DE602004009950T2

DE602004009950T2 - Verfahren zur Herstellung beschichteter Schleifmittel

Info

Publication number: DE602004009950T2
Application number: DE602004009950T
Authority: DE
Inventors: Scott R. Saint Paul Culler; John D. Saint Paul HAAS; Jeffrey R. Saint Paul SIMONS
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: KR20060093114A; US20050060942A1; EP1670617A1; JP2007505757A; WO2005035200A1; EP1670617B1; CN1882423A; BRPI0414638A; ATE377482T1; DE602004009950D1

Description

Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schleifgegenstands. Der Schleifgegenstand weist einen Träger mit einer Schleifbeschichtung auf, die an mindestens eine Oberfläche des Trägers gebunden ist. Die Schleifbeschichtung ist so gestaltet, dass sie vorstehende Einheiten enthält, die nützliche Geometrien zeigen.
Schleifgegenstände werden seit mehr als einhundert Jahren genutzt, um Oberflächen von Werkstücken abzuschleifen und zu polieren. Diese Anwendungen bewegen sich von hochgradig Material abnehmenden, Hochdruck-Metallschleifprozessen bis zum Feinpolieren von ophthalmischen Linsen. Im Allgemeinen weisen Schleifgegenstände mehrere Schleifpartikel auf, die entweder aneinander (z. B. eine gebundene Schleif- oder Schmirgelscheibe) oder an einen Träger (z. B. ein beschichtetes Schleifmittel) gebunden sind. Bei einem beschichteten Schleifmittel gibt es typischerweise eine einzige oder manchmal zwei Schichten von Schleifpartikeln. Sobald diese Schleifpartikel abgenutzt sind, ist das beschichtete Schleifmittel im Wesentlichen abgenutzt und wird typischerweise weggeworfen.
Ein strukturiertes Schleifmittel wird von US-Patentschrift Nr. 5,152,917 (Pieper et al.) gelehrt. Es ist bedeutsam, dass das strukturierte Schleifmittel, das von Pieper gelehrt wird, zu einer verhältnismäßig hohen Spantiefe und einer verhältnismäßig feinen Oberflächenbeschaffenheit auf der Oberfläche des Werkstücks führt. Das strukturierte Schleifmittel weist nicht willkürliche, exakt geformte Schleifkomposite auf, die an einen Träger gebunden sind.
Auch wenn strukturierte Schleifmittel, wie dasjenige, das von Pieper gelehrt wird, wünschenswerte Merkmale zeigen, wie eine hohe Spantiefe, verlieren struktu rierte Schleifmittel in der Regel immer noch ihre Wirksamkeit im Verlauf der Zeit. So kann ein strukturiertes Schleifmittel eine bestimmte Spantiefe (beispielsweise ausgedrückt in Gramm pro Zyklus) bei seinen anfänglichen drei oder vier Schleifzyklen ergeben, kann aber nach 5 oder 10 Zyklen eine Spantiefe von lediglich einem Bruchteil seines Anfangswerts ergeben. Eine solche Verschlechterung der Spantiefe ist dem Ziel der Bereitstellung von wirksamer Schleiftechnologie abträglich.
Wie aus dem vorstehenden klar ist, besteht ein Bedarf an einem Schema, mit dem ein strukturiertes Schleifmittel dazu gebracht werden kann, seine Nutzungsdauer zu verlängern und die Verschlechterung seiner Spantiefe zu minimieren.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, das die Schritte aufweist:

(a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf ein Fertigungswerkzeug, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen enthält, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanare Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt;
(b) Einführen eines Trägers auf der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs auf solche Weise, dass die Aufschlämmung eine Seite des Trägers benetzt, um einen Zwischengegenstand zu bilden;
(c) mindestens teilweises Härten des Bindemittels vor dem Ablösen des Zwischengegenstands von der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden; und
(d) Entfernen des beschichteten Schleifgegenstands von dem Fertigungswerkzeug.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands beschrieben, welches die Schritte aufweist:

(a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf eine Oberfläche eines Trägers;
(b) Einführen eines Fertigungswerkzeugs auf der Oberfläche des Trägers, auf den die Aufschlämmung eingeführt worden ist, um einen Zwischengegenstand zu bilden, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen enthält, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanare Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt;
(c) mindestens teilweises Härten des Bindemittels vor dem Ablösen des Zwischengegenstands von dem Fertigungswerkzeug, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden; und
(d) Entfernen des beschichteten Schleifgegenstands von dem Fertigungswerkzeug.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, das die Schritte aufweist:

(a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf ein Fertigungswerkzeug, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen enthält, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanare Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt;
(b) Einführen eines Trägers auf der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs auf solche Weise, dass die Aufschlämmung eine Seite des Trägers benetzt, um einen Zwischengegenstand zu bilden;
(c) Entfernen des Zwischengegenstands von dem Fertigungswerkzeug; und
(d) Härten des Bindemittels, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden.

1 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines Schleifgegenstands dieser Erfindung darstellt;
2 ist eine schematische Darstellung eines Prozesses zur Herstellung des Schleifgegenstands aus 1; und
3 ist eine schematische Darstellung eines anderen Prozesses zur Herstellung des Schleifgegenstands aus 1.
4A stellt eine Draufsicht auf eine vorstehende Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4B stellt eine Draufsicht auf eine vorstehende Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4C stellt eine Draufsicht auf einen Schleifgegenstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4D stellt eine andere Draufsicht auf einen Schleifgegenstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4E stellt eine andere Draufsicht auf eine vorstehende Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4F stellt eine andere Draufsicht auf eine vorstehende Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4G stellt eine andere Draufsicht auf eine vorstehende Einheit dar, welche nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
4H stellt eine andere Draufsicht auf eine vorstehende Einheit dar, welche nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
5 stellt einen anderen Schleifgegenstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
6A stellt eine Anordnung von vorstehenden Einheiten dar, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
6B stellt eine andere Anordnung von vorstehenden Einheiten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Schleifgegenstands.
Unter Bezug auf 1 weist der Schleifgegenstand 20 Schleifkomposite 22 auf, die durch eine Grenze 25 getrennt sind. Die Schleifkomposite sind an eine Oberfläche eines Trägers 21 gebunden. Die Grenze oder Grenzen, die mit der Gestalt des Komposits verknüpft sind, führen dazu, dass das eine Schleifkomposit in gewissem Ausmaß von dem anderen, benachbarten Schleifkomposit getrennt ist. Um ein einzelnes Schleifkomposit zu bilden, muss ein Teil der Grenzen, die die Gestalt des Schleifkomposits bilden, voneinander getrennt sein. Man beachte, dass in 2 die Grundfläche oder ein Teil des Schleifkomposits, welche dem Träger am nächsten sind, an sein benachbartes Schleifkomposit anstoßen kann. Die Schleifkomposite 22 weisen mehrere Schleifpartikel 24 auf, die in einem Bindemittel 23 und einem Schleifhilfsmittel 26 dispergiert sind. Es ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, eine Kombination von Schleifkompositen zu haben, die an einen Träger gebunden sind, wobei einige der Schleifkomposite aneinander grenzen, während andere Schleifkomposite freien Raum zwischen sich haben.
TRÄGER
Der Träger dieser Erfindung weist eine Vorder- und Rückseite auf und kann jeder herkömmliche Schleifmittelträger sein. Beispiele für verwendbare Träger schließen polymeren Film, grundierten polymeren Film, Stoff, Papier, vulkanisierte Faser, Vliese und Kombinationen davon ein. Andere verwendbare Träger schließen einen faserverstärkten thermoplastischen Träger, wie in US-Pat. Nr. 5,316,812 offenbart, und einen nahtlosen Endlosträger, wie in der Weltpatent-Anmeldung Nr. WO 93/12911 offenbart, ein. Der Träger kann auch eine Behandlung oder Behandlungen enthalten, um den Träger zu versiegeln und/oder einige physikalische Eigenschaften des Trägers zu modifizieren. Diese Behandlungen sind auf dem Fachgebiet bekannt.
Der Träger kann auf seiner Rückseite auch eine Vorrichtung zur Befestigung aufweisen, wodurch ermöglicht wird, dass das resultierende beschichtete Schleifmittel auf einem Träger- oder Verstärkungsblock gesichert wird. Diese Vorrichtung zur Befestigung kann ein Haftkleber, die eine Oberfläche eines Klettverschluss-Befestigungssystems oder ein Gewindevorsprung, wie im vorstehend erwähnten US-Pat. Nr. 5,316,812 offenbart, sein. In einer anderen Ausführungsform kann ein inein ander greifendes Befestigungssystem vorhanden sein, wie im US-Pat. Nr. 5,201,101 des Anmelders beschrieben.
Die Rückseite des Schleifgegenstands kann auch eine rutschfeste oder Reibungsbeschichtung enthalten. Beispiele für solche Beschichtungen schließen ein anorganisches, teilchenförmiges Material (z. B. Calciumcarbonat oder Quarz), das in einem Klebstoff dispergiert ist, ein.
SCHLEIFBESCHICHTUNG
Schleifpartikel
Die Schleifpartikel weisen typischerweise eine Teilchengröße im Bereich von etwa 0,1 bis 1500 μm, üblicherweise zwischen etwa 0,1 bis 400 μm, vorzugsweise zwischen 0,1 bis 100 μm und am stärksten bevorzugt zwischen 0,1 bis 50 μm auf. Es wird bevorzugt, dass die Schleifpartikel eine Mohs-Härte von mindestens etwa 8, stärker bevorzugt über 9 aufweisen. Beispiele für solche Schleifpartikel schließen geschmolzenes Aluminiumoxid (welches braunes Aluminiumoxid, wärmebehandeltes Aluminiumoxid und weißes Aluminiumoxid einschließt), keramisches Aluminiumoxid, grünes Siliciumcarbid, Siliciumcarbid, Chromoxid, Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid, Diamant, Eisenoxid, Ceroxid, kubisches Bornitrid, Borcarbid, Granat und Kombinationen davon ein.
Der Begriff „Schleifpartikel" umfasst auch einzelne Schleifpartikel, die zusammen gebunden sind, wodurch sich ein Schleifagglomerat bildet. Schleifagglomerate werden weiter in den US-Pat. Nr. 4,311,489 ; 4,652,275 ; und 4,799,939 beschrieben.
Es liegt auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, auf den Schleifpartikeln eine Oberflächenbeschichtung zu haben. Die Oberflächenbeschichtung kann viele verschiedene Funktionen haben. In einigen Fällen erhöhen die Oberflächenbeschichtungen die Haftung von Schleifpartikeln am Bindemittel, verändern die Schleifeigenschaften des Schleifpartikels und dergleichen. Beispiele für Oberflächenbeschichtungen schließen Kupplungsmittel, Halogenidsalze, Metalloxide, einschließlich Siliciumdioxid, feuerfeste Metallnitride, feuerfeste Metallcarbide und dergleichen ein.
Im Schleifkomposit können auch Verdünnungspartikel sein. Die Teilchengröße dieser Verdünnungspartikel kann von derselben Größenordnung wie die Schleifpartikel sein. Beispiele für solche Verdünnungspartikel schließen Gips, Marmor, Kalkstein, Flintstein, Siliciumdioxid, Glashohlkugeln, Glaskugeln, Aluminiumsilikat und dergleichen ein.
Bindemittel
Die Schleifpartikel werden in einem organischen Bindemittel dispergiert, wodurch sich das Schleifkomposit bildet. Das Bindemittel leitet sich von einer Bindemittelvorstufe ab, welche ein organisches polymerisierbares Harz aufweist. Während der Herstellung der Schleifgegenstände wird die Bindemittelvorstufe einer Energiequelle ausgesetzt, was beim Initiieren des Polymerisations- oder Härtungspzozesses hilft. Beispiele für Energiequellen schließen thermische Energie und Strahlungsenergie ein, wobei die Letztere Elektronenstrahl, ultraviolettes Licht und sichtbares Licht einschließt. Während dieses Polymerisationsprozesses wird das Harz polymerisiert und die Bindemittelvorstufe wird in ein verfestigtes Bindemittel umgewandelt. Bei der Verfestigung der Bindemittelvorstufe bildet sich die Schleifbeschichtung. Das Bindemittel in der Schleifbeschichtung ist im Allgemeinen auch dafür verantwortlich, dass die Schleifbeschichtung am Träger haftet.
Es gibt zwei bevorzugte Klassen von Harzen zur Verwen dung in der vorliegenden Erfindung: durch Kondensation härtbare und durch Addition polymerisierbare Harze. Die bevorzugten Bindemittelvorstufen weisen zusätzliche polymerisierbare Harze auf, da diese Harze leicht durch Einwirkenlassen von Strahlungsenergie gehärtet werden. Durch Addition polymerisierbare Harze können über einen kationischen Mechanismus oder einen radikalischen Mechanismus polymerisieren. In Abhängigkeit von der Energiequelle, die genutzt wird, und der Chemie der Bindemittelvorstufe wird manchmal ein Härter, Initiator oder Katalysator bevorzugt, um das Initiieren der Polymerisation zu unterstützen.
Beispiele für typische und bevorzugte organische Harze schließen Phenolharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, acrylierte Urethane, acrylierte Epoxide, ethylenisch ungesättigte Verbindungen, Aminoplastderivate mit ungesättigten Carbonylseitengruppen, Isocyanuratderivate mit mindestens einer Acrylatseitengruppe, Isocyanatderivate mit mindestens einer Acrylatseitengruppe, Vinylether, Epoxidharze und Gemische und Kombinationen davon ein. Der Begriff „Acrylat" umfasst Acrylate und Methacrylate.
Phenolharze werden wegen ihrer thermischen Eigenschaften, Verfügbarkeit und Kosten weit verbreitet in Bindemitteln für Schleifgegenstände verwendet. Es gibt zwei Typen von Phenolharzen: Resol und Novolak. Resolphenolharze weisen ein Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol von mehr als oder gleich eins zu eins, typischerweise zwischen 1,5:1,0 bis 3,0:1,0 auf. Novolakharze weisen ein Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol von weniger als eins zu eins auf. Beispiele für im Handel erhältliche Phenolharze schließen diejenigen ein, die unter den Handelsnamen „Durez" und „Varcum" von Occidental Chemicals Corp.; „Resinox" von Monsanto; „Aerofene" von Ashland Chemical Co. und „Aerotag" von Ashland Chemical Co. bekannt sind.
Acrylierte Urethane sind Diacrylatester der hydroxylterminierten, mit Isocyanat NCO gestreckten Polyester oder Polyether. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Urethane schließen diejenigen ein, die unter den Handelsbezeichnungen „UVITHANE 782", erhältlich von Morton Thiokol Chemical, und „CMD 6600", „CMD 8400" und „CMD 8805", erhältlich von Radcure Specialties, bekannt sind.
Acrylierte Epoxide sind Diacrylatester von Epoxidharzen, wie die Diacrylatester von Bisphenol-A-Epoxidharz. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Epoxide schließen diejenigen ein, die unter den Handelsbezeichnungen „CMD 3500", „CMD 3600" und „CMD 3700", erhältlich von Radcure Specialities, bekannt sind.
Ethylenisch ungesättigte Harze schließen sowohl monomere als auch polymere Verbindungen ein, die Atome von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und gegebenenfalls Stickstoff und den Halogenen enthalten. Sauerstoff- oder Stickstoffatome oder beide sind im Allgemeinen in Ether-, Ester-, Urethan-, Amid- und Harnstoffgruppen vorhanden.
Ethylenisch ungesättigte Verbindungen weisen vorzugsweise ein Molekulargewicht von weniger als etwa 4.000 auf und sind vorzugsweise Ester, die durch die Reaktion von Verbindungen, die aliphatische Monohydroxygruppen oder aliphatische Polyhydroxygruppen enthalten, und ungesättigten Carbonsäuren hergestellt werden, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Maleinsäure und dergleichen. Repräsentative Beispiele für Acrylatharze schließen Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Styrol, Divinylbenzol, Vinyltoluol, Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykolmethacrylat, Hexandioldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Glycerintriacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Penta erythritmethacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Pentaerythrittetraacrylat ein. Weitere ethylenisch ungesättigte Harze schließen Monoallyl-, Polyallyl- und Polymethallylester und -amide von Carbonsäuren ein, wie Diallylphthalat, Diallyladipat und N,N-Diallyladipamid. Noch weitere, Stickstoff enthaltende Verbindungen schließen Tris(2-acryloyloxyethyl)isocyanurat, 1,3,5-Tri(2-methyacryloxyethyl)-triazin, Acrylamid, Methylacrylamid, N-Methylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylpiperidon ein.
Die Aminoplastharze weisen mindestens eine α,β-ungesättigte Carbonylseitengruppe pro Molekül oder Oligomer auf. Diese ungesättigten Carbonylgruppen können Gruppen vom Acrylat-, Methacrylat- oder Acrylamidtyp sein. Beispiele für solche Materialien schließen N-(Hydroxymethyl)acrylamid, N,N'-Oxydimethylenbisacrylamid, ortho- und paraacrylamidomethyliertes Phenol, acrylamidomethyliertes Phenolnovolak und Kombinationen davon ein. Diese Materialien werden ferner in den US-Pat. Nrn. 4,903,440 und 5,236,472 beschrieben, die beide durch die Bezugnahme hier eingeschlossen sind.
Isocyanuratderivate mit mindestens einer Acrylatseitengruppe und Isocyanatderivate mit mindestens einer Acrylatseitengruppe werden ferner in US-Pat. Nr. 4,652,274 beschrieben. Das bevorzugte Isocyanuratmaterial ist ein Triacrylat von Tris(hydroxyethyl)isocyanurat.
Epoxidharze haben eine Oxiranfunktion und werden durch Ringöffnung polymerisiert. Solche Epoxidharze schließen monomere Epoxidharze und oligomere Epoxidharze ein. Beispiele für einige bevorzugte Epoxidharze schließen 2,2-Bis[4-(2,3-epoxypropoxy)-phenylpropan] (Diglycidylether von Bisphenol A) und im Handel unter den Handelsbezeichnungen „Egon 828", „Epon 1004" und „Epon 1001F", erhältlich von Shell Chemical Co., „DER- 331", „DER-332" und „DER-334", erhältlich von Dow Chemical Co., erhältliche Materialien ein. Weitere geeignete Epoxidharze schließen Glycidylether von Phenol-Formaldehyd-Novolak ein (z. B. „DEN-431" und „DEN-428", erhältlich von Dow Chemical Co.).
Die Epoxidharze der Erfindung können über einen kationischen Mechanismus bei der Zugabe eines passenden kationischen Härters polymerisieren. Kationische Härter erzeugen eine Säurequelle, wodurch die Polymerisation eines Epoxidharzes initiiert wird. Diese kationischen Härter können ein Salz, das ein Onium-Kation aufweist, und ein Halogen, das ein komplexes Anion eines Metalls oder Metalloids enthält, enthalten. Weitere kationische Härter schließen ein Salz mit einem organometallischen komplexen Kation und einem Halogen enthaltenden komplexen Anion eines Metalls oder Metalloids ein, die weiter in US-Pat. Nr. 4,751,138 (Spalte 6, Zeile 65 bis Spalte 9, Zeile 45) beschrieben werden. Ein weiteres Beispiel ist ein organometallisches Salz, und ein Oniumsalz wird in US-Pat. Nr. 4,985,340 (Spalte 4, Zeile 65 bis spalte 14, Zeile 50); und den europäischen Patentanmeldungen Nrn. 306 161 und 306 162 , beide am 8. März 1989 veröffentlicht, beschrieben. Noch weitere kationische Härter schließen ein ionisches Salz eines organometallischen Komplexes ein, bei dem das Metall aus den Elementen der Gruppen IVB, VB, VIB, VIIB und VIIIB des Periodensystems gewählt ist, welches in der europäischen Patentanmeldung Nr. 109 581 , veröffentlicht am 21. Nov. 1983, beschrieben ist.
Was radikalisch härtbare Harze betrifft, so wird in einigen Fällen bevorzugt, dass die Schleifmittelaufschlämmung ferner einen radikalischen Härter aufweist. Jedoch ist im Falle eines Elektronenstrahls als Energiequelle der Härter nicht immer erforderlich, da der Elektronenstrahl selbst Radikale erzeugt.
Beispiele für thermische Radikalstarter schließen Peroxide, z. B. Benzoylperoxid, Azoverbindungen, Benzophenone und Chinone ein. Bei entweder ultraviolettem oder sichtbarem Licht als Energiequelle wird dieser Härter manchmal als Photoinitiator bezeichnet. Beispiele für Initiatoren, die eine Radikalquelle erzeugen, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt werden, schließen diejenigen, die aus organischen Peroxiden, Azoverbindungen, Chinonen, Benzophenonen, Nitrosoverbindungen, Acrylhalogeniden, Hydrazonen, Mercaptoverbindungen, Pyryliumverbindungen, Triacrylimidazolen, Bisimidazolen, Chloralkyltriazinen, Benzoinethern, Benzilketalen, Thioxanthonen und Acetophenonderivaten und Gemischen davon gewählt werden, ein, sind aber nicht darauf begrenzt. Beispiele für Initiatoren, die eine Radikalquelle erzeugen, wenn sie sichtbarer Strahlung ausgesetzt werden, können im US-Pat. Nr. 4,735,632 mit dem Titel „Coated Abrasive Binder Containing Ternary Photoinitiator System" gefunden werden. Der bevorzugte Initiator zur Verwendung mit sichtbarem Licht ist „Irgacure 369", das im Handel von der Ciba Geigy Corporation erhältlich ist.
SCHLEIFHILFSMITTEL
Ein Schleifhilfsmittel ist als ein Material, vorzugsweise ein teilchenförmiges Material, definiert, dessen Zugabe eine wesentliche Wirkung auf die chemischen und physikalischen Prozesse beim Abschleifen hat, woraus ein verbessertes Leistungsvermögen resultiert. Typischerweise und vorzugsweise wird das Schleifhilfsmittel als ein teilchenförmiges Material zu der Aufschlämmung gegeben, jedoch kann es als eine Flüssigkeit zu der Aufschlämmung gegeben werden. Das Vorliegen des Schleifhilfsmittels erhöht die Schleifeffektivität oder Spantiefe (definiert als entferntes Gewicht des Werkstücks pro verlorenem Gewicht des Schleifgegenstands) des entsprechenden Schleifgegenstands im Vergleich zu einem Schleifgegenstand, der kein Schleifhilfsmittel enthält. Insbesondere wird auf dem Fachgebiet ange nommen, dass das Schleifhilfsmittel entweder 1) die Reibung zwischen den Schleifkörnern und dem abzuschleifenden Werkstück verringert, 2) das Schleifkorn am „Überdeckeln" hindert, d. h. verhindert, dass Metallteilchen (im Falle eines metallischen Werkstücks) mit den Spitzen der Schleifkörner verschweißt werden, 3) die Grenzflächentemperatur zwischen den Schleifkörnern und dem Werkstück verringert, 4) die erforderliche Schleifkraft verringert oder 5) Oxidation des metallischen Werkstücks verhindert. Im Allgemeinen erhöht die Zugabe eines Schleifhilfsmittels die Nutzungsdauer des Schleifgegenstands.
Schleifhilfsmittel, die in der Erfindung verwendbar sind, umfassen eine weite Vielfalt verschiedener Materialien und können auf anorganischer oder organischer Basis sein. Beispiele für chemische Gruppen von Schleifhilfsmitteln schließen Wachse, organische Halogenidverbindungen, Halogenidsalze und Metalle und deren Legierungen ein. Die organischen Halogenidverbindungen zerfallen typischerweise während des Schleifens und setzen eine Halogensäure oder eine gasförmige Halogenidverbindung frei. Beispiele für diese Materialien schließen chlorierte Wachse ein, wie Tetrachlornaphthalin, Pentachlornaphthalin und Polyvinylchlorid. Beispiele für Halogenidsalze schließen Natriumchlorid, Kaliumkryolith, Natriumkryolith, Ammoniumkryolith, Kaliumtetrafluoroborat, Natriumtetrafluoroborat, Siliciumfluoride, Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid ein. Beispiele für Metalle schließen Zinn, Blei, Bismut, Cobalt, Antimon, Cadmium, Eisen, Titan ein, weitere diverse Schleifhilfsmittel schließen Schwefel, organische Schwefelverbindungen, Graphit und metallische Sulfide ein. Es liegt auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, eine Kombination aus unterschiedlichen Schleifhilfsmitteln zu verwenden, und in einigen Fällen kann dies eine synergistische Wirkung ergeben.
Die vorstehend erwähnten Beispiele für Schleifhilfs mittel sind lediglich als repräsentativ anzusehen. Ein bevorzugtes Schleifhilfsmittel zur Verwendung in der Erfindung ist Kryolith, und das am stärksten bevorzugte ist Kaliumtetrafluoroborat (KBF₄).
Das Schleifhilfsmittel wird als nicht abrasiv angesehen, das heißt, die Mohs-Härte des Schleifhilfsmittels beträgt weniger als 8. Das Schleifhilfsmittel kann auch Verunreinigungen enthalten; diese Verunreinigungen sollten das Leistungsvermögen des Schleifgegenstands nicht wesentlich nachteilig beeinträchtigen.
Die Teilchengröße des Schleifhilfsmittels liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis 100 μm, stärker bevorzugt zwischen 10 bis 70 μm. Im Allgemeinen ist die Teilchengröße des Schleifhilfsmittels vorzugsweise gleich oder kleiner als die Größe der Schleifpartikel.
Die Schleifbeschichtung weist im Allgemeinen mindestens etwa 1 Gew.-%, typischerweise mindestens etwa 2,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens etwa 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens etwa 10 Gew.-% Schleifhilfsmittel und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 20 Gew.-% Schleifhilfsmittel auf. Mehr als etwa 50 Gew.-% Schleifhilfsmittel können abträglich sein, da angenommen wird, dass das Schleifleistungsvermögen abnehmen würde (da weniger Schleifpartikel vorhanden sind). Es war überraschend, dass sich das relative Schleifleistungsvermögen, wie durch die Spantiefe gemessen, auch erhöhte, als die Menge an Schleifhilfsmittel erhöht wurde. Dies war unerwartet, da sich die relative Menge an Schleifpartikeln verringert, wenn die Menge an Schleifhilfsmittel in der Schleifbeschichtung erhöht wird. Die Schleifpartikel sind für das Schleifen der Oberfläche des Werkstücks verantwortlich, nicht das Schleifhilfsmittel. Im Allgemeinen weist die Schleifbeschichtung 5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% Schleifpartikel, 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% Bindemittel und 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% Schleifhilfsmittel auf.
OPTIONALE ZUSATZSTOFFE
Aufschlämmungen, die in der Erfindung verwendbar sind, können ferner optionale Zusatzstoffe, wie beispielsweise Füllstoffe, Fasern, Schmiermittel, Benetzungsmittel, thixotrope Materialien, Surfactanten, Pigmente, Farbstoffe, Antistatika, Kupplungsmittel, Weichmacher und Suspendiermittel, aufweisen. Die Mengen dieser Materialien werden so ausgewählt, dass sie die gewünschten Eigenschaften bereitstellen. Deren Verwendung kann die Erodierbarkeit des Schleifkomposits beeinflussen. In einigen Fällen wird absichtlich ein Zusatzstoff zugegeben, um das Schleifkomposit stärker erodierbar zu machen, wodurch stumpf gewordene Schleifpartikel ausgeschlossen und neue Schleifpartikel freigelegt werden.
Beispiele für Antistatika, die in der Erfindung verwendbar sind, schließen Graphit, Ruß, Vanadiumoxid, Feuchthaltemittel und dergleichen ein. Diese Antistatika werden in den US-Pat. Nrn. 5,061,294 ; 5,137,542 und 5,203,884 offenbart.
Ein Kupplungsmittel kann eine Brücke für eine Verknüpfung zwischen der Bindemittelvorstufe und den Füllstoffpartikeln oder Schleifpartikeln bereitstellen. Beispiele für verwendbare Kupplungsmittel schließen Silane, Titanate und Zirkoaluminate ein. Verwendbare Aufschlämmungen enthalten vorzugsweise etwa 0,01 bis 3 Gew.-% Kupplungsmittel.
Ein Beispiel für ein Suspendiermittel, das in der Erfindung verwendbar ist, ist ein amorphes Siliciumdioxidteilchen mit einer Oberfläche von weniger als 150 m²/g, das im Handel von Degussa Corp. unter dem Handelsnamen „OX-50" erhältlich ist.
SCHLEIFBESCHICHTUNG, DIE SCHLEIFKOMPOSITE AUFWEIST
In einem bevorzugten Gesichtspunkt der Erfindung ist die Schleifbeschichtung in Form von mehreren Schleifkompositen, die an den Träger gebunden sind. Jedes Schleifkomposit hat eine genaue Form. Die genaue Form jedes Komposits wird von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmt. Diese deutlichen und erkennbaren Grenzen sind leicht sichtbar und deutlich, wenn ein Querschnitt des Schleifgegenstands unter einem Mikroskop, wie ein Rasterelektronenmikroskop, untersucht wird. Im Vergleich dazu sind bei einer Schleifbeschichtung, die Komposite aufweist, die keine genauen Formen haben, die Grenzen nicht klar umrissen und können nicht erkennbar sein. Diese deutlichen und erkennbaren Grenzen bilden den Umriss oder die Kontur der genauen Form. Diese Grenzen trennen in gewissem Maße ein Schleifkomposit vom anderen und unterscheiden auch ein Schleifkomposit vom anderen.
Unter Bezug auf 1 weist der Schleifgegenstand 10 Schleifkomposite 22 auf, die durch eine Grenze 25 getrennt sind. Die Grenze oder Grenzen, die mit der Gestalt des Komposits verknüpft sind, führen dazu, dass das eine Schleifkomposit in gewissem Ausmaß von dem anderen, benachbarten Schleifkomposit getrennt ist. Um ein einzelnes Schleifkomposit zu bilden, muss ein Teil der Grenzen, die die Gestalt des Schleifkomposits bilden, voneinander getrennt sein. Man beachte, dass in 1 die Grundfläche oder ein Teil des Schleifkomposits, welche dem Träger am nächsten sind, an sein benachbartes Schleifkomposit anstoßen kann. Die Schleifkomposite 22 weisen mehrere Schleifpartikel 24 auf, die in einem Bindemittel 23 und einem Schleifhilfsmittel 26 dispergiert sind. Es ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, eine Kombination von Schleifkompositen zu haben, die an einen Träger gebunden sind, wobei einige der Schleifkomposite aneinander grenzen, während andere Schleifkomposite freien Raum zwischen sich haben.
In einigen Fällen sind die Grenzen, die die Form bilden, planar. Die Ebenen schneiden sich, wodurch die gewünschte Form gebildet wird, und die Winkel, unter denen sich die Ebenen schneiden, bestimmen die Abmessungen der Form.
In einem anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung weist ein Teil der Schleifkomposite ein benachbartes Schleifkomposit mit einer unterschiedlichen Abmessung auf. In diesem Gesichtspunkt der Erfindung haben mindestens 10% vorzugsweise mindestens 30% stärker bevorzugt mindestens 50% und am stärksten bevorzugt mindestens 60% der Schleifkomposite ein benachbartes Schleifkomposit, das eine unterschiedliche Abmessung hat. Diese unterschiedlichen Abmessungen können die Form des Schleifkomposits, den Winkel zwischen planaren Grenzen oder die Abmessungen des Schleifkomposits betreffen. Das Ergebnis dieser unterschiedlichen Abmessungen bei benachbarten Schleifkompositen führt zu einem Schleifgegenstand, der eine verhältnismäßig feinere Oberflächenbeschaffenheit an dem Werkstück, das abgeschliffen oder veredelt wird, ergibt. Dieser Gesichtspunkt der Erfindung wird ferner in der mit anhängigen Patentanmeldung U.S. Ser. Nr. 08/120,300 des Anmelders, eingereicht am 13. Sept. 1993, beschrieben, die eine Erstanmeldung von US-Patentschrift Nr. 6,129,540 ist.
Die Bodenfläche des Schleifkomposits kann jede viereckige Form sein, ist aber vorzugsweise eine geometrische Form, wie ein Rechteck, Quadrat oder Parallelogramm. Ausführungsformen von bevorzugten Formen werden nachstehend in einem Abschnitt mit dem Titel „GEOMETRIEN" dargestellt. Eine einzelne Schleifkompositform kann hier als eine „vorstehende Einheit" bezeichnet werden. Es wird bevorzugt, dass Querschnittsfläche des Schleifkomposits in einiger Entfernung vom Träger abnimmt oder entlang seiner Höher abnimmt. Diese variable Oberfläche führt zu einem nicht einheitlichen Druck, wenn sich das Schleifkomposit während der Verwendung abnutzt. Außerdem führt diese variable Oberfläche während der Herstellung des Schleifgegenstands zu leichterer Ablösung des Schleifkomposits vom Fertigungswerkzeug. Im Allgemeinen gibt es mindestens 5 einzelne Schleifkomposite pro cm². In einigen Fällen kann es mindestens 500 einzelne Schleifkomposite/cm² geben.
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DES SCHLEIFGEGENSTANDS
Ein wichtiger Schritt, um die erfindungsgemäßen Schleifgegenstände herzustellen, ist die Herstellung der Aufschlämmung. Die Aufschlämmung wird hergestellt, indem die Bindemittelvorstufe, das Schleifhilfsmittel, die Schleifpartikel und die optionalen Zusatzstoffe mit jeder geeigneten Mischtechnik miteinander vereinigt werden. Beispiele für Mischtechniken schließen scherungsarmes und stark scherendes Mischen ein, wobei stark scherendes Mischen bevorzugt wird. Ultraschallenergie kann auch in Kombination mit dem Mischschritt genutzt werden, um die Viskosität der Schleifmittelaufschlämmung zu erniedrigen. Typischerweise werden die Schleifpartikel und das Schleifhilfsmittel allmählich zur Bindemittelvorstufe gegeben. Die Menge an Luftbläschen in der Aufschlämmung kann minimiert werden, indem während des Mischschritts ein Vakuum angelegt wird. In einigen Fällen wird es bevorzugt, die Aufschlämmung im Allgemeinen im Bereich von 30°C bis 70°C zu erwärmen, um die Viskosität zu erniedrigen. Es ist wichtig, dass die Aufschlämmung die rheologischen Eigenschaften hat, die es ermöglichen, dass die Aufschlämmung gut abdeckt und bei der die Schleifpartikel und das Schleifhilfsmittel sich nicht aus der Aufschlämmung absetzen.
ENERGIEQUELLE
Nachdem die Aufschlämmung auf den Träger beschichtet wurde, wie mittels Übertragung von einem Fertigungswerkzeug (nachstehend erläutert), kann die Aufschlämmung einer Energiequelle ausgesetzt werden, um die Polymerisation des Harzes in der Bindemittelvorstufe zu starten. Beispiele für Energiequellen schließen thermische Energie und Strahlungsenergie ein. Die Menge an Energie hängt von mehreren Faktoren ab, wie die Chemie der Bindemittelvorstufe, die Abmessungen der Schleifmittelaufschlämmung, die Menge und Art der Schleifpartikel und die Menge und Art der optionalen Zusatzstoffe. Bei thermischer Energie kann die Temperatur im Bereich von etwa 30°C bis 150°C, im Allgemeinen 40°C bis 120°C liegen. Die Dauer des Einwirkenlassens kann im Bereich von etwa 5 Minuten bis über 24 Stunden liegen.
Geeignete Quellen für Strahlungsenergie schließen Elektronenstrahl, ultraviolettes Licht oder sichtbares Licht ein. Elektronstrahl-Strahlung, welche auch als ionisierende Strahlung bekannt ist, kann bei einem Energieniveau von etwa 0,1 bis etwa 10 Mrad, vorzugsweise bei einem Energieniveau von etwa 1 bis etwa 10 Mrad verwendet werden. Ultraviolette Strahlung bezieht sich auf nicht teilchenförmige Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 200 bis etwa 400 nm, vorzugsweise im Bereich von etwa 250 bis 400 nm. Sichtbare Strahlung bezieht sich auf nicht teilchenförmige Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 400 bis etwa 800 nm, vorzugsweise im Bereich von etwa 400 bis etwa 550 nm. Es wird bevorzugt, dass 300 bis 600 Watt/Zoll (118 Watt/cm bis 230 Watt/cm) sichtbares Licht verwendet werden.
Nachdem dieser Polymerisationsprozess beendet ist, ist die Bindemittelvorstufe in ein Bindemittel umgewandelt und die Aufschlämmung ist in eine Schleifbeschichtung umgewandelt. Der resultierende Schleifgegenstand ist im Allgemeinen einsatzbereit. Jedoch können in einigen Fällen andere Prozesse, wie Befeuchtung oder Biegen, noch notwendig sein. Der Schleifgegenstand kann in jede gewünschte Form, wie ein Kegel, Endlosband, Folie, Scheibe und dergleichen, umgewandelt werden, bevor der Schleifgegenstand verwendet wird.
FERTIGUNGSWERKZEUG
Die Schleifbeschichtung ist als genau geformte Schleifkomposite vorhanden. Um diese Art von Schleifgegenstand herzustellen, ist im Allgemeinen ein Fertigungswerkzeug erforderlich.
Das Fertigungswerkzeug enthält mehrere Hohlräume. Diese Hohlräume haben im Wesentlichen die umgekehrte Form des Schleifkomposits und sind für die Erzeugung der Form der Schleifkomposite verantwortlich. Die Abmessungen der Hohlräume werden gewählt, um die gewünschte Form und Abmessungen der Schleifkomposite bereitzustellen. Wenn die Form oder Abmessungen der Hohlräume nicht ordnungsgemäß gefertigt werden, stellt das resultierende Fertigungswerkzeug nicht die gewünschten Abmessungen für die Schleifkomposite bereit.
Die Hohlräume können in einem punktartigen Muster mit Abständen zwischen benachbarten Hohlräumen vorliegen oder die Hohlräume können aneinander anstoßen. Es wird bevorzugt, dass die Hohlräume aneinander anstoßen. Außerdem wird die Form der Hohlräume derart gewählt, dass die Querschnittsfläche des Schleifkomposits in einiger Entfernung vom Träger abnimmt.
Das Fertigungswerkzeug kann ein Band, eine Folie, eine Endlosfolie oder -bahn, eine Beschichtungswalze, wie eine Rotationstiefdruckwalze, eine auf einer Beschichtungswalze oder -düse montierte Hülse sein. Das Fertigungswerkzeug kann aus Metall (z. B. Nickel), Metalllegierungen oder Kunststoff bestehen. Das metallische Fertigungswerkzeug kann mit jeder herkömmlichen Technik gefertigt werden, wie Gravieren, Wälzfräsen, Elektro formen, Diamantendrehen und dergleichen. Eine bevorzugte Technik für ein metallisches Fertigungswerkzeug ist Diamantendrehen.
Ein thermoplastisches Werkzeug kann von einer metallischen Werkzeugurform abgeformt werden. Die Werkzeugurform hat das umgekehrte Muster, das für das Fertigungswerkzeug gewünscht wird. Die Werkzeugurform kann in der gleichen Weise wie das Fertigungswerkzeug hergestellt werden. Die Werkzeugurform wird vorzugsweise aus Metall, z. B. Nickel, hergestellt und wird diamantengedreht. Das thermoplastische Folienmaterial kann derart und gegebenenfalls zusammen mit der Werkzeugurform erwärmt werden, dass das thermoplastische Material mit dem Muster der Werkzeugurform geprägt wird, indem die zwei zusammen gepresst werden. Der Thermoplast kann auch auf die Werkzeugurform extrudiert oder gegossen und dann gepresst werden. Das thermoplastische Material wird abgekühlt, wodurch es verfestigt und das Fertigungswerkzeug hergestellt wird. Beispiele für bevorzugte thermoplastische Materialien für Fertigungswerkzeuge schließen Polyester, Polycarbonate, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyethylen und Kombinationen davon ein. Wenn ein thermoplastisches Fertigungswerkzeug genutzt wird, dann muss darauf geachtet werden, dass keine übermäßige Hitze erzeugt wird, die das thermoplastische Fertigungswerkzeug verzerren kann.
Das Fertigungswerkzeug kann auch eine Trennbeschichtung enthalten, um leichteres Ablösen des Schleifgegenstands vom Fertigungswerkzeug zu ermöglichen. Beispiele für solche Trennbeschichtungen für Metalle schließen harte Carbid-, Nitrid- oder Boridbeschichtungen ein. Beispiele für Trennbeschichtungen für Thermoplaste schließen Silikone und Fluorchemikalien ein.
Ein Verfahren zur Herstellung des Schleifgegenstands wird in 2 veranschaulicht. Der Träger 41 verlässt eine Abwickelstation 42 und gleichzeitig verlässt das Fertigungswerkzeug 46 eine Abwickelstation 45. Das Fertigungswerkzeug 46 wird mittels einer Beschichtungsstation 44 mit Aufschlämmung beschichtet. Es ist möglich, vor dem Beschichten die Aufschlämmung zu erwärmen und/oder die Aufschlämmung mit Ultraschall zu beschallen, um die Viskosität zu erniedrigen. Die Beschichtungsstation kann jede herkömmliche Beschichtungsvorrichtung sein, wie Falldüsenbeschichter, Rakelbeschichter, Curtainbeschichter, Vakuumdüsenbeschichter oder ein Düsenbeschichter, sein. Während des Beschichtens sollte die Bildung von Luftbläschen minimiert werden. Die bevorzugte Beschichtungstechnik ist eine Vakuum-Fluidlager-Düse, wie in US-Pat. Nrn. 3,594,865 , 4,959,265 , und 5,077,870 offenbart. Nachdem das Fertigungswerkzeug beschichtet ist, werden der Träger und die Aufschlämmung mit einem beliebigen Mittel derart in Kontakt gebracht, dass die Aufschlämmung die Vorderseite des Trägers benetzt. In 2 wird die Aufschlämmung mit dem Träger mittels einer Kontaktanpresswalze 47 in Kontakt gebracht. Als Nächstes presst die Kontaktanpresswalze 47 auch den resultierenden Aufbau gegen die Trägertrommel 43. Eine Energiequelle 48 (vorzugsweise eine Quelle von sichtbarem Licht) überträgt eine ausreichende Menge an Energie auf die Aufschlämmung, um die Bindemittelvorstufe mindestens teilweise zu härten. Der Begriff teilweises Härten soll bedeuten, dass die Bindemittelvorstufe zu einem solchen Zustand polymerisiert wird, dass die Aufschlämmung nicht aus einem umgedrehten Reagenzglas fließt. Die Bindemittelvorstufe kann mit jeder Energiequelle vollständig gehärtet werden, sobald sie vom Fertigungswerkzeug entfernt wurde. Darauf folgend wird das Fertigungswerkzeug auf den Dorn 49 aufgewickelt, so dass das Fertigungswerkzeug wiederum verwendet werden kann. Gegebenenfalls kann das Fertigungswerkzeug von der Bindemittelvorstufe entfernt werden, bevor die Vorstufe überhaupt gehärtet wird. Nach dem Entfernen kann die Vorstufe gehärtet werden, und das Fertigungswerkzeug kann zur Wiederverwendung auf den Dorn 49 aufgewickelt werden. Außerdem wird der Schleifgegenstand 120 auf Dorn 121 aufgewickelt. Wenn die Bindemittelvorstufe nicht vollständig gehärtet ist, kann die Bindemittelvorstufe entweder mit der Zeit und/oder dem Einwirkenlassen einer Energiequelle vollständig gehärtet werden. Zusätzliche Schritte, um Schleifgegenstände gemäß diesem ersten Verfahren herzustellen, werden ferner in US-Pat. Nr. 5,152,917 und U.S. Ser. Nr. 08/004,929, eingereicht am 14. Jan. 1993 (Folgeanmeldung: US-Patentschrift Nr. 5,435,816 ) beschrieben. Willkürlich geformte Schleifkomposite können mit der Ausrüstung und den Vorgehensweisen hergestellt werden, die in der mit anhängigen Ser. Nr. 08/120,300, eingereicht am 13. Sept. 1993 (welche eine Erstanmeldung von US-Patentschrift Nr. 6,129,540 ist), beschrieben ist.
Es wird bevorzugt, dass die Bindemittelvorstufe mit Strahlungsenergie gehärtet wird. Die Strahlungsenergie kann durch das Fertigungswerkzeug hindurch übertragen werden, so lange das Fertigungswerkzeug die Strahlungsenergie nicht merklich absorbiert. Außerdem sollte die Quelle für die Strahlungsenergie nicht merklich das Fertigungswerkzeug zersetzen. Es wird bevorzugt, ein thermoplastisches Fertigungswerkzeug und ultraviolettes oder sichtbares Licht zu verwenden.
Die Aufschlämmung kann auf den Träger und nicht in die Hohlräume des Fertigungswerkzeugs aufgetragen werden. Der mit der Aufschlämmung beschichtete Träger wird dann derart in Kontakt mit dem Fertigungswerkzeug gebracht, dass die Aufschlämmung in die Hohlräume des Fertigungswerkzeugs fließt. Die verbleibenden Schritte zur Herstellung des Schleifgegenstands sind dieselben, wie vorstehend genau beschrieben.
Ein weiteres Verfahren wird in 3 veranschaulicht. Der Träger 51 verlässt eine Abwickelstation 52 und die Aufschlämmung 54 wird mittels der Beschichtungsstation 53 in die Hohlräume des Fertigungswerkzeugs 55 aufge tragen. Die Aufschlämmung kann mit einer beliebigen von vielen Techniken auf das Werkzeug aufgetragen werden, wie Falldüsenbeschichten, Walzenbeschichten, Rakelbeschichten, Curtainbeschichten, Vakuumdüsenbeschichten oder Düsenbeschichten. Es ist wiederum möglich, vor dem Beschichten die Aufschlämmung zu erwärmen und/oder die Aufschlämmung mit Ultraschall zu beschallen, um die Viskosität zu erniedrigen. Während des Beschichtens sollte die Bildung von Luftbläschen minimiert werden. Dann werden der Träger und das Fertigungswerkzeug, das die Schleifmittelaufschlämmung enthält, mit einer Anpresswalze 56 derart in Kontakt gebracht, dass die Aufschlämmung die Vorderseite des Trägers benetzt. Als Nächstes wird Bindemittelvorstufe in der Aufschlämmung mindestens teilweise durch Einwirkenlassen einer Energiequelle 57 gehärtet. Nach diesem mindestens teilweisen Härten wird die Aufschlämmung in ein Schleifkomposit 59 umgewandelt, das an den Träger gebunden oder damit verklebt ist. Der resultierende Schleifgegenstand wird mittels Anpresswalzen 58 vom Fertigungswerkzeug entfernt und auf eine Aufwickelstation 60 aufgewickelt. Gegebenenfalls kann das Fertigungswerkzeug von der Bindemittelvorstufe entfernt werden, bevor die Vorstufe überhaupt gehärtet wird. Nach der Entfernung des Fertigungswerkzeugs kann die Vorstufe gehärtet werden. In beiden Fällen kann die Energiequelle thermische Energie oder Strahlungsenergie sein. Wenn die Energiequelle entweder ultraviolettes Licht oder sichtbares Licht ist, wird es bevorzugt, dass der Träger für ultraviolettes oder sichtbares Licht transparent ist. Ein Beispiel für einen solchen Träger ist ein Polyesterträger.
Die Aufschlämmung kann direkt auf die Vorderseite des Trägers aufgetragen werden. Der mit der Aufschlämmung beschichtete Träger wird dann derart in Kontakt mit dem Fertigungswerkzeug gebracht, dass die Aufschlämmung in die Hohlräume des Fertigungswerkzeugs benetzt. Die verbleibenden Schritte zur Herstellung des Schleifge genstands sind dieselben, wie vorstehend genau beschrieben.
VERFAHREN ZUM VEREDELN EINER WERKSTÜCKOBERFLÄCHE
Die beschichteten Schleifgegenstände können verwendet werden, um eine Metalloberfläche abzuschleifen. Dieses Verfahren erfordert, dass der Schleifgegenstand mit einem Werkstück, das eine Metalloberfläche hat, in Reibungskontakt gebracht wird. Der Begriff "Abschleifen" bedeutet, dass ein Teil des Metallwerkstücks durch den Schleifgegenstand abgeschnitten oder entfernt wird. Außerdem ist typischerweise die Oberflächenbeschaffenheit, die mit der Werkstückoberfläche verknüpft ist, nach diesem Veredelungsprozess verringert. Ein typisches Maß für die Oberflächenbeschaffenheit ist Ra; Ra ist die arithmetische Oberflächenbeschaffenheit, die im Allgemeinen in Mikrozoll oder Mikrometern gemessen wird. Die Oberflächenbeschaffenheit kann mit einem Profilometer, wie ein Perthometer oder Surtranic, gemessen werden.
WERKSTÜCK
Das Metallwerkstück kann jede Art von Metall sein, wie Flussstahl, Edelstahl, Titan, Metalllegierungen, exotische Metalllegierungen und dergleichen. Das Werkstück kann eben sein oder kann eine damit verknüpfte Form oder Kontur haben.
In Abhängigkeit von der Anwendung kann die Kraft an der Schleifgrenzfläche im Bereich von etwa 0,1 kg bis über 1000 kg liegen. Im Allgemeinen beträgt dieser Bereich 1 kg bis 500 kg Kraft an der Schleifgrenzfläche. Ebenso kann in Abhängigkeit von der Anwendung während des Schleifens eine Flüssigkeit vorhanden sein. Diese Flüssigkeit kann Wasser und/oder eine organische Verbindung sein. Beispiele für typische organische Verbindungen schließen Schmiermittel, Öle, emulgierte organi sche Verbindungen, Schneidflüssigkeiten, Seifen oder dergleichen ein. Diese Flüssigkeiten können auch weitere Zusatzstoffe, wie Entschäumer, Entfetter, Korrosionsinhibitoren oder dergleichen, enthalten. Der Schleifgegenstand kann während der Verwendung an der Schleifgrenzfläche oszillieren. In einigen Fällen kann diese Oszillation zu einer feineren Oberfläche an dem Werkstück, das abgeschliffen wird, führen.
Die Schleifgegenstände können von Hand verwendet oder in Kombination mit einer Maschine verwendet werden. Mindestens eines oder beides aus Schleifgegenstand und Werkstück wird während des Schleifens relativ zu dem anderen bewegt. Der Schleifgegenstand kann zu einem Band, Bandstreifen, Scheibe, Folie und dergleichen umgewandelt werden. Bei Bandanwendungen werden die zwei freien Enden einer Schleiffolie miteinander verbunden und eine Klebestelle wird erzeugt. Es ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, ein Band ohne Klebestelle zu verwenden, wie dasjenige, das in der mit anhängigen Patentanmeldung U.S. Ser. Nr. 07/919,541, eingereicht am 24. Juli 1992 (veröffentlichter Vertreter der Familie: US-Patentschrift Nr. 6,129,549 ), des Anmelders beschrieben wird. Im Allgemeinen läuft das Endlosschleifband über mindestens eine Leitwalze und eine Druck- oder Kontaktwalze. Die Härte der Druck- oder Kontaktwalze ist derart eingestellt, dass die gewünschte Spantiefe und Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks erhalten wird. Die Geschwindigkeit des Schleifbands hängt von der gewünschten Spantiefe und Oberflächenbeschaffenheit ab. Die Bandabmessungen können im Bereich von etwa 5 mm bis 1000 mm breit und etwa 5 mm bis 10000 mm lang liegen. Schleifbänder sind kontinuierliche Längen des Schleifgegenstands. Sie können in der Breite im Bereich von etwa 1 mm bis 1000 mm, im Allgemeinen zwischen 5 mm bis 250 mm liegen. Die Schleifbänder werden üblicherweise abgewickelt, laufen über einen Trägerblock, der das Band gegen das Werkstück presst, und werden dann wieder aufgewickelt. Die Schleifbänder können kontinuierlich durch die Schleifgrenzfläche geführt werden und können indiziert sein. Die Schleifscheibe kann im Durchmesser im Bereich von etwa 50 mm bis 1000 mm liegen. Typischerweise werden Schleifscheiben mit einer Befestigungseinrichtung an einem Verstärkungsblock befestigt. Diese Schleifscheiben können mit zwischen 100 bis 20000 Umdrehungen pro Minute, typischerweise zwischen 1000 bis 15000 Umdrehungen pro Minute rotieren.
GEOMETRIEN
Wie in dem Abschnitt dieser Offenbarung mit dem Titel „SCHLEIFBESCHICHTUNG, DIE SCHLEIFKOMPOSITE AUFWEIST" angedeutet, werden die Schleifkomposite zu Einheiten geformt, die aus dem Träger, an den sie gebunden sind, vorstehen. Die einzelnen geformten Schleifkomposite werden hier als „vorstehende Einheiten" bezeichnet. Die jeweilige Geometrie, die für die vorstehenden Einheiten gewählt wird, kann das Leistungsvermögen des strukturierten Schleifgegenstands, in dem sie angeordnet sind, beeinflussen. Die nachstehend dargestellten Geometrieschemata werden gewählt, um erhöhte anfängliche Spantiefen (gemessen in Masse pro Zyklus) bereitzustellen und minimale Verschlechterung der Spantiefen mit jedem nachfolgenden Schleifzyklus zu zeigen.
Die vorstehenden Einheiten, die in den 4A–H, 5 und 6A und 6B gezeigt werden, und die anderen vorstehenden Einheiten, die hier erläutert werden, können aus den vorstehend beschriebenen Materialien aufgebaut sein, wobei die vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren genutzt werden. Auch wenn die 4A–H, 5 und 6A und 6B keine Schleifkörner und Bindemittel innerhalb der vorstehenden Einheiten zeigen, ist es klar, dass solche Körner und Bindemittel vorhanden sind, da die vorstehenden Einheiten Schleifkörner und Bindemittel als ein konstituierendes Material haben.
4A zeigt eine Draufsicht auf eine vorstehende Einheit 400. Die vorstehende Einheit hat eine Bodenfläche 401, welche in der Form eines Quadrats ist. Außer der Bodenfläche 401 hat die vorstehende Einheit 400 vier Seiten, die sich von jeder der verschiedenen Seiten der Bodenfläche 401 bis zu einem linearen Scheitel 406 erstrecken. Auf Grund der Perspektive von 4A sind lediglich die Seiten 403 und 405 sichtbar.
Wie aus 4A gesehen werden kann, erstreckt sich der lineare Scheitel 406 bei Projektion auf eine Ebene, die zur Bodenfläche 401 coplanar ist, zwischen gegenüber liegenden Seiten der Bodenfläche 401. Unter Bezug auf die Projektion eines Scheitels, wie Scheitel 406, auf eine Ebene, die zu einer Bodenfläche einer vorstehenden Einheit coplanar ist, können hier die Begriffe „Projektion des Scheitels" oder „Projektion des linearen Scheitels" verwendet werden. Die Mittelpunkte der gegenüber liegenden Seiten, zwischen denen sich die Projektion des linearen Scheitels 406 erstreckt, sind mit kleinen Strichen gekennzeichnet. Die Projektion des linearen Scheitels 406 erstreckt sich nicht zwischen den Mittelpunkten der gegenüber liegenden Seiten.
Die vorstehende Einheit aus 4A kann zu einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet werden, wie in 4B gezeigt. 4B zeigt eine Anordnung von im Wesentlichen identischen vorstehenden Einheiten 400, die derart angeordnet sind, dass die Bodenfläche jeder vorstehenden Einheit 400 an die Bodenfläche einer benachbarten vorstehenden Einheit 400 anstößt. Die vorstehenden Einheiten 400 werden als an einen Träger 408 gebunden gezeigt, wobei ein Schleifgegenstand erzeugt wird. Auch wenn die Anordnung, die in 4B gezeigt wird, als zwei-auf-zwei gezeigt wird, kann die Anordnung im Prinzip von beliebiger Größe sein. Weiterhin kann, wie in 4C gezeigt, die Anordnung derart aufgebaut sein, dass die Bodenflächen von benachbarten vorstehenden Einheiten 400 nicht aneinander stoßen.
4D zeigt eine vorstehende Einheit 410. Wie dort gesehen werden kann, hat die vorstehende Einheit einen linearen Scheitel 412, der eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche 414 zur anderen erstrecken kann. Also verjüngt sich jede der Seiten nach innen von der Bodenfläche 414 in Richtung des distalen linearen Scheitels. Besonders wenn die Projektion des lineare Scheitels 412 extrapoliert wird, trifft seine Extrapolation nicht auf einen Mittelpunkt einer der beiden gegenüber liegenden Seiten der Bodenfläche 414. Auf diese Weise kann festgestellt werden, dass die Projektion des linearen Scheitels 412 sich nicht „zwischen" Mittelpunkten von gegenüber liegenden Seiten der Bodenfläche 414 erstreckt.
4E zeigt noch eine weitere vorstehende Einheit 416. Die vorstehenden Einheiten, die in den 4A, 4B, 4C und 4D gezeigt werden, zeigen das Merkmal, dass sich ihre jeweiligen linearen Scheitel 412 nicht zwischen Mittelpunkten von gegenüber liegenden Seiten ihrer jeweiligen Bodenflächen erstrecken, durch den Einsatz eines ähnlichen Schemas: die linearen Scheitel sind schief zu allen Seiten ihrer jeweiligen Bodenflächen. Wie in 4E gezeigt, kann die Projektion des linearen Scheitels 418 zu einigen der Seiten der Bodenfläche 420 parallel sein und sich doch nicht zwischen Mittelpunkten von gegenüber liegenden Seiten der Bodenfläche 420 erstrecken.
4F zeigt noch eine weitere vorstehende Einheit 422. 4F zeigt, dass es, während der Scheitel einer vorstehenden Einheit linear sein kann, nicht notwendig ist, dass er geradlinig ist. Die vorstehende Einheit 422 hat einen krummlinigen (im Gegensatz zu geradlinigen) Scheitel 424. Die Projektion des krummlinigen Scheitels 424 erstreckt sich nicht zwischen den Mittelpunkten der gegenüber liegenden Seiten der Boden fläche 426.
Die Bodenflächen, die in den 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F dargestellt sind, sind alle in der Form eines Quadrats. Eine solche Einschränkung ist nicht notwendig. Im Prinzip kann die Bodenfläche jede geschlossene viereckige Form sein. Beispielsweise kann die Bodenfläche jedes regelmäßige oder unregelmäßige viereckige Polygon sein, kann ein Parallelogramm, Rechteck oder jede Form eines Vierecks sein. Die Seiten der Bodenfläche sind geradlinig. Die vorstehende Einheit 428, die in 4G (Bezugsbeispiel) gezeigt ist, hat vier Seiten, wovon zwei krummlinig 430 und 432 sind. Der Mittelpunkt der gegenüber liegenden krummlinigen Seiten der Bodenfläche kann festgestellt werden, indem die krummlinigen Seiten in zwei Segmente geteilt werden, wobei die Länge des ersten Segments gleich der Länge des zweiten Segments ist. Beispielsweise wurde die Seite 430 in zwei Segmente, die Segmente AB und BC, geteilt. Punkt B, der Mittelpunkt, ist derart angeordnet, dass die Länge von Segment AB gleich der Länge von Segment BC ist. Fachleute verstehen, dass andere Maße für die mittlere Lage verwendet werden können, um den Mittelpunkt einer Linie, die nicht geradlinig ist, zu erkennen. Wiederum erstreckt sich die Projektion des linearen Scheitels 434 zwischen gegenüber liegenden Seiten 430 und 432, aber nicht an ihren jeweiligen Mittelpunkten.
4H (Bezugsbeispiel) zeigt eine vorstehende Einheit 436, die eine Bodenfläche 438 hat, die in der Form eines Fünfecks ist. Der Mittelpunkt der Seite AB ist mit einem kleinen Strich gekennzeichnet. Insbesondere scheint die vorstehende Einheit 436 auf den ersten Blick keine Seite zu haben, die der Seite AB gegenüber liegt. Um den linearen Scheitel 440 derart auszurichten, dass er sich nicht zwischen Mittelpunkten von gegenüber liegenden Seiten einer Bodenfläche erstreckt, kann man das zusammengesetzte Segment ACDEB als der Seite AB gegenüber liegend betrachten. Der Mittelpunkt der Seite ACDEB ist Punkt D, da die Länge von Segment ACD gleich der Länge von Segment DEB ist. Somit ist klar zu sehen, dass sich der lineare Scheitel 440 nicht zwischen Mittelpunkten von gegenüber liegenden Seiten der Bodenfläche 438 erstreckt.
Das allgemeine Prinzip, das aus der Erläuterung im Zusammenhang mit 4H zu entnehmen ist, ist, dass ein spezielles Schema verwendet werden kann, um eine Seite zu finden, die einer gegebenen Seite einer Bodenfläche gegenüber liegt. Kurz gesagt kann ein Satz von Seiten, der einer gegebenen Seite einer Bodenfläche gegenüber liegt, zusammengefasst als eine einzige Seite aufgefasst werden, die der gegebenen Seite gegenüber liegt (z. B. liegt Seite ACDEB der Seite AB gegenüber und als der Seite AB gegenüber liegend aufgefasst werden).
5 zeiget eine perspektivische Ansicht eines Schleifgegenstands 500, der eine zweidimensionale Anordnung von vorstehenden Einheiten einschließt, von denen einige mit der Bezugsziffer 502 gekennzeichnet sind. Jede vorstehende Einheit 502 hat eine Bodenfläche, die recheckig ist. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Länge und Breite der Bodenfläche zwischen 1 und 150 mil (25,4 μm und 3810 μm) betragen. Jede Bodenfläche hat einen linearen Scheitel 504. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der lineare Scheitel bis zu 60 mil (1524 μm) oberhalb der Bodenfläche angeordnet sein. Auch wenn jede der Bodenflächen in 5 derart gezeigt ist, dass sie dieselbe Größe und Geometrie haben, ist keine der beiden Bedingungen notwendig. Die Bodenflächen können von unterschiedlicher Größe und/oder Geometrie sein. Ebenso ist, auch wenn jeder der linearen Scheitel 504 derart gezeigt ist, dass sie zueinander parallel sind, diese Bedingung nicht notwendig. Die linearen Scheitel 504 können nicht-parallel zueinander sein. Schließlich ist, auch wenn jeder der linearen Scheitel derart gezeigt ist, dass sie sich in einem konstanten Abstand zu ihren jeweiligen Bodenflächen befinden, diese Bedingung auch nicht notwendig. Der Abstand zwischen den Bodenflächen und ihren jeweiligen linearen Scheiteln 504 kann von vorstehender Einheit 502 zu vorstehender Einheit 502 variieren.
6A (Bezugsbeispiel) zeigt eine Anordnung von vorstehenden Einheiten 600 bis 606. Jede der vorstehenden Einheiten 600 bis 606 hat einen Scheitel 608 bis 614, der im Wesentlichen in der Form eines Punktes ist. Jeder der linearen Scheitel in jedem der vorstehenden Beispiele kann als ein Punkt dargestellt werden, im Gegensatz dazu, dass sie als ein lineares Segment dargestellt werden. Zurück bei der Erläuterung der 6A ist bei jeder der vorstehenden Einheiten 600 bis 606 der Scheitel 608 bis 614 entfernt vom Zentrum angeordnet. Die Projektion jedes Scheitels 608 bis 614 definiert einen Versatzvektor v₁, v₂, v₃ und v₄, der sich vom Zentrum und/oder Massenzentrum der jeweiligen Bodenfläche bis zur Projektion des Scheitels 608 bis 614 erstreckt. Insbesondere ist die Summe der Versatzvektoren v₁, v₂, v₃ und v₄ nicht gleich null. Beispielsweise beträgt unter der Annahme, dass jeder der Versatzvektoren v₁, v₂, v₃ und v₄ ein Einheitsvektor ist, die Summe der Vektoren 2y. Bei einer großen Anordnung von vorstehenden Einheiten sollte die Summe der Versatzvektoren sich nicht einem Grenzwert von null nähern, wenn sich die Zahl der aufsummierten Vektoren an unendlich nähert: limn→∞(Σvn) ≠ 0
Anders ausgedrückt, sollte die Anordnung, wenn sie insgesamt betrachtet wird, eine Nettorichtungsabhängigkeit im Hinblick auf die Positionierung der Scheitel 608 bis 614 zeigen.
6B zeigt die Idee der Nettorichtungsabhängigkeit, wie sie bei den vorstehenden Einheiten mit linearen Scheiteln 616 bis 622 Anwendung findet. Wie aus 6B gesehen werden kann, definiert die Projektion der linearen Scheitel 616 bis 622 einen Versatzvektor v₁, v₂, v₃ und v₄, der sich von den Zentren und/oder Massezentren der jeweiligen Bodenfläche bis zum Zentrum der Projektion der Scheitel 616 bis 622 erstreckt. Wiederum sollte sich bei einer großen Anordnung von vorstehenden Einheiten die Summe der Versatzvektoren nicht einem Grenzwert von null nähern, wenn sich die Zahl der aufsummierten Vektoren an unendlich nähert: limn→∞ (Σvn) ≠ 0
Anders ausgedrückt, sollte die Anordnung, wenn sie insgesamt betrachtet wird, eine Nettorichtungsabhängigkeit im Hinblick auf die Positionierung der Scheitel 608 bis 614 zeigen.
Verschiedene Abänderungen und Veränderungen dieser Erfindung sind für Fachleute innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, offensichtlich, und es ist klar, dass diese Erfindung nicht in unzulässiger Weise auf die hier angegebenen veranschaulichenden Ausführungsformen begrenzt werden soll.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, umfassend die Schritte: (a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf ein Fertigungswerkzeug, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen enthält, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanaren Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt; (b) Einführen eines Trägers auf der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs auf solche Weise, dass die Aufschlämmung eine Seite des Trägers benetzt, um einen Zwischengegenstand zu bilden; (c) mindestens teilweises Härten des Bindemittels vor dem Ablösen des Zwischengegenstands von der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden; und (d) Entfernen des beschichteten Schleifgegenstands von dem Fertigungswerkzeug.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bodenfläche die Form eines Parallelogramms oder Rechtecks hat.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Rechteck um ein Quadrat handelt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei jede Bodenfläche die Form eines eine Länge und eine Breite umfassenden Rechtecks hat.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Länge des Rechtecks zwischen 1 und 150 mils (25,4 μm und 3810 μm) und die Breite des Rechtecks zwischen 1 und 150 mils (25,4 μm und 3810 μm) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die distalen linearen Scheitel im Wesentlichen parallel zu mindestens einer Seite ihrer entsprechenden rechteckigen Bodenflächen sind.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, umfassend die Schritte: (a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf eine Oberfläche eines Trägers; (b) Einführen eines Fertigungswerkzeugs auf der Oberfläche des Trägers, auf den die Aufschlämmung eingeführt worden ist, um einen Zwischengegenstand zu bilden, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es enthält: eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanaren Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt; (d) mindestens teilweises Härten des Bindemittels vor dem Ablösen des Zwischengegenstands von dem Fertigungswerkzeug, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden; und (d) Entfernen des beschichteten Schleifgegenstands von dem Fertigungswerkzeug.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bodenfläche die Form eines Parallelogramms oder Rechtecks hat.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem Rechteck um ein Quadrat handelt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei jede Bodenfläche die Form eines eine Länge und eine Breite umfassenden Rechtecks hat.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Länge des Rechtecks zwischen 1 und 150 mils (25,4 μm und 3810 μm) und die Breite des Rechtecks zwischen 1 und 150 mils (25,4 μm und 3810 μm) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die distalen linearen Scheitel im Wesentlichen parallel zu mindestens einer Seite ihrer entsprechenden Bodenflächen sind.
Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, umfassend die Schritte: (a) Einführen einer eine Mischung aus einem Bindemittel und mehreren Schleifkörnern enthaltenden Aufschlämmung auf ein Fertigungswerkzeug, wobei das Fertigungswerkzeug so gestaltet ist, dass es eine mindestens zwei-auf-zwei Anordnung von Hohlräumen enthält, wobei jeder Hohlraum eine von deutlichen und erkennbaren Grenzen bestimmte, genaue Form und eine viereckige Bodenfläche und eine erste Seite und eine dieser gegenüber liegende zweite Seite aufweist, wobei bei jedem Hohlraum dessen jeweiliger distale lineare Scheitel sich bei Projektion auf eine zur jeweiligen Bodenfläche coplanare Ebene zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt, oder, wenn der distale lineare Scheitel eine Länge aufweist, die ungenügend ist, damit sich dessen Projektion von einer Seite der Bodenfläche zur anderen erstrecken kann, die Projektion des distalen linearen Scheitels extrapoliert wird und sich dieser extrapolierte distale lineare Scheitel zwischen einem außermittigen Punkt auf der ersten Seite der Bodenfläche und einem außermittigen Punkt auf der zweiten Seite der Bodenfläche erstreckt; (b) Einführen eines Trägers auf der äußeren Oberfläche des Fertigungswerkzeugs auf solche Weise, dass die Aufschlämmung eine Seite des Trägers benetzt, um einen Zwischengegenstand zu bilden; (c) Entfernen des Zwischengegenstands von dem Fertigungswerkzeug; und (d) Härten des Bindemittels, um einen beschichteten Schleifgegenstand zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei jede Bodenfläche im Wesentlichen die gleiche Geometrie aufweist.