DE10297510T5

DE10297510T5 - Schleifstein und Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements

Info

Publication number: DE10297510T5
Application number: DE10297510T
Authority: DE
Inventors: Masami Masuko
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-11-25
Also published as: CN1604835A; US20040242128A1; JPWO2003049903A1; US20060030245A1; AU2002349498A1; WO2003049903A1

Abstract

Schleifstein (1; 30; 60) mit einer Basis (2; 32; 62) und einer an der Basis (2; 32; 62) vorgesehenen Schleifkornschicht (9; 39; 69), wobei die Schleifkornschicht (9; 39; 69) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (4b; 34b; 64b) enthält, und
einer Zwischenschicht (7; 37; 67), welche physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) unterscheiden, und welche zwischen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) und der Basis (2; 32; 62) vorgesehen ist.

Description

Schleifstein und Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements
Technikgebiet
Diese Erfindung betrifft einen Schleifstein, der beim Schleifen und beim Polieren von Glas, Metall oder dergleichen verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements unter Verwendung dieses Schleifsteins.
Stand der Technik
Ein Schleifstein, bei dem eine Galvanikschicht als Bindemittel für Schleifkörner verwendet ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Dieser Schleifstein hat eine Struktur, bei welcher eine Schleifkornschicht, die von einer Galvanikschicht mit darin dispergierten Schleifkörnern gebildet ist, an einer aus Metall hergestellten Basis vorgesehen ist. Beim Herstellen dieses Schleifsteins wird zuerst die Oberfläche der Basis einer bestimmten Entfettungsbehandlung und einer bestimmten Aktivierungsbehandlung unterzogen und die resultierende Basis wird in eine Galvanisierlösung eingeführt, um ein Galvanisieren durchzuführen. Bei diesem Galvanisieren sind Schleifkörner in der Galvanisierlösung enthalten, wodurch eine Galvanikschicht mit den darin enthaltenen Schleifkörnern ausgebildet werden kann, um eine Schleifkornschicht auszubilden. Dieser Schleifstein wird, wie ein Schleifstein, bei dem als Bindemittel ein Kunstharzkleber oder ein Metallkleber verwendet ist, bei unterschiedlichen Schleifprozessen und unterschiedlichen Polierprozessen verwendet.
Bei dem Schleifstein, bei dem solch eine Galvanikschicht als Bindemittel verwendet ist, trägt sich die Schleifkornschicht infolge von Schleifen oder Polieren allmählich ab, wobei schließlich die Basisoberfläche freigelegt wird. Jedoch ist es schwierig die Abnutzung dieser Schleifkornschicht zu erkennen und es kommt in Betracht, dass das Ende der Lebensdauer des Schleifsteins nicht bestimmt werden kann. Bei dem üblichen Schleifstein, bei dem ein Kunstharzklebstoff oder ein Metallklebstoff als Bindemittel verwendet ist, weist dessen gesamte Dickenrichtung die Schleifkornschicht auf und daher kann die Lebensdauer des Schleifsteins visuell leicht beurteilt werden. Jedoch ist es im Fall des Schleifsteins, bei dem die Galvanikschicht als Bindemittel verwendet ist, da die Schleifkornschicht an der aus einem Metall geformten Basis vorgesehen ist, schwierig visuell die Grenze zwischen der Basis und der Schleifkornschicht zu erkennen. Wenn die Basisoberfläche gerade zu dem Zeitpunkt zum Freiliegen kommt, zu dem die Schleifkornschicht die Bearbeitung eines Werkstücks beendet hat, kann die Abnutzung der Schleifkornschicht beim Wechseln des Werkstücks erkannt werden und dann kann der Schleifstein ausgetauscht werden. Jedoch wird in den meisten Fällen die Basisoberfläche während des Bearbeitungsprozesses freigelegt. Daher kann die Werkstückoberfläche mit der Basisoberfläche in Kontakt kommen, woraufhin das Werkstück an seiner Oberfläche mit tiefen Kratzern versehen werden kann oder das Werkstück zerbrechen kann, was in Defekten resultiert, für welche jegliche Nacharbeit unmöglich ist. Außerdem kann die Basis selbst zerkratzt werden, und daher kann die Basis in einigen Fällen für eine Wiederverwendung unbrauchbar werden.
Erfindungsoffenbarung
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Schleifstein mit einer von einer Galvanikschicht als Bindemittel gebildeten Schleifkornschicht zu schaffen, und der ein Schleifstein ist, welcher ein leichtes Erkennen der Schleifstein-Lebensdauer ermöglicht, und ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements unter Verwendung dieses Schleifsteins sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Projektions-Belichtungsvorrichtung zu schaffen.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt in der vorliegenden Anmeldung die Erfindung einen wie im Folgenden beschriebenen Schleifstein bereit.
D. h., es ist ein Schleifstein, der aufweist: eine Basis und eine an der Basis ausgebildete Schleifkornschicht, wobei die Schleifkornschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und eine Zwischenschicht, welche physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht unterscheiden, und welche zwischen der Schleifkornschicht und der Basis vorgesehen ist.
In der vorliegenden Anmeldung stellt die Erfindung ferner einen wie im Folgenden beschriebenen Schleifstein bereit.
D. h., es ist ein Schleifstein, der aufweist: eine Basis und eine an der Basis ausgebildete Schleifkornschicht, wobei die Schleifkornschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und eine Zwischenschicht, welche optische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht unterscheiden, und welche zwischen der Schleifkornschicht und der Basis angeordnet ist.
Der oben genannte Schleifstein kann so ausgebildet sein, dass die Zwischenschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und dass die Galvanikschicht einen Farbton aufweist, der sich vom Farbton der Schleifkorn-Galvanikschicht unterscheidet.
Der oben genannte Schleifstein kann so ausgebildet sein, dass die die Zwischenschicht bildende Galvanikschicht eine schwarze aufgalvanisierte Nickelschicht ist und die Schleifkorn-Galvanikschicht eine silberweiße, aufgalvanisierte Schicht ist.
Bei dem oben genannten Schleifstein können die die Zwischenschicht bildende Galvanikschicht und die Schleifkorn aufweisende Galvanikschicht so ausgebildet sein, dass eine von diesen eine aufgalvanisierte Nickelschicht ist und die andere eine aufgalvanisierte Kupferschicht ist.
In der vorliegenden Anmeldung stellt die Erfindung auch noch einen wie im Folgenden beschriebenen Schleifstein bereit.
D. h., es ist ein Schleifstein, der aufweist: eine Basis und eine an der Basis ausgebildete Schleifkornschicht, wobei die Schleifkornschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und eine Zwischenschicht, welche einen Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück aufweist, der sich von jenem der Schleifkornschicht unterscheidet, und welche zwischen der Schleifkornschicht und der Basis angeordnet ist.
Der oben genannte Schleifstein kann so ausgebildet sein, dass die Zwischenschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und dass die Galvanikschicht eine Härte aufweist, die sich von der Härte der Schleifkorn-Galvanikschicht unterscheidet.
Der oben genannte Schleifstein kann so ausgebildet sein, dass die Zwischenschicht eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner enthält, und dass die Galvanikschicht sich zumindest in einem von einem Partikeldurchmesser und einer Konzentration der enthaltenen Schleifkörner von der Schleifkornschicht unterscheidet.
Gemäß den oben genannten Erfindungen kann der Schleifstein bereitgestellt werden, welcher eine Schleifkornschicht aufweist, die von einer Galvanikschicht als Bindemittel gebildet ist, und der ein Schleifstein ist, welcher es ermöglicht, die Schleifstein-Lebensdauer leicht zu erkennen.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt in der vorliegenden Anmeldung die Erfindung ferner ein Verfahren zum Herstellen eines wie im Folgenden beschriebenen, optischen Elements bereit.
D. h., es ist ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements durch Bearbeiten eines Werkstücks, bei dem das Werkstück mittels eines Schleifsteins bearbeitet wird und der Schleifstein verwendet wird, welcher eine Basis, eine an der Basis ausgebildete Schleifkornschicht, die von einer Galvanikschicht gebildet ist, die Schleifkörner enthält, und eine Zwischenschicht aufweist, die zwischen der Basis und der Schleifkornschicht ausgebildet ist und die physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht unterscheiden, wobei die physikalischen Eigenschaften den Bewegungsreibungskoeffizienten mit dem Werkstück und optische Eigenschaften mit einschließen.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt in der vorliegenden Anmeldung die Erfindung auch noch ein Verfahren zum Herstellen einer wie im Folgenden beschriebenen Projektions-Belichtungsvorrichtung bereit.
D. h., es ist ein Verfahren zum Herstellen einer ein optisches System mit einer Linse aufweisenden Projektions-Belichtungsvorrichtung, bei dem der Schleifstein hergestellt wird, welcher eine Basis, eine an der Basis ausgebildete Schleifkornschicht, die von einer Galvanikschicht gebildet ist, die Schleifkörner enthält, und eine Zwischenschicht aufweist, die zwischen der Basis und der Schleifkornschicht ausgebildet ist und die physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht unterscheiden, wobei die physikalischen Eigenschaften den Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Linsenmaterial und optische Eigenschaften mit einschließen, und das Linsenmaterial mittels des Schleifsteins bearbeitet wird und die durch die Bearbeitung des Linsenmaterials erzielte Linse in das optische System eingesetzt wird.
Kurzbeschreibung der Figuren
l ist eine Ansicht, die die Struktur eines Schleifsteins einer ersten Ausführungsform und eines Beispiels 1 gemäß der Erfindung zeigt.
2(a) bis (e) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Schleifsteins des Beispiels 1 gemäß der Erfindung zeigen.
3 ist eine Ansicht, die die Struktur eines Schleifsteins eines Beispiels 2 gemäß der Erfindung zeigt. 4(a) bis (d) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Schleifsteins des Beispiels 2 gemäß der Erfindung (erste Darstellung) zeigen.
5(e) bis (g) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Schleifsteins des Beispiels 2 gemäß der Erfindung (zweite Darstellung) zeigen.
6 ist eine Ansicht, die die Struktur eines Schleifsteins eines Beispiels 3 gemäß der Erfindung zeigt. 7(a) bis (e) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Schleifsteins des Beispiels 3 gemäß der Erfindung zeigen.
8(a) ist eine Ansicht, die zeigt, wie sich eine Oberfläche der Schleifkornschicht beim Beispiel 3 gemäß der Erfindung ändert, und 8(b) ist eine Ansicht, die zeigt, wie sich eine Schleifkorn-Zwischenschicht beim Beispiel 3 gemäß der Erfindung ändert.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungswerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
10 zeigt Ansichten, die ein erstes Verfahren zum Herstellen des Bearbeitungswerkzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutern.
ll zeigt Ansichten, die ein zweites Verfahren zum Herstellen des Bearbeitungswerkzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutern.
l2 zeigt Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung erläutern.
13 ist eine Strukturansicht einer Projektions-Belichtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Zuerst wird die erste, erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform weist ein Schleifstein eine Struktur auf, bei welcher, wie in 1 gezeigt, eine Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und eine Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 an einer Basis 2 in Reihenfolge aufeinander angeordnet sind. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 sind beide Schleifkornschichten, bei denen Galvanikschichten als Bindemittel verwendet sind, mit welchen Schleifkörner 4a und 4b gebunden sind. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 sind so ausgebildet, dass sich mindestens eine von physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise optischen Eigenschaften und einem Bewegungsreibungskoeffizienten, voneinander unterscheiden, um ein Erkennen einer Grenze 51 zwischen den beiden zu ermöglichen.
Beispielsweise können die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 so ausgebildet sein, dass bei ihnen jeweils als Bindemittel eine Galvanikschicht mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, wie beispielsweise dem Reflexionsgrad und der Absorptionswellenlänge, verwendet sind. In diesem Fall können Unterschiede in den Farben (Farbton und Schattierung), der Farbsättigung, der Helligkeit, dem Glanz usw. zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 mit bloßem Auge bestimmt werden oder die Reflexions-Wellenlängenverteilung kann mittels eines Messinstruments bestimmt werden, um die Grenze 51 zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu bestimmen. Um die Galvanikschichten so auszubilden, dass sie einen unterschiedlichen Reflexionsgrad und eine unterschiedliche Absorptionswellenlänge aufweisen, können die Arten der Haupt-Metallbestandteile, die die Galvanikschichten bilden, sich voneinander unterscheidend ausgebildet sein. Beispielsweise ist eine chemisch (stromlos) aufgalvanisierte Nickelschicht als eine Galvanikschicht bekannt, die einen schwarzen Farbton annimmt. Ferner sind eine elektrochemisch oder eine chemisch aufgalvanisierte Nickelschicht, eine elektrochemisch aufgalvanisierte Zinnschicht, eine elektrochemisch aufgalvanisierte Bleischicht, eine elektrochemisch aufgalvanisierte Eisenschicht, eine elektrochemisch aufgalvanisierte Silberfarbenschicht und eine elektrochemisch aufgalvanisierte Zinkschicht als Galvanikschichten verfügbar, welche einen silberweißen Farbton annehmen. Ferner ist eine elektrochemisch aufgalvanisierte Kupferschicht als eine Galvanikschicht bekannt, welche einen braunen Farbton annimmt, und ferner ist eine elektrochemisch aufgalvanisierte Goldschicht als eine Galvanikschicht bekannt, welche einen goldenen Farbton annimmt. Daher kann beispielsweise eine schwarze, chemisch aufgalvanisierte Nickelschicht als die Galvanikschicht verwendet sein, die die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 bildet, und kann eine silberweiße, chemisch aufgalvanisierte Nickelschicht als die Galvanikschicht verwendet sein, die die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 bildet. Als ein anderes Beispiel kann eine silberweiße, chemisch aufgalvanisierte Nickelschicht als die Galvanikschicht der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 verwendet sein, und kann eine braune, aufgalvanisierte Kupferschicht als die Galvanikschicht verwendet sein, die die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 bildet. In diesen Fällen kann durch visuelles Beobachten der Oberfläche des Schleifsteins 1 bestimmt werden, ob die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 abgenutzt ist und die sich unterscheidende Schleifkorn-Zwischenschicht 7 freigelegt worden ist oder nicht. Auf diese Weise kann festgestellt werden, dass die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 abgenutzt ist und das Ende der Lebensdauer des Schleifsteins 1 erreicht ist.
Beispiele von Galvanisierlösungen (Galvanisierbädern), welche die oben genannten Galvanikschichten unterschiedlicher Farbe ausbilden können, sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Sogar wenn das Metall das gleiche ist, ist es auch möglich, die Reflexions-Wellenlängenverteilung oder die Absorptions-Wellenlängenverteilung mittels eines Verfahrens unterschiedlich auszubilden, bei welchem beispielsweise die in die Galvanisierlösung eingegebenen Additive in ihrer Konzentration unterschiedlich ausgebildet sind. In diesem Fall kann beispielsweise ein Unterschied im Glanz visuell erkannt werden oder die Reflexions-Wellenlängenverteilung oder die Absorptions-Wellenlängenverteilung in der Oberfläche des Schleifsteins 1 oder jene der Restflüssigkeit können mittels eines Messinstruments gemessen werden, um die Grenze zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu bestimmen.
Es können auch Schleifkörner mit zueinander unterschiedlichen optischen Eigenschaften als die Schleifkörner der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 verwendet sein, um zu bewirken, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 eine unterschiedliche Reflexions-Wellenlängenverteilung oder eine unterschiedliche Absorptions-Wellenlängenverteilung aufweisen, so dass die Grenze 51 zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 erkennbar ist.
Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 können ferner so ausgebildet sein, dass Galvanikschichten mit unterschiedlicher Härte als Bindemittel verwendet sind. Wie in der obigen Tabelle 1 gezeigt, unterscheidet sich die Härte der Galvanikschichten in Abhängigkeit von den Materialien der Galvanikschichten, und unterscheiden sich darüber hinaus sogar aus dem gleichen Material gebildete Galvanikschichten in Abhängigkeit von den Galvanisierlösungen (Galvanisierbädern) und den Galvanisierverfahren (chemisches Galvanisieren oder elektrochemisches Galvanisieren) in ihrer Härte. Ferner können Additive, wie sie in der im Folgenden dargestellten Tabelle 2 gezeigt sind, den in Tabelle 1 gezeigten Galvanisierlösungen zugegeben werden, um zu bewirken, dass die Galvanikschichten eine unterschiedliche Härte aufweisen. Tabelle 2 zeigt Beispiele von Additiven, wobei die Härte durch Ändern der Arten oder durch Ändern der Zugabekonzentration der Additive gesteuert werden kann. Demgemäß können Galvanikschichten verwendet sein, welche sich in Bezug auf die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 in ihren Materialien unterscheiden, oder können aus dem gleichen Material gebildete Galvanikschichten unter Verwendung unterschiedlicher Galvanisierlösungen oder unterschiedlicher Galvanisierverfahren ausgebildet werden, um zu bewirken, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 eine sich voneinander unterscheidende Härte aufweisen. Auf diese Weise können die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 so ausgebildet werden, dass die Härte ihrer Galvanikschichten unterschiedlich ist. Dies bewirkt, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 unterschiedliche Werte von Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück aufweisen. Daher kann, wenn die Bearbeitung, wie beispielsweise ein Schleifen oder ein Polieren, unter Verwendung des Schleifsteins dieser Ausführungsform durchgeführt wird, das Drehmoment des Schleifsteins 1 gemessen werden, um die Grenze 51 zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu bestimmen. Außerdem können Galvanikschichten, die aus dem gleichen Material gebildet sind, durch ein Verfahren, bei dem beispielsweise die Temperatur der Galvanisierlösungen zum Zeitpunkt des Galvanisierens geändert wird oder im Falle des chemischen Galvanisierens die elektrische Stromstärke verändert wird, ebenfalls so ausgebildet werden, dass sie eine unterschiedliche Härte aufweisen. Tabelle 2
Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 können ferner so ausgebildet sein, dass sie sich in zumindest einem von dem Partikeldurchmesser und der Schleifkornkonzentration der Schleifkörner 4a und der Schleifkörner 4b, die in diesen Schichten enthalten sind, unterscheiden. Dies bewirkt, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 unterschiedlich hohe Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück aufweisen. Daher kann, wenn unter Verwendung des Schleifsteins dieser Ausführungsform eine Bearbeitung, wie beispielsweise ein Schleifen oder ein Polieren durchgeführt wird, das Drehmoment gemessen werden, um die Grenze 51 zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu bestimmen. Ferner hängt der Partikeldurchmesser der Schleifkörner 4a und 4b, die in der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 bzw. der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 enthalten sind, von der Größe der in die Galvanisierlösungen eingegebenen Schleifkörnern ab. Daher kann die Größe der einzugebenden Schleifkörner unterschiedlich ausgebildet sein, so dass sich der Partikeldurchmesser der Schleifkörner 4a für die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Partikeldurchmesser der Schleifkörner 4b für die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 voneinander unterscheiden. Ferner kann die Konzentration der Schleifkörner in der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 durch Ändern der Menge der in die Galvanisierlösungen eingegebenen Schleifkörner gesteuert werden. Beispielsweise können Schleifkörner, die den Partikeldurchmesser aufweisen und in der Menge verwendet sind, wie in der folgenden Tabelle 3 gezeigt, in die in Tabelle 1 gezeigten Galvanisierlösungen eingegeben werden, wodurch Schleifkornschichten ausgebildet werden können, bei welchen in den Galvanikschichten Schleifkörner in den in Tabelle 3 gezeigten Proportionen enthalten sind. Auf diese Weise kann die Menge der in die Galvanisierlösungen einzugebenden Schleifkörner in Übereinstimmung mit der gewünschten Konzentration (Gehalt) der Schleifkörner gesteuert werden, um die Konzentration der Schleifkörner in den auszubildenden Galvanikschichten zu verändern und zu bewirken, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 mit einem Werkstück einen unterschiedlichen Bewegungsreibungskoeffizienten aufweisen. Tabelle 3
Ferner ist die Dicke der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 des Schleifsteins 1 so ausgebildet, dass sie der Dicke entspricht, mit welcher Werkstücke in einer gewünschten Anzahl geschliffen oder poliert werden können, beispielsweise eine Dicke von Hunderten von Mikrometern (μm). Andererseits kann die Dicke der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 bevorzugt der Dicke entsprechen, mit welcher mindestens ein Werkstück bearbeitet werden kann. Daher kann, wenn durch visuelle Beobachtung oder mit einem Messinstrument bestimmt worden ist, dass die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 abgenutzt ist und die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 freigelegt worden ist, eine Prozedur durchgeführt werden, bei welcher die Bearbeitung so wie sie ist fortgesetzt wird, bis die Bearbeitung eines gerade bearbeiteten Werkstücks vollendet ist, und danach wird der Schleifstein 1 ausgetauscht. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Betriebseffizienz. Selbst wenn solch eine Prozedur durchgeführt wird, wird die Basis 2 während der fortgesetzten Bearbeitung nicht freigelegt, da die Dicke der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 eine solche Abmessung aufweist, die die Bearbeitung von wenigstens einem Werkstück ermöglicht, was es ermöglicht, zu verhindern, dass die Basis 2 das Werkstück zerkratzt. Beispielsweise kann die Dicke der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 etwa zehn Mikrometer (μm) betragen.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Schleifsteins 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Als erstes wird eine Basis 2 so bearbeitet, dass sie die Form bekommt, welche der gewünschten Form sowie den gewünschten Abmessungen eines Werkstücks entspricht und welche entgegengesetzt zur Form des Werkstücks ist. Als Material für die Basis ist Metall geeignet, da es die mechanische Steifigkeit beibehalten kann. Beispielsweise können Eisen oder Messing verwendet sein, da diese leicht einer Galvanisierungs-Vorbehandlung unterzogen werden können. In dem Fall, in dem die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch chemisches Galvanisieren ausgebildet wird, kann die Basis aus Eisen hergestellt sein, wodurch das Galvanisieren ohne das Hinzugeben irgendeines Katalysators durchgeführt werden kann, da die Basis 2 selbst als Katalysator dient. Es kann auch ein Katalysator hinzugegeben werden, so dass eines von Aluminium, Messing, rostfreiem Stahl und Kunstharz als die Basis 2 verwendet werden kann.
Als nächstes wird als Galvanisierungs-Vorbehandlung die Basis 2 mit einem Lösungsmittel entfettet, worauf ein Maskieren erfolgt, ausgenommen für den Abschnitt, in dem die Schleifkorn-Schichten 7 und 9 auszubilden sind. Außerdem wird, in dem Fall, in dem die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch chemisches Galvanisieren ausgebildet wird, die gesamte Basis 2 einer bestimmten Alkalientfettung und einer bestimmten Aktivierungsbehandlung unterzogen. Wenn eine Basis 2 verwendet wird, die keinen Katalysator aufweist, der die Reaktion beim chemischen Galvanisieren beschleunigt, wird ferner eine Katalysatorschicht ausgebildet. Um die Katalysatorschicht auszubilden, wenn die Basis aus Messing oder aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, wird die Basis 2 in eine im wesentlichen Palladiumchlorid aufweisende, wässrige Lösung eingetaucht, um an der Oberfläche der Basis 2 eine Palladiumschicht auszubilden, die als Katalysatorschicht dient.
Als nächstes werden Schleifkörner mit gewünschten Kornpartikeln und in gewünschter Menge in eine vorher ausgewählte Galvanisierlösung eingegeben, um die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch elektrochemisches Galvanisieren oder durch chemisches Galvanisieren auszubilden. Insbesondere in dem Fall, in dem die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch chemisches Galvanisieren ausgebildet wird, werden Schleifkörner 4a, wie beispielsweise Diamantpulver, mit dem gewünschten Partikeldurchmesser in die vorher ausgewählte Galvanisierlösung eingegeben, gefolgt von einen Verrühren mittels eines Rührers oder dergleichen, um zu bewirken, dass die Schleifkörner in der Galvanisierlösung gleichmäßig dispergiert sind, solange die Basis 2 sich darin befindet. Auf diese Weise wird eine Schleifkörner enthaltende Schicht nur in dem Abschnitt ausgebildet, in dem die Oberfläche der Basis 2 freiliegt, so dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 ausgebildet werden kann. Die Dicke der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 wird durch Steuern der Galvanisierbedingungen, wie beispielsweise der Galvanisierlösungs-Temperatur und der Galvanisierzeit, so gesteuert, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 die gewünschte Dicke aufweist. Ferner kann auch der Gehalt an Schleifkörnern 4a in der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch Steuern der Menge der in die Galvanisierlösung eingegebenen Schleifkörner und der Rührbedingungen des Rührers gesteuert werden. Indessen kann, in dem Fall, in dem die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 durch elektrochemisches Galvanisieren ausgebildet wird, in einigen Fällen infolge der Charakteristik des elektrochemischen Galvanisierens, die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 nicht gleichmäßig nach der Form der Basis 2 ausgebildet sein. Demgemäß ist es bevorzugt, nachdem die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 ausgebildet wurde, eine Formkorrektur durch mechanische Bearbeitung durchzuführen. Im Fall des elektrochemischen Galvanisierens wird die Dicke der auszubildenden Schleifkorn-Zwischenschicht 7 vor allem durch Steuern der elektrischen Stromstärke und durch Steuern der Galvanisierzeit gesteuert.
Als nächstes wird auf der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 ausgebildet. In dem Fall, in dem chemisches Galvanisieren verwendet wird, um die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 auszubilden, und in dem für die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 eine schwarze oder eine silberfarbene, aufgalvanisierte Nickelschicht als das Bindemittel verwendet ist, wirkt die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 selbst als Katalysator, der die Reaktion beim chemischen Galvanisieren für die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 beschleunigt, und daher ist jegliche besondere Vorbehandlung unnötig. Wenn jedoch für die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 eine aufgalvanisierte Kupferschicht als das Bindemittel verwendet ist, werden Palladium-Kristallisationskerne als Katalysatorschicht ausgebildet, wie in dem Fall, wie es bei der Vorbehandlung zum Ausbilden der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 geschieht. Danach wird die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 durch chemisches Galvanisieren ausgebildet. Andererseits ist in dem Fall, in dem elektrochemisches Galvanisieren verwendet wird, um die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 auszubilden, die Katalysatorschicht unnötig, und daher kann die Basis 2 mit der daran ausgebildeten Schleifkorn-Zwischenschicht 7, sofort nachdem diese mit Wasser gewaschen wurde, in die Galvanisierlösung eingegeben werden, um die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 auszubilden. Die Dicke der Schleifkorn- Oberflächenschicht 9 und der Gehalt an Schleifkörnern in der Schleifkornschicht kann auf die gleiche Weise gesteuert werden, wie bei dem Ausbilden der Schleifkorn-Zwischenschicht 7.
Danach wird die mit diesen Schichten versehene Basis 2 aus der Galvanisierlösung herausgenommen und mit Wasser gewaschen, und danach wird die Abdeckmaske der Basis 2 entfernt. Auf diese Weise sind die Katalysatorschicht mit der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 fertiggestellt. Es ist jedoch zu bemerken, dass in dem Fall, in dem die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 durch elektrochemisches Galvanisieren ausgebildet wird, die Schleifkornschicht in einigen Fällen nicht gleichmäßig nach der Form der Oberfläche der Basis 2 ausgebildet wird. Demgemäß ist es bevorzugt, durch mechanisches Bearbeiten eine Formkorrektur durchzuführen.
Der im Obigen beschriebene Schleifstein 1 gemäß dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 sich in wenigstens einer physikalischen Eigenschaft von sowohl den optischen Eigenschaften als auch dem Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück unterscheiden. Daher können die optischen Eigenschaften visuell beobachtet werden oder können mit einem Messinstrument gemessen werden, um die Grenze 51 zwischen der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu bestimmen. Daher kann während eines Schleifens oder eines Polierens, dass unter Verwendung des Schleifsteins 1 durchgeführt wird, ein Ende der Lebensdauer des Schleifsteins 1 erkannt werden, da es erfasst werden kann, dass die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 sich abgenutzt hat und die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 freigelegt wurde. Daher kann der Schleifstein 1 ausgetauscht werden, bevor die Basis 2 freigelegt wird, so dass nicht das Risiko besteht, dass die Basis 2 das Werkstück beschädigt. Gleichzeitig wird die Basis 2 auf keine Weise zerkratzt und daher kann die Basis 2 wiederverwendet werden. Ferner kann die Dicke der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 so bestimmt sein, dass sie nicht weniger als die Abmessung beträgt, welche notwendig ist, um ein Werkstück zu schleifen oder zu polieren. Daher kann, sogar wenn bestimmt worden ist, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 freigelegt ist, eine Prozedur durchgeführt werden, bei welcher die Bearbeitung fortgesetzt wird, bis die Bearbeitung eines gerade bearbeiten Werkstücks vollendet ist, und danach der Schleifstein 1 ausgetauscht wird. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Betriebseffizienz beim Austauschen des Schleifsteins 1.
Außerdem wurden bei dieser Ausführungsform die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 beschrieben, welche so ausgebildet sind, dass ihre Farbtöne unterschiedlich sind. Sie können jedoch auch so ausgebildet sein, dass in der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 zusammen mit den Schleifkörnern 4a Mikrokapseln enthalten sind, in denen ein Farbstoff enthalten ist. In diesem Fall nutzt sich die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 ab und die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 wird freigelegt, woraufhin die Mikrokapseln infolge der Bearbeitung zerbrechen und der Farbstoff freigegeben wird. Daher kann der Farbton der Restflüssigkeit durch visuelles Beobachten oder mit einem Messinstrument erfasst werden, so dass bestimmt wird, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 freigelegt wurde.
Was bei dieser Ausführungsform außerdem beschrieben wurde ist, dass die Konzentration der Schleifkörner verändert wird, um den Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und der Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 zu verändern. Jedoch können die Schichten auch so ausgebildet sein, dass die Konzentration der Schleifkörner in den Schleifkornschichten 7 und 9 sich ohne irgendeine klare Grenze 51, wie die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9, mehrschrittig oder kontinuierlich von der Schleifkorn-Zwischenschicht 7 aus in Dickenrichtung ändert. In diesem Fall ändert sich das Drehmoment mit dem Fortschreiten der Abnutzung der Schleifkornschichten mehrschrittig oder kontinuierlich und daher kann zu dem Zeitpunkt, zu dem das Drehmoment ein vorher bestimmtes wird, entschieden werden, dass die Lebensdauer des Schleifsteins beendet ist.
Der auf diese Weise ausgebildete Schleifstein bringt den Effekt, dass, wenn eine Mehrzahl von Werkstücken, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, mittels eines Schleifsteintyps bearbeitet werden, die Lebensdauer des Schleifsteins sogar, wenn die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 in Abhängigkeit von den Materialien der Werkstücke eine unterschiedliche Dicke aufweist, beurteilt werden kann, solange das Drehmoment, bei welchem entschieden wird, dass die Lebensdauer beendet ist, zuvor für jedes Werkstückmaterial bestimmt wurde.
Beispiel 1
Beispiel 1 der Erfindung wird beschrieben. Ein Schleifstein des Beispiels 1 hat die Struktur des in l gezeigten Schleifsteins und ist ein sphärischer Schleifstein zum Bearbeiten konvexer Linsen, welcher üblicherweise ein Formschleifstein genannt wird. Der Schleifstein 1 weist die Basis 2 sowie die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 auf, welche an der Basis 2 ausgebildet sind. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 ist so ausgebildet, dass von Diamant gebildete Schleifkörner 4a mittels einer schwarzen, chemisch aufgalvanisierten Nickelschicht gebunden sind. Die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 ist so ausgebildet, dass von Diamant gebildete Schleifkörner 4b mittels einer silberweißen, chemisch aufgalvanisierten Nickelschicht gebunden sind. Sowohl die Schleifkörner 4a als auch die Schleifkörner 4b haben Partikeldurchmesser von 2 bis 4 μm. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 weist eine Dicke von etwa 10 μm auf, und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 weist eine Dicke von etwa 300 μm auf. Die Basis 2 ist aus Messingmaterial geformt. Sie weist einen Durchmesser von 30 mm auf und ist so ausgebildet, dass sie einen Krümmungsradius R von 20 mm hat.
Wie der Schleifstein des Beispiels 1 herzustellen ist, wird im Folgenden beschrieben.
Als erstes wird die Basis 2 hergestellt und wird mit einem Lösungsmittel (2(a)) entfettet. Danach wird die Basis 2 an ihrer Rückseite und ihrer äußeren runden Seite mit einem Schutzüberzug überzogen, um eine Abdeckmaske 3 auszubilden, und nachfolgend getrocknet (2(b)). Als nächstes wird die Basis 2 in Reihenfolge einer Alkalientfettungs-Behandlung und einer Aktivierungsbehandlung unterzogen und danach für 60 Sekunden in eine im Wesentlichen Palladiumchlorid aufweisende Palladium-Abscheidungslösung getaucht wird, um auf dem Oberflächenabschnitt der Basis eine Palladiumschicht (nicht gezeigt) auszubilden. Diese Schicht dient als die Katalysatorschicht, welche die Reaktion bei der chemischen Galvanisierung beschleunigt. Nachdem die Katalysatorschicht ausgebildet wurde, wird diese Basis in eine Chemischvernicklungslösung 5 eingeführt (verfügbar von Japan Kanigan Co., Ltd; Handelsname: KANIBLACK SKZ), welche eine aufgalvanisierte Nickelschicht mit einem schwarzen Farbton ausbilden kann (2(c)).
In die Chemischvernicklungslösung 5 werden 0,1 Gew.-% Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 4 μm eingegeben, welches zum Ausbilden der Schleifkörner 4a dient, gefolgt von einem Verrühren mittels eines Rührers 6. Die Rührbedingungen werden auf zuvor bestimmte Bedingungen eingestellt, um die Schleifkörner 4a in der gewünschten Menge in die Galvanikschicht zu integrieren. Die Galvanisierlösung hat eine Temperatur von 90°C. In dieser Lösung wird ein Galvanisieren für 1 Stunde durchgeführt, so dass eine schwarze, aufgalvanisierte Nickelschicht mit einer Dicke von 10 μm aufgebracht wird, in welcher die Schleifkörner 4a enthalten sind. Diese Schicht ist die Schleifkorn-Zwischenschicht 7 (2(d)).
Danach wird die Basis 2 mit der daran ausgebildeten Schleifkorn-Zwischenschicht 7 mit Wasser gewaschen und danach in eine Chemischvernicklungslösung 8 getaucht, welche eine aufgalvanisierte Nickelschicht mit einem silberweißen Farbton ausbilden kann (2(e)). Als die Galvanisierlösung 8 wird irgendeine der in Tabelle 1 gezeigten Chemischvernicklungslösungen verwendet. Danach werden 0,1 Gew.-% Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 4 μm, welches dazu dient, die Schleifkörner 4b auszubilden, in die Chemischvernicklungslösung 8 eingegeben, gefolgt von einem Verrühren mittels eines Rührers 6. Die Rührbedingungen des Rührers 6 werden gemäß zuvor bestimmten Bedingungen eingestellt, um die Schleifkörner 4 in der gewünschten Menge in die Galvanikschicht zu integrieren. Die Galvanisierlösung hat eine Temperatur von 90°C. In dieser Lösung wird das Galvanisieren für 16 Stunden durchgeführt, um eine silberweiße, aufgalvanisierte Nickelschicht auszubilden, die in einer Dicke von 300 μm aufgebracht ist und welche die Schleifkörner 4b enthält. Diese Schicht ist die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9. Nach dem Galvanisieren wird die mit diesen Schichten versehene Basis 2 aus der Galvanisierlösung 8 herausgenommen und mit Wasser gewaschen, nachfolgend getrocknet, und danach wird die Abdeckmaske 3 entfernt. Auf diese Weise wird ein Schleifstein 1 mit einem Durchmesser von 30 mm und einem Krümmungsradius R von 20 mm fertiggestellt (l).
Beispiel 2
Ein Schleifstein 30 des Beispiels 2, welcher in 3 dargestellt ist, ist ein flacher Schleifstein, welcher üblicherweise als Pellettyp bezeichnet wird. Dieser Schleifstein 30 weist eine Basis 32 sowie eine Schleifkorn-Zwischenschicht 37 und eine Schleifkorn-Oberflächenschicht 39 auf, welche an der Basis 32 ausgebildet sind. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 37 ist eine Schicht, in welcher von Diamant gebildete Schleifkörner 34a mittels einer silberweißen, chemisch aufgalvanisierten Nickelschicht als Bindemittel gebunden sind. Die Schleifkorn-Oberflächenschicht 39 ist eine Schicht, in welcher von Diamant gebildete Schleifkörner 34b mittels einer braunen, elektrochemisch aufgalvanisierten Nickelschicht gebunden sind. Sowohl die Schleifkörner 34a als auch die Schleifkörner 34b weisen Partikeldurchmesser von 4 bis 6 μm auf. Die Basis 32 ist aus Aluminium hergestellt und weist eine scheibenartige Form mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 5 mm auf. Vorher wird an der Rückseite der Basis 32 ein Gewindeloch 201 ausgebildet.
Als erstes wird die Basis 32 mittels eines Lösungsmittels (4(a)) entfettet und danach wird an dem Gewindeloch 201 an der Rückseite der Basis 32 eine Elektrode 10 zum elektrochemischen Galvanisieren angebracht. Danach wird die Basis 32 an ihrer Rückseite und an ihrer äußeren, runden Seite bis in etwa zur Hälfte in Dickenrichtung mit einem Schutzüberzug überzogen, um eine Abdeckmaske 3 auszubilden, und danach getrocknet (4(b)). Danach wird die Basis 2 in Reihenfolge einer Alkalientfettungs-Behandlung und einer Aktivierungsbehandlung unterzogen und danach für 30 Sekunden in eine Zinkabscheidungslösung eingetaucht, um auf der oberen Fläche der Basis 32 und auf dem Abschnitt, in dem an der äußeren, runden Seite der Basis 32 die Aluminiumoberfläche freiliegt, eine Zinkschicht (nicht gezeigt) auszubilden. Diese Schicht dient als Katalysatorschicht, die die Reaktion beim chemischen Galvanisieren beschleunigt.
Nachdem die Katalysatorschicht ausgebildet wurde, wird diese Basis in eine Chemischvernicklungslösung 38 eingegeben, mittels welcher ein silberweißer Farbton erzielt werden kann (4(c)). Als die Galvanisierlösung 38 wird irgendeine der in Tabelle 1 gezeigten Chemischgalvanisierlösungen verwendet. Danach werden 0,2 Gew.-% Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 4 bis 6 μm, welches dazu dient, die Schleifkörner 4a auszubilden, in die Chemischvernicklungslösung 38 eingegeben und danach mittels eines Rührers 6 verrührt. Die Rührbedingungen werden gemäß zuvor bestimmten Bedingungen eingestellt, um die Schleifkörner 4a in der gewünschten Menge in die Galvanikschicht zu integrieren. Die Galvanisierlösung hat eine Temperatur von 90°C. In dieser Lösung wird das Galvanisieren 1 Stunde durchgeführt, so dass eine silberweiße, aufgalvanisierte Nickelschicht ausgebildet wird, die in einer Dicke von 15 μm aufgebracht ist und in welcher die Schleifkörner 4a enthalten sind. Diese Schicht ist die Schleifkorn-Zwischenschicht 37 (4(d)).
Danach wird die Basis 32 mit der daran ausgebildeten Schleifkorn-Zwischenschicht 37 mit Wasser gewaschen und danach in eine Elektrochemisch-Verkupferungslösung 11 eingegeben, welche eine aufgalvanisierte Kupferschicht mit einem braunen Farbton ausbilden kann. Als die Galvanisierlösung 11 wird irgendeine der in Tabelle 1 gezeigten Chemischgalvanisierlösungen verwendet. Hierbei wird eine Gleichstrom-Energiequelle mit ihrer Kathodenseite an die Elektrode 10 zum elektrochemischen Galvanisieren angeschlossen und wird mit ihrer Anodenseite an eine im Galvanisierbad positionierte Kupferelektrode 12 angeschlossen (S(e)). Dann werden 0,2 Gew.-% Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 4 bis 6 μm, welches dazu dient, die Schleifkörner 34a auszubilden, in die Chemischverkupferungslösung 11 eingegeben und danach mittels eines Rührers 6 verrührt. Die Rührbedingungen des Rührers 6 werden gemäß zuvor bestimmten Bedingungen eingestellt, um die Schleifkörner 34b in der gewünschten Menge in die Galvanikschicht zu integrieren. Die Galvanisierlösung hat eine Temperatur von 40°C. Ein elektrischer Gleichstrom fließt mit einer Stärke von 5 A/100 cm² durch die Elektrode 10 und die Elektrode 12 hindurch. Das Galvanisieren wird für 16 Stunden durchgeführt, so dass eine braune, aufgalvanisierte Kupferschicht ausgebildet wird, die in einer Dicke von 1 mm aufgebracht ist und in welcher die Schleifkörner 34b enthalten sind (5(f)). Diese Schicht ist die Schleifkorn-Oberflächenschicht 39. Nach dem Galvanisieren wird die mit diesen Schichten versehene Basis 2 aus der Galvanisierlösung herausgenommen und mit Wasser gewaschen, danach getrocknet und danach werden die Elektrode 10 zum elektrochemischen Galvanisieren und die Abdeckmaske 3 entfernt. Danach wird die Oberfläche der Schleifkorn-Oberflächenschicht 39 durch mechanisches Bearbeiten, wie beispielsweise Schleifen mittels Sandpapier, flächenkorrigiert und auf diese Weise der Schleifstein 30 fertiggestellt (5(g)).
Beispiel 3
Ein Schleifstein des Beispiels 3 weist eine in 6 gezeigte Struktur auf und ist, wie beim Beispiel 2, ein flacher Schleifstein, welcher üblicherweise als Pellettyp bezeichnet wird. Demgemäß hat dieser Schleifstein 60, wie bei Beispiel 2, ebenfalls eine Basis 62 sowie eine an der Basis 62 ausgebildete Schleifkorn-Zwischenschicht 67 und eine zusätzlich daran ausgebildete Schleifkorn-Oberflächenschicht 69. Die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 sind beide so ausgebildet, dass von Diamant gebildete Schleifkörner 64a und 64b mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μm mittels silberweißen, chemisch aufgalvanisierten Nickelschichten als Bindemittel gebunden sind. Die Diamantschleifkörner 64a der Schleifkorn-Zwischenschicht 67 weisen einen Gehalt von 30 Vol.-% auf, wohingegen die Diamantschleifkörner 64b der Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 einen Gehalt von 15 Vol.-% aufweisen. Ferner weist die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 eine Dicke von etwa 15 μm auf, und die Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 weist eine Dicke von etwa 350 μm auf. Die Basis 62 ist aus Aluminiummaterial hergestellt und weist einen Durchmesser von 30 mm und eine Dicke von 4 mm auf.
Wie der Schleifstein 60 dieses Beispiels 3 herzustellen ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Als erstes wird die oben genannte Basis 62 mit einem Lösungsmittel entfettet und danach an ihrer Rückseite mit einem Schutzüberzug 63 überzogen, so dass eine Abdeckmaske 63 ausgebildet ist. Diese Basis wird auf einer Galvanisiervorrichtung 61 positioniert (7(a)). Danach wird der Schutzüberzug 63 für eine bestimmte Zeit getrocknet, so dass die Basis 62 auf der Galvanisiervorrichtung 61 befestigt ist. Als nächstes wird die Oberfläche der Basis 62 in Reihenfolge einer Alkalientfettung und einer Aktivierung unterzogen. Diese Basis 62 wird danach für 30 Sekunden in eine Zinkabscheidungslösung getaucht, um auf der oberen Fläche der Basis 62 und auf dem Abschnitt der Basis 62, in dem an der äußeren, runden Seite die Aluminiumoberfläche freiliegt, eine Zinkschicht (nicht gezeigt) auszubilden. Diese Zinkschicht dient als Katalysatorschicht, die beim chemischen Galvanisieren die Reaktion beschleunigt.
Dann wird die Basis 62, an welcher die Katalysatorschicht ausgebildet ist, in eine Chemischgalvanisierlösung 38 eingegeben, in welcher die Diamantschleifkörner 64a enthalten sind (7(b)). Diese Chemischgalvanisierlösung 38 ist die gleiche wie die Chemischgalvanisierlösung, die bei Beispiel 1 verwendet wird, um die Schleifkorn-Oberflächenschicht 9 auszubilden, und wird bis auf 90°C erwärmt. Als die Schleifkörner 64a werden 0,2 Gew.-% Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μm in die Chemischvernicklungslösung 38 eingegeben. Die Bedingungen zum mittels eines Rührers 6 durchgeführten Umrühren sind Bedingungen, unter welchen die Schleifkörner 64a in der gewünschten Menge (30 Vol.-% bei diesem Beispiel) in die Galvanikschicht integriert werden. Unter den oben genannten Bedingungen wird das Galvanisieren für 1 Stunde durchgeführt, so dass eine chemische aufgalvanisierte Schicht ausgebildet ist, die in einer Dicke von 15 μm auf die Katalysatorschicht der Basis 62 aufgebracht ist. Diese chemisch aufgalvanisierte Schicht bildet die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 (7(c)).
Danach wird die Basis 62 mit der daran ausgebildeten Schleifkorn-Zwischenschicht 67 mit Wasser gewaschen und dann wieder in die Chemischvernicklungslösung 38 eingegeben, die Diamantschleifkörner 64b enthält (7(d)). Diese Chemischgalvanisierlösung 38 ist die gleiche wie die beim Ausbilden der Schleifkorn-Zwischenschicht 67 verwendete Chemischgalvanisierlösung. Demgemäß kann das Waschen mit Wasser einfach durchgeführt werden. Ferner ermöglicht dies ein Verhindern einer fehlerhaften, galvanischen Abscheidung, die auftreten kann, wenn eine andersartige Galvanisierlösung eingemischt wird. In diese Chemischgalvanisierlösung 38 wird Diamantpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μm, welches das gleiche wie das bei der Chemischgalvanisierlösung ist, die beim Ausbilden der Schleifkorn-Zwischenschicht 67 verwendet wurde, als die Schleifkörner 64b in der Galvanisierlösung 38 beibehalten, welche jedoch in einer Menge von 0,05 Gew.-% eingegeben sind. Die Bedingungen zum mittels eines Rührers 6 durchgeführten Umrühren sind Bedingungen, unter welchen die Schleifkörner 64b in der gewünschten Menge (15 Vol.-% bei diesem Beispiel) in die Galvanikschicht integriert werden. Die Galvanisierlösung 38 hat eine Temperatur von 90°C, und das Galvanisieren wird für 3 Stunden durchgeführt, so dass eine chemisch aufgalvanisierte Schicht ausgebildet wird, die in einer Dicke von 45 μm auf die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 aufgebracht ist. Diese chemisch aufgalvanisierte Schicht bildet die oben genannte Schleifkorn-Oberflächenschicht 69.
Nachdem die Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 mit der gewünschten Dicke ausgebildet wurde, wird die Basis 62 mit den daran ausgebildeten Schleifkornschichten zusammen mit der Galvanisiervorrichtung 61 aus der Galvanisierlösung 38 herausgenommen, mit Wasser gewaschen und danach getrocknet. Danach wird die Abdeckmaske 63 entfernt und wird die Basis 62 mit den Schleifkornschichten demontiert von der Galvanisiervorrichtung 61. Danach wird die Oberfläche der Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 mittels mechanischer Bearbeitung, wie beispielsweise Schleifen mittels Sandpapier, flächenkorrigiert und auf diese Weise der Schleifstein 60 fertiggestellt (7(e)).
Als nächstes wurde mit dem wie im Obigen beschrieben hergestellten Schleifstein 60 ein Leistungstest durchgeführt.
Bei diesem Leistungstest wurden einhundertfünfzig Stück der oben genannten Schleifsteine 60 auf eine flache Basisplatte geklebt, die einen Durchmesser von 380 mm aufweist. Bei Verwendung dieser wurde in Intervallen von 2 Minuten unter im Folgenden gezeigten Bedingungen das Verhältnis zwischen der Bearbeitungsrate (Abtragstiefe in der Dickenrichtung des Werkstücks) und der Abnutzungstiefe der Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 überprüft.
Werkstückmaterial: Quarz (SiO₂)

Form und Größe des Werkstücks: In Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 270 mm, und die Bearbeitungsfläche ist eben.
Schleifmaschine: Eine Schleifmaschine vom durch Tateno hergestellten Ovalbewegungstyp.
Schleifsteindrehzahl: 250 U/min.
Werkstückdrehzahl: 50 U/min.
Manometerdruck: 0,3 MPa.
Schleiflösung: Eine Lösung, die durch Verdünnen einer wässrigen, Schleifabtrag enthaltenden Lösung mit Wasser hergestellt wird (Schleifabtrag enthaltende Lösung : Wasser = 1 : 10).

Bei diesem Leistungstest war, wie in der folgenden Tabelle 4 gezeigt, bis kurz bevor eine Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 von etwa 45 μm Dicke im Wesentlichen abgenutzt war (Nr. 14), die Bearbeitungsrate im Wesentlichen stabil bei der 40 μm-Marke. Jedoch senkte sich, nachdem sich die Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 im Wesentlichen abgenutzt hatte (Nr. 15), die Bearbeitungsrate beträchtlich ab. Tabelle 4
Dieses Phänomen wird als auf dem Folgenden basierend erachtet.
Im Fall der Schleifkorn-Oberflächenschicht 69, wie in 8(a) gezeigt, sind die gegenseitigen Abstände der Schleifkörnern 64b und 64b relativ groß, und daher werden während des Schleifens Schleifstaub der Schleifkörner 64b und Bindemittel-Galvanikschicht adäquat abgeführt. Andererseits sind im Fall der Schleifkorn-Zwischenschicht 67, wie in
8(b) gezeigt, die gegenseitigen Abstände zwischen den Schleifkörnern 64a und 64a relativ eng und daher werden während des Schleifens der Schleifstaub der Schleifkörner 64a und der Bindemittel-Galvanikschicht unter Schwierigkeiten abgeführt, und solch Schleifstaub kann in kleine Vertiefungen einer Schleiffläche gelangen und diese verstopfen. Daher hat sich beim Schleifen, beim welchem diese Schleifkorn-Zwischenschicht 67 beteiligt war, die Bearbeitungsrate abgesenkt, und bei der Bearbeitung, die in dem Zustand durchgeführt wurde, in dem die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 komplett freiliegt, wurde ferner beobachtet, dass das Werkstück auf dem Schleifstein ohne Schleifen rutscht.
Wie im Obigen erläutert, ist bei diesem Beispiel 3 die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 so ausgebildet, dass sie einen Bewegungsreibungskoeffizienten aufweist, der beträchtlich geringer als jener der Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 ist, indem Verstopfungsbedingungen geschaffen werden, unter welchen diese Schleifkorn-Zwischenschicht 67 bei dem Versuch das Werkstück mit der Schleifkorn-Zwischenschicht 67 zu bearbeiten, ein Verstopfen verursacht, d. h. durch Integrieren von 30 Gew.-% von Diamantschleifkörnern 64a mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μm in die silberweiße, chemisch aufgalvanisierte Nickelschicht.
Demgemäß kann ein Drehmoment-Messinstrument am Drehantriebsabschnitt des sich drehenden Werkstücks oder am Drehantriebsabschnitt des sich drehenden Schleifsteins installiert sein. Auf diese Weise wird, wenn die Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 verbraucht ist und die Schleifkorn-Zwischenschicht freigelegt wird, bei einer extremen Absenkung des Bewebungsreibungskoeffizienten der Fläche eine starke Absenkung des Drehmoments gemessen und die Lebensdauer des Schleifsteins kann mittels der Resultate dieser Messung beurteilt werden.
Ferner wurden, nachdem die Bearbeitungsrate sich beträchtlich abgesenkt hatte, auf der Bearbeitungsfläche des Werkstücks überhaupt keine Kratzer bemerkt. Dies wird als infolge der Tatsache betrachtet, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 infolge des Verstopfens ihrer Oberfläche eine sehr glatte Oberflächenform bekommen hat.
Wie im Obigen beschrieben, haben die Schleifsteine 1 und 30 der Beispiele 1 und 2 die Schleifkorn-Zwischenschichten 7 und 37, welche Farbtöne aufweisen, die sich von jenen der Schleifkorn-Oberflächenschichten 9 und 39 unterscheiden.
Daher kann, sogar wenn die Schleifkorn-Oberflächenschichten 9 und 39 während der Bearbeitung eines Werkstücks abgenutzt sind, die Tatsache, dass die Schleifkorn-Zwischenschichten 7 und 37 freigelegt wurden, auf Basis unterschiedlicher Farbtöne mittels visueller Beobachtung oder mit einem Messinstrument erfasst werden. Ferner hat beim Schleifstein 60 des Beispiels 3 die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 im Vergleich zur Schleifkorn-Oberflächenschicht 69 einen sehr geringen Bewegungsreibungskoeffizienten. Daher kann, sogar wenn die Schleifkorn-Oberflächenschicht während der Bearbeitung eines Werkstücks abgenutzt ist, die Tatsache, dass die Schleifkorn-Zwischenschicht 67 freigelegt wurde, durch Änderungen in der Bearbeitungsrate oder durch Änderungen des Drehmoments des Schleifsteins 60 erfasst werden. Daher kann bei jedem der Schleifsteine der Beispiele 1, 2 und 3 einfach bestimmt werden, dass die Lebensdauer des jeweiligen Schleifsteins beendet ist und die Schleifsteine können sicher ausgetauscht werden. Ferner wirken die Schleifkorn-Zwischenschichten 7, 37 und 67 wie Schleifsteine und können daher ein Zerkratzen und ein Zerbrechen von Werkstücken verhindern. Ferner werden die Basen 2, 32 und 62 selbst nicht zerkratzt und können wiederverwendet werden.
Bei dem im Hintergrund der Erfindung erläuterten Schleifstein, bei welchem ein Kunstharzkleber oder ein Metallkleber als Bindemittel verwendet ist, ist die Lebensdauer des Schleifsteins so kurz, dass die Schleiffläche eines Werkstücks beobachtet wird, beispielsweise in einem Zustand, in dem sie einmal geschliffen wurde, wobei die Schleiffläche korrigiert wird, wenn sie beschädigt wurde. Demgemäß muss bei solch einem Schleifstein die Schleiffläche regelmäßig beobachtet werden. Ferner kann, da der gesamte Schleifstein in seiner Dickenrichtung die Schleifkornschicht aufweist, im Wesentlichen sicher bestimmt werden, dass die Lebensdauer des Schleifsteins beendet ist.
Jedoch ist bei der im Obigen beschriebenen, ersten Ausführungsform und ihren Beispielen 1, 2 und 3 die Schleifkornschicht von Galvanikschichten gebildet, die an einer aus Metall geformten Basis ausgebildet sind. Daher ist es schwierig die Grenze der Schleifkornschicht und der Basis zu erkennen, und es ist schwierig die Dickenabnahme der Schleifkornschicht zu bestimmen. Ferner sind die von Galvanikschichten gebildeten Schleifkornschichten hart und haben eine lange Lebensdauer. Insbesondere die Schleifkornschichten, die von chemisch aufgalvanisierten Schichten gebildet sind, sind sehr hart und haben eine sehr lange Lebensdauer. Daher besteht die Absicht des Schleifens einer großen Anzahl von Werkstücken ohne irgendeine Korrekturoperation, wie die beim Kunstharzkleber-Schleifstein, so dass die Möglichkeit des Beobachtens der Schleiffläche extrem geringer als beim Kunstharz-Schleifstein ist. Demgemäß ist es sehr nützlich, dass in Bezug auf jene, bei welchen, wie bei den Schleifsteinen, die bei der obigen, ersten Ausführungsform und ihren Beispielen 1, 2 und 3 beschrieben wurden, die Schleifkornschichten von Galvanikschichten gebildet sind, die Lebensdauer sicher beurteilt werden kann.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite, erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Diese Ausführungsform ist ein Bearbeitungswerkzeug, bei welchem der in der obigen, ersten Ausführungsform beschriebenen Schleifstein in großer Anzahl verwendet ist.
Es ist zu bemerken, dass, wie in 9 gezeigt, ein Bearbeitungswerkzeug 70 dieser Ausführungsform eines ist, bei welchem beispielsweise Schleifsteine 30 des zuvor beschriebenen Beispiels 2 auf einer scheibenförmigen Basisplatte 70 befestigt sind. D. h., dieses Bearbeitungswerkzeug 70 ist eines, bei welchem das, was bei der obigen Ausführungsform und bei Beispiel 1 als der Schleifstein bezeichnet wurde, als ein Schleifsteinpellet bezeichnet werden, und dieses Schleifsteinpellet ist in einer großen Anzahl an der Basisplatte 71 befestigt, um einen Schleifstein auszubilden.
Bei solch einem Bearbeitungswerkzeug 70 muss die Arbeitsfläche eine zur beabsichtigten Bearbeitungsfläche entgegengesetzte Form aufweisen. Daher wird im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen eines Bearbeitungswerkzeugs 70 beschrieben, dessen Arbeitsfläche eine zur beabsichtigten Bearbeitungsfläche entgegengesetzte Form aufweist. Ferner weist bei der folgenden Beschreibung die beabsichtigte Bearbeitungsfläche eine konvexe Form auf und weist die Arbeitsfläche eine konkave Form auf, welche die Umkehrform der vorhergehenden ist.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 10 ein erster Herstellungsprozess beschrieben.
Bei diesem Herstellungsprozess wird etwas, dessen Oberfläche eine zur beabsichtigten Flächenform entgegengesetzte Form aufweist, als eine Basisplatte 71a ausgebildet. Danach wird auf der Oberfläche dieser Basisplatte 71a in großer Anzahl die Basis 32 des Schleifsteins 30 mittels eines Klebstoffs 78 oder dergleichen angeklebt. (10(a)).
Zu diesem Zeitpunkt entspricht die Form, zu welcher die Oberflächen der großen Anzahl von Basen 32 verbunden sind, im Wesentlichen der Umkehrform der beabsichtigten Flächenform. Jetzt werden die Oberflächen der großen Anzahl von Basen 32 zusätzlich mittels einer Tuschierplatte 79 geschliffen, um diese so zu formen, dass die Form, zu welcher die Oberflächen der großen Anzahl von Basen 32 verbunden sind, genau der Umkehrform der beabsichtigten Flächenform entsprechen kann (10(b)).
Danach werden auf die in der obigen Ausführungsform beschriebenen Weise an der großen Anzahl von Basen Schleifkorn-Zwischenschichten und Schleifkorn-Oberflächenschichten ausgebildet.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 11 ein zweiter Herstellungsprozess beschrieben.
Bei diesem Herstellungsprozess wird im Unterschied zum ersten Herstellungsprozess eine Basisplatte 71b mit einer ebenen Oberfläche ausgebildet. Danach wird auf der Oberfläche dieser Basisplatte 71b in großer Anzahl die Basis 32 des Schleifsteins 30 mittels eines Klebstoffs 78 oder dergleichen aufgeklebt (11(a)).
Danach werden die Oberflächen der großen Anzahl von Basen 32, die auf die Basisplatte 71b geklebt sind, mit einer Tuschierplatte 79 geschliffen, um diese so zu formen, dass die Form, zu welcher die Oberflächen der großen Anzahl von Basen 32 aneinandergereiht sind, der Umkehrform der beabsichtigten Flächenform entsprechen kann (11(b)).
Danach werden Schleifkorn-Zwischenschichten und Schleifkorn-Oberflächenschichten in der in der obigen Ausführungsform beschriebenen Weise an der großen Anzahl von Basen ausgebildet.
Dritte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine dritte, erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Diese Ausführungsform ist ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements unter Verwendung des im Obigen beschriebenen Schleifsteins. Hierbei wird unter Bezugnahme auf 12 ein Verfahren zum Herstellen eines konvex geformten, optischen Elements beschrieben, bei dem das bei der zweiten Ausführungsform beschriebene Bearbeitungswerkzeug (Schleifstein) 70 verwendet wird.
Als erstes wird, wie in 12(a) und (b) gezeigt, die Form des Werkstücks 80a formbearbeitet, um diese ähnlich jener eines optischen Elements 80 auszubilden. Als nächstes wird, wie in 12(c) gezeigt, die Oberfläche des Werkstücks mittels des Bearbeitungswerkzeugs 70 geschliffen, um solch ein optisches Element 80 zu erzielen, wie es in 12(d) gezeigt ist. In diesem Fall wird bei dieser Ausführungsform, da sich das Bearbeitungswerkzeug 70 dreht, ebenfalls das Werkstück gedreht.
Als Material für dieses optische Element kann grundsätzlich jedes Material verwendet werden, solange es mit den beabsichtigten optischen Eigenschaften übereinstimmt. Beispielsweise wird, da in vielen Fällen ein Kurzwellen-ArF-Laser oder ein F2-Laser als Lichtquelle verwendet wird, um auf einen Siliziumwafer ein feines Muster zu projizieren, bei unterschiedlichen optischen Elementen solch eines optischen Projektionssystems Quarz oder Fluorit verwendet, um Licht auszugeben, welches eine kurze Wellenlänge aufweist. Durch unterschiedliche Tests wurde herausgefunden, dass, wenn solch Quarz oder solch Fluorit als Material für das optische Element verwendet wird, es sehr vorteilhaft ist, den Schleifstein zu verwenden, der Galvanikschichten aufweist, insbesondere chemisch aufgalvanisierte Schichten als Bindemittel für Schleifkörner. Daher ist es in dem Fall, in dem Quarz oder Fluorit als Material für das optische Element verwendet wird, effektiv die im Obigen beschriebenen Schleifsteine der ersten Ausführungsform und ihrer Beispiele 1, 2 und 3 und ferner das Bearbeitungswerkzeug der zweiten Ausführungsform zu verwenden.
Vierte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine vierte, erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Diese Ausführungsform ist ein Verfahren zum Herstellen einer Projektions-Belichtungsvorrichtung unter Verwendung des im Obigen beschriebenen Schleifsteins.
Die Projektions-Belichtungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist, wie in 13 gezeigt, eine Vorrichtung, welche auf einen Siliziumwafer 90 ein Muster projiziert und welche eine Lichtquelle 91, eine Sammellinse 92, ein optisches Beleuchtungssystem 93, ein optisches Projektionssystem 94 und eine Basis 95 aufweist, auf welcher der Siliziumwafer 90 zu platzieren ist. Zwischen dem optischen Beleuchtungssystem 93 und dem optischen Projektionssystem 94 ist eine Maske 96 geeignet positioniert, in welcher ein Muster ausgebildet ist, das dem auf dem Siliziumwafer 90 herzustellendem Muster entspricht. Als die Lichtquelle 91 wird bei dieser Ausführungsform ein ArF-Laser, welcher Licht mit einer sehr kurzen Wellenlänge emittiert, oder ein F2-Laser verwendet, welcher Licht mit einer viel kürzeren Wellenlänge emittiert. Das optische Beleuchtungssystem 93 hat die Funktion, im Strahlengang die Strahlenintensitätsverteilung zu vergleichsmäßigen.
Um auf den Siliziumwafer ein ultrafeines Muster zu projizieren, wurde gefordert, dass die in den letzten Jahren verfügbaren Projektions-Belichtungsvorrichtungen das Muster der Maske 96 unter Verwendung von Licht projizieren, das eine kürzere Wellenlänge aufweist, als die oben genannte. Demgemäß sind bei dieser Ausführungsform, um Licht mit kurzer Wellenlänge auszugeben, unterschiedliche Linsen in der Sammellinse 92 und im optischen Beleuchtungssystem 93 sowie unterschiedliche Linsen im optischen Projektionssystem 94 allesamt aus Quarz oder Fluorit hergestellt.
Bei unterschiedlichen, durch den Erfinder durchgeführten Tests wurde herausgefunden, dass beim Schleifen von Quarz oder Fluorit sehr gute Ergebnisse erreichbar sind, wenn das Bearbeitungswerkzeug (Schleifstein) 70 der zweiten Ausführungsform in der bei der dritten Ausführungsform beschriebenen Weise verwendet wird. Insbesondere ist zu bemerken, dass die Schleifrate drastisch verbessert werden kann. Ferner kann, da die Lebensdauer des Bearbeitungswerkzeugs (Schleifstein) 70 leicht herausgefunden werden kann, verhindert werden, dass Glasmaterialien, wie beispielsweise Quarz und Fluorit, während des Schleifens von der Basis 32 unvorsichtigerweise zerkratzt werden, und die Ausbeute kann erhöht werden. Ferner können, insofern Werkstücke mittels der Schleifkorn-Oberflächenschicht 39 geschliffen werden, die von der chemisch aufgalvanisierten Schicht gebildet ist, in der Diamantschleifkörner enthalten sind, die Glasmaterialien, wie beispielsweise Quarz und Fluorit, in hoher Genauigkeit und in einer guten Beschaffenheit geschliffen werden sowie können die Produktionskosten der Vorrichtungen selbst reduziert werden.
Zusammenfassung
Ein Schleifstein 1 weist eine Basis 2 und eine an der Basis 2 vorgesehene Schleifkornschicht 9 auf. Die Schleifkornschicht 9 ist eine Galvanikschicht, welche Schleifkörner enthält. Eine Zwischenschicht 7, welche physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht 9 unterscheiden, ist zwischen der Schleifkornschicht und der Basis vorgesehen. Die Zwischenschicht 7 ist eine Galvanikschicht, welche Schleifkörner enthält, und die Galvanikschicht dieser Zwischenschicht 7 weist einen Farbton auf, der sich von dem Farbton der Galvanikschicht der Schleifkornschicht 9 unterscheidet. Bei dem so ausgebildeten Schleifstein mit einer von einer Galvanikschicht als Bindemittel gebildeten Schleifkornschicht kann die Lebensdauer einfach bestimmt werden.

Claims

Schleifstein (1; 30; 60) mit einer Basis (2; 32; 62) und einer an der Basis (2; 32; 62) vorgesehenen Schleifkornschicht (9; 39; 69), wobei die Schleifkornschicht (9; 39; 69) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (4b; 34b; 64b) enthält, und einer Zwischenschicht (7; 37; 67), welche physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) unterscheiden, und welche zwischen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) und der Basis (2; 32; 62) vorgesehen ist.
Schleifstein (1; 30) mit einer Basis (2; 32) und einer an der Basis (2; 32) vorgesehenen Schleifkornschicht (9; 39), wobei die Schleifkornschicht (9; 39) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (4b; 34b) enthält, und einer Zwischenschicht (7; 37), welche optische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht (9; 39) unterscheiden, und welche zwischen der Schleifkornschicht (9; 39) und der Basis (2; 32) vorgesehen ist.
Schleifstein (60) mit einer Basis (62) und einer an der Basis vorgesehenen Schleifkornschicht (69), wobei die Schleifkornschicht (69) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (64b) enthält, und einer Zwischenschicht (67), welche einen Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Werkstück aufweist, der sich von jenem der Schleifkornschicht (69) unterscheidet, und welche zwischen der Schleifkornschicht (b9) und der Basis (62) vorgesehen ist.
Schleifstein (1; 30) gemäß Anspruch 2, wobei die Zwischenschicht (7; 37) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (4a; 34a) enthält, und wobei die Galvanikschicht einen Farbton aufweist, der sich vom Farbton der Schleifkorn-Galvanikschicht (9; 39) unterscheidet.
Schleifstein (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Galvanikschicht der Zwischenschicht (7) eine schwarze, aufgalvanisierte Nickelschicht ist, und wobei die Schleifkorn-Galvanikschicht (9) eine silberweiße Galvanikschicht ist.
Schleifstein (30) gemäß Anspruch 4, wobei von der Galvanikschicht der Zwischenschicht (37) und der Schleifkorn-Galvanikschicht (39) eine eine aufgalvanisierte Nickelschicht und die andere eine aufgalvanisierte Kupferschicht ist.
Schleifstein (60) gemäß Anspruch 3, wobei die Zwischenschicht (67) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (64a) enthält, und wobei die Galvanikschicht eine Härte aufweist, die sich von der Härte der Schleifkorn-Galvanikschicht (69) unterscheidet.
Schleifstein (60) gemäß Anspruch 3, wobei die Zwischenschicht (67) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (64a) enthält, und wobei die Galvanikschicht sich von der Schleifkornschicht (69) in wenigstens einem von einem Partikeldurchmesser und einer Konzentration der enthaltenen Schleifkörner (64a, 64b) unterscheidet.
Schleifstein (60) gemäß Anspruch 8, wobei die Konzentration der enthaltenen Schleifkörner (64a) der Zwischenschicht (67) höher ist, als die Konzentration der Schleifkörner (64b) der Schleifkornschicht (69).
Schleifstein (60) gemäß Anspruch 3, wobei die Zwischenschicht (67) eine Galvanikschicht ist, welche Schleifkörner (64a) enthält, und wobei die Galvanikschicht so ausgebildet ist, dass wenigstens eines von dem Partikeldurchmesser und der Konzentration der enthaltenen Schleifkörner (64a) Verstopfungsbedingungen schafft, unter welchen die Zwischenschicht (67) ein Verstopfen verursacht, wenn ein Werkstück mit der Zwischenschicht (67) bearbeitet wird.
Schleifstein (60) gemäß Anspruch 1, wobei die physikalischen Eigenschaften der Zwischenschicht (67) eine Bearbeitungsrate aufweisen, welche viel geringer als die Bearbeitungsrate beim Bearbeiten eines Werkstücks mittels der Schleifkornschicht (69) ist.
Schleifstein gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schleifkorn-Galvanikschicht (9; 69) eine chemisch auf galvanisierte Schicht ist.
Bearbeitungswerkzeug mit einer Mehrzahl von Schleifsteinen (1; 30; 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Mehrzahl von Schleifsteinen (1; 30; 60) an einer Basisplatte (71a; 71b) befestigt ist.
Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements (80) durch Bearbeiten eines Werkstücks (80a), bei dem, wenn das Werkstück (80a) mittels eines Schleifsteins (1; 30; 60) bearbeitet wird, der Schleifstein (1; 30; 60) eine Basis (2; 32; 62), eine an der Basis (2; 32; 62) vorgesehene Schleifkornschicht (9; 39; 69), die von einer Galvanikschicht gebildet wird, die Schleifkörner (4b; 34b; 64b) enthält, und eine Zwischenschicht (7; 37; 67) aufweist, die zwischen der Basis (2; 32; 62) und der Schleifkornschicht (9; 39; 69) vorgesehen ist und die physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) unterscheiden, und bei dem die physikalischen Eigenschaften den Bewegungsreibungskoeffizienten mit dem Werkstück (80a) und optische Eigenschaften mit einschließen.
Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements (80), gemäß Anspruch 14, wobei die Schleifkorn-Galvanikschicht (9; 69) von einer chemisch aufgalvanisierten Schicht gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements (80), gemäß einem der Ansprüche 14 und 15, wobei das Werkstück (80a) Fluorit oder Quarz aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Projektions-Belichtungsvorrichtung mit einem optischen System (91, 92, 93, 94, 96), das eine Linse aufweist, bei dem ein Schleifstein (1; 30; 60) ausgebildet wird, welcher eine Basis (2; 32; 62), eine an der Basis (2; 32; 62) vorgesehene Schleifkornschicht (9; 39; 69), die von einer Schleifkörner (4b; 34b; 64b) enthaltenden Galvanikschicht gebildet ist, und eine Zwischenschicht (7; 37; 67) aufweist, die zwischen der Basis (2; 32; 62) und der Schleifkornschicht (9; 39; 69) vorgesehen ist und die physikalische Eigenschaften aufweist, die sich von jenen der Schleifkornschicht (9; 39; 69) unterscheiden, wobei die physikalischen Eigenschaften den Bewegungsreibungskoeffizienten mit einem Linsenmaterial und optische Eigenschaften mit einschließen, und bei dem das Linsenmaterial mittels des Schleifsteins (1; 30; 60) bearbeitet wird und die durch die Bearbeitung des Linsenmaterials erzielte Linse in das optische System (91, 92, 93, 94, 96) eingesetzt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Projektions-Belichtungsvorrichtung, gemäß Anspruch 17, wobei die Schleifkorn-Galvanikschicht (9; 69) von einer chemisch aufgalvanisierten Schicht gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Projektions-Belichtungsvorrichtung, gemäß einem der Ansprüche 17 und 18, wobei das Linsenmaterial Fluorit oder Quarz ist.