DE2728632A1

DE2728632A1 - Schleifzeug und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE2728632A1
Application number: DE19772728632
Authority: DE
Inventors: Richard Keith Wiand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-24
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1978-01-05
Also published as: JPS53488A; FR2361199A1; SE7707223L; FR2361199B3; IT1084124B

Description

Aktenzeichen M-4303

Schleifzeug und Herstellungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifzeug mit einer mit Schleifpartikeln besetzten Unterlage und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schleifzeugs.

Schleifzeuge dieser Art sind bekannt aus den US-PSn 3 661 137, 3 762 895, 3 293 012, 3 663 191, 3 717 795, 3 306 719, 2 876 086, 2 740 239, 2 778 169 und 2 705 194 sowie aus dem Aufsatz "Nickel Plated Diamond Tools" von Lindenbech, in "Industrial Diamond Review", März 1974, S. 84 bis 88.

Erfindungsgemäß sollen ein Herstellungsverfahren für ein Schieitzeug und ein Schleifzeug geschaffen werden, das eine kostensparende Herstellung und eine auch bei längerem Einsatz große Haltbarkeit des Schleifzeugs gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung das in den Ansprüchen beschriebene Verfahren und Schleifzeug. g

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Bei dem erfindungsgemäßen Schleifzeug und dem Verfahren zu dessen Herstellung werden die Schleifpartikel, vorzugsweise Diamantkörner, mit Hilfe einer speziellen Abdecktechnik auf der Unterlage positioniert und mit Hilfe einer Metallabscheidung verankert. Die Abdecktechnik ermöglicht eine wirtschaftliche und effiziente Herstellung und/oder ergijot im fertigen Schleifzeug ausgezeichnete, den Schleifabrieb aufnehmende Freiräume. Durch das Abdeckmaterial werden auf der Unterlage besonders vorgegebene Flächenabschnitte freigelassen, an denen die Schleifpartikel verankert werden. Die Schleifpartikel, vorzugsweise Diamantkörner, können auf die freigelassenen Flächenabschnitte mit einer geringen Flächendichte, d.h. einer geringen Schleifpartikelmenge je Flächeneinheit, aufgetragen werden. Die Erfindung ermöglicht eine entweder flexible oder steife Ausbildung des Schleifzeugs. Durch das Anplattieren der Schleif- bzw. Diamantpartikel an den nicht-abgedeckten Flächenabschnitten der Unterlage wird die Biegsamkeit des Schleifzeugs nicht beeinträchtigt. Das Schleifzeug iet entweder ein Schleifwerkzeug, etwa eine Schleifscheibe, oder ein anderer, zum Schleifen verwendbarer Gegenstand, etwa S chie i fpapi er.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der naohfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

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Es zeigt:

Pig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines

Schleifzeugs; und
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs

ⁿ2» der Fig. 1.

Das Schleifzeug besteht aus einer Unterlage, einer auf dieser angeordneten, entfernbaren oder permanenten Abäeckschicht, durch die Torgegebene Flächenabschnitte der Unterlage freigehalten werden, Diamant- oder anderen Schleifpartikeln, die auf den freigehaltenen Flächenabschnitten angeordnet sind, und einer auf der Unterlage im wesentlichen an den freigehaltenen Flächenabschnitten abgeschiedenen Metallschicht, durch die die Schleif partikel verankert werden.

Die Unterlage kann die Außenseite einer festen Werkzeugscheibe sein, let jedoch vorzugsweise eine dünne Platte oder Folie, die flach oder gebogen ist oder aber ein Rohr oder einen Zylinder bildet, der später mit einem festen, steifen oder flexiblen Träger verbunden wird.

Die Unterlage eelbst kann ebenfalls starr oder flexibel sein, und durch das Abdeckmaterial werden ausgewählte, vorgegebene Flächenabschnitte der Unterlage freigelassen, die durch eine Metallabscheidung vorbehandelt und durch einen

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ORIGINAL INSPECTED

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- 8 Prägevorgang oder dgl. vorgeformt werden können.

Gemäß dem Herstellungsverfahren wird eine leitfähige oder metallische Unterlage in vorgegebenen Flächenbereichen abgedeckt, so daß auf Abstand gehaltene Flächenabschnitte freigelassen werden, und an den freigelassenen Flächenabschnitten werden mit Hilfe eines Metallabscheideprozesses Schleifpartikel verankert.

Im einzelnen wird bei der Herstellung des Schleifzeugs 10 zunächst eine leitfähige, plattierbare Unterlage 12 durch ein Abdeckmaterial in Form einer perforierten, nicht-leitfähigen Beschichtung 14 abgedeckt. Die Durchbrüche im Abdeckmaterial 14 haben eine irgend gewählte Größe, Form, geometrische Anordnung und einen irgend gewählten Zwischenraum, wobei sich die Größe der Durchbrüche ändern kann, so daß der Anteil der nicht-abgedeckten Flächenabschnitte schwankt. Ferner können sich Form und geometrische Anordnung der Durchbrüche ändern. Die leitfähige, plattierbare Unterlage 12 selbst kann vor dem Abdecken vorperforiert sein, oder sie kann im wesentlichen durchgehend ohne Durchbrüche ausgebildet sein und dann vor dem metallischen Abscheidungsprozeß abgedeckt werden. Ist die leitfähige, plattierbare Unterlage 12 mit Durchbrüchen versehen, so können diese ebenfalls von sich ändernder Form und/oder Lochgröße sein und ungleichförmige Flächenanteile der Unterlage ausmachen. Die Unterlage 12 kann zur Verstärkung

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auf einem flexiblen oder steifen Träger 13 abgestützt sein, der etwa aus Kunststoff, Faserverbundwerkstoff, Metall, Holz, Gummi oder dgl. besteht.

Die Unterlage 12, die starr oder biegsam ist, besteht vorzugsweise aus einem Material, das auf einer Seite metallisiert ist und eine leitfähige Oberfläche bildet, so daß die Schleifpartikel mit Hilfe eines Plattiervorgangs auf der Unterlage verankert werden können. Die Unterlage 12 kann auch aus einem mit Metallteilchen gefüllten Kunststoff oder sogar aus einem vollständig nicht-leitfähigen Material bestehen, auf dem die Schleifpartikel durch chemische Reduktion oder Vakuum-Metallabscheidung befestigt werden. Wie die Zeichungen zeigen, werden die Schleifpartikel 16 durch die Metallbeschichtung 18 auf die unten beschriebene Weise verankert.

Das Abdeckmaterial 14 kann ein Abdeckband, ein Seidenschutzgewebe, Gummi, ein nicht-plattierbares Metall (beispielsweise Titan), eine dünne Kunststoffschicht oder ein Farbauftrag sein und in unterschiedlichsten Formen auf die Unterlage aufgetragen werden. Ferner ist es möglich, die leitfähige Unterlage unter Wärmeeinwirkung derart auszustanzen, daß die mit Schleifpartikeln zu besetzenden Flächenabschnitte stehenbleiben, oder zur Abdeckung kann eine fotoresistente Schicht verwendet werden. Der Herstellungsschritt "Abdecken der Unterlage" umfaßt jede der oben beschriebenen Methoden.

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Der Plattiervorgang zur Verankerung der Schleifpartikel 16 auf der Unterlage 12 erfolgt elektrolytisch, durch chemische Reduktion oder durch Vakuum-Metallabscheidung. Vorzugsweise wird jedoch eine elektrolytische Metallabscheidung in Verbindung mit einer elektrisch leitfähigen Unterlage 12 verwendet.

Die elektrolytische Metallabscheidung zur Verankerung der Schleifpartikel 16 auf der leitfähigen Oberfläche der Unterlage 12 v/ird im wesentlichen wie folgt durchgeführt: Zunächst wird die leitfähige, plattierbare Unterlage bzw. das Werkzeug, das mit den Schleifpartikeln 16 besetzt werden soll, für die nachfolgenden Bearbeitungsschritte ordnungsgemäß montiert und fixiert. In dieser Lage wird das Werkzeug bzw. die Unterlage derart behandelt, daß die leitfähige Oberfläche für die Verbindung mit der Metallabscheidung präpariert ist. Durch Auftragen eines geringen Teils der Metallschicht 18 werden dann die Schleifpartikel zunächst provisorisch an der Unterlage 12 befestigt. Anschließend wird der Rest der Metallschicht 18 aufgebracht, so daß die Schleifpartikel 16 endgültig auf der Unterlage 12 verankert werden. Palis das Abdeckmaterial 14 abnehmbar ist, kann es dann entfernt werden oder auch stehenbleiben.

Zusätzlich kann die leitfähige Oberfläche auch über die Reet-

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fläche der Unterlage 12 dadurch angehoben werden, daß eine feate . Metallschicht galvanisch aufgetragen und dann auf der Oberseite dieser zunächst erhöhten Metallschicht die Schleif- oder Diamantpartikel galvanisch verankert werden. Ferner ist es möglich, als Unterlage ein Laminat mit einem zwischen zwei nicht-leitfähigen Schichten eingelagerten, leitfähigen Material zu verwenden, und durch einen Prägeoder Stanzvorgang von der Rückseite der Unterlage das leitfähige Material freizulegen. Auf die freigelegten Plächenabschnitte wird dann die Metallschicht aufgebracht.

Vorzugsweise bestehen die Schleifpartikel aus im wesentlichen nicht-ferromagnetischem Material und sind, wie bereits erwähnt, Diamantkörner. Natürliche oder synthetische Schleifpartikel haben vorzugsweise eine US-Maschengröße von 60/80, jedoch können auch andere Diamant-Schleifkörner von schwankender Partikelgröße verwendet werden. Auch ist es möglich, Schleifpartikel aus kubischem Bornitrid, Qlas, Sand, Siliciumkarbid und/oder Aluminiumoxyd zu verwenden.

Die Metallbeschichtung zur Verankerung der Schleifpartikel auf der leitfähigen Unterlage kann aus unterschiedlichen Metallplattierungen, beispielsweise Nickel, Bronze, Gold oder dgl. bestehen. Die Verankerung der Schleifpartikel mit Hilfe der Metallbeschichtung erfolgt im wesentlichen in einem statischen Beschichtungsvorgang, im Gegensatz zu einem be-

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wegten, dynamischen Beschichtungsprozeß. Außerdem werden die Schleifpartikel und die Metallbeschichtung bei der /eranicuru.n..; im wesentlichen gleichzeitig aufgebrach ο. Zur /eramzerunj wird vorzugsweise eine JÜickelbeschichtun^ verwendet. Das galvanische Nickelbad hat beispielsweise folgende Zusammensetzung.

Nickelsulfat 260 g je Liter

Nickelchlorid 34 g " "

Borsäure 32 g " "

pH auf etwa 3,0 eingestellt

Temperatur etwa 52° C

Stromdichte etwa 3 bis 4 Ampere je

Quadratdesometer.

Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich Schleifscheiben unterschiedlicher Form und Größe herstellen,Ae eine ebene Schleiffläche aufweisen und/oder am Rand mit einer gekrümmten Schleiffläche versehen sind. Auch können andere Schleifmittel für den industriellen oder Hausgebrauch gefertigt werden.

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Claims

Patentanwälte

^ Dipl. Ing. H. Hauck ~ * ~ DIpI. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfe Dipl. Ing. VV. Wehnert Dipl. Phys. W. Carstens θ Iviünchen 2 Mozartstr. 9S

Richard Keith Wiand
E. Bradford

Birmingham, Mich. 48olo, 24. Juni 1977

^USA Aktenzeichen M-4303

Pat entansprüche

.\Verfahren zum Herstellen eines Schleifzeugs, das eine mit Schleifpartikeln besetzte Unterlage enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage unter Freilassung von auf Abstand gehaltenen Flächenabschnitten an vorgegebenen Flächenbereichen abgedeckt und jeder freigelassene Flächenabschnitt mit einer beträchtlichen Anzahl von Schleifpartikeln belegt wird und anschließend an den Abdeckvorgang die im wesentlichen nicht-ferromagnetischen Schleifpartikel durch elektrolytische oder stromlose oder Vakuum-Metallabscheidung an den freigelassenen Flächenabschnitten verankert werden, wobei die Schleifpartikel und die Metallabscheidung im wesentlichen gleichzeitig in einem im wesentlichen statischen BeSchichtungsvorgang auf die Unterlage aufgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdeckung ein permanentes Abdeckmaterial, etwa ein Abdeckband, ein Seidenschutzgewebe, Gummi, Kunststoff, Farbe

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und/oder ein fotoresistentes Material verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdeckung ein entfernbares Abdeckmaterial, etwa ein Abdeckband, ein Seidenschutzgewebe, ein Gummimaterial und/oder ein dünnes Kunststoffmaterial verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallabscheidung eine Nickelbeschichtung ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage von der Rückseite derart eingeprägt wird, daß die nicht-abgedeckten Flächenabschnitte auf der Vorderseite der Unterlage hochgedrückt werden und die mit diesen verbundenen Schleifpartikel über die Ebene der Unterlage hochstehen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage zur weiteren Verstärkung des Schleifzeugs auf einem Träger aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt wird und aus einer Metallfolie, einem Metallblech und/oder einer gelochten Metall-

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- 3 unterlage besteht.
8. Schleifzeug mit einer mit Schleifpartikeln belegten Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (12) leitfähig ausgebildet und an auf Abstand gehaltenen, durch eine auf die Unterlage aufgebrachte Abdeckung (14) freigelassenen Flächenabschnitten jeweils mit einer beträchtlichen Vielzahl von Schleifpartikeln (16) besetzt ist, die an der Unterlage durch eine im wesentlichen auf die freigelassenen Flächenabschnitte elektrolytisch, stromlos oder durch Vakuumabscheidung aufgebrachte Metallbeschichtung (18) verankert sind, wobei die Schleifpartikel (16) und die Metallbeschichtung (18) im wesentlichen gleichzeitig in einem statischen Beschichtungsverfahren auf die Unterlage (12) aufgetragen sind.
9. Schleifzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (14) aus einem entfernbaren Material besteht.
10. Schleifzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (14) aus einem Abdeckband, einem Seidenschutzgewebe, einem nicht-plattierbaren Metall, einem Gummi, einem dünnen Kunststoffmaterial, Farbe und/oder einem j fotoresistenten Material besteht.

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11. Schleifzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbeschichtung (18) aus Nickel besteht.
12. Schleifzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel elektrolytisch aufgetragen ist.
13. Schleifzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel durch chemische Reduktion aufgetragen ist.
14. Schleifzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 13_f dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (12) von der Rückseite eingeprägt ist und die nicht-abgedeckten Flächenabechnitte ale auf der Vorderseite der Unterlage erhöhte Bereiche ausgebildet und die an diesen Bereichen verankerten Schleifpartikel (16) über die Ebene der Unterlage (12) hochstehend angeordnet sind.
15. Schleifzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (12) zur weiteren Verstärkung auf einem Träger (13) angeordnet ist.
16. Schleifzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifpartikel (16) Diamantkörner sind.

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