KR101889698B1 - 형상화 연마입자 및 이의 형성 방법 - Google Patents

형상화 연마입자 및 이의 형성 방법 Download PDF

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아담 스티븐슨
아민 엠바키
데이빗 로아프레
도룩 오. 예네르
제니퍼 에이치. 씨제레핀스키
나빌 나하스
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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

형상화 연마입자 형성 방법은 첨가가공에 의한 몸체 형성 단계를 포함한다.

Description

형상화 연마입자 및 이의 형성 방법{SHAPED ABRASIVE PARTICLES AND METHODS OF FORMING SAME}
본 발명은 형상화 연마입자 및, 더욱 상세하게는, 첨가가공 (additive manufacturing process)을 이용한 형상화 연마입자 형성방법에 관한 것이다.
연마 입자들 및 연마입자들로 제조되는 연마 물품들은 연삭(grinding), 다듬질(finishing) 및 폴리싱(polishing)을 포함하는 다양한 재료 제거 작업에 유용하다. 연마재의 유형에 따라 그러한 연마입자는 상품 제조에서 다양한 재료 및 표면의 성형 또는 연삭에 유용할 수 있다. 삼각형으로 형상화 연마 입자들 및 이러한 물체를 포함하는 연마물품과 같이, 특정한 기하학적 구조를 가지고 있는 특정한 유형의 연마입자들이 현재까지 제조되었다. 예를들면, 미국 특허 번호 제5,201,916호, 제5,366,523호 및 제5,984,988호 참조.
특정 형상을 가지는 연마입자들을 생산하는 데 이용되었던 세 가지 종래 기본 기술은 (1) 용융, (2) 소결, 및 (3) 화학 세라믹이다. 용융 공정에서, 연마입자들은, 표면이 조각될 수 있거나 조각될 수 없는 냉각 롤러, 용융 재료가 부어지는 주형, 또는 산화알루미늄 용융물에 침지된 히트 싱크 재료에 의해 형상화될 수 있다. 예를들면, 미국특허번호 제3,377,660호 참조. 소결 공정에서는 직경이 10마이크로미터까지인 입자 크기의 내화 분말로부터 연마 입자들이 형성될 수 있다. 윤활제 및 적절한 용매와 함께 바인더가 분말에 첨가되어 혼합물이 형성되고, 다양한 길이와 직경의 판상체 또는 로드로 성형될 수 있다. 예를들면, 미국특허번호 제3,079,242호 참조. 화학 세라믹 기술은, 콜로이드 분산액 또는 히드로졸 (간혹 졸(sol)이라 함)을 성분들의 유동성을 보유하는 겔 또는 임의의 기타 물리적 상태로 전환하는 단계, 건조 단계, 및 연소하여 세라믹 물질을 획득하는 단계를 수반한다. 예를들면, 미국특허번호 제4,744,802호 및 제4,848,041호 참조.
미국특허번호 5,201,916, 5,366,523, 5,584,896, 및 미국특허공개번호 2010/0151195, 2010/0151196에 개시된 바와 같이 기본 성형 공정 (Rudimentary molding processes)이 제한된 형상화 연마입자 형성에 유용하다고 기재된다. 기타 형상화 연마입자 형성 공정이 개시되고, 예를들면, 미국특허번호 6,054,093, 6,228,134, 5,009,676, 5,090,968, 및 5,409,645 참조.
산업계에서는 형상화 연마입자를 포함한 개선된 연마재 및 연마물품에 대한 요구는 여전하다.
일 양태에 의하면, 형상화 연마입자 형성 방법은 첨가가공에 의해 형성되는 몸체를 포함한다.
제2 양태에 의하면, 방법은 디지털 모델에 의한 형상화 연마입자 몸체 형성 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 고정 연마재 형성 방법은 기판에 다수의 형상화 연마입자 형성 단계를 포함하고, 다수의 형상화 연마입자의 각각의 형상화 연마입자는 첨가가공에 의해 형성된 몸체를 가진다.
또 다른 양태에 의하면, 형상화 연마입자는 자기-유사 형상 (self-similar feature)을 가지는 적어도 하나의 주요 표면 (major surface)을 가지는 몸체를 포함한다.
또 다른 양태에서, 형상화 연마입자는 몸체 측면의 적어도 일부 (portion)를 따라 연장되는 적어도 하나의 주변 리지 (주변부 리지)를 가지는 몸체를 가진다.
일 양태에서, 형상화 연마입자는 오목 계단형 표면 (concave stepped surface)을 형성하는 적어도 하나의 주요 표면을 가지는 몸체를 가진다.
또 다른 양태에서, 형상화 연마입자는 적어도 2 표면들을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡단 리지 (transverse ridge) 및 적어도 2 표면들 사이의 인접 에지 (adjoining edge)를 가지는 몸체를 가진다.
일 양태에 의하면, 형상화 연마입자는 코너 (corner)에서 연장되는 다수의 미세 돌출부를 포함하는 코너를 가지는 몸체를 포함한다.
또 다른 양태에서, 형상화 연마입자는 조개껍질형상 (scalloped topography)으로 구성된 표면을 포함하는 몸체를 가진다.
또 다른 양태에 의하면, 형상화 연마입자 형성 방법은 저압 사출성형공정을 포함한다.
첨부되는 도면을 참고함으로써, 본 개시내용은 더 잘 이해될 수 있고, 이의 많은 특징들과 장점들이 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 분명해질 수 있다. 실시태양들은 예시로로 설명되고 첨부 도면에 한정되지 않는다.
도 1A는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 일부 형성 방법을 도시한 사시도이다.
도 1B는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 일부 형성 시스템 및 방법을 도시한 것이다.
도 1C는 실시태양에 의한 충전 패턴 (filling pattern)을 도시한 것이다.
도 1D는 실시태양에 의한 충전 패턴을 도시한 것이다.
도 1E는 실시태양에 의한 노즐단을 도시한 것이다.
도 2는 실시태양에 의한 형상화 연마입자를 포함하는 연마물품을 도시한 것이다.
도 3은 실시태양에 의한 형상화 연마입자 측면도 및 플래싱 비율 (percentage flashing)을 도시한 것이다.
도 4는 실시태양에 의한 코팅 연마물품의 부분 단면도이다.
도 5는 실시태양에 의한 코팅 연마물품의 부분 단면도이다.
도 6-19는 실시태양에 의한 형상화 연마입자를 도시한 것이다.
도 20은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 사시도이다.
도 21은 도 20의 형상화 연마입자 주요 표면 평면도이다.
도 22는 도 20의 형상화 연마입자 일부의 평면 사진이다.
도 23은 도 20의 형상화 연마입자 일부의 주요 표면이다.
도 24는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 일부의 측면 사진이다 .
도 25는 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자 코너 일부의 사진이다.
도 26은 실시태양에 의한 조개껍질형상을 가지는 형상화 연마입자 표면 일부의 사진이다.
도 27은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 상부에서 하향 사진이다.
도 28은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 상부에서 하향 사진이다.
도 29는 도 28의 형상화 연마입자의 측면 사진이다.
도 30은 실시태양에 의한 형상화 연마입자 코너의 사진이다.
상이한 도면들에서 동일 부호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 요소를 의미한다. 또한 당업자들은 도면들에서 요소들이 단순하고 간결하게 도시되며 반드시 척도에 따라 도시된 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를들면 도면들에서 일부 요소들의 치수는 본 발명 실시태양들에 대한 이해를 돕기 위하여 다른 요소들보다 과장될 수 있다.
다음은 일반적으로 첨가가공을 적용하는 형상화 연마입자 형성 방법에 관한 것이다. 형상화 연마입자는, 제한되지 않지만, 자동차, 의료, 건설, 수탁생산, 항공우주, 연마, 및 기타 등을 포함한다양한 산업계에서 사용될 수 있다. 이러한 형상화 연마입자들은 자유 연마입자로서 또는, 예를들면, 코팅 연마물품, 결합 연마물품, 및 기타 등을 포함한 고정 연마물품에 조합되어 사용될 수 있다. 형상화 연마입자에 대한 다양한 기타 용도가 파생될 수 있다.
일 양태에 의하면, 본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 첨가가공에 의해 형성된 몸체를 가지도록 형성된다. 본원에서 사용되는, “첨가가공”이란 다수가 집성될 때, 각각의 개별 일부는 적어도 몸체 형상 일부를 형성하도록 서로에 대하여 특정 배향의 다수의 일부들을 함께 집성 (compiling)하여 형상화 연마입자의 몸체가 형성될 수 있는 공정을 포함한다. 또한, 특정 예시들에서, 첨가가공은 형판-부재 (template-free) 공정일 수 있고, 개별적인 일부, 궁극적으로 몸체 자체를 형성하도록 조작되는 재료는 형판 (예를들면, 몰드) 내부에 놓일 필요가 없다. 오히려, 재료는 개별 일부에 적층되도록 조작되어, 다수가 집성될 때, 몸체 역시 조절된 치수를 가지도록 각각의 개별 일부는 조절된 치수를 가진다. 따라서, 전형적인 몰딩 작업과는 달리, 본원 실시태양들의 첨가가공은 몸체가 형성되도록 조작되는 재료를 담도록 구성되는 형판을 반드시 필요로 하지 않는다.
특정 예시들에서, 형상화 연마입자 형성에 적용되는 첨가가공은 프로토타입 인쇄 공정일 수 있다. 더욱 특정한 예시들에서, 형상화 연마입자 형성 방법은 형상화 연마입자 몸체의 프로토타입 인쇄 단계를 포함할 수 있고, 형상화 연마입자는 형상화 연마입자 또는 전구체 형상화 연마입자를 포함할 수 있다. 다른 예시들에서, 첨가가공은 개체 접합 조형 공정 (laminated object manufacturing process)을 포함하거나 고려될 수 있다. 개체 접합 조형 공정에서, 단독 층들이 개별적으로 형성되고 함께 접합되어 형상화 연마입자의 몸체를 형성한다.
실시태양에 따르면, 첨가가공에 의해 형성된 몸체를 가지는 형상화 연마입자 형성 방법은 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료의 적층, 및 제1 일부와 차별되는 몸체의 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료의 적층을 포함한다. 제1 시간은 제2 시간과 동일하거나 다를 수 있다고 이해하여야 한다. 더욱 상세하게는, 일부 예시들에서 제1 인쇄 재료는 고체 재료, 분말, 용액, 혼합물, 액체, 슬러리, 겔, 바인더, 및 임의의 이들 조합을 포함한다. 일 특정 예시에서, 제1 인쇄 재료는 졸 겔 재료를 포함한다. 예를들면, 제1 인쇄 재료는 혼합물을 포함하고, 혼합물은 분말 재료 및 액체로 형성되는 겔일 수 있고, 겔은 그린 (green) (즉, 미소결) 상태에서도 실질적으로 주어진 형상을 유지할 수 있는 형상-안정 재료로 특정된다. 실시태양에 따르면, 겔은 개별 입자들의 일체적 네트워크로서 분말 재료로 형성된다. 특정 예시들에서, 혼합물은 졸-겔 재료를 포함하고, 혼합물 기질 (matrix)을 형성하는 하나 이상의 미립자 재료를 가진다. 미립자 재료는 본원에 기재된 임의의 재료, 예를들면 세라믹 재료를 포함한다.
제1 인쇄 재료는 본원에 상세하게 설명되는 공정에서 사용하기에 적합한 유변학적 특성들을 가지도록 소정 함량의 고체 재료, 액체 재료 및 첨가제를 가진다. 즉, 소정의 예시들에서, 제1 인쇄 재료는 소정의 점도, 더욱 상세하게는, 본원에 기재된 공정으로 형성될 수 있 치수-안정된 재료 상 (phase)을 형성하기에 적합한 유변학적 특성을 가진다. 치수-안정된 재료 상은 특정 형상을 가지고 성형 이후 적어도 공정 일부 동안 실질적으로 형상을 유지하도록 형성되는 재료일 수 있다. 소정의 예시들에서, 형상은 이후 공정 내내 유지될 수 있어, 성형 공정 초기에 제공된 형상이 최종-형성 물체에 존재할 수 있다.
본원 실시태양들의 임의의 인쇄 재료를 포함하는 인쇄 재료는 혼합물일 수 있고 특정 함량의 무기 재료를 가질 수 있고, 고체 분말 재료 또는 미립자, 예를들면 세라믹 분말 재료일 수 있다. 실시태양에 따르면, 인쇄 재료는 혼합물을 포함하고, 이는 형상화 연마입자를 포함한 몸체 형성이 가능한 적합한 유변학적 특성을 가지는 무기 재료를 포함한다. 예를들면, 일 실시태양에서, 제1 인쇄 재료의 고체 함량은 혼합물 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt%, 예를들면 적어도 약 35 wt%, 적어도 약 36 wt%, 또는 적어도 약 38 wt%이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제1 인쇄 재료의 고체 함량은 약 75 wt% 이하, 예를들면 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 55 wt% 이하, 약 45 wt% 이하, 약 44 wt% 이하, 또는 약 42 wt% 이하이다. 제1 인쇄 재료의 고체 재료 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율 사이의 범위, 예를들면 적어도 약 25 wt% 내지 약 70 wt% 이하, 적어도 약 35 wt% 내지 약 55 wt% 이하, 또는 적어도 약 36 wt% 내지 약 45 wt% 이하의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 따르면, 세라믹 분말재료는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 특정한 경우, 세라믹 재료는 알루미나를 포함한다. 더욱 상세하게는, 세라믹 재료는 알파 알루미나 전구체인 베마이트 재료를 포함한다. 용어 “베마이트”는 본원에서 전형적으로 Al2O3 ㆍH2O 으로 물 함량이 15% 정도인 베마이트 광물 및, 물 함량이 15% 이상, 예컨대 20-38중량%인 유사(pseudo)베마이트 을 포함한 알루미나 수화물을 표기하도록 일반적으로 사용된다. 베마이트 (유사베마이트 포함)는 특징적 및 식별 가능한 결정 구조, 따라서 특유한 X-ray 회절 패턴을 가진다는 것을 이해하여야 한다. 따라서 베마이트는 기타 수화 알루미나들 예컨대 베마이트 미립자 소재 제조에 전구체로 통상 사용되는 ATH (삼수산화알루미늄)를 포함한 기타 알루미늄 재료와는 차별된다.
또한, 본원 실시태양들의 임의의 인쇄 재료를 포함한 인쇄 재료는 혼합물 형태이고 특정 함량의 액상 재료를 가진다. 일부 적합한 액체로는 물을 포함한다. 하나의 실시태양에 따르면, 제1 인쇄 재료는 혼합물 중 고체 함량보다 낮은 액체 함량을 가지도록 형성된다. 특정 실시예들에서, 제1 인쇄 재료의 액체 함량은 혼합물 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt%이다. 다른 실시예들에서, 제1 인쇄 재료의 액체 함량은 더 크고, 예컨대 적어도 약 35 wt%, 적어도 약 45 wt%, 적어도 약 50 wt%, 또는 적어도 약 58 wt%이다. 또한, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 인쇄 재료의 액체 함량은 약 75 wt% 이하, 예컨대 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 62 wt% 이하, 또는 약 60 wt% 이하이다. 제1 인쇄 재료 중 액체 함량은 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율 사이에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록, 제1 인쇄 재료는 특정 저장탄성률을 가진다. 예를들면, 제1 인쇄 재료의 저장탄성률은 적어도 약 1x104 Pa, 예컨대 적어도 약 4x104 Pa, 또는 적어도 약 5x104 Pa이다. 그러나, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 인쇄 재료의 저장탄성률은 약 1x107 Pa 이하, 예컨대 약 2x107 Pa 이하이다. 제1 인쇄 재료의 저장탄성률은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
저장탄성률은 ARES 또는 AR-G2 회전형 레오미터를 이용한 평행판 시스템 및 펠티어 판 (Peltier plate) 온도 조절시스템으로 측정한다. 시험에 있어서, 제1 인쇄 재료를 서로 대략 8 mm 이격 설정되는 두 판들 사이 간극으로 압출한다. 간극으로 겔을 압출한 후, 제1 인쇄 재료가 완전히 판들 사이 간극을 채울 때까지 간극을 형성하는 두 판들 사이 간격을 2 mm로 좁힌다. 과잉 재료를 닦아낸 후, 간격을 0.1 mm만큼 좁히고 시험을 개시한다. 시험은 변형 범위가 0.01% 내지 100%, 6.28 rad/s (1 Hz)로 설정된 장비로, 25-mm 평행판을 이용하고 10 포인트 감소할 때 기록하는 진동 변형 일소 시험이다. 시험 완료 후 1 시간 내에, 간격을 다시 0.1 mm만큼 좁히고 시험을 반복한다. 시험은 적어도 6 회 반복한다. 제1 시험은 제2 및 제3 시험들과는 다를 수 있다. 각각의 시편에 대한 제2 및 제3 시험들 결과만을 보고하여야 한다.
혼합물을 포함하는 인쇄 재료는, 형상화 연마입자 몸체 형성이 가능하도록 본원 실시태양들의 특징을 가지는 특정 점도를 가지도록 형성될 수 있다. 예를들면, 혼합물의 점도는 적어도 약 4x103 Pa s, 예를들면 적어도 약 5x103 Pa s, 적어도 약 6x103 Pa s, 적어도 약 7x103 Pa s, 적어도 약 7.5x103 Pa s 이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 혼합물의 점도는 약 20x103 Pa s 이하, 예를들면 약 18x103 Pa s 이하, 약 15x103 Pa s 이하, 약 12x103 Pa s 이하이다. 또한, 혼합물의 점도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 제한되지 않지만, 적어도 약 4x103 Pa s 내지 약 20x103 Pa s 이하, 예를들면 적어도 약 5x103 Pa s 내지 약 18x103 Pa s 이하, 적어도 약 6x103 Pa s 내지 약 15x103 Pa s 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다. 점도는 상기된 바와 같은 저장 탄성률과 동일한 방법으로 측정된다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록, 혼합물 형태일 수 있는 제1 인쇄 재료는 상기 액체와는 구별되는 유기 첨가제들을 포함한 특정 함량의 유기 재료들을 가지도록 형성된다. 일부 적합한 유기 첨가제들은 안정화제, 바인더, 예컨대 프룩토오스, 수크로오스, 락토오스, 글루코오스, UV 경화성 수지들, 및 기타 등을 포함한다.
특히, 본원 실시태양들은 종래 성형 공정에서 사용되는 슬러리와 차별되는 제1 인쇄 재료를 사용한다. 예를들면, 제1 인쇄 재료 내의 유기재료들, 특히, 임의의 상기 유기 첨가제들의 함량은 혼합물 내의 다른 성분들과 비교할 때 소량이다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 인쇄 재료는 제1 인쇄 재료 총 중량에 대하여 약 30 wt% 이하의 유기재료를 가지도록 형성된다. 다른 실시예들에서, 유기재료 함량은 더 적고, 예컨대 약 15 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 또는 약 5 wt% 이하이다. 또한, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 인쇄 재료 내의 유기재료 함량은 제1 인쇄 재료 총 중량에 대하여 적어도 약 0.01 wt%, 예컨대 약 0.5 wt%이다. 제1 인쇄 재료 내의 유기재료 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록 제1 인쇄 재료는 상기 액체와는 구분되는 특정 함량의 산 또는 염기를 가지도록 형성된다. 일부 적합한 산 또는 염기는 질산, 황산, 시트르산, 염소산, 타타르산, 인산, 질산암모늄, 구연산암모늄을 포함한다. 특정 실시태양에 의하면, 질산 첨가제를 사용하여 제1 인쇄 재료는 약 5 미만, 더욱 상세하게는, 적어도 약 2 내지 약 4 이하의 pH를 가진다.
도 1A는 실시태양에 따른 첨가가공을 통해 형상화 연마입자를 형성하는 공정을 보이는 사시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 첨가가공은 인쇄 재료 (122)의 조절된 적층을 위해 적어도 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향에서 다중-축 이동되는 적층 조립체 (151)를 이용한다. 특정 예시들에서, 적층 조립체 (151)는 특정 위치에 조절된 인쇄 재료 이송을 제공하도록 구성되는 적층 헤드 (153)를 가진다. 특히, 적층 조립체 (151)는 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료의 조절된 적층 및 몸체의 제1 일부와 차별되는 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료의 적층을 제공한다. 이러한 공정을 통해 개별 일부에 대한 조절된 적층이 가능하여 개별 일부들은 서로에 대하여 정확한 지점에 적층되어 적합한 형상, 치수, 및 성능을 가지는 형상화 연마입자의 몸체 형성이 가능하다.
특정 예시들에서, 적층 조립체 (151)는 형상화 연마입자 몸체의 제1 일부 (101)로서제1 인쇄 재료 (102)를 적층하도록 구성된다. 특히, 제1 일부 (101)는 형상화 연마입자 몸체 총 부피의 일부를 구성한다. 특정 예시들에서, 제1 일부 (101)는 제1 일부 길이 (Lfp), 제1 일부 폭 (Wfp), 및 제1 일부 두께 (Tfp)를 가진다. 일 실시태양에 의하면, Lfp는 Wfp와 같거나 크고, Lfp는 Tfp와 같거나 크고, Wfp는 Tfp와 같거나 크다. 특정 예시들에서, 제1 일부의 길이는 제1 일부 (101)의 최장 치수일 수 있고, 제1 일부 (101)의 폭은 길이 (Lfp)에 대체로 수직 방향으로 연장되는 치수이고 제1 일부 (101)의 제2 최장 치수일 수 있다. 또한, 일부 실시태양들에서, 제1 일부 (101)의 두께 (Tfp)는 제1 일부 (101)의 최소 치수일 수 있고, 길이 (Lfp) 및 폭 (Wfp) 중 하나 또는 양측에 수직인 방향으로 연장되는 치수일 수 있다. 그러나, 제1 일부 (101)는 본원에 더욱 설명되는 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 따르면, 제1 일부 (101)는 형상화 연마입자 몸체의 적합한 형성이 가능하도록 1차 종횡비 (Lfp:Wfp)를 가진다. 예를들면, 제1 일부 (101)의 1차 종횡비 (Lfp:Wfp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 제1 일부 (101)의 1차 종횡비는 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제1 일부 (101)의 1차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또한, 형상화 연마입자 몸체가 원하는 형상을 가지도록 제1 일부 (101)는 특정한 2차 종횡비를 가진다. 예를들면, 제1 일부 (101)의 2차 종횡비 (Lfp:Tfp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 제1 일부 (101)의 2차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제1 일부 (101)의2차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또 다른 실시태양에서, 제1 일부 (101)는 형상화 연마입자 몸체의 적합한 형성이 가능하도록 특정 3차 종횡비 (Wfp:Tfp)를 가지도록 형성된다. 예를들면, 제1 일부 (101)의 3차 종횡비 (Wfp:Tfp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 예시들에서, 제1 일부 (101)의 3차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 제1 일부 (101)의 3차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
형상화 연마입자 몸체의 제1 일부 (101) 치수는 적합한 형상 및 치수를 가지는 몸체 형성이 가능한 특정 값을 가지도록 형성된다. 제1 일부 (101)의 임의의 상기 치수 (예를들면, Lfp, Wfp, Tfp)의 평균 치수는 약 2 mm 이하이다. 다른 예시들에서, 임의의 제1 일부 길이 (Lfp), 제1 일부 폭 (Wfp), 또는 제1 일부 두께 (Tfp)의 평균 치수는 약 1 mm 이하, 예를들면 약 900 미크론 이하, 약 800 미크론 이하, 약 700 미크론 이하, 약 600 미크론 이하, 약 500 미크론 이하, 약 400 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 150 미크론 이하, 약 140 미크론 이하, 약 130 미크론 이하, 약 120 미크론 이하, 약 110 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 90 미크론 이하, 약 80 미크론 이하, 약 70 미크론 이하, 약 60 미크론 이하, 또는 약 50 미크론 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 임의의 제1 일부 길이 (Lfp), 제1 일부 폭 (Wfp), 또는 제1 일부 두께 (Tfp)의 평균 치수는 적어도 약 0.01 미크론, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 1 미크론이다. 임의의 제1 일부 길이, 제1 일부 폭, 또는 제1 일부 두께의 평균 치수는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 제1 일부 (101)는 특정 단면 형상을 가지도록 적층될 수 있다. 특정 단면 형상을 가지는 제1 일부 (101)로 적층되면 특정한, 원하는 단면 형상 및 3차원 형상을 가지는 형상화 연마입자 몸체 형성이 용이하다. 실시태양에 따르면, 제1 일부 (101)는 실질적으로 임의의 고려된 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱 상세하게는, 제1 일부 (101)는 제1 일부 길이 (Lfp) 및 제1 일부 폭 (Wfp)에 의해 정의되는 평면의 단면 형상, 예를들면 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합을 가질 수 있다. 또한, 제1 일부 (101)는 제1 일부 길이 (Lfp) 및 제1 일부 두께 (Tfp) 에 의해 정의되는 평면의 특정 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택되는 형상을 포함한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제1 일부 (101)는 층 형태로 적층될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 제1 일부는 (도 1A에 도시된 바와 같이) 긴 구조체로 적층될 수 있고, 이때 길이는 두께 또는 폭보다 상당히 길다. 또 다른 실시태양에서, 제1 일부 (101)는 개별 액적 (droplet)으로 적층될 수 있다. 더욱 상세하게는, 적층 방법은 예정된 제1 인쇄 재료 (102) 부피의 다수의 개별 액적을 적층하여 제1 일부 (101)를 형성하는 단계를 포함하도록수행될 수 있다. 예를들면, 제1 일부 (101)는 다수의 제1 서브-일부로 구성되고 이들이 조절된 방식으로 적층되어 제1 일부 (101)의 치수를 형성한다.
도 1A에 더욱 도시된 바와 같이, 첨가가공에 의한 형상화 연마입자 형성 방법은 또한 제2 인쇄 재료 (112)를 포함한 제2 일부 (110)의 조절된 적층 단계를 포함한다. 실시태양에서, 제2 인쇄 재료 (112)는 고체, 용액, 혼합물, 액체, 슬러리, 겔, 바인더, 및 이들 조합을 포함한다. 특정 실시태양에서, 제2 인쇄 재료 (112)는 제1 인쇄 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 예를들면, 제2 인쇄 재료 (112)는 상기된 바와 같이 졸 겔 재료를 포함한다. 적층 조립체 (151)는 제1 일부 (101)에 대한 특정 지점을 포함한 임의의 적합한 지점에 제2 일부 (110)를 적층한다. 예를들면, 도 1A에 도시된 바와 같이, 제2 일부 (110)는 적어도 제1 일부 (101)의 부분과 인접한 위치에 적층될 수 있다. 적층 조립체 (151)의 이렇게 조절된 다중-축 이동으로, 예를들면, 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110)를 포함한 개별 일부들의 정확한 적층, 및 서로에 대한 다수의 일부들 (및 서브-일부)의 조절되고 정확한 적층 모두가 가능하여, 다수의 일부들의 집성을 통해 형상화 연마입자 몸체가 형성된다.
도시된 바와 같이, 적층 조립체 (151)는 형상화 연마입자 몸체의 제2 일부 (110)로서 제2 인쇄 재료 (112)를 적층하도록 구성된다. 특히, 제2 일부 (110)는 형상화 연마입자 몸체의 총 부피의 일부를 형성한다. 특정 예시들에서, 제2 일부 (110)는 제2 일부 길이 (Lsp), 제2 일부 폭 (Wsp), 및 제2 일부 두께 (Tsp)를 가질 수 있다. 특히, 일 양태에 의하면, Lsp 는 Wsp와 같거나 크고, Lsp 는 Tsp와 같거나 크고, Wsp 는 Tsp와 같거나 크다. 특정 예시들에서, 제2 일부 (110)의 길이 (Lsp) 제2 일부 (110)의 최장 치수일 수 있고, 제2 일부 (110)의 폭 (Wsp)은 길이 (Lsp)에 대략 수직인 방향으로 연장되는 치수일 수 있고 실시태양에 따르면 제2 최장 치수일 수 있다. 마지막으로, 일부 실시태양들에서, 제2 일부 (110)의 두께 (Tsp)는 일반적으로 제2 일부 (110)의 최소 치수를 정의하고, 길이 (Lsp) 및 폭 (Wsp) 중 하나 또는 양측에 수직인 방향으로 연장되는 치수를 형성한다. 그러나, 제2 일부 (110)는 본원에 더욱 설명되는 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 따르면, 제2 일부 (110)는 적합한 형상 및 치수를 가지는 몸체 형성이 가능하도록 1차 종횡비 (Lsp:Wsp)를 가질 수 있다. 예를들면, 제2 일부 (110)의 1차 종횡비 (Lsp:Wsp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 제2 일부 (110)의 1차 종횡비는 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제2 일부 (110)의 1차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또한, 제2 일부 (110)는 형성된 형상화 연마입자 몸체가 원하는 형상을 가지도록 특정 2차 종횡비를 가진다. 예를들면, 제2 일부 (110)의 2차 종횡비 (Lsp:Tsp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 제2 일부 (110)의 2차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제2 일부 (110)의2차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또 다른 실시태양에서, 제2 일부 (110)는 적합한 형상 및 치수를 가지는 몸체 형성이 유리하도록 특정 3차 종횡비 (Wsp:Tsp)를 가지도록 형성된다. 예를들면, 제2 일부 (110)의 3차 종횡비 (Wsp:Tsp)는 적어도 약 1:1이다. 다른 예시들에서, 제2 일부 (110)의 3차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 제2 일부 (110)의 3차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
형상화 연마입자 몸체의 제2 일부 (110) 치수는 특정 값을 가지도록 형성된다. 제2 일부 (110)의 임의의 상기 치수 (예를들면, Lsp, Wsp, Tsp)의 평균 치수는 약 2 mm 이하이다. 다른 예시들에서, 임의의 제2 일부 길이 (Lsp), 제2 일부 폭 (Wsp), 또는 제2 일부 두께 (Tsp)의 평균 치수는 약 1 mm 이하, 예를들면 약 900 미크론 이하, 약 800 미크론 이하, 약 700 미크론 이하, 약 600 미크론 이하, 약 500 미크론 이하, 약 400 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 150 미크론 이하, 약 140 미크론 이하, 약 130 미크론 이하, 약 120 미크론 이하, 약 110 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 90 미크론 이하, 약 80 미크론 이하, 약 70 미크론 이하, 약 60 미크론 이하, 또는 약 50 미크론 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 임의의 제2 일부 길이 (Lsp), 제2 일부 폭 (Wsp), 또는 제2 일부 두께 (Tsp)의 평균 치수는 적어도 약 0.01 미크론, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 1 미크론이다. 임의의 제2 일부 길이, 제2 일부 폭, 또는 제2 일부 두께의 평균 치수는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 제2 일부 (110)는 특정 단면 형상을 가지도록 적층될 수 있다. 특정 단면 형상을 가지는 제2 일부 (110)의 적층으로 특정한, 원하는 단면 형상 및 3차원 형상을 가지는 형상화 연마입자 몸체 형성이 용이하다. 실시태양에 따르면, 제2 일부 (110)는 실질적으로 임의의 고려된 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱 상세하게는, 제2 일부 (110)는 위에서 아래로 관찰될 때 제2 일부 길이 (Lsp) 및 제2 일부 폭 (Wsp) 에 의해 정의되는 평면의 단면 형상을 가질 수 있고, 상기 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상s, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택된다. 또한, 제2 일부 (110)는 측면에서 관찰할 때 제2 일부 길이 (Lsp) 및 제2 일부 두께 (Tsp) 에 의해 정의되는 평면의 특정 단면 형상을 가지도록 형성된다. 이러한 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택되는 형상을 포함한다. 또한, 제2 일부 (110)는 측면에서 관찰될 때 제2 일부 폭 (Wsp) 및 제2 일부 두께 (Tsp)에 의해 정의되는 평면의 특정 단면 형상을 가지도록 형성된다. 이러한 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택되는 형성을 포함하다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제2 일부 (110)는 층 형태로 적층된다. 또 다른 실시태양에서, 제2 일부는 (도 1A에 도시된 바와 같이) 긴 구조로 적층되고, 이때 길이는 두께 또는 폭보다 상당히 길다. 또 다른 실시태양에서, 제2 일부 (110)는 개별 액적으로 적층된다. 더욱 상세하게는, 적층 공정은 예정된 제2 인쇄 재료 (112) 부피의 다수의 개별 액적이 적층되어 제2 일부 (110)를 형성하는 단계를 포함하도록 수행된다. 예를들면, 제2 일부 (110)는 다수의 제2 서브-일부로 구성되고 이들이 조절된 방식으로 적층되어 제2 일부 (110)의 치수를 규정한다.
도 1A에 더욱 도시된 바와 같이, 제1 일부 (101)는 제2 일부 (110)의 단면 형상과 실질적으로 동일한 단면 형상을 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시태양들에서, 다수의 일부는 각각의 일부가 서로 상이한 단면 형상을 가지도록 적층될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 일부 (101)는 제1 일부 몸체의 임의의 두 치수에 대하여 (예를들면, 길이, 폭, 및 두께) 제1 단면 형상으로 적층될 수 있고, 이는 제2 일부 (110) 몸체를 규정하는 임의의 두 치수 (예를들면, 길이, 폭, 두께)에 대하여 제2 일부 (110)의 단면 형상과 다를 수 있다.
일부 실시태양들에 의하면, 제1 인쇄 재료 (102)는 제1 조성물을 가지고 제2 인쇄 재료 (112)는 제2 조성물을 가진다. 일부 예시들에서, 제1 조성물은 실질적으로 제2 조성물과 동일하다. 예를들면, 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 실질적으로 동일하고, 단지 소량의 불순물 (예를들면, 약 0.1% 미만)만이 제1 조성물 및 제2 조성물 간의 차이를 구성한다. 달리, 또 다른 실시태양에서, 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 크게 상이할 수 있다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제1 조성물은 재료 예를들면 유기 재료, 무기 재료, 및 이들 조합을 포함한다. 더욱 상세하게는, 제1 조성물은 세라믹, 유리, 금속, 중합체, 또는 임의의 이들 조합을 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 조성물은 재료 예를들면 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 임의의 이들 조합을 포함한다. 특히, 일 실시태양에서, 제1 조성물은 알루미나를 포함한다. 더욱 상세하게는, 제1 조성물은 알루미나계 재료, 예를들면, 베마이트를 포함한 수화 알루미나 재료를 포함한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제2 조성물은 재료 예를들면 유기 재료, 무기 재료, 및 이들 조합을 포함하다. 더욱 상세하게는, 제2 조성물은 세라믹, 유리, 금속, 중합체, 또는 임의의 이들 조합을 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 조성물은 재료 예를들면 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 임의의 이들 조합을 포함한다. 특히, 일 실시태양에서, 제2 조성물은 알루미나를 포함한다. 더욱 상세하게는, 제1 조성물은 알루미나계 재료, 예를들면, 베마이트를 포함한 수화 알루미나 재료를 포함한다.
소정의 예시들에서, 제1 인쇄 재료 및 제2 인쇄 재료 (예를들면, 제1 인쇄 재료 (102) 및 제2 인쇄 재료 (112)) 적층 공정은 제1 인쇄 재료는 제1 시간에 적층되고 제2 인쇄 재료는 제2 시간에 적층되고 제1 시간 및 제2 시간은 상이한 시간 간격에 있는 개별적인 공정에서 수행될 수 있다. 이러한 실시태양들에서, 적층 공정은 간헐 공정일 수 있고, 상기 적층 공정은 개별 시간 구간에서 개별 일부의 형성을 포함한다. 간헐 공정에서, 적어도 시간 일부는 재료가 적층되지 않는 제1 일부 형성 및 제2 일부 형성 사이를 통과한다.
또한, 다른 예시들에서, 적층 공정은 연속 공정일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 연속 공정에서, 적층 공정은 반드시 상이한 시간 간격에 개별 제1 및 제2 일부의 적층을 포함할 필요는 없다. 대신, 적층 공정은 적층 조립체 (151)가 이동되는 동안 인쇄 재료가 압출되는 연속 압출 공정을 이용할 수 있다. 또한, 적층 조립체 (151)는 연속 적층 공정 과정에서 일부의 치수를 변경시킬 수 있어, 원하는 2차원 및 3차원 형상을 가지는 형상화 연마입자 몸체 형성이 가능하도록 가변 치수 (예를들면, 단면 및 3차원 치수)를 가지는 하나 이상의 일부 형성이 가능하다.
첨가가공을 통한 형상화 연마입자 몸체 형성의 또 다른 양태에 의하면, 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110)를 결합하여 몸체의 부-영역 (171)을 형성하도록 공정은 바람직하게는 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110) 중 하나의 개질 단계를 포함한다. 특정 실시태양에서, 개질 공정은 제1 인쇄 재료 (102) 및 제2 인쇄 재료 (112) 중 적어도 하나의 상 변화를 포함한다. 예를들면, 개질은 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110) 중 적어도 하나의 가열을 포함한다. 더욱 상세하게는, 가열은 예를들면 제1 일부 (101)의 적어도 일부분을 제2 일부 (110)에 융착함으로써 제1 일부 (101)의 일부분을 제2 일부 (110)로 결합하는 것을 포함한다. 가열은 또한 예를들면, 대류, 전도, 및 복사 기술을 포함한 다양한 기술로 달성될 수 있다. 일 특정 실시태양에서, 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110) 중 적어도 하나의 가열 공정은 제1 일부 (101)의 일부분을 제2 일부 (110)의 부분에 결합시키도록 전자기 복사선을 제1 일부 (110) 및/또는 제2 일부 (110)의 적어도 일부분에 충돌하는 (impinging) 단계를 포함한다. 적합한 유형의 전자기 복사선은 레이저를 이용하여 공급될 수 있다. 또한, 다른 예시들에서, 임의의 제1 일부 및 제2 일부 중 하나를 결합시키기 위하여 가열 공정은 전자기 복사를 제2 일부의 적어도 일부분에 충돌하는 단계를 포함한다는 것을 이해하여야 한다.
다른 예시들에서, 몸체 일부의 개질 공정은 또한 용융, 선택적 레이저 용융, 소결, 선택적 소결, 직접 금속 레이저 소결, 선택적 레이저 소결, 입자 빔 개질, 전자 빔 용융, 융착 적층 모델링, 경화, 및 임의의 이들 조합을 포함한다. 임의의 상기 공정은 임의의 하나 이상의 일부의 일부분 또는 전부에 적용되어 일부를 개질시킨다.
첨가가공을 통한 형상화 연마입자 몸체 형성의 또 다른 양태에서, 형상화 연마입자 몸체 형성 공정은 디지털 모델에 따라 진행될 수 있다. 디지털 모델에 의한 몸체 형성 공정은 적어도 몸체 일부 측정 및 디지털 모델의 해당 치수와의 비교 단계를 포함한다. 비교 공정은 일부 또는 전체 몸체에 대한 형성 공정 중 또는 형성 공정 완료 후 진행될 수 있다. 디지털 모델을 제공함으로써 적층 조립체 (151)에 의해 진행되는 적층 공정 조절이 용이하다는 것을 이해하여야 한다.
특정 예시들에서, 디지털 모델에 의한 몸체 형성 공정은 디지털 모델의 다수의 디지털 단면들 생성 단계를 더욱 포함한다. 다수의 디지털 단면들 생성으로, 예를들면, 몸체의 하나 이상의 일부의 조절된 적층이 가능하다. 예를들면, 일 예시에서, 공정은 제1 시간에 몸체의 제1 일부의 적층을 포함하고, 상기 제1 일부는 디지털 모델의 다수의 단면들의 제1 단면에 해당된다. 또한, 공정은 제1 시간과 상이한 제2 시간에 제1 일부과 구분되는 몸체의 제2 일부의 적층을 포함한다 . 제2 일부는 디지털 모델의 다수의 단면들의 제2 단면에 해당한다. 따라서, 다수의 디지털 단면들은 다수의 개별 일부 적층을 위한 안내일 수 있고, 단일 디지털 단면은 개별 제1 일부의 적층을 가능하게 하고 제2 디지털 단면은 제2 개별 일부의 적층을 가능하게 한다는 것을 이해하여야 한다. 각각의 일부는 적층될 수 있고, 적층 조립체 (151)가 각각의 일부를 적층하고 형성하는 동안, 일부의 치수가 측정되고 디지털 모델과 비교된다. 더욱 상세하게는, 적층 조립체 (151)는 적층된 일부의 치수와 상응하는 디지털 모델 일부의 비교에 기초하여 적층 공정을 변경하도록 적용된다.
또한 첨가가공은 부-영역 (171)을 형성하기 위하여, 예를들면, 제1 일부 (101) 및 제2 일부 (110)을 포함한 개별 일부 집성 단계를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 공정은 형상화 연마입자 몸체를 형성하기 위하여 다수의 부-영역 집성 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자 형성 공정은 공제 가공 (subtractive process)을 포함할 수 있다. 특히, 공제가공은 적어도 일부 첨가가공 완료 후 진행될 수 있다. 더욱 상세하게는, 공제가공은 첨가가공이 완전히 완료된 후 진행될 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서, 공제가공은 전구체 형상화 연마입자 몸체 형성 후 진행될 수 있다. 소정의 예시들에서, 공제가공은 전구체 형상화 연마입자 형성에 사용되는 적어도 재료 일부 제거 단계를 포함한다. 소정의 적합한 공제가공은, 예를들면, 몸체 일부 내부에 적어도 하나의 개구 형성, 몸체 전체를 관통하는적어도 하나의 구멍 형성 , 및 예를들면 적어도 몸체 일부를 휘발시켜 몸체 일부를 제거하기 위한 몸체 가열을 포함한다.
첨가가공으로 형성된 형상화 연마입자의 몸체는 다양한 적합한 치수를 포함한다. 특정 예시들에서, 몸체는 예를들면 도 6에 제시된 바와 같이 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가진다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체 길이는 형상화 연마입자의 최장 치수를 정의하고 몸체 폭은 길이에 대체로 수직한 방향으로 연장되는 치수를 정의하고 실시태양에 따르면 제2 최장 치수를 정의할 수 있다. 또한, 일부 실시태양들에서, 몸체 두께는 형상화 연마입자의 최소 치수를 정의할 수 있고, 길이 및 폭 중 하나 또는 양측에 수직한 방향으로 연장되는 치수를 정의할 수 있다. 일부 예시들에서, Lb는 Wb와 같거나 크고, Lb는 Tb와 같거나 크다. 또한, 형상화 연마입자의 다른 설계에서, Wb는 Tb와 같거나 크다. 그러나, 몸체는 본원에 더욱 정의되는 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원에서 임의의 치수적 특성 (예를들면, Lb, Wb, Tb)을 언급할 때 배치로부터 적합한 형상화 연마입자 샘플링 분석에서 유도되는 배치의 단일 형상화 연마입자 치수, 중앙값, 또는 평균값을 언급할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 본원에서 치수적 특성 언급은 물품들 배치로부터 적합한 개수의 물품의 샘플 크기로부터 유도되는 통계적 유의 값에 기초한 중앙값을 언급하는 것으로 고려될 수 있다. 특히, 소정의 본원 실시태양들에서, 샘플 크기는 물품들 배치로부터 적어도 10 개의 무작위 선택 물품을 포함한다. 물품들 배치는 단일 공정 운전에서 회수된 물품들 군일 수 있다. 추가로 또는 달리, 물품들 배치는 상업적 등급의 연마 제품 형성에 적합한 형상화 연마입자들, 예를들면 적어도 약 20 lbs. 의 입자들을 포함한다.
실시태양에 따르면, 몸체의 1차 종횡비 (Lb:Wb)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 몸체의 1차 종횡비는 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 1차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또한, 형상화 연마입자가 원하는 형상을 가지도록 몸체는 특정 2차 종횡비를 가지도록 형성된다. 예를들면, 몸체의 2차 종횡비 (Lb:Tb)는 적어도 약 1:1이다. 다른 실시태양들에서, 몸체의 2차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 2차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
또 다른 실시태양에서, 몸체는 적어도 약 1:1의 특정 3차 종횡비 (Wb:Tb)를 가지도록 형성된다. 다른 예시들에서, 몸체의 3차 종횡비는 적어도 약 2:1, 예를들면 적어도 약 3:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 몸체의 3차 종횡비는 약 1000:1 이하이다.
형상화 연마입자 몸체의 치수는 특정 값을 가지도록 형성된다. 몸체의 임의의 상기 치수 (예를들면, Lb, Wb, Tb)의 평균 치수는 적어도 약 0.1 미크론이다. 다른 예시들에서, 임의의 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 또는 몸체 두께 (Tb)의 평균 치수는 적어도 약 1 미크론, 적어도 약 10 미크론, 적어도 약 50 미크론, 적어도 약 100 미크론, 적어도 약 150 미크론, 적어도 약 200 미크론, 적어도 약 400 미크론, 적어도 약 600 미크론, 적어도 약 800 미크론, 적어도 약 1 mm 이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 임의의 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 또는 몸체 두께 (Tb)의 평균 치수는 약 20 mm 이하, 약 18 mm 이하, 약 16 mm 이하, 약 14 mm 이하, 약 12 mm 이하, 약 10 mm 이하, 약 8 mm 이하, 약 6 mm 이하, 또는 약 4 mm 이하이다. 임의 치수의 평균 치수는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 몸체는 특정한, 원하는 단면 형상을 가지도록 형성된다. 예를들면, 몸체는 몸체 길이 (Lb) 및 몸체 폭 (Wb)에 의해 정의되는 평면의 단면 형상을 가지며, 상기 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택된다. 또한, 몸체는 몸체 길이 (Lb) 및 몸체 두께 (Tb)에 의해 정의되는 평면의 특정 단면 형상을 가지도록 형성된다. 이러한 단면 형상은 또한 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상, 불규칙 형상 외관, 및 임의의 이들 조합의 군에서 선택되는 형성을 포함한다.
또한 몸체는 특정한, 원하는 3차원 형상을 가지도록 형성된다. 예를들면, 몸체는 다면체, 피라미드, 타원체, 구체, 각기둥, 원통, 원뿔, 사면체, 정육면체, 직육면체, 능면체, 절두 피라미드, 절두 타원체, 절두 구체, 절두 원뿔, 오면체, 6면체, 7면체, 팔면체, 9면체, 10면체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 복잡 다각 형상, 불규칙 형상 외관, 분화구 형상, 단상태 (monostatic) 형상, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 3차원 형상을 가질 수 있다. 단상태 형상은 단일 안정 착지 지점을 가지는 형상이다. 따라서, 단상태 형상을 가지는 형상화 연마입자는 단지 하나의 안정 착지 지점을 가지므로 기재에 적용될 때 일관되게 동일 위치로 배향된다. 예를들면, 단상태 형상을 가지는 형상화 연마입자는 코팅 연마제 형성에 사용될 수 있는 중력 코팅을 통해 입자들을 지지판 (backing)에 적용할 때 적합하다. 더욱 상세하게는, 형상화 연마입자는 단지 하나의 불안정한 균형점을 가지는 형상의 3차원 물체를 설명하는 모노-단상태 형상일 수 있다. 일 특정 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자는 굄뵈쯔 (gomboc) 형상을 가질 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 형상화 연마입자는 적어도 4 표면들을 가지는 단상태 다면체이다.
본원 실시태양들에 의한 첨가가공은 또한 다수의 형상화 연마입자를 형성에 사용될 수 있고, 다수의 형상화 연마입자들의 각각의 형상화 연마입자는 상기된 바와 같이 몸체 길이 (Lb) 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가지는 몸체를 가질 수 있다. 실시태양에 따르면, 다수의 형상화 연마입자는 몸체 길이 편차가 약 50% 이하, 몸체 폭 편차가 약 50% 이하, 및 몸체 두께 편차가 약 50% 이하 중 적어도 하나를 가진다.
몸체 길이 편차는 다수의 형상화 연마입자를 포함한 다수의 형상화 연마입자의 적합한 샘플링에 대한 몸체 길이 표준편차로 기술된다. 실시태양에서, 몸체 길이 편차는 약 40% 이하, 예를들면 약 30% 이하, 약 20% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하이다.
몸체 길이 편차와 유사하게, 몸체 폭 편차는 다수의 형상화 연마입자들의 형상화 연마입자에 대한 적합한 샘플링의 몸체 폭의 표준편차 측정치일 수 있다. 실시태양에 따르면, 몸체 폭 편차는 약 40% 이하, 예를들면 약 30% 이하, 및 약 20% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하이다.
또한, 몸체 두께 편차는 다수의 형상화 연마입자의 형상화 연마입자에 대한 적합한 샘플링의 몸체 두께 표준편차일 수 있다. 일 실시태양에 따르면, 다수의 형상화 연마입자에 대한 몸체 두께 편차는 약 40% 이하, 예를들면 약 30% 이하, 약 20% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하이다.
실시태양에 따르면 첨가가공은 생성 도구를 사용하지 않고 원료를 성형하여 형상화 연마입자의 몸체를 형성하는 단계를 포함한다. 생성 도구는 하나 이상의 개구를 가지고 원료가 투입되어 원하는 최종 형상화 연마입자로 형성하는 몰드 (mold) 또는 스크린 (screen)를 언급하는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 실시태양에 의하면, 첨가가공은 원료의 다수의 개별 일부를 서로에 대하여 조절된, 비-무작위 방식으로 적층함으로써 형상화 연마입자의 몸체 형성 단계를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 첨가가공은 몸체의 다수의 일부를 서로에 대하여 조절된, 비-무작위 방식으로 생성 도구에 적층하는 단계를 포함한다. 즉, 소정의 예시들에서 첨가가공은 생성 도구를 사용한다. 적어도 하나의 방식에서, 첨가가공은 생성 도구에 조절된-비 무작위 방식으로 배치되는 다수의 개별 일부로 생성 도구는 충전되므로 통상의 스크린 인쇄 및 몰딩 공정과는 차별된다.
본원에서 형상 연마입자의 형성을 언급하는 것은 전구체 형상화 연마입자의 형성을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 즉 첨가가공은 전구체 형상화 연마입자를 형성할 수 있고, 이는 최종 형상화 연마입자를 형성하기 위하여 더욱 처리되어야 하는 그린 몸체 또는 미완성 몸체일 수 있다. 소정의 성형 공정에서, 전구체 형상화 연마입자는 최종 형상화 연마입자와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 첨가가공은 공정들 예를들면 광중합, 레이저 분말 성형, 분말 적층 용융, 선택적 레이저 소결, 마이크로-레이저 소결, 재료 압출, 로보캐스팅 (robocasting), 재료 분사 (jetting), 시트 라미네이션 (sheet lamination), 및 이들 조합을 포함한다. 하나의 특정 실시태양에서, 광중합 공정은 입체리소그래피 (stereolithography)를 포함한다. 입체리소그래피는 중합 재료를 가지는 슬러리의 적어도 하나의 층이 성형 공정에서 중합되어 형상화 연마입자를 형성하는 공정을 포함한다. 더욱 상세하게는, 입체리소그래피 공정은 혼합물, 예를들면 분말 원료 및 캐리어를 포함하는 슬러리, 및 형상화 연마입자 형성의 성형 공정 중에 중합되는 중합체 재료를 제공한다.
또 다른 실시태양에서 첨가가공은 레이저 분말 성형 공정을 포함한다. 레이저 분말 성형은 목표에서 원료, 예를들면 기재의 적층 및 예를들면 레이저원으로부터의 복사선 충돌을 포함하고 원료는 용융되고 형상화 연마입자의 적어도 일부로 형성된다. 특히, 레이저 분말 성형 공정은 고체 상태에서 액체 상태로의 원료 상 변화를 포함하여 형상화 연마입자의 적어도 일부가 형성되기 전에 용융물이 형성된다.
레이저 분말 성형 공정은 재료 예를들면 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 중합체, 및 이들 조합의 군에서 선택되는 원료를 이용한다. 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 레이저 분말 성형 공정에 의해 형성된 형상화 연마입자는 재료 예를들면 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 세라믹 전구체, 중합체, 및 이들 조합을 포함한다. 일 실시태양에서 레이저 분말 성형 공정에 의해 형성된 형상화 연마입자는 실질적으로 산화물을 포함한 유리 재료로 이루어진다.
또 다른 예시에서, 첨가가공은 선택적 레이저 소결 공정을 포함한다. 선택적 레이저 소결은 복사선이 목표로 지향되는 공정을 포함한다. 복사선은 레이저원에서 공급된다. 복사선은 원료를 포함하는 목표에 충돌되고, 복사선은 적어도 재료 일부를 형상화 연마입자 일부로 변화시킨다. 더욱 특정한 예시들에서, 선택적 레이저 소결 공정은 레이저원의 복사선이 원료 적층물 (bed) 일부와 충돌하는 단계 및 원료 적층물 일부가 형상화 연마입자로 전환되는 단계를 포함한다. 예를들면, 복사선에 의해 충돌되는 원료 적층물 일부는 상 변화가 일어나는 방식으로 전환되고, 복사선에 노출되지 않은 기타 원료 일부는 본래 상태가 유지된다. 실시태양에 따르면, 적어도 재료 일부 변화는 원료의 결정 구조 변화를 포함한다. 예를들면, 원료 적층물은 베마이트 재료를 포함하고 이는 복사선에 의해 예를들면, 알파 알루미나를 포함하는 다른 형태의 알루미나로 변화된다. 또 다른 실시태양에서, 적어도 재료 일부 변화는 원료 상의 변화, 예를들면 복사선에 노출되는 원료의 고체상에서 액체 상으로의 변화를 포함한다.
선택적 레이저 소결 조작에 사용되는 원료는 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 세라믹 전구체, 중합체, 및 이들 조합를 포함한다. 일 특정 실시태양에서, 원료는 산화물 재료, 예를들면 알루미나 또는 베마이트를 포함한다. 또한, 선택적 레이저 소결 공정에 의해 형성된 형상화 연마입자는 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 세라믹 전구체, 중합체, 및 이들 조합을 포함한다. 일 특정 실시태양에서, 선택적 레이저 소결 공정에 의해 형성된 형상화 연마입자는 산화물 재료, 예를들면 알루미나 또는 베마이트를 포함할 수 있다.
또 다른 실시태양에서 첨가가공은 재료 분사를 포함한다. 재료 분사 공정은 목표에 개별 원료 액적의 적층 및 개별 액적을 형상 연마입자 몸체의 적어도 일부로 융합을 포함한다 .
하나의 대안 공정에 의하면, 형상화 연마입자는 저압 사출 성형 공정으로 형성될 수 있다. 소정의 통상의 사출 성형 공정과는 달리, 첨가가공에 관한 본원 실시태양들의 임의의 특성의 인쇄 재료를 포함한 성형 재료는, 조절된 방식으로 몰드에 사출된다. 특히, 공정에서, 몰드 재료는 난류 조건과는 반대로 층류 조건에서 몰드에 사출된다. 층류 조건으로 충전 절차에 따라 몰드로 몰드 재료의 조절된 배치가 가능하고, 이는조절된 충전 절차에 대한 특정 순서로 몰드 일부로 몰드 재료의 선택적 배치를 포함한다. 사출 성형 공정은 본원에 기재된 하나 이상의 공정과 조합될 수 있다.
하나의 특정 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자 형성을 위한 첨가가공은 로보캐스팅을 포함한다. 소정의 예시들에서, 로보캐스팅은 서로 차별되는 개별 일부 형태로 목표에 원료를 적층시킨다. 이후 일부들은 이후 처리를 통해 융합되어 형상 연마입자를 형성한다. 원료는 노즐로부터 목표 또는 기재에 조절된 방식으로 적층되어 형상화 연마입자의 몸체를 형성한다.
실시태양에 따르면, 로보캐스팅를 통한 몸체 형성 공정은 노즐 팁 길이; 노즐 폭; 노즐 종횡비, 적층 압력, 노즐 폭 및 적층 압력 간의 관계, 적층 속도, 적층 부피, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계, 차단 거리 (shutoff distance), 사전이동 지연 (premove delay), 분배 간격 (dispense gap), 인쇄 재료의 충전 패턴, 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd), 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs), 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs), 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 공정 변수를 조절하는 단계를 포함한다.
특정 예시들에서, 몸체 형성 공정은 몸체 제1 일부으로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료의 적층 또는 증착및 제1 일부와 차별되는 몸체의 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료 적층 단계를 포함한다. 도 1B는 실시태양에 의한 시스템 일부 및 형상화 연마입자 형성 방법을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 제1 적층 조립체 (151)는 제1 인쇄 재료 (122)를 적층하고 적어도 제1 일부 (141) 또는 제2 일부 (142)를 형성하도록 구성된다. 소정의 공정은 제2 적층 조립체 (143)를 이용하고 이는 제2 인쇄 재료 (147)를 제2 적층 헤드 (즉, 제2 노즐) (144)로부터 목표에 적층하여 제1 일부 (141) 또는 제2 일부 (142)를 형성하도록 구성된다. 실시태양에 따르면, 제1 재료 (122) 적층은 제1 일부 (141)를 (예를들면, 층 형태로) 제1 시간에 형성하는 단계 및 제2 인쇄 재료 (147)를 제1 일부 (141) 상부에 제2 일부 (142)로서 (예를들면, 층 형태로) 적층하는 단계를 포함한다.
일 실시태양에 따르면, 제1 일부 (141)는 경도, 다공도 (porosity), 조성, 및 이들 조합의 군에서 선택되는 제1 특성을 가진다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 제2 일부 (142)는 경도, 다공도, 조성물, 및 이들 조합의 군에서 선택되는 제2 특성을 가진다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 특성은 제2 특성과 다를 수 있다.
소정의 예시들에서, 제1 인쇄 재료 (122)은 제1 조성물을 가지고 제2 인쇄 재료 (147)는 제2 조성물을 가질 수 있다. 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 상당히 다를 수 있다. 예를들면, 제1 및 제2 조성물은 검출되지 않거나 미량인 것과 차별되는 주요 조성 종들 측면에서 서로 다를 수 있다. 특정 예시들에서, 제1 및 제2 조성물은 제1 및 제2 조성물의 주요 조성 종들 중 하나에서 적어도 2% 차이에 따라 서로 다를 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 제2 조성물은 제1 조성물의 다공도에 비해 상이한 다공도를 가질 수 있다. 예를들면, 일 실시태양에서, 제1 일부 (141)는 제1 다공도를 가지고 이는 제2 일부 (142)의 제2 다공도와 상이하다. 더욱 상세하게는, 제1 일부는 제1 다공도를 가지고 이는 제2 일부 (142)의 제2 다공도보다 크다. 적어도 하나의 실시태양에 의하면, 몸체는 특정 일부에서 형상화 연마입자의 소정의 기계적 특성 및 연마 성능에 적합한 선택적 다공도를 가지도록 형성된다. 소정의 예시들에서, 몸체는 형상 연마입자의 파괴 역학을 제어하기 위해 선택된 다공도를 가지는 하나 이상의 일부들 (예를들면, 층들)로 형성된다.
임의의 또 다른 실시태양에서, 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)는 몸체에서 상이한 영역에 적층된다. 예를들면, 도 1을 참고하면, 제1 일부 (141)는 제1 인쇄 재료 (122)를 포함하고 제2 일부 (142)는 제2 인쇄 재료 (147)를 포함한다. 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)에 대한 조절된 적층은 형상화 연마입자의 기계적 특성 및 연마 특성 조절에 적합할 수 있다. 예를들면, 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)의 조절된 적층은 조절된 파괴거동을 가지는 형상화 연마입자 형성에 적합하다. 예를들면, 제1 인쇄 재료 (122)는 제1 조성물을 가지고 제2 인쇄 재료 (147)는 제2 조성물을 가지고, 성형 공정은 형상화 연마입자의 파괴거동에 영향을 주도록 몸체에서 서로에 대하여 제1 및 제2 조성물의 선택적 적층을 포함한다. 예를들면, 일 특정 실시태양에서, 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)는 몸체 영역에서 서로에 대하여 다른 층들에서 적층되어 복합 몸체를 형성할 수 있고, 이는 몸체의 자기-첨예화 (self-sharpening) 거동을 조절하도록 구성된다.
또 다른 실시태양에서, 제1 일부 (141)는 제1 경도를 가지고 이는 제2 일부 (142)의 제2 경도와 차별된다. 예를들면: 하나의 실시태양에서, 제1 일부 (141) 및 제2 일부 (142)는 서로에 대하여 경도 차이를 가진다. 소정의 예시들에서, 제1 일부 (141)의 제1 경도는 제2 일부 (142)의 제2 경도보다 크다. 일 특정 예시에서, 제1 일부 (141) 및 제2 일부 (142)는 서로에 대하여 특정 배열로 적층되고, 이로써 형상화 연마입자의 개선된 파괴거동 및 성능이 가능하다.
또 다른 실시태양에서, 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)는 몸체의 상이한 영역에 적층되어 고정 연마재 물품에서 의도된 형상화 연마입자 배향에 대하여 조절된 영역 배열을 포함한 복합 몸체를 형성할 수 있다. 예를들면, 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)는 몸체에 배열되되 형상화 연마입자가 고정 연마재 물품 (예를들면, 결합 연마재, 코팅 연마재, 부직 연마재, 등)에 전개될 때 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)는 고정 연마재에서의 의도된 입자 배향에 대하여 배열될 수 있다. 고정 연마재에서 몸체의 의도된 배향에 대하여 형상화 연마입자 몸체에서 제1 인쇄 재료 (122) 및 제2 인쇄 재료 (147)의 배향 조절을 통해 형상화 연마입자 및 고정 연마재 물품의 성능 개선이 가능하다.
소정의 예시들에서, 성형 공정은 제1 부피를 가지는 제1 일부 (141) 적층 단계를 포함하고, 이는 제2 일부 (142)와 연관된 제2 부피와 상이하다. 예를들면, 도 1B에 도시된 바와 같이, 제1 일부 (141)는 제2 일부 (142)의 부피와 상이한 제1 부피를 가질 수 있다. 더욱 상세하게는, 소정의 예시들에서, 제1 일부 (141)의 제1 부피는 제2 일부 (142)의 제2 부피보다 크다. 일 특정 실시태양에 의하면, 성형 공정이 진행될수록 일부들의 부피는 감소되어, 초기의 일부 이후 형성된 일부들의 부피는 초기 일부의 부피에 비하여 감소된다.
실시태양에 따르면, 제1 일부 및 제2 일부의 조절된 적층 공정은 형상화 연마입자 몸체의 소정의 형상 크기를 조절하기에 적합할 수 있다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 일부 (141)의 제1 부피는 제2 일부 (142)의 제2 부피보다 크다. 이러한 예시들에서, 제1 일부 (141)는 몸체의 중앙 영역을 형성하고 제2 일부 (142)는 적어도 몸체의 코너 일부를 형성한다. 더욱 상세하게는, 제1 일부 (141)는 몸체의 중앙 영역을 형성하고 제2 일부 (142)는 몸체의 에지를 형성한다. 특히, 소정의 형상화 연마입자에서, 더욱 작은 일부들을 이용하여 몸체의 소정의 일부들, 예를들면 에지 및 코너를 형성하여, 이러한 몸체 일부들이 더욱 작은 형상을 가지고 첨예한 에지 또는 날카로운 코너로 작용하는 것이 바람직하다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 성형 공정은 형상 및 소정의 형상 크기 조절이 용히하도록 몸체의 소정의 일부들에서 조절된 부피의 적층 단계를 포함하여, 형상화 연마입자의 개선된 성능을 가능하게 한다.
도 1B에 더욱 도시된 바와 같이, 성형 공정은 제1 적층 조립체 (151), 제1 적층 헤드 (153), 및 제1 적층 조립체 (151)로부터 적층될 수 있는 제1 인쇄 재료 (122)를 이용한다. 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이, 제2 적층 조립체 (143)를 이용하여 제1 적층 조립체 (151)와 연관된 제1 인쇄 재료 (122)와는 여러 방식에서 차별되는 제2 인쇄 재료 (147)의 선택적 적층이 가능하다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 일부 (141)는 제1 적층 조립체 (151) 또는 제2 적층 조립체 (143) 중 하나에 의해 형성된다. 본원 실시태양들에서 기술된 바와 같이, 몸체 형성 공정은 제1 적층 헤드 (153) (즉, 노즐 (153))로부터 목표로의 적어도 제1 인쇄 재료 (122)의 적층 단계를 포함하고, 노즐 이동은 컴퓨터 프로그램에 의해 제어된다.
이해되듯이, 소정의 성형 공정, 예를들면 도 1A 및 1B에 도시된 성형 공정에서, 성형 공정은 인쇄 재료를 목표에 대하여 적층하도록 구성되는 노즐의3차원 이동 조절 단계를 포함한다. 소정의 예시들에서, 3차원 이동 조절은 X-축, Y-축, Z-축에서 노즐 조절을 포함한다. 또한, 도 1B에 도시된 바와 같이, 공정은 다수의 노즐을 이용할 수 있고, 다수의 노즐 중 각각의 노즐은 인쇄 재료를 적층하도록 구성된다. 공정은 다수의 노즐 중 각각의 노즐 및 3차원 이동 조절, 예를들면 X-축, Y-축, 및 Z-축에서 노즐 조절을 포함한다.
특정 예시들에서, 본원에 기재된 형상을 가지는 형상화 연마입자의 몸체 형성 공정은 특정 폭 (162)을 가지는 노즐 (153)을 이용하여 구현된다. 예를들면, 노즐 (153)의 폭 (162)은 약 200 미크론 이하, 예를들면 약 150 미크론 이하, 약 120 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 90 미크론 이하, 약 85 미크론 이하, 약 80 미크론 이하, 약 75 미크론 이하, 약 70 미크론 이하, 약 65 미크론 이하, 약 60 미크론 이하, 약 55 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 45 미크론 이하, 약 40 미크론 이하, 약 35 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 약 25 미크론 이하, 약 20 미크론 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 노즐 (153)의 폭 (162)은 적어도 약 0.1 미크론, 예를들면 적어도 약 1 미크론, 또는 적어도 약 10 미크론이다. 노즐 (153)의 폭 (162)은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 500 미크론 이하, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 100 미크론 이하, 또는 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 80 미크론 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
노즐 폭 (162)이 언급될 때 노즐 (153) 안의 내부 개구 언급이 포함된다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 간단히 도 1E를 참조하면, 실시태양에 의한 노즐단이 도시된다. 도시된 바와 같이, 노즐 (153)은 인쇄 재료가 흐르고 적층되는 통로를 형성하는 개구 (155)를 가진다. 개구 (155)는 다양한 2차원 형상, 예를들면 다각형 및 타원형을 가질 수 있다. 일 실시태양에 따르면 도 1E에 도시된 바와 같이, 개구 (155)는 원형의 2차원 형상을 가질 수 있고, 따라서 직경 (156)은 폭을 정의한다. 따라서, 본원에서 노즐 (153) 폭을 언급하면, 개구 (155)의2차원 형상에 따라 개구 (155)의 폭 또는 직경을 언급하는 것으로 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 노즐 (153)은 노즐 (153)의 최장 치수를 형성하는 팁 길이 (161)를 가질 수 있다. 노즐 (153)의 팁 길이 (161)를 조절하면 인쇄 재료의 개선된 적층, 및 궁극적으로 형상화 연마입자 몸체 형상 형성이 가능하다. 실시태양에 따르면, 노즐의 팁 길이 (161)는 약 10 mm 이하, 예컨대 약 8 mm 이하, 약 6 mm 이하, 약 5 mm 이하, 또는 약 4 mm 이하일 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 노즐 (153)의 팁 길이 (161)는 적어도 약 0.1 mm, 예를들면 적어도 약 0.2 mm, 적어도 약 0.5 mm, 또는 적어도 약 1 mm이다. 노즐 (153)의 팁 길이 (161)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 팁 길이 (161)는 적어도 약 0.1 mm 내지 약 10 mm 이하, 예를들면 적어도 약 0.1 mm 내지 약 5 mm 이하, 또는 적어도 약 0.2 mm 내지 약 4 mm 이하일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일 실시태양에 따르면, 노즐 (153)의 노즐 종횡비 값 (폭/팁 길이)은 개선된 적층 및 형상화 연마입자 몸체의 형상 형성이 가능하도록 조절된다. 예를들면, 노즐 (153)의 노즐 종횡비 값 (폭/팁 길이)는 약 0.8 이하, 예를들면 약 0.6 이하, 약 0.5 이하, 또는 약 0.4 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 노즐 (153)의 노즐 종횡비 값은 적어도 약 0.001, 예를들면 적어도 약 0.005, 또는 적어도 약 0.008이다. 노즐 (153)의 노즐 종횡비 값은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.001 내지 약 0.8 이하, 예를들면 적어도 약 0.005 내지 약 0.5 이하, 또는 적어도 약 0.008 내지 약 0.4 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 제2 적층 조립체 (143)와 연관된 제2 적층 헤드 (즉, 제2 노즐 (144))는 제1 적층 조립체 (151)에 대하여 기술된 임의의 특징부를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시태양에 따르면, 성형 공정은 제1 인쇄 재료의 적합한 적층 및 형상화 연마입자로 사용하기에 적합한 형상을 가지는 몸체 형성이 가능한 적층 압력 조절 단계를 포함한다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 적층 압력은 약 5 MPa 이하, 예를들면 약 4.5 MPa 이하, 약 4 MPa 이하, 약 3.5 MPa 이하, 약 3 MPa 이하, 약 2.5 MPa 이하, 약 2 MPa 이하, 약 1.8 MPa 이하, 약 1.5 MPa 이하, 약 1.3 MPa 이하, 약 1 MPa 이하, 약 0.9 MPa 이하, 약 0.8 MPa 이하, 또는 약 0.7 Mpa 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 적층 압력은 적어도 약 0.005 MPa, 예를들면 적어도 약 0.01 MPa, 적어도 약 0.05 MPa, 적어도 약 0.08 MPa, 또는 적어도 약 0.1 Mpa 이다. 적층 압력은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면 적층 압력은 적어도 약 0.05 MPa 내지 약 5 MPa 이하, 예를들면 적어도 약 0.01 MPa 내지 약 2 MPa 이하, 또는 적어도 약 0.05 MPa 내지 약 1.5 MPa 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 몸체 형성 공정은 제1 성형 인자 (폭/적층 압력)를 정의하는 노즐 폭 (162) 및 적층 압력 간의 관계를 조절하는 단계를 포함하고 값은 적어도 약 0.2 미크론/MPa, 예를들면 적어도 약 1 미크론/MPa, 적어도 약 2 미크론/MPa, 적어도 약 4 미크론/MPa, 적어도 약 6 미크론/MPa, 적어도 약 8 미크론/MPa, 적어도 약 10 미크론/MPa, 적어도 약 12 미크론/MPa, 적어도 약 14 미크론/MPa, 또는 적어도 약 16 미크론/Mpa 이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제1 성형 인자의 값은 약 1x105 미크론/MPa 이하, 예를들면 약 1x104 미크론/MPa 이하, 약 8000 미크론/MPa 이하, 약 6000 미크론/MPa 이하, 약 5000 미크론/MPa 이하, 약 4000 미크론/MPa 이하, 약 3000 미크론/MPa 이하, 약 2000 미크론/MPa 이하, 약 1000 미크론/MPa 이하, 약 500 미크론/MPa 이하, 약 200 미크론/MPa 이하, 또는 약 100 미크론/Mpa 이하이다. 제1 성형 인자는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.2 미크론/MPa 내지 약 1x105 미크론/MPa 이하, 예를들면 적어도 약 1 미크론/MPa 내지 약 6000 미크론/MPa 이하, 또는 적어도 약 2 미크론/MPa 내지 약 1000 미크론/MPa 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 몸체 형성 공정은 노즐 이동 속도를 정의하는 적층 속도 조절 단계를 포함한다. 적합한 적층 속도 조절로 본원 실시태양들에 의한 형상화 연마입자 형상의 적합한 형성이 구현된다. 예를들면, 성형 공정은 노즐을 특정 적층 속도, 예를들면 적어도 약 0.01 mm/s, 적어도 약 0.05 mm/s, 적어도 약 0.08 mm/s, 적어도 약 0.1 mm/s, 적어도 약 0.3 mm/s, 적어도 약 0.5 mm/s, 적어도 약 0.8 mm/s, 적어도 약 1 mm/s, 적어도 약 1.5 mm/s, 적어도 약 2 mm/s, 적어도 약 2.5 mm/s, 적어도 약 3 mm/s로 이동하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 성형 공정은 노즐을 약 50 mm/s 이하, 예를들면 약 30 mm/s 이하, 또는 약 20 mm/s 이하의 적층 속도로 이동하는 단계를 포함한다. 성형 공정의 적층 속도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면 적층 속도는 적어도 약 0.01 mm/s 내지 약 50 mm/s 이하, 예를들면 적어도 약 0.1 mm/s 내지 약 30 mm/s 이하, 또는 적어도 약 1 mm/s 내지 약 20 mm/s 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
특정 실시태양에 의하면, 성형 공정은 형상화 연마입자 몸체의 특정한 일부를 형성하기 위하여 하나 이상의 인쇄 재료의 적층 부피를 조절하는 단계를 포함한다. 예를들면, 성형 공정은 형성되는 몸체 일부에 따라 인쇄 재료의 적층 부피를 변경함으로써 적층 부피를 조절하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 성형 공정은 몸체의 주요 표면을 형성하는 영역에 적층된 재료 부피에 비하여 몸체 코너를 형성하는 영역에서 더욱 소량의 재료 부피를 적층하는 단계를 포함한다. 이러한 적층 절차는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자로 특히 적합한 첨예한 에지 또는 코너 형성에 특히 적합할 수 있다.
조절된 부피의 적층 공정은 적층 압력 및 노즐 적층 속도 중 적어도 하나를 제어하는 적층 부피 조절 단계를 포함한다. 특히, 적층 부피 조절 공정은 제1 시간에 형성된 몸체 일부 (예를들면, 제1 일부 (141)) 의 폭, 길이, 및 높이 조절 단계를 포함한다. 또한, 적층 부피 조절 단계는 특정한 일부 형성에 사용되는 적층 노즐의 폭을 조절하는 단계를 더욱 포함한다. 예를들면, 더욱 작은 폭의 노즐은 소정의 몸체 일부 (예를들면, 코너 또는 에지)와 연관된 인쇄 재료를 적층하기 위하여 사용되고 더욱 큰 노즐 폭을 가지는 노즐은 다른 일부, 예를들면 몸체의 주면 (major face) 또는 내측 일부와 연관된 인쇄 재료를 적층하기 위하여 사용된다.
또 다른 예시에서, 성형 공정은 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계를 조절하는 단계를 포함한다. 일 실시태양에서, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 적층 위치에 따라 적층 속도를 변경시키는 것을 포함한다. 더욱 상세하게는, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 몸체에서 형상 크기를 변경하기 위하여 적층 속도를 변경하는 단계를 포함한다. 예를들면, 일 실시태양에서, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 몸체의 주요 표면 또는 내측 일부에서 적층 위치와 연관된 적층 속도와 비교하여 형상화 연마입자 몸체의 코너 또는 에지와 연관되는 적층 위치에서 적층 속도를 감속시키는 것을 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 성형 공정은 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계를 조절하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절 방법은 적층 위치에 따라 적층 압력 변경 단계를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절 방법은 몸체에서 형상 변경을 위하여 적층 압력을 변경하는 것을 포함한다. 특히, 소정의 예시들에서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절 방법은 몸체의 주요 표면 또는 내측 일부에서 적층 위치와 연관된 적층 압력과 비교하여 형상화 연마입자 몸체의 코너 또는 에지와 연관된 적층 위치에서 적층 압력을 감소시키는 것을 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 몸체 형성 공정은 적층 조립체로부터 인쇄 재료의 초기 적층 및 적층 조립체 이동, 예를들면, 이로부터 인쇄 재료가 적층되는 노즐의 이동 사이 사전이동 지연 조절 단계를 포함한다. 예를들면, 사전이동 지연으로 소정의 적층 패턴, 예를들면 외측에서 내측 (outside-in) 및 내측에서 외측 (in-side out) 충진 방법을 이용하는 형상화 연마입자 형상의 적합한 형성이 가능하다. 적층 공정 개시 및 적층 조립체 이동 사이 지연에 있어서, 적어도 하나의 실시태양에서, 몸체 형성 공정은 약 0 초 이상, 예를들면 적어도 약 0.1 초, 또는 적어도 약 0.5 초의 사전이동 지연 이용이 보장된다. 또 다른 실시태양에서, 사전이동 지연은 약 10 초 이하, 예를들면 약 8 초 이하, 약 6 초 이하, 또는 약 4 초 이하이다. 사전이동 지연은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.1 초 내지 약 10 초 이하, 적어도 약 0.5 초 내지 약 6 초 이하일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에 있어서, 몸체 형성 공정은 압력이 인쇄 재료에 인가되지 않고 인쇄 재료는 적층 조립체로부터 적층되지 않는 시간에 적층 조립체의 이동 거리로 정의되는차단 거리 조절 단계를 포함한다. 차단 거리 조절로 본원 실시태양들의 형상화 연마입자 형상 형성이 가능하다. 차단 거리는 분배 간격보다 작다. 다른 예시들에서, 차단 거리는 분배 간격보다 크다. 또 다른 실시태양에 의하면, 차단 거리는 실질적으로 분배 간격과 같고, 분배 간격 값 및 차단 거리 값은 서로 5% 이상으로 변하지 않는다. 소정의 예시들에서, 차단 거리는 약 2 mm 이하, 약 1 mm 이하, 약 0.5 mm 이하, 약 0.2 mm 이하, 또는 약 0.1 mm 이하이다. 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 차단 거리는 적어도 약 0.001 mm이다. 차단 거리는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.001 mm 내지 약 1mm 이하, 적어도 약 0.001 mm 내지 약 0.2 mm 이하일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
형상화 연마입자의 몸체 성형 공정은 분배 간격 (163) 조절 단계를 더욱 포함한다. 분배 간격 (163)은 노즐 (153) 단부 및 인쇄 재료 가 적층되는 기재 표면 또는 또 다른 일부의 표면일 수 있는 목표 (125) 사이 거리로 정의된다. 분배 간격 (163) 조절로 형상화 연마입자의 적합한 형성이 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 실시태양에 따르면, 분배 간격 (163) 노즐 (153)의 폭 (162)에 대하여 특정 관계를 가질 수 있다. 예를들면, 분배 간격 (163)은 약 10W 이하일 수 있고, 식 중 “W”는 노즐 (153)의 폭 (162)을 나타낸다. 또 다른 실시태양에서, 분배 간격 (163)은 약 9W 이하, 예를들면 약 8W 이하, 약 7W 이하, 약 6W 이하, 약 5W 이하, 약 4W 이하, 약 3W 이하, 약 2W 이하, 또는 약 1W 이하일 수 있다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 분배 간격 (163)은 적어도 약 0.001W, 예를들면 적어도 약 0.005W, 적어도 약 0.01W, 또는 적어도 약 0.1W일 수 있다. 분배 간격 (163)의 값은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 0.001W 내지 약 10W 이하, 적어도 약 0.05W 내지 약 5W 이하, 또는 적어도 약 0.01W 내지 약 2W 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 노즐 (144) 사용과 연관된 분배 간격은 상기와 동일한 특징을 가지도록 제2 적층 조립체 (143) 및 노즐 (144)이 조절될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 분배 간격 (163)은 두께 “t”에 대하여 특정 관계를 가질 수 있고, 식 중 “t”는 노즐을 이용하여 인쇄 재료에 의해 형성된 몸체 일부의 평균 두께를 나타낸다. 예를들면, 노즐 (153)과 연관된 분배 간격 (163)은 노즐 (153)에 의해 형성된 제2 일부 (142)의 평균 두께 “t”에 대하여 조절될 수 있다. 실시태양에 따르면, 분배 간격 (163)은 약 10t 이하, 예를들면 약 9t 이하, 약 8t 이하, 약 7t 이하, 약 6t 이하, 약 5t 이하, 약 4t 이하, 약 3t 이하, 약 2t 이하, 이하, 또는 약 1t 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 분배 간격 (163)은 적어도 약 0.001t, 예를들면 적어도 약 0.05t, 또는 적어도 약 0.01t이다. 분배 간격 (163) 값은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.001t 내지 약 10t 이하, 예를들면 적어도 약 0.05t 내지 약 5t 이하, 또는 적어도 약 0.01t 내지 약 2t 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 몸체 성형 공정은 제1 인쇄 재료 (122)가 노즐 (153) 단에서 유출될 때 적합한 거리에서 목표에 접촉하도록 분배 간격 (163)을 가변시키는 분배 간격 (163) 조절 단계를 포함한다. 예를들면, 제1 인쇄 재료 (122)는 노즐 (153) 단에서 유출되고 제1 인쇄 재료 (122)의 끝부분 (123)은 목표 (125)에 접촉된다. 특정 예시들에서, 분배 간격 (163) 조절은 인쇄 재료가 노즐 (153)에서 나올 때 노즐 (153) 단 및 목표 (125) 사이 공간에서 유리 액적을 형성하지 않고 목표에 접촉하도록 목표 (125) 위로 노즐 (153) 단부 높이 조절을 포함한다. 형상화 연마입자 형성에 적합한 것을 포함하여 소정 유형의 인쇄 재료에 있어서, 적층 공정은 유리 액적 형성을 회피하도록, 및 적층 과정에서 목표 (125) 및 노즐 (153) 단 사이는 제1 인쇄 재료 (122)에 의해 연결이 유지되도록 수행되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 형상화 연마입자 몸체의 적합한 성형은, 노즐 팁 길이 (161), 노즐 폭 (162), 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 인쇄 재료의 충전 패턴, 인쇄 재료의 동적항복응력, 인쇄 재료의 정적항복응력, 인쇄 재료의 항복응력비, 인쇄 재료 점도, 및 이들 조합을 포함한 군에서 적어도 하나의 변수에 따라 노즐 (153) 단 및 목표 (125) 간의 Z-방향 거리를 가변하여 분배 간격을 조절하는 단계를 포함한다. 일 실시태양에 의하면, 몸체 형성 공정은 적층 압력에 따라 분배 간격를 가변하여 분배 간격 (163)을 조절하는 것을 포함한다. 다른 예시들에서, 몸체 성형 공정은 적층 위치에 따라 분배 간격 (163)을 가변하여 분배 간격 (163)을 조절하는 것을 포함한다. 또 다른 실시태양들에서, 성형 방법은 적층 위치에 따라, 더욱 상세하게는, 특정 적층 위치에서 원하는 형상의 분해능에 따라 분배 간격 (163)을 가변하는 단계를 포함한다. 예를들면, 재료가 형상화 연마입자 몸체의 코너 또는 에지를 나타내는 위치에서 적층된다면, 분배 간격 (163)이 조정되고, 형상화 연마입자 몸체의 주요 표면 또는 내측 일부를 형성하기 위한 분배 간격 (163)과 비교하여 다를 수 있다. 또한, 분배 간격 (163) 조절 공정은 적층 위치에서 적층되는 재료 부피를 조절하기 위한 분배 간격 (163)의 가변 단계를 포함하고, 이는 예를들면, 몸체의 코너, 에지, 주요 표면, 또는 내측 일부를 포함한 몸체의 소정의 형상 형성에 적합할 수 있다.
실시태양에 따르면, 첨가가공을 이용한 형상화 연마입자 몸체 성형 공정은 몸체 일부의 형성 차수를 정의하는 충전 패턴 조절 단계를 포함한다. 적합한 형상화 연마입자 형성을 위해 충전 패턴 및 충전 패턴과 연관된 특정 공정이 선택되고 이에 따라 형상화 연마입자 및 형상화 연마입자이 조합된 고정 연마재의 성능이 개선된다. 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이, 제1 일부 (141)는 원하는 제1 일부 (141) 형상 및 최종 형상화 연마입자 형상에 따라 2차원 또는 3차원 형상으로 형성될 수 있다. 형상화 연마입자일부들의 임의의 하나 (예를들면, 제1 일부 (141))는 충전 패턴에 의해 정의되는 특정 차수로 형성될 수 있다. 충전 패턴은 제한되지 않지만 외측에서 내측 충진 공정, 내측에서 외측 충진 공정, 측면에서 측면 (side-to-side) 충진 공정, 상향식 (bottom-up) 충진 공정, 및 이들 조합을 포함한 적층 방법을 포함한다.
예를들면, 도 1C를 참조하면, 일부 실시태양에 의한 형상화 연마입자 형성을 위한 충전 패턴의 상부에서 하향 (top-down) 도면이 제공된다. 도시된 바와 같이, 제1 일부 (181)는 층 형태일 수 있고 위치 (182)에서 인쇄 재료 적층을 개시함으로써 형성된다. 적층 조립체 및 인쇄 재료 적층 공정은 경로 (187)를 따라 위치 (182)에서 적층 공정이 정지되고 제1 일부 (181)이 완료되는 위치 (183)로 방향 (184)으로 진행된다. 이러한 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정일 수 있다. 외측에서 내측 충진 공정은 초기에 제1 일부 (181)의 적어도 외주 (185) 일부를 형성하고 이어 내측 일부 (186)를 형성하는 공정에 특징이 있다.
또 다른 실시태양에서, 초기에 일부의 내부 영역을 형성하고 이어 일부의 주변 영역을 형성하는 인쇄 재료 적층 공정을 포함하는 내측에서 외측 충진 공정이 적용될 수 있다. 예를들면, 다시 도 1C를 참조하면, 내측에서 외측 충진 공정을 이용하는 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정의 반대 방향으로 구현될 수 있다. 내측에서 외측 충진 공정은 위치 (183)에서 적층을 개시하고 경로 (187)를 따라 방향 (184)과 반대 방향으로 위치 (182)로 주행하되, 여기에서 적층 공정이 정지되고 제1 일부 (181)가 형성된다. 이러한 실시태양에서, 제1 일부 (181)의 내측 일부 (186)가 먼저 형성되고 제1 일부 (181)의 외주 (185)는 내측 일부 (186)에 이어 둘레에 형성된다.
도 1D를 참조하면, 실시태양에 의한 측면에서 측면 충진 공정이 도시된다. 측면에서 측면 충진 공정에서, 적층 조립체는 위치 (187)에서 인쇄 재료 적층을 개시하고, 측방으로 전후 이동하여 인쇄 재료를 적층하고 위치 (188)에서 정지하여 제1 일부를 형성한다.
또한 도 1D는 또 다른 실시태양에서 상향식 충진 공정의 실시태양을 나타낸다. 상향식 충진 공정에 있어서, 인쇄 재료는 하나 이상의 오버레이 층들의 형성에 기초한 패턴 으로 적층된다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 상향식 충진 공정에서, 적층 조립체는 위치 (187)에서 인쇄 재료 적층을 개시하고 전후로 이동하여 수직 방향으로 자체에 적층되는 구조를 형성하고 위치 (188)에서 적층 공정이 종료된다.
몸체 형성 공정은 제1 시간에 형성된 몸체의 제1 일부는 제1 충전 패턴으로 형성되고, 제1 시간과는 차별되는 제2 시간에 형성된 몸체의 제2 일부는 제1 충전 패턴과는 차별되는 제2 충전 패턴으로 형성되도록 충전 패턴 조절 단계를 포함한다. 예를들면, 일 특정 실시태양에서, 몸체 형성에 적용되는 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정에 의한 제1 일부 및 내측에서 외측 충진 공정에 의한 제2 일부의 형성을 포함한다. 더욱 상세하게는, 다시 도 1C를 참조하면, 제1 층 형태의 제1 일부 (181)는 외측에서 내측 성형 공정으로 형성되고 이어 제2 일부는 제1 일부 (181) 위에 형성된다. 제2 일부는 제1 일부 (181)에 올려진 층 형태일 수 있고, 제2 일부는 내측에서 외측 충진 공정으로 형성되되, 적층은 위치 (183) 바로 위의 위치에서 개시되고 위치 (182) 바로 위의 위치에서 종료된다.
특정 실시태양에 의하면, 혼합물을 포함하는 인쇄 재료는 형상화 연마입자 몸체의 적합한 형성을 구현하는 특정 동적항복응력 (σd)을 가질 수 있다. 예를들면, 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd)은 적어도 약 100 Pa, 적어도 약 120 Pa, 적어도 약 140 Pa, 적어도 약 160 Pa, 적어도 약 180 Pa, 적어도 약 200 Pa이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 인쇄 재료의 동적항복응력(σd)은 약 1500 Pa 이하, 약 1300 Pa 이하, 약 1200 Pa 이하, 약 1100 Pa 이하, 약 1000 Pa 이하이다. 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 100 Pa 내지 약 1500 Pa 이하, 적어도 약 160 Pa 내지 약 1200 Pa 이하, 또는 적어도 약 200 Pa 내지 약 1200 Pa 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 형성 공정은 적어도 하나의 공정 변수 예를들면 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴을 조절하는 단계를 포함한다. 동적항복응력에 기초한 상기 공정 변수들의 조합을 조절하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 동적항복응력에 기초한 하나 이상의 공정 변수들의 조절로 형상화 연마입자 형성이 개선된다.
또 다른 실시태양에서, 혼합물을 포함하는 인쇄 재료는 형상화 연마입자 몸체의 적합한 형성을 가능하게 하는 특정한 정적항복응력 (σs)을 가질 수 있다. 예를들면, 정적항복응력 (σs)은 적어도 약 180 Pa, 예를들면 적어도 약 200 Pa, 적어도 약 250 Pa, 적어도 약 300 Pa, 적어도 약 350 Pa, 적어도 약 400 Pa, 적어도 약 450 Pa, 적어도 약 500 Pa, 적어도 약 550 Pa, 적어도 약 600 Pa이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 정적항복응력 (σs)은 약 20,000 Pa 이하, 예를들면 약 18,000 Pa 이하, 약 15,000 Pa 이하, 약 5000 Pa 이하, 약 1000 Pa 이하이다. 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs)은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 180 Pa 내지 약 20,000 Pa 이하, 적어도 약 400 Pa 내지 약 18,000 Pa 이하, 또는 적어도 약 500 Pa 내지 약 5000 Pa 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 형성 공정은 적어도 하나의 공정 변수 예를들면 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴을 조절하는 단계를 포함한다. 정적항복응력에 기초한 상기 공정 변수들의 조합을 조절하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 정적항복응력에 기초한 하나 이상의 공정 변수들의 조절로 형상화 연마입자의 개선된 형성이 가능하다.
소정의 예시들에서, 형상화 연마입자의 몸체 형성 공정은 정적항복응력 (σs) 및 동적항복응력 (σd) 간의 특정 관계를 가지는 인쇄 재료 형성 단계를 포함한다. 일 실시태양에서, 인쇄 재료는 정적항복응력이 동적항복응력과 상이하도록 형성된다. 더욱 상세하게는, 인쇄 재료는 전단-유동화 (shear-thinning) 인쇄 재료로서 노즐에서 적합하게 압출되지만 목표에 적층된 후 상당한 이동 (예를들면, 슬럼핑)이 방지되는 조절 치수 안정성을 가지도록 형성된다.
일 실시태양에서, 혼합물을 포함하는 인쇄 재료의 정적항복응력은 동적항복응력보다 크고 형상화 연마입자 형성을 가능하게 한다. 더욱 상세하게는, 인쇄 재료는, 예를들면 약 1 이하, 약 0.99 이하, 약 0.97 이하, 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 또는 약 0.5 이하의 특정 항복응력비 (σd/σs)를 가지도록 형성된다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 항복응력비 (σd/σs)는 적어도 약 0.01, 예를들면 적어도 약 0.05, 적어도 약 0.08, 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.35, 적어도 약 0.4, 또는 적어도 약 0.45, 또는 적어도 0.5이다. 인쇄 재료의 항복응력비는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 항복응력비는 1 이하 내지 적어도 약 0.01, 예를들면 약 0.97 이하 내지 적어도 약 0.1, 또는 약 0.8 이하 내지 적어도 약 0.2에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 형성 공정은 적어도 하나의 공정 변수 예를들면 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴을 조절하는 단계를 포함한다. 공정은 항복응력비 (σd/σs)에 기초한 상기 공정 변수들의 조합을 조절하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 항복응력비 (σd/σs)에 기초한 하나 이상의 공정 변수들의 조절로 형상화 연마입자의 개선된 형성이 구현된다.
또 다른 실시태양에서, 인쇄 재료는 원 실시태양들의 특징을 가지는 형상화 연마입자 몸체의 형성이 가능한 특정 점도를 가지도록 형성된다. 예를들면, 인쇄 재료의 점도는 적어도 약 4x103 Pa s, 예를들면 적어도 약 5x103 Pa s, 적어도 약 6x103 Pa s, 적어도 약 7x103 Pa s, 적어도 약 7.5x103 Pa s 이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 인쇄 재료의 점도는 약 20x103 Pa s 이하, 예를들면 약 18x103 Pa s 이하, 약 15x103 Pa s 이하, 또는 약 12x103 Pa s 이하이다. 또한, 인쇄 재료의 점도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 제한되지 않지만, 적어도 약 4x103 Pa s 내지 약 20x103 Pa s 이하, 예를들면 적어도 약 5x103 Pa s 내지 약 18x103 Pa s 이하, 적어도 약 6x103 Pa s 내지 약 15x103 Pa s 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다. 전단-유동화 또는 달리 비-뉴턴 재료인 인쇄 재료에 있어서, 상기 점도 값은 겉보기 점도일 수 있다. 점도는 평행판 유동계를 이용하여 인쇄 재료를 예비-전단화하지 않고 전단 속도를 100 s-1 에서 2 s-1 로 점차 감소시켜 측정할 수 있다.
몸체 형성 공정은 적어도 하나의 공정 변수 예를들면 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료 점도에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴 조절 단계를 포함한다. 점도에 기초하여 상기 공정 변수들의 조합을 조절하는 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 점도에 기초한 하나 이상의 공정 변수들을 조절하여 형상화 연마입자 형성을 개선할 수 있다.
본원의 임의의 성형 공정은, 인쇄, 분무, 적층, 주조, 몰딩, 및 기타 등의 통상의 공정을 포함한 다른 공정과 조합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 소정의 예시들에서, 첨가가공이 적용되어 형상화 연마입자 몸체의 예비성형체 (preform)를 형성한다. 예비성형체는, 예를들면 먼저 생성된 외측 일부 또는 내측 일부인 몸체의 골격일 수 있고, 하나 이상의 다른 공정을 통해 더욱 처리되어 형상화 연마입자가 생성된다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 첨가가공 이 적용되어 몸체의 외측 일부, 예를들면 몸체의 주변 벽이 형성된다. 외측 일부 형성 후, 연속 조작, 예를들면, 외측 일부 형성에 적용한 첨가가공에서 사용된 동일 재료 또는 상이한 재료를 이용한 별도 성형 공정 (예를들면, 충진 공정)을 적용하여 몸체의 내측 일부를 형성한다. 내측 일부를 형성하기 위한 하나의 적합한 성형 공정은 분무 공정 또는 인쇄 공정을 포함한다. 형상화 연마입자의 전체 몸체 형성에 있어 단지 첨가가공만에 의존하는 공정과 대비하여 몸체의 상이한 일부들을 형성하는2 단계 공정으로 효율적인 공정이 가능하다. 상기 실시예는 비-제한적이고 첨가가공을 포함한 다른 2-단계 공정이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 당업자는 몸체의 내측 일부는 첨가가공으로 형성되고 몸체의 외측 일부는 첨가가공이 아닌 상이한 공정으로 형성될 수 있다고 고려할 수 있다.
본원에 정의된 바와 같이 첨가가공에 의해 형성된 형상화 연마입자는 다양한 다른 적합한 치수 및 형상들을 포함한다. 실시태양에서, 형상화 연마입자 몸체는 제1 주요 표면, 제2 주요 표면, 및 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면 사이를 연장하는 적어도 하나의 측면을 포함한다.
형상화 연마입자 몸체는 개선된 성능을 제공할 수 있는 플래싱 비율 (percent flashing)을 가진다. 특히, 플래싱은 일 측면에서 관찰할 때 몸체 면적을 정의하고, 이때 플래싱은 도 3에 도시된 바와 같이 상자 (302, 303) 내부에서 몸체 (301) 측면으로부터 연장된다. 플래싱은 몸체 (301)의 상면 (303) 및 하면 (304)에 근접한 경사 영역을 나타낼 수 있다. 플래싱은 측면의 최내점 (예를들면, 321) 및 몸체 (301) 측면의 최외점 (예를들면, 322) 사이에서 연장되는 상자 내부에 있는 측면을 따르는 몸체 (301) 면적 비율로 측정된다. 일 특정 예시에서, 몸체 (301)는 상자 (302, 303, 304) 내부의 몸체 (301) 총 면적에 대한 상자 (302, 303) 내부의 몸체 (301) 면적 비율인 특정 비율의 플래싱을 가진다. 플래싱은 몸체의 제1 및 제2 주요 표면들에 인접한 경사 영역을 나타낼 수 있다. 플래싱은 몸체의 측면 최내점 및 측면 최외점 사이에 연장되는 상자 내의 측면을 따르는 몸체의 면적 비율로서 측정될 수 있다.
일 특정 예시에서, 몸체는 몸체 총 면적에 대한 경사 영역 내부에서의 몸체 면적 비율인 특정 플래싱 비율을 가진다. 일 실시태양에 의하면, 몸체의 플래싱 비율 (f)은 적어도 약 1%이다. 또 다른 실시태양에서, 플래싱 비율은 더욱 클 수 있고, 예를들면 적어도 약 2%, 적어도 약 3%, 적어도 약 5%, 적어도 약 8%, 적어도 약 10%, 적어도 약 12%, 예를들면 적어도 약 15%, 적어도 약 18%, 또는 적어도 약 20%이다. 또한, 비-제한적 실시태양에서, 몸체 (301)의 플래싱 비율은 조절될 수 있고 약 45% 이하, 예를들면 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 18% 이하, 약 15% 이하, 약 12% 이하, 약 10% 이하, 약 8% 이하, 약 6% 이하, 또는 약 4% 이하일 수 있다. 특정 실시태양에서, 몸체는 실질적으로 플래싱 부재이다. 몸체의 플래싱 비율은 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 플래싱 비율은 형상화 연마입자의 배치에 대한 평균 플래싱 비율 또는 중간 플래싱 비율을 나타내는 것으로 이해하여야 한다.
본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 몸체가 결정 재료, 더욱 상세하게는, 다결정 재료를 포함하도록 형성된다. 특히, 다결정 재료는 입자 (grains)를 포함할 수 있다. 일 실시태양에서, 몸체는 예를들면, 바인더를 포함한 유기 재료가 실질적으로 부재일 수 있다. 더욱 상세하게는, 몸체는 실질적으로 다결정 재료로 이루어진다.
일 양태에서, 형상화 연마입자 몸체는 다수의 입자들, 그릿, 및/또는 결정 입자들이 서로 결합되어 몸체를 형성하는 응집체일 수 있다. 적합한 입자는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 다이아몬드, 및 이들 조합을 포함한다. 특정 예시들에서, 입자는 산화물 화합물 또는 복합체, 예를들면 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소 산화물, 및 이들 조합을 포함한다. 일 특정 예시에서, 몸체 형성 입자가 알루미나를 포함하도록, 더욱 상세하게는, 실질적으로 알루미나로 이루어지도록 세라믹 물품이 형성된다. 또 다른 예시에서, 세라믹 물품의 몸체는 실질적으로 알루미나로 이루어진다. 또한, 특정 예시들에서, 형상화 연마입자의 몸체는 시딩된 졸 겔에서 형성된다.
실시태양에서, 몸체는 다결정 재료를 포함한다. 몸체에 포함된 입자 (예를들면, 결정체)의 평균 입자 크기는 일반적으로 약 100 미크론 이하이다. 다른 실시태양들에서, 평균 입자 크기는 더욱 작고, 예를들면 약 80 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 또는 약 1 미크론 이하이다. 또한, 몸체에 함유된 입자의 평균 입자 크기는 적어도 약 0.01 미크론, 예를들면 적어도 약 0.05 미크론, 예를들면 적어도 약 0.08 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 0.5 미크론이다. 입자의 평균 입자 크기는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 실시태양들에 의하면, 형상화 연마입자는 적어도 2종의 상이한 유형의 입자가 몸체에 포함되는 복합 물품이다. 상이한 유형의 입자는 서로 상이한 조성을 가지는 입자라는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체는 적어도 2종의 상이한 유형의 입자를 포함하도록 형성되고 ,상기 2종의 상이한 유형의 입자는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 다이아몬드, 및 이들 조합일 수 있다.
일부 실시태양들에서, 세라믹 물품 몸체는 다양한 적합한 첨가제를 포함한다. 예를들면, 첨가제는 산화물을 포함한다. 특정 실시태양에서, 첨가제는 금속 원소, 예를들면 희토류 원소를 포함한다. 또 다른 특정 실시태양에서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함한다. 예를들면, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 원소, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소 또는 화합물을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함한다.
특정 실시태양에 의하면, 성형 공정은 전구체 형상화 연마입자를 형성할 수 있다. 전구체 형상화 연마입자는 추가 처리를 거쳐 형상화 연마입자로 형성된다. 이러한 추가 처리로는, 제한될 필요는 없지만, 건조, 가열, 발생 (evolving), 휘발, 소결, 도핑, 건조, 경화, 반응, 조사 (radiating), 혼합, 교반, 진탕, 하소, 세분화, 체질 (sieving), 분별, 형상화, 및 이들 조합을 포함한다.
건조 단계에서 휘발성 물질, 예를들면 물을 포함한 특정 함량의 물질이 제거될 수 있다. 실시태양에 따르면, 건조 공정은 약 300°C 이하, 예를들면 약 280°C 이하, 또는 약 250°C 이하의 건조 온도에서 진행될 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 건조 공정은 적어도 약 50°C의 건조 온도에서 진행될 수 있다. 건조 온도는 상기 임의의 최소 온도 및 최대 온도 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 건조 공정은 특정 시간 동안 진행될 수 있다. 예를들면, 건조 공정은 약 6 시간 이내일 수 있다.
전구체 형상화 연마입자를 최종-형성 형상화 연마입자로 형성 공정은 소결 공정을 더욱 포함한다. 전구체 형상화 연마입자의 소결을 통해 전구체 형상화 연마입자로서 일반적으로 그린 상태인 물품을 치밀화한다. 특정 예시에서, 소결 공정으로 인하여 고온 상의 세라믹 재료 형성이 가능하다. 예를들면, 일 실시태양에서, 전구체 형상화 연마입자는 소결되어 예를들면, 알파 알루미나를 포함한 재료의 고온 상이 형성된다. 일 특정 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자는 입자 총 중량에 대하여 적어도 약 90 wt% 알파 알루미나를 가지는 형상화 연마입자일 수 있다. 더욱 특정한 예시에서, 알파 알루미나 함량은 더욱 많아 형상화 연마입자는 실질적으로 알파 알루미나로 이루어진다.
또 다른 양태에 의하면, 첨가가공을 통해 형성된 형상화 연마입자를 포함하는 고정 연마재 물품 형성 방법이 또한 달성될 수 있다. 예를들면, 고정 연마재 물품 형성 공정은 다수의 형상화 연마입자를 기재에 형성하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 형상화 연마입자의 각각의 형상화 연마입자는 첨가가공에 의해 형성된 몸체를 가진다. 고정 연마재 물품은 결합 연마물품, 코팅 연마물품, 및 기타 등을 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 또한 기재는, 예를들면, 지지판을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 형성 공정은 형상화 연마입자가 기재 상부에 직접 형성되도록 진행될 수 있다. 예를들면, 실시태양에 따르면, 기재에 적층된 형상화 연마입자를 포함한 고정 연마재 물품의 사시도가 도 2에 제공된다. 도시된 바와 같이, 고정 연마재 물품 (200)은 기재 (204) 상부에 올려진 제1 형상화 연마입자 (201) 및 기재 (204) 상부에 놓인 제2 형상화 연마입자 (211)를 포함한다.
고정 연마재 물품 일부분으로서 형상화 연마입자의 성형 공정은 다른 실시태양들에서 본원에 기재된 임의의 공정을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 본원에 기술된 바와 같이, 다수의 형상화 연마입자의 각각의 형상화 연마입자 (201, 211) 몸체는 디지털 모델에 따라 형성된다. 더욱 도시되고 본원에 기재된 바와 같이, 각각의 형상화 연마입자 (201, 211)는 다수의 일부 (203)로부터 형성된 몸체를 가지고, 이들은 서로 개별적이고, 또는 추가 처리 (예를들면, 개질)를 거쳐 일부들은 함께 결합되어 형상화 연마입자 (201, 211)의 각각의 몸체를 형성한다.
본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이, 디지털 모델에 의한 몸체 형성 첨가가공은 다수의 형상화 연마입자의 각각의 형상화 연마입자 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료를 적층하는 단계를 포함한다. 또한, 공정은 다수의 형상화 연마입자의 각각의 형상화 연마입자 몸체의 제2 일부로서 제1 시간과는 다른 제2 시간에 제2 인쇄 재료를 적층하는 단계를 포함한다. 특정 실시태양에서, 또한 첨가가공은 바람직하게는 제1 일부 및 제2 일부 중 하나를 개질하는 단계를 포함하여 제1 일부 및 제2 일부를 결합시켜 형상화 연마입자 몸체의 부-영역을 형성한다.
특정 실시태양에 의하면, 성형 공정은 적어도 기재 상부에 배치되는 결합층 (231) 일부분에 직접 진행될 수 있다. 결합층 (231)은 재료 예를들면 무기 재료, 유리질 재료, 결정 재료, 유기 재료, 수지 재료, 금속 재료, 금속 합금, 및 이들 조합을 포함한다. 결합층은 재료 연속 층일 수 있거나 실질적으로 결합 재료가 부재한 간격으로 분리되는 개별 결합 영역을 가지는 재료 불연속 층일 수 있다. 성형 공정은 선택적으로 개별 결합 영역에 해당하는 영역에 형상화 연마입자 형성 단계를 포함하여, 각각의 개별 결합 영역에는 하나 이상의 형상화 연마입자가 포함될 수 있다.
형성 공정 일부 실시태양들에서, 기재 (204)는 성형 구역을 통과하도록 이송된다. 성형 구역에서, 다수의 형상화 연마입자 중 적어도 하나의 형상화 연마입자가 기재 상부에 올려져 형성된다. 특정 예시들에서, 기재 (204) 이송은 단계식 이송 공정을 포함하고, 기재 (204)는 소정의 거리를 이동하고 정지하여 형상화 연마입자 형성을 가능하게 한다. 형상화 연마입자가 기재 (204) 상부에서 적합하게 형성된 후, 단계식 이송 공정은 계속되어 기재 (204)는 원하는 방향으로 다시 예정 거리만큼 이동되고 다시 정지되어 기재 (204)의 특정 지점에 또 다른 형상화 연마입자를 형성시킨다. 일 실시태양에서, 도 2에 제시된 바와 같이, 기재 (204)는 형상화 연마입자 (211) 위치로 정의되는 제1 위치로 이송되고, 여기에서 제1 시간에 형상화 연마입자 (211)가 첨가가공으로 형성된다. 적합한 형상화 연마입자 (211) 형성 후, 기재 (204)는 기재 (204) 상부에 놓인 형상화 연마입자 (201) 위치로 식별되는 위치의 방향으로 이동된다. 상기 지점에서, 기재 (204)는 정지되어 도 2에 제시된 지점에서 형상화 연마입자 (201) 형성이 구현된다.
따라서, 다수의 형상화 연마입자는 기재 (204)의 예정된 지점에 형성될 수 있다. 특히, 소정의 예시들에서, 고정 연마재 물품 (200) 형성은 각각의 형상화 연마입자가 지지판에 배치되고, 이러한 배치는 각각의 형상화 연마입자의 몸체 형성과 동시에 진행되도록 수행될 수 있다 .
또한, 이러한 고정 연마재 물품 형성 공정은 또한 기재에 대한 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자의 배향 단계를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 배향으로 서로 및 기재 (204)에 대한 각각의 형상화 연마입자의 조절된 배향이 구현된다. 예를들면, 형상화 연마입자의 몸체 성형 공정은 기재 (204)에 대한 형상화 연마입자 배향 공정과 동시에 진행될 수 있다.
더욱 특정한 예시들에서, 각각의 형상화 연마입자는 수직 배향, 회전 배향, 평탄 배향, 또는 측 배향으로 조절된 배향을 가지는 방식으로 형성된다. 평탄 배향에서, 형상화 연마입자 바닥면은 기재 (204) (예를들면, 지지판) 표면에 제일 근접하고 형상화 연마입자 상면은 기재 (204)로부터 멀어지도록 지향되어 가공물과 초기 체결되도록 구성된다. 본원에서 수직 배향이란 벨트에 수직한 평면으로 관찰될 때의 입자 배향을 의미하고, 회전 배향은 벨트에 평행한 평면으로 관찰될 때의 형상화 연마입자 배향을 언급하는 것이라는 것에 주목하여야 한다 .
도 4를 간단히 참조하면, 기재에 대하여 특정 배향인 형상화 연마입자를 포함하는 코팅 연마물품이 도시된다. 예를들면, 코팅 연마물품 (400)은 기재 (401) (즉, 지지판) 및 기재 (401) 표면 위에 놓이는 적어도 하나의 접착층을 포함한다. 접착층은 메이크 코트 (403) 및/또는 사이즈 코트 (404)를 포함한다. 코팅 연마물 (400)은 연마 미립자 재료 (410)를 포함하고, 이는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자 (405) 및 반드시 형상화 연마입자일 필요가 없는 부형 연마입자 형태의 무작위 형상인 제2 유형의 연마 미립자 재료 (407)를 포함한다. 메이크 코트 (403)는 기재 (401) 표면 위에 올려지고 적어도 형상화 연마입자 (405) 및 제2 유형의 연마 미립자 재료 (407) 일부분을 감싼다. 사이즈 코트 (404)는 형상화 연마입자 (405) 및 제2 유형의 연마 미립자 재료 (407) 및 메이크 코트 (403) 상부에 배치되고 이들과 결합된다.
일 실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마입자 (405)는 서로 및 기재 (401)에 대하여 예정된 배향으로 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 형상화 연마입자 (405)는 기재 (401)에 대하여 평탄 배향된다. 평탄 배향에서, 형상화 연마입자의 바닥면 (414)은 기재 (401) (즉, 지지판) 표면에 가장 근접하고 형상화 연마입자 (405)의 상면 (413)은 기재 (401)로부터 멀어지도록 지향되어 가공물과 초기 체결되도록 구성된다.
또 다른 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자 (505)는 예를들면 도 5에 제시된 바와 같이 기재 (501)에 예정된 측 배향으로 배치된다. 특정 예시들에서, 연마물품 (500)에서 총 형상화 연마입자 (505) 중 다수의 형상화 연마입자 (505)는 예정된 측 배향을 가진다. 측 배향에서, 형상화 연마입자 (505)의 바닥면 (414)은 기재 (501) 표면과 이격되고 유각을 형성한다. 특정 예시들에서, 바닥면 (414)은 기재 (501) 표면에 대하여 둔각 (A)을 형성한다. 또한, 상면 (513)은 기재 (501) 표면에 대하여 이격되고 유각을 형성하고, 특정 예시들에서, 대략 예각 (B)을 형성한다. 측 배향에서, 형상화 연마입자의 측면 (416)은 기재 (501) 표면에 가장 근접하고, 더욱 상세하게는, 기재 (501) 표면에 직접 접촉할 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 하나 이상의 형상화 연마입자는 기재에서 예정된 측 배향으로 배치된다. 특정 예시들에서, 연마물품의 다수의 형상화 연마입자 중 다수의 형상화 연마입자는 예정된 측 배향을 가진다. 측 배향에서, 형상화 연마입자 바닥면은 기재 (204) 표면과 이격되고 유각을 형성한다. 특정 예시들에서, 바닥면은 기재 (204) 표면에 대하여 둔각을 형성한다. 또한, 형상화 연마입자 상면은 기재 (204) 표면과 이격되고 유각을 형성하고, 특정 예시들에서, 대체로 예각을 형성한다. 측 배향에서, 형상화 연마입자의 하나 이상의 측면은 기재 (204) 표면과 가장 가깝고, 더욱 상세하게는, 기재 (204) 표면과 직접 접촉될 수 있다.
본원의 소정의 고정 연마물품에 있어서, 고정 연마재 물품 (200)에서 다수의 형상화 연마입자의 적어도 약 55%는 측 배향이다. 또한, 비율은 더욱 크고, 예를들면 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 77%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 또는 적어도 약 82%이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 고정 연마재 물품 (200)은 본원의 형상화 연마입자를 이용하여 형성되되, 약 99% 미만의 다수의 형상화 연마입자는 측 배향으로 배치된다.
또한, 본원에 기재된 첨가가공으로 형성된 형상화 연마입자로 제조되는 연마물품은 다양한 함량의 형상화 연마입자를 이용할 수 있다. 예를들면, 고정 연마물품은 c 개방 코트 구성 또는 밀폐 코트 구성의 단일 층 형상화 연마입자를 포함하는 코팅 연마물품일 수 있다. 예를들면, 다수의 형상화 연마입자는 형상화 연마입자의 코팅 밀도가 약 70 입자들/cm2 이하인 개방 코트 연마제를 형성한다. 다른 예시들에서, 개방 코트 연마물품의 평방 센티미터 당 형상화 연마입자의 밀도는 약 65 입자들/cm2 이하, 예를들면 약 60 입자들/cm2 이하, 약 55 입자들/cm2 이하, 또는 약 50 입자들/cm2 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 본원의 형상화 연마입자를 이용한 개방 코트 코팅 연마제의 밀도는 적어도 약 5 입자들/cm2, 또는 적어도 약 10 입자들/cm2이다. 개방 코트 코팅 연마물품의 평방 센티미터 당 형상화 연마입자의 밀도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
대안의 실시태양에서, 다수의 형상화 연마입자는 형상화 연마입자의 코팅 밀도가 적어도 약 75 입자들/cm2, 예를들면 적어도 약 80 입자들/cm2, 적어도 약 85 입자들/cm2, 적어도 약 90 입자들/cm2, 적어도 약 100 입자들/cm2인 밀폐 코트 연마제를 형성할 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 본원의 형상화 연마입자를 적용한 밀폐 코트 코팅 연마제의 밀도는 약 500 입자들/cm2 이하일 수 있다. 밀폐 코트 연마물품의 평방 센티미터 당 형상화 연마입자의 밀도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 기재된 고정 연마물품의 기재는 유기 재료 예를들면 중합체, 무기 재료, 예를들면 금속, 유리, 세라믹, 및 이들 조합을 포함한 다양한 적합한 재료를 포함할 수 있다. 소정의 예시들에서, 기재는 직물 재료를 포함한다. 그러나, 기재는 부직물 재료로 제작될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 기재는 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 (fleeced) 직물, 경화 파이버, 직물 소재, 부직물 소재, 웨빙 (webbing), 중합체, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택된 소재를 포함한다.
소정의 상황에서, 형상화 연마입자의 추가 처리, 예를들면 건조, 가열, 및 소결가 용이하도록 형상화 연마입자는 제1 기재에 배치될 수 있다. 기재는 영구 물품일 수 있다. 그러나, 다른 예시들에서, 기재는 형상화 연마입자 추가 처리 과정에서 부분적으로 또는 완전히 파괴되는 희생 물품일 수 있다. 형상화 연마입자에 대한 처리 후에 제1 기재는 제2 기재와 조합되고, 이후 연마물품이 형성된다. 예를들면, 영구 제1 기재를 이용하는 예시들에서, 제1 기재는 제2 기재와 조합되어 최종-형성되는 고정 연마재 물품에서 사용되는 복합 기재를 형성한다. 희생 기재가 적용되는 또 다른 예시들에서, 제1 기재가 부분적으로 또는 완전히 없어진다고 하여도 제1 기재 상의 형상화 연마입자 배치 및 배향은 실질적으로 성형 공정 내내 유지된다. 이들의 배치 및 배향을 유지하면 최종-형성되는 연마물품 형성이 용이하므로 최종-형성되는 형상화 연마입자는 제2 기재와 조합될 수 있다.
일부 실시태양들에서, 고정 연마물품의 기재는 또한 적합한 첨가제 또는 첨가제들을 포함한다. 예를들면, 기재는 촉매, 커플링제, 경화제 (curants), 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함한다.
본원에 기재된 고정 연마물품은, 기재 (예를들면, 지지판) 외에도, 적어도 하나의 접착층, 예를들면 기재 표면 상부에 배치되는 결합층을 포함한다. 접착층은 메이크 코트를 포함한다. 고분자 조성물이 연마물품의 임의의 다양한 층들, 예를들면, 프론트필 (frontfill), 프리-사이즈, 메이크 코트, 사이즈 코트, 및/또는 슈퍼사이즈 코트를 형성하기 위하여 사용된다. 프론트필 형성에 사용될 때, 고분자 조성물은 일반적으로 고분자 수지, 섬유화 파이버 (바람직하게는 펄프 형태), 충전재, 및 기타 선택적인 첨가제를 포함한다. 일부 프론트필 실시태양들에 있어서 적합한 조성물은 재료 예를들면 페놀수지, 규회석 충전재, 소포제, 계면활성제, 섬유화 파이버, 및 나머지는 물을 포함한다. 적합한 고분자 수지 재료는 페놀수지, 요소/포름알데히드 수지, 페놀/라텍스 수지, 및 이들 수지 조합물을 포함한 열 경화성 수지에서 선택되는 경화성 수지를 포함한다. 다른 적합한 고분자 수지 재료는 또한 광 경화성 수지, 예를들면 전자빔, UV선, 또는 가시광선을 이용하여 경화 가능한 수지, 예를들면 에폭시 수지, 아크릴레이트 에폭시 수지의 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 수지, 아크릴레이트 우레탄 및 폴리에스테르 아크릴레이트 및 모노아크릴레이트, 멀티아크릴레이트 단량체를 포함한 아크릴레이트 단량체를 포함한다. 조성물은 또한 침식성을 개선시켜 적층된 연마 복합재의 자기-첨예화 특성을 향상시킬 수 있는 비반응성 열가소성 수지 바인더를 포함한다. 이러한 열가소성 수지의 실시예들은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에텐 블록 공중합체 등을 포함한다. 기재에서 프론트필을 적용하면 표면 균일성이 개선되어, 메이크 코트 도포에 적합하고 형상화 연마입자들의 적용 및 소정 방향으로의 배향이 개선된다.
연마물품은 또한 연마 미립자 재료를 포함할 수 있고, 이는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자 및 반드시 형상화 연마입자일 필요는 없고 부형 연마입자 형태로 무작위 형상을 가지는 제2 유형의 연마 미립자 재료를 포함할 수 있다. 실시태양에서, 메이크 코트는 기재 표면 위에 덮히고 형상화 연마입자 및 제2 유형의 연마 미립자 재료의 적어도 일부분을 둘러싼다. 또 다른 실시태양에서, 메이크 코트는 기재의 적어도 일부분과 직접 결합된다. 메이크 코트는 다양한 적합한 재료, 예를들면, 유기 재료, 고분자 재료, 또는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함할 수 있다.
접착층은 또한 사이즈 코트를 포함한다. 사이즈 코트는 본원에 기재된 다수의 형상화 연마입자 및 임의의 제2 유형의 연마 미립자 재료의 적어도 일부분 및 메이크 코트 위에 배치된다. 사이즈 코트는 또한 다수의 형상화 연마입자의 적어도 일부분과 직접 결합된다. 메이크 코트와 유사하게, 사이즈 코트는 다양한 적합한 재료, 예를들면, 유기 재료, 고분자 재료, 또는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함한다.
형상화 연마입자를 포함하는 고정 연마물품 및 본원에 기재된 바와 같이 형상화 연마입자를 형성하는데 적용되는 첨가가공은 통상의 고정 연마물품과는 차별되고 개선된 것이다. 형상화 연마입자를 포함한 많은 형상화 연마입자의 성형 공정은 주로 형판화 및/또는 절삭 공정 (예를들면, 몰딩, 스크린 인쇄, 등)에 의존하지만, 본원 실시태양들에 개시된 공정은 첨가가공을 적용한 형상화 연마입자 형성을 위한 성형 공정이다. 또한, 공정은 성형 공정을 분석, 비교 및 적응할 수 있는 디지털 모델을 적용하여, 치수 균일성, 형상, 배치, 및 궁극적으로 형상화 연마입자를 적용한 물품의 성능을 개선시킨다.
실시태양들의 형상화 연마입자는 임의의 적합한 형상을 가지지만, 도 6 내지 19는 본원 실시태양들에 의해 제조되는 일부 예시적, 비-제한적 형상화 연마입자를 도시한 것이라는 것을 이해하여야 한다.
특히, 도 18에 제공되는 일 실시태양에서, 형상화 연마입자 (1800)는 몸체 (1801)를 포함하고, 이는 제1 층 (1802) 및 제1 층 (1802) 위에 놓이는 제2 층 (1803)을 포함한다. 실시태양에 의하면, 몸체 (1801)는 서로에 대하여 계단식 구성으로 배열되는 층들 (1802, 1803)을 가질 수 있다. 계단식 구성은 제1 층 (1802) 측면 (1804) 및 제2 층 (1803) 측면 (1805) 사이 제1 층 (1802) 표면 (1810) 상의 적어도 하나의 평탄 (plateau) 영역 (1820)으로 특정된다. 평탄 영역 (1820)의 크기 및 형상은 하나 이상의 공정 변수에 의해 조절되거나 예정되고 연마물품로의 연마입자 전개 및 연마물품 성능을 개선시킨다.
일 실시태양에서, 평탄 영역 (1802)은 측방 거리 (1821)를 가지고, 이는 제1 층 (1802) 상면 (1810) 및 제1 층 측면 (1804) 사이 에지 (1807)에서 제2 층 측면 (1805)으로의 최장 거리로 정의된다. 측방 거리 (1821) 분석은, 예를들면 도 19에 제시된 바와 같이 몸체 (1801)의 평면 사진으로 가능하다. 도시된 바와 같이, 측방 거리 (1821)는 평탄 영역 (1802)의 최장 거리일 수 있다. 일 실시태양에서, 측방 거리 (1821)의 길이는 제1 층 (1802) (즉, 더욱 큰 층) 길이 (1810)보다 작다. 특히, 측방 거리 (1821)는 몸체 (1801)의 제1 층 (1802) 길이 (1810)의 약 90% 이하, 예를들면 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 또는 약 20% 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 측방 거리 (1821)의 길이는 몸체 (1801)의 제1 층 (1802) 길이 (1810)의 적어도 약 2%, 적어도 약 5%, 적어도 약 8%, 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 또는 적어도 약 50%이다. 측방 거리 (1821)의 길이는 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제2 층 (1803)은 예를들면 도 19에 도시된 바와 같이 제1 층 (1802) 길이 (1810)에 대하여 측면 최장 치수인 특정 길이 (1809)를 가지고, 연마물품으로의 연마입자 전개 및/또는 연마물품 성능을 개선시킨다. 예를들면, 제2 층 (1803) 길이 (1809)는 몸체 (1801)의 제1 층 (1802) 길이 (1810)의 약 90% 이하, 예를들면 약 80% 이하, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 또는 약 20% 이하일 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제2 층 (1803)의 길이 (1809)는 몸체 (1801)의 제1 층 (1802) 길이 (1810)의 적어도 약 2%, 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 적어도 약 50%, 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%일 수 있다. 제1 층 (1802) 길이 (1810)에 대한 제2 층 (1803) 길이 (1809)는 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 18 및 19의 상기 형상화 연마입자는 본원 실시태양들에 의한 첨가가공을 이용하여 형성된다. 또한, 층 조직은 도시된 것과는 상이할 수 있다고 고려된다. 몸체는 임의의 조직에서 서로에 대하여 상이한 치수 및/또는 형상의 층들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다.
또한, 코팅 연마물품이 본원에서 상세히 설명되었지만, 실시태양들의 형상화 연마입자는 결합 연마물품에서도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 결합 연마물품은 일반적으로 3차원 결합 기질 (bond matrix)에 포함된 연마 입자를 가지는 복합재로 이루어진 휠 (wheel), 원반, 컵, 활형 (segments), 및 기타 등을 포함한 다양한 형상을 취할 수 있다. 또한, 결합 연마 도구는 어느 정도의 공극 용적 비율을 포함할 수 있다.
결합재로 적합한 일부 재료는 금속 재료, 고분자 재료 (예를들면, 수지), 유리질 또는 비정질 상 재료, 결정상 재료, 및 이들 조합을 포함한다.
결합 연마물품은 전형적으로 결합재 또는 결합재 전구체, 연마입자 (예를들면, 형상화 연마입자, 부형 입자들, 상이한 유형의 연마입자의 조합물, 등), 및 충전제 (예를들면, 활성 충전제, 연마조제, 기공형성제, 혼합조제, 보강제, 등)를 포함한 초기 혼합물에서 형성된다. 혼합물은 다양한 기술, 제한되지 않지만, 몰딩, 압축, 압출, 적층, 주조, 침윤, 및 이들 조합으로 그린 몸체 (즉, 미완성 몸체)로 형성된다. 그린 몸체를 추가 처리하여 최종-형성된 결합 연마재 몸체 형성에 조력한다. 처리 단계는 혼합물 조성에 따라 달라지지만, 공정 예를들면 건조, 경화, 조사, 가열, 결정화, 재-결정화, 소결, 압축, 분해, 용해, 및 이들 조합을 포함한다.
최종-형성된 결합 연마 물품은 의도된 최종 용도에 따라 다양한 함량의 성분들 (즉, 연마입자, 결합재, 충전제, 및 기공)을 가진다. 예를들면, 소정의 예시들에서, 최종-형성된 결합 연마물품의 다공도는 결합 연마물품 총 부피의 적어도 약 5 vol %이다. 다른 실시태양들에서, 다공도는 더욱 클 수 있고, 예를들면 적어도 약 15 vol %, 적어도 25 vol %, 적어도 약 25 vol %, 적어도 약 50 vol %, 또는 적어도 약 60 vol %이다. 특정 실시태양들에서는 결합 연마물품 총 부피의 약 5 vol % 내지 약 75 vol %의 o 다공도가 적용될 수 있다.
또한, 최종-형성된 결합 연마재의 결합재는 결합 연마체 총 부피에 대하여 적어도 약 10 vol%이다. 다른 예시들에서, 몸체는 결합 연마체 총 부피에 대하여 적어도 약 30 vol%, 예를들면 적어도 약 40 vol%, 적어도 약 50 vol% 또는 적어도 약 60 vol %의 결합재를 포함한다. 소정의 실시태양들에서 결합재는 결합 연마체 총 부피에 대하여 약 10 vol % 내지 약 90 vol %, 예를들면 약 10 vol% 내지 약 80 vol%, 또는 약 20 vol% 내지 약 70 vol%로 적용된다.
최종-형성된 결합 연마재는 결합 연마체 총 부피에 대하여 적어도 약 10 vol%의 연마입자를 가진다. 다른 예시들에서, 몸체는 결합 연마물품 몸체 총 부피에 대하여 적어도 약 30 vol%, 예를들면 적어도 약 40 vol%, 적어도 약 50 vol% 또는 적어도 약 60 vol %의 연마입자를 포함한다. 다른 실시예들에서, 연마물품은 결합 연마물품 총 부피의 약 10 vol % 내지 약 90 vol %, 예를들면 약 10 vol% 내지 약 80 vol%, 또는 약 20 vol% 내지 약 70 vol%의 연마입자를 적용한다.
명백성을 기하기 위하여 개별 실시태양들로서 본원에 기재된 소정의 특징부는, 또한 단일 실시태양에서 조합적으로 제공될 수 있다. 역으로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에서 기재된 다양한 특징부는 또한 별개로 또는 임의의 부조합으로 제공될 수 있는 것이다. 또한, 범위로 언급되는 값들은 범위 내의 각각 및 모든 값들을 포함한다.
일 양태에 의하면, 본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 첨가가공에 의해 구현되는 다양한 형상을 포함한 몸체를 포함한다. 예를들면, 일 실시태양에서 형상화 연마입자는 자기-유사 형상을 가지는 적어도 하나의 주요 표면의 몸체를 포함한다. 도 20은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 사시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마입자 (2000)은 몸체 (2001)를 포함하고, 이는 상부 주요 표면 (2002), 하부 주요 표면 (2004), 및 주요 표면들 (2002, 2004) 사이에 연장되는 측면 (2005, 2006, 2007)을 가진다. 도 21은 도 20의 형상화 연마입자 (2000)의 주요 표면에 대한 평면도이다.
도시된 바와 같이, 실시태양에 따르면, 형상화 연마입자 (2000)의 주요 표면 (2002) 은 자기-유사 형상 (2003)을 가진다. 자기-유사 형상 (2003)은 형상화 연마입자 몸체의 표면, 예를들면 몸체의 주요 표면 상의 형상 배열일 수 있다. 자기-유사 형상은 서로에 대하여 예를들면 특정 분포로 배열되는 하나 이상의 형상 예를들면 서로에 대하여 패턴화 배열되는 형상을 포함한다,. 자기-유사 형상 (2003)은 몸체 (2001)의 주요 표면 (2002)에 배치되는 다수의 형상을 포함한다. 더욱 특정한 예시들에서, 자기-유사 형상 (2003)은 주요 표면 (2002) 상에 서로 내재하는 다수의 2차원 형상을 포함한다. 예를들면, 도 20 및 21에 도시된 실시태양에서, 자기-유사 형상 (2003)은 표면상에 패턴화되고 서로에 대하여 내재되어 분포되는 다수의 삼각형 (2009, 2010)을 포함하는 다수의 2차원 삼각형 형상을 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 자기-유사 형상은 형상화 연마입자 몸체의 주요 표면에서 2차원 형상 배열을 포함하고 이때 상기 2차원 형상 배열은 주요 표면 주변부에서 정의되는2차원 형상과 실질적으로 동일 2차원 형상이다 . 예를들면, 도 20 및 21의 실시태양들을 참조하면, 삼각형 (2009, 2010)은 형상화 연마입자 (2000)의 상부 주요 표면 (2002) 주변부 (2012) 2차원 형상과 실질적으로 동일 2차원 형상을 가진다. 도 20 및 21의 실시태양들은 대체로 삼각형 2차원 형상을 가지는 형상화 연마입자를 설명하지만, 다른 2차원 형상이 첨가가공으로 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 형상화 연마입자의 몸체는 정다각형, 불규칙 다각형, 불규칙 형상, 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴과 같은 알파벳, 러시아 알파벳, 간지 문자, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 포함한다.
도 22를 참조하면, 도 20의 형상화 연마입자 일부분에 대한 평면 사진이 제공된다. 형상화 연마입자 (2000)는 상부에서 하향으로 관찰할 때 특정한 곡률 반경을 형성하는 코너 (2201)를 포함한다. 특히, 코너 (2201)는 아치형 외형 (2202)을 가지고 여기에 최적 원 (2203)이 도출된다. 최적 원 (2203)은 코너 (2201)의 코너 원마도를 정의하는 반경 (2204)을 가진다. 예를들면 도 22에 제공된 바와 같이 최적원이 도출되고 반경은 적합한 형태의 화상화 및 배율로 평가된다. 적합한 소프트웨어, 예를들면 ImageJ가 사용될 수 있다.
일 실시태양에서, 형상화 연마입자의 몸체는 연마 작업에 유용한 특정한 코너 원마도를 가질 수 있다. 예를들면, 형상화 연마입자 몸체의 코너 원마도는 약 250 미크론 이하, 예를들면 약 220 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 180 미크론 이하, 약 160 미크론 이하, 약 140 미크론 이하, 약 120 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 90 미크론 이하, 약 80 미크론 이하, 약 70 미크론 이하, 약 60 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 40 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 또는 약 20 미크론 이하이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 형상화 연마입자 몸체의 코너 원마도는 적어도 약 0.1 미크론, 예를들면 적어도 약 0.5 미크론이다. 몸체의 코너 원마도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 250 미크론 이하, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 100 미크론 이하, 또는 적어도 약 0.5 μm 내지 약 80 미크론 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자는 오목한, 계단식 표면을 형성하는 적어도 하나의 주요 표면을 가질 수 있다. 예를들면, 도 23을 참조하면 도 20의 형상화 연마입자의 주요 표면 일부분이 제공된다. 제시된 바와 같이, 주요 표면 (2002)은 오목한, 계단식 표면을 가지고, 이는 적어도 몸체 (2001) 길이 일부분을 따라 연장되는 다수의 계단 형태 (2301)로 형성된다. 특정 실시태양에서, 오목한, 계단식 표면은 에지에서의 몸체 두께 (t)보다 작은 중심점 (2302)에서의 두께를 형성한다. 두께 (t)는 측면 (2005)을 따라 몸체 (2001)의 주요 표면 (2002)에 수직한 방향으로 연장된다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시태양에 의하면, 오목한, 계단식 표면은 계단 형태 (2301)를 포함하고 이는 다수의 평탄부 (2304) 및 융기부 (2305)를 포함하며, 이들은 주요 표면 (2002) 의 평면에 실질적으로 평행하도록 평탄하고 융기부 (2305)는 주요 표면 (2002)의 평면에 실질적으로 수직으로 연장된다. 또한, 융기부 (2305)는 평탄부 (2304)에실질적으로 수직하게 연장된다.
실시태양에 따르면, 오목한, 계단식 표면의 계단 형태 (2301)는, 몸체 (2001) 길이 (l)에 대하여 특정한 평균 폭을 형성하는 평탄부 (2304)를 포함한다. 예를들면, 평탄부 (2304)의 평균 폭 (wf)은 약 0.8(l) 이하이고, 식 중 “l’은 주요 표면 (2002)의 일측을 따라 연장되는 몸체 (2001) 길이 또는 최장 치수를 나타낸다 (도 21 참고). 또 다른 실시태양에서, 평탄부 (2304)의 평균 폭 (wt)은 약 0.5(l) 이하이고, 예를들면 약 0.4(l) 이하, 약 0.3(l) 이하, 약 0.2(l) 이하, 약 0.1(l) 이하, 약 0.09(l) 이하, 약 0.08(l) 이하이다. 또 하나의 비-제한적 실시태양에서, 평탄부 (2304)의 평균 폭 (wf)은 적어도 약 0.001(l), 예를들면 적어도 약 0.005(l), 적어도 약 0.01(l)이다. 평탄부 (2304)의 평균 폭 (wf)은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위, 예를들면, 적어도 약 0.001(l) 내지 약 0.8(l) 이하, 예를들면 적어도 약 0.005(l) 내지 약 0.4(l) 이하, 또는 적어도 약 0.01(l) 내지 약 0.2(l) 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 융기부 (2305)는 주요 표면 (2002)의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로 연장되는 평균 높이 (hr)를 가지고 형상화 연마입자 (2000) 몸체 (2001) 길이 (l)와 특정 관계를 가지도록 형성된다. 예를들면, 융기부 평균 높이 (hr)는 약 0.2(l) 이하이고, 식 중 “l”은 몸체 (2001) 길이를 나타낸다. 또 다른 실시태양에서, 융기부 (2305)의 평균 높이 (hr)는 약 0.15(l) 이하, 예를들면 약 0.1(l) 이하, 약 0.05(l) 이하, 또는 약 0.02(l) 이하이다. 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 융기부 (2305)의 평균 높이 (hr)는 적어도 약 0.0001(l), 예를들면 적어도 약 0.0005(l)이다. 융기부 (2305)의 평균 높이 (hr)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 예를들면, 적어도 약 0.0001(l) 내지 약 0.2(l) 이하, 또는 적어도 약 0.0005(l) 내지 약 0.1(l) 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 평탄부 (2304) 및 융기부 (2305)를 포함하는 계단 형태 (2301)는 형상화 연마입자 및 연관된 연마물품의 성능을 개선할 수 있는 서로 소정의 관계를 가지도록 형성된다. 예를들면, 평탄부 (2304)는 융기부 (2305)의 평균 높이 (hr)보다 큰 특정한 평균 폭 (wr)을 가질 수 있다. 더욱 특정한 예시들에서, 융기부 (2305) 평균 높이 (hr)는 약 0.95(wf) 이하이다. 또 다른 실시태양에 의하면, 융기부 (2305) 평균 높이 (hr)는 이하 약 0.9(wf), 예를들면 약 0.8(wf) 이하, 약 0.7(wf) 이하, 약 0.5(wf) 이하, 약 0.3(wf) 이하, 약 0.2(wf) 이하, 약 0.1(wf) 이하이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 융기부 (2305) 평균 높이 (hr)는 적어도 약 0.0001(wf), 예를들면 적어도 약 0.001(wf)이다. 융기부 (2305) 평균 높이 (hr)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 예를들면, 적어도 약 0.0001(wf) 내지 약 0.95(wf) 이하, 또는 적어도 약 0.001(wf) 내지 약 0.2(wf) 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다.
계단 형태 (2301)를 포함하는 오목한, 계단식 표면 형성은 몸체 (2001) 상면 (2002) 형성에 적용되는 충전 패턴을 조절함으로써 구현될 수 있다. 다른 예시들에서, 대안의 충전 패턴이 이용되어 몸체 (2001)의 하나 이상의 주요 표면에서 대안적 형상을 형성할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 일 실시태양에서 몸체 (2001)의 적어도 하나의 주요 표면의 상면은 볼록한, 계단식 표면을 가질 수 있다. 볼록한, 계단식 표면은 에지에서의 몸체 두께보다 큰 중심점 (2302)에서의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 볼록, 계단식 표면은 계단 형태를 가지되, 몸체 두께는 중심점 (2302)에서 에지 (2303)로 갈수록 감소한다. 이러한 형상은 예를들면, 중심점 (2302)에서 재료는 에지 (2303)에서 재료 전에 적층되는 내측에서 외측 충진 공정을 포함한 특정한 충전 패턴을 적용하는 상면 형성에 의해 구현될 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 본원에 기재된 방법에 의해 형성된 소정의 형상화 연마입자는 적어도 몸체 측면 일부분 둘레에서 연장되는 적어도 하나의 주변부 리지를 가지는 몸체를 포함한다. 도 24는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 일부분에 대한 측면 사진을 포함한다. 제시된 바와 같이, 형상화 연마입자 (2400)는 몸체 (2401)를 포함하고, 이는 제1 주요 표면 (2402), 제1 주요 표면 (2402) 반대측의 제2 주요 표면 (2403), 및 제1 주요 표면 (2402) 및 제2 주요 표면 (2403) 사이에서 연장되는 측면들 (2404, 2405)을 포함하다. 더욱 도시된 바와 같이, 측면들 (2404, 2405)은 적어도 몸체 (2401) 측면들 (2404, 2405) 일부에서 연장되는 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)를 포함한다. 소정의 예시들에서, 하나 이상의 주변부 리지 (2407)는 몸체 (2401) 측면들 (2404, 2405) 대부분을 따라 연장된다. 소정의 실시태양들에 있어서, 하나 이상의 주변부 리지 (2407)는 몸체 (2401) 측면들 (2404, 2405)의 전체 주변 길이 둘레에서 연장된다. 더욱 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)는 몸체 두께 (t)에 대체로 수직하고 제1 주요 표면 (2402) 및 제2 주요 표면 (2403)에 의해 형성되는 평면에 실질적으로 평행한 방향으로 연장된다.
또한, 적어도 또 다른 실시태양에서 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)는 예를들면, 제1 주요 표면 (2402) 및/또는 제2 주요 표면 (2403)를 포함한 하나 이상의 주요 표면에 교차하지 않고 몸체 (2401)의 전체 측면둘레에 연장된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)는 적어도 두 측면들 (2404, 2405)을 따라 연장되고 인접 에지 (2408)는 측면들 (2404, 2405) 사이에 연장된다.
본원 실시태양들의 소정의 형상화 연마입자에 있어서, 주변부 리지 (2407)는 돌출부 (2406)에 의해 분리될 수 있다. 특히, 각 쌍의 주변부 리지 (2407)는 돌출부 (2406) 군 중 적어도 하나의 돌출부에 의해 분리될 수 있다. 특히, 돌출부 (2406) 각각은 몸체 (2401) 총 두께 (t) 미만의 두께를 가질 수 있다.
일 실시태양에서, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)는 상면에서 몸체로 연장되고 몸체 (2401) 두께 (t)와 특정 관계를 가지는 깊이 (dr)를 가질 수 있다. 예를들면, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)의 깊이 (dr)는 약 0.8(t) 이하이고, 식 중 “t”는 몸체 두께이다. 또한, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)의 깊이 (dr)는 약 0.7(t) 이하, 예를들면 약 0.6(t) 이하, 약 0.5(t) 이하, 약 0.4(t) 이하, 약 0.3(t) 이하, 약 0.2(t) 이하, 약 0.18(t) 이하, 약 0.16(t) 이하, 약 0.15(t) 이하, 약 0.14(t) 이하, 약 0.12(t) 이하, 약 0.1(t) 이하, 약 0.09(t) 이하, 약 0.08(t) 이하, 약 0.07(t) 이하, 약 0.06(t) 이하, 또는 약 0.05(t) 이하이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)의 깊이 (dr)는 적어도 약 0.001(t), 예를들면 적어도 약 0.01(t)이다. 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)의 깊이 (dr)는 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 예를들면 깊이 (dr)는 적어도 약 0.001(t) 내지 약 0.8(t) 이하, 예를들면 적어도 약 0.001(t) 내지 약 0.5(t) 이하, 또는 적어도 약 0.001(t) 내지 약 0.1(t) 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 적어도 하나의 주변부 리지의 깊이 (dr)를 언급하는 것은 또한 다수의 주변부 리지 (2407)의 평균 깊이를 언급하는 것으로 이해하여야 한다. 또한, 다수의 주변부 리지 (2407)의 평균 깊이는 상기된 바와 같이 몸체 (2401)의 평균 두께 (t)와 동일 관계를 가진다.
적어도 하나의 실시태양에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 적어도 2 표면들 및 적어도 2 표면들 사이의 인접 에지를 거쳐 연장되는 적어도 하나의 횡단 리지를 포함한다. 도 24를 다시 참조하면, 적어도 하나의 주변부 리지 (2407)는 제1 측면 (2404), 제2 측면 (2405), 및 제1 측면 (2404) 및 제2 측면 (2405) 사이 인접 에지 (2408)에 걸쳐 연장되는 횡단 리지 형태일 수 있다. 더욱 특정한 예시들에서, 횡단 리지는 적어도 3 표면들 사이의 적어도 2 인접 에지들에서 적어도 3 표면들에 걸쳐 연장될 수 있다. 예를들면, 위에서 아래로 관찰될 때 삼각형 2차원 형상을 가지는 형상화 연마입자 예시에서, 횡단 리지는 주요 표면들 사이 측면 둘레에서 연장될 수 있어 횡단 리지는 모든 3개의 측면 표면 및 적어도 3 표면들 사이 적어도 2 인접 에지들에 걸쳐 연장될 수 있다. 횡단 리지는 위에서 아래로 관찰될 때 다른 2차원 형상을 가지는 몸체의 경우 (예를들면, 4개의 측면들 및 4개의 인접 에지를 가지는 직사각형 2차원 형상) 3 측면들 이상을 포함하는 몸체의 전체 주변 측면 둘레에 연장될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마입자의 몸체는 다수의 횡단 리지 (2407)를 포함하고, 다수의 횡단 리지 (2407) 중 각각의 횡단 리지는 적어도 몸체 (2401) 주변 일부분 둘레에서 서로 평행하게 연장된다. 또 다른 실시태양에서, 다수의 횡단 리지 중 적어도 하나의 횡단 리지는 서로 상이한 길이를 가질 수 있다. 길이는 횡단 리지의 최장 치수 측정치라고 이해하여야 한다. 예를들면, 도 24의 실시태양에서, 횡단 리지 (2407)는 몸체 (2401) 두께 “t”에 수직하게 연장되는 길이를 가진다. 그러나, 일부 횡단 리지 (2407)는 서로 다른 길이를 가질 수 있어, 적어도 하나의 횡단 리지 (2407)의 길이는 또 다른 횡단 리지 길이 이하라는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시태양에 의하면, 다수 횡단 리지 중 각각의 횡단 리지 (2407)는 서로 상이한 길이를 가질 수 있다.
또 다른 양태에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 적어도 하나의 코너를 가지는 몸체를 포함하고 이는 코너에서 연장되는 다수의 미세-돌출부를 포함한다. 미세-돌출부가 있는 적어도 하나의 코너를 가지는 몸체가 형성됨으로써 연마 성능이 개선된다. 도 25는 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자 코너의 부분 사진이다. 형상화 연마입자 (2500)는 코너 (2502)를 가지는 몸체 (2501)를 포함하고 이는 코너 (2502)로부터 다수의 미세-돌출부 (2503)를 포함한다. 실시태양에 따르면, 미세-돌출부 (2503)는 다수의 리지 (2508)에 의해 분할되는 다수의 개별 코너 돌출부 (2504, 2505, 2506, 2507) (2504-2507)를 형성한다. 일 실시태양에 따르면, 다수의 개별 코너 돌출부 (2504-2507)는 서로 상이한 형상을 가진다. 예를들면, 개별 돌출부 (2504)는 개별 코너 돌출부 (2505)보다 코너 (2502)로부터 더욱 측방으로 연장된다.
또한, 개별 코너 돌출부 (2504-2507)는 서로 상이한 코너 외형을 가질 수 있다. 예를들면, 개별 코너 돌출부 (2504)는 위에서 아래로 관찰될 때 다른 개별 코너 돌출부 (2505, 2506, 2507)와 비교하여 더욱 날카로운 코너 원마도를 가진다. 소정의 예시들에서, 각각의 개별 코너 돌출부 (2504-2507)는 서로 상이한 코너 원마도 값을 가진다. 또 다른 실시태양에서, 코너 (2502)에서의 미세-돌출부 (2503)는 다수의 개별 코너 돌출부 (2504, 2507)를 형성하고, 이들은 서로 상이한 외형을 가진다. 일 특정 실시태양에서, 코너 (2502)는 개별 코너 돌출부 (2504)에 의해 형성되는 바닥면 (2511)에서 평균 코너 원마도와 비교하여 개별 코너 돌출부 (2507)에 의해 형성되는 상면 (2510)에서 상이한 코너 원마도 값을 가진다.
또 다른 실시태양에서, 특정 형상의 미세-돌출부 (2503)는 다수의 개별 코너 돌출부 (2504-2507)를 포함하고, 적어도 2개의 개별 코너 돌출부는 서로 측방 이동 (shift)되는 계단을 형성한다. 예를들면, 개별 코너 돌출부 (2504)는 개별 코너 돌출부 (2505)보다 몸체 (2501)로부터 더욱 연장되고 개별 코너 돌출부 (2504)의 최외곽 주변 에지 및 개별 코너 돌출부 (2505)의 최외각 주변 에지 사이 측방 이동부 (2509)를 형성한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 미세-돌출부 (2503)를 포함하는 코너 (2502)는 일 실시태양에 따른 톱니형 에지를 형성한다. 미세-돌출부 (2503)는 제1 주요 표면 (2510) 및 제2 주요 표면 (2511) 사이 연장되는 에지 (2513)를 따라 톱니 외형을 형성한다. 더욱 상세하게는, 리지 (2508)에 의해 분할되는 개별 코너 돌출부 (2504-2507)에 의해서 에지 (2513)는 연마 성능을 개선하는 톱니형 외형로 형성된다.
또 다른 양태에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 조개껍질형상을 가지는 몸체를 포함하고 이는 다수의 만곡 돌출부를 형성하고 만곡 돌출부 사이에 리지가 연장된다. 일 실시태양에서, 도 26은 조개껍질형상을 가지는 형상화 연마입자 표면의 부분 사진이다. 도시된 바와 같이, 몸체 (2601) 일부는 조개껍질형상 (2602)을 포함한다. 조개껍질형상 (2602)은 다수의 만곡 돌출부 (2603)를 포함하고 만곡 돌출부 (2603) 사이에는 리지 (2604)가 연장된다. 일 실시태양에 따르면, 조개껍질형상 (2602)은 몸체 (2601)의 전체 표면 대부분에서 연장된다. 소정의 예시들에서, 조개껍질형상 (2602)은 형상화 연마입자 몸체의 일 표면 (예를들면, 측면 또는 주요 표면) 전체 표면에 걸쳐 연장된다. 또 다른 구조에서, 조개껍질형상 (2602)은 형상화 연마입자 몸체 (2601)의 전체 측면 대부분에서 연장된다. 또한 적어도 하나의 실시태양에서, 조개껍질형상 (2602)은 형상화 연마입자 몸체 (2601)의 전체 표면적에 걸쳐 연장된다.
조개껍질형상 (2602)은 리지 (2604) 사이 몸체 외면의 아치부를 형성하는 만곡 돌출부 (2603)를 포함한다. 일 특정 실시태양에서, 만곡 돌출부 (2603)는 각각의 긴 돌출부 형태이고, 각각의 돌출부는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (h)를 가지고, 각각의 돌출부는 폭 및 높이 방향으로 아치 외형을 가진다. 예를들면, 도 26 실시태양에 도시된 바와 같이, 만곡 돌출부 (2603)는 긴 돌출부 (2605)일 수 있고 이는 길이 (2606), 폭 (2607), 및 높이 (2608)를 가진다. 길이 (2606)는 긴 돌출부 (2605)의 최장 치수를 형성하고, 폭 (2607)은 길이 (2606)에 실질적으로 수직한 방향으로 연장되고, 특히, 긴 돌출부 (2605)의 어느 일측에 있는 인접 리지 사이의 거리에서 연장된다는 것을 이해하여야 한다. 긴 돌출부 (2605)는 높이 (2608)를 더욱 포함하고 이는 길이 (2606) 및 폭 (2607)에 의해 형성되는 평면에 수직한 방향으로 연장되는 긴 돌출부 (2605)의 최장 거리를 규정한다. 높이 (2608)는 긴 돌출부 (2605)의 최고점 및 긴 돌출부 (2605)의 어느 일측 인접 리지와 연관되는 최저점 사이 거리로 더욱 정의될 수 있다.
적어도 하나의 실시태양에서, 긴 돌출부 (2605)는 형상화 연마입자 몸체 (2601) 길이와 실질적으로 동일 방향으로 연장되는 길이 (2606)를 가질 수 있다. 일 실시태양에 따르면 적어도 하나의 긴 돌출부 (2605) 길이는 적어도 약 0.8(l)이고 식 중 “l”은 형상화 연마입자 몸체 (2601) 길이이다. 다른 예시들에서, 긴 돌출부 (2605) 길이는 적어도 0.9(l), 또는 적어도 약 1(l)이고, 따라서 긴 돌출부 (2605) 길이는 몸체 (2601) 길이와 균등하다. 긴 돌출부 (2605) 길이를 언급할 때 다수의 긴 돌출부의 평균 길이가 언급될 수 있고, 평균 길이는 상기된 바와 같이 몸체 길이와 동일 관계를 가진다는 것을 이해하여야 한다.
긴 돌출부는 높이 (2608)와 폭 (2607)의 특정 관계를 가지도록 형성된다. 예를들면, 하나 이상의 다수의 긴 돌출부에서, 예를들면, 긴 돌출부 (2605)는 폭 (2607) 미만의 높이 (2608)를 가진다. 몸체 (2601)는 평균 폭 및 평균 높이를 정의하는 다수의 긴 돌출부를 포함하고, 본원에서 폭 또는 높이를 언급하는 것은 또한 다수의 긴 돌출부의 평균 폭 또는 평균 높이를 언급하는 것을 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 다수의 긴 돌출부 (2603)의 평균 높이 (hep)는 약 0.9(wep) 이하이고, 식 중 “wep” 는 긴 돌출부의 평균 폭을 나타내고, 예를들면 약 0.8(wep) 이하, 약 0.7(wep) 이하, 약 0.6(wep) 이하, 약 0.5(wep) 이하, 약 0.4(wep) 이하, 약 0.3(wep) 이하, 약 0.2(wep) 이하, 또는 약 0.1(wep) 이하이다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 다수의 긴 돌출부의 평균 높이 (hep)는 적어도 약 0.001(wep), 또는 적어도 약 0.1(wep)이다. 다수의 긴 돌출부의 평균 높이 (hep)는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위, 예를들면, 적어도 약 0.001(wep) 내지 약 0.9(wep) 이하, 또는 적어도 약 0.001(wep) 내지 약 0.5(wep) 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일 실시태양에 따르면, 다수의 긴 돌출부 (2603)의 평균 높이는 약 500 미크론 이하, 예를들면 약 400 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 250 미크론 이하, 약 200 미크론 이하, 약 150 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 90 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 또는 약 50 미크론 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 다수의 긴 돌출부 (2603)의 평균 높이는 적어도 약 0.01 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 1 미크론이다. 다수의 긴 돌출부 (2603) 평균 높이는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위내, 예를들면, 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 200 미크론 이하, 예를들면 적어도 약 0.1 미크론 내지 약 100 미크론 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 다수의 긴 돌출부 (2603) 평균 폭은 몸체 평균 길이보다 작다. 소정의 예시들에서, 다수의 긴 돌출부는 형상화 연마입자 몸체 (2601) 길이에 특정 관계의 평균 폭을 가질 수 있다. 예를들면, 다수의 긴 돌출부 평균 폭은 약 0.9(l) 이하, 예를들면 약 0.8(l) 이하, 약 0.7(l) 이하, 약 0.6(l) 이하, 약 0.5(l) 이하, 약 0.4(l) 이하, 약 0.3(l) 이하, 약 0.2(l) 이하, 또는 약 0.1(l) 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 적어도 0.001(l), 또는 적어도 0.01(l)이다. 평균 폭은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위내, 예를들면, 적어도 약 0.0 01(l) 내지 약 0.9(l) 이하, 예를들면 적어도 약 0.01(l) 내지 약 0.5(l) 이하에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 약 500 미크론 이하, 예를들면 약 400 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 250 미크론 이하, 또는 약 200 미크론 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 적어도 약 0.01 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 1 미크론일 수 있다. 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 상기 임의의 최소값 내지 최대값을 포함하는 범위, 예를들면, 적어도 약 0.01 미크론 내지 약 500 미크론 이하, 예를들면 적어도 약 0.01 미크론 내지 약 300 미크론 이하에 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 26에 더욱 도시된 바와 같이, 조개껍질형상 (2602)으로 형상화 연마입자의 비-선형 측면 및 에지 형성이 구현되고 형상화 연마입자의 연마 특성에 유리하게 영향을 미친다. 예를들면, 조개껍질형상은 형상화 연마입자의 파괴 역학을 개선한다. 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 조개껍질형상 (2602)은 몸체의 적어도 하나의 코너를 형성하는 에지를 교차한다. 예를들면, 다시 도 25를 참조하면, 주요 표면들 (2510, 2511) 사이의 측면 (2514)은 코너 (2502)를 교차하고 에지 (2513) 길이를 따라 톱니 외형을 형성하는 조개껍질형상을 가질 수 있다. 톱니형 에지 (2513) 형성으로 형상화 연마입자의 연마 성능이 개선된다.
실시태양에 따르면, 형상화 연마입자의 몸체는 공통 에지에서 서로 결합되는 적어도 4개의 주요 표면들을 포함한다. 소정의 예시들에서, 4개의 주요 표면은 서로 실질적으로 동일한 표면을 가질 수 있다. 더욱 상세하게는, 몸체는 사면체 형상을 포함한다.
도 27은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 상부에서-하방 사진을 포함한다. 도 27은 바닥면 (2702), 바닥면 (2702) 주변 표면에 의해 형성되는 공통 에지를 따라 바닥면 (2702)과 연결되는 3 주요 측면들 (2703, 2704, 2705)을 포함하는 형상화 연마입자를 보인다. 도 27에 더욱 제시된 바와 같이, 형상화 연마입자 몸체 (2701)는 상면 (2706)을 포함한다. 상면 (2706)은 일반적으로 평면 외형을 가지는 주변 표면 (2708)을 포함한다. 따라서, 몸체 (2701)는 절두 사면체 형상화 연마입자, 더욱 상세하게는, 분화구 형상 형상화 연마입자를 나타낸다.
몸체 (2701)는 개구 (2709)를 포함하되, 상면 (2706)에서 몸체 내부로 연장되는 막힌 개구 또는 함몰부 형태이다. 일 특정 실시태양에서, 상면 (2706)은 주변 표면 (2708)에 의해 형성되는 오목한, 계단식 표면을 가지고 제1 계단식 표면 (2711)은 삼각형 형태의 실질적으로 평면 영역 (예를들면, 평탄)을 가진다. 제1 계단식 표면 (2711)은 개구 (2709)에 배치되는 계단을 형성한다. 제1 계단식 표면 (2711)은 주변 표면 (2708) 아래 개구 (2709) 내부로 함몰된다. 오목한, 계단식 표면은 삼각형 형태의 실질적으로 평면 영역을 가지고, 평면 주변 표면 (2708) 및 제1 계단식 표면 (2711) 아래로 개구 (2709)로 오목하게 형성되는 제2 계단식 표면 (2712)을 더욱 포함한다. 오목한, 계단식 표면은 또한 제1 계단식 표면 (2711) 및 주변 표면 (2708) 사이 융기부 (2713)를 포함한다. 오목한, 계단식 표면은 또한 제2 계단식 표면 (2712) 및 제1 계단식 표면 (2713) 사이 융기부 (2714)를 포함한다. 상면 (2706)에 개구 (2709)를 가지는 특정 실시태양들에서, 형상화 연마입자는 분화구 형상 형상화 연마입자를 형성하고, 여기에서 개구 (2709) 중심점 (2710)은 주변 평면 표면 (2708)으로부터 몸체 내부로 퇴거한다.
또한 도 27에 제공된 바와 같이, 몸체 (2701)는 예를들면, 바닥면 (2702)의 주변 표면을 형성하는 일부 (2721) 및 제1 일부 (2721) 상부에 적층되는 일부 (2722)를 포함하는 다수의 일부로 형성된다. 몸체는 일부들 (2721, 2722) 위에 배치되는 다수의 일부들을 더욱 포함한다. 도시된 바와 같이, 일부들 (2721, 2722)은 도 27에서 위에서 아래로 관찰될 때 삼각형 층들 형태일 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 층들로 인하여 주요 표면 (2703, 2704, 2705) 사이 및 상면 (2707)에서 바닥면 (2702)을 따라 연장되고 미세-돌출부를 가지는 에지 (2731, 2732, 2733) 형성이 가능하다. 미세-돌출부는 에지 (2731, 2732, 2733)를 따라 톱니 외형을 형성한다.
또한, 주요 표면 (2703, 2704, 2705)은 표면 주변 둘레로 연장되는 다수의 긴 돌출부 (2741)를 가진다. 몸체 (2701)는 또한 주요 표면 (2703, 2704, 2705) 및 인접 에지 (2731, 2732, 2733)를 따라 연장되는 다수의 횡단 리지 (2742)를 포함한다. 도 27에 제시된 바와 같이 상부에서 아래로 관찰할 때, 주요 표면 (2703, 2704, 2705)은 또한 다수의 횡단 리지 (2742)에 의해 분할되는 다수의 아치 돌출부 (241)를 형성하는 조개껍질형상을 가진다.
도 28은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 위에서 하향 사진을 포함한다. 제시된 바와 같이, 형상화 연마입자 몸체 (2801)는 바닥면 (2802) 및 바닥면 (2802)의 주변 표면 (2806)에서 바닥면 (2802)과 연결되는 주요 측면들 (2803 2804, 2805)을 포함한다. 몸체 (2801)는 에지 (2821, 2822, 2823)에 의해 연결되는 코너 (2811, 2812, 2813, 2814)를 더욱 포함하여 몸체는 사면체 형상을 형성한다. 도 27의 형상화 연마입자와는 달리, 도 28의 형상화 연마입자 몸체 (2801)는 절두 피라미드가 아니고, 4개의 코너 (2811, 2812, 2813, 2814)를 포함한다. 특히, 코너 (2811, 2812, 2813)는 몸체의 제1 일부 (2831)에 의해 형성되고 코너 (2814)는 제2 시간에 형성되고 일부 (2831)와는 차별되는 제2 일부 (2832)에 의해 형성된다. 적어도 하나의 실시태양에서, 코너 (2811, 2812, 2813)는 실질적으로 동일한 코너 원마도 값을 가지고 코너 (2814)는 코너 (2811, 2812, 2813)의 코너 원마도 값과는 상이한 코너 원마도 값을 가진다. 적어도 하나의 실시태양에서, 코너 (2814)의 코너 원마도 값은 코너 (2811, 2812, 2813)의코너 원마도 값보다 크다. 또 다른 실시태양에서, 코너 (2814)의 코너 원마도 값은 코너 (2811, 2812, 2813)의 코너 원마도 값보다 작다. 도 29는 도 28의 형상화 연마입자의 측면 사진이다. 본원 실시태양들의 형상화 연마 몸체 입자들은 본원에 기재된 바와 같이 다양한 3차원 형상을 가지고, 설명되거나 도시된 실시태양들에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
특정 이론에 구속되지 않고, 본원 실시태양들의 하나 이상의 특징부들로 인하여 개선된 연마 특성을 가지는 형상화 연마입자 형성이 구현된다고 판단된다. 소정의 예시들에서, 형상화 연마입자는 특유한 파괴거동을 가지고, 연마 작업 과정에서 형상화 연마입자 몸체를 이루는 일부 영역은 선택적으로 제거되고, 더욱 날카로운 일부를 노출시켜, 자기-첨예화 거동을 보인다. 도 30은 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 코너 사진이다. 제시된 바와 같이, 형상화 연마입자 몸체 (3001) 일부 (3003)의 소정의 영역 (3002)이 연마 작업 과정에서 제거되어 몸체 (3001)의 또 다른 일부 (3006)의 미사용 영역 (3005)을 노출시키고, 이는 날카로운 코너를 가지고 계속된 연마 작업이 가능하다 .
항목들
항목 1. 첨가가공에 의해 몸체 형성 단계를 포함하는 형상화 연마입자 형성 방법.
항목 2. 디지털 모델에 의한 형상화 연마입자 몸체 형성 단계를 포함하는, 방법.
항목 3. 항목 1 또는 2에 있어서, 첨가가공은 생성 도구를 사용하지 않고 원료를 첨예화하여 형상화 연마입자 몸체 형성 단계를 포함하는, 방법.
항목 4. 항목 또는 에 있어서, 첨가가공은 조절된, 비-무작위 방식으로 서로에 대하여 다수의 개별 일부를 적층하여 형상화 연마입자 몸체 형성 단계를 포함하는, 방법.
항목 5. 항목 4에 있어서, 조절된, 비-무작위 방식으로 서로에 대하여 몸체의 다수의 일부를 적층하는 것은 다수의 일부를 생성 도구에 적층하는 것을 포함하는, 방법.
항목 6. 항목 1 또는 2에 있어서, 방법은 층 첨가 방법, 광중합, 레이저 분말 성형, 분말 적층 용융, 선택적 레이저 소결, 미세-레이저 소결, 재료 압출 로보캐스팅, 재료 분사, 시트 라미네이션, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 공정을 포함하는, 방법.
항목 7. 항목 6에 있어서, 광중합은 입체리소그래피를 포함하고, 상기 입체리소그래피는 중합 재료를 가지는 슬러리의 적어도 하나의 층이 성형 공정에서 중합되어 형상화 연마입자를 형성하는 공정을 포함하는, 방법.
항목 8. 항목 6에 있어서, 레이저 분말 성형은 목표에서 원료 적층 및 목표와 레이저원으로부터의 복사선 충돌을 포함하여 원료를 용융시키고 원료를 형상화 연마입자로 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 9. 항목 8에 있어서, 형상화 연마입자는 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 중합체, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 10. 항목 9에 있어서, 형상화 연마입자는 실질적으로 산화물을 포함하는 유리 재료로 이루어지는, 방법.
항목 11. 항목 6에 있어서, 선택적 레이저 소결은 레이저원의 복사선과 원료를 포함하는 목표와의 충돌 및 원료 상들 중 적어도 일부를 형상화 연마입자로 변경시키는 것을 포함하는, 방법.
항목 12. 항목 11에 있어서, 선택적 레이저 소결은 레이저원의 복사선이 원료 적층물 (bed) 일부와 충돌 및 원료 적층물 일부가 형상화 연마입자로 전환되는 단계를 포함하는, 방법.
항목 13. 항목 11에 있어서, 원료 상들 중 적어도 일부 변화는 원료의 결정 구조 변화를 포함하는, 방법.
항목 14. 항목 11에 있어서, 원료 상들 중 적어도 일부 변화는 원료 고체상의 액체상으로의 변화를 포함하는, 방법.
항목 15. 항목 11에 있어서, 원료 상들 중 적어도 일부 변화는 원료의 소결을 포함하는, 방법.
항목 16. 항목 11에 있어서, 형상화 연마입자는 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 중합체 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 17. 항목 6에 있어서, 재료 분사는목표에 개별 원료 액적의 적층 및 개별 액적을 몸체로 융합하여 형상화 연마입자를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 18. 항목 6에 있어서, 재료 분사는 형상화 연마입자를 형성하기 위하여 조절된, 비-무작위 배열로 다수의 개별 액적을 생성 도구 내로 적층하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 19. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체 형성은: 노즐 팁 길이; 노즐 폭; 노즐 종횡비; 적층 압력; 노즐 폭 및 적층 압력 간의 관계; 적층 속도; 적층 부피, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계; 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계; 차단 거리; 사전이동 지연; 분배 간격; 인쇄 재료의 충전 패턴; 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd); 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs); 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs); 인쇄 재료의 점도; 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 공정 변수 조절을 포함하는, 방법.
항목 20. 항목 19에 있어서, 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료의 적층; 및 제1 일부와 차별되는 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료의 몸체의 적층을 더욱 포함하는, 방법.
항목 21. 항목 20에 있어서, 제1 인쇄 재료는 제1 조성물을 가지고 제2 인쇄 재료는 제2 조성물을 포함하는, 방법.
항목 22. 항목 21에 있어서, 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 상당히 다른, 방법.
항목 23. 항목 21에 있어서, 제2 조성물은 제1 조성물과 비교하여 다공도 차이를 가지는, 방법.
항목 24. 항목 21에 있어서, 제1 인쇄 재료 및 제2 인쇄 재료는 형상화 연마입자의 파괴거동에 영향을 주도록 구성되는 몸체의 상이한 영역에 적층되는, 방법.
항목 25. 항목 21에 있어서, 제1 인쇄 재료 및 제2 인쇄 재료는 몸체의 자기-첨예화 거동을 조절하도록 몸체 영역에서 다른 층들에 적층되어 복합 재료를 형성하는, 방법.
항목 26. 항목 21에 있어서, 제1 인쇄 재료 및 제2 인쇄 재료는 고정 연마재 물품에서 의도된 형상화 연마입자 배향에 비하여 조절된 영역 배열을 포함하도록 몸체의 상이한 영역에 적층되어 복합 재료를 형성하는, 방법.
항목 27. 항목 20에 있어서, 제1 인쇄 재료 적층은 제1 시간에 몸체의 제1 층 형성을 포함하고 제2 인쇄 재료 적층은 제1 층 상부에 배치되는 몸체의 제2 층 형성을 포함하는, 방법.
항목 28. 항목 20에 있어서, 제1 일부는 경도, 다공도, 조성, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 특성을 가지고, 제2 일부는 경도, 다공도, 조성, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 특성을 가지고, 제1 특성은 제2 특성과 상이한, 방법.
항목 29. 항목 28에 있어서, 제1 일부의 제1 다공도는 제2 일부의 제2 다공도보다 크고, 제1 일부 및 제2 일부는 형상화 연마입자의 파괴거동에 영향을 주도록 몸체 내에서 서로에 대한 배열로 적층되어 복합 재료를 형성하는, 방법.
항목 30. 항목 28에 있어서, 제1 일부의 제1 경도는 제2 일부의 제2 경도보다 크고, 제1 일부 및 제2 일부는 형상화 연마입자의 파괴거동에 영향을 주도록 몸체 내에서 서로에 대한 배열로 적층되어 복합 재료를 형성하는, 방법.
항목 31. 항목 20에 있어서, 제1 일부의 제1 부피는 제2 일부의 제2 부피보다 큰, 방법.
항목 32. 항목 31에 있어서, 제1 일부는 몸체의 중앙 영역을 형성하고 제2 일부는 몸체의 에지를 형성하는, 방법.
항목 33. 항목 31에 있어서, 제1 일부는 몸체의 중앙 영역을 형성하고 제2 일부는 몸체의 코너를 형성하는, 방법.
항목 34. 항목 19에 있어서, 몸체 형성 방법은 노즐로부터 기재로 인쇄 재료 적층 단계를 더욱 포함하고, 노즐의 이동은 컴퓨터 프로그램에 의해 조절되는, 방법.
항목 35. 항목 34에 있어서, 노즐의 노즐 폭은 약 200 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 90 미크론 이하 또는 약 85 미크론 이하 또는 약 80 미크론 이하 또는 약 75 미크론 이하 또는 약 70 미크론 이하 또는 약 65 미크론 이하 또는 약 60 미크론 이하 또는 약 55 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하 또는 약 45 미크론 이하 또는 약 40 미크론 이하 또는 약 35 미크론 이하 또는 약 30 미크론 이하 또는 약 25 미크론 이하 또는 약 20 미크론 이하인, 방법.
항목 36. 항목 34에 있어서, 노즐의 폭은 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론 또는 적어도 약 10 미크론인, 방법.
항목 37. 항목 19에 있어서, 노즐의 팁 길이는 약 10 mm 이하 또는 약 8 mm 이하 또는 약 6 mm 이하 또는 약 5 mm 이하 또는 약 4 mm 이하인, 방법.
항목 38. 항목 19에 있어서, 노즐의 팁 길이는 적어도 약 0.1 mm 또는 적어도 약 0.2 mm 또는 적어도 약 0.5 mm 또는 적어도 약 1 mm인, 방법.
항목 39. 항목 19에 있어서, 노즐의 종횡비 값 (폭/팁 길이)는 약 0.8 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.4 이하인, 방법.
항목 40. 항목 19에 있어서, 노즐의 종횡비 값 (폭/팁 길이)은 적어도 약 0.001 또는 적어도 약 0.005 또는 적어도 약 0.008인, 방법.
항목 41. 항목 19에 있어서, 적층 압력은 약 5 MPa 이하 또는 약 4.5 MPa 이하 또는 약 4 MPa 이하 또는 약 3.5 MPa 이하 또는 약 3 MPa 이하 또는 약 2.5 MPa 이하 또는 약 2 MPa 이하 또는 약 1.8 MPa 이하 또는 약 1.5 MPa 이하 또는 약 1.3 MPa 이하 또는 약 1 MPa 이하 또는 약 0.9 MPa 이하 또는 약 0.8 MPa 이하 또는 약 0.7 Mpa 이하인, 방법.
항목 42. 항목 19에 있어서, 적층 압력은 적어도 약 0.005 MPa 또는 적어도 약 0.01 MPa 또는 적어도 약 0.05 MPa 또는 적어도 약 0.08 MPa 또는 적어도 약 0.1 MPa인, 방법.
항목 43. 항목 19에 있어서, 노즐 폭 및 적층 압력 간의 관계 (폭/압력)는 제1 성형 인자를 정의하고 값은 적어도 약 0.2 미크론/MPa 또는 적어도 약 1 미크론/MPa 또는 적어도 약 2 미크론/MPa 또는 적어도 약 4 미크론/MPa 또는 적어도 약 6 미크론/MPa 또는 적어도 약 8 미크론/MPa 또는 적어도 약 10 미크론/MPa 또는 적어도 약 12 미크론/MPa 또는 적어도 약 14 미크론/MPa 또는 적어도 약 16 미크론/MPa인, 방법.
항목 44. 항목 19에 있어서, 노즐 폭 및 적층 압력 간의 관계 (폭/압력)는 제1 성형 인자를 정의하고 값은 약 1x105 미크론/MPa 이하 또는 약 1x104 미크론/MPa 이하 또는 약 8000 미크론/MPa 이하 또는 약 6000 미크론/MPa 이하 또는 약 5000 미크론/MPa 이하 또는 약 4000 미크론/MPa 이하 또는 약 3000 미크론/MPa 이하 또는 약 2000 미크론/MPa 이하 또는 약 1000 미크론/MPa 이하 또는 약 500 미크론/MPa 이하 또는 약 200 미크론/MPa 이하 또는 약 100 미크론/Mpa 이하인, 방법.
항목 45. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 노즐 이동을 포함하고 적층 속도는 적어도 약 0.01 mm/s 또는 적어도 약 0.05 mm/s or, 적어도 약 0.08 mm/s 또는 적어도 약 0.1 mm/s 또는 적어도 약 0.3 mm/s 또는 적어도 약 0.5 mm/s 또는 적어도 약 0.8 mm/s 또는 적어도 약 1 mm/s 또는 적어도 약 1.5 mm/s 또는 적어도 약 2 mm/s 또는 적어도 약 2.5 mm/s 또는 적어도 약 3 mm/s인, 방법.
항목 46. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 노즐 이동을 포함하고 적층 속도는 약 50 mm/s 이하 또는 약 30 mm/s 이하 또는 약 20 mm/s 이하인, 방법.
항목 47. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 몸체 일부를 형성하는 인쇄 재료의 적층 부피 조절 단계를 포함하는, 방법.
항목 48. 항목 47에 있어서, 적층 부피 조절은 형성되는 몸체 일부에 따른 인쇄 재료의 적층 부피 변화를 포함하는, 방법.
항목 49. 항목 47에 있어서, 형성 단계는 몸체 주요 표면를 형성하는 영역에 비하여 몸체 코너를 형성하는 영역에서 더욱 소량의 재료 부피를 적층하는 것을 포함하는, 방법.
항목 50. 항목 47에 있어서, 적층 부피 조절은 노즐 적층 압력 및 적층 속도 조절을 포함하는, 방법.
항목 51. 항목 50에 있어서, 적층 부피 조절은 제1 시간에 형성되는 몸체 제1 일부의 폭, 길이, 및 높이의 조절을 포함하는, 방법.
항목 52. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절을 포함하는, 방법.
항목 53. 항목 52에 있어서, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 적층 위치에 따라 적층 속도 변경을 포함하는, 방법.
항목 54. 항목 52에 있어서, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 몸체 주요 표면에서 적층 위치와 연관된 적층 속도보다 형상화 연마입자 몸체의 코너와 연관된 적층 위치에서의 적층 속도를 감소시키는 것을 포함하는, 방법.
항목 55. 항목 52에 있어서, 적층 속도 및 적층 위치 간의 관계 조절은 적층 위치에 따라 몸체에서 형상을 변경시키기 위하여 적층 속도 변경을 포함하는, 방법.
항목 56. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절을 포함하는, 방법.
항목 57. 항목 56에 있어서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절은 적층 위치에 따라 적층 압력 변경을 포함하는, 방법.
항목 58. 항목 56에 있어서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절은 몸체 주요 표면에서 적층 위치와 연관된 적층 압력보다 형상화 연마입자 몸체의 코너와 연관된 적층 위치에서의 적층 압력을 감소시키는 것을 포함하는, 방법.
항목 59. 항목 56에 있어서, 적층 압력 및 적층 위치 간의 관계 조절은 적층 위치에 따라 몸체에서 형상을 변경시키기 위하여 적층 압력 변경을 포함하는, 방법.
항목 60. 항목 19에 있어서, 몸체 형성 단계는 인쇄 재료적층 개시 및 인쇄 재료 적층을 위한 노즐 이동 간의 사전이동 지연 조절을 포함하는, 방법.
항목 61. 항목 60에 있어서, 사전이동 지연은 0 초보다 큰, 방법.
항목 62. 항목 60에 있어서, 사전이동 지연은 약 10 초 이하인, 방법.
항목 63. 항목 19에 있어서, 몸체 형성 단계는 인쇄 재료로의 압력이 제거된 후 노즐 이동 거리로 정의되는 차단 거리 조절을 더욱 포함하는, 방법.
항목 64. 항목 19에 있어서, 차단 거리는 분배 간격보다 작은, 방법.
항목 65. 항목 19에 있어서, 차단 거리는 분배 간격보다 큰, 방법.
항목 66. 항목 19에 있어서, 차단 거리는 실질적으로 분배 간격과 같은, 방법.
항목 67. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 노즐 및 목표 간의 거리를 정의하는 분배 간격 조절을 포함하는, 방법.
항목 68. 항목 67에 있어서, 분배 간격은 약 10W 이하이고, 식 중 “W”는 노즐 폭을 나타내고, 분배 간격은 약 9W 이하 또는 약 8W 이하 또는 약 7W 이하 또는 약 6W 이하 또는 약 5W 이하 또는 약 4W 이하 또는 약 3W 이하 또는 약 2W 이하 또는 약 1W 이하인, 방법.
항목 69. 항목 67에 있어서, 분배 간격은 적어도 약 0.001W이고, 식 중 “W”는 노즐 폭을 나타내고, 분배 간격은 적어도 약 0.005W 또는 적어도 약 0.01W 또는 적어도 약 0.1W인, 방법.
항목 70. 항목 67에 있어서, 분배 간격은 약 10t 이하이고, 식 중 “t”는 인쇄 재료 두께를 나타내고, 분배 간격은 약 9t 이하 또는 약 8t 이하 또는 약 7t 이하 또는 약 6t 이하 또는 약 5t 이하 또는 약 4t 이하 또는 약 3t 이하 또는 약 2t 이하 또는 약 1t 이하인, 방법.
항목 71. 항목 67에 있어서, 분배 간격은 적어도 약 0.001t이고, 식 중 “t”는 인쇄 재료 두께를 나타내고, 분배 간격은 적어도 약 0.005t 또는 적어도 약 0.01t 인, 방법.
항목 72. 항목 67에 있어서, 분배 간격 조절은 인쇄 재료가 노즐에서 유출된 직후 목표에 접촉하도록 분배 간격 변경을 포함하는, 방법.
항목 73. 항목 67에 있어서, 분배 간격 조절은 인쇄 재료가 노즐에서 유출된 후 노즐 및 목표 사이 공간에 유리 액적을 형성하지 않고 목표와 접촉하도록 목표 위로 노즐 높이를 조절하는 것을 포함하는, 방법.
항목 74. 항목 67에 있어서, 분배 간격 조절은 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 인쇄 재료의 충전 패턴, 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd), 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs), 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs), 인쇄 재료의 점도, 및 이들 조합 중 적어도 하나에 기초하여 노즐 및 목표 간의Z-방향 거리 변경을 포함하는, 방법.
항목 75. 항목 67에 있어서, 분배 간격 조절은 적층 위치에 기초한 분배 간격 변경을 포함하는, 방법.
항목 76. 항목 67에 있어서, 분배 간격 조절은 적층 위치에 적층된 재료 부피를 변화를 위한 분배 간격 변경을 포함하는, 방법.
항목 77. 항목 19에 있어서, 형성 단계는 제1 시간에 몸체 제1 일부 및 제2 시간에 몸체 제2 일부 형성 순서를 정의하는충전 패턴 조절을 더욱 포함하는, 방법.
항목 78. 항목 77에 있어서, 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정, 내측에서 외측 충진 공정, 측면에서 측면 충진 공정, 상향식 충진 공정, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적층 공정을 정의하는, 방법.
항목 79. 항목 77에 있어서, 충전 패턴 조절은 제1 충전 패턴을 이용하여 제1 시간에 몸체 제1 일부 및 제2 충전 패턴을 이용하여 제2 시간에 몸체 제2 일부 형성을 포함하고, 제1 충전 패턴은 제2 충전 패턴과 상이한, 방법.
항목 80. 항목 77에 있어서, 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정으로 제1 층 및 내측에서 외측 충진 공정으로 제1 층 위에 제2 층 형성을 포함하는, 방법.
항목 81. 항목 19에 있어서, 인쇄 재료는 혼합물을 포함하고 이는 혼합물 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt% 또는 적어도 약 35 wt% 또는 적어도 약 36 wt% 또는 및 이하 약 75 wt% 또는 이하 약 70 wt% 또는 이하 약 65 wt% 또는 이하 약 55 wt% 또는 이하 약 45 wt% 또는 이하 약 44 wt% 함량의 무기 재료를 포함하는, 방법.
항목 82. 항목 81에 있어서, 혼합물은 졸-겔을 포함하는, 방법.
항목 83. 항목 81에 있어서, 무기 재료는 세라믹을 포함하는, 방법.
항목 84. 항목 81에 있어서, 무기 재료는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 탄소계 재료, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 85. 항목 81에 있어서, 무기 재료는 알루미나를 포함하는, 방법.
항목 86. 항목 81에 있어서, 무기 재료는 베마이트를 포함하는, 방법.
항목 87. 항목 81에 있어서, 혼합물은 질산을 포함하는, 방법.
항목 88. 항목 81에 있어서, 혼합물은 물을 포함하는, 방법.
항목 89. 항목 81에 있어서, 혼합물의 동적항복응력 (σd)은 적어도 약 100 Pa 또는 적어도 약 120 Pa 또는 적어도 약 140 Pa 또는 적어도 약 160 Pa 또는 적어도 약 180 Pa 또는 적어도 약 200 Pa 인, 방법.
항목 90. 항목 81에 있어서, 혼합물의 동적항복응력 (σd)은 약 1500 Pa 이하 또는 약 1300 Pa 이하 또는 약 1200 Pa 이하 또는 약 1100 Pa 이하 또는 약 1000 Pa 이하인, 방법.
항목 91. 항목 81에 있어서, 형성 단계는 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴 중 적어도 하나의 조절을 포함하는, 방법.
항목 92. 항목 81에 있어서, 혼합물의 정적항복응력 (σs)은 적어도 약 180 Pa 또는 적어도 약 200 Pa 또는 적어도 약 250 Pa 또는 적어도 약 300 Pa 또는 적어도 약 350 Pa 또는 적어도 약 400 Pa 또는 적어도 약 450 Pa 또는 적어도 약 500 Pa 또는 적어도 약 550 Pa 또는 적어도 약 600 Pa 인, 방법.
항목 93. 항목 81에 있어서, 혼합물의 정적항복응력 (σs)은 약 20000 Pa 이하 또는 약 18000 Pa 이하 또는 약 15000 Pa 이하 또는 약 5000 Pa 이하 또는 약 1000 Pa 이하인, 방법.
항목 94. 항목 81에 있어서, 혼합물의 정적항복응력 (σs)은 동적항복응력 (σd)과 상이한, 방법.
항목 95. 항목 81에 있어서, 혼합물의 정적항복응력 (σs)은 동적항복응력 (σd) 보다 큰, 방법.
항목 96. 항목 81에 있어서, 혼합물의 항복응력비 (σd/σs)는 약 1 이하 또는 약 0.99 이하 또는 약 0.97 이하 또는 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하인, 방법.
항목 97. 항목 81에 있어서, 형성 단계는 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴 중 적어도 하나의 조절을 포함하는, 방법.
항목 98. 항목 81에 있어서, 혼합물의 항복응력비 (σd/σs)는 적어도 약 0.01 또는 적어도 약 0.05 또는 적어도 약 0.08 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.25 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.35 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.45 또는 적어도 약 0.5인, 방법.
항목 99. 항목 81에 있어서, 형성 단계는 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs)에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴 중 적어도 하나의 조절을 포함하는, 방법.
항목 100. 항목 81에 있어서, 혼합물은 전단 유동화 재료인, 방법.
항목 101. 항목 81에 있어서, 혼합물의 점도는 적어도 약 4x103 Pa s 또는 적어도 약 5x103 Pa s 또는 적어도 약 6x103 Pa s 또는 적어도 약 7x103 Pa s 또는 적어도 약 7.5x103 Pa s 인, 방법.
항목 102. 항목 81에 있어서, 혼합물의 점도는 약 20x103 Pa s 이하 또는 예를들면 약 18x103 Pa s 이하 또는 약 15x103 Pa s 이하 또는 약 12x103 Pa s 이하인, 방법.
항목 103. 항목 81에 있어서, 형성 단계는 분배 간격, 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 및 인쇄 재료의 점도에 기초한 인쇄 재료의 충전 패턴 중 적어도 하나의 조절을 포함하는, 방법.
항목 104. 항목 1 또는 2에 있어서, 형성 단계는 인쇄 재료 적층 노즐의3차원 이동을 더욱 포함하고, 3차원 이동 조절은 X-축, Y-축, 및 Z-축에서 노즐 조절을 포함하는, 방법.
항목 105. 항목 1 또는 2에 있어서, 형성 단계는 다수의 노즐 조절을 더욱 포함하고, 다수의 노즐 중 각각의 노즐은 인쇄 재료를 적층하도록 구성되고 다수의 노즐 조절은 X-축, Y-축, 및 Z-축으로 각각의 노즐의3차원 이동 조절을 포함하는, 방법.
항목 106. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료 적층; 및 제1 일부와 차별되는 몸체의 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료 적층을 더욱 포함하는, 방법.
항목 107. 항목 106에 있어서, 제1 시간은 제2 시간과 다른, 방법.
항목 108. 항목 106에 있어서, 제1 인쇄 재료는 고체, 분말, 용액, 혼합물, 액체, 슬러리, 겔, 바인더, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 109. 항목 106에 있어서, 바람직하게는 제1 일부 및 제2 일부를 결합하고 몸체의 부-영역을 형성하기 위하여 제1 일부 및 제2 일부 중 하나를 개질하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 110. 항목 109에 있어서, 개질은 제1 인쇄 재료 및 제2 인쇄 재료 중 적어도 하나의 상의 변화를 포함하는, 방법.
항목 111. 항목 109에 있어서, 개질은 제1 일부 및 제2 일부 중 적어도 하나의 가열을 포함하는, 방법.
항목 112. 항목 111에 있어서, 가열은 제1 일부를 제2 일부로의 융합을 포함하는, 방법.
항목 113. 항목 111에 있어서, 가열은 제1 일부를 제2 일부로의 결합을 포함하는, 방법.
항목 114. 항목 111에 있어서, 가열은 제1 일부의 적어도 일부분에 전자기 복사선 충돌을 포함하는, 방법.
항목 115. 항목 111에 있어서, 가열은 제2 일부의 적어도 일부분에 전자기 복사선 충돌을 포함하는, 방법.
항목 116. 항목 106에 있어서, 적층은 제1 일부를 형성하기 위하여 예정된 부피의 제1 인쇄 재료의 다수의 개별 액적 적층을 포함하는, 방법.
항목 117. 항목 106에 있어서, 적층은 제2 일부를 형성하기 위하여 예정된 부피의 제2 인쇄 재료의 다수의 개별 액적 적층을 포함하는, 방법.
항목 118. 항목 106에 있어서, 제1 일부는 제1 일부 길이 (Lfp), 제1 일부 폭 (Wfp), 및 제1 일부 두께 (Tfp)를 포함하고, Lfp>Wfp, Lfp>Tfp, 및 Wfp>Tfp인, 방법.
항목 119. 항목 118에 있어서, 제1 일부의 1차 종횡비 (Lfp:Wfp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 120. 항목 118에 있어서, 제1 일부의 2차 종횡비 (Lfp:Tfp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 121. 항목 118에 있어서, 제1 일부의 3차 종횡비 (Wfp:Tfp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 122. 항목 118에 있어서, 제1 일부 길이 (Lfp), 제1 일부 폭 (Wfp), 및 제1 일부 두께 (Tfp) 중 적어도 하나의 평균 치수는 약 2 mm 이하 또는 예를들면 약 1 mm 이하 또는 약 900 미크론 이하 또는 약 800 미크론 이하 또는 약 700 미크론 이하 또는 약 600 미크론 이하 또는 약 500 미크론 이하 또는 약 400 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하 또는 약 150 미크론 이하 또는 약 140 미크론 이하 또는 약 130 미크론 이하 또는 약 120 미크론 이하 또는 약 110 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 90 미크론 이하 또는 약 80 미크론 이하 또는 약 70 미크론 이하 또는 약 60 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하, 및 적어도 약 0.01 미크론 또는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론인, 방법.
항목 123. 항목 118에 있어서, 제1 일부 길이 (Lfp) 및 제1 일부 폭 (Wfp) 에 의해 정의되는 평면의 제1 일부의 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 124. 항목 118에 있어서, 제1 일부 길이 (Lfp) 및 제1 일부 두께 (Tfp) 에 의해 정의되는 평면의 제1 일부의 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 125. 항목 118에 있어서, 제1 일부는 층 형태인, 방법.
항목 126. 항목 106에 있어서, 제2 일부는 제2 일부 길이 (Lsp), 제2 일부 폭 (Wsp), 및 제2 일부 두께 (Tfp)를 포함하고, Lsp>Wsp, Lsp>Tsp, 및 Wsp>Tsp인, 방법.
항목 127. 항목 126에 있어서, 제2 일부의 1차 종횡비 (Lsp:Wsp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 128. 항목 126에 있어서, 제2 일부의 2차 종횡비 (Lsp:Tsp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 129. 항목 126에 있어서, 제2 일부의 3차 종횡비 (Wsp:Tsp)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 130. 항목 126에 있어서, 제2 일부 길이 (Lsp), 제2 일부 폭 (Wsp), 및 제2 일부 두께 (Tsp) 중 적어도 하나의 평균 치수는 약 2 mm 이하 또는 예를들면 약 1 mm 이하 또는 약 900 미크론 이하 또는 약 800 미크론 이하 또는 약 700 미크론 이하 또는 약 600 미크론 이하 또는 약 500 미크론 이하 또는 약 400 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하 또는 약150 미크론 이하 또는 약 140 미크론 이하 또는 약 130 미크론 이하 또는 약 120 미크론 이하 또는 약 110 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 90 미크론 이하 또는 약 80 미크론 이하 또는 약 70 미크론 이하 또는 약 60 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하, 및 적어도 약 0.01 미크론 또는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론인, 방법.
항목 131. 항목 126에 있어서, 제2 일부 길이 (Lsp) 및 제2 일부 폭 (Wsp) 에 의해 정의되는 평면의 제2 일부의 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 132. 항목 126에 있어서, 제2 일부 길이 (Lsp) 및 제2 일부 두께 (Tsp)에 의해 정의되는 평면의 제2 일부의 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 133. 항목 126에 있어서, 제1 일부의 단면 형상은 제2 일부의 단면 형상과 상이한, 방법.
항목 134. 항목 126에 있어서, 제1 일부의 단면 형상은 제2 일부의 단면 형상과 실질적으로 동일한, 방법.
항목 135. 항목 106에 있어서, 제1 인쇄 재료는 제1 조성물을 포함하고 제2 인쇄 재료는 제2 조성물을 포함하는, 방법.
항목 136. 항목 135에 있어서, 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 실질적으로 동일한, 방법.
항목 137. 항목 135에 있어서, 제1 조성물 및 제2 조성물은 서로 크게 다른, 방법.
항목 137. 항목 135에 있어서, 제1 조성물은 유기 재료, 무기 재료, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 139. 항목 135에 있어서, 제1 조성물은 세라믹, 유리, 금속, 중합체, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 140. 항목 135에 있어서, 제1 조성물은 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 141. 항목 135에 있어서, 제1 조성물은 알루미나를 포함하는, 방법.
항목 142. 항목 135에 있어서, 제2 조성물은 유기 재료, 무기 재료, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 143. 항목 135에 있어서, 제2 조성물은 세라믹, 유리, 금속, 중합체, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 144. 항목 135에 있어서, 제2 조성물은 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 145. 항목 135에 있어서, 제2 조성물은 알루미나를 포함하는, 방법.
항목 146. 항목 106에 있어서, 제2 인쇄 재료는 고체, 분말, 용액, 혼합물, 액체, 슬러리, 겔, 바인더, 및 이들 조합을 포함하는, 방법.
항목 147. 항목 1에 있어서, 디지털 모델에 의한 몸체 형성 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 148. 항목 1 또는 147에 있어서, 적어도 몸체 일부를 디지털 모델과 비교하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 149. 항목 148에 있어서, 비교는 적어도 몸체 일부를 측정하고 이를 디지털 모델 해당 치수와 비교하는 것을 포함하는, 방법.
항목 150. 항목 148에 있어서, 비교는 형성 과정에서 수행되는, 방법.
항목 151. 항목 148에 있어서, 비교는 형성 후에 수행되는, 방법.
항목 152. 항목 2 또는 147에 있어서, 디지털 모델의 다수의 디지털 단면들을 생성하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 153. 항목 152에 있어서, 제1 시간에 몸체의 제1 일부 적층, 이때 제1 일부는 디지털 모델의 다수의 단면들 중 제1 단면에 해당하고; 제1 시간과 상이한 제2 시간에 제1 일부와 차별되는 몸체의 제2 일부 적층을 포함하고, 상기 제2 일부는 디지털 모델의 다수의 단면들 중 제2 단면에 해당하는, 방법.
항목 154. 항목 152에 있어서, 다수의 개별 일부 적층을 위한 가이드로서 다수의 디지털 단면들 이용 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 155. 항목 1에 있어서, 첨가가공은 서브-일부 형성을 위한 개별 일부들의 집성 공정을 정의하는, 방법.
항목 156. 항목 155에 있어서, 형상화 연마입자 몸체 형성을 위한 다수의 서브-일부 집성 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 157. 항목 1 또는 2에 있어서, 공제가공을 더욱 포함하는, 방법.
항목 158. 항목 157에 있어서, 공제가공은 전구체 형상화 연마입자 몸체 형성 후에 수행되는, 방법.
항목 159. 항목 157에 있어서, 공제가공은 전구체 형상화 연마입자 형성에 사용된 적어도 재료 일부를 제거하는 것을 포함하는, 방법.
항목 160. 항목 157에 있어서, 공제가공은 몸체 일부분에 적어도 하나의 개구 형성을 포함하는, 방법.
항목 161. 항목 157에 있어서, 공제가공은 몸체 일부분을 관통하는 구멍을 형성하는, 방법.
항목 162. 항목 157에 있어서, 공제가공은 몸체 일부분을 제거하기 위한 가열을 포함하는, 방법.
항목 163. 항목 162에 있어서, 가열은 적어도 몸체 일부분 휘발을 포함하는, 방법.
항목 164. 항목 1 또는 2에 있어서, 용융, 선택적 레이저 용융, 소결, 선택적 소결, 직접 금속 레이저 소결, 선택적 레이저 소결, 입자 빔 개질, 전자 빔 용융, 융합 적층 모델링, 경화, 및 이들 조합을 포함한 적어도 하나의 몸체 일부분 개질 공정을 더욱 포함하는, 방법.
항목 165. 항목 1 또는 2에 있어서, 형성 단계는 형상화 연마입자 몸체의 프로토타입 인쇄를 포함하는, 방법.
항목 166. 항목 1 또는 2에 있어서, 형성 단계는 개체 접합 조형을 포함하는, 방법.
항목 167. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 3차원 형상으로 구성되고 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 포함하고, Lb>Wb, Lb>Tb, 및 Wb>Tb인, 방법.
항목 168. 항목 167에 있어서, 몸체의 1차 종횡비 (Lb:Wb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 169. 항목 167에 있어서, 몸체의 2차 종횡비 (Lb:Tb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 170. 항목 167에 있어서, 몸체의 3차 종횡비 (Wb:Tb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 방법.
항목 171. 항목 167에 있어서, 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb) 중 적어도 하나의 평균 치수는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 1 미크론 또는 적어도 약 10 미크론 또는 적어도 약 50 미크론 또는 적어도 약 100 미크론 또는 적어도 약 150 미크론 또는 적어도 약 200 미크론 또는 적어도 약 400 미크론 또는 적어도 약 600 미크론 또는 적어도 약 800 미크론 또는 적어도 약 1 mm, 및 약 20 mm 이하 또는 약 18 mm 이하 또는 약 16 mm 이하 또는 약 14 mm 이하 또는 약 12 mm 이하 또는 약 10 mm 이하 또는 약 8 mm 이하 또는 약 6 mm 이하 또는 약 4 mm 이하인, 방법.
항목 172. 항목 167에 있어서, 몸체 길이 및 몸체 폭에 의해 정의되는 평면의 몸체 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 173. 항목 167에 있어서, 몸체 길이 및 몸체 두께에 의해 정의되는 평면의 몸체 단면 형상은 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는,
항목 174. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체의 3차원 형상은 다면체, 피라미드, 타원체, 구체, 각기둥, 원통, 원뿔, 사면체, 정육면체, 직육면체, 능면체 (rhomohedron), 절두 피라미드, 절두 타원체, 절두 구체, 절두 원뿔, 오면체, 6면체, 7면체, 팔면체, 9면체, 10면체, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는. 방법.
항목 175. 항목 1 또는 2에 있어서, 다수의 형상화 연마입자 형성 단계를 더욱 포함하고, 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자의 몸체는 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가지는, 방법.
항목 176. 항목 175에 있어서, 다수의 형상화 연마입자는: 몸체 길이 편차가 약 50% 이하; 몸체 폭 편차가 약 50% 이하; 및 몸체 두께 편차가 약 50% 이하 중 적어도 하나를 가지는, 방법.
항목 177. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 제1 주요 표면, 제2 주요 표면, 및 제1 주요 표면 및 제2 주요 표면 사이에서 연장되는 적어도 하나의 측면을 가지는, 방법.
항목 178. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체의 플래싱 비율은 약 40% 이하 또는 약 20% 이하 또는 약 10% 이하 또는 약 4% 이하이고, 몸체는 실질적으로 플래싱이 부재한, 방법.
항목 179. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 실질적으로 바인더가 부재하고, 몸체는 실질적으로 유기 재료가 부재한, 방법.
항목 180. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 다결정 재료를 포함하고, 다결정 재료는 결정 입자를 포함하고, 입자는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드, 및 이들 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자는 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소 산화물, 및 이들 조합으로 이루어진 산화물 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자는 알루미나를 포함하고, 입자는 실질적으로 알루미나로 이루어지는, 방법.
항목 181. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 실질적으로 알루미나로 이루어지는, 방법.
항목 182. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 시딩된 졸 겔에서 형성되는, 방법.
항목 183. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 평균 입자 크기가 약 1 미크론 이하인 다결정 재료를 포함하는, 방법.
항목 184. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 적어도 약 2개의 상이한 유형의 조성을 포함하는 복합재인, 방법.
항목 185. 항목 1 또는 2에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는, 방법.
항목 186. 항목 185에 있어서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함하고, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 원소, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하고, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는, 방법.
항목 187. 고정 연마재 형성 방법으로서: 다수의 형상화 연마입자를 기재에 형성하는 단계를 포함하고, 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자는 첨가가공에 의해 형성된 몸체를 가지는, 방법.
항목 188. 항목 187에 있어서, 형성 단계는 기재 상부에 직접 적층하여 수행되는, 방법.
항목 189. 항목 187에 있어서, 형성 단계는 기재 상부에 배치되는 적어도 결합층 일부에 직접 적층하여 수행되고, 결합층은, 무기 재료, 유리질 재료, 결정 재료, 유기 재료, 수지 재료, 금속 재료, 금속 합금, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 190. 항목 187에 있어서, 기재는 성형 구역을 통과하여 이송되고, 성형 구역에서 다수의 형상화 연마입자 중 적어도 하나의 형상화 연마입자는 기재 상부에 적층되어 형성되는, 방법.
항목 191. 항목 187에 있어서, 이송은 단계식 이송 공정을 포함하는, 방법.
항목 192. 항목 187에 있어서, 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자 몸체는 디지털 모델에 의해 형성되는, 방법.
항목 193. 항목 187에 있어서, 첨가가공은: 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자 몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료 적층; 및 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자 몸체의 제2 일부로서 제1 시간과 상이한 제2 시간에 제2 인쇄 재료 적층 적층을 포함하는, 방법.
항목 194. 항목 193에 있어서, 바람직하게는 제1 일부 및 제2 일부을 결합하여 화 연마입자 몸체의 부-영역을 형성하기 위하여 제1 일부 및 제2 일부 중 하나를 개질 하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 195. 항목 187에 있어서, 다수의 형상화 연마입자는 기재의 예정된 지점에 형성되는, 방법.
항목 196. 항목 187에 있어서, 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자를 기재에 배치하는 단계를 더욱 포함하고, 배치는 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자 몸체 형성과 동시에 수행되는, 방법.
항목 197. 항목 187에 있어서, 기재에 대하여 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자 배향 단계를 더욱 포함하는, 방법.
항목 198. 항목 187에 있어서, 배향 및 형성은 동시에 수행되는, 방법.
항목 199. 항목 187에 있어서, 적어도 약 55%의 다수의 형상화 연마입자는 측 배향되는, 방법.
항목 200. 항목 187에 있어서, 다수의 형상화 연마입자는 개방 코트를 형성하고, 제1 일부의 다수의 형상화 연마입자는 밀폐 코트를 형성하고, 개방 코트의 코팅 밀도는 약 70 입자들/cm2 이하인, 방법.
항목 201. 항목 187에 있어서, 기재는 직물 재료를 포함하고, 기재는 부직물 소재를 포함하고, 기재는 유기 재료를 포함하고, 기재는 중합체를 포함하고, 기재는, 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 직물, 경화 파이버, 직물 소재, 부직물 소재, 웨빙, 중합체, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 202. 항목 187에 있어서, 기재는 촉매, 커플링제, 경화제, 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함하는, 방법.
항목 203. 항목 187에 있어서, 기재 상의 접착층을 더욱 포함하고, 접착층은 메이크 코트를 포함하고, 메이크 코트는 기재 위에 놓이고, 메이크 코트는 기재 일부와 직접 결합되고, 메이크 코트는 유기 재료를 포함하고, 메이크 코트는 고분자 재료를 포함하고, 메이크 코트는, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 204. 항목 203에 있어서, 접착층은 사이즈 코트를 포함하고, 사이즈 코트는 일부 다수의 형상화 연마입자 위에 놓이고, 사이즈 코트는 메이크 코트 위에 놓이고, 사이즈 코트는 일부 다수의 형상화 연마입자와 직접 결합되고, 사이즈 코트는 유기 재료를 포함하고, 사이즈 코트는 고분자 재료를 포함하고, 사이즈 코트는, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 205. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 자기-유사 형상을 가지는 적어도 하나의 주요 표면을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 206. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 적어도 몸체 측면 일부분 둘레에 연장되는 적어도 하나의 주변부 리지를 가지는, 형상화 연마입자.
항목 207. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 오목한 계단식 표면을 형성하는 적어도 하나의 주요 표면을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 208. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 적어도 2 표면들 및 적어도 2 표면들 사이 인접 에지를 따라 연장되는 적어도 하나의 횡단 리지를 가지는, 형상화 연마입자.
항목 209. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 코너를 가지고 코너로부터 연장되는 다수의 미세돌출부를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 210. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 조개껍질형상을 포함한 표면을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 211. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 코너 원마도는 약 250 미크론 이하 또는 약 220 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하 또는 약 180 미크론 이하 또는 약 160 미크론 이하 또는 약 140 미크론 이하 또는 약 120 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 90 미크론 이하 또는 약 80 미크론 이하 또는 약 70 미크론 이하 또는 약 60 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하 또는 약 40 미크론 이하 또는 약 30 미크론 이하 또는 약 20 미크론 이하인, 형상화 연마입자.
항목 212. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 코너 원마도는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 약 0.5 미크론인, 형상화 연마입자.
항목 213. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 주요 표면은 자기-유사 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 214. 항목 또는 213에 있어서, 자기-유사 형상은 주요 표면 주변부의2차원 형상과 실질적으로 동일한 2차원 형상 배열을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 215. 항목 또는 213에 있어서, 주요 표면의 2차원 형상은 정다각형, 불규칙 다각형, 불규칙 형상, 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마입자.
항목 216. 항목 또는 213에 있어서, 주요 표면은 삼각 2차원 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 217. 항목 또는 213에 있어서, 자기-유사 형상은 서로 내재되는 다수의 삼각 2차원 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 218. 항목 205, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 적어도 하나의 주변부 리지는 적어도 몸체의 측면 일부분 둘레에 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 219. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지는 몸체 측면 대부분의 둘레에서 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 220. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지는 몸체의 전체 측면 둘레에 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 221. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지는 주요 표면과 교차되지 않고 몸체 측면 둘레에 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 222. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지는 적어도 2 표면들 및 몸체 에지와 교차되는, 형상화 연마입자.
항목 223. 항목 또는 218에 있어서, 몸체는 길이 (l), 폭 (w), 및 두께 (t)를 가지고, l>w>t, 및 적어도 하나의 주변부 리지는 주요 표면 사이에 연장되는 몸체 측면 둘레 주변에 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 224. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지의 깊이는 약 0.8t 이하이고, 식 중 “t”는 몸체 두께이고, 약 0.7t 이하 또는 약 0.6t 이하 또는 약 0.5t 이하 또는 약 0.4t 이하 또는 약 0.3t 이하 또는 약 0.2t 이하 또는 약 0.18t 이하 또는 약 0.16t 이하 또는 약 0.15t 이하 또는 약 0.14t 이하 또는 약 0.12t 이하 또는 약 0.1t 이하 또는 약 0.09t 이하 또는 약 0.08t 이하 또는 약 0.07t 이하 또는 약 0.06t 이하 또는 약 0.05t 이하인, 형상화 연마입자.
항목 225. 항목 또는 218에 있어서, 적어도 하나의 주변부 리지의 깊이는 적어도 약 0.001t이고, 식 중 “t”는 몸체 두께이고, 적어도 약 0.01t인, 형상화 연마입자.
항목 226. 항목 205, 206, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 적어도 하나의 주요 표면은 오목한, 계단식 표면을 형성하는, 형상화 연마입자.
항목 227. 항목 207 또는 226에 있어서, 오목한 계단식 표면은 에지에서 몸체 두께보다 작은 주요 표면 중심점에서의 두께를 형성하는, 형상화 연마입자.
항목 228. 항목 207 또는 226에 있어서, 오목한 계단식 표면은 다수의 평탄부 및 융기부를 포함하고, 평탄부는 주요 표면의 평면과 실질적으로 평행하게 연장되고 융기부는 주요 표면의 평면에 실질적으로 수직하게 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 229. 항목 228에 있어서, 평탄부의 평균 폭 (wf)은 약 0.8(l) 이하이고, 식 중 “l”은 몸체 길이이고, 약 0.5(l) 이하 또는 약 0.4(l) 이하 또는 약 0.3(l) 이하 또는 약 0.2(l) 이하 또는 약 0.1(l) 이하 또는 약 0.09(l) 이하 또는 약 0.08(l) 이하인, 형상화 연마입자.
항목 230. 항목 228에 있어서, 평탄부의 평균 폭 (wf)은 적어도 약 0.001(l)이고, 식 중 “l”은 몸체 길이이고, 적어도 약 0.005(l) 또는 적어도 약 0.01(l)인, 형상화 연마입자.
항목 231. 항목 228에 있어서, 융기부의 평균 높이 (hr)는 약 0.2(l) 이하이고, 식 중 “l”은 몸체 길이이고, 약 0.15(l) 이하 또는 약 0.1(l) 이하 또는 약 0.05(l) 이하 또는 약 0.02(l) 이하인, 형상화 연마입자.
항목 232. 항목 228에 있어서, 융기부의 평균 높이(hr)는 적어도 약 0.0001(l)이고, 식 중 “l”은 몸체 길이이고, 적어도 약 0.0005(l)인, 형상화 연마입자.
항목 233. 항목 228에 있어서, 평탄부의 평균 폭은 융기부의 평균 높이보다 크고, 융기부 (hr)의 평균 높이는 약 0.95(wf) 이하이고, 식 중 “wf”는 평탄부의 평균 폭이고, 약 0.9(wf) 이하 또는 약 0.8(wf) 이하 또는 약 0.7(wf) 이하 또는 약 0.5(wf) 이하 또는 약 0.3(wf) 이하 또는 약 0.2(wf) 이하 또는 약 0.1(wf) 이하인, 형상화 연마입자.
항목 234. 항목 228에 있어서, 융기부의 평균 높이는 적어도 약 0.0001(wf)이고, 식 중 “wf”는 평탄부의 평균 폭이고, 적어도 약 0.001(wf)인, 형상화 연마입자.
항목 235. 항목 205, 206, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 적어도 하나의 주요 표면은 볼록한, 계단식 표면을 형성하고 이는 주요 표면의 중심점에서 두께는 에지에서 몸체 두께보다 큰, 형상화 연마입자.
항목 236. 항목 205, 206, 207, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 적어도 2 표면들 및 적어도 2 표면들 사이 인접 에지를 따라 연장되는 적어도 하나의 횡단 리지를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 237. 항목 208 또는 236에 있어서, 적어도 하나의 횡단 리지는 적어도 3 표면들 및 적어도 3 표면들 사이 적어도 2 인접 에지에 걸쳐 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 238. 항목 208 또는 236에 있어서, 몸체는 다수의 횡단 리지를 포함하고, 다수의 횡단 리지 중 각각의 횡단 리지는 적어도 몸체 주변 일부분 둘레에 서로 평행하게 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 239. 항목 238에 있어서, 다수의 횡단 리지 중 적어도 하나의 횡단 리지는 다수의 횡단 리지 중 또 다른 횡단 리지와 비교하여 상이한 길이를 가지는, 형상화 연마입자.
항목 240. 항목 238에 있어서, 다수의 횡단 리지 중 각각의 횡단 리지는 서로 상이한 길이를 가지는, 형상화 연마입자.
항목 241. 항목 205, 206, 207, 208 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 코너를 포함하고 이는 코너에서 연장되는 다수의 미세돌출부를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 242. 항목 209 또는 241에 있어서, 미세돌출부는 다수의 리지에 의해 분할되는 다수의 개별 코너 돌출부를 형성하는, 형상화 연마입자.
항목 243. 항목 242에 있어서, 다수의 개별 코너 돌출부는 서로 상이한 다수의 외형을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 244. 항목 242에 있어서, 적어도 2개의 개별 코너 돌출부는 서로 상이한 코너 반경을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 245. 항목 242에 있어서, 적어도 2개의 개별 코너 돌출부는 서로에 대하여 측방 이동부를 가지는 계단을 형성하는, 형상화 연마입자.
항목 246. 항목 209 또는 241에 있어서, 상면에서의 코너 원마도는 바닥면에서의 코너 원마도와 다르고, 상면은 바닥면과는 다른 하부 표면적을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 247. 항목 209 또는 241에 있어서, 미세돌출부는 톱니형 에지를 형성하는,
항목 248. 항목 205, 206, 207, 208 및 209중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 조개껍질형상을 포함하는 표면을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 249. 항목 210 또는 248에 있어서, 조개껍질형상은 적어도 하나의 몸체 표면의 대부분 표면적에 걸쳐 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 250. 항목 210 또는 248에 있어서, 조개껍질형상은 적어도 하나의 몸체 전체 표면의 대부분 표면적에 걸쳐 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 251. 항목 210 또는 248에 있어서, 조개껍질형상은 다수의 만곡 돌출부를 형성하고 만곡 돌출부 사이에 연장되는 리지를 가지는, 형상화 연마입자.
항목 252. 항목 210 또는 248에 있어서, 조개껍질형상은 다수의 긴 돌출부를 포함하고, 각각의 돌출부는 길이, 폭, 및 높이를 가지고, 각각의 돌출부는 폭 및 높이 방향으로 연장되는 아치 외형을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 253. 항목 252에 있어서, 각각의 긴 돌출부의 길이는 실질적으로 몸체 길이 방향으로 연장되는, 형상화 연마입자.
항목 254. 항목 252에 있어서, 적어도 하나의 긴 돌출부의 길이는 적어도 약 0.8(l)이고, 식 중 “l”은 몸체 길이이고, 적어도 약 09(l) 또는 적어도 약 1(l)인, 형상화 연마입자.
항목 255. 항목 252에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 높이는 평균 폭 (wep) 미만이고, 다수의 긴 돌출부의 평균 높이는 약 0.9(wep) 이하 또는 약 0.8(wep) 이하 또는 약 0.7(wep) 이하 또는 약 0.6(wep) 이하 또는 약 0.5(wep) 이하 또는 약 0.4(wep) 이하 또는 약 0.3(wep) 이하 또는 약 0.2(wep) 이하 또는 약 0.1(wep) 이하인, 형상화 연마입자.
항목 256. 항목 255에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 높이는 약 500 미크론 이하 또는 약 400 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 250 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하 또는 약 150 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 90 미크론 이하 또는 약 70 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하인, 형상화 연마입자.
항목 257. 항목 252에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 평균 길이 미만인, 형상화 연마입자.
항목 258. 항목 252에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 몸체 길이 (l) 미만이고, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 약 0.9(l) 이하 또는 약 0.8(l) 이하 또는 약 0.7(l) 이하 또는 약 0.6(l) 이하 또는 약 0.5(l) 이하 또는 약 0.4(l) 이하 또는 약 0.3(l) 이하 또는 약 0.2(l) 이하 또는 약 0.1(l) 이하인, 형상화 연마입자.
항목 259. 항목 252에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 적어도 약 0.001(l) 또는 적어도 약 0.01(l)인, 형상화 연마입자.
항목 260. 항목 252에 있어서, 다수의 긴 돌출부의 평균 폭은 약 500 미크론 이하 또는 약 400 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 250 미크론 이하 또는 약 200 미크론 이하인, 형상화 연마입자.
항목 261. 항목들 210 또는 248에 있어서, 조개껍질형상은 몸체의 적어도 하나의 코너를 형성하는 에지와 교차하고 에지 길이를 따라 톱니 외형을 가지는 에지를 형성하는, 형상화 연마입자.
항목 262. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 공통 에지에서 함께 연결되는적어도 4개의 주요 표면들을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 263. 항목 262에 있어서, 적어도 4개의 주요 표면들은 실질적으로 동일 표면적을 가지는, 형상화 연마입자.
항목 264. 항목 262에 있어서, 몸체는 사면체 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 265. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 다면체, 피라미드, 타원체, 구체, 각기둥, 원통, 원뿔, 사면체, 정육면체, 직육면체, 능면체, 절두 피라미드, 절두 타원체, 절두 구체, 절두 원뿔, 오면체, 6면체, 7면체, 팔면체, 9면체, 10면체, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 분화구 형상, 단상태 형상, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는3차원 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 266. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 3차원 형상을 포함하고 몸체 길이 (Lb), 몸체 폭 (Wb), 및 몸체 두께 (Tb)를 가지고, Lb>Wb, Lb>Tb, 및 Wb>Tb인, 형상화 연마입자.
항목 267. 항목 266에 있어서, 몸체의 1차 종횡비 (Lb:Wb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 형상화 연마입자.
항목 258. 항목 266에 있어서, 몸체의 2차 종횡비 (Lb:Tb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 형상화 연마입자.
항목 269. 항목 266에 있어서, 몸체의 3차 종횡비 (Wb:Tb)는 적어도 약 1:1 또는 적어도 약 2:1 또는 적어도 약 3:1 또는 적어도 약 5:1 또는 적어도 약 10:1, 및 약 1000:1 이하인, 형상화 연마입자.
항목 270. 항목 266에 있어서, 몸체는 몸체 길이 및 몸체 폭에 의해 정의되는 평면의 단면 형상을 포함하고 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마입자.
항목 271. 항목 266에 있어서, 몸체는 몸체 길이 및 몸체 두께에 의해 정의되는 평면의 단면 형상을 포함하고 삼각형, 사변형, 직사각형, 사다리꼴, 오각형, 육각형, 7각형, 팔각형, 타원형, 그리스 알파벳, 라틴 알파벳, 러시아 알파벳, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마입자.
항목 272. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체에는 실질적으로 바인더가 부재하고, 몸체에는 실질적으로 유기 재료가 부재한, 형상화 연마입자.
항목 273. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 다결정 재료를 포함하고, 다결정 재료는 결정 입자를 포함하고, 입자는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드, 및 이들 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자는 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소 산화물, 및 이들 조합으로 이루어진 산화물의 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자는 알루미나를 포함하고, 입자는 실질적으로 알루미나로 이루어지는, 형상화 연마입자.
항목 274. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 시딩된 졸 겔 형성되는, 형상화 연마입자.
항목 275. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 평균 입자 크기가 약 1 미크론 이하인 다결정 재료를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 276. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 적어도 약 2개의 상이한 유형의 조성물을 포함하는 복합재인, 형상화 연마입자.
항목 277. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 278. 항목 277에 있어서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함하고, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 원소, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하고, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 279. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체는 고정 연마재 일부로서 기재에 결합되고, 고정 연마재 물품은 결합 연마물품, 코팅 연마물품, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마입자.
항목 280. 항목 279에 있어서, 기재는 지지판이고, 지지판은 직물 소재를 포함하고, 지지판은 부직물 소재를 포함하고, 지지판은 유기 재료를 포함하고, 지지판은 중합체를 포함하고, 지지판은 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 직물, 경화 파이버, 직물 소재, 부직물 소재, 웨빙, 중합체, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들 조합 로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 281. 항목 280에 있어서, 지지판은 촉매, 커플링제, 경화제, 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 282. 항목 280에 있어서, 지지판 상의 접착층을 더욱 포함하고, 접착층은 메이크 코트를 포함하고, 메이크 코트는 지지판 위에 놓이고, 메이크 코트는 지지판 일부와 직접 결합되고, 메이크 코트는 유기 재료를 포함하고, 메이크 코트는 고분자 재료를 포함하고, 메이크 코트는, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 283. 항목 282에 있어서, 접착층은 사이즈 코트를 포함하고, 사이즈 코트는 일부 다수의 형상화 연마입자 위에 놓이고, 사이즈 코트는 메이크 코트 위에 놓이고, 사이즈 코트는 일부 다수의 형상화 연마입자와 직접 결합되고, 사이즈 코트는 유기 재료를 포함하고, 사이즈 코트는 고분자 재료를 포함하고, 사이즈 코트는, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 284. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 연마입자는 다수의 제1 유형의 형상화 연마입자의 일부분이고, 다수의 제1 유형의 형상화 연마입자는 개방 코트에서 지지판에 결합되고, 개방 코트의 코팅 밀도는 약 70 입자들/cm2 이하 또는약 65 입자들/cm2 이하 또는약 60 입자들/cm2 이하 또는 약 55 입자들/cm2 이하 또는약 50 입자들/cm2 이하 또는 적어도 약 5 입자들/cm2 또는 적어도 약 10 입자들/cm2 인, 형상화 연마입자.
항목 285. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 연마입자는 다수의 제1 유형의 형상화 연마입자의 일부분이고, 다수의 제1 유형의 형상화 연마입자는 밀폐 코트에서 지지판에 결합되고, 형상화 연마입자의 혼합물인 밀폐 코트는 지지판에 놓이고, 밀폐 코트의 코팅 밀도는 적어도 약 75 입자들/cm2 또는 적어도 약 80 입자들/cm2 또는 적어도 약 85 입자들/cm2 또는 적어도 약 90 입자들/cm2 또는 적어도 약 100 입자들/cm2인, 형상화 연마입자.
항목 286. 항목 205, 206, 207, 208, 209 및 210중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 연마입자는 다수의 제1 유형의 형상화 연마입자 및 제3 유형의 연마입자을 포함하는 혼합물 일부분이고, 제3 유형의 연마입자는 형상화 연마입자를 포함하고, 제3 유형의 연마입자는 부형의 연마입자를 포함하고, 부형의 연마입자는 불규칙 형상을 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 287. 항목 286에 있어서, 연마입자의 혼합물은 다수의 형상화 연마입자를 포함하고, 다수의 형상화 연마입자 중 각각의 형상화 연마입자는 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열되고, 조절된 배향은 예정된 회전 배향, 예정된 측방 배향, 및 예정된 길이 배향 중 적어도 하나를 포함하는, 형상화 연마입자.
항목 288. 저압 사출 성형 공정을 적용하는 형상화 연마입자 형성 방법.
항목 289. 항목 288에 있어서, 저압 사출 성형은 층류 조건을 이용하여 몰드 재료로 몰드를 충진하는 것을 포함하는, 방법.
항목 290. 항목 288에 있어서, 층류 조건은 몰드 재료 레올로지, 몰드 형상, 몰드 재료, 및 이들 조합 중 적어도 하나에 기초하는, 방법.
실시예들
실시예 1
수중에서 39 wt% 베마이트 및 알파 알루미나 시드를 포함한 혼합물로 인쇄 재료를 만들었다. 질산을 첨가하여 혼합물 pH를 4로 조정하였다. 이어 인쇄 재료를 용기에 옮기고, 진공 펌프로 기포를 제거하고, 실온에서 30 일까지 또는 유변학적 특성이 인쇄에 충분할 때까지 숙성하였다. 이어 인쇄 재료를 상업적으로 EFD Nordson ® Ultra TT 525로 입수되고 Tungsten Palm OS® 제어기 및 EFD 1.2 소프트웨어가 구비된 로보캐스팅 유닛의 적층 조립체에 넣었다. 적층 조립체는 노즐 폭이 100 μm, 노즐 팁 길이가 대략 6.35 mm 또는 3 mm인 노즐을 포함한다. 인쇄 재료의 정적항복응력은 대략 750 Pa, 동적항복응력은 대략 450 Pa이었다. 인쇄 재료는 전단 속도 100 s-1에서 겉보기 점도가 9000 Pa s 인 전단 유동화 혼합물이었다.
프린터로 측정되는 높이 측정값이 정확하도록 노즐 높이 및 촉각 높이 센서를 조심스럽게 조정하였다. 인쇄 재료의 초기 라인을 적층하여 공기를 빼고 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 및 분배 간격을 조정하였다. 인쇄 라인이 노즐 폭과 대략 동일 폭을 가질 때까지 인쇄 재료의 유변학적 특성에 기초하여 소정의 공정 변수 예를들면 적층 속도, 적층 압력, 및 분배 간격를 평가하고 조정하였다. 압력은 대략 0.5 MPa (70 psi)이고, 적층 속도는 대략 3 mm/s, 분배 간격은 대략 100 μm이었다.
동일 크기의 6개 층들 적층을 포함하고 삼각 형상을 가지는 형상화 연마입자 형성 프로그램을 제어기에 로딩하였다. 충전 패턴은 외측에서 내측 “달팽이 (escargot)” 공정으로 삼각형 2차원 형상을 가지는 제1 층의 적층을 포함하였다. 사전이동 지연은 0.1 초였다. 이어 제2 층을 제1 층 위에 형성하였다. 노즐을 제1 층의 정지 위치 상에 수직으로100 μm 상향 이동하였다. 이어 삼각형 2차원 형상으로 내측에서 외측 공정에 기초한 충전 패턴으로 제2 층을 형성하였다. 사전이동 지연은 0.3 초였다. 6 층들이 형성될 때까지 외측에서 내측 및 내측에서 외측 공정을 교대로 층 상부에4개의 추가 층들을 형성하였다.
몸체를 주변 조건에서 건조하고 대략 1250°C에서 90 분 소결하였다. 도 20의 형상화 연마입자는 실시예 1에 의해 형성된 형상화 연마입자를 나타낸다.
실시예 2
실시예 1과 동일 인쇄 재료로 사면체 또는 피라미드 형상화 연마입자를 형성하였다. 로보캐스팅 변수는 실시예 1과 동일하되 단 노즐 폭은 150 미크론이고 노즐 길이는 대략 6.35 mm이었다. 또한, 충진 공정은 본질적으로 실시예 1과 동일하되, 단 내측에서 외측 충진 공정으로 형성된 층들에 대하여 사전이동 지연은 0.2 초이고, 각각의 층은 연속하여 더욱 소량으로 적층되어 피라미드 형상을 형성하였다. 형상화 연마입자를 주변 조건에서 건조하고 대략 1250°C에서 90 분 동안 소결하였다. 도 28 및 29의 형상화 연마입자는 실시예 2에 의해 형성된 형상화 연마입자를 나타낸다.
실시예 3
실시예 2와 동일 인쇄 재료를 이용하여 분화구-형상의 형상화 연마입자를 형성하되, 마지막 군의 층들, 예를들면 약 마지막 3개의 층들에 대한 충진 공정을 변경하였다. 충전 패턴은 실시예 2에 기재된 교번의 외측에서 내측 및 내측에서 외측 충진 공정을 이용하되, 마지막 군의 층들을 형상의 주변부 둘레에 적층하지만, 몸체 내부로 인쇄 재료를 완전히 적층하지 않고 개구 및 분화구-형상을 생성하였다. 형상화 연마입자를 주변 조건에서 건조하고 대략 1250°C에서 90 분 동안 소결하엿다. 도 27의 형상화 연마입자는 실시예 3에 의해 형성된 개구 (2709)를 가지는 형상화 연마입자를 나타낸다.
소정의 참고문헌들은 소정의 첨가 가공 기술에 의한 센티미터 규모의 다양한 물체 형성을 보인다. 그러나, 이들 문헌은 연마재로 사용이 적합하도록 제조되는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자의 형상을 가지는 형상화 연마입자 형성에 관한 것이 아니다. 또한, 의도된 목적에 적합한 본원 실시태양들의 형상 및 치수를 가지는 형상화 연마입자의 형성은, 센티미터 규모의 물품 형성을 개시한 문헌들에서 용이하지 않은 지식이 필요하다. 센티미터 규모 기술에서 밀리미터 또는 미크론 크기 기술로의 전환에 필요한 지식은 중대한 것이고 상당한 연구 결과이었다. 장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
본원 실시태양들의 형상화 연마입자는 고정 연마물품 사용에 적합하고, 금속 가공 및 제조 산업, 자동차 산업, 건축 및 구조 재료, 및 기타 등을 포함한 다양한 산업에서 제품 생산에 적용된다.
명세서 및 본원에 개시된 실시태양들은 다양한 실시태양들 구조에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위할 목적으로 제공된다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다.
상기 설명은 도면과 함께 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 교시의 특정 구현예 및 실시태양들에 집중될 것이다. 본 교시를 기술하기 위하여 이러한 집중이 제공되고 본 교시의 범위 또는 적용 가능성을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나 기타 교시가 이러한 적용에 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 사항이 단일 사항을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 사항이 본원에서 기재되면, 단일 사항이 하나 이상의 사항을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 참고 서적들 및 구조 분야 및 상응하는 제조 분야의 기타 자료들에서 발견될 수 있다.

Claims (17)

  1. 첨가가공을 사용한 인쇄 재료의 적층에 의해 몸체 형성 단계를 포함하는 형상화 연마입자 형성 방법으로서,
    상기 첨가가공은 생성 도구를 사용하지 않고 원료를 형상화하여 형상화 연마입자의 몸체 형성 단계를 포함하고,
    상기 인쇄 재료는 적어도 4×103 Pa s의 점도를 포함하고,
    상기 몸체는 필수적으로 다결정 재료로 이루어지는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 첨가가공은 조절된, 비-무작위 방식으로 서로에 대하여 다수의 개별 일부 (portion)를 적층하여 형상화 연마입자의 몸체 형성 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 조절된, 비-무작위 방식으로 서로에 대하여 몸체의 다수의 일부를 적층하는 것은 다수의 일부를 생성 도구에 적층하는 것을 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 층 첨가 방법, 광중합, 레이저 분말 성형, 분말 적층 용융, 선택적 레이저 소결, 미세-레이저 소결, 재료 압출 로보캐스팅, 재료 분사, 시트 라미네이션, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 공정을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 몸체 형성 단계는:
    노즐 팁 길이;
    노즐 폭;
    노즐 종횡비;
    적층 압력;
    노즐 폭 및 적층 압력 간의 관계;
    적층 속도;
    적층 부피,
    적층 속도 및 적층 위치 간의 관계;
    적층 압력 및 적층 위치 간의 관계;
    차단 거리;
    사전이동 지연;
    분배 간격;
    인쇄 재료의 충전 패턴;
    인쇄 재료의 동적항복응력 (σd);
    인쇄 재료의 정적항복응력 (σs);
    인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs);
    인쇄 재료의 점도; 및
    이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 공정 변수를 조절하는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    몸체의 제1 일부로서 제1 시간에 제1 인쇄 재료 적층 단계; 및
    제1 일부와는 차별되는 몸체의 제2 일부로서 제2 시간에 제2 인쇄 재료 적층 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제1 일부는 경도, 다공도, 조성, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 특성을 가지고, 제2 일부는 경도, 다공도, 조성, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 특성을 가지고, 제1 특성은 제2 특성과 상이한, 방법.
  8. 제5항에 있어서, 몸체 형성 방법은 노즐로부터 인쇄 재료 적층 단계를 더욱 포함하고, 노즐의 이동은 컴퓨터 프로그램에 의해 조절되고, 노즐 폭은 100 미크론 이하, 팁 길이는 10 mm 이하이고, 종횡비 값 (폭/팁 길이)은 0.8 이하인, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 형성 단계는 노즐 및 목표 간의 거리를 정의하는 분배 간격 조절을 포함하고, 분배 간격은 10W 이하이고, “W”는 노즐 폭을 나타내는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 분배 간격 조절은 노즐 팁 길이, 노즐 폭, 적층 압력, 적층 속도, 적층 부피, 적층 위치, 인쇄 재료의 충전 패턴, 인쇄 재료의 동적항복응력 (σd), 인쇄 재료의 정적항복응력 (σs), 인쇄 재료의 항복응력비 (σd/σs), 인쇄 재료의 점도, 및 이들 조합 중 적어도 하나에 기초하여 노즐 및 목표 간의 Z-방향 거리 변경을 포함하는, 방법.
  11. 제5항에 있어서, 형성 단계는 제1 시간에 몸체 제1 일부 및 제2 시간에 몸체 제2 일부 형성 순서를 정의하는 충전 패턴 조절을 더욱 포함하고, 충전 패턴은 외측에서 내측 충진 공정, 내측에서 외측 충진 공정, 측면에서 측면 충진 공정, 상향식 충진 공정, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적층 공정을 정의하는, 방법.
  12. 형상화 연마입자로서 몸체를 포함하고 이는 자기-유사 형상을 가지는 적어도 하나의 주요 표면을 가지는, 형상화 연마입자.
  13. 제12항에 있어서, 몸체는 적어도 몸체 측면 일부분 둘레에 연장되는 적어도 하나의 주변부 리지를 가지는, 형상화 연마입자.
  14. 제12항에 있어서, 몸체는 코너를 가지고 코너로부터 연장되는 다수의 미세돌출부를 포함하는, 형상화 연마입자.
  15. 제12항에 있어서, 몸체는 100 미크론 이하의 코너 원마도를 가지는, 형상화 연마입자.
  16. 삭제
  17. 삭제
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