JP2018069446A - 成形研磨粒子及び成形研磨粒子を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】改良された研磨材料及び成形研磨粒子を含む研磨品を提供する。【解決手段】成形研磨粒子を形成する方法は、本体を付加製造プロセスによって形成することを含む。付加製造プロセスは、印刷材料122を調節して被着するために少なくともX方向、Y方向及びZ方向への多軸移動を行うよう構成された被着アセンブリ151を用い得る。具体的な例では、被着アセンブリ151は、印刷材料の特定の位置への調節された伝達を提供するよう構成された被着ヘッド153を有し得る。【選択図】図1A
Description
本発明は、成形研磨粒子および、より具体的には、付加製造プロセス(additive manufacturing process)を用いて成形研磨粒子を形成するプロセスを対象とする。
研磨粒子といったセラミック品を組込んだ研磨品は、研削、仕上げ加工、研磨等を包含する様々な物質除去操作に役立つ。研磨材料の種類によって、そのような研磨粒子は、物品の製造において幅広い種類の材料を形状化又は研削するのに役立ち得る。三角形に形状化した研磨粒子及びそのような物体を組込んだ研磨品といった、特定のジオメトリーを有する特定の種類の研磨粒子が現在までに作り出されている。例えば、米国特許第5,201,916号;第5,366,523号;及び第5,984,988号を参照されたい。
従来は、特定の形状を有する研磨粒子を製造するのに3つの基本的な技術が用いられており、融解、焼結および化学的セラミックが挙げられる。融解プロセスでは、研磨粒子は、表面が彫刻されていてもいなくてもよいチルロール、溶融した材料を注ぎ込む鋳型、又は、酸化アルミニウム溶融物に浸漬したヒートシンク材料によって形状化され得る。例えば、米国特許第3,377,660号を参照されたい。焼結プロセスでは、直径最大10ミクロメートルの粒径を有する耐火性粉末から研磨粒子が形成され得る。潤滑剤及び適切な溶媒と一緒に結合剤を粉末に添加し、様々な長さおよび直径を有するプレートレットおよびロッドの形に形状化され得る混合物を形成し得る。例えば、米国特許第3,079,242号を参照されたい。化学的セラミック技術は、コロイド性分散液又はヒドロゾル(ゾルと呼ばれることもある)を、成分の移動性を制限するゲル又はいずれかの他の物理的な状態へ変換し、乾燥及び焼いてセラミック物質を得ることに関する。例えば、米国特許第4,744,802号及び第4,848,041号を参照されたい。
米国特許第5,201,916号、第5,366,523号、第5,584,896号及び米国特許出願第2010/0151195号、第2010/0151196号に記載されたもののような、限定された成形研磨粒子を形成するのに潜在的に有用である基礎的な鋳型成形プロセスが開示されてきた。成形研磨粒子を形成する他のプロセスも開示されており、米国特許第6,054,093号、第6,228,134号、第5,009,676号、第5,090,968号及び第5,409,645号を参照されたい。
改良された研磨材料及び成形研磨粒子を含む研磨品が、産業内で求められ続けている。
一態様に従うと、成形研磨粒子を形成する方法は、本体を、付加製造プロセスによって形成することを含む。
第2の態様に従うと、方法は、成形研磨粒子の本体を、デジタルモデルに従って形成することを含む。
さらに別の態様では、固定された研磨材を形成する方法は、基材上で複数の成形研磨粒子を形成することを含み、ここで、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子は、付加製造プロセスによって形成された本体を有する。
他の態様に従うと、成形研磨粒子は、自己相似的な特徴を有する主面を少なくとも1つ有する本体を有する。
さらに別の態様に関して、成形研磨粒子は、その本体の側面の少なくとも一部分の周囲に延びる周辺リッジを少なくとも1つ有する本体を有する。
1つの態様では、成形研磨粒子は、凹状の段差表面を形成する主面を少なくとも1つ有する本体を有する。
別の態様に関して、成形研磨粒子は、少なくとも2つの面およびその少なくとも2つの面の間にある境界端部に沿って延びる横行リッジを少なくとも1つ有する本体を有する。
一態様に従うと、成形研磨粒子は、かどを有する本体を含み、当該かどは、そのかどから延びるミクロ突起物を複数含む。
さらに別の態様に関して、成形研磨粒子は、貝状に波を打った形態を有する面を含む本体を有する。
別の態様に従うと、成形研磨粒子を形成する方法は、低圧射出成形プロセスを用いることを含む。
本開示は、添付の図面を参照することで、理解が深まり、その数々の特徴および効果が当業者に明らかになり得る。実施形態は実施例を通して例示され、添付の図面に限定されない。
別の図面で同じ参照符号を用いる場合は、同様又は同一のアイテムであることを指す。さらに、当業者であれば、図面の要素は単純性および明確性のために例示されるのであり、必ずとも正確な縮尺に従って図示されていない。例えば、図面のいくつかの要素の寸法は、本発明の実施形態の理解を促すために、他の要素に対して誇張されて示されている可能性がある。
次に示すものは、一般的に、付加製造プロセスを用いて成形研磨粒子を形成する方法を対象とする。成形研磨粒子は、様々な産業で利用され得、限定はしないが、自動車、医療、建築、鋳造、航空宇宙、研磨材等が挙げられる。そのような成形研磨粒子は、自由な研磨粒子として用いられてもよく、又は、例えばコーティングされた研磨品、接着された研磨品等を包含する固定された研磨品に組込まれてもよい。ほかにも様々な用途が成形研磨粒子に関して引き出され得る。
一態様に従うと、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、付加製造プロセスによって形成された本体を有するように形成され得る。本明細書で使用される「付加製造プロセス」は、複数の部分を積み重ねた時に個別の部分が本体の形状の少なくとも一部分を形成し得るように、複数の部分を特定の配向で互いに積み重ねることで成形研磨粒子の本体を形成し得るプロセスを含む。さらに、具体的な例では、付加製造プロセスは、個別の部分及び最終的に本体そのものを形成するように操作されている材料を、テンプレート(例えば鋳型)に置く必要のない、テンプレートフリーのプロセスであり得る。むしろ、操作されている材料を、個別の部分で被着し得、ここで、複数が積み重ねられた時に本体も調整された寸法を有するように、個別の部分はそれぞれ調整された寸法を有する。したがって、典型的な鋳型成形操作と違って、本明細書の実施形態の付加製造プロセスは、操作されている材料を含んで本体を形成するように構成されたテンプレートを必ずしも組込んでいなくてもよい。
具体的な例では、成形研磨粒子を形成するために用いられる付加製造プロセスは、試作品印刷プロセスであってもよい。より具体的な例では、成形研磨粒子を形成するプロセスは、成形研磨粒子の本体の試作品印刷プロセスを包含し得、ここで、成形研磨粒子としては、成形研磨粒子又は成形研磨粒子前駆物が挙げられ得る。他の例では、付加製造プロセスには、ラミネート化物品製造プロセスが包含又は企図され得る。ラミネート化物品製造プロセスでは、各層は個別に形成され、合わさって成形研磨粒子の本体を形成し得る。
一実施形態に従うと、付加製造プロセスによって形成された本体を有する成形研磨粒子を形成する方法には、1回目に本体の第1の部分として第1の印刷材料を被着すること、及び、2回目に本体の第1の部分とは異なる第2の部分として、第2の印刷材料を被着することが含まれる。1回目は、2回目と同じ又は異なってもよいことが理解されるだろう。より具体的には、第1の印刷材料は、いくつかの場合で、固形材料、粉末、溶液、混合物、液体、スラリー、ゲル、結合剤及びこれらのいずれかの組合せを包含し得る。1つの特定の例では、第1の印刷材料としては、ゾルゲル材料を包含し得る。例えば、第1の印刷材料は混合物を包含し得、ここで、混合物は、粉末材料及び液体から形成され得るゲルであり得、また、ゲルは、未完成(すなわち、未発射)状態でも所与の形状を実質的に保持する能力を有する形状安定材料として特徴付けられ得る。一実施形態に従うと、ゲルは、個別の粒子の統合したネットワークとして、粉末材料から形成され得る。具体的な例では、混合物は、混合物のマトリックスを形成する1つ又は複数の粒子材料を有し得るゾルゲル材料を含み得る。粒子材料としては、セラミック材料といった、本明細書に記載されるいずれかの材料が挙げられ得る。
第1の印刷材料は、本明細書で詳細を述べるプロセスとの使用に適した流体力学的特徴を有するように、特定の含量の固体材料、液体材料及び添加剤を含み得る。すなわち、特定の例では、第1の印刷材料は、本明細書に記載するプロセスを介して作製され得る材料の寸法的に安定な相を形成する、特定の粘度、及びより具体的には適切な流体力学的特徴を有し得る。寸法的に安定な相の材料は、具体的な形状を有し、また、形成の次に続く処理の少なくとも一部分の間、その形状を実質的に維持するよう形成され得る材料である。
特定の例では、形成プロセスで最初に提供された形状が最終的に形成された物体に存在するように、次に続く処理の間中、形状は維持され得る。
特定の例では、形成プロセスで最初に提供された形状が最終的に形成された物体に存在するように、次に続く処理の間中、形状は維持され得る。
本明細書の実施形態のいずれの印刷材料も包含する印刷材料は、混合物であり得、セラミック粉末材料といった、固体粉末材料又は粒子であり得る無機材料を特定の含量で含み得る。一実施形態に従うと、印刷材料は、成形研磨粒子を含む本体の形成を容易にする適切な流体力学的特徴を有する無機材料を含有し得る混合物を包含し得る。例えば、一実施形態では、第1の印刷材料は、混合物の全重量に対して、少なくとも約35重量%、少なくとも約36重量%又は少なくとも約38重量%さえといった、少なくとも約25重量%の固体含量を有し得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、第1の印刷材料の固体含量は、約70重量%以下、約65重量%以下、約55重量%以下、約45重量%以下、約44重量%以下又は約42重量%以下といった、約75重量%以下であり得る。第1の印刷材料の固体材料の含量は、上記のいずれかの最小パーセンテージと最大パーセンテージとの間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約25重量%及び約70重量%以下、少なくとも約35重量%及び約55重量%以下又は少なくとも約36重量%及び約45重量%以下さえもの範囲内が挙げられることが理解されるだろう。
一実施形態に従うと、セラミック粉末材料としては、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、オキシ炭化物(oxycarbide)、オキシ窒化物(oxynitride)及びこれらの組合せが挙げられ得る。具体的な例では、セラミック材料としてはアルミナが挙げられ得る。さらに具体的には、セラミック材料としてはベーマイト材料が挙げられ得、これは、アルファアルミナの前駆物であり得る。「ベーマイト」という語句は一般的に、通常Al2O3・H2Oであり、約15%の水含量を有する鉱物ベーマイト、並びに、重量で20〜38%といった15%よりも高い水含量を有する擬ベーマイトを包含する、アルミナ水和物を意味するように本明細書で使用される。ベーマイト(擬ベーマイトを包含する)は、特定及び同定可能な結晶構造を有し、したがって、独自のX線回折パターンを有することに留意されたい。よって、ベーマイトは、ベーマイト粒子材料の作製のために本明細書で使用される一般的な前駆材料であるATH(トリヒドロキシアルミニウム)といった他の水和アルミナを包含する他のアルミナ材料から区別される。
さらに、本明細書の実施形態のいずれの印刷材料も包含する印刷材料は、混合物の形態であり得、特定の含量の液体材料を有し得る。いくつかの適切な液体としては、水が挙げられ得る。一実施形態に従って、第1の印刷材料は、混合物の液体含量が固体含量よりも少ないように形成され得る。より具体的な例では、第1の印刷材料は、混合物の全重量に対して少なくとも約25重量%の液体含量を有し得る。他の例では、第1の印刷材料内の液体の量は、少なくとも約35重量%、少なくとも約45重量%、少なくとも約50重量%、又は少なくとも約58重量%さえというように、もっと大きくてもよい。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、第1の印刷材料の液体含量は、約70重量%以下、約65重量%以下、約62重量%以下、又は約60重量%以下さえといった、約75重量%以下であり得る。第1の印刷材料内の液体の含量は、上記のいずれかの最小パーセンテージと最大パーセンテージとの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
さらに、本明細書の実施形態に従った成形研磨粒子の処理及び形成を容易にするために、第1の印刷材料は特定の貯蔵弾性係数を有し得る。例えば、第1の印刷材料は、少なくとも約4×104Pa、又は少なくとも約5×104Paさえといった、約1×104Paの貯蔵弾性係数を有し得る。しかし、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、第1の印刷材料は、約2×106Pa以下といった約1×107Pa以下の貯蔵弾性係数を有し得る。第1の印刷材料の貯蔵弾性係数は上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
貯蔵弾性係数は、ペルチェ板温度制御システムを有する、ARES又はAR−G2回転レオメーターを用いる平行板システムで測定され得る。試験のために、第1の印刷材料を互いにおよそ8mm離れるよう設置した2枚の板の間の隙間に押出し得る。第1の印刷材料を隙間に押出した後、隙間を画定する2枚の板の間の距離を、第1の印刷材料が板の間の隙間を完全に埋めるまで、2mmまで縮小する。余分な材料をふき取った後、隙間を0.1mm縮小し、試験を開始する。試験は、6.28ラド/s(1Hz)で0.01%と100%との間のひずみ範囲の機器設定で実施する振動ひずみ掃引試験であり、25mmの平行板を用い、10あたり(per decade)で10個の点を記録する。試験完了後1時間内に、隙間を再度0.1mm縮小し、試験を繰り返す。試験は少なくとも6回繰り返し得る。第1の試験は第2の及び第3の試験とは異なり得る。各試料に関して第2の及び第3の試験の結果のみが報告されるべきである。
混合物を包含し得る印刷材料は、本明細書の実施形態の特徴を有する成形研磨粒子の本体の形成を容易にする特定の粘度を有するように形成され得る。例えば、混合物は、少なくとも約5×103Pa s、少なくとも約6×103Pa s、少なくとも約7×103Pa s、少なくとも約7.5×103Pa sといった、少なくとも約4×103Pa sの粘度を有し得る。他の非制限的な実施形態では、混合物は、約18×103Pa s以下、約15×103Pa s以下、約12×103Pa s以下といった約20×103Pa s以下の粘度を有し得る。さらに、混合物は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内である粘度を有し得、限定はしないが、少なくとも約5×103Pa s及び約18×103Pa s以下、少なくとも約6×103Pa s及び約15×103Pa s以下といった少なくとも約4×103Pa s及び約20×103Pa s以下が包含されることが理解されるだろう。粘度は上記の貯蔵弾性係数と同じ方法で測定され得る。
さらに、混合物の形態であり得る第1の印刷材料は、例えば、液体とは別であり得る有機添加剤を包含する、有機材料を特定の含量で有し、本明細書の実施形態に従った成形研磨粒子の処理及び形成を容易にするように形成され得る。いくつかの適切な有機添加剤としては、安定剤、フルクトース、スクロース、ラクトース、グルコース、UV硬化樹脂等といった結合剤が挙げられ得る。
特に、本明細書の実施形態は、従来の形成操作で使用されるスラリーとは異なり得る第1の印刷材料を用い得る。例えば、第1の印刷材料内の有機材料、及び、特に上記有機添加剤のいずれかの含量は、混合物内の他の成分と比べると少ない量であり得る。少なくとも1つの実施形態では、第1の印刷材料は、第1の印刷材料の全重量に対して約30重量%以下の有機材料を有するように形成され得る。他の例では、有機材料の量は、約15重量%以下、約10重量%以下、又は約5重量%以下さえというように、もっと小さくてもよい。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、第1の印刷材料内の有機材料の量は、第1の印刷材料の全重量に対して、少なくとも約0.5重量%といった、少なくとも約0.01重量%であり得る。第1の印刷材料の有機材料の量は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
さらに、第1の印刷材料は、液体含量とは別に、酸又は塩基を特定の含量で有するように形成され、本明細書の実施形態に従った形状化研磨品の処理及び形成を容易にし得る。いくつかの適切な酸又は塩基としては、硝酸、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸、硝酸アンモニウム及びクエン酸アンモニウムが挙げられ得る。硝酸添加剤を用いる1つの特定の実施形態に従うと、第1の印刷材料は、約5未満のpHを有し得、より具体的には、約2と約4との間のpHを有し得る。
図1Aは、一実施形態に従った付加製造プロセスによって成形研磨粒子を形成するプロセスの透視図を例示している。例示される通り、付加製造プロセスは、印刷材料122を調節して被着するために少なくともX方向、Y方向及びZ方向への多軸移動を行うよう構成された被着アセンブリ151を用い得る。具体的な例では、被着アセンブリ151は、印刷材料の特定の位置への調節された伝達を提供するよう構成された被着ヘッド153を有し得る。特に、被着アセンブリ151は、1回目に本体の第1の部分として第1の印刷材料を調節して被着すること、及び、2回目で、本体の第1の部分とは異なる第2の部分として、第2の印刷材料を調節して被着することを提供し得る。そのようなプロセスによって、個別の部分が互いに正確な位置で被着するように個別の部分を調節して被着することが促され得、また、適切な形状、寸法及び性能を有する成形研磨粒子の本体の形成が促され得る。
具体的な例では、被着アセンブリ151は、成形研磨粒子の本体の第1の部分101として、第1の印刷材料102を被着するよう構成され得る。特に、第1の部分101は、成形研磨粒子の本体の全体積の一部分を形成し得る。具体的な例では、第1の部分101は、第1の部分の長さ(Lfp)、第1の部分の幅(Wfp)及び第1の部分の厚さ(Tfp)を有し得る。一実施形態に従うと、LfpはWfp以上であり得、LfpはTfp以上であり得、及び、WfpはTfp以上であり得る。具体的な例では、第1の部分の長さは第1の部分101の最大寸法を形成し得、また、第1の部分101の幅は、通常、長さ(Lfp)に垂直な方向へ延びる寸法を形成し得、また、第1の部分101の2番目に大きい寸法を形成し得る。さらに、いくつかの実施形態では、第1の部分101の厚さ(Tfp)は、第1の部分101の最小寸法を形成し得、また、長さ(Lfp)及び幅(Wfp)のいずれか又は双方に垂直な方向へ伸びる寸法を形成し得る。しかし、第1の部分101は、本明細書でさらに定義される通り、様々な形状を有し得ることが理解されるだろう。
一実施形態に従うと、第1の部分101は、成形研磨粒子の本体の適切な形成を促す1番目のアスペクト比(Lfp:Wfp)を有し得る。例えば、第1の部分101は、少なくとも約1:1の1番目のアスペクト比(Lfp:Wfp)を有し得る。他の実施形態では、第1の部分101は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、約2:1である1番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、第1の部分101は、約1000:1以下の1番目のアスペクト比を有し得る。
さらに、第1の部分101は、成形研磨粒子の本体が所望する形状を有するように、特定の2番目のアスペクト比を有するように形成され得る。例えば、第1の部分101は、少なくとも約1:1の2番目のアスペクト比(Lfp:Tfp)を有し得る。他の実施形態では、第1の部分101は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、少なくとも約2:1である2番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、第1の部分101の2番目のアスペクト比は、約1000:1以下であり得る。
さらに別の実施形態では、第1の部分101は、成形研磨粒子の本体の適切な形成を促す特定の3番目のアスペクト比(Wfp:Tfp)を有するように形成され得る。例えば、第1の部分101は、少なくとも約1:1の3番目のアスペクト比(Wfp:Tfp)を有し得る。他の例では、第1の部分101は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、少なくとも約2:1の3番目のアスペクト比を有し得る。さらに別の非制限的な実施形態では、第1の部分101は、約1000:1以下の3番目のアスペクト比を有し得る。
成形研磨粒子の本体の第1の部分101の寸法は、適切な形状及び寸法を有する本体の形成を促す特定の値を有するように形成され得る。前述した第1の部分101の寸法(例えばLfp、Wfp、Tfp)はいずれも約2mm以下の平均寸法を有し得る。他の例では、第1の部分の長さ(Lfp)、第1の部分の幅(Wfp)、又は第1の部分の厚さ(Tfp)のいずれかの平均寸法は、約900ミクロン以下、約800ミクロン以下、約700ミクロン以下、約600ミクロン以下、約500ミクロン以下、約400ミクロン以下、約300ミクロン以下、約200ミクロン以下、約150ミクロン以下、約140ミクロン以下、約130ミクロン以下、約120ミクロン以下、約110ミクロン以下、約100ミクロン以下、約90ミクロン以下、約80ミクロン以下、約70ミクロン以下、約60ミクロン以下、又は約50ミクロン以下さえといった、約1mm以下の平均寸法を有し得る。さらに、他の非制限的な実施形態では、第1の部分の長さ(Lfp)、第1の部分の幅(Wfp)、又は第1の部分の厚さ(Tfp)のいずれかは、少なくとも約0.1ミクロン、又は少なくとも約1ミクロンといった、少なくとも約0.01ミクロンである平均寸法を有し得る。第1の部分の長さ、第1の部分の幅、又は第1の部分の厚さのいずれかは、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である平均寸法を有し得ることが理解されるだろう。
別の実施形態では、第1の部分101は、特定の断面形状を有するように被着し得る。第1の部分101を特定の断面形状で被着することは、特定の所望した断面形状及び三次元形状を有する成形研磨粒子の本体の形成を容易にし得る。一実施形態に従うと、第1の部分101には、実質的にあらゆる断面形状が企図され得る。より具体的には、第1の部分101は、第1の部分の長さ(Lfp)及び第1の部分の幅(Wfp)によって形成される平面に、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せといった、断面形状を有し得る。さらに、第1の部分101は、第1の部分の長さ(Lfp)及び第1の部分の厚さ(Tfp)に形成される平面に特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状としては、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択された形状が挙げられ得る。
少なくとも1つの実施形態では、第1の部分101は、層の形態で被着され得る。さらに別の実施形態では、第1の部分は、細長い構造で被着され得(図1Aで例示する通り)、ここで、長さは厚さ又は幅よりも顕著に大きい。さらに別の実施形態では、第1の部分101は、個別の小滴として被着され得る。より具体的には、被着プロセスは、所定の体積の第1の印刷材料102を複数の個別の小滴で被着して第1の部分101を形成することが含まれるように、実行され得る。例えば、第1の部分101は、調節された方法で被着されて第1の部分101の寸法を形成する複数の第1のサブ部分から構成され得る。
図1Aでさらに例示される通り、付加製造プロセスに従って成形研磨粒子を形成するプロセスは、第2の印刷材料112を含む第2の部分110を、調節して被着することも含み得る。一実施形態では、第2の印刷材料112としては、固体、溶液、混合物、液体、スラリー、ゲル、結合剤及びこれらの組合せが挙げられうる。特定の実施形態では、第2の印刷材料112は、第1の印刷材料と同じ又は異なっていてもよい。例えば、第2の印刷材料112は、上記の通りゾルゲル材料を含み得る。被着アセンブリ151は、第1の部分101に対する特定の位置が包含される、あらゆる適切な位置に第2の部分110を被着し得る。例えば、図1Aで例示する通り、第2の部分110は、第1の部分101の少なくとも一部分に隣接する位置に被着し得る。被着アセンブリ151のこのような調節された多軸移動は、例えば、第1の部分101及び第2の部分110を含む個別の部分の正確な被着、並びに、複数の部分(及びサブ部分)のそれぞれ互いに調節された正確な被着の双方を容易にし得、したがって、複数の部分の積み重ねを促し、成形研磨粒子の本体を形成し得る。
例示の通り、被着アセンブリ151は、成形研磨粒子の本体の第2の部分110として、第2の印刷材料112を被着するよう構成され得る。特に、第2の部分110は、成形研磨粒子の本体の全体積の一部分を形成し得る。具体的な例では、第2の部分110は、第2の部分の長さ(Lsp)、第2の部分の幅(Wsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)を有し得る。特に、一態様に従うと、LspはWsp以上であり得、LspはTsp以上であり得、及び、WspはTsp以上であり得る。具体的な例では、第2の部分110の長さ(Lsp)は第2の部分110の最大寸法を形成し得、また、第2の部分110の幅(Wsp)は、通常長さ(Lsp)に垂直な方向へ延びる寸法を形成し得、また、一実施形態に従って2番目に大きい寸法を形成し得る。最後に、いくつかの実施形態では、第2の部分110の厚さ(Tsp)は通常、第2の部分110の最小寸法を占め得、また、長さ(Lsp)及び幅(Wsp)の双方又はいずれかに垂直な方向へ伸びる寸法を形成し得る。しかし、第2の部分110は、本明細書でさらに定義される通り、様々な形状を有し得ることが理解されるだろう。
一実施形態に従うと、第2の部分110は、適切な形状及び寸法を有する本体の形成を促し得る1番目のアスペクト比(Lsp:Wsp)を有し得る。例えば、第2の部分110は、少なくとも約1:1の1番目のアスペクト比(Lsp:Wsp)を有し得る。他の実施形態では、第2の部分110は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、約2:1である1番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、第2の部分110は、約1000:1以下の1番目のアスペクト比を有し得る。
さらに、第2の部分110は、形成された成形研磨粒子の本体が所望する形状を有するように、特定の2番目のアスペクト比を有するように形成され得る。例えば、第2の部分110は、少なくとも約1:1の2番目のアスペクト比(Lsp:Tsp)を有し得る。他の実施形態では、第2の部分110は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった少なくとも約2:1である2番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、第2の部分110の2番目のアスペクト比は、約1000:1以下であり得る。
さらに別の実施形態では、第2の部分110は、適切な形状及び寸法を有する本体の形成を促し得る特定の3番目のアスペクト比(Wsp:Tsp)を有するように形成され得る。例えば、第2の部分110は、少なくとも約1:1の3番目のアスペクト比(Wsp:Tsp)を有し得る。他の例では、第2の部分110は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、少なくとも約2:1の3番目のアスペクト比を有し得る。さらに別の非制限的な実施形態では、第2の部分110は、約1000:1以下の3番目のアスペクト比を有し得る。
成形研磨粒子の本体の第2の部分110の寸法は、特定の値を有するように形成され得る。前述した第2の部分110の寸法(例えばLsp、Wsp、Tsp)はいずれも約2mm以下の平均寸法を有し得る。他の例では、第2の部分の長さ(Lsp)、第2の部分の幅(Wsp)、又は第2の部分の厚さ(Tsp)のいずれかの平均寸法は、約900ミクロン以下、約800ミクロン以下、約700ミクロン以下、約600ミクロン以下、約500ミクロン以下、約400ミクロン以下、約300ミクロン以下、約200ミクロン以下、約150ミクロン以下、約140ミクロン以下、約130ミクロン以下、約120ミクロン以下、約110ミクロン以下、約100ミクロン以下、約90ミクロン以下、約80ミクロン以下、約70ミクロン以下、約60ミクロン以下、又は約50ミクロン以下さえといった、約1mm以下の平均寸法を有し得る。さらに、他の非制限的な実施形態では、第2の部分の長さ(Lsp)、第2の部分の幅(Wsp)、又は第2の部分の厚さ(Tsp)のいずれか1つは、少なくとも約0.1ミクロン、又は少なくとも約1ミクロンといった、少なくとも約0.01ミクロンである平均寸法を有し得る。第2の部分の長さ、第2の部分の幅、又は第2の部分の厚さのいずれかは、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である平均寸法を有し得ることが理解されるだろう。
別の実施形態では、第2の部分110は、特定の断面形状を有するように被着され得る。第2の部分110を特定の断面形状で被着することは、特定の所望した断面形状及び三次元形状を有する成形研磨粒子の本体の形成を容易にし得る。一実施形態に従うと、第2の部分110には、実質的にあらゆる断面形状が企図され得る。より具体的には、第2の部分110は、第2の部分の長さ(Lsp)及び第2の部分の幅(Wsp)によって形成され、上から下の方向で見られ得る平面で、断面形状を有し得、当該形状は、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテ
ン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択される。さらに、第2の部分110は、第2の部分の長さ(Lsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)に形成される平面に、側面図で明らかであり得る、特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状としては、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択された形状が挙げられ得る。さらに、第2の部分110は、第2の部分の幅(Wsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)に形成される平面に、側面図で明らかであり得る、特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状としては、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せから成る群から選択された形状が挙げられ得る。
ン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択される。さらに、第2の部分110は、第2の部分の長さ(Lsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)に形成される平面に、側面図で明らかであり得る、特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状としては、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択された形状が挙げられ得る。さらに、第2の部分110は、第2の部分の幅(Wsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)に形成される平面に、側面図で明らかであり得る、特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状としては、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せから成る群から選択された形状が挙げられ得る。
少なくとも1つの実施形態では、第2の部分110は、層の形態で被着され得る。さらに別の実施形態では、第2の部分は、細長い構造で被着され得(図1Aで例示する通り)、ここで、長さは、厚さ又は幅よりも顕著に大きい。さらに別の実施形態では、第2の部分110は、別々の小滴として被着され得る。より具体的には、被着プロセスは、所定の体積の第2の印刷材料112を複数の個別の小滴で被着して第2の部分110を形成することが含まれるように、実行され得る。例えば、第2の部分110は、調節された方法で被着されて第2の部分110の寸法を形成する複数の第2のサブ部分から構成され得る。
図1Aでさらに例示する通り、第1の部分101は、第2の部分110の断面形状と実質的に同じ断面形状を有し得る。しかし、他の実施形態では、複数の部分が、それぞれが互いに異なる断面形状を有し得るように被着され得ることが理解されるだろう。例えば、少なくとも1つの実施形態では、第1の部分101は、第2の部分110の本体を形成する寸法(例えば長さ、幅、厚さ)のいずれか2つに関する第2の部分110の断面形状とは異なり得る、第1の部分の本体の寸法(例えば長さ、幅及び厚さ)のいずれか2つに関する第1の断面形状で被着され得る。
いくつかの実施形態に従うと、第1の印刷材料102は、第1の組成を有し得、第2の印刷材料112は、第2の組成を有し得る。いくつかの場合では、第1の組成は実質的に第2の組成と同じであり得る。例えば、第1の組成及び第2の組成は、少量(例えば、約0.1%未満といった)で存在する不純物の含量のみが第1の組成と第2の組成との間の違いであり得るように、互いに本質的に同一であり得る。または、別の実施形態では、第1の組成及び第2の組成は、互いに顕著に異なり得る。
少なくとも1つの実施形態では、第1の組成は、有機材料、無機材料及びこれらの組合せといった材料を含み得る。より具体的には、第1の組成は、セラミック、ガラス、金属、ポリマー又はこれらのいずれかの組合せを含み得る。少なくとも1つの実施形態では、第1の組成は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物(oxyboride)及びこれらの組合せといった材料を含み得る。特に、一実施形態では、第1の組成は、アルミナを含み得る。より具体的には、第1の組成は、例えばベーマイトが挙げられる水和アルミナ材料といった、アルミナ系材料を含み得る。
少なくとも1つの実施形態では、第2の組成は、有機材料、無機材料及びこれらの組合せといった材料を含み得る。より具体的には、第2の組成は、セラミック、ガラス、金属、ポリマー又はこれらのいずれかの組合せを含み得る。少なくとも1つの実施形態では、第2の組成は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物及びこれらの組合せといった材料を含み得る。特に、一実施形態では、第2の組成は、アルミナを含み得る。より具体的には、第1の組成は、例えばベーマイトが挙げられる水和アルミナ材料といった、アルミナ系材料を含み得る。
特定の例では、第1の印刷材料及び第2の印刷材料(例えば第1の印刷材料110及び第2の印刷材料112)を被着するプロセスは、1回目で第1の印刷材料を被着し、2回目で第2の印刷材料を被着し、1回目及び2回目は異なる時間間隔で個別に行われるように、実行され得る。そのような実施形態では、被着プロセスは、個別の継続時間で個別の部分が形成されることを含む、断続的なプロセスであり得る。断続的なプロセスでは、第1の部分の形成と第2の部分の形成との間で少なくともある期間の時間が経過し、その間に、材料の被着は一切なくてもよい。
さらに、他の例では、被着プロセスは、持続的なプロセスであり得ることが理解されるだろう。持続的なプロセスでは、被着プロセスは、必ずしも異なる時間間隔で個別の第1及び第2の部分が被着されることを含んでいなくてもよい。その代わり、被着プロセスは、被着アセンブリ151が動いている間に印刷材料が押出され得る持続的な押出しプロセスを用い得る。さらに、被着アセンブリ151は、持続的な被着プロセスの間に、その部分の寸法を変えることが可能であり得、それによって、様々な寸法(例えば断面及び三次元の寸法)を有する1つ又は複数の部分を形成することが促され、所望する二次元及び三次元の形状を有する成形研磨粒子の本体を形成することが容易になる。
付加製造プロセスを介して成形研磨粒子の本体を形成する別の態様に従うと、プロセスは第1の部分101及び第2の部分110のうち1つを優先的に修飾し、第1の部分101及び第2の部分110を結合して本体のサブセクション171を形成することを含み得る。特定の実施形態では、修飾のプロセスは、第1の印刷材料102及び第2の印刷材料112の少なくとも1つの相を変えることを含む。例えば、修飾としては、第1の部分101及び第2の部分110の少なくとも1つを加熱することが挙げられ得る。より具体的には、加熱には、第1の部分101の少なくとも一部分を第2の部分110に融合させるといったことによって、第1の部分101の一部分を第2の部分110に結合することが含まれる。加熱はまた、様々な技術を用いて達成され得、例えば、対流、伝導及び放射技術が挙げられる。特定の一実施形態では、第1の部分101及び第2の部分110のうち少なくとも1つを加熱するプロセスは、第1の部分110及び/又は第2の部分110の少なくとも一部分に電磁放射線を当て、第1の部分101の一部分が第2の部分110に結合するよう促すことを含み得る。適切な種類の電磁放射線は、レーザーの使用によって供給され得る。さらに、他の例では、加熱のプロセスは、第2の部分の少なくとも一部分に電磁放射線を当てて、第1の部分及び第2の部分のいずれかの結合を促すことを含み得ることが理解されるだろう。
他の例では、本体の一部分を修飾するプロセスには、融解、選択的レーザー融解、焼結、選択的焼結、直接的金属レーザー焼結、選択的レーザー焼結、粒子ビーム修飾、電子ビーム融解、熱溶解積層法、固化及びこれらのいずれかの組合せも含まれ得る。前述のプロセスは全て、部分修飾のために、1つ又は複数の部分のいずれかで部分的又は全体的に用いられ得る。
付加製造プロセスを介して成形研磨粒子の本体を形成する別の態様では、成形研磨粒子の本体を形成するプロセスは、デジタルモデルに従って実行され得る。デジタルモデルに従って本体を形成するプロセスには、本体の少なくとも一部分を測定すること、及び、デジタルモデルの対応する寸法と比較することが含まれ得る。比較のプロセスは、形成プロセスの間又は形成プロセス完了後に、本体の一分部又全体に対して行われ得る。デジタルモデルの提供によって、被着アセンブリ151によって実施される被着プロセスの調節が容易になり得ることが理解されるだろう。
具体的な例では、デジタルモデルに従って本体を形成するプロセスには、デジタルモデルのデジタル断面を複数作製することがさらに含まれ得る。複数のデジタル断面の作成は、例えば、本体の1つ又は複数の被着の調節が容易になり得る。例えば、一例では、プロセスには、1回目に本体の第1の部分を被着することが含まれ得、ここで、第1の部分はデジタルモデルの複数の断面のうち第1の断面に対応している。さらに、プロセスには、1回目の時とは異なる2回目で、本体の第1の部分とは異なる第2の部分を被着することが含まれ得る。第2の部分は、デジタルモデルの複数の断面のうち第2の断面に対応し得る。したがって、複数のデジタル断面は、複数の個別の部分の被着を導き得、ここで、単一のデジタル断面は、第1の個別の部分の被着を容易にし得、第2のデジタル断面は、第2の個別の部分の被着を容易にし得ることが理解されるだろう。それぞれの部分は被着され得、被着アセンブリ151がそれぞれの部分を被着及び形成している際に、その部分の寸法が測定され得、デジタルモデルと比較され得る。より具体的には、被着された部分の寸法の比較をもとに、被着アセンブリ151を適合して、被着プロセスを、対応するデジタルモデル部分に変更し得る。
付加製造プロセスは、例えば、第1の部分101及び第2の部分110が挙げられる個別の部分を積み重ね、サブセクション171を形成するプロセスを含み得ることが理解されるだろう。さらに、プロセスには、サブセクションを複数積み重ねて成形研磨粒子の本体を形成することが含まれ得る。
さらに別の実施形態に従うと、成形研磨粒子を形成するプロセスは、減法プロセスを含み得る。特に、減法プロセスは、少なくとも多少の付加製造プロセスが完了してから実行され得る。より具体的には、減法プロセスは、付加製造プロセスが完全に完了してから実行され得る。少なくとも1つの実施形態では、減法プロセスは、成形研磨粒子前駆物の本体を形成した後に実行され得る。特定の例では、減法プロセスは、成形研磨粒子前駆物を形成するのに用いられた材料の少なくとも一部分を除去することを含み得る。特定の適切な減法プロセスとしては、例えば、本体の一部分に少なくとも1つの開口を形成すること、本体の全ての部分に貫通して延びる少なくとも1つの開口部を形成すること、及び、本体を加熱して、本体の少なくとも一部分を揮発させるといったことにより、本体の一部分を除去することが挙げられ得る。
付加製造プロセスによって形成された成形研磨粒子の本体は、様々な適切寸法を含み得る。具体的な例では、本体は、図6に示すものといった、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)を有し得る。1つの非制限的な実施形態では、本体の長さは、成形研磨粒子の最大寸法を形成し得、本体の幅は、長さに通常垂直である方向へ延びる寸法を形成し得、一実施形態に従うと2番目に大きい寸法を形成し得る。さらに、いくつかの実施形態では、本体の厚さは、成形研磨粒子の最小寸法を形成し得、長さ及び幅のいずれか又は双方に垂直である方向へ延びる寸法を形成し得る。いくつかの場合では、LbはWb以上であり得、LbはTb以上であり得る。さらに、成形研磨粒子の他のデザインでは、WbはTb以上であり得る。しかし、本体は本明細書でさらに定義する通り、様々な形状を有し得ることが理解されるだろう。
さらに、本明細書でいずれかの寸法上の特徴(例えばLb、Wb、Tb)を参照する場合、ある束の単一の成形研磨粒子の寸法、束から成形研磨粒子を適切にサンプリング及び分析して導いた中央値又は平均値であり得る。明らかに記述しない限りは、本明細書で寸法上の特徴を参照する場合は、物品の束から取得した適切な数の物品のサンプルサイズから引き出した統計的に有意である値に基づいた中央値を参照していると考えられ得る。特に、本明細書の特定の実施形態では、サンプルサイズは、物品の束からランダムに選択された少なくとも10個の物品を含み得る。物品の束は、単一のプロセスの実行から回収した物品の群であり得る。さらに、又は、代替的に、物品の束は、少なくとも約20ポンドの粒子といった、商業レベルの研磨製品を形成するのに適切な量の成形研磨粒子を含み得る。
一実施形態に従うと、本体は少なくとも約1:1の1番目のアスペクト比(Lb:Wb)を有し得る。他の実施形態では、本体は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、約2:1である1番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、本体は、約1000:1以下の1番目のアスペクト比を有し得る。
さらに、本体は、成形研磨粒子が所望する形状を有するように、特定の2番目のアスペクト比を有するように形成され得る。例えば、本体は少なくとも約1:1の2番目のアスペクト比(Lb:Tb)を有し得る。他の実施形態では、本体は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、少なくとも約2:1である2番目のアスペクト比を有し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、本体の2番目のアスペクト比は、約1000:1以下であり得る。
さらに別の実施形態では、本体は少なくとも約1:1である特定の3番目のアスペクト比(Wb:Tb)を有するように形成され得る。他の例では、本体は、少なくとも約3:1、少なくとも約5:1、又は少なくとも約10:1さえといった、少なくとも約2:1の3番目のアスペクト比を有し得る。さらに別の非制限的な実施形態では、本体は約1000:1以下の3番目のアスペクト比を有し得る。
成形研磨粒子の本体の寸法は、特定の値を有するように形成され得る。前述の本体の寸法(例えばLb、Wb、Tb)のいずれかは、少なくとも約0.1ミクロンの平均寸法を有し得る。他の例では、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)、又は本体の厚さ(Tb)のいずれかの寸法の平均は、少なくとも約1ミクロン、少なくとも約10ミクロン、少なくとも約50ミクロン、少なくとも約100ミクロン、少なくとも約150ミクロン、少なくとも約200ミクロン、少なくとも約400ミクロン、少なくとも約600ミクロン、少なくとも約800ミクロン、少なくとも約1mmの平均寸法を有し得る。さらに、他の非制限的な実施形態では、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)、又は本体の厚さ(Tb)のいずれかは、約20mm以下、約18mm以下、約16mm以下、約14mm以下、約12mm以下、約10mm以下、約8mm以下、約6mm以下、又は約4mm以下さえである平均寸法を有し得る。いずれかの寸法は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である平均寸法を有し得ることが理解されるだろう。
別の実施形態では、本体は、特定の所望される断面形状を有するように形成され得る。例えば、本体は、本体の長さ(Lb)及び本体の幅(Wb)によって形成される平面に断面形状を有し得、当該形状は、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択される。さらに、本体は、本体の長さ(Lb)及び本体の厚さ(Tb)によって形成される平面に特定の断面形状を有するよう形成され得る。そのような断面形状は、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭及びこれらのいずれかの組合せの群から選択される形状も包含し得る。
本体はまた、特定の所望する三次元形状を有するようにも形成され得る。例えば、本体は、多面体、錐体、楕円体、球体、プリズム、円柱、円錐、四面体、立方体、直方体、菱面体、角錐台、切頂楕円体、切頂球体、切頂円錐、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、漢字、複雑な多角形状、不規則な形状の輪郭、火山の形状、モノスタティック形状及びこれらの組合せから成る群から選択される三次元の形状を有し得る。モノスタティック形状は、安定した安静位を単一で有する形状である。したがって、モノスタティック形状を有する成形研磨粒子は、基材に適用され得、安定した安静位が1つしかないので、同一の位置で一貫して配向され得る。例えば、モノスタティック形状を有する成形研磨粒子は、粒子を重力コーティングによってバッキングに適用する際に適切であり得、これは、コーティングされた研磨製品の形成で使用され得る。より具体的には、成形研磨粒子は、バランスの不安定な点が1つしかない形状を有する三次元物体である、モノ−モノスタティック形状であり得る。1つの特定の実施形態に従うと、成形研磨粒子は、ゴンボック(gomboc)の形状を有し得る。別の実施形態では、成形研磨粒子は少なくとも4つの面を有するモノスタティックな多面体である。
本明細書の実施形態に従った付加製造プロセスはまた、複数の成形研磨粒子を形成するのに用いられ得、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子は、上記の通り、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)を有する本体を有する。一実施形態に従うと、複数の成形研磨粒子は、約50%以下の本体の長さの変動、約50%以下の本体の幅の変動及び約50%以下の本体の厚さの変動のうち少なくとも1つを有し得る。
本体の長さの変動は、複数の成形研磨粒子を含み得る、複数の成形研磨粒子から取得した適切なサンプリングに関する本体の長さの標準偏差として説明され得る。一実施形態では、本体の長さの変動は、約30%以下、約20%以下、約10%以下、又は約5%以下さえといった、約40%以下であり得る。
本体の長さの変動のように、本体の幅の変動は、複数の成形研磨粒子から取得した形状研磨粒子の適切なサンプリングに関する本体の幅の標準偏差の尺度になり得る。一実施形態に従うと、本体の幅の変動は、約30%以下及び約20%以下、約10%以下、又は約5%以下さえといった、約40%以下であり得る。
さらに、本体の厚さの変動は、複数の成形研磨粒子から取得した形状研磨粒子の適切なサンプリングに関する本体の厚さの標準偏差であり得る。一実施形態に従うと、複数の成形研磨粒子に関する本体の厚さの変動は、約30%以下、約20%以下、約10%以下、又は約5%以下さえといった、約40%以下であり得る。
一実施形態に従うと、付加製造プロセスは、製造ツールを用いないで、原材料を形状化することで成形研磨粒子の本体を形成することを含み得る。製造ツールは、原材料を含み、所望する最終成形研磨粒子を形成するよう構成される1つ又は複数の開口を有する、鋳型又はスクリーンであり得ることが理解されるだろう。別の実施形態に従うと、付加製造プロセスは、原材料の複数の個別の部分を、調節され、互いに無造作ではない方法で被着し、成形研磨粒子の本体を形成することを含み得る。さらに、少なくとも1つの実施形態では、付加製造プロセスは、本体の複数の部分を、調節された、互いに無造作ではない方法で、製造ツール内に被着させることを含み得る。すなわち、特定の例では、付加製造プロセスは、製造ツールの使用を含み得る。少なくとも1つの方法では、付加製造プロセスは、製造ツールが、調整された無作為ではない方法で、配置される複数の個別の部分で充填されるため、従来のスクリーン印刷及び鋳型成形プロセスとは異なる。
本明細書で成形研磨粒子の形成に言及する場合、成形研磨粒子前駆物の形成を包含することを理解されたい。すなわち、付加製造プロセスは、最終成形研磨粒子を形成するためにさらに処理に供せられ得る、未完成本体又はまだ終わっていない本体であり得る、成形研磨粒子前駆物を形成し得る。特定の形成プロセスでは、成形研磨粒子前駆物は、最終成形研磨粒子と本質的に同じ形状を有し得る。
別の実施形態に従うと、付加製造プロセスとしては、光重合、レーザー粉末形成、粉末床溶融結合、選択的レーザーセンタリング(centering)、マイクロレーザー焼結、材料押出し、ロボキャスティング(robocasting)、材料噴射、シート積層及びこれらの組合せといったプロセスが挙げられ得る。ある特定の実施形態では、光重合プロセスは、光造形を包含し得る。光造形は、ポリマー材料を含有するスラリーの層のうち少なくとも1つが形成プロセスの間に重合されて成形研磨粒子を形成し得るプロセスを包含し得る。より具体的には、光造形プロセスは、粉末原材料及び担体を含有するスラリーといった混合物、および、成形研磨粒子の形成プロセスの間に重合されるよう構成されたポリマー材料の提供を含み得る。
別の実施形態では、付加製造プロセスは、レーザー粉末形成プロセスを包含し得る。レーザー粉末形成は、基材といった標的上に原材料を被着し、レーザー源からといった放射線を標的及び原材料に入射させ、原材料を溶融させて原材料を成形研磨粒子の少なくとも一部分に形成することを含み得る。特に、レーザー粉末形成プロセスは、溶融物が成形研磨粒子の少なくとも一部分の形成前に形成されるように、原材料の固体状態から液体状態への相変化を含み得る。
レーザー粉末形成プロセスは、金属、金属合金、ガラス、セラミック、ポリマー及びこれらの組合せの群から選択される原材料を用い得る。少なくとも1つの特定の実施形態では、レーザー粉末形成プロセスで形成された成形研磨粒子は、金属、金属合金、ガラス、セラミック、セラミック前駆物、ポリマー及びこれらの組合せといった材料を含み得る。一実施形態で、レーザー粉末形成プロセスによって形成された成形研磨粒子は、酸化物を含むガラス材料から本質的に成る。
別の例では、付加製造プロセスは、選択的レーザー焼結プロセスを包含し得る。選択的レーザー焼結としては、放射線を標的に当てるプロセスが挙げられ得る。放射線はレーザー源から提供され得る。放射線は原材料を含む標的に入射し、原材料の少なくとも一部分を成形研磨粒子の一部分に変え得る。より具体的な例では、選択的レーザー焼結プロセスは、レーザー源からの放射線を原材料のベッドの一部分上に入射させ、原材料のベッドの一部分を成形研磨粒子に変換することを含み得る。例えば、放射線が入射した原材料のベッドの一部分は、相変化を経るような方法で変換し得る一方で、原材料の放射線の影響を受けていない他の部分は、その本来の状態を維持し得る。一実施形態に従うと、原材料の少なくとも一部分を変化させることは、原材料の結晶構造の変化を含み得る。例えば、原材料のベッドは、放射線によって、例えばアルファアルミナが挙げられるアルミナの代替形態に変わるベーマイト材料を含み得る。さらに別の実施形態では、原材料の少なくとも一部分を変化させることは、放射線に供せられる原材料を、固相から液相へ変えるといった、原材料の相を変えることを含み得る。
選択的レーザー焼結操作で用いられる原材料としては、金属、金属合金、ガラス、セラミック、セラミック前駆物、ポリマー及びこれらの組合せが挙げられ得る。特定の一実施形態では、原材料としては、アルミナ又はベーマイトといった酸化物材料が挙げられ得る。さらに、選択的レーザー焼結プロセスによって形成される成形研磨粒子は、金属、金属合金、ガラス、セラミック、セラミック前駆物、ポリマー及びこれらの組合せを包含し得る。特定の一実施形態では、選択的レーザー焼結プロセスに従って形成した成形研磨粒子は、アルミナ又はベーマイトといった酸化物材料を含み得る。
さらに別の実施形態では、付加製造プロセスは、材料噴射を含み得る。材料噴射プロセスは、個別の原材料の小滴を標的上に被着し、個別の小滴を成形研磨粒子の本体の少なくとも一部分へ合体させることを含み得る。
一代替プロセスに従うと、成形研磨粒子は、低圧射出成形プロセスを用いて形成され得る。従来の特定の射出成形プロセスと違って、本明細書の付加製造プロセスに関する実施形態で記述した印刷材料の特性のいずれかを含み得る成形材料を、調節した方法で鋳型に射出し得る。特に、プロセスの間、成形材料は、乱流条件とは反対に層流条件下で鋳型に射出され得る。層流条件は、成形材料を充填手順に従って鋳型に調節して配置することを可能にし、このことは、成形材料を調節された充填手順のために特定の順序で鋳型へ選択的に配置することを含み得る。射出成形プロセスは、本明細書に記載される1つ又は複数のプロセスと組合せてもよい。
1つの特定の実施形態に従うと、成形研磨粒子を形成するための付加製造プロセスは、ロボキャスティングを含み得る。特定の例では、ロボキャスティングは、原材料を、互いに異なる個別の部分の形態で標的上に被着することを含み得る。その部分は後で、次に続く処理を介して合体し、成形研磨粒子を形成し得る。原材料は、ノズルから標的又は基材上に調節された方法で被着され、成形研磨粒子の本体を形成し得る。
一実施形態に従うと、ロボキャスティングを介して本体を形成するプロセスは、ノズル先端の長さ;ノズルの幅;ノズルのアスペクト比、被着の圧力、ノズルの幅と被着の圧力との間の関係、被着速度、被着体積、被着速度と被着の位置との間の関係、被着の圧力と被着の位置との間の関係、中断距離、プレ移動の遅れ、分配間隔、印刷材料の充填パターン、印刷材料の動的降伏応力(σd)、印刷材料の静的降伏応力(σs)、印刷材料の降伏応力の比(σd/σs)及びこれらの組合せから成る群から少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含み得る。
具体的な例では、本体を形成するプロセスには、被着、又は、1回目に第1の印刷材料を本体の第1の部分として被着すること、及び、2回目で、本体の第1の分部とは異なる第2の部分として第2の印刷材料を被着することが含まれ得る。図1Bは、一実施形態に従って成形研磨粒子を形成するシステム及び方法の一部分を例示している。例示する通り、第1の被着アセンブリ151は、第1の印刷材料122を被着し、少なくとも第1の部分141又は第2の部分142を形成するように構成され得る。特定のプロセスは、第2の被着ヘッド(すなわち第2のノズル)144から第2の印刷材料147を標的上に被着し、第1の部分141又は第2の部分142を形成するよう構成された第2の被着アセンブリ143を用い得る。一実施形態に従うと、第1の材料122を被着することは、1回目で第1の部分141(例えば層の形態で)を形成し、第2の部分142(例えば層の形態で)として第1の部分141を覆って第2の印刷材料147を被着することを含み得る。
一実施形態に従って、第1の部分141は、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せの群から選択される第1の特徴を有し得る。さらに、別の実施形態では、第2の部分142は、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せの群から選択される第2の特徴を有し得る。少なくとも1つの実施形態では、第1の特徴は、第2の特徴とは異なり得る。
特定の例では、第1の印刷材料122は第1の組成、第2の印刷材料147は第2の組成を有し得る。第1の組成及び第2の組成は、互いに比べて顕著に異なり得る。例えば、第1及び第2の組成は、検知不可能な微量種とは異なる主要な組成種において互いに異なり得る。具体的な例では、第1及び第2の組成は、第1及び第2の組成における主要な組成種の1つに少なくとも2%で差があることに基づいて異なり得る。
別の実施形態では、第2の組成は、第1の組成に対して異なる多孔度を有し得る。例えば、一実施形態では、第1の部分141は、第2の部分142の第2の多孔度とは異なる第1の多孔度を有し得る。より具体的には、第1の部分は、第2の部分142の第2の多孔度よりも大きい第1の多孔度を有し得る。少なくとも1つの実施形態に従うと、本体は、特定の部分において、成形研磨粒子の特定の機械的特性及び研磨能力を促すのに適切であり得る選択的な多孔度を有するように形成され得る。特定の例では、本体は、成形研磨粒子の破壊力学を調節する選択多孔度を有する1つ又は複数の部分(例えば層)で形成され得る。
いずれかの別の実施形態では、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147は、本体内の異なる領域に被着され得る。例えば、図1を参照すると、第1の部分141は第1の印刷材料122を含み得、第2の部分142は第2の印刷材料147を含み得る。第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147の調節された被着は、成形研磨粒子の機械的特性及び研磨的特徴を調節するのに適切であり得る。例えば、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147の調節された被着は、調節された破壊挙動を有する成形研磨粒子を形成するのに適切であり得る。例えば、第1の印刷材料122は第1の組成を有し得、第2の印刷材料147は第2の組成を有し得、形成プロセスは、第1及び第2の組成の本体内における互いに選択的な被着を含み、成形研磨粒子の破壊挙動に影響を与え得る。例えば、1つの特定の実施形態では、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147は、本体のある領域内でそれぞれ交互になっている層で被着されて複合体を形成し得、これは、本体の自己鋭化挙動を調節するよう構成され得る。
別の実施形態では、第1の部分141は、第2の部分142に関連する第2の硬さとは異なる第1の硬さを有し得る。例えば、一実施形態では、第1の部分141及び第2の部分142は互いに硬さにおいて差を有し得る。特定の例では、第1の部分141の第1の硬さは、第2の部分142の第2の硬さよりも大きい。1つの特定の例では、第1の部分141及び第2の部分42は、互いに、成形研磨粒子の破壊挙動及び性能の向上を促し得る特定の配置で被着され得る。
さらに別の実施形態では、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147は、本体の異なる領域に被着され、固定された研磨品の成形研磨粒子の意図された配置に対して調節された配置の領域を含む複合体を形成し得る。例えば、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147は、成形研磨粒子が固定された研磨品(例えば接着された研磨材、コーティングされた研磨材、不織研磨材等)内に配置された時に、第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147が、固定された研磨材の粒子の意図された配向に対して配置されるように、本体内に配置され得る。成形研磨粒子の本体内及び固定された研磨材の本体の意図された配向に対しての第1の印刷材料122及び第2の印刷材料147の配向の調節は、成形研磨粒子及び固定された研磨品の性能の向上を促し得る。
特定の例では、形成プロセスは、第2の部分142に関連する第2の体積とは異なる第1の体積を有する第1の部分141を被着することを含み得る。例えば、図1Bで例示する通り、第1の部分141は、第2の部分142の体積とは異なる第1の体積を有し得る。より具体的には、特定の例では、第1の部分141は、第2の部分142の第2の体積よりも大きい第1の体積を有し得る。1つの特定の実施形態に従うと、部分の体積は、最初の部分に続いて形成された部分の体積が最初の部分の体積に対して小さくなるように、形成プロセスが続くにつれて小さくなり得る。
一実施形態に従うと、第1の部分及び第2の部分の調節された被着のプロセスは、成形研磨粒子の本体の特定の特徴のサイズを調節するのに適切であり得る。例えば、少なくとも1つの実施形態では、第1の部分141は、第2の部分142の第2の部分よりも大きい第1の体積を有し得る。そのような場合、第1の部分141は、本体の中央領域を形成し得、第2の部分142は、本体のかどの少なくとも一部分を形成し得る。より具体的には、第1の部分141は、本体の中央領域を形成し得、第2の部分142は、本体の端部を形成し得る。特に、特定の成形研磨粒子に関して、本体の端部及びかどといったさらに小さい部分がより小さい特徴を有し、尖った端部及び尖ったかどとして機能し得るように、端部及びかどといったさらに小さい部分を用いて本体の特定の部分を形成することが所望され得ることが理解されるだろう。したがって、形成プロセスには、本体の特定の部分での調節された体積の被着を含み、成形研磨粒子の性能の向上を促し得る特定の特徴の形状及びサイズの調節を容易にし得る。
図1Bでさらに例示する通り、形成のプロセスには、第1の被着アセンブリ151、第1の被着ヘッド153、及び、第1の被着アセンブリ151から被着され得る第1の印刷材料122の使用を含み得る。本明細書の実施形態で記す通り、第2の被着アセンブリ143は、第1の被着アセンブリ151に関する第1の印刷材料122と様々な点で異なり得る第2の印刷材料147の選択的被着を促し得る。例えば、少なくとも1つの実施形態では、第1の部分141は、第1の被着アセンブリ151又は第2の被着アセンブリ143のうちの1つによって形成され得る。本明細書の実施形態に記載する通り、本体を形成するプロセスは、少なくとも、第1の被着ヘッド153(すなわちノズル153)から標的へ第1の印刷材料122を被着することを含み得、ノズルの動きは、コンピュータープログラムによって調節され得る。
理解される通り、図1A及び1Bに例示される形成プロセスといった特定の形成プロセスでは、形成のプロセスには、標的に対して印刷材料を被着するよう構成されたノズルの三次元の動きを調節することを含み得る。特定の例では、三次元の動きを調節することには、ノズルをX軸、Y軸、Z軸で調節することを含む。さらに、図1Bで例示する通り、プロセスでは、複数のノズルが用いられ得、ここで、複数のノズルの各ノズルは、印刷材料を被着するように構成され得る。プロセスには、複数のノズルの各ノズルの調節、及び、ノズルのX軸、Y軸及びZ軸での調節といった、三次元の動きの調節が含まれ得る。
具体的な例では、本明細書に記載した特徴を有する成形研磨粒子の本体を形成するプロセスは、特定の幅162を有するノズル153の使用によって容易になり得る。例えば、ノズル153は、約150ミクロン以下、約120ミクロン以下、約100ミクロン以下、約90ミクロン以下、約85ミクロン以下、約80ミクロン以下、約75ミクロン以下、約70ミクロン以下、約65ミクロン以下、約60ミクロン以下、約55ミクロン以下、約50ミクロン以下、約45ミクロン以下、約40ミクロン以下、約35ミクロン以下、約30ミクロン以下、約25ミクロン以下、約20ミクロン以下といった、約200ミクロン以下であり得る幅162を有し得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、ノズル153は、少なくとも約1ミクロン、又は少なくとも約10ミクロンさえといった、少なくとも約0.1ミクロンの幅162を有し得る。ノズル153は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である幅162を有し得、例えば、少なくとも約0.1ミクロンと約100ミクロン以下との間の範囲内、又は少なくとも約0.1ミクロンと約80ミクロン以下さえとの間の範囲内といった、少なくとも約0.1ミクロンと約500ミクロン以下との間の範囲内が挙げられることが理解されるだろう。
本明細書でノズルの幅162に言及する場合、ノズル153内の内部開口の言及を含み得ることが理解されるだろう。例えば、図1Eを簡潔に参照すると、一実施形態に従ったノズルの端部の例示が提供されている。例示する通り、ノズル153は、印刷材料が流れて被着され得る経路を形成する開口155を有し得る。開口155は、様々な二次元形状を有し得、例えば、多角形及び楕円体が挙げられる。一実施形態に従って、図1Eで例示する通り、開口155は、円形の二次元形状を有し得、したがって、直径156が幅を規定する。よって、ノズル153の幅を本明細書で参照する場合、開口155の二次元形状に基づいた開口155の幅又は直径を意味することが理解されるだろう。
さらに別の実施形態では、ノズル153は、ノズル153の最長寸法を規定する先端の長さ161を有し得る。ノズル153の先端の長さ161の調節は、印刷材料の被着及び最終的には成形研磨粒子の本体の特徴の形成の向上を促し得る。一実施形態に従うと、ノズルは、約8mm以下、約6mm以下、約5mm以下、又は約4mm以下さえといった、約10mm以下の先端の長さ161を有し得る。さらに、別の非制限的な実施形態では、ノズル153は、少なくとも約0.2mm、少なくとも約0.5mm、又は少なくとも約1mmさえといった、少なくとも約0.1mmの先端の長さ161を有し得る。ノズル153の先端の長さ161は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.1mm及び約5mm以下、又は少なくとも約0.2mm及び約4mm以下でさえといった、少なくとも約0.1mm及び約10mm以下の先端の長さ161が挙げられることが理解されるだろう。
一実施形態に従って、ノズル153のノズルのアスペクト比の値(幅/先端の長さ)は、成形研磨粒子の本体の特徴の被着及び形成の向上を促し得る。例えば、ノズル153は、約0.6以下、約0.5以下又は約0.4以下さえといった、約0.8以下のノズルのアスペクト比の値(幅/先端の長さ)を有し得る。さらに、別の非制限的な実施形態では、ノズル153は、少なくとも約0.005、又は少なくとも約0.008さえといった、少なくとも約0.001のノズルのアスペクト比の値を有し得る。ノズル153は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であるノズルのアスペクト比の値を有し得、例えば、少なくとも約0.005及び約0.5以下又は少なくとも約0.008及び約0.4以下さえといった、少なくとも約0.001及び約0.8以下が挙げられることが理解されるだろう。第2の被着アセンブリ143に関連した第2の被着ヘッド(すなわち第2のノズル144)は、第1の被着アセンブリ151に従って記載された特徴のいずれかを有し得ることも理解されるだろう。
一実施形態に従うと、形成のプロセスは、被着の圧力を調節して第1の印刷材料の適切な被着を促すこと、及び、成形研磨粒子としての使用に適した特徴を有する本体の形成を促すことを含み得る。例えば、少なくとも1つの実施形態では、被着の圧力は、約4.5MPa以下、約4MPa以下、約3.5MPa以下、約3MPa以下、約2.5MPa以下、約2Mpa以下、約1.8MPa以下、約1.5MPa以下、約1.3MPa以下、約1MPa以下、約0.9MPa以下、約0.8MPa以下、又は約0.7MPa以下さえとった、約5Mpa以下であり得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、被着の圧力は、少なくとも約0.01MPa、少なくとも約0.05MPa、少なくとも約0.08MPa、又は少なくとも約0.1MPaさえといった、少なくとも約0.005MPaであり得る。被着の圧力は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.01MPa及び約2MPa以下又は少なくとも約0.05MPa及び約1.5MPa以下さえといった少なくとも約0.05MPa及び約5Mpa以下の被着の圧力が挙げられることが理解されるだろう。
特定の例では、本体を形成するプロセスは、ノズルの幅162と被着の圧力との間の関係を調節することを含み、少なくとも約1ミクロン/MPa、少なくとも約2ミクロン/MPa、少なくとも約4ミクロン/MPa、少なくとも約6ミクロン/MPa、少なくとも約8ミクロン/MPa、少なくとも約10ミクロン/MPa、少なくとも約12ミクロン/MPa、少なくとも約14ミクロン/MPa、又は少なくとも約16ミクロン/Mpaさえといった、少なくとも約0.2ミクロン/Mpaの値を有する第1の形成要因(幅/被着の圧力)を規定し得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、第1の形成要因は、約1×104ミクロン/MPa以下、約8000ミクロン/MPa以下、約6000ミクロン/MPa以下、約5000ミクロン/MPa以下、約4000ミクロン/MPa以下、約3000ミクロン/MPa以下、約2000ミクロン/MPa以下、約1000ミクロン/MPa以下、約500ミクロン/MPa以下、約200ミクロン/MPa以下、又は約100ミクロン/MPa以下さえといった、約1×105ミクロン/MPa以下の値を有し得る。第1の形成要因は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約1ミクロン/Mpa及び約6000ミクロン/MPa以下、又は少なくとも約2ミクロン/Mpa及び約1000ミクロン/MPa以下さえといった、少なくとも約0.2ミクロン/Mpa及び約1×105ミクロン/MPa以下が挙げられることが理解されるだろう。
さらに別の実施形態では、本体を形成するプロセスは、ノズルが動く速度を規定する被着速度の調節を含み得る。被着速度の適切な調節は、本明細書の実施形態に従った成形研磨粒子の特徴の適切な形成を促し得る。例えば、形成プロセスは、ノズルを、少なくとも約0.01mm/s、少なくとも約0.05mm/s、少なくとも約0.08mm/s、少なくとも約0.1mm/s、少なくとも約0.3mm/s、少なくとも約0.5mm/s、少なくとも約0.8mm/s、少なくとも約1mm/s、少なくとも約1.5mm/s、少なくとも約2mm/s、少なくとも約2.5mm/s、少なくとも約3mm/sといった、特定の速度で動かすことを含み得る。さらに、他の非制限的な実施形態では、形成のプロセスは、ノズルを、約30mm/s以下又は約20mm/s以下さえといった、約50mm/s以下の被着速度で動かすことを含み得る。形成のプロセスは、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である被着速度を含み得、例えば、少なくとも約0.1mm/s及び約30mm/s以下、又は少なくとも約1mm/s及び約20mm/s以下さえといった、少なくとも約0.01mm/s及び約50mm/s以下の被着速度が挙げられることが理解されるだろう。
特定の実施形態に従うと、形成のプロセスは、1つ又は複数の印刷材料の被着体積を調節して成形研磨粒子の本体の特定の部分を形成することを含み得る。例えば、形成のプロセスには、形成されている本体の一部分によって、印刷材料の被着体積を変えることで、被着体積を調節することを含み得る。少なくとも1つの実施形態では、形成プロセスには、本体の主面を形成する領域に被着する材料の体積と比較して、より小さい体積の材料を本体のかどを形成する領域に被着することを含み得る。そのような被着の手順は、本明細書の実施形態の成形研磨粒子に特に適切であり得るとがった端又はかどの形成に特に適切であり得る。
調節した体積を被着するプロセスは、被着の圧力及びノズルの被着速度のうち少なくとも1つを調節することで、被着体積を調節することを含み得る。特に、被着体積を調節するプロセスは、本体の1回目で形成された部分(例えば第1の部分141)の幅、長さ及び高さを調節することを含み得る。さらに、被着体積を調節することは、特定の部分を形成するのに用いられる被着ノズルの幅を調節することをさらに含み得る。例えば、より小さい幅であるノズルは、本体の特定の部分(例えばかど又は端)に関する印刷材料を被着するのに用いられ得、一方で、ノズルの幅がより大きいノズルは、本体の主要な面又は内部部分といった他の部分に関する印刷材料を被着するのに用いられ得る。
さらに別の例では、形成のプロセスは、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することを含み得る。一実施形態では、被着速度と被着の位置との関係を調節することには、被着の位置によって被着速度を変えることが含まれ得る。より具体的には、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することには、被着速度を変更して、本体の特徴のサイズを変えることを含み得る。例えば、一実施形態では、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することは、本体の主面又は内部部分での被着の位置に関する被着速度に対して、成形研磨粒子の本体のかど又は端に関する被着の位置で被着速度を小さくすることを含み得る。
さらに別の実施形態では、形成のプロセスは、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節することを含み得る。少なくとも1つの実施形態では、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節するプロセスには、被着の位置によって被着の圧力を変えることを含み得る。別の実施形態では、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節するプロセスには、被着の圧力によって被着の圧力を変更し本体の特徴のサイズを変えることを含み得る。特に、特定の例では、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節するプロセスには、本体の主面又は内部部分での被着の位置に関する被着の圧力に対して、成形研磨粒子の本体のかど又は端に関する被着の位置で被着の圧力を小さくすることを含み得る。
さらに別の実施形態では、本体を形成するプロセスは、被着アセンブリからの印刷材料の最初の被着と、例えば印刷材料が被着され得るノズルの動きが挙げられる被着アセンブリの動きとの間のプレ移動の遅れを調節することを含み得る。例えば、プレ移動の遅れは、適切な成形研磨粒子の特徴の形成を促し得、アウトサイドイン及びインサイドアウト充填プロセスといった、特定の被着パターンを用いうるものが挙げられる。被着プロセスの開始と被着アセンブリの動きとの間の遅れは、確実にすることを促し得る。少なくとも1つの実施形態で、本体を形成するプロセスは、少なくとも約0.1秒、又は少なくとも約0.5秒さえといった、約0秒よりも大きいプレ移動の遅れを用いることを含み得る。さらに別の実施形態では、プレ移動の遅れは、約8秒以下、約6秒以下、又は約4秒以下さえといった、約10秒以下であり得る。プレ移動の遅れは、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.1秒及び約10秒以下、少なくとも約0.5秒及び約6秒以下が挙げられることが理解されるだろう。
少なくとも1つの実施形態に関して、本体を形成するプロセスは、圧力が印刷材料に適用されなくなる時と、印刷材料が被着アセンブリから被着されるのが止まる時との間で被着アセンブリが移動する距離を規定する遮断距離を調節することを含み得る。遮断距離の調節は、本明細書の実施形態の成形研磨粒子の特徴の形成を容易にし得る。遮断距離は、分配間隔より小さくてもよい。他の例では、遮断距離は、分配間隔より大きくてもよい。別の実施形態に従うと、遮断距離は、分配間隔の値及び遮断距離の値が互いに5%を越えて異ならないよう、分配間隔と実質的に同じであり得る。特定の例では、遮断距離は約2mm、約1mm、約0.5mm以下、約0.2mm以下、又は約0.1mm以下さえであり得る。少なくとも1つの非制限的な実施形態では、遮断距離は、少なくとも約0.001mmであり得る。遮断距離は上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.001mm及び約1mm以下、少なくとも約0.001mm及び約0.2mm以下が挙げられることが理解されるだろう。
成形研磨粒子の本体の形成のプロセスは、分配間隔163を調節することをさらに含む。分配間隔163は、ノズル153の端部と、印刷材料の被着が意図された基材の表面又は別の部分の表面であり得る標的125との間の距離を規定し得る。分配間隔163の調節は、成形研磨粒子の適切な形成を促し得ることに留意されたい。一実施形態に従うと、分配間隔163は、ノズル153の幅162に対して特定の関係を有し得る。例えば、分配間隔163は約10W以下であり得、ここで、「W」は、ノズル153の幅162のことである。別の実施形態では、分配間隔163は、約8W以下、約7W以下、約6W以下、約5W以下、約4W以下、約3W以下、約2W以下、又は約1W以下さえといった、約9W以下であり得る。さらに、別の実施形態では、分配間隔163は、少なくとも約0.005W、少なくとも約0.01W、又は少なくとも約0.1Wさえといった、少なくとも約0.001Wであり得る。分配間隔163は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である値を有し得、例えば、少なくとも我々は0.001Wを提唱し、及び、約10W以下、少なくとも約0.05W及び約5W以下、又は少なくとも約0.01W及び約2W以下が挙げられることが理解されるだろう。第2の被着アセンブリ143及びノズル144は、ノズル144の使用に関する分配間隔が上記と同じ特徴を有し得ることが理解されるだろう。
別の実施形態に従うと、分配間隔163は、厚さ「t」に対して特定の関係を有し得、ここで、「t」は、ノズルを用いて印刷材料から形成される本体の部分の平均的な厚さを表す。例えば、ノズル153に関する分配間隔163は、ノズル153が形成した第2の部分142の平均的な厚さ「t」に対して調節され得る。一実施形態に従うと、分配間隔163は、約9t以下、約8t以下、約7t以下、約6t以下、約5t以下、約4t以下、約3t以下、約2t以下、又は約1t以下さえといった、約10t以下であり得る。さらに、別の非制限的な実施形態では、分配間隔163は、少なくとも約0.05t、又は少なくとも約0.01tさえといった、少なくとも約0.001tであり得る。分配間隔163は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である値を有し得、例えば、少なくとも約0.05t及び約5t以下、又は少なくとも約0.01t及び約2t以下さえといった、少なくとも約0.001t及び約10t以下が挙げられることが理解されるだろう。
少なくとも1つの実施形態では、本体を形成するプロセスは、分配間隔163を変更することで、第1の印刷材料122がノズル153の端部を出てから適切な距離で標的に接触するように、分配間隔163を調節することを含み得る。例えば、第1の印刷材料122は、ノズル153の端部を出て、第1の印刷材料122の最終及び123は標的125に接触し得る。具体的な例では、分配間隔163を調節することは、印刷材料がノズル153を出てから、ノズル153の端部と標的125との間のスペースで自由な小滴を形成することなく標的に接触するように、標的125の上でのノズル153の端部の高さを調節することを含み得る。成形研磨粒子を形成するのに適切なものを包含する特定の種類の印刷材料に関しては、被着プロセスは、自由な小滴の形成を回避するように実行されるべきであり、被着の間、標的125とノズル153の端部との間で、第1の印刷材料122によって繋がりが維持されることに留意する。
さらに、成形研磨粒子の本体の適切な形成には、ノズル先端の長さ161、ノズルの幅162、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置、印刷材料の充填パターン、印刷材料の動的降伏応力、印刷材料の静的降伏応力、印刷材料の降伏応力の比、印刷材料の粘度及びこれらの組合せを包含する群のうち少なくとも1つのパラミーターに基づいて、ノズル153の端部と標的125との間のZ方向の距離を変更することで、分配間隔を調節することを含み得る。一実施形態に従うと、本体を形成するプロセスは、被着の圧力に基づいて分配間隔を変更することで、分配間隔163を調節することを含み得る。他の例では、本体を形成するプロセスには、被着の位置に基づいて分配間隔163を変更することで、分配間隔163を調節することを含み得る。さらに別の実施形態では、形成のプロセスは、被着の位置によって分配間隔163を変更することを含み得、より具体的には、被着の位置に所望される特徴の解像度に基づいて分配間隔163を変更することを含み得る。例えば、材料が成形研磨粒子の本体のかど又は端である部分に被着されるとしたら、分配間隔163は調整され得、成形研磨粒子の本体の主面及び内部部分を形成するのに用いられる分配間隔163とは異なり得る。さらに、分配間隔163を調節するプロセスは、分配間隔163を変更して、被着の位置に被着される材料の体積を調節することを含み得、これは、例えば本体のかど、端、主面又は内部部分が挙げられる本体の特定の部分の形成に適切であり得る。
一実施形態に従うと付加製造プロセスを用いた成形研磨粒子の本体の形成のプロセスは、本体の部分を形成する順番を規定する充填パターンを調節することを含み得る。充填パターン及び充填パターンに関連する特定のプロセスは、適切な成形研磨粒子を形成するように選択され得、成形研磨粒子及び成形研磨粒子を組込んだ固定された研磨材の性能の向上を促し得る。本明細書における実施形態では、第1の部分141は、第1の部分141の所望される形状又は成形研磨粒子の最終形状に従って二次元又は三次元形状に形成し得る。成形研磨粒子のいずれか1つの部分(例えば第1の部分141)が、充填パターンによって規定される特定の順番で形成され得る。充填パターンは被着プロセスを規定し得、限定はしないが、アウトサイドイン充填プロセス、インサイドアウト充填プロセス、左右充填プロセス、ボトムアップ充填プロセス及びこれらの組合せが挙げられる。
例えば、図1Cを参照すると、一実施形態に従った成形研磨粒子の一部分を形成する充填パターンの上から下に見た図が提供されている。例示する通り、第1の部分181は層の形態であり、位置182で印刷材料の被着を開始することで形成され得る。被着アセンブリ及び印刷材料を被着するプロセスは、経路187に沿って184の方向へ位置182から位置183へ横断し得、位置183で被着プロセスは止まり、第1の部分181が完成される。そのような充填パターンはアウトサイドイン充填プロセスであり得る。アウトサイドイン充填プロセスは、第1の部分181の外部周辺185の少なくとも一部分を最初に形成し、続いて内部部分186を形成するプロセスによって特徴付けられ得る。
別の実施形態では、インサイドアウト充填プロセスが用いられ得、印刷材料を被着して部分の内部領域を最初に形成し、次にその部分の周辺領域を形成するプロセスが挙げられ得る。例えば、再度図1Cを参照すると、インサイドアウト充填プロセスを用いる充填パターンは、アウトサイドイン充填プロセスとは逆向きの方向で実行され得る。インサイドアウト充填プロセスは、位置183で被着を開始し、経路187に沿って184の方向とは反対の方向で位置182へ横断し、位置182で被着プロセスが止まり得、第1の部分181が形成される。そのような実施形態では、第1の部分181の内部部分186が最初に形成され、第1の部分181の外部周辺185は、内部部分186の次に、その周辺に形成される。
図1Dを参照すると、左右充填プロセスが一実施形態に従って例示されている。左右充填プロセスでは、被着アセンブリは、位置187で印刷材料の被着を開始し、横向きに前後に動いて印刷材料を被着し、位置188で止まって第1の部分を形成し得る。
図1Dはまた、別の実施形態におけるボトムアップ充填プロセスの実施形態も表し得る。ボトムアップ充填プロセスに関しては、印刷材料は、1つ又は複数の重なる層の形成に基づいたパターンで被着され得ることが理解されるだろう。例えば、ボトムアップ充填プロセスでは、被着アセンブリは、印刷材料の被着を位置187で開始し、前後に動いて垂直方向でその上に構造を作り、位置188で被着プロセスを止め得る。
本体を形成するプロセスは、1回目で形成される本体の第1の部分が第1の充填パターンを用いて形成され得、2回目で形成される1回目とは異なる本体の第2の部分が第1の充填パターンとは異なる第2の充填パターンを用いて形成され得るように、充填パターンを調節することを含み得る。例えば、1つの特定の実施形態では、本体を形成するのに用いた充填パターンは、アウトサイドイン充填プロセスで第1の部分を、及び、インサイドアウト充填プロセスで第2の部分を形成することを含み得る。より具体的には、再度図1Cを参照すると、第1の層の形態である第1の部分181はアウトサイドイン形成プロセスによって形成され得、続いて第2の部分は、第1の部分181の上に形成され得る。第2の部分は第1の部分181を覆う層の形態であり得、第2の部分はインサイドアウト充填プロセスによって形成され得、ここで、被着は、位置183のすぐ上の位置で開始され、位置182のすぐ上で終わり得る。
特定の実施形態に従うと、混合物を包含し得る印刷材料は、成形研磨粒子の本体の適切な形成を促し得る特定の動的降伏応力(σd)を有し得る。例えば、印刷材料は、少なくとも約100Pa、少なくとも約120Pa、少なくとも約140Pa、少なくとも約160Pa、少なくとも約180Pa、少なくとも約200Paの動的降伏応力(σd)を有し得る。さらに、他の非制限的な実施形態では、印刷材料は、約1500Pa以下、約1300Pa以下、約1200Pa以下、約1100Pa以下、約1000Pa以下の動的降伏応力(σd)を有し得る。印刷材料は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である動的降伏応力(σd)を有し得、例えば、少なくとも約100Pa及び約1500Pa以下、少なくとも約160Pa及び約1200Pa以下、又は少なくとも約200Pa及び約1200Pa以下さえもが挙げられることが理解されるだろう。
本体を形成するプロセスは、印刷材料の動的降伏応力(σd)をもとに、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンといった少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含み得る。プロセスは、動的降伏応力をもとに前述のプロセスパラメータの組合せを調節することを含み得ることが理解されるだろう。動的降伏応力に基づく1つ又は複数のプロセスパラメータの調節は、成形研磨粒子の形成の向上を促し得る。
別の実施形態では、混合物を包含し得る印刷材料は、成形研磨粒子の本体の適切な形成を促し得る特定の静的降伏応力(σs)を有し得る。例えば、少なくとも約200Pa、少なくとも約250Pa、少なくとも約300Pa、少なくとも約350Pa、少なくとも約400Pa、少なくとも約450Pa、少なくとも約500Pa、少なくとも約550Pa、少なくとも約600Paといった、少なくとも約180Paの静的降伏応力(σs)を有し得る。他の非制限的な実施形態では、静的降伏応力(σs)は、約18,000Pa以下、約15,000Pa以下、約5000Pa以下、約1000Pa以下といった約20,000Pa以下であり得る。印刷材料は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である静的降伏応力(σs)を有し得、例えば、少なくとも約180Pa及び約20,000Pa以下、少なくとも約400Pa及び約18,000Pa以下、又は少なくとも約500Pa及び約5000Pa以下さえが挙げられることが理解されるだろう。
本体を形成するプロセスは、印刷材料の静的降伏応力(σs)に基づいて分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンといった少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含み得る。プロセスには、静的降伏応力をもとに前述のプロセスパラメータの組合せを調節することを含み得ることが理解されるだろう。静的降伏応力に基づく1つ又は複数のプロセスパラメータの調節は、成形研磨粒子の形成の向上を促し得る。
特定の例では、成形研磨粒子の本体を形成するプロセスは、静的降伏応力(σs)と動的降伏応力(σd)との間の特定の関係を有する印刷材料を調節することを含み得る。一実施形態では、印刷材料は、静的降伏応力が動的降伏応力とは異なるように形成され得る。より具体的には、印刷材料は、ノズルから適切に押出される一方で、標的上に被着されると顕著な動き(例えばスランピング)を回避する寸法上の安定性の調節を有するように構成されたずり減粘の印刷材料であるように形成され得る。
一実施形態では、混合物を包含し得る印刷材料は、動的降伏応力よりも大きい静的降伏応力を有し得、このことは、成形研磨粒子の形成を促し得る。より具体的には、印刷材料は、約1以下、約0.99以下、約0.97以下、約0.95以下、約0.9以下、約0.85以下、約0.8以下、約0.75以下、約0.7以下、約0.65以下、約0.6以下、約0.55以下又は約0.5以下さえといった、特定の降伏応力の比(σd/σs)を有するように形成され得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、降伏応力の比(σd/σs)は、少なくとも約0.05、少なくとも約0.08、少なくとも約0.1、少なくとも約0.15、少なくとも約0.2、少なくとも約0.25、少なくとも約0.3、少なくとも約0.35、少なくとも約0.4、又は少なくとも約0.45さえ、又は少なくとも0.5さえといった少なくとも約0.01であり得る。印刷材料は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である降伏応力の比を有し得、例えば、約0.97以下及び少なくとも約0.1、又は約0.8以下及び少なくとも約0.2さえといった1以下及び少なくとも約0.01の降伏応力の比が挙げられることが理解されるだろう。
本体を形成するプロセスは、印刷材料の降伏応力の比(σd/σs)に基づいて、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンといった少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含み得る。プロセスには、降伏応力の比(σd/σs)をもとに前述のプロセスパラメータの組合せを調節することを含み得ることが理解されるだろう。降伏応力の比(σd/σs)に基づく1つ又は複数のプロセスパラメータの調節は、成形研磨粒子の形成の向上を促し得る。
さらに別の実施形態では、印刷材料は、本明細書の実施形態の特徴を有する成形研磨粒子の本体の形成を容易にする特定の粘度を有するように形成され得る。例えば、印刷材料は、少なくとも約5×103Pa s、少なくとも約6×103Pa s、少なくとも約7×103Pa s、少なくとも約7.5×103Pa sといった、少なくとも約4×103Pa sの粘度を有し得る。他の非制限的な実施形態では、印刷材料は、約18×103Pa s以下、約15×103Pa s以下、又は約12×103Pa s以下さえといった約20×103Pa s以下の粘度を有し得る。さらに、印刷材料は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内である粘度を有し得、限定はしないが、少なくとも約5×103Pa s及び約18×103Pa s以下、少なくとも約6×103Pa s及び約15×103Pa s以下といった、少なくとも約4×103Pa s及び約20×103Pa s以下が挙げられることが理解されるだろう。ずり減粘又はそうでなければ非ニュートン材料である印刷材料に関しては、上記の粘度値は、見かけの粘度であり得る。粘度は、平行板レオメーターを用いて、印刷材料をプレ剪断することなく、剪断速度を100s−1から2s−1へ徐々に減らしていくことで測定され得る。
本体を形成するプロセスは、印刷材料の粘度に基づいて分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンといった少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含み得る。プロセスには、粘度をもとに前述のプロセスパラメータの組合せを調節することを含み得ることが理解されるだろう。粘度に基づく1つ又は複数のプロセスパラメータの調節は、成形研磨粒子の形成の向上を促し得る。
本明細書に記載されるあらゆる形成プロセスは、印刷、スプレー、被着、キャスティング、鋳型形成等の従来のプロセスを包含する他のプロセスと組合せてもよいことが理解されるだろう。特定の例では、付加製造プロセスを用いて成形研磨粒子の本体のプリフォームを形成し得る。プリフォームは、最初に作製され、成形研磨粒子を作製するための他の1つ又は複数のプロセスを介してさらに処理される、外側の部分又は内側の部分といった、本体の骨格であり得る。例えば、少なくとも1つの実施形態では、付加製造プロセスを用いて、本体の周辺壁といった、本体の外部部分を形成し得る。外部部分を形成後、次に続く操作を用いて本体の内側部分を形成し得、例えば、外部部分を形成するのに利用した付加製造プロセスで用いたものと同じ又は異なる材料を用いる、別々の形成プロセス(例えば充填プロセス)が挙げられる。内部部分を形成する適切な形成プロセスの1つとしては、スプレープロセス又は印刷プロセスが挙げられ得る。本体の異なる部分を形成する2段階プロセスによって、成形研磨粒子の本体全体を形成するのに、付加製造プロセスのみを利用するプロセスよりも、効果的な処理が促され得る。上記実施例は非制限的であり、付加製造プロセスを包含する他の2段階プロセスが用いられ得ることが理解されるだろう。付加製造プロセスを用いて本体の内部部分を形成し得、付加製造プロセスとは異なるプロセスを用いて本体の外部部分を形成し得ることが企図される。
付加製造プロセスによって形成される、本明細書で定義された成形研磨粒子は、様々な他の適切な寸法及び特徴を含み得る。一実施形態では、成形研磨粒子の本体は、第1の主面、第2の主面及び第1の主面と第2の主面との間に延びている少なくとも1つの側面を含み得る。
成形研磨粒子の本体は、向上した性能を促進し得るパーセントフラッシングを有し得る。特に、フラッシングは、1つの側面に沿って見られる本体のある領域を規定し、ここで、図3の通り、フラッシングは箱302及び303内で本体301の側面から延びている。フラッシングは、本体301の上面303及び底面304に隣接した、細くなった領域を表し得る。フラッシングは、本体301の側面の最内部点(例えば、321)と本体301の側面上の最外部点(例えば、322)との間に延びている箱内に含まれる、側面に沿った本体301の面積のパーセンテージとして測定され得る。1つの特定の例では、本体301は特定の含量のフラッシングを有し得、これは、箱302、303及び304内に含まれる本体301の総面積と比較した、箱302及び303内に含まれる本体301の面積のパーセンテージであり得る。フラッシングは、本体の第1及び第2の主面に隣接した、細くなった領域を表し得る。フラッシングは、本体の側面の最内部点と本体の側面の最外部点との間に延びている箱内に含まれる、側面に沿った本体301の面積のパーセンテージとして測定され得る。
特定の例では、本体は、特定の含量のフラッシングを有し得、これは、本体の総面積と比較した、細くなった領域内の本体の面積のパーセンテージであり得る。一実施形態に従うと、本体のパーセントフラッシング(f)は少なくとも約1%であり得る。別の実施形態では、パーセントフラッシングはより大きくてもよく、少なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約5%、少なくとも約8%、少なくとも約10%、少なくとも約12%、少なくとも約15%、少なくとも約18%、又は少なくとも約20%さえであり得る。さらに、非制限的な実施形態では、本体301のパーセントフラッシングは、調節され得、約40%以下、約35%以下、約30%以下、約25%以下、約20%以下、約18%以下、約15%以下、約12%以下、約10%以下、約8%以下、約6%以下、又は約4%以下さえといった、約45%以下であり得る。特定の実施形態では、本体は、フラッシングが一切なくてもよい。本体のパーセントフラッシングは、上記のいずれかの最小パーセンテージと最大パーセンテージの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。さらに、上記のフラッシングパーセンテージは、成形研磨粒子の束に関して平均フラッシングパーセンテージ又は中央フラッシングパーセンテージを表し得ることが理解されるだろう。
本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、本体が結晶質材料及びより具体的に多結晶質材料を含むように形成され得る。特に、多結晶質材料としては、粒が挙げられ得る。一実施形態では、本体は、例えば結合剤を包含する有機材料を本質的に含み得ない。より具体的には、本体は、多結晶質材料から本質的に成り得る。
1つの態様では、成形研磨粒子の本体は、互いに結びついて本体を形成する複数の粒子、砂粒及び/又は粒を含む凝集体であり得る。適切な粒としては、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物、ダイアモンド及びこれらの組合せが挙げられ得る。具体的な例では、粒としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化シリコン及びこれらの組合せといった、酸化化合物又は錯体が挙げられ得る。1つの特定の例では、セラミック品は、本体を形成する粒がアルミナを含む、より具体的には、アルミナから本質的に成り得るように、形成される。別の例では、セラミック品の本体は、アルミナから本質的に成り得る。さらに、具体的な例では、成形研磨粒子の本体は、播種されたゾルゲルから形成され得る。
一実施形態では、本体は多結晶質材料を含み得る。本体に含まれる粒(例えば結晶子)は、通常約100ミクロン以下である平均粒径を有し得る。他の実施形態では、平均粒径はより小さくてもよく、約80ミクロン以下、約50ミクロン以下、約30ミクロン以下、約20ミクロン以下、約10ミクロン以下、又は約1ミクロン以下である。さらに、本体に含まれる粒の平均粒径は、少なくとも約0.05ミクロン、少なくとも約0.08ミクロン、少なくとも約0.1ミクロン、又は少なくとも約0.5ミクロンさえといった、少なくとも約0.01ミクロンであり得る。粒は上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である平均粒径を有し得ることが理解されるだろう。
特定の実施形態に従うと、成形研磨粒子は、本体内に少なくとも2種類の異なる粒を含む複合品であり得る。異なる種類の粒は、互いに異なる組成を有する粒であることが理解されるだろう。例えば、本体は、少なくとも2つの異なる種類の粒を含むように形成され得、ここで、2つの異なる種類の粒は、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物、ダイアモンド及びこれらの組合せであり得る。
いくつかの実施形態では、セラミック品の本体は、各種適切な添加剤を含み得る。例えば、添加剤としては、酸化物が挙げられ得る。特定の実施形態では、添加剤としては、希土類元素といった、金属元素が挙げられ得る。別の特定の実施形態では、添加剤としてはドーパント材料が挙げられ得る。例えば、ドーパント材料としては、アルカリ元素、アルカリ土類元素、希土類元素、遷移金属元素及びこれらの組合せから成る群から選択される元素又は化合物が挙げられ得る。さらに別の実施形態では、ドーパント材料としては、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、バナジウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セシウム、プラセオジム、クロミウム、コバルト、鉄、ゲルマニウム、マンガン、ニッケル、チタン、亜鉛及びこれらの組合せから成る群から選択される元素が挙げられ得る。
特定の実施形態に従うと、形成プロセスは成形研磨粒子前駆物を形成し得る。成形研磨粒子前駆物は、さらなる処理を経て成形研磨粒子を形成し得る。そのようなさらなる処理としては、限定をする必要はないが、乾燥、加熱、回転、揮発、焼結、ドーピング、乾燥、硬化、反応、照射、混合、撹拌、振動、か焼、粉砕、ふるい、選別、形状化及びこれらの組合せが挙げられ得る。
乾燥は、水といった揮発性物質を包含する、特定の含量の材料の除去を包含し得る。一実施形態に従うと、乾燥プロセスは、約280℃以下又は約250℃以下さえといった約300℃以下の乾燥温度で実行され得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、乾燥プロセスは、少なくとも約50℃の乾燥温度で実行され得る。乾燥温度は上記の最低温度と最高温度のいずれかの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。さらに、乾燥プロセスは特定の継続期間で実行され得る。例えば、乾燥プロセスは、約6時間以下であり得る。
成形研磨粒子前駆物から最終的に形成された成形研磨粒子を形成するプロセスは、焼結プロセスをさらに含み得る。成形研磨粒子前駆物の焼結を利用して、成形研磨粒子前駆物として通常未完成状態である物品を高密度化し得る。具体的な例では、焼結プロセスはセラミック材料の高温相の形成を促し得る。例えば、一実施形態では、成形研磨粒子前駆物は、例えばアルファアルミナが挙げられる、材料の高温相が形成されるように焼結され得る。1つの特定の実施形態に従うと、成形研磨粒子は、粒子の全重量に対して少なくとも約90重量%のアルファアルミナを有する成形研磨粒子であり得る。より具体的な例では、成形研磨粒子が本質的にアルファアルミナから本質的に成り得るように、アルファアルミナの含量はより大きい可能性がある。
別の態様に従うと、付加製造プロセスを介して形成された成形研磨粒子を含む固定された研磨品を形成する方法も達成され得る。例えば、固定された研磨品の形成プロセスは、基材上で複数の成形研磨粒子を形成することを含み得、ここで、複数の成形研磨粒子のうちそれぞれの成形研磨粒子は、付加製造プロセスによって形成された本体を含み得る。固定された研磨品としては、接着した研磨品、コーティングされた研磨品等が挙げられ得ることが理解されるだろう。基材としては、例えば、バッキングが挙げられ得ることがさらに理解されるだろう。
少なくとも1つの実施形態では、形成プロセスは、成形研磨粒子が基材の上を直接覆って形成されるように実行され得る。例えば、一実施形態に従って、基材の上を覆った成形研磨粒子を含む固定された研磨品の例示の透視図が図2に提供されている。例示する通り、固定された研磨品200は、基材204の上を覆う第1の成形研磨粒子201及び基材204の上を覆う第2の成形研磨粒子211を含み得る。
成形研磨粒子を固定された研磨品の一部として形成するプロセスは、本明細書の他の実施形態で説明したあらゆるプロセスを含み得ることが理解されるだろう。例えば、本明細書に記載する通り、複数の成形研磨粒子のうちそれぞれの成形研磨粒子201及び211の本体は、デジタルモデルに従って形成され得る。さらに例示され、本明細書に記載する通り、成形研磨粒子201及び211はそれぞれ、複数の部分203から形成される本体を有し得、これは、複数の部分203は互いに異なっていてもよく、又は、さらなる処理(例えば修飾)を経て部分を一緒にし、成形研磨粒子201及び211の本体をそれぞれ形成していてもよい。
本明細書の実施形態で説明されるとおり、デジタルモデルに従って本体を形成する付加製造プロセスには、1回目に、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子の本体の第1の部分として、第1の印刷材料を被着することを含み得る。さらに、プロセスには、1回目とは異なる2回目で、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子の本体の第2の部分として、第2の印刷材料を被着することを含み得る。特定の実施形態では、付加製造プロセスは、第1の部分及び第2の部分の一方を選択的に修飾して第1の部分及び第2の部分を結合し、成形研磨粒子の本体のサブセクションを形成し得る。
特定の実施形態に従うと、形成プロセスは、基材の上を覆い得る接着層231の少なくとも一部分上で直接実行され得る。接着層231としては、無機材料、ガラス質材料、結晶質材料、有機材料、樹脂材料、金属材料、金属合金及びこれらの組合せといった材料が挙げられ得る。接着層は、持続した層若しくは材料、又は、接着材料が本質的に一切存在しない間隔によって分離された個別の接着領域を有する材料の途切れた層であり得る。形成のプロセスには、個別の接着領域がそれぞれ1つ又は複数の成形研磨粒子をその中に含むように、個別の接着領域に対応する領域に、選択的に成形研磨粒子を形成することが含まれ得る。
形成プロセスのいくつかの実施形態では、基材204は、形成ゾーンを通って平行移動し得る。形成ゾーンでは、複数の成形研磨粒子のうち少なくとも1つの成形研磨粒子が、基材を覆うように形成され得る。具体的な例では、基材204の平行移動は、段階的な平行移動プロセスを含み得、ここで、基材204は、一定の距離を平行移動したら、止まって成形研磨粒子形成が起こるのを可能にし得る。成形研磨粒子が基材204を覆って適切に形成された後、基材204を所望する方向へ公知の距離だけ再度平行移動し、再度止まって、基材204上の特定の位置で別の成形研磨粒子の形成を促すことで、段階的な平行移動プロセスは続き得る。一実施形態では、図2で示されるとおり、基材204は、成形研磨粒子211の位置によって規定される第1の位置まで平行移動し得、ここで、1回目では、成形研磨粒子211は付加製造プロセスによって形成され得る。成形研磨粒子211の適切な形成後、基材204は、基材204を覆う成形研磨粒子201の位置によって特定される位置の方向に平行移動し得る。この時点で、基材204は止まって、図2に提供される特定の位置での成形研磨粒子201の形成を可能にし得る。
よって、複数の成形研磨粒子は、基材204上の所定の位置で形成され得る。特に、特定の例では、固定された研磨品200の形成は、成形研磨粒子がそれぞれバッキング上に形成され得るように、及び、配置が各成形研磨粒子の本体の形成と同時に実行され得るように、実行され得る。
さらに、固定された研磨品を形成するそのようなプロセスは、基材に対して複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子を配向することも含み得ることが理解されるだろう。そのような配向は、成形研磨粒子がそれぞれお互いに、及び、基材204に対して調節されて配向されることを促し得る。例えば、成形研磨粒子の本体の形成のプロセスは、基材204に対して成形研磨粒子を配向するプロセスと同時に実行され得る。
より具体的な例では、成形研磨粒子はそれぞれ、垂直配向、回転配向、平ら配向又は横配向に関して、調節された配向を有するような方法で形成され得る。平ら配向では、成形研磨粒子の底面は、基材204(例えばバッキング)の表面に最も近い可能性があり、成形研磨粒子の上面は、基材204から離れるような方向であり、及び作業ピースとの最初のかみ合いを実施するように構成され得る。本明細書では、垂直配向はベルトに垂直な平面から見た粒子の配向を指し得、一方で、回転配向は、ベルトに平行な平面で見た成形研磨粒子の配向を指すことに留意する。
簡潔に図4を参照すると、基材に対して特定の配向で成形研磨粒子を含むコーティングされた研磨品が例示されている。例えば、コーティングされた研磨品400は、基材401(すなわちバッキング)及び基材401の表面を覆っている少なくとも1つの粘着性層を含み得る。粘着性層は、メークコート403及び/又はサイズコート404を含み得る。コーティングされた研磨材400は、研磨粒子材料410を含み得、当該研磨粒子材料410は、本明細書に記載する成形研磨粒子405、及び、必ずしも成形研磨粒子でなくてもよい、ランダムな形状を有する希釈研磨粒子の形態である第2の種類の研磨粒子材料407を含み得る。メークコート403は、基材401の表面を覆い、成形研磨粒子405の少なくとも一部分及び第2の種類の研磨粒子材料407を囲っている可能性がある。サイズコート404は、成形研磨粒子405及び第2の種類の研磨粒子材料407並びにメークコート403を覆い、それらに接着し得る。
一実施形態に従うと、本明細書の成形研磨粒子405は、それぞれお互いに、及び基材401に対して所定の配向で配向され得る。図4で例示する通り、成形研磨粒子405は、基材401に対して平ら配向で配向され得る。平ら配向では、成形研磨粒子の底面414は、基材401(すなわちバッキング)の表面に一番近く、成形研磨粒子405の上面413は、基材401から離れるような方向であり、作業ピースと最初のかみ合いを実施するように構成され得る。
別の実施形態に従うと、成形研磨粒子505は、図5で示すような、所定の横配向で基材501上に配置され得る。特定の例では、研磨品500上の成形研磨粒子505の総含量のうち、多くの成形研磨粒子505は、所定の横配向を有し得る。横配向では、成形研磨粒子505の底面414は、基材501の表面に対して間隔を空けて角度をなし得る。具体的な例では、底面414は、基材501の表面に対して鈍角(A)を形成し得る。さらに、上面513は、基材501の表面に対して間隔を空けて角度をなし得、これは、具体的な例では、通常鋭角(B)を形成し得る。横配向では、成形研磨粒子の側面416は、基材501の表面に最も近い可能性があり、より具体的には、基材501の表面に直接接触している可能性がある。
別の実施形態に従うと、1つ又は複数の成形研磨粒子は、所定の横配向で基材上に配置され得る。具体的な例では、研磨品上の複数の成形研磨粒子のうち、多くの成形研磨粒子は、所定の横配向を有し得る。横配向では、成形研磨粒子の底面は、基材204の表面に対して間隔を空けて角度をなし得る。具体的な例では、底面は、基材204の表面に対して鈍角を形成し得る。さらに、成形研磨粒子の上面は、基材204の表面に対して間隔を空けて角度をなし、これは、具体的な例では、通常鋭角を形成し得る。横配向では、成形研磨粒子の1つ又は複数の側面は、基材204の表面に最も近い可能性があり、より具体的には、基材204の表面に直接接触している可能性がある。
本明細書の特定の固定された研磨品に関して、固定された研磨品200上の複数の成形研磨粒子のうち少なくとも約55%は、横配向で配向され得る。さらに、パーセンテージは、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約77%、少なくとも約80%、少なくとも約81%、又は少なくとも約82%さえといった、もっと大きくてもよい。非制限的な一実施形態に関しては、固定された研磨品200は、本明細書の成形研磨粒子を用いて形成され得、ここで、複数の成形研磨粒子のうち約99%以下が横配向で配向され得る。
さらに、本明細書に記載する付加製造プロセスで形成した成形研磨粒子で作成した研磨品は、様々な含量の成形研磨粒子を使用し得る。例えば、固定された研磨品は、オープンコート構成又はクローズドコート構成である成形研磨粒子の単一層を含むコーティングされた研磨品であり得る。例えば、複数の成形研磨粒子は、約70個の粒子/cm2以下の成形研磨粒子のコーティング密度を有するオープンコート研磨製品を形成し得る。他の例では、オープンコート研磨品の1平方センチメートルあたりの成形研磨粒子の密度は、約60個の粒子/cm2以下、約55個の粒子/cm2以下又は約50個の粒子/cm2以下さえといった、約65個の粒子/cm2以下であり得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、本明細書の成形研磨粒子を用いるオープンコートでコーティングした研磨材の密度は、少なくとも約5個の粒子/cm2又は少なくとも約10個の粒子/cm2であり得る。オープンコートでコーティングされた研磨品の1平方センチメートルあたりの成形研磨粒子の密度は、上記の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
代替実施形態では、複数の成形研磨粒子は、少なくとも約80個の粒子/cm2、なくとも約85個の粒子/cm2、なくとも約90個の粒子/cm2、なくとも約100個の粒子/cm2といった、少なくとも約75個の粒子/cm2の成形研磨粒子のコーティング密度を有するクローズドコート研磨製品を形成し得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、本明細書の成形研磨粒子を用いるクローズドコートでコーティングした研磨材の密度は、約500個の粒子/cm2以下であり得る。クローズドコート研磨品の1平方センチメートルあたりの成形研磨粒子の密度は、上記の最小値と最大値のいずれかの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
本明細書に記載される固定された研磨品の基材は、様々な適切な材料を含み得、ポリマーといった有機材料、金属、ガラス、セラミックといった無機材料及びこれらの組合せが挙げられる。特定の例では、基材は織布を含み得る。しかし、基材は非織布から作成されてもよい。別の実施形態では、基材は、布、紙、フィルム、織物、フリース織物、バルカナイズドファイバー、織布、非織布、ウェビング、ポリマー、樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレアホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイミド及びこれらの組合せからから成る群から選択される材料を含み得る。
特定の状況では、成形研磨粒子は第1の基材上に配置され得、これは、成形研磨粒子の乾燥、加熱及び焼結といったさらなる処理を促す。基材は、永続品であり得る。しかし、他の例では、基材は、成形研磨粒子のさらなる処理の間で部分的又は完全に壊され得る犠牲品であり得る。第1の基材は、成形研磨粒子の処理の後で、後に研磨品を形成するために、第2の基材と組合せされ得る。例えば、永続的な第1の基材を用いた例では、第1の基材は第2の基材と組合せられて最終的に形成される固定された研磨品で用いられる複合基材を形成し得る。犠牲基材が用いられる他の例では、成形研磨粒子の第1の基材上への配置及び配向は、第1の基材が部分的及び完全に取り除かれても、実質的に形成プロセスを介して維持され得る。最終的に形成された成形研磨粒子は、その配置及び配向を維持しながら第2の基材と組合せられ、最終的に形成される研磨品の形成を促し得る。
いくつかの実施形態では、固定された研磨品の基材は、適切な単一の添加剤又は複数の添加剤を含み得る。例えば、基材は、触媒、カップリング剤、硬化剤(curant)、帯電防止剤、懸濁剤、抗ローディング剤、潤滑剤、湿潤剤、染料、フィラー、粘度調整剤、分散剤、消泡剤及び研削剤から成る群から選択される添加剤を含み得る。
本明細書に記載される固定された研磨品は、基材(例えばバッキング)を含むことに加え、接着層といった、基材の表面を覆う粘着性層を少なくとも1つ含み得る。粘着性層は、メークコートを含み得る。ポリマー製剤を用いて、例えば、フロントフィル、プレサイズ、メークコート、サイズコート及び/又はスーパーサイズコートといった研磨品の様々な層のいずれかを形成し得る。フロントフィルを形成するのに用いる場合、ポリマー製剤としては通常、ポリマー樹脂、フィブリル化繊維(好ましくはパルプ形態)、フィラー材料及び他のあってもなくてもよい添加剤が挙げられる。いくつかのフロントフィル実施形態に適切な製剤としては、フェノール樹脂、ウォラストナイトフィラー、消泡剤、界面活性剤、フィブリル化繊維、及び残部水といった材料が挙げられ得る。適切なポリマー樹脂材料としては、フェノール樹脂、ウレア/ホルムアルデヒド樹脂、フェノール/ラテックス樹脂、並びにそのような樹脂の組合せを包含する熱硬化性樹脂から選択される硬化性樹脂が挙げられる。他の適切なポリマー樹脂材料としては、エポキシ樹脂、アクリル化エポキシ樹脂のアクリル化オリゴマー、ポリエステル樹脂、アクリル化ウレタン及びポリエステルアクリレート並びにモノアクリル化、マルチアクリル化モノマーを包含するアクリル化モノマーといった、電子ビーム、UV放射線又は可視光を用いて硬化可能な樹脂といった放射線硬化性樹脂も挙げられ得る。製剤はまた、侵食性を高めることで被着した研磨複合体の自己鋭化特徴を向上し得る非反応性熱可塑性樹脂結合剤も含み得る。そのような熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリオキシプロピレン−ポリオキシエテンブロックコポリマー等が挙げられる。基板上でのフロントフィルの使用は、メークコートの適切な適用及び所定の配向での成形研磨粒子の改善した適用及び配向に関して、表面の均一性を向上し得る。
研磨品は、研磨粒子材料も含み得、当該研磨粒子材料は、本明細書に記載する成形研磨粒子、及び、必ずしも成形研磨粒子でなくてもよい、ランダムな形状を有する希釈研磨粒子の形態である第2の種類の研磨粒子材料を含み得る。一実施形態では、メークコートは、基材の表面を覆い、成形研磨粒子の少なくとも一部分及び第2の種類の研磨粒子材料を囲っている可能性がある。別の実施形態では、メークコートは基材の少なくとも一部分に直接接着している可能性がある。メークコートは、様々な適切な材料を含み得、例えば、有機材料、ポリマー材料、又は、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料が挙げられる。
粘着性層は、サイズコートも含み得る。サイズコートは、本明細書に記載する複数の成形研磨粒子の少なくとも一部分並びにいずれかの第2の種類の研磨粒子材料及びメークコートを覆い得る。サイズコートはまた、複数の成形研磨粒子の少なくとも一部分に直接接着していてもよい。メークコートのように、サイズコートは様々な適切な材料を含み得、例えば、有機材料、ポリマー材料、又は、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料が挙げられる。
成形研磨粒子を含む固定された研磨品及び本明細書に記載する成形研磨粒子を形成するのに用いられる付加製造プロセスは、従来の固定された研磨品からの逸脱及び向上を意味する。成形研磨粒子を包含する、成形研磨粒子を形成するプロセスの多くが主にテンプレート化及び/又は減法プロセス(例えば鋳型形成、スクリーン印刷等)に依存しているのに対し、本明細書の実施形態で開示されるプロセスは、付加製造プロセスを用いて成形研磨粒子を形成する形成プロセスを含む。さらに、プロセスはさらデジタルモデルを利用し得、当該デジタルプロセスを用いて、形成プロセスを分析、比較及び適合し得、これによって、成形研磨粒子を用いる物品の寸法上の均一性、形状、配置及び最終的な性能の向上が促され得る。
実施形態の成形研磨粒子があらゆる適切な形状を有し得ることが理解される一方で、図6〜19は、本明細書の実施形態に従って作製され得る、例示的で非制限的ないくつかの成形研磨粒子の例示を提供している。
特に、図18に提供される一実施形態では、成形研磨粒子1800は、第1の層1802及び第1の層1802を覆う第2の層1803を含む本体1801を含み得る。一実施形態に従うと、本体1801は、互いに重なり合った段差状の構成で配置された層1802及び1803を含む。段差状の構成は、第1の層1802の側面1804と第2の層1803の側面61805との間にある第1の層1802の表面1810上にある少なくとも1つのプラトー領域1820によって特徴付けられ得る。プラトー領域1820の大きさ及び形状は、1つ又は複数の処理パラメータによって調節又は予め決定され得、研磨粒子の研磨品内への配置及び研磨品の性能の向上を促し得る。
一実施形態では、プラトー領域1802は横方向距離1821を有し得、これは、第1の層1802の上面1810と第1の層の側面1804との間にある端部1807から第2の層の側面1805までの最大距離として規定され得る。横方向距離1821は、図19に示されるような本体1801を上から見た画像によって容易に分かり得る。例示する通り、横方向距離1821は、プラトー領域1802の最大距離であり得る。一実施形態では、横方向距離1821は、第1の層1802(すなわち、より大きい層)の長さ1810よりも小さい長さを有し得る。特に、横方向距離1821は、約80%以下、約70%以下、約60%以下、約50%以下、約40%以下、約30%以下、又は約20%以下といった、本体1801の第1の層1802の長さ1810の約90%以下であり得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、横方向距離1821は、本体1801第1の層1802の長さの、少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約8%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、又は少なくとも約50%さえである長さを有し得る。横方向距離1821は、上記のいずれかの最小パーセンテージと最大パーセンテージの間の範囲内である長さを有し得ることが理解されるだろう。
第2の層1803は、第1の層1802の長さ1810に対して、図19で示すような一番大きい寸法の側面である特定の長さ1809を有し得、これは、研磨粒子の研磨品内への配置及び研磨品の性能の向上を促し得る。例えば、第2の層1803の長さ1809は、約80%以下、約70%以下、約60%以下、約50%以下、約40%以下、約30%以下、又は約20%以下さえといった、本体1801の第1の層1802の長さ1810の約90%以下であり得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、第2の層1803は、本体1801の第1の層1802の長さ1810の、少なくとも約2%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、又は少なくとも約70%さえである長さ1809を有し得る。第1の層1802の長さ1810に対する第2の層1803の長さ1809は、上記のいずれかの最小パーセンテージと最大パーセンテージとの間の範囲内であり得ることが理解されるだろう。
前述の図18及び19の成形研磨粒子は、本明細書の実施形態に従った付加製造プロセスを用いて形成され得る。さらに、層の構成は、例示されるものとは異なり得ることが企図される。本体は、お互いあらゆる構成で異なる寸法及び/又は形状の層のあらゆる組合せを含み得る。
さらに、コーティングされた研磨品が本明細書で詳細に説明されて来たが、実施形態の成形研磨粒子は、接着された研磨品で利用され得ることが理解されるだろう。接着された研磨品は、三次元の接着マトリックス内に研磨粒を含有した複合物から一般的に成る、ホイール、ディスク、カップ、セグメント等を包含する様々な形状を取り得る。さらに、接着された研磨ツールは、多少の体積パーセンテージの多孔度を有し得る。
接着材料としての使用に適したいくつかの材料としては、金属材料、ポリマー材料(例えば樹脂)、ガラス製又はアモルファス相材料、結晶相材料及びこれらの組合せが挙げられ得る。
接着された研磨品は、接着材料又は接着材料の前駆物、研磨粒子(例えば成形研磨粒子、希釈粒子、異なる種類の研磨粒子の組合せ等)及びフィラー(例えば活性フィラー、粉砕助剤、孔形成剤、混合助剤、強化剤等)を含む最初の混合物から通常形成される。混合物は、限定はしないが鋳型成形、プレス加工、押出し、被着、キャスティング、浸潤及びこれらの組合せを包含する様々な技術を用いて、未熟な本体(すなわち未完成である本体)に形成され得る。未熟な本体は最終的に形成される接着された研磨本体の形成を助けるさらなる処理に供せられ得る。処理は、混合物の組成次第であり得るが、乾燥、硬化、照射、加熱、結晶化、再結晶化、焼結、プレス加工、分解、溶解及びこれらの組合せといったプロセスが挙げられ得る。
最終的に形成される接着された研磨品は、意図される最終用途次第で、様々な含量の成分(すなわち研磨粒子、接着材料、フィラー及び多孔度)を有し得る。例えば、特定の例では、最終的に形成される接着した研磨品は、接着した研磨品の全体積の、少なくとも約5体積%の多孔度を有し得る。他の実施形態では、多孔度はより大きくてもよく、およそ、少なくとも約15体積%、少なくとも25体積%、少なくとも約25体積%、少なくとも約50体積%、又は少なくとも約60体積%さえである。特定の実施形態は、接着した研磨品の全体積の約5体積%と約75体積%との間範囲の多孔度を利用し得る。
さらに、最終的に形成される接着された研磨材は、接着された研磨材本体の全体積に対して、少なくとも約10体積%の含量の接着材料を有し得る。他の例では、本体は、接着された研磨品の本体の全体積に対して、少なくとも約40体積%、少なくとも約50体積%又は少なくとも約60体積%さえといった、少なくとも約30体積%の接着材料を含み得る。特定の実施形態は、約10体積%と約80体積%との間、又は約20体積%と約70体積%との間さえといった、接着した研磨品の全体積の約10体積%と約90体積%との間の接着材料の範囲を利用し得る。
最終的に形成される接着された研磨剤は、接着された研磨本体の全体積に関して、少なくとも約10体積%の含量の研磨粒子を有し得る。他の例では、本体は、接着された研磨品の本体の全体積に関して、少なくとも約40体積%、少なくとも約50体積%又は少なくとも約60体積%さえといった、少なくとも約30体積%の研磨粒子を含み得る。他の例では、研磨品は、約10体積%と約80体積%との間、又は約20体積%と約70体積%との間さえといった、接着した研磨品の全体積の約10体積%と約90体積%との間である研磨粒子の範囲を利用し得る。
明確性のために別々の実施形態に照らして本明細書で記載説明される特定の特徴はまた、単一の実施形態で組合せて提供され得る。逆に、簡潔性のために単一の実施形態に照らして記載される様々な特徴も、別々に、又は、いずれかの副次的な組合せで提供され得る。さらに、範囲で記述される値を参照する場合、その範囲内の各及び全ての値が含まれる。
一態様に従うと、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、付加製造プロセスによって促される様々な特徴を含む本体を有し得る。例えば、一実施形態では、成形研磨粒子は、自己相似的な特徴を有する主面を少なくとも1つ有する本体を有し得る。図20は、一実施形態に従った成形研磨粒子の透視図の例示を含む。例示する通り、成形研磨粒子2000は、上主面2002、下主面2004、並びに、主面2002と2004との間で延びている及び側面2005、2006及び2007を有する本体2001を含み得る。図21は、図20の成形研磨粒子の主面2000の上面の図である。
例示された通り、一実施形態に従うと、成形研磨粒子2000の主面2002は、自己相似的な特徴2003を有し得る。自己相似的な特徴2003は、本体の主面といった成形研磨粒子の本体の表面上の、特徴の配置であり得る。自己相似的な特徴は、互いに対してあるパターンで配置される特徴といった、特定の分布で互いに配置され得る1つ又は複数の特徴を含み得る。自己相似的な特徴2003は、本体2001の主面2002上に配置される複数の形状を含み得る。より具体的な例では、自己相似的な特徴2003は、主面2002上で、お互いの中に入れ子になった複数の二次元の形状を含み得る。例えば、図20及び21で例示される実施形態では、自己相似的な特徴2003は、表面でパターン化され、互いに入れ子配置で分布される複数の二次元の三角形の形状を含み得、複数の三角形2009及び2010が挙げられる。
別の実施形態では、自己相似的な特徴は、成形研磨粒子の本体の主面上での二次元の形状の配置を含み得、ここで、二次元形状の配置は、実質的に主面の周辺によって形成される二次元形状と同じ二次元形状である。例えば、図20及び21の実施形態を参照すると、三角形2009及び2010は、成形研磨粒子2000の上主面2002の周辺2012の二次元三角形と実質的に同じ二次元三角形を有し得る。図20及び21の実施形態が通常三角形の二次元形状を有する化研磨粒子を例示する一方で、他の二次元形状が、付加製造プロセスを用いて形成され得ることが理解されるだろう。例えば、成形研磨粒子の本体は、正多角形、不規則な多角形、不規則な形状、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円、ギリシャ文字、十分ラテン語のような(Latin enough)ラテン文字、ロシア語の文字、漢字及びこれらの組合せを含む群からの二次元形状を含み得る。
図22を参照すると、図20の成形研磨粒子の一部分の上面の画像が提供されている。成形研磨粒子2000は、上から下へ見た時、特定の曲率半径を規定し得るかど2201を含み得る。特に、かど2201は、最良適合の円2203があてはめられ得る弓状輪郭2202を有し得る。最良適合の円2203は、かど2201のかどの丸みを形成し得る半径2204を有し得る。最良適合の円があてはめられ得、及び、半径が、図22で提供されるような適切な形態の画像形成及び拡大を用いて評価され得る。ImageJといった適切なソフトウェアが使用され得る。
一実施形態では、成形研磨粒子の本体は、研磨操作での使用を促し得る特定のかどの丸みを有し得る。例えば、成形研磨粒子は、約220ミクロン以下、約200ミクロン以下、約180ミクロン以下、約160ミクロン以下、約140ミクロン以下、約120ミクロン以下、約100ミクロン以下、約90ミクロン以下、約80ミクロン以下、約70ミクロン以下、約60ミクロン以下、約50ミクロン以下、約40ミクロン以下、約30ミクロン以下、又は約20ミクロン以下さえといった、約250ミクロン以下のかどの丸みを有する本体を有し得る。1つの非制限的な実施形態では、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約0.5ミクロンといった、少なくとも約0.1ミクロンのかどの丸みを有し得る。本体は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であるかどの丸みを有し得、例えば、少なくとも約0.1ミクロン及び約100ミクロン以下、又は少なくとも約0.5μm及び約80ミクロン以下さえといった、少なくとも約0.1ミクロン及び約250ミクロン以下が挙げられることが理解されるだろう。
別の実施形態に従うと、成形研磨粒子は、凹状の段差表面を形成する主面を少なくとも1つ有し得る。例えば、図23を参照すると、図20の成形研磨粒子の主面の一部分が提供されている。提供されるとおり、主面2002は凹状の段差表面を有し得、当該表面は、本体の長さ2001の少なくとも一部分に沿って延びる複数の段差状の特徴2301によって形成され得る。特定の実施形態では、凹状の段差表面は、中間点2302で、本体端部の厚さ(t)よりも小さい厚さを規定し得る。厚さ(t)は、側面2005に沿った本体2001の主面2002に垂直な方向に延び得ることが理解されるだろう。特定の実施形態に従うと、凹状の段差表面は、複数の平ら部2304及び上昇部2305を含む段差状の特徴2301を含み得え、平ら部は主面2002の平面に実質的に平行に延び、上昇部2305は、主面2002の平面に実質的に垂直に延びる。さらに、上昇部2305は、平ら部2304に実質的に垂直に延びる。
一実施形態に従うと、凹状の段差表面の段差状の特徴2301は、本体2001の長さ(l)に対して、特定の平均の幅を規定する平ら部2304を含み得る。例えば、平ら部2304は、約0.8(l)以下である平均の幅(wf)を有し得、ここで、「l」は、主面2002の一側面に沿って延びる本体2001の長さ又は最大寸法(図21参照)を規定する。別の実施形態では、平ら部2304は、約0.4(l)以下、約0.3(l)以下、約0.2(l)以下、約0.1(l)以下、約0.09(l)以下、約0.08(l)以下といった、約0.5(l)以下であり得る平均の幅(wt)を有し得る。さらに非制限的な一実施形態では、平ら部2304は、少なくとも約0.005(l)、少なくとも約0.01(l)といった、少なくとも約0.001(l)であり得る平均の幅(wf)を有し得る。平ら部2304は、上記のいずれかの最小値と最大値との間の範囲内である平均の幅(wf)を有し得、例えば、少なくとも約0.005(l)及び約0.4(l)以下、又は少なくとも約0.01(l)及び約0.2(l)以下さえといった、少なくとも約0.001(l)及び約0.8(l)以下が挙げられる範囲内であることが理解されるだろう。
別の実施形態では、上昇部2305は、主面2002の平面に実質的に垂直の方向に延び、成形研磨粒子2000の本体2001の長さ(l)に対して特定の関係を有するように形成され得る、平均の高さ(hr)を有し得る。例えば、上昇部の平均の高さ(hr)は、約0.2(l)以下であり得、ここで、「l」は、本体の長さ2001を規定する。別の実施形態では、上昇部2305は、約0.1(l)以下、約0.05(l)以下、又は約0.02(l)以下さえといった、約0.15(l)以下の平均の高さ(hr)を有し得る。少なくとも1つの非制限的な実施形態では、上昇部2305は、少なくとも約0.0005(l)といった、少なくとも約0.0001(l)の平均の高さ(hr)を有し得る。上昇部2305は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内である平均の高さ(hr)を有し得、例えば、少なくとも約0.0001(l)及び約0.2(l)以下、少なくとも約0.0005(l)及び約0.1(l)以下が挙げられることが理解されるだろう。
さらに別の実施形態では、平ら部2304及び上昇部2305を含む段差状の特徴2301は、成形研磨粒子及び関連する研磨品の性能の向上を促し得る、互いに対してある特定の関係を有するように形成され得る。例えば、平ら部2304は、上昇部2305の平均の高さ(hr)よりも大きい特定の平均の幅(wr)を有し得る。より具体的な例では、上昇部2305の平均の高さ(hr)は、約0.95(wf)以下であり得る。別の実施形態に従うと、上昇部2305の平均の高さ(hr)は、約0.8(wf)以下、約0.7(wf)以下、約0.5(wf)以下、約0.3(wf)以下、約0.2(wf)以下、約0.1(wf)以下といった、約0.9(wf)以下であり得る。1つの非制限的な実施形態では、上昇部2305の平均の高さ(hr)は、少なくとも約0.001(wf)といった、少なくとも約0.0001(wf)であり得る。上昇部2305の平均の高さ(hr)は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.0001(wf)及び約0.95(wf)以下、又は少なくとも約0.001(wf)及び約0.2(wf)以下が挙げられることが理解されるだろう。
段差状の特徴2301を含む凹状の段差表面の形成は、本体2001の上面2002を形成するのに用いられる充填パターンの調節によって容易になり得る。他の例では、代替的な充填パターンを用いて本体2001の1つ又は複数の主面に代替的な特徴を形成し得ることが理解されるだろう。例えば、一実施形態では、本体2001の少なくとも1つの主面の上面は、凸状の段差表面を有し得る。凸状の段差表面は、中間点2302で、本体端部の厚さよりも大きい厚さを有し得る。よって、そのような凸状の段差表面には、段差状の特徴も含まれ得、ここで、本体の厚さは、中間点2302から端部2303小さくなる。そのような特徴は、特定の充填パターンを用いた上面形成によって促され得、例えば、中間点2302の材料を、端部2303の材料よりも前に被着するインサイドアウト充填プロセスが挙げられる。
別の実施形態では、本明細書に記載する方法に従って形成された特定の成形研磨粒子は、本体の側面の少なくとも一部分の周囲に延びている周辺リッジを少なくとも1つ有する本体を含み得る。図24は、一実施形態に従った成形研磨粒子の一部分の側面図の画像である。提供される通り、成形研磨粒子2400は、第1の主面2402、第1の主面2402の反対側の第2の主面2403、並びに、第1の主面2402と第2の主面2403との間で伸びている側面2404及び2405を含む本体2401を含み得る。さらに例示する通り、側面2404及び2405は、本体2401の側面2404及び2405の少なくとも一部分の周囲に延びている少なくとも1つの周辺リッジ2407を含み得る。特定の例では、1つ又は複数の周辺リッジ2407は、本体2401の側面2404及び2405の大部分の周囲で延びていてもよい。特定の実施形態に関しては、1つ又は複数の周辺リッジ2407は、本体2401の側面2404及び2405の周辺の全長の周囲で伸びていてもよい。さらに例示する通り、少なくとも1つの周辺リッジ2407は、本体の厚さ(t)に通常垂直である方向に、及び、第1の主面2402及び第2の主面2403に形成される平面に実質的に平行である方向に、伸びていてもよい。
さらに、少なくとも別の実施形態では、周辺リッジ2407のうち少なくとも1つは、例えば第1の主面2402及び/又は第2の主面2403を包含する1つ又は複数の主面と交わることなく、本体2401の側面全体の周囲で伸びていてもよい。図24で例示する通り、周辺リッジ2407のうち少なくとも1つは、少なくとも2つの側面2404及び2405並びに側面2404と2405との間で延びる境界端部2408に沿って延び得る。
本明細書に記載する特定の実施形態の成形研磨粒子に関しては、周辺リッジ2407は、突起物2406によって分離され得る。特に、周辺リッジ2407の各対は、突起物2406の群のうち少なくとも1つの突起物によって分離され得る。特に、突起物2406は、本体2401の全体の厚さ(t)よりも小さい厚さを有し得る。
一実施形態では、少なくとも1つの周辺リッジ2407は、上面から本体内へ延び、本体2401の厚さ(t)に対して特定の関係を有している深さ(dr)を有し得る。例えば、少なくとも1つの周辺リッジ2407は、約0.8(t)以下である長さ(dr)を有し得、ここで、「t」は、本体の厚さである。さらに、少なくとも1つの周辺リッジ2407は、約0.6(t)以下、約0.5(t)以下、約0.4(t)以下、約0.3(t)以下、約0.2(t)以下、約0.18(t)以下、約0.16(t)以下、約0.15(t)以下、約0.14(t)以下、約0.12(t)以下、約0.1(t)以下、約0.09(t)以下、約0.08(t)以下、約0.07(t)以下、約0.06(t)以下、又は約0.05(t)以下さえといった、約0.7(t)以下である深さ(dr)を有し得る。1つの非制限的な実施形態では、少なくとも1つの周辺リッジ2407は、少なくとも約0.01(t)といった、少なくとも約0.001(t)である深さ(dr)を有し得る。少なくとも1つの周辺リッジ2407の深さ(dr)は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.001(t)及び約0.5(t)以下、又は少なくとも約0.001(t)及び約0.1(t)以下さえといった少なくとも約0.001(t)及び約0.8(t)以下の深さ(dr)が挙げられることが理解されるだろう。さらに、本明細書で深さ(dr)を有する少なくとも1つの周辺リッジに言及する場合、複数の周辺リッジ2407の平均の深さも指し得ることが理解されるだろう。さらに、複数の周辺リッジ2407の平均の深さは、上記の本体2401の平均の厚さ(t)に対して同一の関係を有する。
少なくとも1つの実施形態では、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、少なくとも2つの表面及び少なくとも2つの表面の間の境界端部にわたって延び得る横行リッジを少なくとも1つ含み得る。図24を再度参照すると、少なくとも1つの周辺リッジ2407が、第1の側面2404、第2の側面2405及び第1の側面2404と第2の側面2405との間の境界端部2408にわたって延びる横行リッジの形態であり得る。より具体的な例では、横行リッジは、少なくとも3つの側面の間にある少なくとも2つの境界端部において、少なくとも3つの側面にわたって延び得る。例えば、上から下に見た時に三角形の二次元形状を有する成形研磨粒子の場合、横行リッジは、3つ全ての側面、及び、その少なくとも3つの側面の間にある境界端部のうち少なくとも2つにわたって延び得るように、主面の間の側面の周囲で延び得る。横行リッジは、本体側面の周辺全体の周囲で延び得、これは、上から見た時に他の二次元形状を有する本体の場合は4つ以上の側面(例えば4つの側面及び4つの境界端部を有する長方形の二次元形状)を含み得ることが理解されるだろう。
別の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、複数の横行リッジ2407を含み得、ここで、複数の横行リッジ2407のうち各横行リッジは、本体2401の周辺の少なくとも一部分の周囲で互いに平行に延びる。別の実施形態では、複数の横行リッジのうち少なくとも1つの横行リッジは、互いにそれぞれ異なる長さを有し得る。長さは、横行リッジの最大寸法の測定であることが理解されるだろう。例えば、図24の実施形態では、横行リッジ2407は、本体2401の厚さ「t」に垂直に延びる長さを有し得る。しかし、いくつかの横行リッジ2407は、互いに異なる長さを有し得、少なくとも1つの横行リッジ2407が他の横行リッジよりも大きい又は小さい長さを有することが理解されるだろう。特定の実施形態に従うと、複数の横行リッジの各横行リッジ2407は、互いに異なる長さを有し得る。
さらに別の態様では、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、少なくとも1つのかどを有する本体を含み得、当該かどは、かどから延びる複数のマイクロ突起物を含む。マイクロ突起物を伴う少なくとも1つのかどを有する本体の形成は、研磨性能の向上を促し得る。図25は、本明細書の一実施形態に従った成形研磨粒子のかどの一部分の画像である。成形研磨粒子2500は、かど2502から延びる複数のマイクロ突起物2503を含み得るかど2502を有する本体2501を含み得る。一実施形態に従うと、マイクロ突起物2503は、複数のリッジ2508によって分離されている複数の個別のかど突起物2504、2505、2506及び2507(2504−2507)を形成し得る。一実施形態に従うと、複数の個別のかど突起物2504−24 507は、互いに異なる形状を有し得る。例えば、個別の突起物2504は、個別のかど突起物2505に対して、かど2502から横向きの方向へさらに延びている。
さらに、個別のかど突起物2504−2507は、それぞれ互いに異なる輪郭を有し得る。例えば、上から下に見た個別のかど突起物2504は、他の個別のかど突起物2505、2506及び2507と比べて、より鋭いかどの丸みを有し得る。特定の例では、個別のかど突起物2504−2507はそれぞれ、互いに異なるかどの丸み値を有し得る。さらに別の実施形態では、かど2502に関するマイクロ突起物2503は、それぞれ互いに異なる輪郭を有し得る複数の個別のかど突起物2504及び2507を形成し得る。特定の一実施形態では、かど2502は、個別のかど突起物2507が形成する上面2510において、個別のかど突起物2504が形成する底面2511のかどの丸みの平均に対して、異なるかどの丸み値を有し得る。
別の実施形態では、マイクロ突起物2503の特定の特徴には、複数の個別のかど突起物2504−2507が含まれ得、ここで、少なくとも2つの個別のかど突起物は、互いに横向きのシフトを有する段差を形成し得る。例えば、個別のかど突起物2504は、個別のかど突起物2505に対して本体2501からさらに延び得、個別のかど突起物2504の最も外側の周辺端部と個別のかど突起物2505の最も外側の周辺端部との間に、横向きのシフト2509を形成し得る。
別の実施形態に従うと、マイクロ突起物2503を含むかど2502は、一実施形態に従ってのこぎり状の端部を形成し得る。マイクロ突起物2503は、第1の主面2510と第2の主面2511との間で延びている端部2513に沿って、のこぎり状の輪郭を形成し得る。より具体的には、リッジ2508によって分離される個別のかど突起物2504−1507の形成は、端部2513に研磨能力の向上を促し得る、のこぎり状の輪郭を提供し得る。
さらに別の態様では、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、複数の湾曲した突起物を形成し、湾曲突起物の間に延びているリッジを有する、貝状に波を打った形態を有する本体を含み得る。一実施形態では、図26は、貝状に波を打った形態を有する成形研磨粒子の表面の一部分の画像を含む。例示する通り、本体2601は、貝状に波を打った形態2602を含む部分を含み得る。貝状に波を打った形態2602は、湾曲突起物2603の間にリッジ2604が延びている複数の湾曲した突起物2603を含み得る。一実施形態に従うと、貝状に波を打った形態2602は、本体2601の全表面の大部分にわたって伸び得る。特定の例では、貝状に波を打った形態2602は、成形研磨粒子の本体の1つの表面(例えば側面又は主面)全てにわたって延び得る。さらに別の設計では、貝状に波を打った形態2602は、成形研磨粒子の本体2601の側面全域の大部分にわたって延び得る。さらに少なくとも1つの実施形態では、貝状に波を打った形態2602は、成形研磨粒子の本体2601の表面全域にわたって延び得る。
貝状に波を打った形態2602は、リッジ2604の間で延びている、本体の外部表面の弓状の部分を形成する湾曲突起物2603を含み得る。特定の一実施形態では、湾曲突起物2603は、それぞれ伸長した突起物の形態であり得、各突起物は長さ(l)、幅(w)及び高さ(h)を有し、各突起物は、幅及び高さの方向に弓状の輪郭を有し得る。例えば、図26の実施形態で例示する通り、湾曲突起物2603は、長さ2606、幅2607及び高さ2608を有する、伸長した突起物2605であり得る。理解される通り、長さ2606は、伸長した突起物2605の最大寸法を規定し得、幅2607は、長さ2606に実質的に垂直な方向に延び得、特に、伸長した突起物2605の両側にある隣接リッジ間の距離の分伸び得る。伸長した突起物2605は、伸長した突起物2605が長さ2606及び幅2607によって形成される平面に垂直な方向に延びる最大距離を規定し得る高さ2608を含み得る。高さ2608は、伸長した突起物2605の最も高い点と、伸長した突起物2605に隣接したのいずれかのリッジに関連し得る最も低い点との間の距離としてさらに規定され得る。
少なくとも1つの実施形態では、伸長した突起物2605は、成形研磨粒子の本体の長さ2601と実質的に同じ方向に延びる長さ2606を有し得る。一実施形態に従って、少なくとも1つの伸長した突起物2605の長さは、少なくとも約0.8(l)であり得、ここで、「l」は、成形研磨粒子の本体の長さ2601である。他の例では、伸長した突起物2605の長さは、伸長した突起物2605の長さが本体の長さ2601と同じであるように、少なくとも0.9(l)、又は少なくとも約1(l)さえであり得る。伸長した突起物2605の長さに言及する場合、複数の伸長した突起物の平均の長さに言及していることが含まれ得、平均の長さは、上記の本体の長さに対して同じ関係を有し得ることが理解されるだろう。
伸長した突起物は、高さ2608に対する幅2607の特定の関係を有するように形成され得る。例えば、伸長した突起物2605を包含する複数の突起物のうち1つ又は複数の突起物は、幅2607よりも小さい高さ2608を有し得る。本体2601は、平均の幅及び平均の高さを規定し得る伸長した突起物を複数で含み得、本明細書で幅及び高さを参照する場合、複数の伸長した突起物の平均の幅又は平均の高さへの参照も含まれ得ることが理解されるだろう。複数の伸長した突起物2603の平均の高さ(hep)は、約0.8(wep)以下、約0.7(wep)以下、約0.6(wep)以下、約0.5(wep)以下、約0.4(wep)以下、約0.3(wep)以下、約0.2(wep)以下、又は約0.1(wep)以下さえといった、約0.9(wep)以下であり得、ここで、「wep」は伸長した突起物の平均の幅を表す。さらに、少なくとも1つの実施形態では、複数の伸長した突起物は、少なくとも約0.001(wep)、又は少なくとも約0.1(wep)さえである平均の高さ(hep)を有し得る。複数の伸長した突起物の平均の高さ(hep)は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.001(wep)及び約0.9(wep)以下、又は少なくとも約0.001(wep)及び約0.5(wep)以下が挙げられることが理解されるだろう。
一実施形態に従って、複数の伸長した突起物2603の平均の高さは、約400ミクロン以下、約300ミクロン以下、約250ミクロン以下、約200ミクロン以下、約150ミクロン以下、約100ミクロン以下、約90ミクロン以下、約30ミクロン以下、又は約50ミクロン以下さえといった、約500ミクロン以下であり得る。さらに、1つの非制限的な実施形態では、複数の伸長した突起物2603の平均の高さは、少なくとも約0.01ミクロン、少なくとも約0.1ミクロン、又は少なくとも約1ミクロンさえであり得る。複数の伸長した突起物2603の平均の高さは、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.1ミクロン及び約100ミクロン以下といった少なくとも約0.1ミクロン及び約200ミクロン以下が挙げられることが理解されるだろう。
別の実施形態に従うと、複数の伸長した突起物2603は、本体の平均の長さよりも小さい平均の幅を有し得る。特定の例では、複数の伸長した突起物は、成形研磨粒子の本体の長さ2601に関して幅の平均に対して特定の関係を有し得る。例えば、複数の伸長した突起物の平均の幅は、約0.8(l)以下、約0.7(l)以下、約0.6(l)以下、約0.5(l)以下、約0.4(l)以下、約0.3(l)以下、約0.2(l)以下、又は約0.1(l)以下さえといった、約0.9(l)以下であり得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、複数の伸長した突起物の平均の幅は少なくとも0.001(l)、又は少なくとも0.01(l)であり得る。平均の幅は上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内であり得、例えば、少なくとも約0.01(l)及び約0.5(l)以下といった、少なくとも約0.001(l)及び約0.9(l)以下が挙げられることが理解されるだろう。
特定の例では、複数の伸長した突起物は、約400ミクロン以下、約300ミクロン以下、約250ミクロン以下、又は約200ミクロン以下さえといった、約500ミクロン以下である平均の幅を有し得る。さらに、少なくとも1つの非制限的な実施形態では、複数の伸長した突起物の平均の幅は、少なくとも約0.01ミクロン、少なくとも約0.1ミクロン、又は少なくとも約1ミクロンさえであり得る。複数の伸長した突起物は、上記のいずれかの最小値及び最大値を含む範囲内である平均の幅を有し得、例えば、少なくとも約0.01ミクロン及び約300ミクロン以下といった少なくとも約0.01ミクロン及び約500ミクロン以下が挙げられることが理解されるだろう。
図26でさらに例示する通り、貝状に波を打った形態2602は、成形研磨粒子の研磨性能に効果的な影響を与え得る、非線形特徴を有する成形研磨粒子の側面及び端部の形成を促し得る。例えば、貝状に波を打った形態は、成形研磨粒子の破壊機構の向上を促し得る。少なくとも1つの特定の実施形態では、貝状に波を打った形態2602は、本体の少なくとも1つのかどを形成する端部と交差し得る。例えば、再度図25を参照すると、主面2510及び2511の間の側面2514は、かど2502と交差して端部2513の長さに沿ってのこぎり状の輪郭を形成する、貝状に波を打った形態を有し得る。のこぎり状の端部2513の形成は、成形研磨粒子の研磨能力の向上を促し得る。
一実施形態に従うと、成形研磨粒子の本体は、共通の端部で合流する主面を少なくとも4つ含み得る。特定の例では、4つの主面は互いに実質的に同一の表面積を有し得る。具体的には、本体は、四面体の形状を含み得る。
図27は、実施形態に従った成形研磨粒子の上から下に見た画像である。図27は、底面2702、並びに、底面2702の周辺面によって形成される共通の端部に沿って底面2702に結合する3つの主側面2703、2704及び2705を含む成形研磨粒子である。さらに図27で提供されるとおり、成形研磨粒子の本体2701は、上面2706を含む。上面2706は、通常平面状の輪郭を有する周辺面2708を含み得る。したがって、本体2701は、一部が切断された四面体の成形研磨粒子、及びより具体的には火山の形状である成形研磨粒子を表し得る。
本体2701は、ブラインド開口、又は、上面2706から本体内へ延びるくぼみの形態であり得る、開口2709を含み得る。特定の一実施形態では、上面2706は、周辺面2708及び三角形の面積の形態で実質的に平面領域(例えば平ら部)を有する第1の段差表面2711によって形成される、凹状の段差表面を有し得る。第1の段差表面2711は、開口2709に配置される段差を形成し得る。第1の段差表面2711は、開口2709内へ周辺面2708の下にくぼみ得る。凹状の段差表面は、三角形の面積の形態で、開口2709内へ平面状の周辺面2708及び第1の段差表面2711の下へくぼみ得る、実質的に平面領域を有する第2の段差表面2712を含み得る。凹状の段差表面はまた、第1の段差表面2711と周辺面2708との間に上昇部2713を含み得る。凹状の段差表面はまた、第2の段差表面2712と第1の段差表面2713との間に、上昇部2714を含み得る。上面2706に開口2709を有する具体的な実施形態では、成形研磨粒子は、火山の形状の成形研磨粒子を形成し得、ここで、開口2709の中間点2710は、平面状の周辺面2708から離れて本体内へくぼんでいる。
また、図27で提供されるとおり、本体2701は複数の部分から形成され得、例えば、底面2702の周辺面を形成する部分2721、及び、第1の部分2721を覆う部分2722が挙げられる。本体はさらに、部分2721及び2722を覆う部分を複数含み得る。例示する通り、部分2721及び2722は、図27で上から下に見ると、三角形の層の形態であり得る。さらに、例示する通り、層は、主面2703、2704及び2705の間にあり、上面2707から底面2702へ延び、ミクロ突起物を有する端部2731、2732及び2733の形成を促し得る。マイクロ突起物は端部2731、2732及び2733に沿ってのこぎり状の輪郭を形成し得る。
さらに、主面2703、2704及び2705は、表面の周辺の回りで延びる、複数の伸長した突起物2741を有し得る。本体2701はまた、主面2703、2704及び2705並びに境界端部2731、2732及び2733の周囲で延びる複数の横行リッジ2742を含み得る。図27で提供する通りに上から下へ見ると、主面2703、2704及び2705は、複数の横行リッジ2742によって分離された複数の弓状突起物2741を形成する貝状に波を打った形態も有し得る。
図28は、一実施形態に従った成形研磨粒子を上から下に見た図である。提供される通り、成形研磨粒子の本体2801は、底面2802、並びに、底面2802の周辺面2806で底面2802に結合する主側面2803、2804及び2805を含み得る。本体2801は、本体が四面体の形状を形成するように、端部2821、2822及び2823によって結合されるかど2811、2812、2813及び2814を含み得る。図27の成形研磨粒子と違って、図28の成形研磨粒子の本体2801は角錐台ではなく、4つのかど2811、2812、2813及び2814を含む。特に、かど2811、2812及び2813は、本体の第1の部分2831によって形成され得、及びかど2814は、2回目で形成され、部分2831とは異なる第2の部分2832によって形成され得る。少なくとも1つの実施形態では、かど2811、2812及び2813は実質的に同一のかどの丸み値を有し得、かど2814は、かど2811、2812及び2813のかどの丸み値とは異なるかどの丸み値を有し得る。少なくとも1つの実施形態では、かど2814は、かど2811、2812及び2813のかどの丸み値よりも大きいかどの丸み値を有し得る。さらに別の実施形態では、かど2814は、かど2811、2812及び2813のかどの丸み値よりも小さいかどの丸み値を有し得る。図29は、図28の成形研磨粒子の側面図である。本明細書の実施形態の形状化研磨本体の粒子は、本明細書に記載する様々な三次元形状を有する本体を含み得、例示及び説明される実施形態に限定はされないことが理解されるだろう。
特定の理論と結び付けることは望まれないが、本明細書の実施形態の1つ又は複数の特徴は、向上した研磨性能を有する成形研磨粒子の形成を促し得る。特定の例では、成形研磨粒子は、独特の破壊挙動を有し得、研磨操作の間、成形研磨粒子の本体を構成する部分の領域は選択的に除去され、それによってより鋭い部分がさらされ得、したがって、自己鋭化挙動を示し得る。図30は、一実施形態に従った成形研磨粒子のかどの画像である。提供される通り、成形研磨粒子の本体3001の部分3003の特定の領域3002が研磨操作の間に除去され、本体3001の別の部分3006の未使用の領域3005が現れ、これは、鋭いかどを有し、続く研磨操作を容易にし得る。
アイテム
アイテム1.付加製造プロセスによって形成された本体を有する成形研磨粒子を形成する方法。
アイテム1.付加製造プロセスによって形成された本体を有する成形研磨粒子を形成する方法。
アイテム2.デジタルモデルに従って成形研磨粒子の本体を形成することを含む方法。
アイテム3.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、付加製造プロセスは、製造ツールを用いないで原材料を形状化することで成形研磨粒子の本体を形成することを含む。
アイテム4.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、付加製造プロセスは、複数の個別の部分を、調節された、互いに無造作ではない方法で被着することで、成形研磨粒子の本体を形成することを含む。
アイテム5.アイテム4に記載の方法であって、ここで、本体の複数の部分を、調節された、互いに無造作ではない方法で被着することは、複数の部分を製造ツール内に被着することを含む。
アイテム6.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、当該方法は、層付加方法、光重合、レーザー粉末形成、粉末床溶融結合、選択的レーザー焼結、マイクロレーザー焼結、材料押出し、ロボキャスティング、材料噴射、シート積層及びこれらの組合せから成る群から選択される少なくとも1つのプロセスを含む。
アイテム7.アイテム6に記載の方法であって、ここで、光重合は、光造形を含み、光造形は、形成プロセスの間に重合されるポリマー材料を含有するスラリーの層を少なくとも1つ被着し、成形研磨粒子を形成することを含む。
アイテム8.アイテム6に記載の方法であって、ここで、レーザー粉末形成は、原材料を標的に被着し、レーザー源から放射線を標的にあてて原材料を融解させ、原材料を成形研磨粒子に形成することを含む。
アイテム9.アイテム8に記載の方法であって、ここで、成形研磨粒子は、金属、金属合金、ガラス、セラミック、ポリマー及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム10.アイテム9に記載の方法であって、ここで、成形研磨粒子は、酸化物を含むガラス材料から本質的に成る。
アイテム11.アイテム6に記載の方法であって、ここで、選択的レーザー焼結は、レーザー源からの放射線を、原材料を含む標的にあてて、原材料の1つの相の少なくとも一部分を成形研磨粒子に変えることを含む。
アイテム12.アイテム11に記載の方法であって、ここで、選択的レーザー焼結は、レーザー源からの放射線を原材料のベッドの選択部分にあて、原材料のベッドの一部分を成形研磨粒子に変換することを含む。
アイテム13.アイテム11に記載の方法であって、ここで、原材料の1つの相の少なくとも一部分を変えることは、原材料の結晶構造の変化を含む。
アイテム14.アイテム11に記載の方法であって、ここで、原材料の1つの相の少なくとも一部分を変えることは、原材料の固相から液相の変化を含む。
アイテム15.アイテム11に記載の方法であって、ここで、原材料の1つの相の少なくとも一部分を変えることは、原材料の焼結を含む。
アイテム16.アイテム11に記載の方法であって、ここで、成形研磨粒子は、金属、金属合金、ガラス、セラミック、ポリマー及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム17.アイテム6に記載の方法であって、ここで、材料噴射は、原材料の個別の小滴を標的上に被着し、個別の小滴を合体させて本体にし、成形研磨粒子を形成することを含む。
アイテム18.アイテム6に記載の方法であって、ここで、材料噴射は、複数の個別の小滴を製造ツール内に調節された無作為ではない配置で被着し、成形研磨粒子を形成させることを含む。
アイテム19.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体の形成は、ノズル先端の長さ;ノズルの幅;ノズルのアスペクト比;被着の圧力;ノズルの幅と被着の圧力との間の関係;被着速度;被着体積、被着速度と被着の位置との間の関係;被着の圧力と被着の位置との間の関係;中断距離;プレ移動の遅れ;分配間隔;印刷材料の充填パターン;印刷材料の動的降伏応力(σd);印刷材料の静的降伏応力(σs);印刷材料の降伏応力の比(σd/σs);印刷材料の粘度;及びこれらの組合せから成る群から選択される少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含む。
アイテム20.アイテム19に記載の方法であって:1回目に第1の印刷材料を本体の第1の部分として被着すること;及び2回目に、本体の第1の部分とは異なる第2の部分として、第2の印刷材料を被着することをさらに含む。
アイテム21.アイテム20に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料は第1の組成を含み、第2の印刷材料は第2の組成を含む。
アイテム22.アイテム21に記載の方法であって、ここで、第1の組成及び第2の組成は、互いに顕著に異なる。
アイテム23.アイテム21に記載の方法であって、ここで、第2の組成は、第1の組成と比べて異なる多孔度を有する。
アイテム24.アイテム21に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料及び第2の印刷材料は本体内の異なる領域で被着し、成形研磨粒子の破壊挙動に影響を与えるように構成される。
アイテム25.アイテム21に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料及び第2の印刷材料は、本体のある領域内で交互になっている層で被着され、本体の自己鋭化挙動を制御するよう構成された複合材料を形成する。
アイテム26.アイテム21に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料及び第2の印刷材料は、本体の異なる領域に被着され、固定された研磨品で成形研磨粒子の意図する配向に関して、調節された配置の領域を含む複合材料を形成する。
アイテム27.アイテム20に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料を被着することが、1回目の本体の第1の層を形成することを含み、及び第2の印刷材料を被着することが、第1の層を覆う本体の第2の層を形成することを含む。
アイテム28.アイテム20に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せから成る群から選択される第1の特徴を有し得、及び第2の部分は、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せから成る群から選択される第2の特徴を有し得、第1の特徴は第2の特徴と異なり得る。
アイテム29.アイテム28に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第2の部分の第2の多孔度よりも大きい第1の多孔度を有し得、第1の部分及び第2の部分は、本体内で互いに成形研磨粒子の破壊挙動に影響を及ぼすよう構成された複合材料を形成する配置で被着される。
アイテム30.アイテム28に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第2の部分の第2の硬さよりも大きい第1の硬さを有し得、第1の部分及び第2の部分は、本体内で互いに成形研磨粒子の破壊挙動に影響を及ぼすよう構成された複合材料を形成する配置で被着される。
アイテム31.アイテム20に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第2の部分の第2の体積よりも大きい第1の体積を有し得る。
アイテム32.アイテム31に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、本体の中央領域を形成し、第2の部分は本体の端部を形成し得る。
アイテム33.アイテム31に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、本体の中央領域を形成し、第2の部分は本体のかどを形成し得る。
アイテム34.アイテム19に記載の方法であって、ここで、本体を形成する方法は、ノズルから印刷材料を基材上に被着することをさらに含み、ノズルの移動はコンピュータープログラムによって調節される。
アイテム35.アイテム34に記載の方法であって、ここで、ノズルは、約200ミクロン以下又は約100ミクロン以下又は約90ミクロン以下又は約85ミクロン以下又は約80ミクロン以下又は約75ミクロン以下又は約70ミクロン以下又は約65ミクロン以下又は約60ミクロン以下又は約55ミクロン以下又は約50ミクロン以下又は約45ミクロン以下又は約40ミクロン以下又は約35ミクロン以下又は約30ミクロン以下又は約25ミクロン以下又は約20ミクロン以下のノズルの幅を含む。
アイテム36.アイテム34に記載の方法であって、ここで、ノズルは、少なくとも約0.1ミクロン又は少なくとも約1ミクロン又は少なくとも約10ミクロンの幅を含む。
アイテム37.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルは、約10mm以下又は約8mm以下又は約6mm以下又は約5mm以下又は約4mm以下の先端の長さを含む。
アイテム38.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルは、少なくとも約0.1mm又は少なくとも約0.2mm又は少なくとも約0.5mm又は少なくとも約1mmの先端の長さを含む。
アイテム39.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルは、約0.8以下又は約0.6以下又は約0.5以下又は約0.4以下のアスペクト比の値(幅/先端の長さ)を含む。
アイテム40.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルは、少なくとも約0.001又は少なくとも約0.005又は少なくとも約0.008のアスペクト比の値(幅/先端の長さ)を含む。
アイテム41.アイテム19に記載の方法であって、ここで、被着の圧力は、約5MPa以下又は約4.5MPa以下又は約4MPa以下又は約3.5MPa以下又は約3MPa以下又は約2.5MPa以下又は約2MPa以下又は約1.8MPa以下又は約1.5MPa以下又は約1.3MPa以下又は約1MPa以下又は約0.9MPa以下又は約0.8MPa以下又は約0.7MPa以下である。
アイテム42.アイテム19に記載の方法であって、ここで、被着の圧力は、少なくとも約0.005MPa又は少なくとも約0.01MPa又は少なくとも約0.05MPa又は少なくとも約0.08MPa又は少なくとも約0.1Mpaである。
アイテム43.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルの幅と被着の圧力(幅/圧力)との間の関係は、少なくとも約0.2ミクロン/MPa又は少なくとも約1ミクロン/MPa又は少なくとも約2ミクロン/MPa又は少なくとも約4ミクロン/MPa又は少なくとも約6ミクロン/MPa又は少なくとも約8ミクロン/MPa又は少なくとも約10ミクロン/MPa又は少なくとも約12ミクロン/MPa又は少なくとも約14ミクロン/MPa又は少なくとも約16ミクロン/Mpaの値を有する第1の形成要因を規定する。
アイテム44.アイテム19に記載の方法であって、ここで、ノズルの幅と被着の圧力(幅/圧力)との間の関係は、約1×105ミクロン/MPa以下又は約1×104ミクロン/MPa以下又は約8000ミクロン/MPa以下又は約6000ミクロン/MPa以下又は約5000ミクロン/MPa以下又は約4000ミクロン/MPa以下又は約3000ミクロン/MPa以下又は約2000ミクロン/MPa以下又は約1000ミクロン/MPa以下又は約500ミクロン/MPa以下又は約200ミクロン/MPa以下又は約100ミクロン/MPa以下の値を有する第1の形成要因を規定する。
アイテム45.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、ノズルを少なくとも約0.01mm/s又は少なくとも約0.05mm/s又は、少なくとも約0.08mm/s又は少なくとも約0.1mm/s又は少なくとも約0.3mm/s又は少なくとも約0.5mm/s又は少なくとも約0.8mm/s又は少なくとも約1mm/s又は少なくとも約1.5mm/s又は少なくとも約2mm/s又は少なくとも約2.5mm/s又は少なくとも約3mm/sの被着速度で動かすことを含む。
アイテム46.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、ノズルを約50mm/s以下又は約30mm/s以下又は約20mm/s以下の被着速度で動かすことを含む。
アイテム47.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、本体の一部分を形成する印刷材料の被着体積を調節することを含む。
アイテム48.アイテム47に記載の方法であって、ここで、被着体積を調節することは、本体の形成される部分をもとに印刷材料の被着体積を変えることを含む。
アイテム49.アイテム47に記載の方法であって、ここで、形成は、本体のかどを形成する領域では、本体の主面を形成する領域と比較して、より小さい体積を被着することを含む。
アイテム50.アイテム47に記載の方法であって、ここで、被着体積を調節することは、被着の圧力及びノズルの被着速度を調節することを含む。
アイテム51.アイテム50に記載の方法であって、ここで、被着体積を調節することは、1回目で形成される本体の第1の部分の幅、長さ及び高さを調節することを含む。
アイテム52.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することである。
アイテム53.アイテム52に記載の方法であって、ここで、被着速度と被着の位置との関係を調節することは、被着の位置をもとに被着速度を変えることである。
アイテム54.アイテム52に記載の方法であって、ここで、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することは、成形研磨粒子の本体のかどに関わる被着の位置で、本体の主面での被着の位置に関わる被着速度に対して、被着速度を小さくすることを含む。
アイテム55.アイテム52に記載の方法であって、ここで、被着速度と被着の位置との間の関係を調節することは、被着速度を変化させて被着の位置によって本体の特徴のサイズを変えることを含む。
アイテム56.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節することを含む。
アイテム57.アイテム56に記載の方法であって、ここで、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節することは、被着の位置をもとに被着の圧力を変えることを含む。
アイテム58.アイテム56に記載の方法であって、ここで、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節することは、成形研磨粒子の本体のかどに関わる被着の位置で、本体の主面での被着の位置に関わる被着の圧力に対して、被着の圧力を小さくすることを含む。
アイテム59.アイテム56に記載の方法であって、ここで、被着の圧力と被着の位置との間の関係を調節することは、被着の圧力を変化させて被着の位置によって本体の特徴のサイズを変えることを含む。
アイテム60.アイテム19に記載の方法であって、ここで、本体を形成することは、印刷材料の被着の開始と印刷材料を被着するためのノズルの移動との間のプレ移動の遅れを調節することをさらに含む。
アイテム61.アイテム60に記載の方法であって、ここで、プレ移動の遅れは、0秒超えである。
アイテム62.アイテム60に記載の方法であって、ここで、プレ移動の遅れは約10秒以下である。
アイテム63.アイテム19に記載の方法であって、ここで、本体を形成することは、ノズルが圧力を切ってから印刷材料まで移動する距離を規定する中断距離を調節することをさらに含む。
アイテム64.アイテム19に記載の方法であって、ここで、遮断距離は分配間隔未満である。
アイテム65.アイテム19に記載の方法であって、ここで、遮断距離は分配間隔よりも大きい。
アイテム66.アイテム19に記載の方法であって、ここで、遮断距離は分配間隔と実質的に等しい。
アイテム67.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、ノズルと標的との間の距離を規定する分配間隔を調節することを含む。
アイテム68.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔は約10W以下であり、ここで、「W」はノズルの幅を表し、分配間隔は、約9W以下又は約8W以下又は約7W以下又は約6W以下又は約5W以下又は約4W以下又は約3W以下又は約2W以下又は約1W以下である。
アイテム69.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔は少なくとも約0.001Wであり、ここで、「W」はノズルの幅を表し、分配間隔は少なくとも約0.005W又は少なくとも約0.01W又は少なくとも約0.1Wである。
アイテム70.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔は約10t以下であり、ここで、「t」は、印刷材料の厚さを表し、分配間隔は約9t以下又は約8t以下又は約7t以下又は約6t以下又は約5t以下又は約4t以下又は約3t以下又は約2t以下又は約1t以下である。
アイテム71.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔は少なくとも約0.001tであり、ここで、「t」は印刷材料の厚さを表し、分配間隔は少なくとも約0.005t又は少なくとも約0.01tである。
アイテム72.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔を調節することは、ノズルを出た直後に印刷材料が標的に接触するように分配間隔を変更することを含む。
アイテム73.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔を調節することは、印刷材料がノズルを出た直後に、ノズルと標的との間の間隔で自由な小滴を形成せずに標的に接触するように、標的の上のノズルの高さを調節することを含む。
アイテム74.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔を調節することは、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置、印刷材料の充填パターン、印刷材料の動的降伏応力(σd)、印刷材料の静的降伏応力(σs)、印刷材料の降伏応力の比(σd/σs)、印刷材料の粘度及びこれらの組合せのうち少なくとも1つに基づいて、ノズルと標的の間のZ方向の距離を変更することを含む。
アイテム75.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔を調節することは、被着の位置に基づいて分配間隔を変更することを含む。
アイテム76.アイテム67に記載の方法であって、ここで、分配間隔を調節することは、分配間隔を変更して、ある被着の位置に被着する材料の体積を変えることを含む。
アイテム77.アイテム19に記載の方法であって、ここで、形成は、1回目に本体の第1の部分を形成し、2回目に本体の第2の部分を形成する順番を規定する充填パターンを調節することをさらに含む。
アイテム78.アイテム77に記載の方法であって、ここで、充填パターンは、アウトサイドイン充填プロセス、インサイドアウト充填プロセス、左右充填プロセス、ボトムアップ充填プロセス及びこれらの組合せから成る群から選択される被着プロセスを規定する。
アイテム79.アイテム77に記載の方法であって、ここで、充填パターンを調節することは、1回目に第1の充填パターンを用いて本体の第1の部分を形成し、2回目に第2の充填パターンを用いて本体の第2の部分を形成することを含み、第1の充填パターンは第2の充填パターンと異なる。
アイテム80.アイテム77に記載の方法であって、ここで、充填パターンは、第1の層をアウトサイドイン充填プロセスによって形成し、第1の層を覆う第2の層をインサイドアウト充填プロセスで形成することを含む。
アイテム81.アイテム19に記載の方法であって、ここで、印刷材料は混合物を包含し得、当該混合物は、混合物の全重量に対して、少なくとも約25重量%又は少なくとも約35重量%又は少なくとも約36重量%又は及び約75重量%以下又は約70重量%以下又は約65重量%以下又は約55重量%以下又は約45重量%以下又は約44重量%以下の含量で無機材料を含む。
アイテム82.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物はゾルゲルを含む。
アイテム83.アイテム81に記載の方法であって、ここで、無機材料はセラミックを含む。
アイテム84.アイテム81に記載の方法であって、ここで、無機材料は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物、炭素系材料及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム85.アイテム81に記載の方法であって、ここで、無機材料はアルミナを含む。
アイテム86.アイテム81に記載の方法であって、ここで、無機材料はベーマイトを含む。
アイテム87.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は硝酸を含む。
アイテム88.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は水を含む。
アイテム89.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、少なくとも約100Pa又は少なくとも約120Pa又は少なくとも約140Pa又は少なくとも約160Pa又は少なくとも約180Pa又は少なくとも約200Paの動的降伏応力(σd)を含む。
アイテム90.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、約1500Pa以下又は約1300Pa以下又は約1200Pa以下又は約1100Pa以下又は約1000Pa以下の動的降伏応力(σd)を含む。
アイテム91.アイテム81に記載の方法であって、ここで、形成は、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンのうち少なくとも1つを、印刷材料の動的降伏応力(σd)に基づいて調節することを含む。
アイテム92.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は少なくとも約180Pa又は少なくとも約200Pa又は少なくとも約250Pa又は少なくとも約300Pa又は少なくとも約350Pa又は少なくとも約400Pa又は少なくとも約450Pa又は少なくとも約500Pa又は少なくとも約550Pa又は少なくとも約600Paの静的降伏応力(σs)を含む。
アイテム93.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は約20000Pa以下又は約18000Pa以下又は約15000Pa以下又は約5000Pa以下又は約1000Pa以下の静的降伏応力(σs)を含む。
アイテム94.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、動的降伏応力(σd)とは異なる静的降伏応力(σs)を含む。
アイテム95.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、動的降伏応力(σd)よりも大きい静的降伏応力(σs)を含む。
アイテム96.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は約1以下又は約0.99以下又は約0.97以下又は約0.95以下又は約0.9以下又は約0.85以下又は約0.8以下又は約0.75以下又は約0.7以下又は約0.65以下又は約0.6以下又は約0.55以下又は約0.5以下の降伏応力の比(σd/σs)を含む。
アイテム97.アイテム81に記載の方法であって、ここで、形成は、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンのうち少なくとも1つを、印刷材料の静的降伏応力(σs)に基づいて調節することを含む。
アイテム98.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、少なくとも約0.01又は少なくとも約0.05又は少なくとも約0.08又は少なくとも約0.1又は少なくとも約0.15又は少なくとも約0.2又は少なくとも約0.25又は少なくとも約0.3又は少なくとも約0.35又は少なくとも約0.4又は少なくとも約0.45又は少なくとも約0.5の降伏応力の比(σd/σs)を含む。
アイテム99.アイテム81に記載の方法であって、ここで、形成は、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンのうち少なくとも1つを、印刷材料の降伏応力の比(σd/σs)に基づいて調節することを含む。
アイテム100.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物はずり減粘材料である。
アイテム101.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は、少なくとも約4×103Pa s又は少なくとも約5×103Pa s又は少なくとも約6×103Pa s又は少なくとも約7×103Pa s又は少なくとも約7.5×103Pa sの粘度を含む。
アイテム102.アイテム81に記載の方法であって、ここで、混合物は約18×103Pa s以下又は約15×103Pa s以下又は約12×103Pa s以下といった約20×103Pa s以下の粘度を含む。
アイテム103.アイテム81に記載の方法であって、ここで、形成は、分配間隔、ノズル先端の長さ、ノズルの幅、被着の圧力、被着速度、被着体積、被着の位置及び印刷材料の充填パターンのうち少なくとも1つを、印刷材料の粘度に基づいて調節することを含む。
アイテム104.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、形成は、印刷材料の被着のために構成されるノズルの三次元の移動を調節することをさらに含み、三次元の移動を調節することは、X軸、Y軸及びZ軸でノズルを調節することを含む。
アイテム105.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、形成は、複数のノズルの調節をさらに含み、複数のノズルの各ノズルは、印刷材料を被着するように構成され得、複数のノズルの調節は、X軸、Y軸及びZ軸での各ノズルの三次元の移動を調節することを含む。
アイテム106.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって:1回目に第1の印刷材料を本体の第1の部分として被着すること;及び2回目に、本体の第1の部分とは異なる第2の部分として、第2の印刷材料を被着することをさらに含む。
アイテム107.アイテム106に記載の方法であって、ここで、1回目は2回目と異なる。
アイテム108.アイテム106に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料は、固体、粉末、溶液、混合物、液体、スラリー、ゲル、結合剤及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム109.アイテム106に記載の方法であって、第1の部分及び第2の部分のうち1つを優先的に修飾して第1の部分及び第2の部分を結合させ、本体のサブセクションを形成することをさらに含む。
アイテム110.アイテム109に記載の方法であって、ここで、修飾は、第1の印刷材料及び第2の印刷材料のうち少なくとも1つの相を変えることを含む。
アイテム111.アイテム109に記載の方法であって、ここで、修飾は、第1の部分及び第2の部分のうち少なくとも1つを加熱することを含む。
アイテム112.アイテム111に記載の方法であって、ここで、加熱は第1の部分を第2の部分に融合させることを含む。
アイテム113.アイテム111に記載の方法であって、ここで、加熱は第1の部分を第2の部分に結合させることを含む。
アイテム114.アイテム111に記載の方法であって、ここで、加熱は、第1の部分の少なくとも一部分に電磁放射線をあてることを含む。
アイテム115.アイテム111に記載の方法であって、ここで、加熱は、第2の部分の少なくとも一部分に電磁放射線をあてることを含む。
アイテム116.アイテム106に記載の方法であって、ここで、被着は、所定の体積である第1の印刷材料の複数の個別の小滴を被着して第1の部分を形成することを含む。
アイテム117.アイテム106に記載の方法であって、ここで、被着は、所定の体積である第2の印刷材料の複数の個別の小滴を被着して第2の部分を形成することを含む。
アイテム118.アイテム106に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第1の部分の長さ(Lfp)、第1の部分の幅(Wfp)及び第1の部分の厚さ(Tfp)を含み、ここで、Lfp≧Wfp、Lfp≧Tfp及びWfp≧Tfpである。
アイテム119.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の1番目のアスペクト比(Lfp:Wfp)を含む。
アイテム120.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の2番目のアスペクト比(Lfp:Tfp)を含む。
アイテム121.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の3番目のアスペクト比(Wfp:Tfp)を含む。
アイテム122.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分の長さ(Lfp)、第1の部分幅(wfp)及び第1の部分の厚さ(Tfp)のうち少なくとも1つは、約1mm以下又は約900ミクロン以下又は約800ミクロン以下又は約700ミクロン以下又は約600ミクロン以下又は約500ミクロン以下又は約400ミクロン以下又は約300ミクロン以下又は約200ミクロン以下又は約150ミクロン以下又は約140ミクロン以下又は約130ミクロン以下又は約120ミクロン以下又は約110ミクロン以下又は約100ミクロン以下又は約90ミクロン以下又は約80ミクロン以下又は約70ミクロン以下又は約60ミクロン以下又は約50ミクロン以下及び少なくとも約0.01ミクロンといった約2mm以下又は少なくとも約0.1ミクロン又は少なくとも約1ミクロンの平均寸法を有する。
アイテム123.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第1の部分の長さ(Lfp)及び第1の部分幅(wfp)で形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム124.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第1の部分の長さ(Lfp)及び第1の部分の厚さ(Tfp)によって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム125.アイテム118に記載の方法であって、ここで、第1の部分は層の形態である。
アイテム126.アイテム106に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、第2の部分の長さ(Lsp)、第2の部分の幅(Wsp)及び第2の部分の厚さ(Tfp)を含み、Lsp≧Wsp、Lsp≧Tsp及びWsp≧Tspである。
アイテム127.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の1番目のアスペクト比(Lsp:Wsp)を含む。
アイテム128.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の2番目のアスペクト比(Lsp:Tsp)を含む。
アイテム129.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の3番目のアスペクト比(Wsp:Tsp)を含む。
アイテム130.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分の長さ(Lsp)、第2の部分幅(Wsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)のうち少なくとも1つは、約1mm以下又は約900ミクロン以下又は約800ミクロン以下又は約700ミクロン以下又は約600ミクロン以下又は約500ミクロン以下又は約400ミクロン以下又は約300ミクロン以下又は約200ミクロン以下又は約150ミクロン以下又は約140ミクロン以下又は約130ミクロン以下又は約120ミクロン以下又は約110ミクロン以下又は約100ミクロン以下又は約90ミクロン以下又は約80ミクロン以下又は約70ミクロン以下又は約60ミクロン以下又は約50ミクロン以下、及び少なくとも約0.01ミクロンといった約2mm以下又は少なくとも約0.1ミクロン又は少なくとも約1ミクロンの平均寸法を有する。
アイテム131.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、第2の部分の長さ(Lsp)及び第2の部分幅(Wsp)によって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム132.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第2の部分は、第2の部分の長さ(Lsp)及び第2の部分の厚さ(Tsp)によって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せからから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム133.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第2の部分の断面形状とは異なる断面形状を含む。
アイテム134.アイテム126に記載の方法であって、ここで、第1の部分は、第2の部分の断面形状と実質的に同じ断面形状を含む。
アイテム135.アイテム106に記載の方法であって、ここで、第1の印刷材料は第1の組成を含み、第2の印刷材料は第2の組成を含む。
アイテム136.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成及び第2の組成は、互いに本質的に同一である。
アイテム137.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成及び第2の組成は互いに顕著に異なる。
アイテム138.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成は、有機材料、無機材料及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム139.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成は、セラミック、ガラス、金属、ポリマー及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム140.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム141.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第1の組成はアルミナを含む。
アイテム142.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第2の組成は、有機材料、無機材料及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム143.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第2の組成は、セラミック、ガラス、金属、ポリマー及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム144.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第2の組成は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、オキシ炭化物、オキシ窒化物、オキシホウ化物及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム145.アイテム135に記載の方法であって、ここで、第2の組成はアルミナを含む。
アイテム146.アイテム106に記載の方法であって、ここで、第2の印刷材料は固体、粉末、溶液、混合物、液体、スラリー、ゲル、結合剤及びこれらの組合せを含む。
アイテム147.アイテム1に記載の方法であって、デジタルモデルに従って本体を形成することをさらに含む。
アイテム148.アイテム2及び147のいずれか1つに記載の方法であって、本体の少なくとも一部分をデジタルモデルと比較することをさらに含む。
アイテム149.アイテム148に記載の方法であって、ここで、比較は、本体の少なくとも一部分を測定し、それを対応するデジタルモデルの寸法と比較することを含む。
アイテム150.アイテム148に記載の方法であって、ここで、比較は形成の間に実行される。
アイテム151.アイテム148に記載の方法であって、ここで、比較は形成後に実行される。
アイテム152.アイテム2及び147のいずれか1つに記載の方法であって、デジタルモデルのデジタル断面を複数作製することをさらに含む。
アイテム153.アイテム152に記載の方法であって:1回目に本体の第1の部分を被着し、第1の部分はデジタルモデルの複数の断面の第1の断面に対応すること;1回目とは異なる2回目で、本体の第1の部分とは異なる第2の部分を被着し、第2の部分はデジタルモデルの複数の断面の第2の断面に対応することをさらに含む。
アイテム154.アイテム152に記載の方法であって、複数のデジタル断面を複数の個別の部分を被着するためのガイドとして用いることをさらに含む。
アイテム155.アイテム1に記載の方法であって、ここで、付加製造プロセスは、個別の部分を積み重ねてサブ部分を形成するプロセスを規定する。
アイテム156.アイテム155に記載の方法であって、複数のサブ部分を積み重ねて成形研磨粒子の本体を形成することをさらに含む。
アイテム157.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、減法プロセスをさらに含む。
アイテム158.アイテム157に記載の方法であって、ここで、減法プロセスは、成形研磨粒子前駆物の本体の形成後に実施される。
アイテム159.アイテム157に記載の方法であって、ここで、減法プロセスは、成形研磨粒子前駆物の形成に用いた材料の少なくとも一部分を除去することを含む。
アイテム160.アイテム157に記載の方法であって、ここで、減法プロセスは、本体の一部分内に少なくとも1つの開口を形成することを含む。
アイテム161.アイテム157に記載の方法であって、ここで、減法プロセスは、本体の一部分を貫通する開口部を形成することを含む。
アイテム162.アイテム157に記載の方法であって、ここで、減法プロセスは、加熱して本体の一部分を除去することを含む。
アイテム163.アイテム162に記載の方法であって、ここで、加熱は、本体の少なくとも一部分を揮発させることを含む。
アイテム164.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、本体の一部分を修飾するプロセスのうち少なくとも1つをさらに含み、融解、選択的レーザー融解、焼結、選択的焼結、直接的金属レーザー焼結、選択的レーザー焼結、粒子ビーム修飾、電子ビーム融解、熱溶解積層法、固化及びこれらのいずれかの組合せが挙げられる。
アイテム165.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、形成は、成形研磨粒子の本体の試作品印刷を含む。
アイテム166.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、形成は、ラミネート化物品製造を含む。
アイテム167.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)を含む三次元の形状を含み、ここで、Lb≧Wb、Lb≧Tb及びWb≧Tbである。
アイテム168.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の1番目のアスペクト比(Lb:Wb)を含む。
アイテム169.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の2番目のアスペクト比(Lb:Tb)を含む。
アイテム170.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の3番目のアスペクト比(Wb:Tb)を含む。
アイテム171.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)のうち少なくとも1つは、少なくとも約0.1ミクロン又は少なくとも約1ミクロン又は少なくとも約10ミクロン又は少なくとも約50ミクロン又は少なくとも約100ミクロン又は少なくとも約150ミクロン又は少なくとも約200ミクロン又は少なくとも約400ミクロン又は少なくとも約600ミクロン又は少なくとも約800ミクロン又は少なくとも約1mm及び約20mm以下又は約18mm以下又は約16mm以下又は約14mm以下又は約12mm以下又は約10mm以下又は約8mm以下又は約6mm以下又は約4mmの平均寸法を有する。
アイテム172.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体は、本体の長さ及び本体の幅によって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形 ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム173.アイテム167に記載の方法であって、ここで、本体は、本体の長さ及び本体の厚さによって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せ成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム174.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は多面体、錐体、楕円体、球体、プリズム、円柱、円錐、四面体、立方体、直方体、菱面体、角錐台、切頂楕円体、切頂球体、切頂円錐、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される三次元形状を含む。
アイテム175.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、複数の成形研磨粒子を形成することをさらに含み、ここで、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子は、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)を有する本体を有する。
アイテム176.アイテム175に記載の方法であって、ここで、複数の成形研磨粒子は:約50%以下の本体の長さの変動;約50%以下の本体の幅の変動;及び約50%以下の本体の厚さの変動のうち少なくとも1つを含む。
アイテム177.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、第1の主面、第2の主面及び第1の主面と第2の主面との間に延びている少なくとも1つの側面を有する。
アイテム178.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、約40%以下又は約20%以下又は約10%以下又は約4%以下のパーセントフラッシングを含み、ここで、本体は、フラッシングを本質的に一切有さない。
アイテム179.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は結合剤を本質的に一切含まず、本体は有機材料を本質的に一切含まない。
アイテム180.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は多結晶質材料を含み、ここで、多結晶質材料は、粒を含み、粒は、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、ダイアモンド及びこれらの組合せから成る材料の群から選択され、ここで、粒は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化シリコン及びこれらの組合せから成る酸化物の群から選択される酸化物を含み、粒はアルミナを含む。
アイテム181.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は本質的にアルミナから成る。
アイテム182.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、播種されたゾルゲルから形成される。
アイテム183.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、約1ミクロン以下の平均粒径を有する多結晶質材料を含む。
アイテム184.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は、少なくとも約2種類の異なる組成を有する複合体である。
アイテム185.アイテム1及び2のいずれか1つに記載の方法であって、ここで、本体は添加剤を含み、添加剤は酸化物を含み、添加剤は金属元素を含み、添加剤は希土類元素を含む。
アイテム186.アイテム185に記載の方法であって、ここで、添加剤は、ドーパント材料を含み、ドーパント材料としては、アルカリ元素、アルカリ土類元素、希土類元素、遷移金属元素及びこれらの組合せから成る群から選択される元素が挙げられ、ドーパント材料は、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、バナジウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セシウム、プラセオジム、クロミウム、コバルト、鉄、ゲルマニウム、マンガン、ニッケル、チタン、亜鉛及びこれらの組合せから成る群から選択される元素を含む。
アイテム187.固定された研磨材を形成する方法であって:基材上で複数の成形研磨粒子を形成することを含み、ここで、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子は、付加製造プロセスによって形成された本体を有する。
アイテム188.アイテム187に記載の方法であって、ここで、形成は、基材を直接覆って実行される。
アイテム189.アイテム187に記載の方法であって、ここで、形成は、基材を覆っている少なくとも一部分の接着層上に直接実施され、ここで、接着層は、無機材料、ガラス質材料、結晶質材料、有機材料、樹脂材料、金属材料、金属合金及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム190.アイテム187に記載の方法であって、ここで、基材は形成ゾーンを通って平行移動し、形成ゾーンでは、複数の成形研磨粒子のうち少なくとも1つの成形研磨粒子が基材を覆って形成される。
アイテム191.アイテム187に記載の方法であって、ここで、平行移動は段階的な平行移動プロセスを含む。
アイテム192.アイテム187に記載の方法であって、ここで、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子の本体は、デジタルモデルに従って形成される。
アイテム193.アイテム187に記載の方法であって、ここで、付加製造プロセスは:1回目に、複数の成形研磨粒子のうちそれぞれの成形研磨粒子の本体の第1の部分として、第1の印刷材料を被着すること;及び第2の印刷材料を、1回目とは異なる2回目で、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子の本体の第2の部分として被着することを含む。
アイテム194.アイテム193に記載の方法であって、第1の部分及び第2の部分のうち1つを優先的に修飾して第1の部分及び第2の部分を結合させ、成形研磨粒子の本体のサブセクションを形成することをさらに含む。
アイテム195.アイテム187に記載の方法であって、ここで、複数の成形研磨粒子は、基材上の所定の位置に形成される。
アイテム196.アイテム187に記載の方法であって、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子を基材上に配置することをさらに含み、ここで、配置は、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子の本体の形成と同時に実行される。
アイテム197.アイテム187に記載の方法であって、複数の成形研磨粒子のそれぞれの成形研磨粒子を基材に対して配向することをさらに含む。
アイテム198.アイテム197に記載の方法であって、ここで、配向及び形成は、同時に実行される。
アイテム199.アイテム187に記載の方法であって、ここで、複数の成形研磨粒子のうち少なくとも約55%は、横配向で配向される。
アイテム200.アイテム187に記載の方法であって、ここで、複数の成形研磨粒子はオープンコートを形成し、ここで、第1の部分の複数の成形研磨粒子は、クローズドコートを形成し、ここで、オープンコートは、約70粒子/cm2以下のコーティング密度を含む。
アイテム201.アイテム187に記載の方法であって、ここで、基材は織布を含み、基材は非織布を含み、基材は有機材料を含み、基材はポリマーを含み、ここで、基材は、布、紙、フィルム、織物、フリース織物、バルカナイズドファイバー、織布、非織布、ウェビング、ポリマー、樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレアホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイミド及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム202.アイテム187に記載の方法であって、ここで、基材は、触媒、カップリング剤、硬化剤、帯電防止剤、懸濁剤、抗ローディング剤、潤滑剤、湿潤剤、染料、フィラー、粘度調整剤、分散剤、消泡剤及び研削剤から成る群から選択される添加剤を含む。
アイテム203.アイテム187に記載の方法であって、基材を覆う粘着性層をさらに含み、ここで、粘着性層はメークコートを含み、メークコートは基材の上を覆い、メークコートは基材の一部分上に直接接着され、メークコートは有機材料を含み、メークコートはポリマー材料を含み、メークコートは、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム204.アイテム203に記載の方法であって、ここで、粘着性層は、サイズコートを含み、サイズコートは、複数の成形研磨粒子の一部分の上を覆い、サイズコートはメークコートを覆い、サイズコートは複数の成形研磨粒子の一部分に直接接着され、サイズコートは有機材料を含み、サイズコートはポリマー材料を含み、サイズコートは、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム205.自己相似的な特徴を有する主面を少なくとも1つ有する本体を含む成形研磨粒子。
アイテム206.本体の側面の少なくとも一部分の周囲に延びている周辺リッジを少なくとも1つ有する本体を含む成形研磨粒子。
アイテム207.凹状の段差表面を形成する主面を少なくとも1つ有する本体を含む成形研磨粒子。
アイテム208.少なくとも2つの表面及びその少なくとも2つの表面間にある境界端部に沿って延びている少なくとも1つの横行リッジを有する本体を含む成形研磨粒子。
アイテム209.かどから延びる複数のミクロ突起物を含むかど有する本体を含む成形研磨粒子。
アイテム210.貝状に波を打った形態を含む表面を含む本体を含む成形研磨粒子。
アイテム211.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は約250ミクロン以下又は約220ミクロン以下又は約200ミクロン以下又は約180ミクロン以下又は約160ミクロン以下又は約140ミクロン以下又は約120ミクロン以下又は約100ミクロン以下又は約90ミクロン以下又は約80ミクロン以下又は約70ミクロン以下又は約60ミクロン以下又は約50ミクロン以下又は約40ミクロン以下又は約30ミクロン以下又は約20ミクロン以下のかどの丸みを含む。
アイテム212.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は少なくとも約0.1ミクロン又は少なくとも約0.5ミクロンのかどの丸みを含む。
アイテム213.アイテム206、207、208、209及び210のいずれか1つの記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は自己相似的な特徴を含む主面を含む。
アイテム214.アイテム205及び213のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、自己相似的な特徴は、主面の周辺の二次元形状が実質的に同じである二次元形状の配置を含む。
アイテム215.アイテム205及び213のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、主面は、正多角形、不規則な多角形、不規則な形状、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される二次元形状を有する。
アイテム216.アイテム205及び213のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、主面は三角形の二次元形状を含む。
アイテム217.アイテム205及び213のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、自己相似的な特徴は、互いに入れ子状態である複数の三角形の二次元形状を含む。
アイテム218.アイテム205、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、本体の側面の少なくとも一部分の周囲に延びている周辺リッジを少なくとも1つ含む。
アイテム219.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、本体の側面の大部分の周囲に延びている。
アイテム220.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、本体の全側面の周囲に延びている。
アイテム221.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、主面と交差することなく本体の側面の周囲で延びている。
アイテム222.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、少なくとも2つの表面及び本体の端部と交差する。
アイテム223.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は長さ(l)、幅(w)及び厚さ(t)を含み、ここで、l≧w≧tであり、少なくとも1つの周辺リッジは、主面の間に延びている本体の側面の周囲で周辺的に延びている。
アイテム224.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、約0.8t以下である長さを含み、ここで、「t」は本体の厚さであり、約0.7t以下又は約0.6t以下又は約0.5t以下又は約0.4t以下又は約0.3t以下又は約0.2t以下又は約0.18t以下又は約0.16t以下又は約0.15t以下又は約0.14t以下又は約0.12t以下又は約0.1t又は約0.09t以下又は約0.08t以下又は約0.07t以下又は約0.06t以下又は約0.05t以下である。
アイテム225.アイテム206及び218のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの周辺リッジは、少なくとも約0.001tである長さを含み、ここで、「t」は本体の厚さであり、少なくとも約0.01tである。
アイテム226.アイテム205、206、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は凹状の段差表面を形成する少なくとも1つの主面を有する。
アイテム227.アイテム207及び226のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、凹状の段差表面は、主面の中間点で、本体の端部の厚さよりも小さい厚さを形成する。
アイテム228.アイテム207及び226のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、凹状の段差表面は、複数の平ら部及び上昇部を含み、ここで、平ら部は、主面の平面に実質的に平行に延び、上昇部は、主面の平面に実質的に垂直に延びる。
アイテム229.アイテム228の成形研磨粒子であって、ここで、平ら部は、約0.8(l)以下である平均の幅(wf)を有し、ここで、「l」は本体の長さを規定し、約0.5(l)以下又は約0.4(l)以下又は約0.3(l)以下又は約0.2(l)以下又は約0.1(l)以下又は約0.09(l)以下又は約0.08(l)以下である。
アイテム230.アイテム228に記載の成形研磨粒子であって、ここで、平ら部は少なくとも約0.001(l)である平均の幅(wf)を有し、ここで、「l」は本体の長さを規定し、少なくとも約0.005(l)又は少なくとも約0.01(l)である。
アイテム231.アイテム228に記載の成形研磨粒子であって、ここで、上昇部は、約0.2(l)以下である平均の高さ(hr)を有し、ここで、「l」は本体の長さを規定し、約0.15(l)以下又は約0.1(l)以下又は約0.05(l)以下又は約0.02(l)以下である。
アイテム232.アイテム228に記載の成形研磨粒子であって、ここで、上昇部は少なくとも約0.0001(l)である平均の高さ(hr)を有し、ここで、「l」は本体の長さを規定し、少なくとも約0.0005(l)である。
アイテム233.アイテム228に記載の成形研磨粒子であって、ここで、平ら部は、上昇部の平均の高さよりも大きい平均の幅を有し、ここで、上昇部の平均の高さ(hr)は約0.95(wf)以下であり、ここで、「wf」は平ら部の平均の幅を規定し、約0.9(wf)以下又は約0.8(wf)以下又は約0.7(wf)以下又は約0.5(wf)以下又は約0.3(wf)以下又は約0.2(wf)以下又は約0.1(wf)以下である。
アイテム234.アイテム228に記載の成形研磨粒子であって、ここで、上昇部の平均の高さは少なくとも約0.0001(wf)であり、ここで、「wf」は平ら部の平均の幅を規定し、少なくとも約0.001(wf)である。
アイテム235.アイテム205、206、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、主面の中間点で本体の端部の厚さよりも大きい厚さを形成する凸状の段差表面を形成する主面を少なくとも1つ有する。
アイテム236.アイテム205、206、207、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、少なくとも2つの表面及びその少なくとも2つの表面間にある境界端部に沿って延びている横行リッジを少なくとも1つ含む。
アイテム237.アイテム208及び236に記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの横行リッジは、少なくとも3つの側面及びその少なくとも3つの側面の間にある少なくとも2つの境界端部にわたって延びている。
アイテム238.アイテム208及び236に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、複数の横行リッジを含み、複数の横行リッジのうちそれぞれの横行リッジは、本体の周辺の少なくとも一部分の周囲で互いに平行して延びている。
アイテム239.アイテム238に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の横行リッジのうち少なくとも1つの横行リッジは、複数の横行リッジの別の横行リッジに対して異なる長さを有する。
アイテム240.アイテム238に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の横行リッジのうちそれぞれの横行リッジは、それぞれ異なる長さを有する。
アイテム241.アイテム205、206、207、208及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、かどから延びる複数のミクロ突起物を含むかどを含む。
アイテム242.アイテム209及び241のいずれかに1つ記載の成形研磨粒子であって、ここで、ミクロ突起物は複数のリッジによって分離される複数の個別のかど突起物を形成する。
アイテム243.アイテム242に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の個別のかど突起物は、互いに複数の異なる輪郭を有する。
アイテム244.アイテム242に記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも2つの個別のかど突起物は、互いに異なるかど半径を有する。
アイテム245.アイテム242に記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも2つの個別のかど突起物は、互いに横向きのシフトを有する段差を形成する。
アイテム246.アイテム209及び241のいずれかに1つ記載の成形研磨粒子であって、ここで、上面のかどの丸みは、底面のかどの丸みとは異なり、上面は、底面よりも小さい表面積を有する。
アイテム247.アイテム209及び241のいずれかに1つ記載の成形研磨粒子であって、ここで、ミクロ突起物は、のこぎり状の端部を規定する。
アイテム248.アイテム205、206、207、208及び209のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、貝状に波を打った形態を含む表面を有する。
アイテム249.アイテム210及び248のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、貝状に波を打った形態は、本体の少なくとも1つの表面の表面積の大部分にわたって延びている。
アイテム250.アイテム210及び248のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、貝状に波を打った形態は、本体の少なくとも1つの表面の全表面積の大部分にわたって延びている。
アイテム251.アイテム210及び248のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、貝状に波を打った形態は、婉曲した突起物の間で延びているリッジを有する複数の湾曲した突起物を形成する。
アイテム252.アイテム210及び248のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、貝状に波を打った形態は、複数の伸長した突起物を含み、各突起物は長さ、幅及び高さを有し、ここで、各突起物は幅及び高さの方向に延びている弓状の輪郭を有する。
アイテム253.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、伸長した突起物それぞれの長さは、実質的に本体の長さの方向に延びている。
アイテム254.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも1つの伸長した突起物の長さは少なくとも約0.8(l)であり、ここで、「l」は、本体の長さであり、少なくとも約0.9(l)又は少なくとも約1(l)である。
アイテム255.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物は平均の幅(wep)未満の平均の高さを有し、ここで、複数の伸長した突起物の平均の高さは、約0.9(wep)以下又は約0.8(wep)以下又は約0.7(wep)以下又は約0.6(wep)以下又は約0.5(wep)以下又は約0.4(wep)以下又は約0.3(wep)以下又は約0.2(wep)以下又は約0.1(wep)以下である。
アイテム256.アイテム255に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物の平均の高さは約500ミクロン以下又は約400ミクロン以下又は約300ミクロン以下又は約250ミクロン以下又は約200ミクロン以下又は約150ミクロン以下又は約100ミクロン以下又は約90ミクロン以下又は約70ミクロン以下又は約50ミクロン以下である。
アイテム257.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物は、平均の長さよりも小さい平均の幅を含む。
アイテム258.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物は、本体の長さ(l)未満の平均の幅を有し、ここで、複数の伸長した突起物の平均の幅は、約0.9(l)以下又は約0.8(l)以下又は約0.7(l)以下又は約0.6(l)以下又は約0.5(l)以下又は約0.4(l)以下又は約0.3(l)以下又は約0.2(l)以下又は約0.1(l)以下である。
アイテム259.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物の平均の幅は、少なくとも約0.001(l)又は少なくとも約0.01(l)である。
アイテム260.アイテム252に記載の成形研磨粒子であって、ここで、複数の伸長した突起物の平均の幅は、約500ミクロン以下又は約400ミクロン以下又は約300ミクロン以下又は約250ミクロン以下又は約200ミクロン以下である。
アイテム261.アイテム210及び248のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、貝状に波を打った形態は、本体の少なくとも1つのかどを形成する端部と交差し、端部の長さに沿ってのこぎり状の輪郭を有する端部を形成する。
アイテム262.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、共通する端部で結合する少なくとも4つの主面を有する。
アイテム263.アイテム262に記載の成形研磨粒子であって、ここで、少なくとも4つの主面は、実質的に同じ表面積を有する。
アイテム264.アイテム262に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、四面体の形状を有する。
アイテム265.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、多面体、錐体、楕円体、球体、プリズム、円柱、円錐、四面体、立方体、直方体、菱面体、角錐台、切頂楕円体、切頂球体、切頂円錐、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体、十面体、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字、火山の形状、モノスタティックな形状及びこれらの組合せから成る群から選択される三次元形状を含む。
アイテム266.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、本体の長さ(Lb)、本体の幅(Wb)及び本体の厚さ(Tb)を含む三次元の形状を含み、ここで、Lb>Wb、Lb>Tb及びWb>Tbである。
アイテム267.アイテム266に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の1番目のアスペクト比(Lb:Wb)を含む。
アイテム268.アイテム266に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の2番目のアスペクト比(Lb:Tb)を含む。
アイテム269.アイテム266に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び約1000:1以下の3番目のアスペクト比(Wb:Tb)を含む。
アイテム270.アイテム266に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、本体の長さ及び本体の幅によって形成される平面において、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム271.アイテム266に記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、本体の長さ及び本体の厚さによって形成される平面において三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア語の文字及びこれらの組合せから成る群から選択される断面形状を含む。
アイテム272.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は結合剤を本質的に一切含まず、本体は有機材料を本質的に一切含まない。
アイテム273.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は多結晶質材料を含み、多結晶質材料は粒を含み、粒は、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、オキシ窒化物、ダイアモンド及びこれらの組合せから成る材料の群から選択され、ここで、粒は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化シリコン及びこれらの組合せから成る酸化物の群から選択される酸化物を含み、粒はアルミナを含み、粒は本質的にアルミナから成る。
アイテム274.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は播種されたゾルゲルから形成される。
アイテム275.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、本体は、約1ミクロン以下の平均粒径を有する多結晶質材料を含む。
アイテム276.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、少なくとも約2種類の異なる組成を有する複合体である。
アイテム277.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は添加剤を含み、添加剤は酸化物を含み、添加剤は金属元素を含み、添加剤は希土類元素を含む。
アイテム278.アイテム277に記載の成形研磨粒子であって、ここで、添加剤は、ドーパント材料を含み、ドーパント材料としては、アルカリ元素、アルカリ土類元素、希土類元素、遷移金属元素及びこれらの組合せから成る群から選択される元素が挙げられ、ドーパント材料は、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、モリブデン、バナジウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セシウム、プラセオジム、クロミウム、コバルト、鉄、ゲルマニウム、マンガン、ニッケル、チタン、亜鉛及びこれらの組合せから成る群から選択される元素を含む。
アイテム279.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、本体は、固定された研磨剤の一部として基材に結合され、ここで、固定された研磨品は、接着した研磨品、コーティングされた研磨品及びこれらの組合せから成る群から選択される。
アイテム280.アイテム279に記載の成形研磨粒子であって、ここで、基材はバッキングであり、バッキングは織布を含み、基材は非織布を含み、基材は有機材料を含み、基材はポリマーを含み、ここで、基材は、布、紙、フィルム、織物、フリース織物、バルカナイズドファイバー、織布、非織布、ウェビング、ポリマー、樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレアホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイミド及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム281.アイテム280に記載の成形研磨粒子であって、ここで、バッキングは、触媒、カップリング剤、硬化剤、帯電防止剤、懸濁剤、抗ローディング剤、潤滑剤、湿潤剤、染料、フィラー、粘度調整剤、分散剤、消泡剤及び研削剤から成る群から選択される添加剤を含む。
アイテム282.アイテム280に記載の成形研磨粒子であって、バッキングを覆う粘着性層をさらに含み、ここで、粘着性層はメークコートを含み、メークコートはバッキングの上を覆い、メークコートはバッキングの一部分上に直接接着され、メークコートは有機材料を含み、メークコートはポリマー材料を含み、メークコートは、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム283.アイテム282に記載の成形研磨粒子であって、ここで、粘着性層は、サイズコートを含み、サイズコートは、複数の成形研磨粒子の一部分の上を覆い、サイズコートはメークコートを覆い、サイズコートは複数の成形研磨粒子の一部分に直接接着され、サイズコートは有機材料を含み、サイズコートはポリマー材料を含み、サイズコートは、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラック及びこれらの組合せから成る群から選択される材料を含む。
アイテム284.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、成形研磨粒子は、第1の種類の複数の成形研磨粒子の一部であり、ここで、第1の種類の成形研磨粒子はオープンコートでバッキングに接着され、ここで、オープンコートは、約70粒子/cm2以下又は約65粒子/cm2以下又は約60粒子/cm2以下又は約55粒子/cm2以下又は約50粒子/cm2以下又は少なくとも約5粒子/cm2又は少なくとも約10粒子/cm2のコーティング密度を含む。
アイテム285.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、成形研磨粒子は複数の第1の種類の成形研磨粒子の一部であり、ここで、第1の種類の成形研磨粒子の大部分は、クローズドコートでバッキングに接着され、バッキングに成形研磨粒子の混合物のクローズドコートを有し、クローズドコートは少なくとも約75粒子/cm2又は少なくとも約80粒子/cm2又は少なくとも約85粒子/cm2又は少なくとも約90粒子/cm2又は少なくとも約100粒子/cm2のコーティング密度を含む。
アイテム286.アイテム205、206、207、208、209及び210のいずれか1つに記載の成形研磨粒子であって、ここで、成形研磨粒子は複数の第1の種類の成形研磨粒子及び第3の種類の研磨粒子を含む混合物の一部分であり、ここで、第3の種類の成形研磨粒子は成形研磨粒子を含み、第3の種類の成形研磨粒子は希釈種類の研磨粒子を含み、希釈種類の研磨粒子は不規則な形状を含む。
アイテム287.アイテム286の成形研磨粒子であって、ここで、研磨粒子の混合物は複数の成形研磨粒子を含み、複数の成形研磨粒子のうちそれぞれの成形研磨粒子はバッキングに対して調節された配向で配置され、調節された配向としては、所定の回転配向、所定の横配向、所定の縦方向配向のうち少なくとも1つが挙げられる。
アイテム288.低圧射出成形プロセスを用いて成形研磨粒子を形成する方法。
アイテム289.アイテム288に記載の方法であって、ここで、低圧射出成形は層流条件を用いて、鋳型を鋳型材料で充填することを含む。
アイテム290.アイテム288に記載の方法であって、ここで、層流条件は、鋳型材料の流体力学、鋳型の形状、鋳型材料及びこれらの組合せのうち少なくとも1つに基づく。
実施例1
39重量%のベーマイト及びアルファアルミナ種を含む混合物を水中で作成して印刷材料を作った。硝酸を添加して混合物のpHを4に調節した。印刷材料を次いで容器に移して、真空ポンプを用いて脱気し、最大30日間又は流体力学的特性が印刷に十分になるまで室温で熟成させた。印刷材料を次いで、Tungsten Palm OS(登録商標)コントローラー及びEFD 1.2ソフトウェアを有するEFD Nordson(登録商標)Ultra TT 525として市販されているロボキャスティング装置の被着アセンブリにロードした。被着アセンブリは、100μmのノズルの幅、およそ6.35mm又は3mmのノズル先端の長さを有するノズルを備えていた。印刷材料は、およそ750Paの静的降伏応力、およそ450Paの動的降伏応力を有していた。印刷材料は、100s−1のずり速度で9000Pa sの見かけ粘度を有するずり減粘の混合物であった。
39重量%のベーマイト及びアルファアルミナ種を含む混合物を水中で作成して印刷材料を作った。硝酸を添加して混合物のpHを4に調節した。印刷材料を次いで容器に移して、真空ポンプを用いて脱気し、最大30日間又は流体力学的特性が印刷に十分になるまで室温で熟成させた。印刷材料を次いで、Tungsten Palm OS(登録商標)コントローラー及びEFD 1.2ソフトウェアを有するEFD Nordson(登録商標)Ultra TT 525として市販されているロボキャスティング装置の被着アセンブリにロードした。被着アセンブリは、100μmのノズルの幅、およそ6.35mm又は3mmのノズル先端の長さを有するノズルを備えていた。印刷材料は、およそ750Paの静的降伏応力、およそ450Paの動的降伏応力を有していた。印刷材料は、100s−1のずり速度で9000Pa sの見かけ粘度を有するずり減粘の混合物であった。
プリンターが用いる高さの測定が正確であるように、ノズルの高さ及び触覚高さセンサーを慎重に調節した。最初のラインの印刷材料を被着して空気を追い出し、被着の圧力、被着速度、被着体積及び分配間隔を調節した。被着速度、被着の圧力及び分配間隔といった特定のプロセスパラメータを評価し、印刷されたラインがノズルの幅とおよそ同じ幅になるまで、印刷材料の流体力学的特徴をもとに調節した。圧力はおよそ0.5MPa(70psi)、被着速度はおよそ3mm/s、及び、分配間隔はおよそ100μmであった。
同じサイズの6層の被着を含む、三角形の形状を有する成形研磨粒子を形成するプログラムをコントローラー上にロードした。充填パターンは、アウトサイドインの「エスカルゴ(escargot)」プロセスを用いて三角形の二次元形状を有する第1の層の被着を含んでいた。プレ移動の遅れは0.1秒であった。第2の層を次いで第1の層を覆うように形成した。ノズルを第1の層の停止位置の100μm上へ垂直に動かした。三角形の二次元形状を有する第2の層を次いで、インサイドアウトプロセスを基にした充填パターンを用いて形成した。プレ移動の遅れは0.3秒であった。6層が形成されるまで、アウトサイドイン及びインサイドアウトプロセスを交互に用いて、4つの追加の層をそれぞれの上に重ねて形成した。
本体を周囲条件で乾燥させ、90分間およそ1250℃で焼結した。図20の成形研磨粒子は、実施例1に従って形成した成形研磨粒子を表す。
実施例2
四面体又は錐体の成形研磨粒子を、実施例1の同一の印刷材料を用いて形成した。ロボキャスティングパラメータは、ノズルの幅が150ミクロンでありノズルの長さがおよそ6.35mmであった以外は、実施例1と同じであった。さらに、充填プロセスは、インサイドアウト充填プロセスを用いて形成した層に関してプレ移動の遅れが0.2秒であり、ピラミッドの形状が形成されるにつれてそれぞれの層の大きさが連続的に小さくなった点を除いて、実施例1と本質的に同じであった。成形研磨粒子を周囲条件で乾燥させ、1250℃で90分間焼結した。図28及び29の成形研磨粒子は、実施例2に従って形成した成形研磨粒子を表す。
四面体又は錐体の成形研磨粒子を、実施例1の同一の印刷材料を用いて形成した。ロボキャスティングパラメータは、ノズルの幅が150ミクロンでありノズルの長さがおよそ6.35mmであった以外は、実施例1と同じであった。さらに、充填プロセスは、インサイドアウト充填プロセスを用いて形成した層に関してプレ移動の遅れが0.2秒であり、ピラミッドの形状が形成されるにつれてそれぞれの層の大きさが連続的に小さくなった点を除いて、実施例1と本質的に同じであった。成形研磨粒子を周囲条件で乾燥させ、1250℃で90分間焼結した。図28及び29の成形研磨粒子は、実施例2に従って形成した成形研磨粒子を表す。
実施例3
火山の形状である成形研磨粒子は、充填プロセスが最後の約3層といった最終組分けの層に関して変更した点を除いて、実施例2と同じ印刷材料を用いて形成した。充填パターンは、最終組分けの層を形状の周辺の周囲に被着したが、印刷材料を本体の内部内には完全に被着せず、開口及び火山の形状を作成した点を除けば、実施例2に記載した通りにアウトサイドイン及びインサイドアウト充填プロセスを交互に用いる。成形研磨粒子を周囲条件で乾燥させ、1250℃で90分間焼結した。図27の成形研磨粒子は、実施例3に従って形成した開口2709を含む成形研磨粒子を表す。
火山の形状である成形研磨粒子は、充填プロセスが最後の約3層といった最終組分けの層に関して変更した点を除いて、実施例2と同じ印刷材料を用いて形成した。充填パターンは、最終組分けの層を形状の周辺の周囲に被着したが、印刷材料を本体の内部内には完全に被着せず、開口及び火山の形状を作成した点を除けば、実施例2に記載した通りにアウトサイドイン及びインサイドアウト充填プロセスを交互に用いる。成形研磨粒子を周囲条件で乾燥させ、1250℃で90分間焼結した。図27の成形研磨粒子は、実施例3に従って形成した開口2709を含む成形研磨粒子を表す。
特定の文献では、センチメートル規模の特定の付加製造技術による様々な物品の形成が示されている。しかし、これらの文献は、本明細書の実施形態の成形研磨粒子の特徴を有し、研磨材としての使用に適した成形研磨粒子の形成を対象にはしていない。さらに、本明細書の実施形態の特徴及び寸法を有し、それによって意図する目的のために適切となる成形研磨粒子の形成は、センチメートル規模の物品の形成を開示する文献から容易には利用可能でない知識を要する。センチメートル技術からミリメートル又はミクロンサイズの技術に移行するのに必要な知識は自明ではなく、顕著な研究の結果であった。利益、他の効果及び課題の解決策を特定の実施形態に沿って上述した。しかし、利益、効果、課題の解決策、及び、利益、効果又は解決策を生じさせる、又は、より明らかする、いずれかの特徴(複数可)は、いずれか又は全てのアイテムの重要、必須又は本質的な特徴として解釈されない。
本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、固定された研磨品での使用に適切であり、当該固定された研磨品は、金属加工及び製作産業、自動車工業、建築及び建設材料等を含む様々な産業で製品を作製するのに用いられ得る。
本明細書で記載した実施形態の説明及び例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解の提供を意図している。説明及び例示は、本明細書に記載する構造又は方法を用いる装置及びシステムの要素及び特徴の全ての網羅的及び包括的な説明の役割を果たすことは意図されていない。別々の実施形態も単一の実施形態と組合せて提供され得、逆に、明確性のために単一の実施形態で説明される様々な特徴も別々又はいずれかの副次的な組合せで提供され得る。さらに、範囲内で記述される値を言及する場合は、その範囲内の各及び全ての値を含む。他の多くの実施形態は、この説明を読んで初めて当業者に明らかになり得る。構造上の置換、論理上の置換又は他の変更が本開示の範囲を逸脱することなくなされ得るように、他の実施形態は本開示から使用及び由来し得る。したがって、本開示は制限的ではなく例示的なもとのとして見なされるべきである。
図と組合せた前述の説明は、本明細書で開示する教示の理解を助けるために提供される。次の考察は教示の特定の実装及び実施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示を説明する助けとなるように提供され、教示の範囲又は適用性を制限するものとして解釈されるべきではない。しかし、他の教示は確実に本出願で用いられ得る。
本明細書で使用する「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、「含んでいる(including)」、「有する(has)」、「有している(having)」又はその他の変化形は、非排他的な包括を包含することが意図される。例えば、一連の特徴を含む方法、物品又は装置は、その特徴のみに限定されるとは限らず、明示的に列挙されていない、又は、そのような方法、物品又は装置に伴う他の特徴を含み得る。さらに、明示的に記述されない限り、「or」は包括的なorを指し、排他的なorではない。例えば、条件A又はBは、次のうちいずれか1つによって満たされる:Aは正しく(又は存在し)、Bは間違っている(又は存在しない)、Aは間違っており(又は存在せず)、Bは正しい(又は存在する)、及び、A及びBの双方が正しい(又は存在する)。
また、「a」又は「an」の使用は、本明細書に記載される要素及び成分を記述するのに用いられる。これは単に利便性及び本発明の範囲の一般的な意味を提供するためになされる。この説明は1つ又は少なくとも1つを包含するように読まれるべきであり、その逆を意味することが明らかでない限りは、単数は複数も含み、又はその逆もそうである。例えば、単数のアイテムが本明細書で記載される場合、2つ以上のアイテムが単数のアイテムの代わりに用いられ得る。同様に、2つ以上のアイテムが本明細書で記載される場合、単数のアイテムはその2つ以上のアイテムの代わりになり得る。
別の方法で定義されない限り、本明細書で用いられる技術及び科学用語は全て、本発明が属する技術分野の当業者に通常理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法及び例は全て例示的のみであり、制限的とは理解されない。本明細書に記載されない特定の材料及び処理作用に関する多くの詳細は従来のものであり、構造技術及び対応する製造技術内の参照本及び他の情報源で見つかり得る。
Claims (17)
- 付加製造プロセス(additive manufacturing process)によって形成された本体を有する成形研磨粒子を形成する方法。
- デジタルモデルに従って成形研磨粒子の本体を形成することを含む方法。
- 前記付加製造プロセスが、製造ツールを用いないで原材料を形状化することで成形研磨粒子の本体を形成することを含む、請求項1及び2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記付加製造プロセスが、複数の個別の部分を、調節された、互いに無造作ではない方法で被着することで、成形研磨粒子の本体を形成することを含む、請求項1及び2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記本体の複数の部分を、調節された、互いに無造作ではない方法で被着することが、前記複数の部分を製造ツール内に被着することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記方法が、層付加方法、光重合、レーザー粉末形成、粉末床溶融結合、選択的レーザー焼結、マイクロレーザー焼結、材料押出し、ロボキャスティング、材料噴射、シート積層及びこれらの組合せから成る群から選択される少なくとも1つのプロセスを含む、請求項1及び2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記本体を形成することが:
ノズル先端の長さ;
ノズルの幅;
ノズルのアスペクト比;
被着の圧力;
ノズルの幅と被着の圧力との間の関係;
被着速度;
被着体積、
被着速度と被着の位置との間の関係;
被着の圧力と被着の位置との間の関係;
中断距離;
プレ移動の遅れ;
分配間隔;
印刷材料の充填パターン;
印刷材料の動的降伏応力(σd);
印刷材料の静的降伏応力(σs);
印刷材料の降伏応力の比(σd/σs);
印刷材料の粘度;及びこれらの組合せから成る群から選択される少なくとも1つのプロセスパラメータを調節することを含む、請求項1及び2のいずれか1項に記載の方法。 - 前記方法が、
1回目に第1の印刷材料を前記本体の第1の部分として被着すること;及び
2回目に、前記本体の第1の部分とは異なる第2の部分として、第2の印刷材料を被着することをさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記第1の部分が、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せから成る群から選択される第1の特徴を有し得、及び、前記第2の部分が、硬さ、多孔度、組成及びこれらの組合せから成る群から選択される第2の特徴を有し得、前記第1の特徴は前記第2の特徴と異なり得る、請求項8に記載の方法。
- 前記本体を形成する方法が、ノズルから印刷材料を被着することをさらに含み、前記ノズルの移動はコンピュータープログラムによって調節され、前記ノズルは、約100ミクロン以下のノズル幅、約10mm以下の先端の長さ、及び、約0.8以下のアスペクト比の値(幅/先端の長さ)を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記形成することが、前記ノズルと標的との間の距離を規定する分配間隔を調節することを含み、前記分配間隔は約10W以下であり、ここで、「W」はノズルの幅を表す、請求項7に記載の方法。
- 前記分配間隔を調節することが、前記ノズル先端の長さ、前記ノズルの幅、前記被着の圧力、前記被着速度、前記被着体積、前記被着の位置、前記印刷材料の充填パターン、前記印刷材料の動的降伏応力(σd)、前記印刷材料の静的降伏応力(σs)、前記印刷材料の降伏応力の比(σd/σs)、前記印刷材料の粘度及びこれらの組合せのうち少なくとも1つに基づいて、前記ノズルと前記標的の間のZ方向の距離を変更することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記形成することが、1回目に前記本体の第1の部分を形成し、2回目に前記本体の第2の部分を形成する順番を規定する前記充填パターンを調節することをさらに含み、ここで、前記充填パターンは、アウトサイドイン充填プロセス、インサイドアウト充填プロセス、左右充填プロセス、ボトムアップ充填プロセス及びこれらの組合せから成る群から選択される被着プロセスを規定する、請求項7に記載の方法。
- 自己相似的な特徴を有する主面を少なくとも1つ有する本体を含む、成形研磨粒子。
- 本体の側面の少なくとも一部分の周囲に延びている周辺リッジを少なくとも1つ有する前記本体を含む成形研磨粒子。
- かどを有し、前記かどから延びる複数のミクロ突起物を含む本体を含む、成形研磨粒子。
- 本体が約100ミクロン以下のかどの丸みを含む、請求項14、15及び16のいずれか1項に記載の成形研磨粒子。
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