KR20190119044A - 연삭 공구 제조 방법 및 연삭 공구 - Google Patents

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Abstract

연삭 공구의 제조 방법에서, 결합제(23)의 도포에 의해 3차원 접착면(24)을 형성하는 공구 베이스 바디(4)가 제공된다. 공구 베이스 바디(4)는 접착면(24)이 제 1 전극(5)과 제 2 전극(6) 사이의 정전기장(E)에 배치되도록 위치된다. 연마 입자(8, 9)는 정전기장(E) 내에 도입되며, 이 정전기장(E)의 결과로서 연마 입자는 접착면(24)을 향해 이동하여 그에 접착한다. 이러한 방식으로 제조된 연삭 공구는 3차원 연마 입자 층(25)을 구비한다. 이러한 연삭 공구의 제조는 단순하고 유연하며 경제적이다. 이 연삭 공구는 임의의 형태의 연마 입자 층(25)을 가지며 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 가지고 광범위한 응용에서 사용될 수 있다.

Description

연삭 공구 제조 방법 및 연삭 공구
본 발명은 연삭 공구 제조 방법 및 연삭 공구에 관한 것이다.
표면 처리를 위한 핸드-가이드 연삭 공구는 고정 연마 입자(bonded abrasives) 또는 연마 포지(coated abrasives)에 의해 생산된다. 예를 들어 WO 2009/138114 A1(US 2011/0065369 A1에 대응)로부터 합성수지, 즉 고정 연마 입자로 결합된 연마 입자를 포함하는 거친 연삭 숫돌이 알려져있다. 한편, EP 2 130 646 A1(US 2009/0305619 A1에 대응)은 연삭 박막층을 구비한 지지판을 포함하는 플랩 디스크가 알려져있다. 연삭 박막층은 연마 포지로 제조되며 결합제를 사용하여 하층에 결합된 연마 입자를 포함한다. 고정 연마 입자에 대해 연마 포지는 핸드-가이드 연삭 공구의 응용에서 보다 높은 절단 성단뿐 아니라 더욱 긴 서비스 수명 및 그와 관련된 더 낮은 개인 비용, 연삭에 따른 노력의 감소와 감소된 소음 및 진동 노출과 같은 다양한 장점을 가진다.
EP 2 130 646 A1에 공지된 플랩 디스크의 경우, 연삭 박막층은 지지판의 외부 원주 림(rim) 둘레에서 각각 구부러져 연삭 박막층이 각각 3차원 형태의 연마 입자 층을 구성한다. 이로 인해서, 플랩 디스크는 매니폴드 연삭 응용의 경우에서 높은 절단 성능을 가진다. 플랩 디스크의 제조 비용이 높고 연삭 박막층이 구부러질 때 각각의 연마 입자 층이 손상될 위험이 있기 때문에 3차원 형태의 연마 입자 층이 제한된 정도로만 생산할 수 있다는 것이 단점이다.
본 발명의 목적은 간단하고 유연하며 경제적인, 랜덤 형태의 연마 입자 층과 높은 절단 성능 연삭 공구의 제조를 가능하게 하는 방법을 고안하는 것이다.
이 목적은 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 방법에 의해 달성된다. 공구 베이스 바디의 형태 또는 공구 베이스 바디의 베이스 바디 표면에 따라 공구 베이스 바디 상에 결합제를 도포함으로써, 3차원으로 형태화된 접착면이 생성된다. 접착면을 포함하는 공구 베이스 바디가 연마 입자가 도입되는 정전기장 내에 위치된다는 사실로 인해, 공구 베이스 바디는 연마 입자로 직접 코팅된다. 정전기장 내에 도입된 연마 입자는 접착면의 방향으로 정전기장 선을 따라 이동하여 접착면 또는 결합제와의 접촉에 따라 공구 베이스 바디에 접착하며, 그 결과로 연마 입자는 접착면에 상응하는 3차원으로 형태화된 연마 입자 층을 구성한다. 전극은 정전기장을 구성하도록 전기 전도성인 재료로 구성된다. 연마 입자가 공구 베이스 바디 상에 직접 도포되고 공구 베이스 바디가 그에 따라 베이스를 구성하기 때문에, -코팅된 연마재의 사용과 비교하여- 연삭 공구는 보다 단순하고 보다 유연하며 보다 경제적인 방식으로 생산될 수 있다. 원하는 공구 베이스 바디를 제공하고 결합제를 도포함으로써, 연마 입자 층은 임의로 3차원으로 형태화된 연마 입자 층을 가지고 유연한 방식으로 생산될 수 있다. 연마 입자가 정전기장 선을 따라 이동하기 때문에, 이것은 공구 베이스 바디의 위치 및 정전기장 선의 코스에 따라 공구 베이스 바디 또는 접착면 상에 원하는 방식으로 도포될 수 있으며, 그 결과 연삭 공구의 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명이 보장된다. 연마 입자는 중력으로 또는 접착면을 향하는 중력에 반하여 정전기장 내에서 이동할 수 있다.
공구 베이스 바디는 단층 또는 다층 방식으로 구성된다. 공구 베이스 바디는 경화 섬유, 폴리에스테르, 유리 섬유, 탄소 섬유, 면, 플라스틱 및 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함한다. 공구 베이스 바디는 또한 코팅된 접착제를 포함할 수 있다. 공구 베이스 바디는 적어도 단면 방식으로 유연 및/또는 견고하다. 공구 베이스 바디는 연삭 공구를 텐셔닝하고 회전식으로 구동하도록 허브 또는 샤프트를 가질 수 있다.
결합제는 열경화성 플라스틱, 탄성중합체, 열가소성 수지 및 합성 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료이다. 바람직하게는, 결합제는 열경화성 플라스틱, 특히 페놀 수지 또는 에폭시 수지이다. 페놀 수지는 예를 들어 레졸(resol) 또는 노볼락(novolak)이다. 결합제는 임의의 방식으로 공구 베이스 바디 상에 도포될 수 있다.
연마 입자는 특정한 기하학적 및/또는 비특정 기하학적 형태를 가진다. 연마 입자는 세라믹, 커런덤, 특히 지르콘 커런덤, 다이아몬드, 큐빅 결정질 질화붕소(CBN), 실리콘 카바이드 및 텅스텐 카바이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함한다.
연마 입자는 하나의 층 또는 복수의 층에 도포될 수 있으며, 그 결과 적어도 하나의 3차원으로 형태화된 연마 입자 층이 공구 베이스 바디 상에 구성된다. 복수의 연마 입자 층의 구성에 있어서, 결합제가 아래의 각각의 연마 입자 층 상에 도포되며 이어지는 연마 입자 층이 그 후에 이미 기술된 방식으로 정전기장에 의해 도포된다.
따라서 결합제는 공구 베이스 바디와 그 위에 도포된 연마 입자 층 사이에 염기 결합을 구성하고, 2개의 연마 입자 층 사이의 중간 결합을 구성한다.
접착면 또는 연마 입자 층은 임의의 원하는 3차원 방식으로, 예를 들어 곡선 방식으로 및/또는 서로에 대해 정렬된 여러 평면들, 예를 들어 종방향으로 정렬된 평면들로 형태화된다. 곡선형 구성은 예를 들어 필렛 용접의 처리 및/또는 에지의 처리를 가능하게 한다. 종방향으로 정렬된 평면으로 인해, 연마 입자 층은 모따기를 구성하며, 이는 거친 가공 또는 2차원 처리를 가능하게 한다.
청구범위 제 2 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 곡선형 접착면 또는 곡선형 연마 입자 층은 특히 필렛 용접의 처리 및/또는 에지 처리를 위한 연삭 공구를 제조하는 것을 가능하게 한다. 접착면 또는 연마 입자 층은 특히 오목하게 및/또는 볼록하게 곡선화된다. 곡률의 방향은 예를 들어 공구 베이스 바디의 중심 종축에 대해 및/또는 공구 드라이브를 마주하는 연삭 공구의 텐셔닝 측면에 대해 정의된다. 예를 들어 접착면 또는 연마 입자 층은 원통형 또는 구형이다.
청구범위 제 3 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 공구 베이스 바디는 적어도 하나의 전극에 대해 이동하여 연마 입자가 접착면에 신뢰성 있고 균일하게 도포되고 그에 따라 균질한 연마 입자 층이 확보된다. 특히, 이러한 이동으로 인해, 적어도 하나의 전극에 대한 공구 베이스 바디의 거리, 위치 및/또는 방향이 변경된다. 이동은 특히 적어도 부분적으로 연마 입자가 접착층을 향해 이동하여 그에 접착하는 동안 발생한다. 공구 베이스 바디는 예를 들어 핸들링 장치에 의해 이동된다.
청구범위 제 4 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 공구 베이스 바디의 중심 종축은 상이한 방향으로 정렬된다는 사실로 인해, 복잡하게 형태화된 연마 입자 층이 제조될 수 있다.
청구범위 제 5 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 중심 축선 주위로 공구 베이스 바디를 회전시킴으로써, 연마 입자의 신속하고 균일한 도포가 가능하다. 회전은 특히 연마 입자의 도포 중에 발생한다. 바람직하게는 회전 속도가 조정될 수 있으며, 그 결과로 연마 입자의 도포가 간단하고 유연한 방식으로 가능하다. 회전 속도는 예를 들어 도포될 연마 입자의 크기 및/또는 질량에 따라 및/또는 연마 입자 층의 원하는 두께에 따라 조정된다.
청구범위 제 6 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 보장한다. 정전기장의 선은 전극의 표면에 수직으로 나타나거나 진입하며, 그 결과 정전기장 선의 코스는 전극의 표면 형태, 위치 및/또는 방향에 의해 조정될 수 있다. 정전기장 선에 대해 대략적으로 접착면을 위치시킴으로써, 연마 입자는 접착면 상에 원하는 배향으로 도포된다. 이 배향으로 인해, 연삭 공구는 높은 절단 성능과 긴 사용 수명을 가진다.
청구범위 제 7 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 운반 장치에 의해, 연마 입자는 정전기장으로 자동으로 운송되며 그로부터 정전기장으로 인해 접착면으로 이동된다. 운반 장치는 예를 들어 연속적인 또는 클락 방식으로 동작될 수 있다. 바람직하게는, 운반 장치는 공구 베이스 바디의 이동과 동기화된다. 운반 장치의 운송 속도가 특히 조정될 수 있다.
청구범위 제 8 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 컨베이어 벨트는 간단한 방식으로 무한 컨베이어 장치의 구성을 가능하게 한다. 컨베이어 벨트는 예를 들어 적어도 2개의 도르래 둘레로 안내되고, 따라서 예를 들어 운반 장치의 연속 동작을 가능하게 한다. 컨베이어 벨트는 특히 전기 절연 방식으로 구성된다.
청구범위 제 9 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 제 1 전극이 운반 영역 아래에 중력 방향으로 배치된다는 사실로 인해, 연마 입자를 정전기장으로 도입하는 것이 간단한 방식으로 가능하게 된다. 운반 영역은 예를 들어 컨베이어 벨트의 표면에 의해 구성된다. 제 1 전극은 고정식으로 또는 변위 가능하게 배치된다. 제 1 전극은 특히 판형 방식으로 구성된다. 바람직하게는, 판형 전극은 기본적으로 컨베이어 벨트에 평행하게 이어진다.
청구범위 제 10 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 적어도 하나의 도징 장치는 연마 입자를 정전기장 및/또는 운반 장치로 직접 공급한다. 적어도 하나의 도징 장치가 도포될 연마 입자를 도징하고 분배한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 도징 장치는 운반 장치의 전면에 배치되고 연마 입자를 운반 장치에 공급한다. 특히 적어도 하나의 도징 장치에 의해 연마 입자의 입자 혼합물이 공급된다. 입자 혼합물에서, 연마 입자는 크기, 형태 및/또는 재료에서 달라질 수 있다. 입자 혼합물은 예를 들어 도징 장치로의 도입 이전에 혼합될 수 있으며, 그 결과 연마 입자의 공급이 하나의 단일 도징 장치로 가능해진다. 또한, 각각이 정확히 한 종류의 연마 입자를 함유하는 몇몇 도징 장치가 제공될 수 있으며, 그 결과로 입자 혼합물이 공급에 따라 도징 장치에 의해 유연한 방식으로 혼합된다. 적어도 하나의 도징 장치에 의해서, 연마 입자의 도징, 분배 및/또는 배향이 발생한다.
청구범위 제 11 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 전기적 텐션을 조정함으로써, 정전기장은 공급될 연마 입자에 적응된다.
청구범위 제 12 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 포함하는 간단하고 유연한 생산을 보장한다. 공구 베이스 바디 자체가 제 2 전극을 구성한다는 사실로 인해, 제 2 전극이 공구 베이스 바디에 최적으로 적응된다. 정전기장 선은 공구 베이스 바디 내로 또는 공구 베이스 바디로부터 접착면에 수직으로 들어가거나 나오며, 그 결과 연마 입자는 단순한 방식으로 복잡한 3차원 형태의 접착면에 도포되고 정렬될 수 있다. 공구 베이스 바디는 적어도 단면 또는 층으로 전기 전도성이다. 공구 베이스 바디가 제 2 전극을 형성한다는 사실로 인해, 연마 입자 층이 생성될 수 있으며 이는 공구 베이스 바디와 함께 언더컷을 구성한다. 다시 말하면, 공구 베이스 바디 또는 제 2 전극은 연삭 공구 내에 잔류하고 배출될 필요가 없다.
청구범위 제 13 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 포함하는 간단하고 유연한 생산을 보장한다. 공구 베이스 바디가 적어도 하나의 전기 전도성 층을 구성한다는 사실로 인해, 이것은 스스로 제 2 전극을 구성한다. 전기 전도성 층은 특히 베이스 바디 표면 상에, 예를 들어 공구 베이스 바디의 전면 및/또는 후면 상에 기저부 표면 상에, 및/또는 내부 상에 배치된다. 공구 베이스 바디는 예를 들어 전적으로 전기 전도성 재료로 구성된다.
청구범위 제 14 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 전기 전도성 결합제는 예를 들어 블록 필드의 구성이 방지되기 때문에 연마 입자의 도포를 단순화하며, 이는 특히 바람직한 방식으로 공구 베이스 바디가 제 2 전극을 구성할 때 이와 상호작용한다.
청구범위 제 15 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 포함하는 간단하고 유연한 생산을 보장한다. 베이스 바디 자체는 전기 전도성 재료에 의해 제 2 전극을 구성한다.
청구범위 제 16 항에 따른 방법은 간단하고 유연하며 경제적인 생산을 보장한다. 제 2 전극이 공구 베이스 바디와 별개로 구성된다는 사실로 인해, 제 2 전극이 복수의 연삭 공구를 제조하는데 사용될 수 있다. 분리된 제 2 전극에 의해, 임의의 재료, 특히 전기적으로 비전도성인 재료로 제조된 공구 베이스 바디가 연마 입자로 코팅될 수 있다.
청구범위 제 17 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 포함하는 간단하고 유연한 생산을 보장한다. 제 2 전극이 적어도 단면식으로 공구 베이스 바디에 상응하게 형태화된다는 사실로 인해, 제 2 전극의 표면 및 접착제 표면은 본질적으로 서로 평행하게 연장되고, 그 결과 정전기장 선이 접착면에 본질적으로 수직으로 정렬된다. 따라서 연마 입자는 접착면으로의 접착 동안 원하는 방식으로 정렬되고, 이는 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명이 가능하게 한다. 제 2 전극은, 예를 들어 공구 베이스 바디에 완전히 상응하게 형태화되고 공구 베이스 바디 상에 완전히 배치된다. 또한 제 2 전극은, 예를 들어 단면에서 공구 베이스 바디에 상응하게 형태화되며, 연마 입자의 도포 중에 공구 베이스 바디에 대해 이동되고, 특히 제 2 전극은 이동 중에 접착면 위에서 본질적으로 전체적으로 슬라이드한다.
청구범위 제 18 항에 따른 방법은 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 포함하는 간단하고 유연한 생산을 보장한다. 제 2 전극이 공구 베이스 바디 상에 인접한다는 사실로 인해, 제 2 전극의 표면은 본질적으로 접착면에 평행하게 및/또는 근접하게 이어지며, 그 결과 연마 입자는 원하는 배향으로 접착면에 도포된다. 이것에 의해서, 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명이 획득된다.
본 발명의 다른 목적은 임의로 형태화되는 연마 입자 층과 높은 절단 성능을 가진, 단순한 방식으로 제조되고 유연하게 적용될 수 있는 연삭 공구를 제조하는 것이다.
이 목적은 청구범위 제 19 항의 특징을 갖는 연삭 공구에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 연삭 공구의 장점은 본 발명에 따른 제조 방법의 맥락에서 이미 설명된 장점과 일치한다. 연삭 공구는 또한 제 1 항 내지 제 18 항 중 적어도 하나의 적어도 하나의 특징으로 추가로 명시될 수 있다. 연마 입자 층은 임의의 방식으로 3차원으로 형태화되고, 예를 들어 곡선형으로 및/또는 서로에 대해 정렬된 여러 평면, 예로서 서로 횡방향으로 정렬된 평면들로 형태화된다. 곡선형 구성은 예를 들어 필렛 용접의 처리 및/또는 에지의 처리를 가능하게 한다. 서로에 대해 횡방향으로 이어지는 평면으로 인해, 연마 입자 층은 거친 가공 또는 2차원 처리를 허용하는 모따기를 구성한다.
청구범위 제 20 항에 따른 연삭 공구는 유연하게 사용될 수 있다. 곡선형의, 특히 오목하게 및/또는 볼록하게 곡선화된 연마 입자 층은 보다 유연한 방식으로 인해, 필렛 용접의 처리 및/또는 에지의 처리가 유연한 방식으로 가능하다.
청구범위 제 21 항에 따른 연삭 공구는 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 갖는 유연한 응용을 보장한다. 연마 입자가 공구 베이스 바디에 정렬된다는 사실, 즉 3차원으로 형태화된 연마 입자 층과 정렬된다는 사실로 인해, 연삭 공구는 가장 다양한 용도에서 높은 절단 성능과 긴 사용 수명을 가진다.
청구범위 제 22 항에 따른 연삭 공구는 간단한 제조 및 유연한 응용을 보장한다. 연마 입자의 크기로 인해, 연삭 공구의 연마 특성은 원하는 방식으로 조정된다. 큰 또는 거친 입자의 연마 입자와 작은 또는 미세 입자의 연마 입자의 입자 혼합물로 인해, 특히 칩 공간의 특정한 조정 및 그에 따른 절단 성능 및 연삭 층 또는 연마 입자 층에 대한 긍정적인 효과가 가능하다. 미세 입자의 연마 입자는 최대 치수 D1를 가지는 반면, 거친 입자의 연마 입자는 최대 치수 D2를 가지고, 다음과 같이 제공된다: D1 ≤ D2.
청구범위 제 23 항에 따른 연삭 공구는 간단한 제조 및 유연한 응용을 보장한다. 연마 입자는 미세 입자 방식으로 구성된다. 미세 입자의 연마 입자는 특히 거친 입자의 연마 입자와 함께 필러 입자로서 역할을 한다. 미세 입자의 연마 입자는 거친 입자의 연마 입자 전에, 함께, 또는 후에 도포된다. 미세 입자의 연마 입자는 정전기적 및/또는 기계적인 방식으로 도포된다. 거친 입자의 연마 입자는 각각 최대 치수 D2를 가지며, 특히 다음이 적용된다: D1 ≤ D2.
청구범위 제 24 항에 따른 연삭 공구는 간단한 제조 및 유연한 응용을 보장한다. 거친 입자의 연마 입자는 특히 미세 입자의 연마 입자와 함께 도포된다. 이러한 경우에, 거친 입자의 연마 입자는 주 입자를 구성하고 미세 입자의 연마 입자는 필러 입자를 구성한다. 필러 입자는 예를 들어 정상 커런덤으로 제조된다. 거친 입자의 연마 입자는 예를 들어 세라믹으로 제조된다. 미세 입자의 연마 입자는 각각 최대 치수 D1를 가지며, 특히 다음이 적용된다: D1 ≤ D2.
청구범위 제 25 항에 따른 연삭 공구는 높은 절단 성능 및 긴 사용 수명을 갖는 유연한 응용을 보장한다. 연마 입자 층이 도포된 후, 연삭 공구 또는 결합제(염기 결합)는 오븐에서 통상적인 방식으로 경화된다. 적어도 하나의 커버링 본드 및 필요한 경우 추가의 커버층을 구성하기 위해, 결합제가 연마 입자 층에 도포된다. 커버링 본드 또는 커버층으로 인해, 절단 성능 및 수명이 향상된다. 결합제는 예를 들어 접착면의 구성을 위한 결합제에 따라 구성되고, 일반적인 방식으로 예를 들어 빙정석 및 사불화 칼륨오보레이트와 같은 활성 연삭 충전재 재료를 포함할 수 있다. 커버층 또는 커버링 본드는 바람직하게는 오븐에서 경화된다.
본 발명의 다른 특징, 장점 및 세부사항은 몇몇 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다:
도 1은 2개의 전극 사이의 정전기장에 의해 연마 입자로 공구 베이스 바디를 코팅함으로써 연삭 공구를 제조하기 위한 장치의 개략도,
도 2는 공구 베이스 바디 및 제 1 실시예에 따른 도 1의 상응하는 전극의 확대된 단면도,
도 3은 완성된 연삭 공구의 개략적인 단면도,
도 4는 공구 베이스 바디 및 제 2 실시예에 따른 상응하는 전극의 단면도,
도 5는 제 3 실시예에 따라 전극으로 구성된 공구 베이스 바디의 단면도, 그리고
도 6은 제 4 실시예에 따라 전극으로 구성된 공구 베이스 바디의 단면도이다.
아래에서, 본 발명의 제 1 실시예가 도 1 및 3을 참조하여 기술된다. 연삭 공구(2)의 제조를 위한 장치(1)는 공구 베이스 바디(4)를 핸들링하고 포지셔닝하기 위한 핸들링 장치(3), 정전기장 E를 생성하기 위한 제 1 전극(5) 및 상응하는 제 2 전극(6), 연마 입자(8, 9)를 컨베이어 장치(10)에 공급하기 위한 도징 장치(7)를 포함한다.
컨베이어 장치(10)는 2개의 도르래(12, 13)에 의해 텐셔닝되는 무한 컨베이어 벨트(11)를 포함한다. 도르래(12)는 예를 들어 전기 구동 모터(14)에 의해 회전식으로 구동된다. 중력 FG의 힘에 대해 도르래(12, 13) 위에 배치되는 컨베이어 벨트(11)의 부분은 수평 x 방향 및 수평 y 방향으로 연장하는 운반 영역(15)을 구성한다.
도징 장치(7)는 전극(5, 6)의 전방에 운반 방향(16)으로 배치된다. 제 1 전극(5)은 판형 방식으로 구성되고 중력 FG의 힘의 방향으로 컨베이어 벨트(11)의 상부 아래 및 운반 영역(15) 아래에 배치된다. 반면, 제 2 전극(6)은 중력 FG의 힘의 방향에 대해 컨베이어 벨트(11) 또는 운반 영역(15) 위에 배치된다. 따라서 제 2 전극은 제 1 전극(5)으로부터 수직 z 방향으로 이격되고, 그 결과 운반 영역(15)이 전극(5, 6) 사이에서 이어진다. x, y 및 z 방향은 카테시안 좌표계를 구성한다.
장치(1)의 기능성이 아래에 기술된다:
제 2 전극(6)은 공구 베이스 바디(4)와는 별도로 구성되고 공구 베이스 바디(4)에 따라 형상화된다. 제 2 전극(6)은 핸들링 장치(3)에 장착된다. 공구 베이스 바디(4)는 제 2 전극(6)이 본질적으로 공구 베이스 바디(4)의 후방 측면(17)에 완전히 인접하는 방식으로 핸들링 장치(3)에 의해 유지된다. 핸들링 장치(3)는 공구 베이스 바디(4)를 예를 들어 기계적으로 및/또는 공압식으로 유지한다. 제 1 전극(5)과 제 2 전극(6) 사이에는 전원(18)에 의해 생성되고 조정 가능한 전압 U가 인가된다.
공구 베이스 바디(4)는 3차원 형태를 가진다. 내부 영역(19)에서, 공구 베이스 바디(4)는 디스크형 방식으로 구성되며, 예를 들어 허브(20)를 갖는다. 이와 다르게, 공구 베이스 바디(4)는 허브(20) 대신 샤프트를 가질 수 있다. 허브(20) 또는 샤프트가 없는 구성 또한 가능하다. 이와 반대로, 공구 베이스 바디(4)는 영역(19) 둘레의 원주 영역(21)에 곡선 방식으로 구성된다.
우선, 제 2 전극(6)과는 반대 측의 앞면(22) 상에 결합제(23)가 도포되고, 그 결과 공구 베이스 바디(4) 상에 배치된 결합제(23)는 3차원 형태의 접착면(24)을 구성한다. 결합제(23)는 예를 들면 수지, 특히 페놀 수지이다. 공구 베이스 바디(4)는 예를 들어 가황 섬유 또는 폴리에스테르와 같은 일반적인 재료로 제조된다. 결합제(23)는 예로서 수동으로 또는 핸들링 장치(3)에 의해 도포된다. 예를 들어, 공구 베이스 바디(4)는 핸들링 장치(3)에 의해 정면(22)이 결합제(23)에 잠긴다.
후속하여, 공구 베이스 바디(4)는 핸들링 장치(3)에 의해 z 방향으로 제 1 전극 위에 위치되어, 접착면(24)이 전극(5, 6) 사이의 정전기장 E에 부분적으로 배치된다. 정전기장 선은 제 1 전극(5)의 표면 밖으로 수직으로 나가서 제 2 전극(6)의 표면에 수직으로 진입하고, 그 결과 정전기장 선은 본질적으로 접착면(24)을 통해 실질적으로 수직으로 이어진다. 도 2에서, 예시로서 이것은 정전기장 선 f1, f2 및 f3에 대해 도시되었다.
운반 장치(10)에 의해, 연마 입자(8, 9)는 3차원 형태의 연마 입자 층(25)을 구성하도록 정전기장 E로 운송된다. 이 목적을 위해, 도징 장치(7)는 예를 들어 미세-입자의 연마 입자(8)와 거친-입자의 연마 입자(9)의 혼합물을 제공한다. 미세-입자의 연마 입자(8)는 각각 최대 치수 D1를 가지며, 연마 입자(8)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D1 ≤ 5000㎛, 특히 5㎛ ≤ D1 ≤ 500㎛, 그리고 특히 10㎛ ≤ D1 ≤ 250㎛이다. 한편, 거친-입자의 연마 입자(9)은 각각 최대 치수(D2)를 가지며, 연마 입자(9)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D2 ≤ 5000㎛, 특히 150㎛ ≤ D2 ≤ 3000㎛, 그리고 특히 250㎛ ≤ D2 ≤ 1500㎛이다. 특히, D1 ≤ D2이다. 따라서 혼합물에서 연마 입자(8, 9)는 최대 치수 D1 또는 D2를 가지고, 여기서 혼합물 내의 최대 치수는 일반적으로 D로 지칭된다. 따라서 혼합물에서 연마 입자(8, 9)는 최대 치수 D를 가지며, 연마 입자(8, 9)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D ≤ 5000㎛, 특히 10㎛ ≤ D ≤ 2500㎛, 그리고 특히 100㎛ ≤ D ≤ 1000㎛이다.
연마 입자(8, 9)는 도징 장치에 의해 계량된 방식으로 컨베이어 벨트(11)에 공급되어 컨베이어 벨트에 분배된다. 예를 들어 전기 구동 모터(14)에 의해 연마 입자(8, 9)가 배치된 컨베이어 벨트(11)는 운반 방향(16)으로 이동되고, 그 결과 연마 입자(8, 9)는 정전기장 E으로 도입된다. 예를 들어 전기 구동 모터(14)에 의해, 운반 방향(16)으로의 운송 속도가 조정될 수 있다.
정전기장 E으로 인해, 연마 입자(8, 9)는 접착면(24)을 향해 중력 FG에 대해 이동되며, 이들은 예를 들어 정전기장 선 f1, f2 및 f3을 따라 정렬된다. 연마 입자(8, 9)가 접착면(24)에 부딪힐 때 그에 접착된다. 접착 연마 입자(8, 9)로 인해, 연마 입자 층(25)은 공구 베이스 바디(4) 상에 구성된다. 연마 입자(8, 9)를 균일하고 균질하게 도포하기 위해, 공구 베이스 바디(4)는 핸들링 장치(3)에 의해 중심 종축(26)을 중심으로 회전된다. 거친 입자의 연마 입자(9) 사이에서 미세 입자의 연마 입자(8)가 공구 베이스 바디(4)에 접착되고, 그 결과 다이 접착 입자 층(25)이 균질하게 구성된다. 이 경우에, 거친 입자의 연마 입자(9)는 주요 입자를 구성하고 미세 입자의 연마 입자(8)는 필러 입자를 구성한다. 연마 입자 층(25)은 접착면(24)에 상응하게 3차원으로 또는 곡선 방식으로 형태화된다. 또한 필요하다면, 공구 베이스 바디(4)는 중심 종축(26)이 제 1 전극(5)을 향해 다양한 방향으로 정렬되는 방식으로 이동된다.
공구 베이스 바디(4) 상으로의 연마 입자 층(25)의 도포가 완료된 후, 공구 베이스 바디(4)는 결합제(23) 및 연마 입자 층(25)과 함께 반제품을 구성한다. 반제품은 핸들링 장치(3)로부터 분리되고 결합제(23)가 경화되는 가열 장치 내에 배치된다. 후속하여, 필요한 경우 커버층(31) 그리고 적어도 하나의 커버링 본드(27)가 일반적인 방식으로 연마 입자 층(25) 상에 도포된다. 예를 들어 커버링 본드(27)는 추가의 활성 연마 필러 재료를 갖는 결합제(23)를 구비한다. 커버층(31)은 커버링 본드(27) 상에 도포된다. 커버층(31)은 추가의 활성 연마 필러 재료를 갖는 결합제(23)를 구비하며, 이때 활성 연마 필러 재료의 비율은 바람직하게는 커버링 본드(27) 내의 것보다 더 높다. 커버링 본드(27) 및 커버층(31)은 예를 들어 수동으로 도포된다. 후속하여, 커버링 본드(27) 및 커버층(31)은 가열 장치 내에서 경화된다. 결합제(23)는 예를 들어 페놀 수지 및 초크를 포함한다. 커버링 본드(27) 및 커버층(31)은 예를 들어 페놀 수지, 초크 및 빙정석을 포함한다. 제조 중의 대기 습도는 예를 들어 0% 내지 100%, 특히 35% 내지 80%이다. 도 3은 완성된 연삭 공구(2)를 도시한다.
아래에서, 본 발명의 제 2 실시예가 도 4를 참조하여 기술된다. 제 1 실시예와 다르게, 제 2 전극(6)은 공구 베이스 바디(4)보다 작고 공구 베이스 바디(4)의 일부만을 커버한다. 이 부분에서, 제 2 전극(6)은 공구 베이스 바디(4)에 따라 형태화되고, 그 결과로 제 2 전극(6)은 본질적으로 접착면(24)에 평행하게 이어진다. 제 2 전극(6)은 공구 베이스 바디(4)의 후방 측면(17)에 인접하지 않고 이로부터 미세하게 이격된다. 제 2 전극(6)은 핸들링 장치(3)에 견고하게 연결되는 반면, 공구 베이스 바디(4)는 핸들링 장치(3)에 의해 중심 종축(26)을 중심으로 회전된다. 따라서 공구 베이스 바디(4)는 중심 종축(26) 둘레의 회전에 의해 제 2 전극(6)에 대해 이동된다. 연마 입자(8, 9)는 정전기장 E의 영역에서 접착면(24)의 방향으로 이동하고, 접착면(24)과의 접촉에 따라 그에 부착된다. 공구 베이스 바디(4)가 제 2 전극(24)에 대해 이동하고, 즉 중심 종축(26) 둘레를 회전하며, 전체 접착면(24)은 연마 입자(8, 9)로 코팅된다. 장치(1)의 추가 셋업과 그 기능성, 그리고 연삭 공구(2)의 추가 셋업에 관해서는 이전 실시예를 참조한다.
아래에는 제 3 실시예가 도 5를 참조하여 기술된다. 이전 실시예와 달리, 공구 베이스 바디(4) 자체는 제 2 전극(6)으로서 구성된다. 이를 위해, 공구 베이스 바디(4)는 전기 전도성 재료, 특히 금속으로 제조된다. 공구 베이스 바디(4)는 예컨대 알루미늄으로 제조된다. 균일한 내부 영역(19) 및 볼록한 곡선형 영역(21)에 더하여, 도 5에 도시된 공구 베이스 바디(4)는 오목한 곡선형 영역(28)을 나타낸다. 따라서 접착면(24)은 복잡한 3차원으로 형태화된다. 도포된 결합제(23)는 블록 장을 피하고 정전기장 E를 최적화하기 위해 전기 전도성이다. 전기 전도성 결합제(23)는 예를 들어 전도성 광택제이다. 정전기장 선 f1 내지 f3은 다시 접착면(24)을 통해 수직으로 이어지고, 그 결과 복잡하게 형태화된 접착면(24)에도 불구하고 연마 입자(8, 9)가 정렬된 방식으로 도포된다. 중심 종축(26)은 본질적으로 x-y 평면 내에서 이어지고, 그 결과로, 중심 종축 둘레의 공구 베이스 바디(4)의 회전에 의해 내부 영역(19)과 영역(21, 28)이 신뢰 가능하고 균질하게 연마 입자(8, 9)로 코팅된다. 장치(1)의 추가의 셋업과 그의 기능성, 그리고 연삭 공구(2)의 추가의 셋업과 관련하여 이전 실시예를 참조한다.
아래에는 본 발명의 제 4 실시예가 도 7을 참조하여 기술된다. 이전 실시예와 다르게, 공구 베이스 바디(4)는 비-전기 전도성인 재료로 제조된 베이스 바디(29) 및 베이스 바디(29)에 견고하게 연결된 전기 전도성 층(30)을 포함한다. 전기 전도성 층(30)으로 인해, 공구 베이스 바디(4) 자체는 제 2 전극(6)을 구성한다. 예를 들어 층(30)은 구리 호일이다. 결합제(23)는 전기 전도성 층(30) 상에 도포되며, 그 결과 접착면(24)이 구성된다. 결합제(23)는 전기 전도성일 수 있다. 공구 베이스 바디(4)는 내부 영역(19), 볼록한 곡선 영역(21) 및 오목한 곡선 영역(28)을 나타낸다. 내부 영역(19)과 볼록한 곡선 영역(21) 사이에는 모접기 영역(32) 또는 모접기(chamfer)가 배치된다. 모접기 영역(32) 및 내부 영역(19)은 α≠180°인 각도 α를 형성한다. 모따기 영역(32)은 예를 들어 러프 가공 또는 2차원 처리를 수행한다. 공구 베이스 바디(4)는 중심 종축(26)을 중심으로 회전하고, 그 결과 복잡한 3차원 형상에도 불구하고 접착면(24)이 연마 입자(8, 9)로 신뢰성 있고 균일하게 코팅된다. 오목 곡률 및 볼록 곡률, 그리고 모따기 또는 모따기 영역(32)으로 인해, 구성된 연마 입자 층(25)은 복잡한 방식으로 3차원으로 형태화된다. 장치(1)의 추가 셋업과 그의 기능성, 그리고 연삭 공구(2)의 셋업에 대해서 이전의 실시예가 참조된다.
본 발명에 따른 방법은 적은 개수의 제조 단계를 가지며, 특히 코팅된 연마재의 변형을 방지한다. 본 발명에 따른 방법은 복수의 상이한 용도에 대해 복잡한 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 포함하는 연삭 공구(2)의 제조를 가능하게 한다. 이러한 경우, 연삭 공구(2)의 절단 성능 및 수명이 코팅된 연마재로 제조된 연삭 공구와 유사한다. 연마 입자(8, 9)의 정전기 응용에 의해, 특히 각자의 종축을 갖는 연마 입자(8, 9)가 접착면(24) 또는 공구 베이스 바디(4)의 표면에 수직으로 정렬되는 것이 가능하게 된다. 이는 높은 절단 성능과 긴 사용 수명을 보장한다. 또한, 본 발명에 따른 연삭 공구(2)는 코팅된 연마제와 비교하여 더 낮은 소음과 진동 노출을 나타내며 응용에 더 적은 노력을 필요로 한다.

Claims (25)

  1. 연삭 공구의 제조 방법으로서,
    - 공구 베이스 바디(4)를 제공하는 단계,
    - 상기 공구 베이스 바디(4) 상에 결합제(23)를 도포하여 3차원으로 형태화된 접착면(24)을 생성하는 단계,
    - 상기 접착면(24)이 제 1 전극(5)과 제 2 전극(6) 사이의 정전기장(E)에 배치되는 방식으로 상기 공구 베이스 바디(4)를 위치시키는 단계, 그리고
    - 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 구성하도록 연마 입자(8, 9)가 정전기장(E)으로 인해 접착면(24)을 향해 이동하여 상기 접착면(24)에 접착하는 방식으로 연마 입자(8, 9)를 정전기장(E)에 도입시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉면(24)은 상기 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 구성하도록 곡선화되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4)는 상기 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 구성하도록 적어도 하나의 전극(5, 6)에 대해 이동되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4)의 중심 종축(26)은 상기 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 구성하도록 제 1 전극(5)에 대해 다양한 방향으로 정렬되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4)는 상기 3차원으로 형태화된 연마 입자 층(25)을 구성하도록 중심 종축(26)을 중심으로 회전하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착면(24)에 접착하는 연마 입자(8, 9)는 적어도 부분적으로 상기 접착면(24)을 향해 정렬되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 입자(8, 9)는 운반 장치(10)에 의해 정전기장(E)으로 운송되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 운반 장치(10)는 컨베이어 벨트(11)를 포함하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 전극(5)은 상기 운반 장치(10)의 운반 영역(15) 아래에 배치되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 입자(8,9)는 도징(dosing) 장치(7)에 의해 공급되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극(5, 6) 사이의 전압(U)이 조정 가능한 것으로 특징지어지는, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4)는 제 2 전극(6)을 구성하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전기 전도성 층(30)이 상기 공구 베이스 바디(4) 상에 구성되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포된 결합제(23)는 전기 전도성인 것으로 특징지어지는, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4)는 적어도 부분적으로 전기 전도성 재료로 구성되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 베이스 바디(4) 및 상기 제 2 전극(6)은 서로 분리되어 구성되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극(6)은 적어도 단면적으로 상기 공구 베이스 바디(4)에 상응하게 형태화된 것으로 특징지어지는, 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극(6)은 적어도 단면적으로 상기 공구 베이스 바디(4)에 인접하는 것으로 특징지어지는, 방법.
  19. 연삭 공구로서,
    - 공구 베이스 바디(4), 및
    - 연마 입자(8, 9)를 포함하고,
    상기 연마 입자(8, 9)가 결합제(23)에 의해 상기 공구 베이스 바디(4)에 결합되어 연마 입자 층(25)을 구성하며,
    상기 연마 입자 층(25)이 3차원으로 형태화되는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 연마 입자 층(25)이 곡선형인 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 연마 입자(8, 9)는 적어도 부분적으로 상기 공구 베이스 바디(4)를 향해 정렬되는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 입자(8, 9)는 각각 상기 연마 입자(8, 9)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D ≤ 5000㎛, 특히 10㎛ ≤ D ≤ 2500㎛, 그리고 특히 100㎛ ≤ D ≤ 1000㎛이도록 하는 최대 치수 D를 가지는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연마 입자(8)는 각각 상기 연마 입자(8)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D1 ≤ 5000㎛, 특히 5㎛ ≤ D1 ≤ 500㎛, 그리고 특히 10㎛ ≤ D1 ≤ 250㎛이도록 하는 최대 치수 D1를 가지는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연마 입자(9)은 각각 상기 연마 입자(9)의 적어도 80%, 특히 적어도 90%, 그리고 특히 적어도 95%에 대해: 1㎛ ≤ D2 ≤ 5000㎛, 특히 150㎛ ≤ D2 ≤ 3000㎛, 그리고 특히 250㎛ ≤ D2 ≤ 1500㎛이도록 하는 최대 치수 D2를 가지는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연마 입자 층(25) 상에 커버링 본드(27)가 도포되고, 특히 커버층(31)이 상기 커버링 본드(27) 상에 도포되는 것으로 특징지어지는, 연삭 공구.
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