnehmungen aufweisen, erhalten werden.
Die Schleifmittelvorformeinheit 10a ist als rechteckige Platte ausgeführt und als Schleifmittel ausgeführt (3). Die Schleifkörner 12a sind als pyramidenförmige Erhebungen über die gemeinsame Trägerplatte 14a, die somit als Trägerfläche für die Schleifkörner 12a dient, ausgebildet. Durch die Herstellung der Schleifkörner 12a mit der gemeinsamen Trägerplatte 14a als Schleifmittelvorformeinheit 10a entfällt ein Schritt eines Aufstreuens der Schleifkörner 12a auf eine Schleifmittelunterlage und eine Ausrichtung der Schleifkörner 12a ist für einen Spanprozess optimiert, so dass alle Schleifspitzen 22a orientiert sind. Die Schleifmittelvorformeinheit 10a ist als Schleifeinheit 30a ausgebildet, die zur Herstellung auf eine
In den 4 bis 10 sind vier weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3 verwiesen wird. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 bis 10 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis e ersetzt.
4 zeigt eine alternative Schleifmittelvorformeinheit 10b, die einen Satz von Schleifkörnern 12b umfasst, die einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14b ausgebildet sind. Die Schleifmittelvorformeinheit 10b ist als runde Scheibe mit einem zentralen Loch 40b ausgeführt und weist ebenfalls pyramidenförmig gestaltete Schleifkörner 12b auf. Alternative Schleifmittelvorformeinheiten 10b mit einer Mehrzahl von Löchern 40b, die beispielsweise für eine Absaugung von Schleifstaub genutzt werden können, oder eine lochfreie Schleifmittelvorformeinheit 10b sind ebenfalls vorstellbar. Die Schleifmittelvorformeinheit 10b ist mittels desselben Verfahrens zur Herstellung eines Schleifmittels hergestellt wie in dem vorherigen Beispiel und ist ebenfalls als Schleifeinheit 30b ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, direkt als Schleifmittel verwendet zu werden. In einer alternativen Ausbildung können eine Mehrzahl von Schleifeinheiten 30b, beispielsweise vier Schleifeinheiten 30b, die jeweils eine Gestalt eines Viertelkreises aufweisen, auf einer Unterlage angeordnet sein und mit dieser ein Schleifmittel bilden, um ein Schleifmittel mit einer größeren Flexibilität zu erreichen. Die Schleifmittelvorformeinheit 10b kann jedoch auch in einem Verfahrensschritt in einzelne Schleifkörner 12b zerbrochen werden und weist hierzu Sollbruchstellen 32b auf, an denen sie in einzelne Schleifkörner 12b zerbrochen wird. Die Sollbruchstellen 32b sind als dünne Bereiche der gemeinsamen Trägerplatte 14b zwischen einzelnen Schleifkörnern 12b ausgeführt und durch eine spezielle Gestaltung einer Herstellungsform erzeugt. Die Schleifmittelvorformeinheit 10b wird mechanisch zerbrochen, beispielsweise durch Fallenlassen auf eine Unterlage.
Die einzelnen Schleifkörner weisen nach einem Zerbrechen zusätzlich zu Kanten 24b, 26b, die in einer Schleifspitze 22b zusammenlaufen, Bruchkanten 28b auf, die unregelmäßig ausgebildet sind (6). Die Bruchkanten 28b weisen aufgrund ihrer unregelmäßigen Gestaltung eine Vielzahl kleiner Spitzen auf, mit denen in einem Schleifprozess ein Materialabtrag erreicht wird. Zur Herstellung eines Schleifmittels 30b werden die einzelnen Schleifkörner 12b auf eine Schleifmittelunterlage aufgestreut und mittels eines Bindemittels oder mehrerer Bindemittel auf der Schleifmittelunterlage befestigt. Durch eine Gestalt der Schleifkörner 12b weist dabei entweder die Schleifspitze 22b oder eine Bruchkante 28b in eine von der Schleifmittelunterlage wegweisende Richtung und somit auf ein zu bearbeitendes Werkstück, so dass in einem Schleifbetrieb eine hohe Schleifleistung erzielt wird. In einem Verfahrensschritt werden die einzelnen Schleifkörner 12b zusätzlich gesintert, um eine Erhöhung einer Festigkeit der Bruchkanten 28b zu erreichen. Grundsätzlich kann in einem alternativen Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels 30b zuerst in einem sinterschrittfreien Verfahren die Schleifmittelvorformeinheit 10b hergestellt, anschließend in einzelne Schleifkörner 12b zerbrochen und die einzelnen Schleifkörner 12b gesintert werden, bevor die Schleifkörner 12b in einem weiteren Schritt des Verfahrens auf eine Schleifmittelunterlage aufgestreut und mittels Bindemitteln befestigt werden. Alternativ kann die Schleifmittelvorformeinheit 10b auch in mehrere Schleifeinheiten 30b, die jeweils aus mehreren Schleifkörnern 12b mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14b bestehen, zerbrochen werden, welche dann auf eine Unterlage aufgebracht werden, um ein Schleifmittel zu bilden.
In einem weiteren alternativen Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels 30c, in dem in einem Verfahrensschritt ein Satz von Schleifkörnern 12c einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14c ausgebildet als eine Schleifmittelvorformeinheit 10c hergestellt wird, wird die Schleifmittelvorformeinheit 10c in einem Verfahrensschritt mittels eines Gussverfahrens hergestellt (7 und 8). Hierzu wird eine keramische Gussmasse 42c in eine Gussform 34c, die analog zu der Form 16a im ersten Ausführungsbeispiel gestaltet ist, gefüllt (7). Die Gussform 34c wird dabei so befüllt, dass Ausnehmungen, welche eine Gestalt der Schleifkörner 12c vorgeben, vollständig gefüllt sind und sich zusätzlich über den Ausnehmungen eine sich über eine gesamte Innenfläche der Gussform 34c erstreckende Schicht von Gussmasse 42c erstreckt, welche die gemeinsame Trägerplatte 14c ausbildet. Die Gussmasse 42c erstarrt in der Gussform 34c und bildet die Schleifmittelvorformeinheit 10c aus (8). Zu einer Auslösung der Schleifmittelvorformeinheit 10c aus der Gussform 34c wird diese umgedreht und die Schleifmittelvorformeinheit 10c, durch Rütteln unterstützt, aus der Gussform 34c auf eine Unterlage gestürzt, wobei aufgrund einer Dicke der gemeinsamen Trägerplatte 14c die Schleifmittelvorformeinheit 10c sich dabei zerbrechungsfrei löst. Die Auslösung kann durch eine Antihaftbeschichtung der Ausnehmungen der Gussform 34c unterstützt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Schleifmittelvorformeinheit 10c gesintert und somit zu einer Schleifeinheit 30c verarbeitet, die auf eine Schleifmittelunterlage aufgebracht werden kann oder direkt als Schleifmittel verwendet werden kann.
9 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels hergestellte Schleifeinheit 30d, die als Schleifmittelvorformeinheit 10d mit einem Satz von Schleifkörnern 12d einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14d ausgebildet hergestellt worden ist und anschließend gesintert wurde. Die Schleifeinheit 30d weist eine zumindest im Wesentlichen stabförmige Grundform 36d mit in einer Schleifkornreihe nebeneinander angeordneten unterschiedlichen Schleifkornformen auf. Die unterschiedlichen Schleifkornformen sind von zwei Arten unterschiedlich orientierter Sägezähne, wobei eine Orientierung der Sägezähne sich in einer Orientierung zu einer Längsrichtung der Schleifeinheit 30d unterscheidet, und einer Buckelzahnform mit einer verbreiterten Gestaltung gegenüber den Sägezähnen gebildet. Die Sägezähne sind zu einem tiefen Abtrag von Material eines zu bearbeitenden Werkstücks vorgesehen, wobei gegenläufige Orientierungen einen tiefen Materialabtrag in jeder Bearbeitungsrichtung erreichen. Die Buckelzahnform ist zu einem weiten, flachen Materialabtrag um tiefe Abtragskerben der Sägezähne herum vorgesehen. Die stabförmige Grundform 36d der Schleifmittelvorformeinheit 10d lässt sich vorteilhaft zusammen mit weiteren stabförmigen Schleifmittelvorformeinheiten 10d auf einer gemeinsamen Unterlage anordnen, um ein Schleifmittel zu bilden oder können direkt als ein Schleifmittel verwendet werden. Grundsätzlich können beliebige Schleifkornformen entlang der stabförmigen Grundform 36d angeordnet werden und somit ein an spezifische Aufgaben angepasstes Schleifmittel 30d erreicht werden. Vorteilhaft wird die Schleifeinheit 30d in einem 3D-Druckverfahren hergestellt. Alternativ kann die Schleifeinheit 30d auch in einem Gussverfahren oder einem Pressverfahren hergestellt werden.
10 zeigt ein weiteres alternatives erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels, in dem eine Schleifmittelvorformeinheit 10e, die einen Satz von Schleifkörnern 12b, die einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte 14b ausgebildet sind, umfasst, in einem Verfahrensschritt mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt wird. Das 3D-Druckverfahren ist als Lasersinterverfahrensschritt ausgebildet. Auf einer Unterlagenplatte 20e ist eine Schicht pulverförmigen Sintermaterials 18e aufgetragen, in die mit einem Laserstrahl 44e eines Lasers 38e Wärme eingetragen und die somit gesintert wird. Durch einen Wärmeeintrag des Laserstrahls 44e wird Energie für Diffusionsprozesse in dem Sintermaterial 18e bereitgestellt, so dass das pulverförmige Sintermaterial 18e in ein festes Material umgewandelt wird. Der Laserstrahl 44e wird über das Sintermaterial 18e bewegt und in einem ersten Schritt des 3D-Druckverfahrens wird eine durchgängige Schicht von Sintermaterial 18e mit dem Laserstrahl 44e gesintert und bildet die gemeinsame Trägerplatte 14e aus. Nach Herstellung der gemeinsamen Trägerplatte 14e werden in weiteren Verfahrensschritten sukzessive mehrere Schichten von Sintermaterial 18e auf die gemeinsame Trägerplatte 14e aufgetragen und mit dem Laserstrahl 44e des Lasers 38e bereichsweise gesintert, um die Schleifkörner 12e auszuformen, wobei der Laserstrahl 44e bei einer Bewegung über als Zwischenräume zwischen Schleifkörnern 12e vorgesehenen Bereichen abgeschaltet wird. Mit einer zunehmenden Schichtanzahl wird ein zu sinternder Bereich kleiner. Die Schleifmittelvorformeinheit 10e ist dazu vorgesehen, als eine Schleifeinheit 30e direkt als Schleifmittel verwendet zu werden, kann jedoch auch mit weiteren Schleifeinheiten 30e zur Bildung eines Schleifmittels auf einer gemeinsamen Unterlage angeordnet oder in einzelne Schleifkörner 12e zerbrochen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Satz von Schleifkörnern (12a–e) einstückig mit einer gemeinsamen Trägerplatte (14a–e) ausgebildet als eine Schleifmittelvorformeinheit (10a–e) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelvorformeinheit (10c) in einem Verfahrensschritt mittels eines Gussverfahrens hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelvorformeinheit (10e) in einem Verfahrensschritt mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelvorformeinheit (10a; 10c–e) gesintert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelvorformeinheit (10b) in einem Verfahrensschritt in einzelne Schleifkörner (12b) zerbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelvorformeinheit (10b) an Sollbruchstellen (32b) zerbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die einzelnen Schleifkörner (12b) gesintert werden.
Mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellte Schleifeinheit (30a–e).
Schleifeinheit nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch in einer Schleifkornreihe nebeneinander angeordnete unterschiedliche Schleifkornformen.
Schleifeinheit nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine zumindest im Wesentlichen stabförmige Grundform (36d).
Mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7 hergestelltes einzelnes Schleifkorn (12b).
Mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestelltes Schleifmittel.