ES2623500T3 - Cerda abrasiva, procedimiento para su fabricación, cepillo con cerdas abrasivas y procedimiento de mecanización superficial de una pieza de trabajo con un cepillo que presenta cerdas abrasivas - Google Patents

Cerda abrasiva, procedimiento para su fabricación, cepillo con cerdas abrasivas y procedimiento de mecanización superficial de una pieza de trabajo con un cepillo que presenta cerdas abrasivas Download PDF

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Abstract

Procedimiento de fabricación de una cerda abrasiva, en donde se funde un material de plástico y se mezcla con la masa fundida un granulado de partículas abrasivas, y en donde la masa fundida con las partículas abrasivas es extrusionada para así formar con la misma un filamento y el filamento es a continuación procesado y troceado, caracterizado por el hecho de que el material de plástico es un polímero resistente a las altas temperaturas seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromáticas, incluyendo mezclas o mixturas de poliamidas parcialmente aromáticas con una temperatura de uso continuo de >= 150ºC, y de que la masa fundida con las partículas abrasivas es extrusionada a una temperatura de >= 280ºC.

Description

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EP 2809481
DESCRIPCION
Cerda abrasiva, procedimiento para su fabricacion, cepillo con cerdas abrasivas y procedimiento de mecanizacion superficial de una pieza de trabajo con un cepillo que presenta cerdas abrasivas
[0001] La invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de una cerda abrasiva, en donde se funde un material de plastico y se mezcla con la masa fundida un granulado de partfculas abrasivas, y en donde la masa fundida con las parttculas abrasivas es extrusionada para asf formar con la misma un filamento y el filamento es a continuacion procesado y troceado. La invencion se refiere ademas a una correspondiente cerda abrasiva.
[0002] Ademas la invencion se refiere a un cepillo con cerdas abrasivas y a un procedimiento de mecanizacion superficial de una pieza de trabajo con un cepillo que presenta cerdas abrasivas o esta hecho a base de las mismas.
[0003] Cerdas abrasivas de la clase mencionada estan descritas en la WO 95/23539 A1 y habitualmente encuentran uso donde una superficie de una pieza de trabajo debe ser mecanizada y en particular erosionada o pulida.
[0004] Las cerdas abrasivas se fabrican habitualmente fundiendo en una extrusionadora un material de plastico hecho por ejemplo de poliamida 6.12. Se mezclan con la masa fundida de plastico partfculas abrasivas del tipo de un granulado y la masa fundida es extrusionada junto con las partfculas abrasivas a traves de una tobera y en forma de un asf llamado filamento sin fin es llevada a adicionales estaciones de procesamiento en las que el filamento puede ser estirado y/o calentando y/o encogido. Para la fabricacion de las cerdas individuales el filamento es luego cortado a la longitud deseada.
[0005] Se ha demostrado que tales cerdas abrasivas pueden desempenan su funcion de mecanizacion abrasiva tan solo por espacio de un relativamente corto tiempo de uso. Si las cerdas se pasan por ejemplo en forma de un cepillo en rotacion por sobre la pieza de trabajo a mecanizar, se producen grandes fuerzas y altas temperaturas que hacen que disminuya la capacidad de uso de las cerdas individuales.
[0006] Tambien en la US 5 318 603 se indica como material de plastico preferido el nilon, y preferiblemente el nilon 6/12, al que van ligados los problemas anteriormente mencionados.
[0007] Segun la EP 1 524 078 A2 esta preferiblemente prevista una estructura bicapa de las cerdas con un nucleo y un revestimiento. El material del revestimiento es para las propiedades de uso de la cerda el material decisivo, puesto que entra en contacto con las superficies a mecanizar. Como material para el revestimiento esta por ejemplo asimismo previsto el nilon, al cual van ligados los problemas anteriormente mencionados.
[0008] La invencion persigue la finalidad de crear una cerda abrasiva que presente un largo tiempo de uso, y un procedimiento de fabricacion de una correspondiente cerda abrasiva. Ademas deben lograrse un cepillo con cerdas abrasivas y un procedimiento de mecanizacion superficial de una pieza de trabajo con los cuales la pieza de trabajo pueda ser mecanizada rapida y economicamente.
[0009] Esta finalidad es alcanzada segun la invencion mediante un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 1. Ademas esta previsto que el material de plastico sea un polfmero resistente a las altas temperaturas seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromaticas, incluyendo mezclas o mixturas de poliamidas parcialmente aromaticas con una temperatura de uso continuo de > 150°C, y que la masa fundida con las partfculas abrasivas sea extrusionada a una temperatura de > 280°C.
[0010] La temperatura de uso continuo representa el lfmite de temperatura por encima del cual tiene lugar una considerable disminucion de las propiedades de resistencia del material de plastico por solicitacion tecnica. La temperatura de uso continuo (tambien llamada Indice Relativo de Temperatura, IRT) es la temperatura maxima a la cual el material tras un periodo de tiempo establecido de habitualmente 20000 h aun presenta al menos un 50% de sus propiedades (resistencia a la traccion o al alargamiento) (vease tambien la Norma Internacional IEC 60216-1).
[0011] La invencion parte de la consideracion basica de que en el caso de las cerdas abrasivas convencionales los problemas veman determinados por el hecho de que al ser usadas las cerdas abrasivas se produce entre las cerdas abrasivas y la pieza de trabajo una relativamente gran friccion que conduce a altas temperaturas que hacen que disminuya la estabilidad de las cerdas abrasivas. Esto se obvia segun la invencion haciendo que el material de plastico, es decir la matriz de la cerda abrasiva, este hecho de un polfmero resistente a las altas temperaturas. Las cerdas pueden estar hechas de materiales seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromaticas tales como poliftalamidas [PPA] (tales como p. ej. entre otras las llamadas PA 3T, PA 6T o PA 9T, etc.), o bien tambien a base de mezclas o mixturas de poliamidas aromaticas.
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EP 2809481
[0012] Los filamentos segun la invencion pueden ser redondos o bien pueden tener una seccion con forma de n-agono con n > 3, pudiendo asimismo tener forma de cintas.
[0013] Para lograr que las partfculas abrasivas queden bien embebidas en el material de plastico, la masa fundida con las partfculas abrasivas es extrusionada a una temperatura de > 280°C. En una configuracion preferida de la invencion esta previsto que la masa fundida con las partfculas abrasivas sea extrusionada a una temperatura de 300°C a 400°C.
[0014] En un perfeccionamiento de la invencion esta previsto que el material de plastico sea parcialmente cristalino. Esto permite estirar posteriormente el filamento hecho con la extrusion de forma tal que el filamento no se rompa ni sea danado de otro modo.
[0015] Como partfculas abrasivas pueden usarse por ejemplo partfculas de SiC y/o de A^O3. Es sin embargo tambien posible prever como partfculas abrasivas astillas o partfculas de diamante y/o partfculas de corindon y/o partfculas de ceramica y/o partfculas de carburo de boro.
[0016] Para mejorar la adherencia entre el material de plastico y las partfculas abrasivas, estas pueden estar recubiertas con un agente adherente antes de ser mezcladas con la masa fundida de plastico. Por la literatura es conocido a este respecto un recubrimiento con por ejemplo silanos.
[0017] Las partfculas abrasivas pueden ser incorporadas al material de plastico en estado de fusion inicial y pueden ser llevadas junto con este a la temperatura de extrusion de > 280°C. Como alternativa es sin embargo tambien posible llevar inicialmente al material de plastico a una temperatura de > 280°C y fundirlo de esta manera, y luego mezclar las partfculas abrasivas con la masa fundida.
[0018] Con respecto a la cerda abrasiva, la finalidad anteriormente mencionada es alcanzada mediante una cerda abrasiva con las caractensticas de la reivindicacion 7. A este respecto esta previsto que el material de plastico sea un material de plastico resistente a las altas temperaturas seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromaticas, incluyendo mezclas o mixturas de poliamidas parcialmente aromaticas con una temperatura de uso continuo > 150°C.
[0019] Adicionales caractensticas de la cerda abrasiva segun la invencion, asf como las ventajas que se dan con la misma, han sido ya mencionadas en relacion con el procedimiento segun la invencion, renunciandose a mencionarlas aqu de nuevo para evitar repeticiones.
[0020] Las cerdas abrasivas segun la invencion encuentran uso para el tratamiento superficial de una pieza de trabajo en particular con un cepillo que presenta un portacerdas que lleva una guarnicion de cerdas, en donde la guarnicion de cerdas presenta cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6. Preferiblemente la guarnicion de cerdas consta por completo de correspondientes cerdas abrasivas.
[0021] Con un correspondiente cepillo puede lograrse un desprendimiento superficial de material de la pieza de trabajo y con ello su rapida mecanizacion, sin que exista el peligro de que las fuerzas y en particular las temperaturas que se producen al realizarse la mecanizacion redunden en menoscabo de la funcionalidad de las cerdas abrasivas y con ello del cepillo.
[0022] Segun un procedimiento segun la invencion para el tratamiento superficial de una pieza de trabajo mediante un cepillo que presenta cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, el cepillo es puesto en rotacion y aplicado a la superficie a mecanizar. El cepillo tiene un numero de revoluciones de 3000 rpm a 12000 rpm y en particular un numero de revoluciones de 5000 rpm a 9000 rpm. Estas muy altas velocidades de rotacion del cepillo conducen al muy considerable desprendimiento de material y a la rapida mecanizacion de la pieza de trabajo. Las relativamente altas temperaturas que se producen con ello pueden ser toleradas por las cerdas abrasivas segun la invencion sin perjuicio de la forma de funcionamiento.
[0023] Preferiblemente el tamano del cepillo y en particular la longitud de las cerdas se dimensionan de forma tal que los extremos de las cerdas son movidos con una velocidad tangencial de 5000 m/min. a 7000 m/min.
[0024] El procedimiento resulta particularmente eficaz si el cepillo que se use para la realizacion del procedimiento consta por completo de cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien de cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.

Claims (16)

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    EP 2809481
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de fabricacion de una cerda abrasiva, en donde se funde un material de plastico y se mezcla con la masa fundida un granulado de partfculas abrasivas, y en donde la masa fundida con las partreulas abrasivas es extrusionada para asf formar con la misma un filamento y el filamento es a continuacion procesado y troceado, caracterizado por el hecho de que el material de plastico es un polfmero resistente a las altas temperatures seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromaticas, incluyendo mezclas o mixturas de poliamidas parcialmente aromaticas con una temperatura de uso continuo de > 150°C, y de que la masa fundida con las partreulas abrasivas es extrusionada a una temperatura de > 280°C.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que la masa fundida con las partfculas abrasivas es extrusionada a una temperatura de 300°C a 400°C.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el material de plastico es parcialmente cristalino.
  4. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que las partreulas abrasivas son de SiC y/o AhO3 y/o estan formadas por partfculas de diamante y/o partfculas de corindon y/o partfculas de ceramica y/o partfculas de carburo de boro y/u oxido de circonio.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que las partreulas abrasivas estan recubiertas con un agente adherente.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que las partreulas abrasivas se mezclan con la masa fundida a una temperatura de > 280°C.
  7. 7. Cerda abrasiva de un material de plastico con el que estan mezcladas partfculas abrasivas, caracterizada por el hecho de que el material de plastico es un material resistente a las altas temperaturas seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de las polieteretercetonas (PEEK) y las poliamidas parcialmente aromaticas, incluyendo mezclas o mixturas de poliamidas parcialmente aromaticas con una temperatura de uso continuo > 150°C.
  8. 8. Cerda abrasiva segun la reivindicacion 7, caracterizada por el hecho de que el material de plastico es parcialmente cristalino.
  9. 9. Cerda abrasiva segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizada por el hecho de que las partfculas abrasivas son de SiC y/o AhO3 y/o estan formadas por partfculas de diamante y/o partfculas de corindon y/o partfculas de ceramica y/o partfculas de carburo de boro y/u oxido de circonio.
  10. 10. Cerda abrasiva segun una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada por el hecho de que las partfculas abrasivas estan recubiertas con un agente adherente.
  11. 11. Cepillo para el tratamiento superficial de una pieza de trabajo, con un portacerdas que lleva una guarnicion de cerdas, en donde la guarnicion de cerdas presenta cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
  12. 12. Cepillo segun la reivindicacion 11, caracterizado por el hecho de que la guarnicion de cerdas consta por completo de cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien de cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
  13. 13. Procedimiento de tratamiento superficial de una pieza de trabajo mediante un cepillo que presenta cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien cerdas abrasivas fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el cepillo es puesto en rotacion y aplicado a la superficie a mecanizar, y en donde el cepillo es puesto en rotacion con un numero de revoluciones de 3000 rpm a 12000 rpm.
  14. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado por el hecho de que el cepillo es puesto en rotacion con un numero de revoluciones situado dentro de la gama de valores que va desde 5000 rpm hasta 9000 rpm.
  15. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 13 o 14, caracterizado por el hecho de que los extremos de las cerdas son movidos con una velocidad tangencial de 5000 m/min. a 7000 m/min.
    EP 2809481
  16. 16. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado por el hecho de que la guarnicion de cerdas del cepillo consta por completo de cerdas abrasivas segun una de las reivindicaciones 7 a 10 o bien de cerdas abrasivas que estan fabricadas segun el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
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