ITTO20001045A1

ITTO20001045A1 - ABRASIVE ELEMENTS FOR SURFACE TREATMENTS IN EROTANT VIBRATING MACHINES.

Info

Publication number: ITTO20001045A1
Application number: IT2000TO001045A
Authority: IT
Inventors: Luca Tessore; Vittorio Tessore
Original assignee: Politess S N C
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-07
Also published as: EP1207011B1; ITTO20001045A0; EP1207011A3; EP1207011A2; IT1320833B1; DE60108464D1; ATE287318T1; DE60108464T2

Abstract

Abrasive chips obtained by extrusion or moulding comprise a thermoplastic resin mixture and abrasive material. Regenerated polyethylene terephtalate (PET) as thermoplastic resin, and powder from recovered abrasive grinding wheels as abrasive material, are particularly suitable to this aim. Such formulations allow important savings in raw matters and enable obtaining two subsequent steps of strong removal and polishing, respectively, in the same working cycle and in the same apparatus by using the same abrasive chips.

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto elementi abrasivi per trattamenti superficiali in macchine vibranti e rotanti. The present invention relates to abrasive elements for surface treatments in vibrating and rotating machines.

Più particolarmente l'invenzione si riferisce ad elementi, o particelle, o "chips" abrasivi utilizzati in macchine di finitura a vibrazione o nei buratti rotanti, per la sbavatura, brunitura, smussatura dei bordi e levigatura di parti o pezzi in lavorazione. More particularly, the invention relates to abrasive elements, particles, or "chips" used in vibrating finishing machines or in rotating tumblers, for deburring, bluing, edge chamfering and polishing of parts or workpieces.

Gli abrasivi utilizzati attualmente per la finitura delle superfici nei buratti rotanti e nei vibratori sono degli elementi, di varia forma e dimensione, costituiti da un legante e da materiale abrasivo. The abrasives currently used for finishing the surfaces in rotating tumblers and vibrators are elements, of various shapes and sizes, consisting of a binder and abrasive material.

Sono attualmente fabbricati in due tipi diversi: con legante ceramico o con resina termoindurente (resina poliestere e ureica). Quelli di tipo ceramico vengono usati per sbavature e su materiali duri, mentre quelli in resina termoindurente vengono usati su materiali più teneri e per finiture. They are currently manufactured in two different types: with ceramic binder or with thermosetting resin (polyester and urea resin). Those of the ceramic type are used for deburring and on hard materials, while those in thermosetting resin are used on softer materials and for finishes.

Con entrambi, i tempi di trattamento sono molto lunghi e non è possibile ottenere con gli stessi abrasivi la sgrossatura e la finitura. Inoltre, a causa della loro rigidità, non permettono l'uso di vibrazioni intense e non consentono di lavorare grandi quantità di materiale in rapporto alla quantità di carica abrasiva inserita. ' With both, the treatment times are very long and it is not possible to obtain roughing and finishing with the same abrasives. Furthermore, due to their rigidity, they do not allow the use of intense vibrations and do not allow to work large quantities of material in relation to the amount of abrasive charge inserted. '

Scopo dell'invenzione è provvedere elementi abrasivi, o chips, da utilizzare nelle macchine vibranti e nei barili rotanti per la finitura delle superfici con efficienza migliorata e cicli di lavorazione più brevi degli attuali. The object of the invention is to provide abrasive elements, or chips, to be used in vibrating machines and rotating barrels for surface finishing with improved efficiency and shorter processing cycles than currently available.

Un ulteriore scopo è quello di poter utilizzare, per la produzione degli elementi abrasivi, materie plastiche e prodotti abrasivi rigenerati. A further object is that of being able to use, for the production of the abrasive elements, plastics and regenerated abrasive products.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti da un elemento abrasivo realizzato secondo la presente invenzione, come rivendicato nelle unite rivendicazioni. These and other purposes are achieved by an abrasive element made according to the present invention, as claimed in the attached claims.

Gli elementi abrasivi realizzati secondo l'invenzione possono essere utilizzati nelle macchine vibranti e nei barili rotanti normalmente impiegati in questo tipo di lavorazioni. The abrasive elements made according to the invention can be used in vibrating machines and in rotating barrels normally used in this type of processing.

I suddetti ed altri scopi dell'invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di una forma preferita di realizzazione. The above and other objects of the invention will become clearer from the description of a preferred embodiment.

Un elemento abrasivo realizzato secondo la presente invenzione è costituito da un legante in polimero termoplastico di particolare resistenza, rientrante nella categoria dei "materiali da costruzione" o ''tecnopolimeri" (ad esempio PET ad elevata cristallinità) e da grani abrasivi, o particelle, di alto rendimento (ad esempio corindone e carburo di silicio) . An abrasive element made according to the present invention is constituted by a binder in thermoplastic polymer of particular resistance, falling within the category of "construction materials" or "technopolymers" (for example PET with high crystallinity) and by abrasive grains, or particles, high performance (e.g. corundum and silicon carbide).

La formulazione tipica consiste di un impasto contenente 25% di PET e 75% di corindone. The typical formulation consists of a mixture containing 25% of PET and 75% of corundum.

Per scopi particolari (per es. finiture speculari su metalli teneri) è conveniente adottare composizioni con percentuali di abrasivo minori (fino al 203⁄4 e talvolta anche meno) e grani abrasivi meno aggressivi (es. quarzo, allumina, zircone, ecc.). For particular purposes (e.g. mirror finishes on soft metals) it is convenient to use compositions with lower percentages of abrasive (up to 203⁄4 and sometimes even less) and less aggressive abrasive grains (e.g. quartz, alumina, zircon, etc.) .

La principale caratteristica di un elemento abrasivo realizzato secondo la presente invenzione è costituita dalla plasticità del legante, che permane anche con alte percentuali di carica abrasiva, insieme con la elevatissima resistenza all'abrasione e la tenacità del tecnopolimerò. The main characteristic of an abrasive element made according to the present invention is constituted by the plasticity of the binder, which remains even with high percentages of abrasive charge, together with the very high resistance to abrasion and the toughness of the technopolymer.

La resina termoplastica, o tecnopolimero, utilizzata può essere ad esempio polietilentereftalato (PET), oppure polibutilentereftalato (PBT) o policarbonato (PC), eventualmente modificati con elastomeri. The thermoplastic resin, or technopolymer, used can be for example polyethylene terephthalate (PET), or polybutylene terephthalate (PBT) or polycarbonate (PC), optionally modified with elastomers.

Le forme e le dimensioni degli elementi abrasivi possono essere molto varie, e sono equivalenti a forme e dimensioni degli elementi abrasivi di tipo tradizionale. Possono ad esempio avere forma sferica, cilindrica, a parallelepipedo o qualsiasi forma che meglio si adatti ai pezzi da lavorare. The shapes and dimensions of the abrasive elements can be very varied, and are equivalent to the shapes and dimensions of the abrasive elements of the traditional type. For example, they can have a spherical, cylindrical, parallelepiped shape or any shape that best suits the pieces to be machined.

Gli elementi abrasivi, realizzati secondo la presente invenzione, vengono ottenuti per estrusione a vite, direttamente nella forma desiderata oppure con pellettizzazione e successiva riestrusione o stampaggio ad iniezione. The abrasive elements, made according to the present invention, are obtained by screw extrusion, directly in the desired shape or by pelletizing and subsequent reextrusion or injection molding.

Se la percentuale di particelle abrasive nel materiale legante è molto elevata (si può arrivare infatti anche a 75-80%), per l'estrusione è consigliabile utilizzare un'estrusore a doppia vite. If the percentage of abrasive particles in the binder material is very high (it can even reach 75-80%), it is advisable to use a twin screw extruder for extrusion.

Le proprietà fisiche e meccaniche degli elementi abrasivi realizzati secondo la presente invenzione consentono fondamentali miglioramenti nella tecnologia di utilizzo degli abrasivi, in particolare : The physical and mechanical properties of the abrasive elements made according to the present invention allow fundamental improvements in the technology of using abrasives, in particular:

- Possibilità di utilizzare intensità di vibrazione significativamente più alte che con gli elementi abrasivi tradizionali, ottenendo così forti riduzioni della, durata dei cicli di lavoro; infatti gli elementi abrasivi realizzati con resine termoplastiche non provocano ammaccature sui pezzi in lavorazione, anche ad alte intensità di vibrazioni, ed attenuano decisamente gli effetti degli urti tra i pezzi in lavorazione; - Possibility of using significantly higher vibration intensities than with traditional abrasive elements, thus obtaining strong reductions in the duration of the work cycles; in fact the abrasive elements made with thermoplastic resins do not cause dents on the workpieces, even at high intensity of vibrations, and decisively attenuate the effects of collisions between the workpieces;

- in conseguenza di ciò è possibile aumentare il rapporto "peso dei pezzi da lavorare / peso degli elementi abrasivi" con un conseguente aumento di rendimento; - as a consequence of this it is possible to increase the "weight of the workpieces / weight of the abrasive elements" ratio with a consequent increase in efficiency;

- la quantità di acqua richiesta durante cicli ad umido nella fase di asportazione è estremamente ridotta (meno di 1/1000 del peso degli elementi abrasivi ogni minuto); - the amount of water required during wet cycles in the removal phase is extremely low (less than 1/1000 of the weight of the abrasive elements every minute);

- consumo di abrasivi molto ridotto anche ad alte asportazioni; - very low abrasive consumption even at high removals;

possibilità di adottare tecnologie peculiari e molto vantaggiose, come ad esempio: possibility of adopting peculiar and very advantageous technologies, such as:

a) Immissione, durante la lavorazione, di piccole quantità di abrasivo in polvere. Questo provoca un grande aumento della capacità dì asportazione anche con immissioni molto basse di polvere abrasiva (esempio tipico 1/1000 del peso degli elementi abrasivi ogni ora) . In conseguenza diminuiscono proporzionalmente i tempi di lavorazione. a) Introduction, during processing, of small quantities of powdered abrasive. This causes a great increase in the removal capacity even with very low inputs of abrasive dust (typical example 1/1000 of the weight of the abrasive elements per hour). As a result, processing times decrease proportionally.

b) Elevata immissione di acqua (es. tipico: 30% del peso degli elementi abrasivi ogni ora). Questo provoca il passaggio da una azione di alta abrasione ad una di brillantatura con l'ottenimento rapido di superfici speculari. Durante questa fase l'asportazione ed il consumo degli abrasivi sono praticamente nulli per cui l'acqua può essere direttamente riciclata. b) High water input (eg typical: 30% of the weight of the abrasive elements every hour). This causes the passage from a high abrasion action to a polishing action with the rapid obtaining of specular surfaces. During this phase, the removal and consumption of abrasives are practically zero, so the water can be directly recycled.

c) Molto interessante è la possibilità di passare da una fase di intensa asportazione ad una fase di lucidatura e finitura in modo automatico, semplicemente arrestando l'immissione di polvere abrasiva e aumentando l'immissione di acqua, senza nulla variare nei parametri di lavoro. Al termine del ciclo di lucidatura, ricaricati nuovi pezzi grezzi da lavorare, è sufficiente ripristinare le condizioni iniziali per ritornare ad una intensa asportazione; c) Very interesting is the possibility to pass from an intense removal phase to a polishing and finishing phase in an automatic way, simply by stopping the introduction of abrasive powder and increasing the introduction of water, without changing the working parameters. At the end of the polishing cycle, reloading new rough pieces to be processed, it is sufficient to restore the initial conditions to return to an intense removal;

nessuna immissione nelle acque di scarico di sostanze che richiedano una depurazione chimica, produzione minima di schiume e possibilità di riciclo totale delle acque con semplice decantazione o filtrazione; assenza totale di prodotti tossici o pericolosi nei fanghi derivanti dall'abrasivo; no introduction into the waste water of substances that require chemical purification, minimum production of foams and the possibility of total recycling of the water with simple decantation or filtration; total absence of toxic or dangerous products in the sludge deriving from the abrasive;

- possibilità di produrre gli elementi abrasivi utilizzando esclusivamente materiali riciclati (tipica formulazione: PET ottenuto dalla macinazione di bottiglie di plastica usate e abrasivo ottenuto da rottami di mole esauste macinati e vagliati). Ciò permette un notevole risparmio sui costi di produzione e consente un recupero economicamente vantaggioso di scarti molto diffusi quali le bottiglie in PET usate e le mole abrasive esauste. - possibility of producing the abrasive elements using only recycled materials (typical formulation: PET obtained from the grinding of used plastic bottles and abrasive obtained from the scrap of grinded and screened exhausted wheels). This allows a considerable saving on production costs and allows an economically advantageous recovery of widespread waste such as used PET bottles and exhausted abrasive wheels.

Infine, la particolare tecnologia di lavoro consentita da questi elementi abrasivi permette una ampia tolleranza granulometrica delle cariche abrasive. Finally, the particular working technology allowed by these abrasive elements allows a wide granulometric tolerance of the abrasive charges.

Claims

CLAIMS 1. Abrasive element suitable for use as an abrasive medium in a vibrating or rotating machine for finishing parts or workpieces, comprising abrasive grains dispersed in a binder material, characterized in that said binder material is a thermoplastic resin.

2. An abrasive element according to claim 1, wherein said thermoplastic resin is a thermoplastic polymer.

3. An abrasive element according to claim 2, wherein said thermoplastic polymer is polyethylene terephthalate.

4. An abrasive element according to claim 2, wherein said thermoplastic polymer is polybutylene terephthalate.

5. An abrasive element according to claim 2, wherein said thermoplastic polymer is polycarbonate.

6. Abrasive element according to any one of the preceding claims, in which said abrasive grains are constituted by corundum.

7. Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said abrasive grains consist of silicon carbide.

8. Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said abrasive grains consist of zircon.

9. Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said abrasive grains consist of quartz.

10. Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said abrasive grains consist of alumina.

11. Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said abrasive grains consist of a mixture of two or more materials selected from corundum, silicon carbide, zircon, quartz and alumina.

Abrasive element according to one of claims 1 to 5, wherein said thermoplastic resin derives from a regeneration process of recycled plastics.

13. Abrasive element according to one of claims 6 to 11, wherein said abrasive grains derive from a grinding process of recycled abrasive materials.

14. An abrasive element according to any one of the preceding claims, containing percentages by weight of about 25% of binder material and about 75% of abrasive grains.