KR20100038393A

KR20100038393A - 유리의 마무리작업을 위한 일회용 에지가공 휠

Info

Publication number: KR20100038393A
Application number: KR1020107001585A
Authority: KR
Inventors: 로버트 쥐. 블록; 스리니바산 라마나쓰; 다니엘 엘. 쉬어
Original assignee: 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드; 생-고벵 아브라시프
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-04-14
Also published as: EP2176029A1; US20090017736A1; BRPI0814615A2; WO2009009558A1; AU2008275176A1; JP2010530812A; AU2008275176B2; CN101715382A

Abstract

일회용 연삭 공구는, 주연부를 따라 외주방향으로 연장되는 프로파일링된 요홈(예컨대, U, V 또는 용기 모양)을 가진 휠부를 구비한다. 다층구조의 접착형 연마제(예컨대, 연마제 결정립과 결합재의 3차원 기질, 또는 다층의 연마제 테이프)가 상기 프로파일링된 요홈을 따라서 등각으로 피복되거나 그렇지 않으면 일정한 두께로 도포된다. 특정의 경우에 상기 접착형 연마제는 다이아몬드를 함유하는 금속 결합재를 포함한다. 그러나, 유기성, 수지성, 유리질 및 복합형 결합재들 뿐만 아니라 기타 다른 연마제 그릿 유형들도 사용가능하다. 휠부는 상기 휠부에 탈착식으로 결합되거나 상기 휠부와 일체로 형성될 수 있는 아버부에 의해 지지된다. 본 공구는, 예를 들어, 판유리 같은 공작물의 에지 연삭에 유용하다. 공구의 사용방법 및 공구 제조방법을 또한 개시한다.

Description

유리의 마무리작업을 위한 일회용 에지가공 휠{SINGLE-USE EDGING WHEEL FOR FINISHING GLASS}

본 출원은 2007년 7월 10일자로 출원된 미국 특허출원 제 11/775,269 호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용 전체가 본원에 참조로써 병합된다.

본 발명은 일반적으로 연삭공구에 관한 것으로, 특히 에지를 연삭하고/하거나 마무리하는데 사용되는 연삭공구에 관한 것이다.

자동차, 건축, 가구 및 가전제품 산업에 사용되는 것과 같은 평판 유리(본원에서는 판유리(sheet glass)라고도 불림)를 윤곽을 형성하고/하거나 에지를 깎아내기(chamfer) 위한 다이아몬드-함유 연마휠의 용도는 잘 공지되어 있으며, 보통 안전 및 미용적인 이유로 시행되고 있다. 종래기술의 연마휠은 휠의 주연부에 형성된 요홈(recess)에 배치되는 프로파일링된 연마결합기재를 포함한다(예를 들어, 각각 전체가 본원에 참조로써 병합된 미국 특허 제 3,830,020호, 제 4,457,113호 및 제 6,769,964호를 보라)

열간가압성형 또는 냉간가압성형 및 소결처리된 금속 분말 성형체로 제공된 다이아몬드의 절입깊이를 충분히 활용하기 위해서는, 현재 사용되는 다이아몬드 평판 유리용 에지가공 휠일 경우, 그 형상을 재트루잉(retruing)하거나 재프로파일링(reprofiling)해야 한다. 이러한 다이아몬드 부분의 형상 재프로파일링 작업은, 추가 비용의 부담과 함께, 다이아몬드 휠의 수명기간 내 최대 8번까지 수행될 수 있다. 이러한 통상적 에지가공 휠의 형상은 일반적으로 3가지 범주, 즉 펜슬 에징, 시밍(seaming) 및 반곡선(ogee) 유형 중 하나에 속한다. 기타 다른 더 복잡한 형상의 에지들, 예컨대 “삼중폭포(triple waterfall)” 또는 “삼중-반곡선”형상의 에지가 주로 유리 테이블 판용으로 또한 만들어진다.

재프로파일링용 에지 연삭 공구들과 관련하여 아직 해결되지 않은 다수의 문제들이 있다.

미국특허제3,830,020호 미국특허제4,457,113호 미국특허제6,769,964호

본 발명의 일 구현예에서는 판유리의 에지 모양형성을 위한 일회용 연삭공구가 제공된다. 상기 공구는 아버와 체결되도록 구성된 휠(상기 휠은 회전축을 구비함) 및 상기 휠의 주연부를 따라 연장되고, 판유리의 원하는 에지 프로파일(예컨대, U형, V형 또는 바스켓형)에 상응하는 프로파일을 가지고 있는, 프로파일링된 요홈을 포함한다. 다층구조의 접착형 연마제가 상기 프로파일링된 요홈 내에 배치되되, 미리 정해진 프로파일을 따라 실질적으로는 일정한 두께로 등각 배치됨으로써, 상기 공구가 상기 축에 대해 회전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 판유리에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가진 다층구조의 접착형 연마제를 제공한다. 상기 다층구조의 접착형 연마제는, 예를 들어, 자유소결될 수 있다. 대안으로, 상기 다층구조의 접착형 연마제는 분할 금형 내에서 열간가압되거나 열간압인될 수 있다. 상기 휠은 상기 아버(상기 공구에 포함되거나 포함되지 않을 수 있음)에 탈부착식으로 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 휠과 상기 아버는 일체화 구조를 이룬다. 상기 휠은, 예를 들면, 알루미늄합금, 마그네슘합금 및 철합금 같은 재료로 제조될 수 있다. 대안으로, 상기 휠은 비금속(예컨대, 복합소재 또는 중합체)이거나 적어도 그 일부일 수 있다. 다수의 재료들을 포함하는(예컨대, 금속부분 및 비금속부분 모두를 포함) 복합형(hybrid) 휠을 사용할 수도 있다. 특정 실시예에서, 상기 접착형 연마제는 기질 내에 배치된 초연마 결정립을 포함한다. 이러한 경우, 상기 초연마 결정립은 약 2 마이크론 이상 내지 약 300 마이크론 이하 범위의 입자크기분포를 포함한다. 또 다른 경우, 상기 초연마 결정립은 약 20 마이크론 이상 내지 약 200 마이크론 이하 범위의 입자크기분포를 포함한다. 상기 기질은, 예를 들어, 약 5 용적% 이상 내지 약 25 용적% 이하의 초연마 결정립일 수 있다. 상기 기질은, 금속 결합재, 유기성 결합재, 수지성 결합재 및/또는 유리질 결합재를 포함할 수 있다. 특정 경우에, 상기 기질은 다이아몬드를 포함하는 금속결합 기질이다. 상기 금속 결합재는, 예를 들어, 브론즈, 동, 아연, 코발트, 철, 니켈, 은, 주석, 알루미늄, 인듐, 인, 안티모니, 티타늄, 텅스텐, 지르코늄, 크로뮴, 하프늄, 수화물, 합금류 및 이들의 혼합물들을 포함할 수 있다. 이러한 특정 경우에, 상기 금속 결합재는 브론즈합금, 및 코발트, 철, 텅스텐, 이들의 혼합물들 및 이들의 합금류로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함한다. 대안으로, 상기 금속 결합재는 니켈-크롬 합금을 포함한다. 이러한 특정 경우에, 상기 금속 결합재는 니켈-크롬 합금, 및 코발트, 철, 텅스텐, 이들의 혼합물들 및 이들의 합금류로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함한다. 상기 휠은, 예를 들어, 약 75 밀리미터 이상 내지 약 300 밀리미터 이하 범위의 직경을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에서는 판유리의 에지 모양을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 일회용 연삭 공구를 연삭기에 장착하는 단계를 포함한다. 상기 일회용 연삭 공구는, 아버와 체결되도록 구성된 휠(상기 휠은 회전축을 구비함); 및 상기 휠의 주연부를 따라 연장되고, 판유리의 원하는 에지 프로파일에 상응하는 프로파일을 가지는, 프로파일링된 요홈을 포함한다. 다층구조의 접착형 연마제가 상기 프로파일링된 요홈 내에 배치되되, 미리 정해진 프로파일을 따라 실질적으로는 일정한 두께로 등각 배치됨으로써, 상기 공구가 상기 축에 대해 회전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 판유리에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가진 다층구조의 접착형 연마제를 제공한다. 상기 방법은 상기 일회용 연삭 공구가 상기 축에 대해 상기 연삭기 상에서 회전할때 상기 판유리의 에지를 상기 다층구조의 접착형 연마제에 인가하는 단계로 이어진다. 이러한 구현예에 따르면, 상기 방법은 상기 연마 프로파일이 상기 원하는 에지 프로파일과 관련된 치수 사양(예컨대, 에지 진원도, 에지의 뾰족한 정도 및/또는 에지 마무리)을 벗어나게 되면 상기 연삭 공구를 폐기하는 단계로 이어진다.

본 발명의 또 다른 구현예에서는 유리 마무리를 위한 일회용 에지가공용 공구를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 회전축, 및 주연부를 따라 연장되고 유리 공작물의 원하는 프로파일에 상응하는 프로파일을 가지는 요홈이 구비된 휠을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 다층구조의 페이스트 및/또는 연마제 테이프 결합재를 상기 프로파일을 따라 등각으로 배치하는 단계; 및 상기 공구가 상기 축에 대해 회전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 유리 공작물에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가지는 다층구조의 접착형 연마제를 형성하기 위해, 열 및/또는 압력을 상기 페이스트/테이프에 가하여 단계로 이어진다. 상기 열 및/또는 압력을 가하는 단계 이전에, 상기 방법은 상기 페이스트/테이프가 상기 프로파일을 따라 실질적으로 일정한 두께를 갖도록 상기 페이스트 및/또는 상기 테이프에 형판을 가하는 단계를 더 포함한다. 상기 열 및/또는 압력을 가하는 단계는, 예를 들어, 상기 페이스트/테이프를 자유소결하는 단계를 포함한다. 대안으로, 상기 열 및/또는 압력을 가하는 단계는 상기 페이스트/테이프를 분할 금형 내에서 열간가압 처리하거나 열간압인 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

여기에 기재된 특징들 및 장점들이 포괄적인 것은 아니며, 특히 도면, 명세서 및 청구 범위에 의해 다수의 추가적 특징들 및 장점들이 본 기술분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다. 또한, 본 명세서에 사용된 언어는 읽기 쉽고 설명을 위한 목적으로 주로 선택되었으며, 본 발명의 주제 범위를 한정하고자 함이 아님을 주지해야 한다.

도 1a는 종래기술에 따른 연삭휠의 개략도이고,
도 1b는 종래기술에 따른 연삭휠의 개략도이고,
도 2a는 본 발명의 일 구현예에 따른 연삭 공구의 단면도이고,
도 2b는 도 2a의 연삭 공구의 일부분을 확대한 단면도이고,
도 3a는 도 2b와 유사한, 본 발명의 다른 구현예에 따른 연삭 공구의 단면도이고,
도 3b는 도 2b 및 도 3a와 유사한, 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 연삭 공구의 단면도이다.

본 발명의 구현예들에는 자동차 창문, 건축 또는 장식, 가구 및 가전제품을 포함한 다양한 분야에 사용되는 판유리와 같은 공작물의 에지 연삭에 유용한 연삭 공구들 및 이와 관련된 기술이 포함된다.

<일반 개요>

본 발명의 일 구현예에 따라 구성된 연삭 공구들은 에지 연삭 공구의 재프로파일링과 관련된 다양한 미해결 문제들, 예컨대 가공공정의 변경으로 초래된 변화로 인한 휠 성능의 열화와 관련된 문제들을 처리한다. 특히, 재프로파일링된 공구들은 모터의 분당회전수(RPMs)가 고정되어 있는 기계들 상에서 감소된 표면속도를 보여준다. 예를 들어, 매번 반경방향으로 약 0.030인치를 감소시키는 프로파일링을 7번 거치면서 직경이 감소된, 직경 150mm의 휠은 원래의 5412 표면선속도(sfm)에 비해 5028 sfm에 회전함으로써(7%의 휠 속도 감소), 선속도 및 표면 마무리 작업 양쪽 모두를 유지하는 에지가공 휠의 능력을 손상시키게 된다. 게다가, 연삭유 재킷들이 일반적으로 고정되는데, 이는 각 휠을 재프로파일링시키면서 연삭영역에 이르는 연삭유의 양이 일부 가변될 것임을 의미한다. 또한, 휠의 직경과 성형체의 축방향 위치 양쪽 모두가 재프로파일링에서 재프로파일링으로 바뀌기 때문에, 휠 셋업과정이 더 어려워진다. 더욱이, 공구에 대해 원래 명시된 성형체 조건을 만족시킬 수 있는 개개의 유리 가공공장 또는 상업용 재프로파일링 가공회사들의 능력에 차이가 있다.

본 발명의 원리에 따라 구성된 일회용 연삭휠을 사용함으로써 더 나은 공정 제어를 달성하고 유지비용을 더 낮출 수 있다. 특정의 일 구현예에 따르면, 에지 재프로파일링용 공구에는, 첫번째 재프로파일링가공 이전에, 휠의 첫번째 운전에 상응하는 연삭 작업용으로 필요한 최소량(4mm 두께의 유리에 대해 보통 100,000 내지 300,000 선형 인치)의 연마제가 제공된다. 이러한 첫번째 운전용으로 충분히 두꺼운 등각 연마층이 적당한 가공면 형상을 가지는 코어상에 지지된다. 코어는, 예를 들어, 강철이나 기타 다른 적합한 재질(예컨대, 알루미늄 또는 비금속 복합소재)로 만들어 질 수 있으며, 코어의 예비성형된 주연부 (예컨대, U, V 또는 용기 형상)가 에지가공 공구의 연마 가공면 형상을 정하고, 이는 또한 공작물의 에지 형상을 정한다. 알루미늄과 같은 저융점 재료를 사용할 시, 에지가공 휠의 연마부는 예를 들어 강철 코어(또는 높은 가공온도를 견딜 수 있는 기타 다른 적합한 재료) 상에 고리형으로 만들어질 수 있다. 다음으로 연마 고리를 (예컨대, 에폭시 또는 경납땜을 이용하여) 알루미늄 또는 기타 다른 저융점 코어에 부착시킬 수 있다. 대안으로는, 연마제용 그릿(예컨대, 다이아몬드 같은 초연마제)을 지지하기 위한 저온 금속 결합재(bond)(예컨대, 브레이즈 조성물 또는 기타 다른 적합한 저온결합)가 사용될 수 있으며, 여기서 금속 결합재는 알루미늄의 융점보다 낮은 온도에서 가공가능하다. 이는 기타 다른 저융점 재료들(예컨대, 중합체 코어)에 대해서도 마찬가지이다.

어느 경우에서든, 지지된 등각 연마층을 있는 그대로 예를 들어 각면기(edging machine, 예컨대 휠의 예비성형된 외주에 등각 연마층을 포함한 일체형 구조를 가진 휠) 상에 사용가능하다. 대안으로는, 지지된 등각 연마층을 사출성형된 금형주조에 고리형태로서 병합시키거나, 끼우거나, 아니면 다른 방식으로 휠 조립체에 통합시킬 수 있다(예컨대, 고리의 예비성형된 외주에 등각 연마층을 포함하는 금속고리이며, 경량의 알루미늄 휠 본체 구조의 사출성형된 금형주조에 병합됨).

본 발명에 따른 구현예의 일례에서, 일회용 연삭 공구는 프로파일링된 요홈(예컨대, U, V 또는 용기 형상)을 포함하며, 여기서 요홈은 휠 부분의 주연부를 따라 외주방향으로 연장된다. 다층구조의 접착형 연마제(예컨대, 연마제 결정립(grain) 및 결합재의 3차원 구조 기질, 또는 연마제 테이프로 된 다층구조)가 프로파일링된 요홈을 따라 등각으로 피복되거나 그렇지 않으면 일정한 두께로 도포된다. 휠 부분은, 착탈식으로 휠 부분에 연결되거나, 휠 부분과 통합되어 형성된 아버(arbor)부에 의해 지지된다. 아버부는 통상의 연삭기에 연결하기 위한 나사산 단부 또는 기타 다른 적합한 수단을 구비하고 있다. 본원에 사용되는 “일회용”이란 용어는 에지 연삭 공구의 수명이 다하여 재프로파일링이 필요하게 되는 시점까지의 사용기간을 설명하고자 함을 주지한다. 또한, 이러한 사용기간이 1회 연삭 기간과는 반대로, 여러번의 연삭 기간에 걸쳐 일어날 수 있음을 주지한다.

본 발명의 다양한 구현예들은 유리하게도 판유리의 에지를 연삭하는데 경제적으로 사용되고 나서 버려지거나 또는 일회사용 후에 재활용될 수 있는 상대적으로 저렴한 공구를 제공한다. 게다가, 재프로파일링된 공구와 관련된 문제들, 예컨대 고정된 RPMs을 가진 기계들 상에서의 표면속도 감소, 고정된 연삭유 가드로부터의 일관성 없는 연삭유 전달 및 공구 형상의 휠 직경 및 축방향 위치 양쪽 모두의 이동에서 불가피한 휠의 셋업과정이 상대적으로 어렵다는 점을 피할 수 있게 된다.

본원에 사용된 바와 같이, 아버란 용어는 연삭기의 스핀들이나 차축에 연결되고, 통상 행해지는 바와 같이 회전운동을 전달하기 위해 절삭휠, 연삭휠 또는 연마휠 같은 공구가 장착되어 있는 장치를 가리킨다. 일체형 아버는 공구의 주요 통합 부분인 아버를 가리키며, 이로써 연삭휠 및 아버가 일체구조가 된다. 에지 연삭이란 용어는 판유리와 같은 공작물의 에지를 연삭함으로써 형상을 만드는(예컨대, 연마하고, 윤곽을 형성하고/하거나 에지를 깎음) 연삭 작업을 가리킨다.

휠의 구조

도 1a 및 도 1b에는, 보통 아버(30,30´) 상에 장착가능한(예컨대, 볼트를 사용하여) 연삭휠(20,20´)을 구비하는 종래 연삭 공구들(50,50´)의 예들이 도시되어 있다. 일반적으로, 도 1a 및 도 1b에 보여진 특징들은 본 발명의 다양한 구현예들에도 또한 이용될 수 있으며, 이들을 차례로 설명하기로 한다. 보통, 연삭휠(20,20´)은 그 위에 배치되는 접착형 연마제(26)를 구비하고 있다. 보통, 연삭휠들(20,20´)은 편평하고 환형인 본체부(22,22´)를 구비하며, 이 본체부의 주연부는 반경방향 내측으로(예컨대, 중앙면에 대해) 홈을 만들어(slotted) 환형의 요홈(24)을 제공하고, 본체부는 또한 접합형 연마제(26)를 지지하는 지지구조로서 기능한다. 접착형 연마제(26)는 연삭되거나 아니면 다른 방식으로 그 안에 제조된 U 또는 V 형상의 프로파일(profile)(28)을 가지고 있으며, 이는 유리에 재생된다. 이러한 구조의 휠들은 그들의 프로파일(28)로 인하여 흔히 “펜슬 에징”연삭휠로서 일컬어진다. 보통, 연삭휠(20,20´)은 작용응력을 중앙 구멍에서 멀리 분산시키는 작용을 하는 플랜지(40,40´)를 사용함으로써 아버(30,30´)에 장착된다.

연삭 공구(50,50´)는 자동차, 가구, 건축 및 가전제품에서 사용되는 것과 같은 판유리의 모양 형성을 만들기 위해 보통 사용된다. 연삭휠(20,20´)을 주기적으로 드레싱하여(예컨대, 산화알루미늄 연마 스틱을 사용) 연마제 결정립들을 재노출시키고 휠 표면으로부터 모든 눌러 박힌 유리 미세입자들을 제거한다. 프로파일(28)이 충분히 마모되어 공차범위를 벗어나게 되거나, 에지가 치핑(chipping)(에지 치핑은 프로파일(28)이 약화될 때 관찰됨)을 일으키는 경우에는, 예를 들어 실리콘 카바이드 휠을 이용한 성형연삭 또는 방전가공(EDM)에 의해 휠을 제거하고 재프로파일링한다. 재프로파일링 동안에, 보통 휠(20,20´)은 아버(30,30´)에서 제거된다.

통상의 에지 연삭 공구들이 보통 강철고리 및 코어로 만들어짐을 주지한다. 코어의 주변을 연마제-접착 분말로 충전하고, 강철고리를 그 상부에 배치한다. 이어서, 강철 초과량을 절삭가공하여(machined away) 연마제-접착층을 노출시킨다. 그런 후에는 기하학적 프로파일을 연마제-접착층으로 조각하거나 그렇지 않으면 절삭한다(예컨대, 연삭 또는 EDM을 통해). 연마제-접착층 내의 내부마찰 및 다이벽(die-wall)으로 인해서, 휠의 축방향 두께에 걸쳐 종래 에지가공 휠들의 기계적 접합 성질(예컨대, 경도) 또한 서로 다르다. 결정립(grain) 구조는 축방향으로 배향된다.

본 발명의 구현예들로 인해서, 도 2a-b 및 도 3a-b를 참조하여 설명될 바와 같이, 연마제-접착층이 합치되는 예비-프로파일링된 요홈을 지닌 휠을 사용함으로써, 프로파일을 연마제-접착층으로 조각할 필요가 없어진다. 게다가, 액상소결공정을 이용함으로써 다이벽 마찰을 제거하고 내부마찰을 감소시키기 때문에, 본 발명의 다양한 구현예들은 보다 일정한 성질들을 지니게 된다. 이러한 특정 경우에, 연마제가 함유된 결합재는 임의의 원하는 마모성을 제공하는 충전재로 구성된 니켈-크롬 합금이다. 결합재-연마제의 용적비(보통, 최대 62.5/37.5에 유지됨)를 더 변경함으로써(보다 높은 농도로), 유리질(vitrified) 에지 연삭휠용으로 적당한 것과 같은 좀 더 다공성인 제품들을 제공할 수 있게 된다. 이러한 적용분야에서는, 결합재-연마제의 용적비는 예를 들어 약 90/10일 수 있다. 종래 기공유도기법을 원하는 대로 이용할 수 있다(예컨대, 가공 도중에 소모되는 희생 기공 유도물질을 사용하거나, 가공 중에도 생존하여 완성된 공구 내에 잔류되는 기공 유도물질을 사용하거나, 조밀한 충전밀도를 억제하는 결정립 및 결합재의 응집체를 사용함).

또한, 본 발명의 구현예들에 따라 구성된 휠은, 현장에서 낮은 정확도의 작업에 의해 생기거나 그렇지 않으면 재프로파일링 작업과 관련되어 생기는 불규칙성을 방지하는 것을 돕기 위해, 제어된 공장 조건하에 프로파일링될 수 있다. 이러한 일회용 휠들은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 아버(30,30´)에 기계적으로 고정시킬 수 있다(예컨대, 플랜지(40,40´)를 사용함). 대안으로, 기타 다른 구현예들은, 도 2a를 참조하여 설명될 바와 같이, 일체형 아버를 구비할 수 있다. 이러한 대안적 구현예들은 아버와 휠 사이의 임의의 편심도를 제거할 수 있으며, 더 나아가 휠과 아버 사이의 비동심적(non-concentric) 연결과 관련된 과도한 에지의 치핑 및 기타 다른 문제들을 줄이거나 제거할 수 있게 한다. 또한 이 대안적 접근법 덕분에 상대적으로 고가인 다용도 아버들을 계속 공급해야 하는 필요성이 없어진다. 이로써, 본 발명의 다양한 구현예들은 자본비용 및 운영비 모두를 절감시킬 수 있다. 편의상, 일체형 아버들을 통해 본 발명의 구현예들을 도시하고 설명할 것이되, 이들에 대한 설명은 기계적으로 고정된 아버들을 이용하는 구현예들에도 또한 적용된다는 것을 이해한다.

이제 도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따라 구성된 연삭 공구가 도시되어 있다. 보여진 바와 같이, 연삭 공구(100)는 휠 부분(110)을 구비하며, 휠 부분의 본체(120)에는 그 주연부를 따라 연장되는 프로파일링된 요홈(125)이 형성되어 있다. 요홈(125)의 일체형 프로파일은 판유리 또는 기타 다른 연삭대상인 공작물의 원하는 에지 프로파일에 해당된다. 다층구조의 접착형 연마제(130)는 프로파일링된 요홈(125)을 따라 실질적으로 일정한 두께에 등각으로 배치된다(예컨대, in-situ 자유소결 또는 차례로 설명될 것인 기타 다른 적합한 방법들에 의함). 접착형 연마제(130)는 따라서 휠 부분(110)을 위한 연마 수단으로서 기능하는 한편, 프로파일링된 요홈(125)은 접착형 연마제(130)를 위한 지지 수단으로서 기능한다.

이러한 구조는, 연마 프로파일(128)(본원에서는 프로파일링된 연삭면으로도 일컬어짐)을 갖는 다층구조의 접착형 연마제(130)가 가능하도록 하며, 이러한 연마제를 미리 정해진 치수 사양에 맞는 크기와 형상으로 만듬으로써 작업 동안에 판유리 또는 기타 다른 공작물의 에지가 원하는 프로파일을 가지게 된다. 더욱이, 연마 프로파일(128)이 앞서 언급된 치수 사양범위 내에 속하는 한, 연삭 작업시 요홈(125)이 유리에 노출되는 것을 실질적으로 방지하도록 충분한 두께를 제공함으로써, 일회용을 위한 접착형 연마제(130)의 일정한 두께를 미리 정한다. 일반적으로, 접착형 연마제의 단일층이 프로파일링된 요홈(125)에 충분한 계면을 제공하지 못하고 단지 본체(120)를 공작물에 노출시키는 가우지마크(패인 자국)에도 영향을 받기 쉽다는 점에서 이러한 단일층은 부적당하다. 이는 직관적인 것은 아니며, 그 이유는 다수의 단일층 금속 접착형 연마제 제품들이 금속 공작물의 황삭가공(rough grinding)과 같은 기타 다른 적용분야에서 성공적으로 사용되고 있기 때문이다. 본 설명에 비추어 볼 때, 상이한 연삭 적용분야들 각각이 고려해봐야 하는 많은 도전과제들과 관련되어 있으며, 이들 도전과제들 중 몇몇은 심지어 확인하는 것은 물론 해결하는 것도 어렵다는 것을 이해할 것이다.

일단 연마 프로파일(128)이 공차범위를 벗어나는 시점까지(그렇지 않으면 정해진 소모시점까지) 사용되면, 휠(100)을 단순히 제거하고 폐기(예컨대, 재활용)하며, 새 휠(100)로 대체시킨다. 다층구조의 접착형 연마제(130)를 확실하게 고정시키기 위한 자유소결 기법과 조합으로, 예비-프로파일링된 요홈(125)을 가진 본체(120)의 사용하면 본체 자체가 효과적으로 연마제(130)를 위한 금형으로서 기능하여 자동적으로 연마 프로파일(128)을 전가한다. 유리하게 이는, 필요한 연마 프로파일을 제공하기 위해 개별 금형들과 상대적으로 복잡한 기계가공에 일반적으로 의존하는 종래 에지 연삭휠에 비해서, 제조비가 절감되는 경향이 있다. 대안적 구현예들에서, 다층구조의 접착형 연마제(130)를 (자유소결 처리와는 대조적으로) “분할 금형”내에서 열간가압되거나 열간압인(hot-coined)할 수 있다. 특별히 휠 자체 내에 제거되지 않도록 하는 형상이 있을 때는, 분할 금형을 사용하여 휠을 금형에서 제거할 수 있다. 일반적으로 열간가압은 제품을 치밀하게 하기 위해 열과 압력을 동시에 가하는 것을 가리킨다. 열간가압은, 예를 들어, 온도가 450 ℃ 미만인 경우의 강철 금형에서 행해질 수 있으며, 그래파이트 금형에서는 더 높은 온도(예컨대, 450 ℃ 내지 1100 ℃)에서 행해질 수 있다. 열간압인의 경우에는, 결합재 분말이 함유되어 있는 연마제(예컨대, 다이아몬드)를 적합한 금형(예컨대, 강철)에 충전하여 가열로(furnace) 내에서 가열(예컨대, 500 ℃ 와 750 ℃ 사이)한다. 그런 후, 연마 결합재 분말-함유 금형을 가열로에 인접한 압착기 내에서 가열하고 치밀하게 된 상태로 제거한다. 강철 금형을 사용한다고 가정하는 경우에는, 강철이 750 ℃ 초과의 온도에서 연성상태가 되는 경향이 있기 때문에 열간압인을 위한 공정 온도에 제한이 있게 된다.

게다가, 일체형 아버(150) 및 휠(110) 조합체를 활용하는 본 발명의 구현예들은 이들 사이의 제조 공차를 작게 유지할 필요를 없앰으로써 제조비용을 더 절감시킬 수 있다. 이러한 일체형 구조는, 서로에게 기계적으로 고정된 개별 부품들에 비해 향상된 구조적 완결성을 제공한다. 따라서, 일체형 구조는 상대적으로 저렴한 재료들을 사용할 수 있게 한다. 더욱이, 공구(100)가 단지 일회용으로 설계되어 있고 반복된 사용과 관련되는 피로(fatigue)현상을 견딜 필요가 없기 때문에, 휠 부분(110)(구비되어 있는 경우에는, 일체형 아버(150)도 해당)을 요구되는 것 보다 덜 강한 재료들(상대적으로 저렴한 플라스틱재 또는 복합소재들 포함)로 제조할 수 있다. 게다가, 아버(150) 및 휠 부분들(110)은, 프로파일링된 요홈(125)에 새로운 접착형 연마제(130)를 삽입하는 것과 같이, 이들을 용이하게 재활용할 수 있게 하는 재료들 및/또는 구조 기법들을 이용하여 제조할 수 있다는 점을 주목한다. 그러나, 본 발명의 이러한 대안적 구현예들은 통상의 조립체들과 재료들로 제조될 수 있고, 일체형 구조나 특별한 재료들을 요구하지 않는다는 점을 주목한다.

프로파일링된 요홈(125)(그리고, 연마 프로파일(128)도 해당)은 보통 U, V 또는 바스켓(basket) 형상일 수 있지만, 판유리에 경사진 사각형(beveled), 에지가 깎인 형상(chamfered), 반곡선, 편평한 형상, 외각(arris) 및 이에 필적하는 에지 유형들을 제공하기에 필요한 형상들을 포함하여, 실질적으로는 임의의 형상으로 될 수 있다. 연마 프로파일(128)은 연삭되는 유리 두께에 따라 가변되며, 도 2b에 나타난 바와 같이, 폭(W), 깊이(D) 및 곡률반경(R)에 의해 정해질 수 있다. 상대적으로 긴 수명과 만족스러운 에지품질을 제공하는 경향이 있는 한 표준 프로파일은 다음과 같이 정의된다:

식 중에서 폭(W)은 공작물(예컨대, 유리)의 두께 + 0.5 mm이고, 최소 곡률반경(R)은 대략 (유리 두께)/2 이다.

다수의 적용분야에서, 바스켓 프로파일:

, (식 중에서 a는 협각(바스켓의 절두 원추형 에지들 사이의 각)으로 약 50 내지 약 60도의 범위에 속하며, R은 바스켓 저부의 곡률반경)을 이용하여 보다 양호한 표면 마무리 가공을 달성할 수 있다. V-형상(128´) 및 바스켓-형상(128˝)의 연마 프로파일은 도 3a 및 도 3b에 각각 도시되어 있다. 원하는 연마 프로파일들(128, 128´, 128˝)의 형상이 일단 결정되면, 프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)의 형상을 결정함으로써 이러한 연마 프로파일들(128, 128´, 128˝)과 미리 정해진 연마제(130)의 두께를 그 내부에 수용할 수 있게 된다.

앞서 언급된 바와 같이, 그리고 도 2a의 구현예에 도시된 바와 같이, 일회용 연삭 공구(100)는, 휠부(110) 및 본체(120) 모두와 일체인 아버부(150)를 구비한다. 따라서, 아버부(150)는 연삭기에서 휠부(110)로 회전운동을 부여하기 위한 아버 수단으로서 기능한다. 아버부(150)는 연삭기에 결합하기 위한 나사산 단부(160) 또는 기타 다른 적합한 수단을 구비할 수 있다. 아버부(150) 및 휠부(110)는 실질적으로 임의의 재료(예컨대, 공구강과 같은 철 합금, 또는 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금과 같은 비교적 경량 재료, 또는 주어진 적용분야에 적합한 강도를 지닌 비금속 복합물, 또는 이들의 배합물)로 제조될 수 있다. 비교적 경량 공구는 사용 중에 동력 소비를 유리하게 감소시킬 수 있고 결과적으로 구동 스핀들 및 기타 다른 연삭기 부품의 마모를 감소시킨다. 경량 공구는 또한 연삭기에 장착하고 연삭기로부터 탈착하는 것이 비교적 용이한 경향이 있다. 게다가, 연삭 공구와 연삭기 사이의 결합면에 경화강(hardened steel) 인서트를 갖는 알루미늄 본체를 구비하는 연삭 공구가 높은 내마모성 아버부(150)를 갖는 경량 연삭 공구를 제공한다는 점에서 바람직할 수 있다는 것을 주목한다.

연삭 공구(100)는 연삭되는 유리의 크기 및 형상에 따라 실질적으로는 임의의 크기일 수 있다. 통상의 적용분야에서, 연삭 공구(100)는 약 75 내지 약 300 mm(예컨대, 254 또는 256 mm 휠) 범위의 직경을 갖는 휠부(110)를 구비한다.

접착형 연마제(130)는 실질적으로 임의의 연마제 결정립 재료를 포함할 수 있다. 연마제의 예로는 약 0.5 내지 약 5000 마이크론, 일부 특정 구현예들에서는 약 2 내지 약 300 마이크론, 기타 다른 특정의 구현예들에서는 약 20 내지 약 200 마이크론 범위의 그릿 크기의 알루미나, 산화세륨, 실리카, 실리콘 카바이드, 지르코니아-알루미나, 가넷 및 금강사를 포함할 수 있다. 다이아몬드 및 입방붕소질화물(CBN)을 포함하는 유사한 그릿 크기의 초연마 결정립을 또한 사용할 수 있다. 꼭 원한다면, 초연마제와 일반 연마제의 배합물을 또한 사용할 수 있다. 대부분의 유리 성형 응용에서는, 다이아몬드 초연마 결정립을 통상 이용하지만 반드시 요구되는 것은 아니다. 에지품질은 다이아몬드 결정립 입자 크기에 의해 결정되는 경향이 있다. 다이아몬드 결정립 입자 크기의 증가는 에지품질을 희생시키면서도 연삭 속도 및 휠 수명을 증가시키는 경향이 있고, 반면에 다이아몬드 결정립 크기의 감소는 연삭 속도와 휠 수명을 희생시키면서도 에지품질을 향상시키는 경향이 있다. 본 발명의 일 구현예에 따라, 자동차 유리의 펜슬 에징에 사용될 수 있는 초연마제는 약 74 내지 약 88 마이크론 범위(예컨대, 미국 메시(표준 체) 170 보다 미세하고 미국 메시 200 보다 거침)의 입자크기분포를 가지고 있다. 에지를 깎아내기 위해, 대표적인 초연마제는 약 63 내지 약 74 마이크론 범위(예컨대, 미국 메시 200 보다 미세하고 미국 메시 230 보다 거침)의 입자크기분포를 가지고 있다. 건축용 유리는 통상적으로 자동차 유리보다 미세한 마무리 가공을 필요로 하며, 다수의 공구, 예를 들면 약 125 내지 약 149 마이크론 범위(예컨대, 미국 메시 100 보다 미세하고 미국 메시 120 보다 거친)의 초연마제 입자 크기를 갖는 거친 공구에 이어서 약 63 내지 76 마이크론 범위(즉, 미국 메시 180 보다 미세하고 미국 메시 220 보다 거친)의 초연마제 입자 크기를 갖는 미세 공구에 의해 연삭될 수 있다. 접착 기질 내의 초연마제 농도는 비교적 광범위하게 가변될 수 있지만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 윤곽화 적용분야에서는 약 5 내지 약 13 용적%, 에지 깎기 적용분야에서는 약 12 내지 약 25 용적%의 범위에 속한다. 초연마제 농도의 증가는 휠 수명(또한 전력소비)을 증가시키고 연삭 속도를 감소시키는 경향이 있음을 주목한다. 더 나아가, 비록 다이아몬드가 유리 마무리 적용분야에서 사용되는 통상의 초연마제이지만, CBN이 (원하는 연마능률 및 결정립 경도 같은 요인들에 따라) 보다 부드러운 연삭 작용이 허용되는 LCD 시트 같은 박판 유리의 에지가공용으로 적합한 해결책을 제공할 수 있다는 것을 주목한다. 게다가, 유리의 몇몇 유형은 그릿 유형으로 CBN을 필요로 하기도 한다. 예를 들어, 불소에 대한 다이아몬드의 높은 친화력을 고려해 볼 때, 높은 함량의 불소를 함유하는 유리 세라믹은 CBN 휠로 연삭해야 한다.

본 발명의 특정적 구현예에서는, 니켈-크롬 금속결합 시스템이 접착형 연마제(130)에 사용된다. 금속 접착형 기질에 사용될 수 있는 기타 다른 재료의 예로는 브론즈, 동 및 아연 합금류(예컨대, 놋쇠), 코발트, 철, 니켈, 은, 주석, 알루미늄, 인듐, 인, 안티모니, 티타늄, 텅스텐, 지르코늄, 크로뮴, 하프늄 및 임의의 수화물, 합금류 및 이들의 배합물이 있되, 이에 한정되지는 않는다. 코발트, 철 및/또는 텅스텐이 소량으로 첨가된 브론즈 합금류가 일반적으로 대부분의 유리 에지가공 적용분야에 바람직하다. 연성의 내마모성이 적은 결합재가 가구, 건축 또는 가전제품 유리에 사용될 수 있으며, 일반적으로 비교적 소량의 코발트, 철 및/또는 텅스텐을 사용하여 제조된다. 브론즈를 희생시켜 코발트, 철 및/또는 텅스텐을 증가시키는 것은 내마모성을 증가시키는 경향이 있다. 자동차 유리 연삭 적용분야는 비교적 고함량의 코발트, 철 및/또는 텅스텐을 갖는 고내마모성 결합재를 활용하여, 수명을 연장하고 완전 자동화 라인 상에서의 휠 변화를 최소화함으로써 비용 소모적인 휴지시간을 감소시킨다. 그러나, 꼭 원한다면, 유기성, 수지성 또는 유리질 결합재(필요하다면, 적당한 경화제와 함께)를 포함하는 비금속 결합재를 접착형 연마제(130)에 사용할 수도 있음을 주목한다.

예를 들면, 일회용 연마부가 가공 또는 연삭 기간 동안에 균열되지 않도록 코어(결합재/연마제 유지를 위한 임의의 예비성형체)가 대등한 열팽창을 가진 유리질 중심이 되어 있는, 유리질 결합재 시스템을 구비한 공동소결된 일체형 휠 구조 구현예를 고려한다. ANSI B7.1-2000은 이러한 구조의 모든 휠들이 1.5배 작동 속도에서 시험을 거치기를 요구한다는 것을 기억한다. 유기시멘트를 가진 휠의 경우에는, 강철재질의 코어가 사용될 수 있다. 이러한 설계는, 예를 들면, 16,000 표면선속도(sfm)가 표준속도인 경우에 적격일 수 있다. 이러한 구현예에서는, 원주형 고리에 대한 원주방향응력(hoop stress)으로 인해 이러한 자격조건들이 더 어렵게 통과됨에 따라, 분할형 구조(segmental construction)를 이용하여 다양한 안전 자격요건들을 만족시키도록 한다.

결합재 조성물의 구체적 선택은 연삭 적용분야와, 일반적으로 (내구성에 대한) 비용상의 어려움 및 가열(소결)시 유동 능력의 경쟁적 요구조건들에 따른다. 비용은 또 다른 요인이다(예컨대, 분할형 설계는 원주형 설계보다 고가일 수 있다). 특정의 일 구현예에서는, 접착형 연마제(130)가 자유소결 공정시 유동할 정도로 연성을 띰으로써 균열을 발생시키지 않고 예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)로 균일한 결합을 형성한다. 게다가, 마무리 가공된 연마제(130)는 알맞은 사용수명을 제공하도록 충분히 단단해야 한다. 예를 들어, 일부 적용분야에 대해 충분한 경도와 함께 원하는 유동성을 제공하도록 강철 휠(110)에 도포된 브론즈계 페이스트 시스템을 이용할 수 있다. 그러나, 브론즈계 시스템이 특정의 적용분야용으로 너무 연성이라고 여겨지는 경우에는, 각종 첨가제를 첨가함으로써 더 긴 수명을 위한 경도/내구성을 증가시키도록 한다. 이러한 첨가제의 예로는 주철(예컨대, 10 내지 20 용적%), DELCROME^® 합금 No. 90(인디애나주, Goshen에 소재한 Deloro Stellite사에서 시판하는 백색 주철합금), 텅스텐 카바이드 및/또는 앞서 설명된 바와 같은 기타 다른 재료들이 있다. 대안으로, 특히 높은 경도가 요구되는 적용분야에 대해서는, 니켈-크롬 결합재를, 예를 들어, 스테인레스강으로 제조된 휠부(110)와 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 방식은, 가열(furnacing)시 휠부(110)와 아버부(150)가 지나치게 왜곡되는 것을 피하도록 충분히 낮은 가공온도를 유리하게 사용할 수 있게 하는 한편, 비교적 높은 수준의 경도를 제공할 수 있다.

본 발명의 구현예들은 종래 기법을 이용하여 제조될 수 있다. 휠과 아버부(110,150)는, 예를 들어, 충분한 구조적 완결성을 가지고 있고 관련된 제조 온도를 견딜 수 있는 강철, 스테인레스강, 금속 재료 또는 비금속 재료(예컨대, 복합소재)와 같은 다양한 재료들로부터 전술한 바와 같이 일체형 또는 개별적 부품들로서 제조될 수 있다. 이들 휠부/아버부는 기계가공, 주조법/성형법, 복합소재 제조 및 이들의 조합과 같은 임의의 원하는 제조방법을 이용하여 제조할 수 있다. 특정의 구현예에서는, 연마제를 임의의 원하는 결합제(binders) 및 충전재와 함께 적합한 결합재(예컨대, 금속합금 분말의 형태로)와 혼합하여 페이스트를 형성한다. 이러한 페이스트를 예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)에 일정한 두께로 피복하거나 도포한다. 이러한 일정한 두께는, 예를 들어, 휠을 천천히 회전시키고, 예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)의 반대모양(inverse)으로 형성된 형판(template)을 이용하여 요홈으로부터 초과량의 페이스트를 긁어냄으로써 얻을 수 있으며, 이로써 원하는 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)을 제공하게 된다. 대안으로는, 연마제-결합재 테이프를 하나 이상의 층 내의 예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)에 도포하여 원하는 명목상의 일정한 두께를 지닌 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)을 제공한다.

예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)에 페이스트나 테이프나 기타 다른 적합한 연마제(130)를 도포한 후에는, 결합제를 연소제거시킬 정도로 충분히 높은 온도의 가열로 내에 휠을 배치하여 자유소결시킴으로써, 금속합금이 휠에 균일하게 결합되면서 융해되고, 유동하며 연마제 및 충전재를 캡슐화하도록 한다. 특정의 일 구현예에 따르면, 자유소결 공정은 보호분위기 하에서, 예컨대 진공 하에서 또는 아르곤, 질소, 수소 또는 이들의 배합 분위기 하에서 수행된다. 이러한 보호분위기는 예를 들어 금속 결합의 산화현상을 방지하는데 유용하다. 일반적으로 산화현상은 각 결합재 입자의 표면에 산화층이 형성되게 하며, 결과적으로 소결성과 그릿 보유율을 감소시킨다. 그러므로, 결합재 조성물의 산화되려는 경향 및 원하는 그릿 보유율 같은 요인들에 따라서, 자유소결 공정을 보호분위기 하에서 수행하는 것이 적합할 수 있다. 반면에, 일부 결합재는 공기중에서 또는 보호분위기 하에 열처리될 수 있다(예컨대, 유리질 결합재). 특정의 결합재 조성물과 공정 조건들을 통상의 방식으로 제어함으로써 수축이 균일하게 이루어지도록 보장할 수 있다. 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)을 연마 구현으로(예컨대, 산화알루미늄 연마제 스틱 또는 실리콘 카바이드 연삭휠) 터치업시키거나, 또는 기계가공처리를 함으로써(예컨대, EDM) 미리 정해진 공차 이내에 프로파일이 속하도록 보장할 수 있다.

전술한 바와 같이, 연마제(130)의 휠부(110)까지 마모되는 것을 실질적으로 방지하거나, 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)이 사양을 벗어날 정도로 얇아지기 전에, 연마제(130)의 두께를 미리 정해둔다. 허용가능한 에지형상을 특정의 유리 공작물에 부가할 수 있는 공차의 범위 이내에서 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)이 아주 약간 변경될 수 있음을 주목한다. 에지연삭의 일반과정 동안에, 연마제 결정립이 요홈(125, 125´, 125˝)에서 서서히 제거되며, 이는 결국 프로파일이 공차 범위를 넘어서 사양에서 벗어날 정도까지 연마제 프로파일(128, 128´, 128˝)을 얇게 만들기 쉽다. 일회용 기대수명은 예상되는 전체 사용 시간에 근거할 수 있으며, 이는 최종 사용자가 언제 공구(100) 사용을 멈추어야 하는 지를 결정하는데에 있어서 지침으로 이용될 수 있다. 그 후에 공구(100)를 버리고 새 공구로 대체시킬 수 있다.

예비-프로파일링된 요홈들(125, 125´, 125˝)을 자유소결된 연마제(130, 130´, 130˝)와 조합으로 사용하게 되면, 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같은 종래 에지가공 휠의 프로파일링 되지 않은 요홈들 내에 연마 결합재를 비교적 더 두꺼운 두께의 모양으로 형성하기 위해 흔히 사용되는 개별적 금형들과 요홈 모양형성 공정들이 필요없게 된다. 이러한 측면 자체가, 그리고 선택적으로는 일체형 휠/아버(110,150)를 조합으로 사용하여, 비교적 간단하고 효율적인 제조를 제공하며, 이는 결과적으로 공구(100)를 일회용의 폐기 가능한 제품으로서 충분히 제조할 수 있도록 효과적인 비용절감을 가져온다.

본 발명의 다양한 연삭 공구 구현예는, 비스트로닉^® 마쉬넨사(스위스), 반도^® 케미칼 공업사(일본) 및 글래스라인사(미국 오하이오주 페리스버스)에 의해 제공되는 것들과 같은 실질적으로 어떠한 종래 연삭기와도 사용될 수 있다. 통상의 연삭작업 동안, 유리를 약 2 내지 약 30 m/분의 범위의 속도로 연삭한다. 연삭 속도 및 에지품질을 유지하기 위해 산화알루미늄 연마제 스틱과 같은 도구를 사용하여 연마제 프로파일(128)을 주기적으로 드레싱할 수 있다.

하기의 예시적인 구현예들은 본 발명의 특정 양상들과 구현예들을 나타내되, 본 발명을 임의의 특정한 일 구현예 또는 특성 집합에 한정하려는 것이 아니다.

<실시예>

실시예 1

일체형 휠/아버부(110,150)를 이용하여 실질적으로는 공구(100)에 관해 도시되고 설명된 바와 같이 일회용 에지가공 휠을 제조하였으며, 여기서 휠(110)은 강철재질로 제조되었고 실질적으로는 도 2b에 관해 도시되고 설명된 바와 같이 요홈(125)을 포함하고 있다. 다층구조의 접착형 연마제(130)를 제공하기 위해 하기의 브론즈계 페이스트 시스템을 이용하였다.

91 중량%의 예비합금된 브론즈(77/23 Cu/Sn)- 325 메쉬;

9 중량%의 티타늄 수소화물;

10 용적%의 마이크론 다이아몬드(내마모제로서, 3-5 마이크론);

기재 도포용으로 적절한 점주도(consistency)를 지니는 페이스트를 형성하기 위한, 40-50 용적%의 물-함유 결합제(Vitta^TM 결합제),

가공 연마제로서 기능하는 150-220 메쉬 범위의 7-14 용적%의 다이아몬드.

또한, 선택적으로 10 내지 20 용적%의 주철, DELCROME^®90 합금, 텅스텐 카바이드 및/또는 기타 다른 유사한 재료들을 페이스트 시스템에 첨가하여, 내구성/경도를 더 증가시킬 수 있다.

실시예 2

일체형 휠/아버부(110,150)를 이용하여 실질적으로는 공구(100)에 관해 이전에 도시되고 설명된 바와 같이 일회용 에지가공 휠을 제조하였으며, 여기서 휠(110)은 스테인레스강(304)로 제조되었고 실질적으로는 도 2b에 관해 도시되고 설명된 바와 같이 요홈(125)을 포함하고 있다. 하기의 니켈-크롬계 페이스트 시스템을 이용하였다.

니크로브레이즈 LM 경납땜 합금(미국 미시건주 디트로이트, Wall Colmonoy사);

기재 도포용으로 적절한 점주도를 지니는 페이스트를 형성하기 위한, 40-50 용적%의 물-함유 브레이즈 결합제(Vitta사의 Vitta 브레이즈-결합제 Gel^TM),

가공 연마제로서 기능하는 (150-220 메쉬) 7-14 용적%의 다이아몬드.

또한, 본 개시로서 확인되는 바와 같이, 선택적으로 10 내지 20 용적%의 주철, DELCROME^® 90 합금, 스테인레스강 및/또는 기타 다른 유사한 재료들을 페이스트 시스템에 첨가하여, 내구성/경도를 더 증가시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 구현예들은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 본 발명의 모든 것을 포함하거나, 본 발명을 개시된 특정 정규 형태로 한정하고자 함이 아니다. 본 개시로 많은 수정과 변경이 가능하다. 본 발명의 범주를 이러한 상세한 설명이 아닌, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.

Claims

판유리의 에지 모양을 형성하기 위한 일회용 연삭 공구로서,
아버와 체결되도록 구성되고, 회전축을 구비한 휠;
상기 휠의 주연부를 따라 연장되고, 판유리의 원하는 에지 프로파일에 상응하는 프로파일을 가지고 있는, 프로파일링된 요홈; 및
상기 프로파일링된 요홈 내에, 미리 정해진 프로파일을 따라 실질적으로 일정한 두께로 등각 배치됨으로써 상기 공구가 상기 축에 대해 회전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 판유리에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가진 다층구조의 접착형 연마제
를 포함하는 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 다층구조의 접착형 연마제는 자유소결되는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 다층구조의 접착형 연마제는 분할 금형 내에서 열간가압되거나 열간압인되는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 휠은 상기 아버에 탈부착식으로 결합되는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 아버를 포함하는 연삭 공구.
제 5 항에 있어서, 상기 휠과 상기 아버가 일체화 구조를 이루는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 휠은 알루미늄합금, 마그네슘합금, 철합금, 비금속 복합소재, 중합체 및 이들의 배합물로 구성된 군에서 선택되는 재료로 제조되는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 접착형 연마제는 기질 내에 배치된 초연마 결정립을 포함하는 것인 연삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 초연마 결정립은 약 2 마이크론 이상 내지 약 300 마이크론 이하 범위의 입자크기분포를 포함하는 것인 연삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 초연마 결정립은 약 20 마이크론 이상 내지 약 200 마이크론 이하 범위의 입자크기분포를 포함하는 것인 연삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 기질은 약 5 용적% 이상 내지 약 25 용적% 이하의 초연마 결정립으로 이루어지는 것인 연삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 기질은, 금속 결합재, 유기성 결합재, 수지성 결합재 및 유리질 결합재로 구성된 군에서 선택되는 결합재를 포함하는 것인 연삭 공구.
제 8 항에 있어서, 상기 기질은 금속 결합 기질인 것인 연삭 공구.
제 13 항에 있어서, 상기 초연마 결정립은 다이아몬드를 포함하는 것인 연삭 공구.
제 13 항에 있어서, 상기 금속 결합재는 브론즈, 동, 아연, 코발트, 철, 니켈, 은, 주석, 알루미늄, 인듐, 인, 안티모니, 티타늄, 텅스텐, 지르코늄, 크로뮴, 하프늄, 수화물, 합금류 및 이들의 혼합물들로 구성된 군에서 선택되는 것인 연삭 공구.
제 13 항에 있어서, 상기 금속 결합재는 브론즈합금을 포함하는 것인 연삭 공구.
제 13 항에 있어서, 상기 금속 결합재는 브론즈합금, 및 코발트, 철, 텅스텐, 이들의 혼합물들 및 이들의 합금류로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것인 연삭 공구.
제 13 항에 있어서, 상기 금속 결합재는 니켈-크롬 합금을 포함하는 것인 연삭 공구.
제 18 항에 있어서, 상기 금속 결합재는 니켈-크롬 합금, 및 코발트, 철, 텅스텐, 이들의 혼합물들 및 이들의 합금류로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 원하는 에지 프로파일은 U형, V형 및 바스켓형으로 구성되는 군에서 선택되는 모양으로 이루어지는 것인 연삭 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 휠은 약 75 mm 이상 내지 약 300 mm 이하 범위의 직경으로 이루어지는 것인 연삭 공구.
판유리의 에지 모양을 형성하는 방법으로,
아버와 체결되도록 구성되고, 회전축을 구비한 휠과;
상기 휠의 주연부를 따라 연장되고, 판유리의 원하는 에지 프로파일에 상응하는 프로파일을 가지는, 프로파일링된 요홈과;
상기 프로파일링된 요홈 내에, 미리 정해진 프로파일을 따라 실질적으로 일정한 두께로 등각 배치됨으로써 상기 공구가 상기 축에 대해 회 전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 판유리에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가진 다층구조의 접착형 연마제를 포함하는, 일회용 연삭 공구를 연삭기에 장착하는 단계; 및
상기 일회용 연삭 공구가 상기 축에 대해 상기 연삭기 상에서 회전할때 상기 판유리의 에지를 상기 다층구조의 접착형 연마제에 인가하는 단계를 포함하는 방법.
제 22 항에 있어서, 상기 연마 프로파일이 상기 원하는 에지 프로파일과 관련된 치수 사양을 벗어나게 되면 상기 연삭 공구를 폐기하는 단계를 더 포함하는 방법.
회전축, 및 주연부를 따라 연장되고 유리 공작물의 원하는 프로파일에 상응하는 프로파일을 가지는 요홈이 구비된 휠을 제공하는 단계;
다층구조의 페이스트와 연마제 테이프와 결합재 중 적어도 하나를 상기 프로파일에 따라 등각으로 배치하는 단계; 및
상기 공구가 상기 축에 대해 회전할때 상기 원하는 에지 프로파일을 상기 유리 공작물에 부가하도록 구성된 연마 프로파일을 가진 다층구조의 접착형 연마제를 형성하기 위해, 열과 압력 중 적어도 하나를 상기 페이스트와 상기 테이프 중 적어도 하나에 가하는 단계
를 포함하는, 유리 마무리를 위한 일회용 에지가공용 공구를 제조하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 열과 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계 이전에,
상기 페이스트와 상기 테이프 중 적어도 하나가 상기 프로파일을 따라 실질적으로 일정한 두께를 갖도록 상기 페이스트와 상기 테이프 중 적어도 어느 하나에 형판을 가하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 열과 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계는 상기 페이스트와 상기 테이프 중 적어도 하나를 자유소결하는 단계를 포함하는 것인 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 열과 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계는 상기 페이스트와 상기 테이프 중 적어도 하나를 분할 금형 내에서 열간가압 및 열간압인 중 하나로 처리하는 것을 포함하는 것인 방법.