ES2247964T3 - Sierra de alambres con alambre abrasivo y procedimiento para fabricar el alambre abrasivo. - Google Patents

Abstract

Una sierra de alambres para cortar un material duro y quebradizo que comprende un alambre abrasivo (11) que comprende: un alambre núcleo (11a), granos abrasivos (22c) provistos alrededor del alambre núcleo (11a), y una capa ligante (11c) formada en el alambre núcleo (11a) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (11a), caracterizada porque la capa ligante (11c) está formada por una resina de endurecimiento por luz (11c).

Description

Sierra de alambres con alambre abrasivo y procedimiento para fabricar el alambre abrasivo.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención, en general, se refiere a una sierra de alambres que comprende un alambre abrasivo, que tiene granos abrasivos ligados con resina, para cortar un material duro y quebradizo, tal como una barra de silicio, cristal, cuarzo o un me-
tal.

2. Descripción de la técnica relacionada

Una sierra de alambres abrasivos se conoce como una herramienta de corte para cortar un material duro y quebradizo, tal como una barra de silicio, cristal, cuarzo o un metal. Últimamente, la sierra de alambres abrasivos se ha considerado una herramienta de corte, especialmente, para cortar una barra de silicio para preparar una pastilla de silicio de gran diámetro usada para la fabricación de dispositivos semiconductores. De manera tradicional, se ha usado una sierra de disco de cuchilla interior para cortar una barra de silicio. A medida que ha aumentado el diámetro de la pastilla de silicio formada a partir de una barra de silicio, ha aumentado cada vez más el diámetro de la sierra de disco de cuchilla interior.

No obstante, existe una limitación para aumentar el diámetro de la sierra de disco de cuchilla interior. Es decir, si se aumenta el diámetro de la sierra de disco de cuchilla interior para cortar una barra de silicio que tiene un diámetro superior a 8 pulgadas (20,32 cm), existen problemas porque: existe una limitación en el aumento del rendimiento, la pérdida de entalla es grande y resulta difícil acoplar la sierra de disco de cuchilla interior a una plantilla de corte. En consecuencia, el procedimiento para cortar una barra de silicio usando la sierra de disco de cuchilla interior se ha sustituido por un procedimiento de corte con múltiples alambres.

La Fig. 1 muestra una estructura de un aparato convencional de corte con alambres para cortar una barra de silicio usando el procedimiento de corte con alambres. El aparato de corte con alambres que se muestra en la Fig. 1 usa un alambre 1, tal como un alambre de piano. El alambre 1 se suministra desde un carrete de alambre nuevo 2 y se enrolla en un rodillo de enrollado 5. Entre el carrete de alambre nuevo 2 y el rodillo de enrollado 5, el alambre 1 está engranado con rodillos oscilantes 3 y con una pluralidad de rodillos principales 4. El alambre 1 forma una pluralidad de líneas paralelas que tienen una separación predeterminada entre ellas mediante el engranaje con los rodillos principales 4, como se muestra en la Fig. 1. Desde unas toberas para pasta líquida 7 se suministra sobre el alambre 1 una pasta líquida abrasiva que tiene una gran viscosidad, de manera que la pasta líquida abrasiva se adhiere al alambre 1 formando las líneas paralelas. Mientras se desplaza el alambre 1 y se suministra la pasta líquida abrasiva sobre el alambre 1, se presiona una barra de silicio 6 contra el alambre 1. De este modo, la pasta líquida abrasiva que se adhiere al alambre 1 corta la barra de
silicio.

Debido a que la pasta líquida abrasiva se debe eliminar como residuos industriales el procedimiento de corte que se ha mencionado anteriormente tiene los siguientes problemas:

1)

se genera una gran cantidad de residuos industriales,

2)

el entorno de trabajo es sumamente malo,

3)

los costes de operación son elevados,

4)

resulta difícil limpiar las pastillas de silicio una vez cortadas,

5)

resulta difícil aumentar el rendimiento de corte y

6)

la precisión de corte es reducida.

A fin de solucionar los problemas que se han mencionado anteriormente, se ha desarrollado un alambre abrasivo por deposición electrolítica que comprende abrasivos acoplados a un alambre núcleo. En las solicitudes de patente japonesa, abiertas a consulta por el público, Nº 63-22275, Nº 4-4105, Nº 7-227767 y Nº 9-150314, se describe un alambre abrasivo de este tipo. Además, en el Informe de Sumitomo Electric Company, marzo 1988, Vol. 132, págs. 118-122, se describe un alambre abrasivo que tiene abrasivos incrustados mecánicamente en un material metálico. Estos alambres abrasivos usan un metal para ligar los granos abrasivos a un alambre núcleo.

No obstante, el alambre abrasivo que usa un metal como un material ligante tiene poca resistencia en cuanto a torsión y a curvatura dado que la capa de material ligante es dura. Por consiguiente, un alambre abrasivo de este tipo se puede cortar fácilmente. Además, el coste de fabricación del alambre abrasivo por deposición electrolítica es elevado dado que se tarda mucho tiempo en ligar los abrasivos mediante deposición electrolítica. Además, el alambre abrasivo no se puede alargar lo suficiente para el procedimiento de corte con múltiples alambres. A fin de eliminar el problema relacionado con la longitud del alambre abrasivo, se ha propuesto un alambre abrasivo de tipo sin fin hecho uniendo los extremos opuestos de un alambre corto. No obstante, existe el problema de que un alambre abrasivo de tipo sin fin, de este tipo, tiene muy
poca resistencia en cuanto a torsión y a curvatura.

A fin de solucionar los problemas que se han mencionado anteriormente se ha desarrollado un alambre abrasivo que usa una resina como material ligante. En el documento "Cutting Performances of Bonded Abrasives type Diamond Wire Saw", The Society of Grinding Engineers 1997 Symposium Proceedings, págs. 369-370, se describe un alambre abrasivo ligado con resina, de este tipo, y un procedimiento de fabricación del mismo. Asimismo, en las solicitudes de patente japonesa, abiertas a consulta por el público, Nº 8-126953, Nº 9-155631, Nº 10-138114, Nº 10-151560, Nº 10-315049, Nº 10-328932 y Nº 10-337612 se describe un alambre abrasivo ligado con resina, de este tipo. Ni el material publicado, ni los documentos de patentes hacen referencia al tipo de resina que se va a usar para ligar los abrasivos. No obstante, según su contenido de descripción y de las formas de realización descritas en el mismo, se supone que la resina es una resina termoendurecible, tal como una resina de fenol que se ha usado para muelas abrasivas.

No obstante, en el alambre abrasivo, mejorado, que se ha mencionado anteriormente, son necesarios un proceso de secado para eliminar el disolvente del material ligante y un proceso de endurecimiento térmico para endurecer el material ligante, dado que se usa una resina termoendurecible como material ligante. El tiempo necesario para el proceso de endurecimiento térmico es de unos minutos para cada parte del alambre abrasivo.

Además, la solicitud de patente japonesa, abierta a consulta por el público, Nº 11-48035 describe un alambre abrasivo que usa un material cerámico para ligar los granos abrasivos, a fin de aumentar el esfuerzo de retención de los granos abrasivos. No obstante, la temperatura para formar una capa ligante de material cerámico de este tipo es muy elevada y el tiempo necesario para formar la capa ligante de material cerámico es de unos minutos.

Por consiguiente, resulta difícil fabricar el alambre abrasivo ligado con resina o el alambre abrasivo ligado con material cerámico a velocidades que oscilan entre unos cientos de metros por minuto y unos kilómetros por minuto. Por lo tanto, resulta muy difícil fabricar, a un bajo coste, el alambre abrasivo ligado con resina o el alambre abrasivo ligado con material cerámico con una longitud superior a 10 kilómetros, necesario para el procedimiento de corte con múltiples alambres.

Además, el alambre abrasivo ligado con resina es inferior al alambre abrasivo ligado con metal en cuanto a resistencia a la abrasión, a resistencia mecánica, a resistencia al calor y a capacidad de corte.

El documento de técnica anterior WO-A-9835784 describe una sierra de alambres y su procedimiento de fabricación. La sierra de alambres comprende un alambre núcleo de alta resistencia, una capa de un ligante de resina que cubre dicho alambre núcleo, teniendo una resina de dicho ligante de resina un coeficiente de elasticidad de 100 kg/mm^{2} o superior y una temperatura de reblandecimiento de 200º Celsius o superior y conteniendo dicho ligante de resina un agente de relleno que tiene un tamaño de grano inferior a 2/3 del grosor de dicha capa de ligante de resina y granos abrasivos fijados a dicha capa de ligante de resina y teniendo un tamaño de grano no inferior a 2/3 del grosor de dicha capa de ligante de resina pero que no exceda la mitad del diámetro de dicho alambre núcleo. El procedimiento para producir dicha sierra de alambres comprende la etapa de preparar una composición de recubrimiento que contiene un ligante de resina, cubrir un alambre núcleo con dicha composición de recubrimiento y calentar la misma, a fin de formar una capa de dicho ligante de resina fijada a la superficie periférica exterior de dicho alambre núcleo, comprendiendo dicha composición de recubrimiento dicho ligante de resina, teniendo una resina de dicho ligante de resina un coeficiente de elasticidad de 100 kg/mm^{2} o superior y una temperatura de reblandecimiento de 200º Celsius o superior, teniendo los granos abrasivos un tamaño de grano no inferior a 2/3 del grosor de dicha capa de ligante de resina, pero que no exceda la mitad del diámetro de dicho alambre núcleo y teniendo el agente de relleno un tamaño de grano inferior a 2/3 del grosor de dicha capa de ligante de resina, añadiéndose dicho grano abrasivo y dicho agente de relleno a una solución de dicha resina en un disolvente. La mayor velocidad de corte descrita en el documento WO-A-9835784 es de 9,5 mm por minuto.

La patente estadounidense Nº 2793478 se refiere a una herramienta de corte y, más en particular, a una herramienta de corte que tiene una superficie abrasiva en todas las orientaciones. La descripción del documento también se refiere a procedimientos para hacer una herramienta de corte de este tipo. La herramienta de corte descrita comprende un núcleo que comprende un alambre metálico flexible, una capa de un material resinoso termoendurecible y flexible permanentemente ligado a dicho núcleo y partículas de material abrasivo permanentemente incrustadas en dicho material resinoso. El procedimiento de hacer una herramienta de corte comprende las etapas de cubrir un alambre flexible con un capa de una resina adhesiva termoendurecible, depositar una capa uniforme de material abrasivo en dicha resina y endurecer dicha resina para, de ese modo, ligar permanentemente dicho material abrasivo a la misma.

Resumen de la invención

Es un objetivo general de la presente invención proporcionar una sierra de alambres, que comprende un alambre abrasivo, y un procedimiento de fabricación de la misma en la que se eliminan los problemas que se han mencionado anteriormente.

Un objetivo más específico de la presente invención es proporcionar una sierra de alambres que comprende un alambre abrasivo que proporciona una operación de corte eficaz con alta precisión y una larga vida útil.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una sierra de alambres que comprende un alambre abrasivo que se puede alargar lo suficiente para el procedimiento de corte con múltiples alambres a un bajo coste de fabricación.

Para lograr los objetivos que se han mencionado anteriormente, según un aspecto de la presente invención, se proporciona una sierra de alambres que comprende un alambre abrasivo que comprende: un alambre núcleo, granos abrasivos provistos alrededor del alambre núcleo y una capa ligante formada en el alambre núcleo a fin de ligar los granos abrasivos al alambre núcleo, estando formada la capa ligante por una resina de endurecimiento por luz.

Según la invención que se ha mencionado anteriormente el tiempo para fabricar el alambre abrasivo se puede reducir dado que la resina de endurecimiento por luz se puede endurecer en muy poco tiempo. La resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo se puede aumentar añadiendo un agente de relleno, tal como partículas inorgánicas o fibras, a la capa ligante. Además, la adherencia de la capa ligante se puede aumentar proporcionando una imprimación al alambre núcleo antes de la formación de la capa ligante alargando, de ese modo, la vida útil del alambre abrasivo.

La capa ligante puede incluir una pluralidad de capas cada una de las cuales está hecha de una resina de endurecimiento por luz que tiene características diferentes. Es decir, una primera capa que contacta con el alambre núcleo puede estar hecha de una capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz que tiene una fuerza de adherencia superior a la resina de endurecimiento por luz que forma las otras capas. Añadiendo las partículas abrasivas a la primera capa, las partículas abrasivas se pueden ligar firmemente al alambre núcleo. Además, la capa exterior puede estar hecha de una resina de endurecimiento por luz que tiene resistencia a la abrasión.

Además, según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para fabricar un alambre abrasivo para una sierra de alambres que comprende las etapas de: aplicar un líquido de resina de endurecimiento por luz a un alambre núcleo mientras el alambre núcleo se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo, conteniendo el líquido de resina de endurecimiento por luz granos abrasivos, y endurecer el líquido de resina de endurecimiento por luz adhiriéndolo al alambre núcleo proyectando una luz en el líquido de resina de endurecimiento por luz mientras el alambre núcleo se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo, a fin de ligar los granos abrasivos al alambre núcleo.

Según esta invención, la resina de endurecimiento por luz se usa para ligar los granos abrasivos al alambre núcleo. Dado que la resina de endurecimiento por luz se puede endurecer en unos segundos, la operación de endurecimiento se puede llevar a cabo mientras el alambre núcleo se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo. Por consiguiente, se puede fabricar un alambre abrasivo largo en poco tiempo y a un coste reducido.

Además, según otro aspecto de la presente invención, se proporciona una sierra de alambres que comprende un alambre abrasivo que comprende: un alambre núcleo, granos abrasivos provistos alrededor del alambre núcleo y una capa ligante formada en el alambre núcleo, a fin de ligar los granos abrasivos al alambre núcleo, estando formada la capa ligante por una resina de endurecimiento por haz de electrones.

Según la invención que se ha mencionado anteriormente, se puede reducir el tiempo de fabricación del alambre abrasivo dado que la resina de endurecimiento por haz de electrones se puede endurecer en muy poco tiempo. Se puede aumentar la resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo añadiendo un agente de relleno, tal como fibras o partículas inorgánicas a la capa ligante. Además, se puede aumentar la adherencia de la capa ligante proporcionando una imprimación al alambre núcleo antes de la formación de la capa ligante, alargando de ese modo la vida útil del alambre abrasivo.

La capa ligante puede incluir una pluralidad de capas cada una de las cuales está hecha de una resina de endurecimiento por haz de electrones que tiene características diferentes. Es decir, una primera capa que contacta con el alambre núcleo puede estar hecha de una capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones que tiene una fuerza de adherencia superior a la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma otras capas. Añadiendo las partículas abrasivas a la primera capa, las partículas abrasivas se pueden ligar firmemente al alambre núcleo. Además, la capa exterior puede estar hecha de una resina de endurecimiento por luz que tiene resistencia a la abrasión.

Además, según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para fabricar un alambre abrasivo para una sierra de alambres que comprende las etapas de: aplicar un líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones a un alambre núcleo mientras el alambre núcleo se desplaza en una dirección de un eje longitudinal del alambre núcleo, conteniendo el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones granos abrasivos, y endurecer el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones adhiriéndolo al alambre núcleo proyectando un haz de electrones en el líquido de resina de endurecimiento por luz mientras el alambre núcleo se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo, a fin de ligar los granos abrasivos al alambre núcleo.

Según esta invención, la resina de endurecimiento por haz de electrones se usa para ligar los granos abrasivos al alambre núcleo. Dado que la resina de endurecimiento por haz de electrones se puede endurecer en unos segundos, la operación de endurecimiento se puede llevar a cabo mientras el alambre núcleo se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo. Por consiguiente, se puede fabricar un alambre abrasivo largo en poco tiempo y a un coste reducido.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes gracias a las siguientes descripciones detalladas cuando se lean junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una ilustración de una estructura de un aparato de corte con alambres convencional que usa un procedimiento de corte con múltiples alambres,

la Fig. 2 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una primera forma de realización de la presente invención,

la Fig. 3 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la primera forma de realización de la presente invención,

la Fig. 4 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una segunda forma de realización de la presente invención,

la Fig. 5 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la segunda forma de realización de la presente invención,

la Fig. 6 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una tercera forma de realización de la presente invención,

la Fig. 7 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una cuarta forma de realización de la presente invención,

la Fig. 8 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una quinta forma de realización de la presente invención,

la Fig. 9 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la quinta forma de realización de la presente invención,

la Fig. 10 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una sexta forma de realización de la presente invención,

la Fig. 11 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la sexta forma de realización de la presente invención,

la Fig. 12 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una séptima forma de realización de la presente invención y

la Fig. 13 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según una octava forma de realización de la presente invención.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

Primera forma de realización

A continuación se dará una descripción, en relación con las Figs. 2 y 3, de una primera forma de realización de la presente invención. La Fig. 2 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según la primera forma de realización de la presente invención. La Fig. 3 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la primera forma de realización de la presente invención.

El alambre abrasivo 11 según la primera forma de realización de la presente invención comprende un alambre núcleo 11a, granos abrasivos 22c ligados al alambre núcleo 11a y una capa de resina de endurecimiento por luz 11c formada en el alambre núcleo 11a, a fin de ligar los granos abrasivos 22c al alambre núcleo 11a. Se proporciona una capa de imprimación 11b entre el alambre núcleo 11a y la capa de resina de endurecimiento por luz 11c, de manera que la capa de resina de endurecimiento por luz 11c se adhiere firmemente al alambre núcleo 11a. Esto impide extraer la capa de resina de endurecimiento por luz 11c del alambre abrasivo 11 durante una operación de corte, alargando, de ese modo, la vida útil del alambre abrasivo 11. Además, la capa de resina de endurecimiento por luz 11c contiene un agente de relleno 22b, a fin de aumentar la resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo 11.

Específicamente, el alambre núcleo 11a está hecho de un alambre metálico, tal como un alambre de piano, un alambre de piano cubierto de bronce o un alambre de acero inoxidable. El alambre núcleo 11a también puede estar hecho de un material inorgánico, tal como una fibra de vidrio, o de un material orgánico, tal como nailon. El alambre núcleo 11a puede ser un alambre sólido o un alambre trenzado.

Preferentemente, los granos abrasivos 22c están hechos de un material duro tal como diamante, nitruro de boro cúbico (CBN), alúmina o carburo de silicio. Para los granos abrasivos 22c es más preferente un grano de diamante dado que el grano de diamante tiene una capacidad de corte superior.

La capa de resina de endurecimiento por luz 11c está hecha de una resina de endurecimiento por luz, tal como una resina de endurecimiento por ultravioletas o una resina de endurecimiento por luz visible que se puede polimerizar en unos segundos mediante irradiación de una luz ultravioleta o de una luz visible, respectivamente. Una resina de endurecimiento por luz de este tipo se usa, por lo general, como un material de recubrimiento de una fibra óptica. Por lo tanto, el alambre abrasivo 11 se puede fabricar a una velocidad igual a la de la fibra óptica, que oscila entre, aproximadamente, unos cientos de metros por minuto y unos kilómetros por minuto, permitiendo de ese modo la fabricación de un alambre abrasivo largo a bajo coste.

Se debería observar que cuando se usa una resina de endurecimiento por luz ultravioleta como la resina de endurecimiento por luz, preferentemente, se usa una luz ultravioleta que tiene una longitud de onda de 200 nm a 400 nm. Una fuente de luz para generar una luz ultravioleta de este tipo puede ser una lámpara de mercurio a alta presión, una lámpara alógena, un láser de He-Cd o un láser de Ar. Cuando se usa una resina de endurecimiento por luz visible, se puede usar una luz con un valor máximo de longitud de onda en el intervalo de 400 nm a 800 nm.

En cuanto al agente de relleno 22b añadido a la resina de endurecimiento por luz, se pueden usar partículas metálicas con un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y/o partículas inorgánicas con un diámetro medio de 0,1 \mum a 15 \mum. Se pueden usar fibras metálicas con un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum y/o fibras inorgánicas con un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum. El agente de relleno 22b se añade a la resina de endurecimiento por luz, de manera que la mezcla contiene, en peso, del 5% al 90% (5 a 90% en peso). La adición del agente de relleno 22b aumenta la resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo 11.

Se debería observar que se puede reducir la velocidad de endurecimiento de la resina de endurecimiento por luz o que la resina de endurecimiento por luz puede no endurecerse completamente debido a la transmisión, absorción o reflexión de la luz en las partículas del agente de relleno 22b o cerca de las mismas. No obstante, un problema de este tipo se puede eliminar seleccionado adecuadamente el tipo, el tamaño y la cantidad de agente de relleno 22b.

A continuación se dará una descripción, en relación con la Fig. 3, de un procedimiento de fabricación para el alambre abrasivo 11 según la primera forma de realización de la presente invención.

El alambre núcleo 11a enrollado en un rodillo alimentador 10 se suministra a una primera cámara 21A a través de un rodillo 12 después de someter el alambre núcleo 11a a un proceso de desengrasado. La primera cámara 21A, que tiene forma de embudo, contiene una imprimación, de manera que la capa de imprimación 11b se forma en el alambre núcleo 11a mientras el alambre núcleo 11a pasa a través de la primera cámara 21A. La capa de imprimación 11b aumenta la adherencia de la resina de endurecimiento por luz al alambre núcleo 11a y potencia el endurecimiento de la resina de endurecimiento por luz. En cuanto a la imprimación que forma la capa de imprimación 11b, se puede usar un acelerador de la fotopolimerización o un agente de adherencia, tal como un agente de adherencia de silano.

La solicitud de patente japonesa, abierta a consulta por el público, Nº 10-328932 enseña la provisión de irregularidades en la superficie de un alambre núcleo a fin de aumentar la adherencia de una capa de resina al alambre núcleo. Si se aplica una estructura de este tipo al alambre abrasivo 11, puede disminuir la resistencia mecánica del alambre abrasivo 11. No obstante, la formación de la capa de imprimación 11b no afecta a la resistencia mecánica del alambre abrasivo 11.

El alambre núcleo 11a, en el que se ha formado la capa de imprimación 11b, se pasa a través de una cámara de aplicación de resina 21B que tiene forma de embudo. La cámara de aplicación de resina 21B contiene un líquido de mezcla 22 que comprende la resina de endurecimiento por luz que contiene los granos abrasivos 22c y el agente de relleno 22b. Los granos abrasivos 22c se adhieren al alambre núcleo 11a debido a la resina de endurecimiento por luz, mientras el alambre núcleo 11a pasa a través de la cámara de aplicación de resina 21B. Tras pasar a través de la cámara de aplicación de resina 21B, el alambre núcleo 11a se pasa a través de una plantilla de graduación de diámetro 23 a fin de extraer cualquier cantidad en exceso del líquido de mezcla 22 que se adhiera al alambre núcleo 11a. Por consiguiente, la capa de resina de endurecimiento por luz 11c se ajusta para que tenga un grosor predeterminado y, por lo tanto, el alambre abrasivo 11 se gradúa para que tenga un diámetro predeterminado.

El alambre núcleo 11a tras pasar a través de la plantilla de diámetro 23 entra en un aparato de irradiación de luz 24 que proyecta una luz en el líquido de mezcla aplicado al alambre núcleo 11a. La resina de endurecimiento por luz contenida en el líquido de mezcla 22 se endurece mediante la luz proyectada por el aparato de irradiación de luz 24 y, por lo tanto, se forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c. Por consiguiente, la capa de resina de endurecimiento por luz 11c liga los granos abrasivos 22c firmemente al alambre núcleo 11a y, por lo tanto, se forma el alambre abrasivo 11 que se muestra en la Fig. 2.

Una vez que el alambre abrasivo formado de este modo 11 sale del aparato de irradiación de luz 24, un dispositivo de medición de diámetro 17 mide el diámetro del alambre abrasivo 11. La medición tomada por el dispositivo de medición de diámetro 17 se suministra a una unidad de control 16. El dispositivo de medición de diámetro 17 incluye tres detectores de desplazamiento sin contacto dispuestos en posiciones equiangulares que rodean el alambre abrasivo 11 que sale del aparato de irradiación de luz 24, a fin de medir la excentricidad de la capa de resina de endurecimiento por luz 11c respecto al alambre núcleo 11a, así como el diámetro del alambre abrasivo 11. Específicamente, el dispositivo de medición de diámetro 17 es capaz de medir el grosor de la capa de resina de endurecimiento por luz 11c en tres posiciones diferentes alrededor de la circunferencia del alambre abrasivo 11.

La unidad de control 16 detecta la excentricidad entre el alambre abrasivo 11 y la plantilla de graduación de diámetro 23 a partir de la medición realizada con el dispositivo de medición de diámetro 17 a fin de controlar la posición de la plantilla de graduación de diámetro 23 de manera que el alambre abrasivo 11 esté siempre colocado en el centro de la plantilla de graduación de diámetro 23. La posición relativa del alambre núcleo 11a respecto a la plantilla de graduación de diámetro 23 se puede cambiar desplazando la plantilla de graduación de diámetro 23 ó desplazando un rodillo de ajuste de posición del alambre (no se muestra en la figura). Además, la unidad de control 16 controla la velocidad de alimentación del alambre núcleo 11a de manera que el grosor de la capa de resina de endurecimiento por luz 11c sea uniforme en la dirección longitudinal, así como en las direcciones radiales del alambre núcleo 11a.

Tras pasar a través del dispositivo de medición de diámetro 17, el alambre abrasivo 11 es dirigido a un rodillo de enrollado 20 a través de los rodillos 13, 14 y 15 y se enrolla en el rodillo de enrollado 20. La unidad de control 16 controla la velocidad de enrollado del rodillo de enrollado 20. Además, el rodillo 15 controla la tensión del alambre abrasivo 11.

Se debería observar que el proceso para endurecer la resina de endurecimiento por luz se puede llevar a cabo en una atmósfera de nitrógeno o en una atmósfera de oxígeno reducido a fin de lograr una polimerización estable de la resina de endurecimiento por luz.

Según el aparato de fabricación de alambre abrasivo que se ha mencionado anteriormente, el alambre abrasivo 11 se puede fabricar continuamente a un velocidad de unos cientos de metros por minuto a unos kilómetros por minuto dado que la resina de endurecimiento por luz, que liga los granos abrasivos 22c al alambre núcleo 11a, se endurece en poco tiempo, es decir, en unos segundos. Además, dado que la plantilla de graduación de diámetro 23 ajusta el diámetro del alambre abrasivo 11, mediante el control de la unidad de control 16, el alambre abrasivo 11 tiene un grosor uniforme a todo lo largo de la dirección longitudinal, así como de las direcciones radiales. En consecuencia, cuando se corta una barra de silicio con el alambre abrasivo 11, la pérdida de entalla se reduce y se puede lograr una buena calidad de corte.

A continuación, se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 11 que se fabricó con el aparato de fabricación de alambre abrasivo que se muestra en la Fig. 3.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical, de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y un fotoiniciador al 1%, en peso, (1% en peso) de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. Los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivalen al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido de resina a fin de preparar el líquido de mezcla 22. El líquido de mezcla 22 se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla 22 preparado de ese modo se proporcionó a la cámara de aplicación de resina 21B. Posteriormente, un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B de manera que el alambre de piano se cubrió con el líquido de mezcla 22 que incluía los granos de diamante abrasivos. Posteriormente, el alambre de piano se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura cuyo diámetro es de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre de piano se pasó a través del aparato de irradiación de luz, que comprende una lámpara de mercurio a alta tensión con una longitud de onda máxima de, aproximadamente, 354 nm. Se obtuvo un alambre abrasivo con un diámetro de 0,25 mm a 0,26 mm.

La resina de endurecimiento por luz usada en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente fue una resina de tipo polimerización radical cuya polimerización radical del oligómero o del monómero está inducida por un radical libre generado por la irradiación del fotoiniciador con la luz ultravioleta. No obstante, el oligómero, el monómero y el fotoiniciador no se limitan a los usados en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente y se puede usar poliéster insaturado como el oligómero y se puede usar estireno como el monómero.

En cuanto al oligómero distinto del anterior se puede usar acrilato de poliéster, acrilato de poliéter, acrilato de oligómero acrílico, acrilato de epoxi, acrilato de polibutadieno o acrilato de silicio. En cuanto al monómero distinto del anterior se puede usar pirrolidona de N-vinilo, acetato de vinilo, acrilato monofuncional, acrilato bifuncional o acrilato trifuncional. En cuanto al iniciador de polimerización se puede usar un derivado de acetofenona, tal como acetofonona o acetofenona de tricloro, éter de benzoína, benzofenona o xantona. Además, en cuanto a la resina de endurecimiento por luz, se puede usar una resina de tipo polimerización por adición de luz, de tipo polimerización catiónica por luz o de tipo endurecimiento al ácido en lugar del tipo polimerización radical.

Además, el polvo fino de cobre se usó como el agente de relleno 22b en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente, el agente de relleno 22b no se limita al polvo fino de cobre. Es decir, se puede usar cualquier material siempre que el material pueda mejorar la resistencia mecánica o la resistencia a la abrasión de la capa de resina de endurecimiento por luz 11b sin que afecte negativamente al endurecimiento completo de la resina de endurecimiento por luz. En cuanto al agente de relleno se puede usar polvo metálico fino, óxido metálico, carburo metálico u óxido no metálico o carburo, tal como un material de dispositivo semiconductor. El agente de relleno puede ser en forma de una partícula o de una fibra.

Con el ejemplo de alambre abrasivo 11, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por luz 11c). El rendimiento de corte medio fue superior a 35 mm^{2}/min.

Segunda forma de realización

A continuación se dará una descripción de una segunda forma de realización de la presente invención. La Fig. 4 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según la segunda forma de realización de la presente invención. En la Fig. 4 las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 2 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

El alambre abrasivo 11A según la segunda forma de realización de la presente invención tiene la misma estructura que el alambre abrasivo 11 según la primera forma de realización de la presente invención excepto que la capa de imprimación 11b del alambre abrasivo 11 se sustituye por una capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA. El adhesivo de resina de endurecimiento por luz que forma la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA se adhiere al alambre núcleo 11a con más fuerza que la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c. Además, la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c se adhiere fuertemente a la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA. En consecuencia, la capa de resina de endurecimiento por luz 11c se adhiere al alambre núcleo 11a con más fuerza que cuando la capa de resina de endurecimiento por luz 11c se forma directamente en el alambre núcleo 11a sin la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA. Por lo tanto, los granos abrasivos 22c se ligan más firmemente al alambre núcleo 11a que cuando los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 11a únicamente con la capa de resina de endurecimiento por luz 11c.

A continuación, se dará una descripción, en relación con la Fig. 5, de un procedimiento de fabricación del alambre abrasivo 11A según la segunda forma de realización de la presente invención. La Fig. 5 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo 11A según la segunda forma de realización de la presente invención. En la Fig. 5, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 3 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

En el aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 5, el abrasivo de resina de endurecimiento por luz que forma la capa abrasiva de resina de endurecimiento por luz 11bA se proporciona a la primera cámara 21A. En la salida de la cámara 21A se proporciona una plantilla de graduación de diámetro 23A que tiene la misma estructura que la plantilla de graduación de diámetro 23. La plantilla de graduación de diámetro 23A extrae cualquier cantidad excesiva de adhesivo de resina de endurecimiento por luz que se adhiera al alambre núcleo 11a.

Tras salir de la plantilla de graduación de diámetro 23A, el alambre núcleo 11a entra en un aparato de irradiación de luz 24A que tiene la misma estructura que el aparato de irradiación de haz de electrones 24. Por lo tanto, la luz que proyecta el aparato de irradiación de luz 24A endurece el adhesivo de resina de endurecimiento por luz que se adhiere al alambre núcleo 11a. Posteriormente, el alambre núcleo 11a que sale del aparato de irradiación de luz 24A entra en la cámara de aplicación de resina 21B, que contiene el líquido de mezcla 22 que comprende la resina de endurecimiento por luz que contiene los granos abrasivos 22c y el agente de relleno 22b.

Otras estructuras del aparato de fabricación que se muestran en la Fig. 5 son iguales a las del aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 3 y se omitirán las descripciones de las mismas.

A continuación se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 11A que se fabricó con el aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 5.

En este ejemplo, se usó un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm para el alambre núcleo 11a. En la primera cámara 21A se colocó adhesivo de resina de endurecimiento por luz de tipo acrilato. El alambre núcleo 11a se introdujo en la primera cámara 21A a fin de formar la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA. El alambre núcleo 11a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23A que tenía un diámetro interior de 0,23 mm. Posteriormente, se endureció el adhesivo de resina de endurecimiento por luz con una luz ultravioleta que tenía una longitud de onda máxima de, aproximadamente, 354 nm, que se irradió con la lámpara de mercurio a alta tensión 24A. En consecuencia, se formó la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA en el alambre núcleo 11a.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y un fotoiniciador al 1%, en peso, (1% en peso) de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. Los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivalen al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido de resina a fin de preparar el líquido de mezcla 22. El líquido de mezcla 22 se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla 22 preparado de ese modo se colocó en la cámara de aplicación de resina 21B.

El alambre núcleo 11a que salió de la lámpara de mercurio 24A se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B de manera que el alambre de piano se cubrió con el líquido de mezcla 22 que incluía los granos de diamante abrasivos. Posteriormente, el alambre de piano 11a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura cuyo diámetro era de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre de piano se pasó a través del aparato de irradiación de luz 24, que comprende una lámpara de mercurio a alta tensión con una longitud de onda máxima de, aproximadamente, 354 nm. Por lo tanto, se obtuvo el alambre abrasivo 11A con un diámetro de 0,25 mm a 0,26 mm.

Se debería observar que la capa de resina de endurecimiento por luz 11c de este ejemplo se formó con el mismo material que la del ejemplo del alambre abrasivo 11, según la primera forma de realización de la presente invención que se ha mencionado anteriormente.

Con el ejemplo del alambre abrasivo 11A, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por luz 11c). El rendimiento de corte medio fue superior a 35 mm^{2}/min.

Tercera forma de realización

La Fig. 6 es una ilustración de un alambre abrasivo según una tercera forma de realización de la presente invención. En la Fig. 6, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 4 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas. El alambre abrasivo 11B según la tercera forma de realización de la presente invención tiene la misma estructura que la segunda forma de realización de la presente invención que se muestra en la Fig. 4 excepto que se proporciona una capa exterior de resina 11e en la capa de resina de endurecimiento por luz 11c.

La capa exterior de resina 11e está formada por una resina de endurecimiento por luz que tiene una resistencia a la abrasión superior a la de la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c. La capa exterior de resina 11e se puede formar del mismo modo que el de la capa abrasiva de resina de endurecimiento por luz 11bA o que el de la capa de resina de endurecimiento por luz 11c. Si es necesario, la capa exterior de resina 11e se puede proveer de otras características, tales como poca fricción o estabilidad química, cambiando el material o el agente de relleno.

Cuarta forma de realización

A continuación, se dará una descripción, en relación con la Fig. 7, de una cuarta forma de realización de la presente invención. La Fig. 7 es una ilustración de un alambre abrasivo según la cuarta forma de realización de la presente invención. En la Fig. 7, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 4 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

El alambre abrasivo 11C según la cuarta forma de realización de la presente invención tiene la misma estructura que el alambre abrasivo 11A que se muestra en la Fig. 4 excepto que los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 11a con una capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bC. Es decir, en la presente forma de realización, los granos abrasivos 22c no se añaden a la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c, sino al adhesivo de resina de endurecimiento por luz que forma la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bC. Por lo tanto, los granos abrasivos 22c se ligan firmemente al alambre núcleo 11a con el adhesivo de resina de endurecimiento por luz.

En la presente forma de realización, la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bC no contiene el agente de relleno 22b dado que el agente de relleno 22b puede afectar negativamente a la propiedad ligante del adhesivo de resina de endurecimiento por luz. Por lo tanto, el proceso de endurecimiento del adhesivo de resina de endurecimiento por luz no se produce antes de irradiar el adhesivo de resina de endurecimiento por luz con la luz proyectada por el aparato de irradiación de luz. Se debería observar que el agente de relleno 22b se añade a la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c.

Según la presente forma de realización, dado que los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 11a con el adhesivo de resina de endurecimiento por luz que tiene una fuerza de adherencia superior a la de la resina de endurecimiento por luz que forma la capa de resina de endurecimiento por luz 11c, los granos abrasivos 22c se ligan firmemente al alambre núcleo 11a.

A continuación, se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 11C. El alambre abrasivo 11C se puede fabricar con un aparato de fabricación similar al aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 5.

En este ejemplo, se usó un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm para el alambre núcleo 11a. En primer lugar, el alambre núcleo 11a se sometió a un proceso de desengrasado y, posteriormente, se aplicó al alambre núcleo 11a un agente de adherencia de silano como imprimación.

Se preparó un líquido adhesivo de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical que comprendía un adhesivo acrílico de resina de endurecimiento por luz y un fotoiniciador al 1%, en peso, de un derivado de acetofenona. Posteriormente, los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivalen al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido adhesivo de resina de endurecimiento por luz. El líquido de mezcla se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla preparado de ese modo se colocó en la primera cámara 21A.

El alambre núcleo 11a provisto de la imprimación se introdujo en la primera cámara 21A a fin de formar la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bc. El alambre núcleo 11a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23A que tenía un diámetro interior de 0,23 mm. Posteriormente, el adhesivo de resina de endurecimiento por luz se endureció con una luz ultravioleta que tenía una longitud de onda máxima de, aproximadamente, 354 nm, que se irradió con la lámpara de mercurio de alta tensión 24A. En consecuencia, se formó la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bC (primera capa) en el alambre núcleo 11a.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical, de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por luz de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y un fotoiniciador al 1%, en peso, de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos, a fin de preparar el líquido de mezcla 22. El líquido de mezcla 22 preparado de ese modo se colocó en la cámara de aplicación de resina 21B.

Posteriormente, el alambre núcleo 11a que salió de la lámpara de mercurio 24A se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B de manera que la mezcla 22 se aplicó al alambre núcleo 11a cubierto con la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bC que liga los granos de diamante abrasivos al alambre núcleo 11a. Posteriormente, el alambre núcleo 11a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura con un diámetro de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre núcleo 11a se pasó a través del aparato de irradiación de luz 24, que comprende una lámpara de mercurio de alta tensión que tiene una longitud de onda máxima de, aproximadamente, 354 nm. Por lo tanto, se formó la capa de resina de endurecimiento por luz 11c en la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bc y, por consiguiente, se obtuvo el alambre abrasivo 11C que tenía un diámetro de 0,25 mm a 0,26 mm.

Se debería observar que la capa de resina de endurecimiento por luz 11c de este ejemplo se formó con el mismo material que la del ejemplo del alambre abrasivo 11, según la primera forma de realización de la presente invención que se ha mencionado anteriormente.

Con el ejemplo de alambre abrasivo 11C, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por luz 11c). El rendimiento de corte medio fue superior a 35 mm^{2}/min.

Quinta forma de realización

A continuación, se dará una descripción, en relación con las Figs. 8 y 9, de una quinta forma de realización de la presente invención. La Fig. 8 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según la quinta forma de realización de la presente invención. La Fig. 9 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo según la quinta forma de realización de la presente invención.

El alambre abrasivo 31 según la quinta forma de realización de la presente invención comprende un alambre núcleo 31a, granos abrasivos 22c ligados al alambre núcleo 31a y una capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c formada en el alambre núcleo 31a a fin de ligar los granos abrasivos 22c al alambre núcleo 31a. Se proporciona una capa de imprimación 31b entre el alambre núcleo 31a y la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c, de manera que la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c se adhiere firmemente al alambre núcleo 31a. Esto impide extraer la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c del alambre abrasivo 31 durante una operación de corte, aumentando de ese modo la vida útil del alambre abrasivo 31. Además, la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c contiene un agente de relleno 22b a fin de aumentar la resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo 31.

Específicamente, el alambre núcleo 31a está hecho de un alambre metálico, tal como un alambre de piano, un alambre de piano cubierto de bronce o un alambre de acero inoxidable. El alambre núcleo 31a puede, asimismo, estar hecho de un material inorgánico, tal como una fibra de vidrio, o de un material orgánico, tal como nailon. El alambre núcleo 31a puede ser un alambre sólido o un alambre trenzado.

Preferentemente, los granos abrasivos 22c están hechos de un material duro tal como un diamante, nitruro de boro cúbico (CBN), alúmina o carburo de silicio. Para los granos abrasivos 22c es más preferente un grano de diamante dado que el grano de diamante tiene una capacidad de corte superior.

La capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c está hecha de una resina de endurecimiento por haz de electrones que se puede polimerizar en un segundo mediante irradiación de un haz de electrones. Por lo tanto, el alambre abrasivo 31 se puede fabricar a una velocidad superior a un kilómetro por minuto permitiendo, de ese modo, la fabricación de un alambre abrasivo largo a un bajo coste.

En cuanto al agente de relleno 22b añadido a la resina de endurecimiento por haz de electrones, se pueden usar partículas metálicas con un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y/o partículas inorgánicas con un diámetro medio de 0,1 \mum a 15 \mum. Se pueden usar fibras metálicas con un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum y/o fibras inorgánicas con un diámetro medio de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum. El agente de relleno 22b se añade a la resina de endurecimiento por haz de electrones, de manera que la mezcla contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno 22b. La adición del agente de relleno 22b aumenta la resistencia mecánica y la resistencia al calor del alambre abrasivo 31.

Se debería observar que cuando se usa una resina de endurecimiento por luz, como ocurre en las formas de realización que se han mencionado anteriormente, se puede reducir la velocidad de endurecimiento de la resina de endurecimiento por luz o puede ser que la resina de endurecimiento por luz no se endurezca completamente debido a la transmisión, absorción o reflexión de la luz en las partículas del agente de relleno 22b o cerca de las mismas. No obstante, un problema de este tipo se puede eliminar usando la resina de endurecimiento por haz de electrones dado que la transmisividad del haz de electrones es más de tres veces la de un haz de luz, tal como un haz ultravioleta.

A continuación se dará una descripción, en relación con la Fig. 9 de un procedimiento de fabricación del alambre abrasivo 31 según la quinta forma de realización de la presente invención.

El alambre núcleo 31a enrollado en un rodillo alimentador 10 se suministra a una primera cámara 21A a través de un rodillo 12 después de someter el alambre núcleo 31a a un proceso de desengrasado. La primera cámara 21A contiene una imprimación, de manera que la capa de imprimación 31b se forma en el alambre núcleo 31a mientras el alambre núcleo 31a pasa a través de la primera cámara 21A. La capa de imprimación 31b mejora la adherencia de la resina de endurecimiento por haz de electrones al alambre núcleo 31a y potencia el endurecimiento de la resina de endurecimiento por haz de electrones. En cuanto a la imprimación que forma la capa de imprimación 31b, se puede usar un acelerador de la polimerización o un agente de adherencia, tal como un agente de adherencia de silano.

La solicitud de patente japonesa, abierta a consulta por el público, Nº 10-328932 enseña la provisión de irregularidades en la superficie de un alambre núcleo a fin de aumentar la adherencia de una capa de resina al alambre núcleo. Si se aplica una estructura de este tipo al alambre abrasivo 31, puede disminuir la resistencia mecánica del alambre abrasivo 31. No obstante, la formación de la capa de imprimación 31b no afecta a la resistencia mecánica del alambre abrasivo 31.

El alambre núcleo 31a, en el que se ha formado la capa de imprimación 31b, se pasa a través de una cámara de aplicación de resina 21B que tiene forma de embudo. La cámara de aplicación de resina 21B contiene un líquido de mezcla 32 que comprende la resina de endurecimiento por haz de electrones que contiene los granos abrasivos 22c y el agente de relleno 22b. Los granos abrasivos 22c se adhieren al alambre núcleo 31a con la resina de endurecimiento por haz de electrones, mientras el alambre núcleo 31a pasa a través de la cámara de aplicación de resina 21B. Tras pasar a través de la cámara de aplicación de resina 21B, el alambre núcleo 31a se pasa a través de una plantilla de graduación de diámetro 23 a fin de extraer cualquier cantidad en exceso del líquido de mezcla 32 que se adhiera al alambre núcleo 31a. Por consiguiente, la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c se ajusta para que tenga un grosor predeterminado y, por lo tanto, el alambre abrasivo 31 se gradúa para que tenga un diámetro predeterminado.

El alambre núcleo 31a que pasa la plantilla de diámetro 23 entra en un aparato de irradiación de haz de electrones (acelerador de haz de electrones) 26 que proyecta un haz de electrones en el líquido de mezcla aplicado al alambre núcleo 31a. El haz de electrones proyectado con el aparato de irradiación de haz de electrones 26 endurece la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones contenida en el líquido de mezcla 32 y, por lo tanto, se forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c. Por consiguiente, los granos abrasivos 22c se ligan firmemente al alambre núcleo 31a con la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c y, por lo tanto, se forma el alambre abrasivo 31 que se muestra en la Fig. 8.

Una vez que el alambre abrasivo 31 formado de ese modo sale del aparato de irradiación de haz de electrones 26, se mide el diámetro del alambre abrasivo 31 con un dispositivo de medición de diámetro 17. La medición del dispositivo de medición de diámetro 17 se suministra a una unidad de control 16. El dispositivo de medición de diámetro 17 incluye tres detectores de desplazamiento sin contacto dispuestos en posiciones equiangulares alrededor del alambre abrasivo 31 que sale del aparato de irradiación de haz de electrones 26 a fin de medir la excentricidad de la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c respecto al alambre núcleo 31a, así como el diámetro del alambre abrasivo 31. Específicamente, el dispositivo de medición de diámetro 17 es capaz de medir el grosor de la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c en tres posiciones alrededor de la circunferencia del alambre abrasivo 31.

La unidad de control 16 detecta la excentricidad entre el alambre abrasivo 31 y la plantilla de graduación de diámetro 23 a partir de la medición realizada por el dispositivo de medición de diámetro 17 a fin de controlar la posición de la plantilla de graduación de diámetro 23, de manera que el alambre abrasivo 31 esté siempre colocado en el centro de la plantilla de graduación de diámetro 23. La posición relativa del alambre núcleo 31a respecto a la plantilla de graduación de diámetro 23 se puede cambiar desplazando la plantilla de graduación de diámetro 23 ó desplazando un rodillo de ajuste de posición del alambre (no se muestra en la figura). Además, la unidad de control 16 controla la velocidad de alimentación del alambre núcleo 31a de manera que el grosor de la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c sea uniforme en la dirección longitudinal, así como en las direcciones radiales del alambre núcleo 31a.

Tras pasar por el dispositivo de medición de diámetro 17, el alambre abrasivo 31 es dirigido a un rodillo de enrollado 20 a través de los rodillos 13, 14 y 15 y se enrolla en el rodillo de enrollado 20. La unidad de control 16 controla la velocidad de enrollado del rodillo de enrollado 20. Además, el rodillo 15 controla la tensión del alambre abrasivo 31.

Se debería observar que el proceso para endurecer la resina de endurecimiento por haz de electrones se puede llevar a cabo en una atmósfera de nitrógeno o en una atmósfera de oxígeno reducido a fin de lograr una polimerización estable de la resina de endurecimiento por haz de electrones.

Según el aparato de fabricación del alambre abrasivo que se ha mencionado anteriormente, el alambre abrasivo 31 se puede fabricar continuamente a un velocidad de unos kilómetros por minuto dado que la resina de endurecimiento por haz de electrones, que liga los granos abrasivos 22c al alambre núcleo 31a, se endurece en poco tiempo, es decir, en un segundo. Además, dado que la plantilla de graduación de diámetro 23 ajusta el diámetro del alambre abrasivo 31, mediante el control de la unidad de control 16, el alambre abrasivo 31 tiene un grosor uniforme a todo lo largo de la dirección longitudinal, así como de las direcciones radiales. En consecuencia, cuando se corta una barra de silicio con el alambre abrasivo 31, la pérdida de entalla se reduce y se puede lograr una buena calidad de corte.

A continuación, se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 31, que se fabricó con el aparato de fabricación de alambre abrasivo que se muestra en la Fig. 9.

En este ejemplo se usó un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm para el alambre núcleo 31a. En primer lugar, el alambre núcleo 31a se sometió a un proceso de desengrasado y, posteriormente, se aplicó al alambre núcleo 31a un agente de adherencia de silano como imprimación.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y un fotoiniciador al 1%, en peso, de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. Los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivalen al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido de resina a fin de preparar el líquido de mezcla 32. El líquido de mezcla 32 se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla 32 preparado de ese modo se proporcionó a la cámara de aplicación de resina 21B. Posteriormente, el alambre de piano, que se había sometido al proceso de imprimación, se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B, de manera que el alambre de piano se cubrió con el líquido de mezcla 32 que incluía los granos de diamante abrasivos. Posteriormente, el alambre de piano se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura con un diámetro de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre de piano se pasó a través del aparato de irradiación de haz de electrones que tenía un capacidad de, aproximadamente, 300 keV. Se obtuvo un alambre abrasivo con un diámetro de 0,25 mm
a 0,26 mm.

La resina de endurecimiento por haz de electrones usada en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente era una resina de tipo polimerización radical que genera una polimerización radical al ser irradiada con el haz de electrones. No obstante, el oligómero y el monómero no se limitan a los usados en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente.

En cuanto al oligómero o el monómero se puede usar polietileno, polipropileno, hiparón, poliestireno, ácido poliacrílico, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, nailon, policloropreno, siloxano de polidimetil, epoxido, poliéster, polivinilo, butiral de polivinilo, poliuretano, poliamida, melamina o urea.

Además, el polvo fino de cobre se usó como el agente de relleno 22b en el ejemplo que se ha mencionado anteriormente, el agente de relleno 22b no se limita al polvo fino de cobre. Es decir, se puede usar cualquier material siempre que el material pueda mejorar la resistencia mecánica o la resistencia a la abrasión de la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31b sin que afecte negativamente al endurecimiento completo de la resina de endurecimiento por haz de electrones. En cuanto al agente de relleno se puede usar polvo metálico fino, óxido metálico, carburo metálico u óxido no metálico o carburo, tal como un material de dispositivo semiconductor. El agente de relleno puede ser en forma de una partícula o de una fibra.

Con el ejemplo de alambre abrasivo 31, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c). El rendimiento de corte medio fue superior a 50 mm^{2}/min.

Sexta forma de realización

A continuación, se dará una descripción de una sexta forma de realización de la presente invención. La Fig. 10 es una ilustración de una sección transversal de un alambre abrasivo según la sexta forma de realización de la presente invención. En la Fig. 10, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 8 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

El alambre abrasivo 31A, según la sexta forma de realización de la presente invención, tiene la misma estructura que la del alambre abrasivo 31 según la quinta forma de realización de la presente invención, excepto que la capa de imprimación 31b del alambre abrasivo 31 se sustituye por una capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA. El adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA se adhiere al alambre núcleo 31a con más fuerza que la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c. Además, la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c se adhiere fuertemente a la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA. En consecuencia, la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c se adhiere al alambre núcleo 31a con más fuerza que cuando la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c se forma directamente en el alambre núcleo 31a, sin la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA. Por lo tanto, los granos abrasivos 22c se ligan más firmemente al alambre núcleo 31a que cuando los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 31a únicamente con la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c.

A continuación, se dará una descripción, en relación con la Fig. 11, de un procedimiento de fabricación del alambre abrasivo 31A según la sexta forma de realización de la presente invención. La Fig. 11 es una ilustración esquemática de un aparato de fabricación para fabricar el alambre abrasivo 31A según la sexta forma de realización de la presente invención. En la Fig. 11, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 9 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

En el aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 11, la mezcla adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones, que forma la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA, se proporciona en la primera cámara 21A. En la salida de la cámara 21A se proporciona una plantilla de graduación de diámetro 23A que tiene la misma estructura que la plantilla de graduación de diámetro 23. La plantilla de graduación de diámetro 23A extrae cualquier cantidad en exceso del adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que se adhiera al alambre núcleo 31a.

Tras salir de la plantilla de graduación de diámetro 23A, el alambre núcleo 31a entra en un aparato de irradiación de haz de electrones 26A que tiene la misma estructura que el aparato de irradiación de haz de electrones 24. Por lo tanto, el haz de electrones proyectado por el aparato de irradiación de haz de electrones 26A endurece el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que se adhiere al alambre núcleo 31a. Posteriormente, el alambre núcleo 31a que sale del aparato de irradiación de haz de electrones 26A entra en la cámara de aplicación de resina 21B, que contiene el líquido de mezcla 32 que comprende la resina de endurecimiento por haz de electrones que contiene los granos abrasivos 22c y el agente de relleno 22b.

Otras estructuras del aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 11 son iguales a las del aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 9 y se omitirán las descripciones de las mismas.

A continuación, se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 31A que se fabricó con el aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 11.

En este ejemplo, se usó un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm para el alambre núcleo 31a. La primera cámara 21A se llenó de adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo acrilato. El alambre núcleo 31a se introdujo en la primera cámara 21A a fin de formar la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA. El alambre núcleo 31a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23A que tenía un diámetro interior de 0,23 mm. Posteriormente, se endureció el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones con un haz de electrones irradiado por el aparato de irradiación de haz de electrones 26A que tenía una capacidad de 300 keV. En consecuencia, se formó la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA en el alambre núcleo
31a.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical, de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y el 1%, en peso, de un fotoiniciador de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. Los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivale al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido de resina a fin de preparar el líquido de mezcla 22. El líquido de mezcla 22 se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla 22 preparado de ese modo se proporcionó a la cámara de aplicación de resina 21B.

El alambre núcleo 31a que salió del aparato de irradiación de haz de electrones 26A se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B de manera que el alambre núcleo 31a que tenía la capa adhesiva de resina por haz de electrones 31bA se cubrió con el líquido de mezcla 32 que incluía los granos de diamante abrasivos. Posteriormente, el alambre núcleo 31a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura cuyo diámetro era de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre núcleo 31a se pasó a través del aparato de irradiación de haz de electrones 26 que tenía una capacidad de 300 keV. Por lo tanto, se formó el alambre abrasivo 31A que tenía un diámetro de 0,25 mm a 0,26 mm.

Se debería observar que la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c de este ejemplo se formó con el mismo material que la del ejemplo del alambre abrasivo 31 según la primera forma de realización de la presente invención que se ha mencionado anteriormente.

En la presente forma de realización, la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA (primera capa) formada en el alambre núcleo 31a estaba hecha del adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones. No obstante, la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA se puede sustituir por la capa adhesiva de resina de endurecimiento por luz 11bA que se muestra en la Fig. 4.

Con el ejemplo de alambre abrasivo 31a, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c). El rendimiento de corte medio fue superior a 50 mm^{2}/min.

Séptima forma de realización

La Fig. 12 es una ilustración de un alambre abrasivo según una séptima forma de realización de la presente invención. En la Fig. 12, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 10 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas. El alambre abrasivo 31B según la séptima forma de realización de la presente invención tiene la misma estructura que la sexta forma de realización de la presente invención que se muestra en la Fig. 10, excepto que se proporciona una capa exterior de resina 31e en la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c.

La capa exterior de resina 31e se forma con una resina de endurecimiento por haz de electrones que tiene una resistencia a la abrasión superior a la de la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c. La capa exterior de resina 31e se puede formar del mismo modo que el de la capa abrasiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bA o que el de la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c. Si es necesario, la capa exterior de resina 31e se puede proveer de otras características, tales como poca fricción o estabilidad química, cambiando el material o el agente de relleno.

Octava forma de realización

A continuación se dará una descripción, en relación con la Fig. 13, de una octava forma de realización de la presente invención. La Fig. 13 es una ilustración de un alambre abrasivo según la octava forma de realización de la presente invención. En la Fig. 13, las partes que son iguales a las partes que se muestran en la Fig. 10 tienen los mismos números de referencia y se omitirán las descripciones de las mismas.

El alambre abrasivo 31C según la octava forma de realización de la presente invención tiene la misma estructura que el alambre abrasivo 31A que se muestra en la Fig. 10, excepto que los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 31a con una capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC. Es decir, en la presente forma de realización, los granos abrasivos 22c no se añaden a la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c, sino al adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa adhesiva de endurecimiento por haz de electrones 31bC. Por lo tanto, los granos abrasivos 22c se ligan firmemente al alambre núcleo 31a con el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones.

En la presente forma de realización, la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC no contiene el agente de relleno 22b, dado que el agente de relleno 22b puede afectar negativamente a las propiedades ligantes del adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones. Por lo tanto, el proceso de endurecimiento del adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones no se produce antes de que la luz proyectada por el aparato de irradiación de luz irradie el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones. Se debería observar que el agente de relleno 22b se añade a la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c.

Según la presente forma de realización, dado que los granos abrasivos 22c se ligan al alambre núcleo 31a con el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que tiene una fuerza de adherencia superior a la de la resina de endurecimiento por haz de electrones que forma la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c, los granos abrasivos 22c se ligan firmemente al alambre núcleo 31a.

A continuación, se dará una descripción de un ejemplo del alambre abrasivo 31C. El alambre abrasivo 31C se puede fabricar con un aparato de fabricación similar al aparato de fabricación que se muestra en la Fig. 11.

En este ejemplo, se usó un alambre de piano con un diámetro de 0,20 mm para el alambre núcleo 31a. En primer lugar, el alambre núcleo 31a se sometió a un proceso de desengrasado y, posteriormente, se aplicó, como imprimación, un agente de adherencia de silano al alambre núcleo 31a.

Se preparó un líquido adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical que comprendía un adhesivo de acrilato de resina de endurecimiento por haz de electrones y se preparó un iniciador al 1%, en peso, de un derivado de acetofenona. Posteriormente, los granos de diamante abrasivos con un diámetro de 30 \mum a 40 \mum, que equivale al 5 por ciento del volumen, se humedecieron con una pequeña cantidad de alcohol etílico y se añadieron al líquido adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones. El líquido de mezcla se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos. El líquido de mezcla preparado de ese modo se colocó en la primera cámara 21A.

El alambre núcleo 31a provisto de la imprimación se introdujo en la primera cámara 21A a fin de formar la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC. El alambre núcleo 31a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23A que tenía un diámetro interior de 0,23 mm. Posteriormente, el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones se endureció con un aparato de irradiación de haz de electrones que tenía una capacidad de 300 keV. En consecuencia, se formó la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC (primera capa) en el alambre núcleo
31a.

Se añadió polvo fino de cobre con un diámetro medio de 2 \mum a un líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical de manera que la mezcla contenía el 30%, en peso, de polvo fino de cobre. El líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones de tipo polimerización radical contenía un prepolímero de acrilato (un oligómero o un monómero) y el 1%, en peso, de un iniciador de un derivado de acetofenona. La solución se mezcló con un homogenizador durante 10 minutos a fin de preparar el líquido de mezcla 32. El líquido de mezcla 32 preparado de ese modo se proporcionó a la cámara de aplicación de resina 21B.

Posteriormente, el alambre núcleo 31a que salió de la lámpara de mercurio 24A se introdujo en la cámara de aplicación de resina 21B, de manera que la mezcla 32 se aplicó al alambre núcleo 31a cubierto con la capa adhesiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC que une los granos de diamante abrasivos al alambre núcleo 31a. Posteriormente, el alambre núcleo 31a se pasó a través de la plantilla de graduación de diámetro 23 que tenía una abertura cuyo diámetro era de, aproximadamente, 0,27 mm. El alambre núcleo 31a se pasó a través del aparato de irradiación de haz de electrones 26 que proyecta un haz de electrones al líquido de mezcla 32. Por lo tanto, se formó la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c en la capa abrasiva de resina de endurecimiento por haz de electrones 31bC y, por lo tanto, se obtuvo el alambre abrasivo 31C que tenía un diámetro de 0,25 mm a 0,26 mm.

Se debería observar que la capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c de este ejemplo se formó con el mismo material que la del ejemplo del alambre abrasivo 31 según la quinta forma de realización de la presente invención que se ha mencionado anteriormente.

Con el ejemplo del alambre abrasivo 31c, que se ha mencionado anteriormente, se cortó una barra de silicio con un diámetro de 3 pulgadas (7,62 cm) a una velocidad de corte de 300 m/min. No hubo ninguna abrasión extraordinaria de la capa ligante (capa de resina de endurecimiento por haz de electrones 31c). El rendimiento de corte medio fue superior a 50 mm^{2}/min.

La presente invención no se limita a las formas de realización descritas específicamente y se pueden realizar variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invención, según se define por medio de las reivindicaciones.

Claims (44)

1. Una sierra de alambres para cortar un material duro y quebradizo que comprende un alambre abrasivo (11) que comprende:

un alambre núcleo (11a),

granos abrasivos (22c) provistos alrededor del alambre núcleo (11a),

y

una capa ligante (11c) formada en el alambre núcleo (11a) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (11a), caracterizada porque

la capa ligante (11c) está formada por una resina de endurecimiento por luz (11c).

2. La sierra de alambres según la reivindicación 1, en la que la capa ligante (11c) contiene partículas inorgánicas como un agente de relleno (22b) que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum, de manera que la capa ligante (11c) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

3. La sierra de alambres según la reivindicación 2, en la que el agente de relleno (22b) comprende partículas metálicas.

4. La sierra de alambres según la reivindicación 1, en la que la capa ligante (11c) contiene del 5% al 90%, en peso, de fibras inorgánicas como un agente de relleno (22b).

5. La sierra de alambres según la reivindicación 4, en la que el agente de relleno (22b) comprende fibras metálicas.

6. La sierra de alambres según la reivindicación 1, que comprende además una capa de imprimación (11b) entre el alambre núcleo (11a) y la capa ligante (11c) a fin de aumentar la adherencia de la capa ligante (11c) al alambre núcleo (11a).

7. La sierra de alambres según la reivindicación 1, en la que la capa ligante (11c) incluye una pluralidad de capas cada una de las cuales está hecha de una resina de endurecimiento por luz.

8. La sierra de alambres según la reivindicación 7, en la que una de las capas de la capa ligante (11c) que contacta con el alambre núcleo (11a) está hecha de un adhesivo de resina de endurecimiento por luz que se adhiere al alambre núcleo (11a) con más fuerza que las otras capas de la capa ligante (11c).

9. La sierra de alambres según la reivindicación 8, en la que la una de las capas que contacta el alambre núcleo (11a) contiene los granos abrasivos (22c) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (11a), no teniendo la una de las capas que contacta con el alambre núcleo (11a) un agente de relleno (22b) y conteniendo las otras capas de la capa ligante un agente de relleno (22b).

10. Un procedimiento para fabricar una sierra de alambres para cortar un material duro y quebradizo que comprende un alambre abrasivo (11), que comprende las etapas de:

aplicar un líquido de resina de endurecimiento por luz (22) a un alambre núcleo (11a) mientras el alambre núcleo (11a) se desplaza en una dirección de un eje longitudinal del alambre núcleo (11a), conteniendo el líquido de resina de endurecimiento por luz (11c) granos abrasivos (22c) y

endurecer el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) que se adhiere al alambre núcleo (11a) proyectando una luz al líquido de resina de endurecimiento por luz (22) mientras el alambre núcleo (11a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (11a) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (11a).

11. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además la etapa de:

establecer un grosor del líquido de resina de endurecimiento por luz (22) que se adhiere al alambre núcleo (11a) antes de endurecer el líquido de resina de endurecimiento por luz (22).

12. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) contiene partículas inorgánicas como un agente de relleno (22b) que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum, de manera que el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que las partículas inorgánicas son partículas metálicas.

14. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) contiene fibras inorgánicas como un agente de relleno (22b) que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum, de manera que el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

15. El procedimiento según la reivindicación 14, en el que las fibras inorgánicas son fibras metálicas.

16. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además las etapas de:

medir un diámetro del alambre abrasivo una vez endurecido el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) y

ajustar un grosor del líquido de resina de endurecimiento por luz (22), que se adhiere al alambre núcleo (11a), a partir de un resultado de la medición del alambre abrasivo.

17. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la etapa de endurecer se lleva a cabo en una atmósfera de oxígeno reducido.

18. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además la etapa de:

aplicar una imprimación (11b) al alambre núcleo (11a) antes de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) al alambre núcleo (11a).

19. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además la etapa de:

aplicar un adhesivo de resina de endurecimiento por luz (11b) al alambre núcleo (11a) antes de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) al alambre núcleo (11a), adhiriéndose el adhesivo de resina de endurecimiento por luz (11b) al alambre núcleo (11a) con más fuerza que la resina de endurecimiento por luz (11c, 22).

20. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la etapa de aplicar y la etapa de endurecer se repiten a fin de formar una pluralidad de capas de resina de endurecimiento por luz (11c) en el alambre núcleo (11a).

21. El procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además las etapas siguientes:

aplicar un segundo líquido de resina de endurecimiento por luz (22) a una capa formada por el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) mientras el alambre núcleo (11a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (11a), conteniendo el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) un agente de relleno (22b), y

endurecer el segundo líquido de resina de endurecimiento por luz (22), que se adhiere a la capa formada por el otro líquido de resina de endurecimiento por luz (22), proyectando una luz en el líquido de resina de endurecimiento por luz (22) mientras el alambre núcleo (11a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (11a).

22. El procedimiento según la reivindicación 21, que comprende además la etapa de:

aplicar una imprimación (11b) al alambre núcleo (11a) antes de la etapa de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por luz (22), según la reivindicación 10, al alambre núcleo (11a).

23. Una sierra de alambres para cortar un material duro y quebradizo que comprende un alambre abrasivo (31) que comprende:

un alambre núcleo (31a),

granos abrasivos (22c) provistos alrededor del alambre núcleo (31a),

y

una capa ligante (31c) formada en el alambre núcleo (31a) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (31a), caracterizada porque

la capa ligante (31c) está formada por una resina de endurecimiento por haz de electrones (31c).

24. La sierra de alambres según la reivindicación 23, en la que la capa ligante (31c) contiene partículas inorgánicas como un agente de relleno (22b) que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum, de manera que la capa ligante (31c) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

25. La sierra de alambres según la reivindicación 24, en la que el agente de relleno (22b) comprende partículas metálicas.

26. La sierra de alambres según la reivindicación 23, en la que la capa ligante (31c) contiene fibras inorgánicas como un agente de relleno (22b) que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum a 200 \mum, de manera que la capa ligante (31c) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

27. La sierra de alambres según la reivindicación 26, en la que el agente de relleno (22b) comprende fibras metálicas.

28. La sierra de alambres según la reivindicación 23, que comprende además una capa de imprimación (31b) entre el alambre núcleo (31a) y la capa ligante (31c) a fin de aumentar la adherencia de la capa ligante (31c) al alambre núcleo (31a).

29. La sierra de alambres según la reivindicación 23, en la que la capa ligante (31c) incluye una pluralidad de capas cada una de las cuales está hecha de una resina de endurecimiento por haz de electrones.

30. La sierra de alambres según la reivindicación 29, en la que una de las capas de la capa ligante (31c), que contacta con el alambre núcleo (31a), está hecha de un adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones que se adhiere al alambre núcleo (31a) con más fuerza que las otras capas de la capa ligante (31a).

31. La sierra de alambres según la reivindicación 30, en la que la una de las capas que contacta el alambre núcleo (11a) contiene los granos abrasivos (22c) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (31a), no teniendo la una de las capas que contacta con el alambre núcleo (31a) un agente de relleno (22b) y conteniendo las otras capas de la capa ligante un agente de relleno (22b).

32. Un procedimiento para fabricar una sierra de alambres para cortar un material duro y quebradizo que comprende un alambre abrasivo, que comprende las etapas de:

aplicar un líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) a un alambre núcleo (31a) mientras el alambre núcleo (31a) se desplaza en una dirección de un eje longitudinal del alambre núcleo (31a), conteniendo el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) granos abrasivos (22c) y

endurecer el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32), que se adhiere al alambre núcleo (31a), proyectando un haz de electrones en el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) mientras el alambre núcleo (31a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (31a) a fin de ligar los granos abrasivos (22c) al alambre núcleo (31a).

33. El procedimiento según la reivindicación 32, que comprende además la etapa de:

establecer un grosor del líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32), que se adhiere al alambre núcleo (31a), antes de endurecer el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32).

34. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) contiene partículas inorgánicas, como un agente de relleno (22b), que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum, de manera que el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

35. El procedimiento según la reivindicación 34, en el que las partículas inorgánicas son partículas metálicas.

36. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) contiene fibras inorgánicas, como un agente de relleno (22b), que tienen un diámetro de 0,1 \mum a 15 \mum y una longitud de 1 \mum, de manera que el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) contiene del 5% al 90%, en peso, de agente de relleno (22b).

37. El procedimiento según la reivindicación 36, en el que las fibras inorgánicas son fibras metálicas.

38. El procedimiento según la reivindicación 32, que comprende además las etapas de:

medir un diámetro del alambre abrasivo una vez endurecido el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) y

ajustar un grosor del líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32), que se adhiere al alambre núcleo (31a), a partir de un resultado de la medición del alambre abrasivo (31).

39. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que la etapa de endurecer se lleva a cabo en una atmósfera de oxígeno reducido.

40. El procedimiento según la reivindicación 32, que comprende además la etapa de:

aplicar una imprimación (31b) al alambre núcleo (31a) antes de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) al alambre núcleo (31a).

41. El procedimiento según la reivindicación 32, que comprende además la etapa de:

aplicar un adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones (31b) al alambre núcleo (31a) antes de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) al alambre núcleo (31a), adhiriéndose el adhesivo de resina de endurecimiento por haz de electrones (31b) al alambre núcleo con más fuerza que la resina de endurecimiento por haz de electrones (31c, 32).

42. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que la etapa de aplicar y la etapa de endurecer se repiten a fin de formar una pluralidad de capas de resina de endurecimiento por haz de electrones (31c) en el alambre núcleo (31a).

43. El procedimiento según la reivindicación 32, que comprende además las etapas de:

aplicar un segundo líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) a una capa formada por el otro líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) mientras el alambre núcleo (31a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (31a), conteniendo el segundo líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) un agente de relleno (22b),

y

endurecer el segundo líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32), que se adhiere a la capa formada por el otro líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32), proyectando un haz de electrones en el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones (32) mientras el alambre núcleo (31a) se desplaza en la dirección del eje longitudinal del alambre núcleo (31a).

44. El procedimiento según la reivindicación 43, que comprende además la etapa de:

aplicar una imprimación (31b) al alambre núcleo (31a) antes de la etapa de aplicar el líquido de resina de endurecimiento por haz de electrones, según la reivindicación 32, al alambre núcleo (31a).