MX2015004594A - Particulas abrasivas que tienen formas particulares y metodos para formar tales particulas. - Google Patents

Particulas abrasivas que tienen formas particulares y metodos para formar tales particulas.

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Anuj Seth
Anthony C Gaeta
Christopher Arcona
Doruk O Yener
Jennifer H Czerepinski
Sujatha Iyengar
Frank J Csillag
William C Rice
Satyalakshmi K Ramesh
Gregory G Lafond
Sidath S Wijesooriva
Adam D Lior
Alan J Brandes
Anil Parmar
Paul Braun
Darrell K Everts
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Saint Gobain Abrasives Inc
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Abstract

La presente invención se refiere a un artículo abrasivo que comprende un primer grupo que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que recubren un respaldo, en donde la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo define una primera distribución no sombreada entre si.

Description

PARTÍCULAS ABRASIVAS QUE TIENEN FORMAS PARTICULARES Y MÉTODOS PARA FORMAR TALES PARTÍCULAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Lo siguiente se dirige a artículos abrasivos, y en particular, a métodos para formar artículos abrasivos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las partículas abrasivas y artículos abrasivos hechos de partículas abrasivas son útiles para diversas operaciones de remoción de material incluyendo rectificado, acabado y pulido. Dependiendo del tipo de material abrasivo, tales partículas abrasivas pueden ser útiles en la conformación o rectificado de una amplia variedad de materiales y superficies en la manufactura de productos. Hasta la fecha se han formulado ciertos tipos de partículas abrasivas que tienen geometrías particulares, tales como partículas abrasivas conformadas triangulares y artículos abrasivos que incorporan tales objetos. Véase, por ejemplo. Patentes de Estados Unidos Nos. 5,201,916; 5,366,523; y 5,984,988.
Algunas teenologías básicas que se han empleado para producir partículas abraaivas que tienen una forma específica, son:(1) fusión, (2) sinterización, y (3) cerámica química. En el proceso de fusión, las partículas abrasivas se pueden formar por un rodillo de enfriamiento, la cara del Ref.: 255991 cual puede o no puede estar grabada, un molde en donde se vierte el material fundido, o un material disipador de calor inmerso en una fusión de óxido de aluminio. Véase, por ejemplo, Patente de Estados Unidos No. 3,377,660, que describe un proceso que comprende las etapas de hacer fluir el material abrasivo fundido desde un horno sobre un cilindro de fundición giratorio frío, que solidifica rápidamente el material para formar una lámina curvada semisólida delgada, densifica el material se isólido con un rodillo de presión, y luego parcialmente fractura la tira de material semisólido invirtiendo su curvatura jalándolo lejos del cilindro con una transportadora enfriada impulsada rápidamente.
En el proceso de sinterización, las partículas abrasivas se pueden formar de polvos refractarios que tienen un tamaño de partícula de 45 mieras o menos de diámetro. Los aglutinantes se pueden añadir a los polvos junto con un lubricante y un solvente adecuado, por ejemplo, agua. Las mezclas resultantes, o lechadas pueden ser formadas en plaquetas o varillas de diferentes longitudes y diámetros. Véase, por ejemplo, Patente de Estados Unidos No. 3,079,242, que describe un método para producir partículas abrasivas de material de bauxita calcinada que comprende las etapas de (1) reducir el material a un polvo fino, (2) compactar bajo presión positiva y formar las partículas finas del polvo en aglomeraciones de tamaño de grano, y (3) sinterizar las aglomeraciones de partículas a una temperatura inferior a la temperatura de fusión de la bauxita para inducir la recristalización limitada de las partículas, por lo cual los granos abrasivos se producen directamente al tamaño.
La teenología de cerámica química implica la conversión de una dispersión coloidal o hidrosol (a veces llamada una sol), opcionalmente en una mezcla, con soluciones de otros precursores de óxido de metal, a un gel secando, y cociendo para obtener un material cerámico. Véase, por ejemplo, Patentes de Estados Unidos Nos. 4,744,802 y 4,848,041.
Aún, sigue habiendo una necesidad en la industria para mejorar el rendimiento, vida, y eficacia de las partículas abrasivas, y los artículos abrasivos que emplean partículas abrasivas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto, un artículo abrasivo incluye un respaldo, una capa adhesiva que recubre el respaldo, una primera partícula abrasiva conformada acoplada al respaldo en una primera posición, una segunda partícula abrasiva conformada acoplada al respaldo en una segunda posición, y en donde la primera y segunda partícula abrasiva conformada partícula abrasiva conformada se arreglan en un arreglo no sombreado con respecto entre sí, el arreglo no sombreado comprende al menos dos de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada.
En todavía otro aspecto, un artículo abrasivo incluye un respaldo, una capa adhesiva que recubre el respaldo, un primer grupo que comprende una pluralidad de partículas abrasivas conformadas acopladas al respaldo, en donde cada una de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo comparten al menos una de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada, y un segundo grupo que comprende una pluralidad de partículas abrasivas conformadas distintas del primer grupo y acopladas al respaldo, en donde cada una de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del segundo grupo comparten al menos una de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada.
Para otro aspecto, un artículo abrasivo incluye un respaldo, y un primer grupo que comprende una pluralidad de partículas abrasivas conformadas acopladas al respaldo en una capa discontinua, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas se arreglan en un arreglo no sombreado con respecto a entre sí y definen una misma orientación rotacional, una misma orientación lateral, un mismo espacio de orientación lateral, una misma orientación longitudinal, y un mismo espacio de orientación longitudinal.
De acuerdo con un aspecto, un artículo abrasivo incluye un primer grupo que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que cubren un respaldo, en donde la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo define un primer patrón con respecto entre sí.
Para aún otro aspecto, un artículo abrasivo incluye un respaldo y un primer grupo que tiene una pluralidad de partículas abrasivas conformadas acopladas al respaldo en una capa discontinua, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo definido por una combinación de al menos dos de una misma orientación rotacional predeterminada, una misma orientación lateral predeterminada, una misma orientación longitudinal predeterminada, una misma altura vertical predeterminada, y una misma altura de punta predeterminada.
De acuerdo con un aspecto, un artículo abrasivo incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas de un primer grupo que cubre un respaldo, en donde la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo define un arreglo no sombreado con respecto entre sí, y en donde al menos aproximadamente 80% de un contenido total de las partículas abrasivas conformadas se arreglan en una orientación lateral con respecto al respaldo.
En un cierto aspecto, un método para formar un artículo abrasivo incluye proporcionar un respaldo, colocar una primera partícula abrasiva conformada sobre el respaldo en una primera posición definida por al menos dos de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada, y colocar una segunda partícula abrasiva conformada sobre el respaldo en una segunda posición definida por al menos dos de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente descripción se puede entender mejor, y sus numerosas características y ventajas se hacen evidentes para los expertos en la téenica con referencia a las figuras acompañantes.
La FIG. 1A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. IB incluye una ilustración en sección transversal de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 1C incluye una ilustración en sección transversal de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. ID incluye una ilustración en sección transversal de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 2A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo que incluye partículas abrasivas conformadas de acuerdo con una modalidad.
La FIG.2B incluye una vista en perspectiva de una partícula abrasiva conformada en un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 3A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 3B incluye una ilustración de vista en perspectiva de una porción de un artículo abrasivo que incluye partículas abrasivas conformadas que tienen características de orientación predeterminadas con respecto a una dirección de rectificado de acuerdo con una modalidad.
La FIG.4 incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG.5 incluye una vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG.6 incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 7A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 7B incluye una ilustración de vista en perspectiva de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 7C incluye una ilustración de vista superior de un arreglo no sombreado que se forma sobre una porción de un artículo abrasivo que se proporciona de acuerdo con una modalidad.
La FIG.7D incluye una imagen de una porción de un artículo abrasivo que tiene un arreglo no sombreado de partículas abrasivas conformadas de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 8A incluye una ilustración de vista en perspectiva de una partícula abrasiva conformada de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 8B incluye una ilustración en sección transversal de la partícula abrasiva conformada de la FIG. 8A.
La FIG.8C incluye una ilustración de vista lateral de una partícula abrasiva conformada de acuerdo con una modalidad.
La FIG.9 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 10 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 11 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 12 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 13 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación que incluye regiones de contacto discretas que comprenden un adhesivo de acuerdo con una modalidad.
Las FIGs. 14A-14H incluyen vistas desde arriba hacia abajo de porciones de herramientas para formar artículos abrasivos que tienen diferentes estructuras de alineación estampadas que incluyen regiones de contacto discretas de un material adhesivo de acuerdo con modalidades en la presente.
La FIG. 15 incluye una ilustración de un sistema para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 16 incluye una ilustración de un sistema para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
Las FIGs. 17A-17C incluyen ilustraciones de los sistemas para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 18 incluye una ilustración de un sistema para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 19 incluye una ilustración de un sistema para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 20A incluye una imagen de una herramienta utilizada para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 20B incluye una imagen de una herramienta utilizada para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG.20C incluye una imagen de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
La FIG.21 incluye una gráfica de la fuerza normal (N) contra el número de corte para la muestra A y muestra B de acuerdo con la prueba de rectificado del Ejemplo 1.
La FIG.22 incluye una imagen de una porción de una muestra ejemplar de acuerdo con una modalidad.
La FIG.23 incluye una imagen de una porción de una muestra convencional.
La FIG. 24 incluye una gráfica de granos/cm2 y número total de granos/cm2 para dos muestras convencionales y tres muestras representativas de las modalidades.
Las FIGs.25-27 incluyen ilustraciones de gráficas de ubicaciones de partículas abrasivas conformadas sobre un respaldo para formar arreglos no sombreados de acuerdo con modalidades.
La FIG. 28 incluye una ilustración de una gráfica de ubicaciones de partículas abrasivas conformadas sobre un respaldo para formar arreglos no sombreados de acuerdo con una modalidad.
La FIG. 29 incluye una imagen de una muestra convencional que tiene un arreglo sombreado de partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo.
La FIG.30 incluye una imagen de una porción de una superficie de una base de pieza de trabajo utilizando una muestra que representa una modalidad.
La FIG.31 incluye una imagen de una porción de una superficie de una base de pieza de trabajo utilizando una muestra que representa una modalidad convencional.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Lo siguiente está dirigido a métodos para formar partículas abrasivas conformadas, características de las partículas abrasivas conformadas, métodos para formar artículos abrasivos utilizando artículo abrasivo conformado, y características de los artículos abrasivos. Las partículas abrasivas conformadas se pueden utilizar en varios artículos abrasivos, incluyendo por ejemplo artículos abrasivos unidos, artículos abrasivos recubiertos, y similares. En casos particulares, los artículos abrasivos de modalidades en la presente pueden ser artículos abrasivos recubiertos definidos por una capa única de granos abrasivos, y más particularmente una capa única discontinua de partículas abrasivas conformadas, que se pueden unir o acoplar a un respaldo y utilizar para remover material de las piezas de trabajo. En particular, las partículas abrasivas conformadas se pueden colocar de una manera controlada de tal manera que las partículas abrasivas conformadas definen una distribución predeterminada con respecto entre sí.
MÉTODOS PARA FORMAR PARTÍCULAS ABRASIVAS CONFORMADAS Varios métodos se pueden emplear para formar partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, las partículas abrasivas conformadas se pueden formar utilizando téenicas tales como extrusión, moldeo, serigrafía, laminado, fusión, prensado, fundición, segmentación, seccionamiento, y una combinación de los mismos. En ciertos casos, las partículas abrasivas conformadas se pueden formar de una mezcla, que puede incluir un material cerámico y un líquido. En casos particulares, la mezcla puede ser un gel formado de un material de polvo cerámico y un líquido, en donde el gel se puede caracterizar como un material de forma estable que tiene la capacidad de mantener sustancialmente una forma dada, incluso en el estado crudo (es decir, sin cocer). De acuerdo con una modalidad, el gel se puede formar del material de polvo cerámico como una red integrada de partículas discretas.
La mezcla puede mantener un cierto contenido de material sólido, material líquido, y aditivos de manera que tiene características reológicas adecuadas para formar las partículas abrasivas conformadas. Es decir, en ciertos casos, la mezcla puede tener una cierta viscosidad, y más particularmente, características reológicas adecuadas que facilitan la formación de una fase dimensionalmente estable de material. Una fase dimensionalmente estable de material es un material que se puede formar para tener una forma particular y mantener sustancialmente la forma de tal manera que la forma está presente en el objeto finalmente formado.
De acuerdo con una modalidad particular, la mezcla se puede formar para tener un contenido particular de material sólido, tal como el material de polvo cerámico. Por ejemplo, en una modalidad, la mezcla puede tener un contenido de sólidos de al menos aproximadamente 25% en peso, tal como al menos aproximadamente 35% en peso, o incluso al menos aproximadamente 38% en peso para el peso total de la mezcla. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, el contenido de sólidos de la mezcla puede ser no mayor que aproximadamente 75% en peso tal como no mayor que aproximadamente 70% en peso, no mayor que aproximadamente 65% en peso, no mayor que aproximadamente 55% en peso, no mayor que aproximadamente 45% en peso, o no mayor que aproximadamente 42% en peso. Se apreciará que el contenido de los materiales sólidos en la mezcla puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.
De acuerdo con una modalidad, el material de polvo cerámico puede incluir un óxido, un nitruro, un carburo, un boruro, un oxicarburo, un oxinitruro, y una combinación de los mismos. En casos particulares, el material cerámico puede incluir alúmina. Más específicamente, el material cerámico puede incluir un material de boehmita, que puede ser un precursor de alfa alúmina. El término "boehmita" se utiliza generalmente en la presente para denotar hidratos de alúmina incluyendo mineral boehmita, siendo típicamente AI2O3?2O y que tiene un contenido de agua del orden de 15%, así como psuedoboehmita, que tiene un contenido de agua mayor que 15%, tal como 20-38% en peso. Se observa que la boehmita (incluyendo psuedoboehmita) tiene una estructura cristalina particular e identificable, y en consecuencia patrón de difracción de rayos X único, y como tal, se distingue de otros materiales aluminosos, incluyendo otras alúminas hidratadas tales como ATH (trihidróxido de aluminio) un material precursor común utilizado en la presente para la fabricación de materiales de partículas de boehmita.
Además, la mezcla se puede formar para tener un contenido particular de material líquido. Algunos líquidos adecuados pueden incluir agua. De acuerdo con una modalidad, la mezcla se puede formar para tener un contenido de líquido menor que el contenido de sólidos de la mezcla. En casos más particulares, la mezcla puede tener un contenido de líquido de al menos aproximadamente 25% en peso, tal como al menos aproximadamente 35% en peso, al menos aproximadamente 45% en peso, al menos aproximadamente 50% en peso, o incluso al menos aproximadamente 58% en peso para el peso total de la mezcla. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, el contenido de líquido de la mezcla puede ser no mayor que aproximadamente 75% en peso, tal como no mayor que aproximadamente 70% en peso, no mayor que aproximadamente 65% en peso, no mayor que aproximadamente 62% en peso, o incluso no mayor que aproximadamente 60% en peso. Se apreciará que el contenido del líquido en la mezcla puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.
Además, para ciertos procesos, la mezcla puede tener un módulo de almacenamiento particular. Por ejemplo, la mezcla puede tener un módulo de almacenamiento de al menos aproximadamente lxlO4 Pa, tal como al menos aproximadamente 4xl04 Pa, o incluso al menos aproximadamente 5xl04 Pa. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, la mezcla puede tener un módulo de almacenamiento no mayor que aproximadamente lxlO7 Pa, tal como no mayor que aproximadamente 2xl06 Pa. Se apreciará que el módulo de almacenamiento de la mezcla 101 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
El módulo de almacenamiento se puede medir a través de un sistema de placas paralelas utilizando Reómetros rotacionales ARES o AR-G2, con sistemas de control de temperatura de placa Peltier. Para las pruebas, la mezcla se puede extruir dentro de una abertura entre dos placas que se configuran para estar aproximadamente 8 mm una de otra. Después de extruir el gel en la abertura, la distancia entre las dos placas que define la abertura se reduce a 2 mm hasta que la mezcla llena completamente la abertura entre las placas. Después de limpiar el exceso de mezcla, la abertura se reduce por 0.1 mm y se inicia la prueba. La prueba es una prueba de barrido de deformación por oscilación realizada con los ajustes del instrumento de un intervalo de deformación entre 01% a 100%, a 6.28 rad/s (1 Hz), utilizando placas paralelas de 25 mm y registrando 10 puntos por decenio. Dentro de 1 hora después de que finaliza la prueba, disminuya la abertura de nuevo por 0.1 mm y repita la prueba. La prueba se puede repetir al menos 6 veces. La primera prueba puede diferir de las segunda y tercera pruebas. Sólo los resultados de las segunda y tercera pruebas para cada especimen se deben reportar.
Además, para facilitar el procesamiento y formación de partículas abrasivas conformadas de acuerdo con modalidades en la presente, la mezcla puede tener una viscosidad particular. Por ejemplo, la mezcla puede tener una viscosidad de al menos aproximadamente 4xl03 Pa s, al menos aproximadamente 5xl03 Pa s, al menos aproximadamente 6xl03 Pa s, al menos aproximadamente 8x103 Pa s, al menos aproximadamente 10xl03 Pa s, al menos aproximadamente 20xl03 Pa s, al menos aproximadamente 30xl03 Pa s, al menos aproximadamente 40xl03 Pa s, al menos aproximadamente 50xl03 Pa s, al menos aproximadamente 60x103 Pa s, al menos aproximadamente 65xl03 Pa s. En al menos una modalidad no limitante, la mezcla puede tener una viscosidad no mayor que aproximadamente lOOxlO3 Pa s, no mayor que aproximadamente 95xl03 Pa s, no mayor que aproximadamente 90xl03 Pa s, o incluso no mayor que aproximadamente 85xl03Pa s. Se apreciará que la viscosidad de la mezcla puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. La viscosidad se puede medir en la misma manera que el módulo de almacenamiento como se describe anteriormente.
Por otra parte, la mezcla se puede formar para tener un contenido particular de materiales orgánicos, incluyendo, por ejemplo, aditivos orgánicos que pueden ser distinto del líquido, para facilitar el procesamiento y formación de partículas abrasivas conformadas de acuerdo con las modalidades en la presente. Algunos aditivos orgánicos adecuados pueden incluir estabilizantes, aglutinantes, tales como fructosa, sacarosa, lactosa, glucosa, resinas curables por UV, y similares.
En particular, las modalidades de la presente invención pueden utilizar una mezcla que puede ser distinta de las lechadas utilizadas en las operaciones de conformación convencionales. Por ejemplo, el contenido de materiales orgánicos, dentro de la mezcla, en particular, cualquiera de los aditivos orgánicos mencionados anteriormente, puede ser una cantidad menor en comparación con otros componentes dentro de la mezcla. En al menos una modalidad, la mezcla se puede formar para tener no mayor que aproximadamente 30% en peso de material orgánico para el peso total de la mezcla. En otros casos, la cantidad de materiales orgánicos puede ser menor, tal como no mayor que aproximadamente 15% en peso, no mayor que aproximadamente 10% en peso, o incluso no mayor que aproximadamente 5% en peso. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, la cantidad de materiales orgánicos dentro de la mezcla puede ser al menos aproximadamente 0.01% en peso, tal como al menos aproximadamente 0.5% en peso para el peso total de la mezcla. Se apreciará que la cantidad de materiales orgánicos en la mezcla puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
Por otra parte, la mezcla se puede formar para tener un contenido particular de ácido o base distinto de la del líquido, para facilitar el procesamiento y formación de partículas abrasivas conformadas de acuerdo con las modalidades en la presente. Algunos ácidos o bases adecuados pueden incluir ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido cítrico, ácido d órico, ácido tartárico, ácido fosfórico, nitrato de amonio, citrato de amonio. De acuerdo con una modalidad particular, la mezcla puede tener un pH menor que aproximadamente 5, y más particularmente, dentro de un intervalo entre aproximadamente 2 y aproximadamente , utilizando un aditivo de ácido nítrico.
De acuerdo con un método particular de formación, la mezcla se puede utilizar para formar partículas abrasivas conformadas a través de un proceso de serigrafía. Generalmente, un proceso de serigrafía puede incluir la extrusión de la mezcla desde un troquel en las aberturas de una pantalla en una zona de aplicación. Una combinación de sustratos incluyendo un tamiz que tiene aberturas y una banda subyacente al tamiz pantalla se puede trasladar debajo del troquel y la mezcla se puede suministrar en las aberturas del tamiz. La mezcla contenida en las aberturas puede ser más tarde extraída de las aberturas del tamiz y mantener en la banda. Las porciones conformadas resultantes de mezcla pueden ser partículas abrasivas conformadas precursoras.
De acuerdo con una modalidad, el tamiz puede tener una o más aberturas que tienen una forma bidimensional predeterminada, lo que puede facilitar la formación de partículas abrasivas conformadas que tienen sustancialmente la misma forma bidimensional. Se apreciará que puede haber características de las partículas abrasivas conformadas que no pueden ser replicadas de la forma de la abertura. De acuerdo con una modalidad, la abertura puede tener varias formas, por ejemplo, un polígono, un elipsoide, un número, una letra del alfabeto griego, una letra del alfabeto latino, un carácter del alfabeto ruso, un carácter Kanji, una forma compleja que incluye una combinación de formas poligonales, y una combinación de los mismos. En casos particulares, las aberturas pueden tener forma poligonal bidimensional tal como, un triángulo, un rectángulo, un cuadrilátero, un pentágono, un hexágono, un heptágono, un octágono, un nonágono, un decágono, y una combinación de los mismos.
En particular, la mezcla puede ser forzada a través del tamiz de manera rápida, de tal manera que el tiempo de residencia promedio de la mezcla dentro de las aberturas puede ser menor que aproximadamente 2 minutos, menor que aproximadamente 1 minuto, menor que aproximadamente 40 segundos, o incluso menor que aproximadamente 20 segundos. En modalidades particulares no limitantes, la mezcla puede ser sustancialmente inalterada durante la impresión a medida que viaja a través de las aberturas del tamiz, no experimentando así cambio en la cantidad de componentes de la mezcla original, y puede no experimentar secado apreciable en las aberturas del tamiz.
La banda y/o el tamiz se pueden trasladar a una velocidad particular para facilitar el procesamiento. Por ejemplo, la banda y/o el tamiz se pueden trasladar a una velocidad de al menos aproximadamente 3 cm/s. En otras modalidades, la velocidad de traslación de la banda y/o el tamiz puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente 4 cm/s, al menos aproximadamente 6 cm/s, al menos aproximadamente 8 cm/s, o incluso al menos aproximadamente 10 cm/s. Para ciertos procesos de acuerdo con modalidades en la presente, la velocidad de traslación de la banda en comparación con la velocidad de extrusión de la mezcla se puede controlar para facilitar el procesamiento adecuado.
Ciertos parámetros de procesamiento pueden ser controlados para facilitar las características de las partículas abrasivas conformadas precursoras (es decir, las partículas resultantes del proceso de conformación) y las partículas abrasivas conformadas finalmente formadas descritas en la presente. Algunos parámetros de proceso ejemplares pueden incluir una distancia de liberación que define un punto de separación entre el tamiz y la banda con respecto a un punto dentro de la zona de aplicación, una viscosidad de la mezcla, un módulo de almacenamiento de la mezcla, propiedades mecánicas de los componentes dentro de la zona de aplicación, espesor del tamiz, rigidez del tamiz, un contenido de sólidos de la mezcla, un contenido de portador de la mezcla, un ángulo de liberación entre la banda y el tamiz, una velocidad de traslación, una temperatura, un contenido de agente de liberación en la banda o en las superficies de las aberturas del tamiz, una presión ejercida sobre la mezcla para facilitar la extrusión, una velocidad de la banda, y una combinación de los mismos.
Después de completar el proceso de conformación, las partículas abrasivas conformadas precursoras resultantes se pueden trasladar a través de una serie de zonas, en donde pueden ocurrir los tratamientos adicionales. Algunos tratamientos adicionales ejemplares adecuados pueden incluir secado, calentamiento, curado, reacción, radiación, mezclado, sacudimiento, agitación, aplanado, calcinación, sinterización, trituración, tamizado, dopaje, y una combinación de los mismos. De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden trasladar a través de una zona de conformación opcional, en donde al menos una superficie exterior de las partículas se puede conformar adicionalmente. Adicional o alternativamente, las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden trasladar a través de una zona de aplicación en donde un material dopante se puede aplicar a al menos una superficie exterior de las partículas abrasivas conformadas precursoras. Un material dopante se puede aplicar utilizando diversos métodos incluyendo, por ejemplo, pulverización, inmersión, deposición, impregnación, transferencia, punzonado, corte, prensado, aplastamiento, y cualquier combinación de los mismos. En casos particulares, la zona de aplicación puede utilizar una boquilla de pulverización, o una combinación de boquillas de pulverización para pulverizar material dopante sobre las partículas abrasivas conformadas precursoras.
De acuerdo con una modalidad, la aplicación de un material dopante puede incluir la aplicación de un material particular, tal como un precursor. Algunos materiales precursores ejemplares pueden incluir un material dopante que se incorpora en las partículas abrasivas conformadas finalmente formadas. Por ejemplo, la sal de metal puede incluir un elemento o compuesto que es el precursor del material dopante (por ejemplo, un elemento de metal). Se apreciará que la sal puede estar en forma líquida, tal como en una mezcla o solución que comprende la sal y portador líquido. La sal puede incluir nitrógeno, y más particularmente, puede incluir un nitrato. En otras modalidades, la sal puede ser un cloruro, sulfato, fosfato, y una combinación de los mismos. En una modalidad, la sal puede incluir un nitrato de metal, y más particularmente, consistir esencialmente de un nitrato de metal.
En una modalidad, el material dopante puede incluir un elemento o compuesto tal como un elemento alcalino, elemento alcalinotérreo, elemento de tierras raras, hafnio, circonio, niobio, tántalo, olibdeno, vanadio, o una combinación de los mismos. En una modalidad particular, el material dopante incluye un elemento o compuesto que incluye un elemento tal como litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, escandio, itrio, lantano, cesio, praseodimio, niobio, hafnio, circonio, tántalo, molibdeno, vanadio, cromo, cobalto, hierro, germanio, manganeso, níquel, titanio, zinc, y una combinación de los mismos.
En casos particulares, el proceso de aplicación de un material dopante puede incluir seleccionar la colocación del material dopante en una superficie exterior de una partícula abrasiva conformada precursora. Por ejemplo, el proceso de aplicación de un material dopante puede incluir la aplicación de un material dopante a una superficie superior o una superficie inferior de las partículas abrasivas conformadas precursoras. En aún otra modalidad, una o más superficies laterales de las partículas abrasivas conformadas precursoras pueden ser tratadas de tal manera que se aplica un material dopante a las mismas. Se apreciará que varios métodos se pueden utilizar para aplicar el material dopante a diversas superficies exteriores de las partículas abrasivas conformadas precursoras. Por ejemplo, un proceso de pulverización se puede utilizar para aplicar un material dopante a una superficie superior o superficie lateral de las partículas abrasivas conformadas precursoras. Sin embargo, en una modalidad alternativa, un material dopante se puede aplicar a la superficie inferior de las partículas abrasivas conformadas precursoras a través de un proceso tal como inmersión, deposición, impregnación, o una combinación de los mismos. Se apreciará que una superficie de la banda se puede tratar con material dopante para facilitar una transferencia del material dopante a una superficie inferior de partículas abrasivas conformadas precursoras.
Y además, las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden trasladar en la banda a través de una zona de conformación posterior, en donde una variedad de procesos, incluyendo, por ejemplo, secado, se puede realizar en las partículas abrasivas conformadas precursoras como se describe en las modalidades en la presente. Diversos procesos se pueden realizar en la zona de formación posterior, incluyendo el tratamiento de las partículas abrasivas conformadas precursoras. En una modalidad, la zona de formación posterior puede incluir un proceso de calentamiento, en donde las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden secar. El secado puede incluir la remoción de un contenido particular de material, incluyendo los compuestos volátiles, tales como agua. De acuerdo con una modalidad, el proceso de secado se puede realizar a una temperatura de secado no mayor que aproximadamente 300°C, tal como no mayor que aproximadamente 280°C, o incluso no mayor que aproximadamente 250°C. Sin embargo, en una modalidad no limitante, el proceso de secado se puede realizar a una temperatura de secado de al menos aproximadamente 50°C. Se apreciará que la temperatura de secado puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de las temperaturas mínimas y máximas indicadas anteriormente. Además, las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden trasladar a través de la zona de formación posterior a una velocidad particular, tal como al menos aproximadamente 0.2 pies/min (0.06 m/min) y no mayor que aproximadamente 8 pies/min (2.4 / in).
De acuerdo con una modalidad, el proceso para formar partículas abrasivas conformadas puede comprender, además, un proceso de sinterización. Para ciertos procesos de modalidades en la presente, la sinterización se puede realizar después de recoger las partículas abrasivas conformadas precursoras de la banda. Alternativamente, la sinterización puede ser un proceso que se realiza mientras las partículas abrasivas conformadas precursoras están en la banda. La sinterización de las partículas abrasivas conformadas precursoras se puede utilizar para densificar las partículas, que están generalmente en un estado crudo. En un caso particular, el proceso de sinterización puede facilitar la formación de una fase de alta temperatura del material cerámico. Por ejemplo, en una modalidad, las partículas abrasivas conformadas precursoras se pueden sinterizar de tal manera que se forma una fase de alta temperatura de alúmina, tal como alfa alúmina. En un caso, una partícula abrasiva conformada puede comprender al menos aproximadamente 90% en peso de alfa alúmina para el peso total de la partícula. En otros casos, el contenido de alfa alúmina puede ser mayor, de manera que la partícula abrasiva conformada puede consistir esencialmente de alfa alúmina.
PARTÍCULAS ABRASIVAS CONFORMADAS Las partículas abrasivas conformadas se pueden formar para tener varias formas. En general, las partículas abrasivas conformadas se pueden formar para tener una forma que se aproxima a los componentes de conformación utilizados en el proceso de formación. Por ejemplo, una partícula abrasiva conformada puede tener una forma bidimensional predeterminada como se ve en dos dimensiones de la forma tridimensional, y en particular en una dimensión definida por la longitud y la anchura de la partícula. Algunas formas bidimensionales ejemplares pueden incluir un polígono, un elipsoide, un número, una letra del alfabeto griego, una letra del alfabeto latino, un carácter del alfabeto ruso, un carácter Kanji, una forma compleja que incluye una combinación de formas poligonales, y una combinación de los mismos. En casos particulares, la partícula abrasiva conformada puede tener forma poligonal bidimensional tal como, un triángulo, un rectángulo, un cuadrilátero, un pentágono, un hexágono, un heptágono, un octágono, un nonágono, un decágono, y una combinación de los mismos.
En un aspecto particular, las partículas abrasivas conformadas se pueden formar para tener una forma como se ilustra en la FIG.8A. La FIG.8A incluye una ilustración de vista en perspectiva de una partícula abrasiva conformada de acuerdo con una modalidad. Además, la FIG. 8B incluye una ilustración en sección transversal de la partícula abrasiva conformada de la FIG. 8A. El cuerpo 801 incluye una superficie superior 803, una superficie inferior 804 opuesta a la superficie superior 803. La superficie superior 803 y la superficie inferior 804 se pueden separar una de otra por superficies laterales 805.806, y 807. Como se ilustra, el cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada 800 puede tener una forma generalmente triangular como se ve en un plano definido por la superficie superior 803. En particular, el cuerpo 801 puede tener una longitud (Lmedia) como se muestra en la FIG.8B, que se puede medir en la superficie inferior 804 del cuerpo 801 y que se extiende desde una esquina en la superficie inferior correspondiente a la esquina 813 en la superficie superior a través de un punto medio 881 del cuerpo 801 a un punto medio en el borde opuesto del cuerpo correspondiente al borde 814 en la superficie superior del cuerpo. Alternativamente, el cuerpo se puede definir por una segunda longitud o longitud de perfil (Lp), que es la medida de la dimensión del cuerpo desde una vista lateral en la superficie superior 803 de una primera esquina 813 a una esquina adyacente 812. En particular, la dimensión de Lmedia puede ser una longitud que define una distancia entre una altura en una esquina (he) y una altura en un borde de punto medio (hm) opuesto a la esquina. La dimensión Lp puede ser una longitud de perfil a lo largo de un lado de la partícula que define la distancia entre hl y h2 (como se explica en la presente). La referencia en la presente a la longitud puede ser la referencia a cualquier Lmedia o Lp.
El cuerpo 801 puede incluir además una anchura (w) que es la dimensión más larga del cuerpo y que se extiende a lo largo de un lado. La partícula abrasiva conformada puede incluir además una altura (h), que puede ser una dimensión de la partícula abrasiva conformada que se extiende en una dirección perpendicular a la longitud y anchura en una dirección definida por una superficie lateral del cuerpo 801.
En particular, como se describirá con más detalle en la presente, el cuerpo 801 se puede definir por diversas alturas dependiendo de la ubicación en el cuerpo. En casos específicos, la anchura puede ser mayor que o igual a la longitud, la longitud puede ser mayor que o igual a la altura, y la anchura puede ser mayor que o igual a la altura.
Además, la referencia en la presente a cualquier característica dimensional (por ejemplo, hl, h2, hi, w, Lmedia, Lp, y similares) puede ser referencia a una dimensión de una partícula única de un lote. Alternativamente, cualquier referencia a cualquiera de las características dimensionales puede referirse a un valor mediano o un valor promedio derivado del análisis de un muestreo adecuado de partículas de un lote. A menos que se indique expresamente, la referencia en la presente a una característica dimensional se puede considerar referencia a un valor mediano que se basa en un valor estadísticamente significativo derivado de un tamaño de muestra de número adecuado de partículas de un lote. Cabe destacar que, para ciertas modalidades en la presente, el tamaño de la muestra puede incluir al menos 40 partículas seleccionadas aleatoriamente de un lote de partículas. Un lote de partículas puede ser un grupo de partículas que se recolectan de una corrida de proceso única, y más particularmente, puede incluir una cantidad de partículas abrasivas conformadas adecuadas para formar un producto abrasivo de grado comercial, tal como al menos aproximadamente 20 lbs (9.08 kg) de partículas.
De acuerdo con una modalidad, el cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada puede tener una primera altura de esquina (he) en una primera región del cuerpo definida por una esquina 813. En particular, la esquina 813 puede representar el punto de mayor altura en el cuerpo 801. Sin embargo, la altura en la esquina 813 no representa necesariamente el punto de mayor altura en el cuerpo 801. La esquina 813 se puede definir como un punto o región en el cuerpo 301 definida por la unión de la superficie superior 803, y dos superficies laterales 805 y 807. El cuerpo 801 puede incluir además otras esquinas, separadas unas de otras, incluyendo, por ejemplo, la esquina 811 y esquina 812. Como se ilustra adicionalmente, el cuerpo 801 puede incluir bordes 814. 815. y 816 que pueden separarse uno de otro por las esquinas 811. 812, y 813. El borde 814 se puede definir por una intersección de la superficie superior 803 con la superficie lateral 806. El borde 815 se puede definir por una intersección de la superficie superior 803 y superficie lateral 805 entre las esquinas 811 y 813. El borde 816 se puede definir por una intersección de la superficie superior 803 y superficie lateral 807 entre las esquinas 812 y 813.
Como se ilustra adicionalmente, el cuerpo 801 puede incluir una segunda altura de punto medio (hm) en un segundo extremo del cuerpo 801, que se puede definir por una región en el punto medio del borde 814, que puede ser opuesto al primer extremo definido por la esquina 813. El eje 850 se puede extender entre los dos extremos del cuerpo 801. La FIG. 8B es una ilustración en sección transversal del cuerpo 801 a lo largo del eje 850, que se puede extender a través de un punto medio 881 del cuerpo 801 a lo largo de la dimensión de longitud (Lmedia) entre la esquina 813 y el punto medio del borde 814.
De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente, incluyendo por ejemplo, la partícula de las FIGs. 8A y 8B pueden tener una diferencia promedio de altura, que es una medida de la diferencia entre he y hm. Por convención en la presente, la diferencia promedio de altura se identifica generalmente como hc-hm, sin embargo, se define un valor absoluto de la diferencia y se apreciará que la diferencia promedio de altura se puede calcular como hm-hc cuando la altura del cuerpo 801 en el punto medio del borde 814 es mayor que la altura a la esquina 813. Más particularmente, la diferencia promedio de altura se puede calcular sobre la base de una pluralidad de partículas abrasivas conformadas de un tamaño de muestra adecuado, tal como al menos 40 partículas de un lote como se define en la presente. Las alturas he y hm de las partículas se puede medir utilizando un Perfilómetro de Superficie Micro Measure 3D STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - Francia) (téenica de aberración cromática de luz blanca (LED)) y la diferencia promedio de altura se puede calcular con base en los valores promedio de he y hm de la muestra.
Como se ilustra en la FIG. 8B, en una modalidad particular, el cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada puede tener una diferencia promedio de altura en diferentes ubicaciones en el cuerpo. El cuerpo puede tener una diferencia promedio de altura, que puede ser el valor absoluto de [hc-hm] entre la primera altura de esquina (he) y la segunda altura de punto medio (hm) es al menos aproximadamente 20 mieras. Se apreciará que la diferencia promedio de altura se puede calcular como hm-hc cuando la altura del cuerpo 801 en un punto medio del borde es mayor que la altura en una esquina opuesta. En otros casos, la diferencia promedio de altura [hc-hm], puede ser al menos aproximadamente 25 mieras, al menos aproximadamente 30 mieras, al menos aproximadamente 36 mieras, al menos aproximadamente 40 mieras, al menos aproximadamente 60 mieras, tal como al menos aproximadamente 65 mieras, al menos aproximadamente 70 mieras, al menos aproximadamente 75 mieras, al menos aproximadamente 80 mieras, al menos aproximadamente 90 mieras, o incluso al menos aproximadamente 100 mieras. En una modalidad no limitante, la diferencia promedio de altura puede ser no mayor que aproximadamente 300 mieras, tal como no mayor que aproximadamente 250 mieras, no mayor que aproximadamente 220 mieras, o incluso no mayor que aproximadamente 180 mieras. Se apreciará que la diferencia promedio de altura puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
Además, se apreciará que la diferencia promedio de altura se puede basar en un valor promedio de he. Por ejemplo, la altura promedio del cuerpo en las esquinas (Ahc) se puede calcular midiendo la altura del cuerpo en todas las esquinas y promediando los valores, y puede ser distinta de un valor único de altura en una esquina (he). En consecuencia, la diferencia promedio de altura se puede dar por el valor absoluto de la ecuación [Ahc-hi], en donde hi es la altura interior que puede ser la dimensión más pequeña de la altura del cuerpo medida a lo largo de una dimensión entre cualquier esquina y opuesta al borde de punto medio en el cuerpo. Además, se apreciará que la diferencia promedio de altura se puede calcular utilizando una altura interior mediana (Mhi) calculada de un tamaño de muestra adecuado de un lote de partículas abrasivas conformadas y una altura promedio en las esquinas para todas las partículas en el tamaño de la muestra. En consecuencia, la diferencia promedio de altura se puede dar por el valor absoluto de la ecuación [Ahc-Mhi].
En casos particulares, el cuerpo 801 se puede formar para tener una relación de aspecto primaria, que es una relación expresada como anchura:longitud, en donde la longitud puede ser Lmidddle, que tiene un valor de al menos 1:1. En otros casos, el cuerpo se puede formar de tal manera que la relación de aspecto primaria (w:l) es al menos aproximadamente 1.5:1. tal como al menos aproximadamente 2:1. al menos aproximadamente 4:1. o incluso al menos aproximadamente 5:1. Sin embargo, en otros casos, la partícula abrasiva se puede formar de tal manera que el cuerpo tiene una relación de aspecto primaria que no es mayor que aproximadamente 10:1. tal como no mayor que 9:1. no mayor que aproximadamente 8:1. o incluso no mayor que aproximadamente 5:1. Se apreciará que el cuerpo 801 puede tener una relación de aspecto primaria dentro de un intervalo entre cualquiera de las relaciones indicadas anteriormente. Además, se apreciará que la referencia en la presente a una altura es la altura máxima medible de la partícula abrasiva. Se describe más adelante que la partícula abrasiva puede tener diferentes alturas en diferentes posiciones dentro del cuerpo 801.
Además de la relación de aspecto primaria, la partícula abrasiva se puede formar de tal manera que el cuerpo 801 comprende una relación de aspecto secundaria, que se puede definir como una relación de longitud:altura, en donde la longitud puede ser Lmedia y la altura es una altura interior (hi). En ciertos casos, la relación de aspecto secundaria puede estar dentro de un intervalo entre aproximadamente 5:1 y aproximadamente 1:3, tal como entre aproximadamente 4:1 y aproximadamente 1:2, o incluso entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 1:2. Se apreciará que la misma relación se puede medir utilizando valores medianos (por ejemplo, longitud mediana y altura mediana interior) para un lote de partículas.
De acuerdo con otra modalidad, la partícula abrasiva se puede formar de tal manera que el cuerpo 801 comprende una relación de aspecto terciaria, definida por la relación anchura:altura, en donde la altura es una altura interior (hi). La relación de aspecto terciaria del cuerpo 801 puede estar dentro de un intervalo entre aproximadamente 10:1 y aproximadamente 1.5:1, tal como entre 8:1 y aproximadamente 1.5:1, tal como entre aproximadamente 6:1 y aproximadamente 1.5:1, o incluso entre aproximadamente 4:1 y aproximadamente 1.5:1. Se apreciará que la misma relación se puede medir utilizando valores medianos (por ejemplo, longitud mediana, longitud intermedia mediana, y/o altura mediana interior) para un lote de partículas.
De acuerdo con una modalidad, el cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada puede tener dimensiones particulares, que pueden facilitar el rendimiento mejorado. Por ejemplo, en un caso, el cuerpo puede tener una altura interior (hi), que puede ser la dimensión más pequeña de la altura del cuerpo, medida a lo largo de una dimensión entre cualquier esquina y el borde de punto medio opuesto en el cuerpo. En casos particulares, en donde el cuerpo es una forma bidimensional generalmente triangular, la altura interior (hi) puede ser la dimensión más pequeña de la altura (es decir, medida entre la superficie inferior 804 y la superficie superior 805) del cuerpo para tres mediciones tomadas entre cada una de las tres esquinas y los bordes de punto medio opuestos. La altura interior (hi) del cuerpo de una partícula abrasiva conformada se ilustra en la FIG.8B . De acuerdo con una modalidad, la altura interior (hi) puede ser al menos aproximadamente 28% de la anchura (w). La altura (hi) de cualquier partícula se puede medir seccionando o montando y rectificando la partícula abrasiva conformada y visualizando de una manera suficiente (por ejemplo, microscopio de luz o SEM) para determinar la altura más pequeña (hi) en el interior del cuerpo 801. En una modalidad particular, la altura (hi) puede ser al menos aproximadamente 29% de la anchura, tal como al menos aproximadamente 30%, o incluso al menos aproximadamente 33% de la anchura del cuerpo. Para una modalidad no limitante, la altura (hi) del cuerpo puede ser no mayor que aproximadamente 80% de la anchura, tal como no mayor que aproximadamente 76%, no mayor que aproximadamente 73%, no mayor que aproximadamente 70%, no mayor que aproximadamente 68% de la anchura, no mayor que aproximadamente 56% de la anchura, no mayor que aproximadamente 48% de la anchura, o incluso no mayor que aproximadamente 40% de la anchura. Se apreciará que la altura (hi) del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.
Un lote de partículas abrasivas conformadas se puede fabricar, en donde el valor de la altura interior mediana (Mhi) se puede controlar, lo que puede facilitar el rendimiento mejorado. En particular, la altura interior mediana (hi) de un lote se puede relacionar con una anchura mediana de las partículas abrasivas conformadas del lote de la misma manera como se describió anteriormente. En particular, la altura interior mediana (Mhi) puede ser al menos aproximadamente 28%, tal como al menos aproximadamente 29%, al menos aproximadamente 30%, o incluso al menos aproximadamente 33% de la anchura mediana de las partículas abrasivas conformadas del lote. Para una modalidad no limitante, la altura interior mediana (Mhi) del cuerpo puede ser no mayor que aproximadamente 80%, tal como no mayor que aproximadamente 76%, no mayor que aproximadamente 73%, no mayor que aproximadamente 70%, no mayor que aproximadamente 68% de la anchura, no mayor que aproximadamente 56% de la anchura, no mayor que aproximadamente 48% de la anchura, o incluso no mayor que aproximadamente 40% de la anchura mediana. Se apreciará que la altura interior mediana (Mhi) del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.
Además, el lote de partículas abrasivas conformadas puede presentar uniformidad dimensional mejorada como se mide por la desviación estándar de una característica dimensional de un tamaño de muestra adecuado. De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas pueden tener una variación de altura interior (Vhi), que se puede calcular como la desviación estándar de la altura interior (hi) para un tamaño de muestra adecuado de partículas de un lote. De acuerdo con una modalidad, la variación de altura interior puede ser no mayor que aproximadamente 60 mieras, tal como no mayor que aproximadamente 58 mieras, no mayor que aproximadamente 56 mieras, o incluso no mayor que aproximadamente 54 mieras. En una modalidad no limitante, la variación de altura interior (Vhi) puede ser al menos aproximadamente 2 mieras. Se apreciará que la variación de altura interior del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
Para otra modalidad, el cuerpo de la partícula abrasiva conformada puede tener una altura interior (hi) de al menos aproximadamente 400 mieras. Más particularmente, la altura puede ser al menos aproximadamente 450 mieras, tal como al menos aproximadamente 475 mieras, o incluso al menos aproximadamente 500 mieras. En aún una modalidad no limitativa, la altura del cuerpo puede ser no mayor que aproximadamente 3 mm, tal como no mayor que aproximadamente 2 mm, no mayor que aproximadamente 1.5 mm, no mayor que aproximadamente 1 mm, no mayor que aproximadamente 800 mieras. Se apreciará que la altura del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que el intervalo anterior de valores puede ser representativo de un valor de la altura interior mediana (Mhi) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
Para ciertas modalidades en la presente, el cuerpo de la partícula abrasiva conformada puede tener dimensiones particulares, incluyendo, por ejemplo, una anchura>longitud, una longitud>altura y una anchura³altura. Más particularmente, el cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada puede tener una anchura (w) de al menos aproximadamente 600 mieras, tal como al menos aproximadamente 700 mieras, al menos aproximadamente 800 mieras, o incluso al menos aproximadamente 900 mieras. En un ejemplo no limitativo, el cuerpo puede tener una anchura no mayor que aproximadamente 4 mm, tal como no mayor que aproximadamente 3 mm, no mayor que aproximadamente 2.5 mm, o incluso no mayor que aproximadamente 2 mm. Se apreciará que la anchura del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente . Además, se apreciará que el intervalo anterior de valores puede ser representativo de una anchura mediana (Mw) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
El cuerpo 801 de la partícula abrasiva conformada puede tener dimensiones particulares, incluyendo, por ejemplo, una longitud (Lmedia o Lp) de al menos aproximadamente 0.4 mm, tal como al menos aproximadamente 0.6 mm, al menos aproximadamente 0.8 mm, o incluso al menos aproximadamente 0.9 mm. Sin embargo, para al menos una modalidad no limitante, el cuerpo 801 puede tener una longitud no mayor que aproximadamente 4 mm, tal como no mayor que aproximadamente 3 mm, no mayor que aproximadamente 2.5 mm, o incluso no mayor que aproximadamente 2 mm. Se apreciará que la longitud del cuerpo 801 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que el intervalo anterior de valores puede ser representativo de una longitud mediana (MI), que puede ser más particularmente, una longitud intermedia mediana (MLmedia) o longitud de perfil mediana (MLp) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
La partícula abrasiva conformada puede tener un cuerpo 801 que tiene una cantidad particular de inclinación lateral, en donde el valor de inclinación lateral (d) se puede definir como una relación entre una altura promedio del cuerpo 801 en las esquinas (Ahc) en comparación con la dimensión menor de la altura del cuerpo en el interior (hi). La altura promedio del cuerpo 801 en las esquinas (Ahc) se puede calcular midiendo la altura del cuerpo en todas las esquinas y promediando los valores, y puede ser distinta de un valor único de altura en una esquina (he). La altura promedio del cuerpo 801 en las esquinas o en el interior se puede medir utilizando un Perfilómetro de Superficie Micro Measure 3D STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - Francia) (téenica de aberración cromática de luz blanca (LED)). Alternativamente, la inclinación lateral se puede basar en una altura mediana de las partículas en la esquina (Mhc) calculada de un muestreo adecuado de partículas de un lote. Del mismo modo, la altura interior (hi) puede ser una altura interior mediana (Mhi) derivada de un muestreo adecuado de partículas abrasivas conformadas de un lote. De acuerdo con una modalidad, el valor de inclinación lateral (d) puede ser no mayor que aproximadamente 2, tal como no mayor que aproximadamente 1.9, no mayor que aproximadamente 1.8, no mayor que aproximadamente 1.7, no mayor que aproximadamente 1.6, o incluso no mayor que aproximadamente 1.5. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, el valor de inclinación lateral (d) puede ser al menos aproximadamente 0.9, tal como al menos aproximadamente 1.0. Se apreciará que la relación de inclinación lateral puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que los valores de inclinación lateral anteriores pueden ser representativos de un valor de inclinación lateral mediano (Md) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
Las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente, incluyendo, por ejemplo, el cuerpo 801 de la partícula de la FIG.8A pueden tener una superficie inferior 804 que define un área inferior (Ab). En casos particulares, la superficie inferior 304 puede ser la superficie más grande del cuerpo 801. La superficie inferior puede tener un área de superficie definida como el área inferior (Ab) que es mayor que el área de superficie de la superficie superior 803. Además, el cuerpo 801 puede tener un área de punto medio de sección transversal (Am) que define un área de un plano perpendicular al área inferior y se extiende a través de un punto medio 881 (entre las superficies superior e inferior) de la partícula. En ciertos casos, el cuerpo 801 puede tener una relación de área de área inferior a área de punto medio (Ab/Am) no mayor que aproximadamente 6. En casos más particulares, la relación de área puede ser no mayor que aproximadamente 5.5, tal como no mayor que aproximadamente 5, no mayor que aproximadamente 4.5, no mayor que aproximadamente 4, no mayor que aproximadamente 3.5, o incluso no mayor que aproximadamente 3. Sin embargo, en una modalidad no limitante, la relación de área puede ser al menos aproximadamente 1.1, tal como al menos aproximadamente 1.3, o incluso al menos aproximadamente 1.8. Se apreciará que la relación de área puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que las relaciones de área anteriores pueden ser representativas de una relación de área mediana para un lote de partículas abrasivas conformadas.
Además las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente, incluyendo, por ejemplo, la partícula de la FIG.8B pueden tener una diferencia de altura normalizada de al menos aproximadamente 0.3. La diferencia de altura normalizada se puede definir por el valor absoluto de la ecuación [(hc-hm)/(hi)]. En otras modalidades, la diferencia de altura normalizada puede ser no mayor que aproximadamente 0.26, tal como no mayor que aproximadamente 0.22, o incluso no mayor que aproximadamente 0.19. Sin embargo, en una modalidad particular, la diferencia de altura normalizada puede ser al menos aproximadamente 0.04, tal como al menos aproximadamente 0.05, al menos aproximadamente 0.06. Se apreciará que la diferencia de altura normalizada puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que los valores de altura normalizada anteriores pueden ser representativos de un valor de altura normalizada mediano para un lote de partículas abrasivas conformadas.
En otro caso, el cuerpo 801 puede tener una relación de perfil de al menos aproximadamente 0.04, en donde la relación de perfil se define como una relación de la diferencia promedio de altura [hc-hm] a la longitud (Lmedia) de la partícula abrasiva conformada, definida como el valor absoluto de [(hc-hm)/(Lmedia)]. Se apreciará que la longitud (Lmedia) del cuerpo puede ser la distancia a través del cuerpo 801 como se ilustra en la FIG.8B. Además, la longitud puede ser una longitud promedio o mediana calculada de un muestreo adecuado de partículas de un lote de partículas abrasivas conformadas como se define en la presente. De acuerdo con una modalidad particular, la relación de perfil puede ser al menos aproximadamente 0.05, al menos aproximadamente 0.06, al menos aproximadamente 0.07, al menos aproximadamente 0.08, o incluso al menos aproximadamente 0.09. Sin embargo, en una modalidad no limitante, la relación de perfil puede ser no mayor que aproximadamente 0.3, tal como no mayor que aproximadamente 0.2, no mayor que aproximadamente 0.18, no mayor que aproximadamente 0.16, o incluso no mayor que aproximadamente 0.14. Se apreciará que la relación de perfil puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que la relación perfil anterior puede ser representativa de una relación de perfil mediana para un lote de partículas abrasivas conformadas.
De acuerdo con otra modalidad, el cuerpo 801 puede tener un ángulo de incidencia particular, que puede ser definido como un ángulo entre la superficie inferior 804 y una superficie lateral 805, 806 o 807 del cuerpo. Por ejemplo, el ángulo de incidencia puede estar dentro de un intervalo entre aproximadamente Io y aproximadamente 80°. Para otras partículas en la presente, el ángulo de incidencia pueden estar dentro de un intervalo entre aproximadamente 5o y 55°, tal como entre aproximadamente 10° y aproximadamente 50°, entre aproximadamente 15° y 50°, o incluso entre aproximadamente 20° y 50°. La formación de una partícula abrasiva que tiene tal ángulo de incidencia puede mejorar las capacidades de abrasión de la partícula abrasiva. En particular, el ángulo de incidencia puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de dos ángulos de inclinación indicados anteriormente.
De acuerdo con otra modalidad, las partículas abrasivas conformadas en la presente, incluyendo por ejemplo las partículas de las FIGs.8A y 8B pueden tener una región elipsoidal 817 en la superficie superior 803 del cuerpo 801. La región elipsoidal 817 se puede definir por una región de zanja 818 que se puede extender alrededor de la superficie superior 803 y definir la región elipsoidal 817. La región elipsoidal 817 puede abarcar el punto medio 881. Por otra parte, se piensa que la región elipsoidal 817 definida en la superficie superior puede ser un artefacto del proceso de formación, y se puede formar como resultado de las tensiones impuestas en la mezcla durante la formación de las partículas abrasivas conformadas de acuerdo con los métodos descritos en la presente.
La partícula abrasiva conformada se puede formar de manera que el cuerpo incluye un material cristalino, y más particularmente, un material policristalino. En particular, el material policristalino puede incluir granos abrasivos. En una modalidad, el cuerpo puede estar esencialmente libre de un material orgánico, incluyendo, por ejemplo, un aglutinante. Más particularmente, el cuerpo puede consistir esencialmente de un material policristalino.
En un aspecto, el cuerpo de la partícula abrasiva conformada puede ser un aglomerado que incluye una pluralidad de partículas abrasivas, arena, y/o granos unidos entre sí para formar el cuerpo 801 de la partícula abrasiva 800. Los granos abrasivos adecuados pueden incluir nitruros, óxidos, carburos, boruros, oxinitruros, oxiboruros, diamante, superabrasivos (por ejemplo, cBN) y una combinación de los mismos. En casos particulares, los granos abrasivos pueden incluir un compuesto o complejo de óxido, tal como óxido de aluminio, óxido de circonio, óxido de titanio, óxido de itrio, óxido de cromo, óxido de estroncio, óxido de silicio, y una combinación de los mismos. En un caso particular, la partícula abrasiva 800 está formada de tal manera que los granos abrasivos que forman el cuerpo 800 incluyen alúmina, y más particularmente, pueden consistir esencialmente de alúmina. En una modalidad alternativa, las partículas abrasivas conformadas pueden incluir conjuntos geográficos, incluyendo, por ejemplo, compactos policristalinos de materiales abrasivos o superabrasivos que incluyen una fase de aglutinante, que puede incluir un metal, aleación de metal, súper aleación, cermet, y una combinación de los mismos. Algunos materiales aglutinantes ejemplares pueden incluir cobalto, tungsteno, y una combinación de los mismos.
Los granos abrasivos (es decir, cristalitos) contenidos dentro del cuerpo pueden tener un tamaño de grano promedio que es generalmente no mayor que aproximadamente 100 mieras. En otras modalidades, el tamaño de grano promedio puede ser menor, tal como no mayor que aproximadamente 80 mieras, no mayor que aproximadamente 50 mieras, no mayor que aproximadamente 30 mieras, no mayor que aproximadamente 20 mieras, no mayor que aproximadamente 10 mieras, o incluso no mayor que aproximadamente 1 miera. Aún, el tamaño de grano promedio de los granos abrasivos contenidos en el cuerpo puede ser al menos aproximadamente 0.01 mieras, tal como al menos aproximadamente 0.05 mieras, tal como al menos aproximadamente 0.08 mieras, al menos aproximadamente 0.1 mieras, o incluso al menos aproximadamente 1 miera. Se apreciará que los granos abrasivos pueden tener un tamaño de grano promedio dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
De acuerdo con ciertas modalidades, la partícula abrasiva puede ser un artículo de material compuesto que incluye al menos dos tipos diferentes de granos abrasivos dentro del cuerpo. Se apreciará que diferentes tipos de granos abrasivos son granos abrasivos que tienen diferentes composiciones con respecto entre sí. Por ejemplo, el cuerpo se puede formar de manera que se incluye al menos dos tipos diferentes de granos abrasivos, en donde los dos tipos diferentes de granos abrasivos pueden ser nitruros, óxidos, carburos, boruros, oxinitruros, oxiboruros, diamante, y una combinación de los mismos.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva 800 puede tener un tamaño de partícula promedio, medido por la dimensión más grande medióle en el cuerpo 801, de al menos aproximadamente 100 mieras. De hecho, la partícula abrasiva 800 puede tener un tamaño de partícula promedio de al menos aproximadamente 150 mieras, tal como al menos aproximadamente 200 mieras, al menos aproximadamente 300 mieras, al menos aproximadamente 400 mieras, al menos aproximadamente 500 mieras, al menos aproximadamente 600 mieras, al menos aproximadamente 700 mieras, al menos aproximadamente 800 mieras, o incluso al menos aproximadamente 900 mieras. Sin embargo, la partícula abrasiva 800 puede tener un tamaño de partícula promedio que es no mayor que aproximadamente 5 mm, tal como no mayor que aproximadamente 3 mm, no mayor que aproximadamente 2 mm, o incluso no mayor que aproximadamente 1.5 mm. Se apreciará que la partícula abrasiva 100 puede tener un tamaño de partícula promedio dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente pueden tener un porcentaje de intermitencia que puede facilitar el funcionamiento mejorado. En particular, la intermitencia define un área de la partícula como se ve a lo largo de un lado, tal como se ilustra en la FIG.8C, en donde la intermitencia se extiende desde una superficie lateral del cuerpo dentro de las cajas 888 y 889. La intermitencia puede representar regiones ahusadas próximas a la superficie superior y superficie inferior del cuerpo. La intermitencia se puede medir como el porcentaje de área del cuerpo a lo largo de la superficie lateral contenida dentro de una caja que se extiende entre un punto más interno de la superficie lateral (por ejemplo, 891) y un punto más externo (por ejemplo, 892) en la superficie lateral del cuerpo. En un caso particular, el cuerpo puede tener un contenido particular de intermitencia, que puede ser el porcentaje de área del cuerpo contenida dentro de las cajas 888 y 889 en comparación con el área total del cuerpo contenida dentro de las cajas 888, 889, y 890. De acuerdo con una modalidad, el porcentaje de intermitencia (f) del cuerpo puede ser al menos aproximadamente 10%. En otra modalidad, el porcentaje de intermitencia puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente 12%, tal como al menos aproximadamente 14%, al menos aproximadamente 16%, al menos aproximadamente 18%, o incluso al menos aproximadamente 20%. Sin embargo, en una modalidad no limitante, el porcentaje de intermitencia del cuerpo se puede controlar y no puede ser mayor que aproximadamente 45%, tal como no mayor que aproximadamente 40%, o incluso no mayor que aproximadamente 36%. Se apreciará que el porcentaje de intermitencia del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes máximos y mínimos anteriores. Además, se apreciará que los porcentajes de intermitencia anteriores pueden ser representativos de un porcentaje de intermitencia promedio o un porcentaje de intermitencia mediano para un lote de partículas abrasivas conformadas.
El porcentaje de intermitencia se puede medir montando la partícula abrasiva conformada en su lado y viendo el cuerpo en el lado para generar una imagen en blanco y negro, tal como se ilustra en la FIG. 8C. Un programa adecuado para crear y analizar imágenes que incluye el cálculo de la intermitencia puede ser el software imageJ. El porcentaje de intermitencia se puede calcular determinando el área del cuerpo 801 en las cajas 888 y 889 en comparación con el área total del cuerpo como se ve en el lado (área sombreada total), incluyendo el área en el centro 890 y dentro de las cajas 888 y 889. Tal procedimiento puede ser completado por un muestreo adecuado de partículas para generar valores promedios, medianos, y/o de desviación estándar.
Un lote de partículas abrasivas conformadas de acuerdo con modalidades en la presente puede presentar uniformidad dimensional mejorada como se mide por la desviación estándar de una característica dimensional de un tamaño de muestra adecuado. De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas pueden tener una variación de intermitencia (Vf), que se puede calcular como la desviación estándar del porcentaje de intermitencia (f) para un tamaño de muestra adecuado de partículas de un lote. De acuerdo con una modalidad, la variación de intermitencia puede ser no mayor que aproximadamente 5.5%, tal como no mayor que aproximadamente 5.3%, no mayor que aproximadamente 5%, o no mayor que aproximadamente 4.8%, no mayor que aproximadamente 4.6%, o incluso no mayor que aproximadamente 4.4%. En una modalidad no limitante, la variación de intermitencia (Vf) puede ser al menos aproximadamente 0.1%. Se apreciará que la variación de intermitencia puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.
Las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente pueden tener una altura (hi) y valor multiplicador de intermitencia (hiF) de al menos 4000, en donde hiF = (hi)(f), un "hi" representa una altura interior mínima del cuerpo como se describe anteriormente y "f" representa el porcentaje de intermitencia. En un caso particular, la altura y valor multiplicador de intermitencia (hiF) del cuerpo pueden ser mayores, tal como al menos aproximadamente 4500% de mieras, al menos aproximadamente 5000% de mieras, al menos aproximadamente 6000% de mieras, al menos aproximadamente 7000% de mieras, o incluso al menos aproximadamente 8000% de mieras. Sin embargo, en una modalidad no limitante, la altura y valor multiplicador de intermitencia pueden ser no mayores que aproximadamente 45000% de mieras, tal como no mayores que aproximadamente 30000% de mieras, no mayores que aproximadamente 25000% de mieras, no mayores que aproximadamente 20000% de mieras, o incluso no mayores que aproximadamente 18000% de mieras. Se apreciará que la altura y valor multiplicador de intermitencia del cuerpo pueden estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores. Por otra parte, se apreciará que el valor multiplicador anterior puede ser representativo de un valor multiplicador mediano (MhiF) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
Las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente pueden tener un valor multiplicador (dF) de inclinación lateral (d) e intermitencia (F) como se calcula por la ecuación dF = (d)(F), en donde dF no es mayor que aproximadamente 90%, "d" representa el valor de inclinación lateral, y "f" representa el porcentaje de intermitencia del cuerpo. En un caso particular, el valor multiplicador (dF) de inclinación lateral (d) e intermitencia (F) del cuerpo puede ser no mayor que aproximadamente 70%, tal como no mayor que aproximadamente 60%, no mayor que aproximadamente 55%, no mayor que aproximadamente 48%, no mayor que aproximadamente 46%. Sin embargo, en una modalidad no limitante, el valor multiplicador (dF) de inclinación lateral (d) e intermitencia (F) puede ser al menos aproximadamente 10%, tal como al menos aproximadamente 15%, al menos aproximadamente 20%, al menos aproximadamente 22%, al menos aproximadamente 24%, o incluso al menos aproximadamente 26%. Se apreciará que el valor multiplicador (dF) de inclinación lateral (d) e intermitencia (F) del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos anteriores. Además, se apreciará que el valor multiplicador anterior puede ser representativo de un valor multiplicador mediano (MdF) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
Las partículas abrasivas conformadas de las modalidades en la presente pueden tener una relación de altura e inclinación lateral (hi/d) como se calcula por la ecuación hi/d = (hi)/(d), en donde hi/d no es mayor que aproximadamente 1000, "hi" representa una altura interior mínima como se describió anteriormente, y "d" representa la inclinación lateral del cuerpo. En un caso particular, la relación (hi/d) del cuerpo puede ser no mayor que aproximadamente 900 mieras, no mayor que aproximadamente 800 mieras, no mayor que aproximadamente 700 mieras, o incluso no mayor que aproximadamente 650 mieras. Sin embargo, en una modalidad no limitante, la relación (hi/d), puede ser al menos aproximadamente 10 mieras, tal como al menos aproximadamente 50 mieras, al menos aproximadamente 100 mieras, al menos aproximadamente 150 mieras, al menos aproximadamente 200 mieras, al menos aproximadamente 250 mieras, o incluso al menos aproximadamente 275 mieras. Se apreciará que la relación (hi/d) del cuerpo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores. Además, se apreciará que la relación de altura e inclinación lateral anterior puede ser representativa de una relación de altura mediana e inclinación lateral (Mhi/d) para un lote de partículas abrasivas conformadas.
ARTÍCULOS ABRASIVOS La FIG. 1A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, el artículo abrasivo 100 puede incluir un respaldo 101. El respaldo 101 puede incluir un material orgánico, material inorgánico, y una combinación de los mismos. En ciertos casos, el respaldo 101 puede incluir un material tejido. Sin embargo, el respaldo 101 puede estar hecho de un material no tejido. Los materiales de respaldo particularmente adecuados pueden incluir materiales orgánicos, incluyendo polímeros y, en particular, poliéster, poliuretano, polipropileno, poliimidas tal como KAPTON de DuPont, y papel. Algunos materiales inorgánicos adecuados pueden incluir metales, aleaciones de metal, y en particular, láminas de cobre, aluminio, acero, y una combinación de los mismos. Se apreciará que el artículo abrasivo 100 puede incluir otros componentes, incluyendo por ejemplo capas adhesivas (por ejemplo, primera capa, capa de apresto, relleno frental, etc.) que se discutirán con más detalle en la presente.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 100 puede incluir una partícula abrasiva conformada 102 que recubre el respaldo 101, y más particularmente, acoplada al respaldo 101. En particular, la partícula abrasiva conformada 102 se puede colocar en una primera posición predeterminada 112 sobre el respaldo 101. Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 100 puede incluir además una partícula abrasiva conformada 103 que pueden estar cubriendo el respaldo 101, y más particularmente, acoplada al respaldo 101 en una segunda posición predeterminada 113. El artículo abrasivo 100 puede incluir además una partícula abrasiva conformada 104 que recubre el respaldo 101, y más particularmente, acoplada al respaldo 101 en una tercera posición predeterminada 114. Como se ilustra adicionalmente en la FIG.1A, el artículo abrasivo 100 puede incluir además una partícula abrasiva conformada 105 que recubre el respaldo 101, y más particularmente, acoplada al respaldo 101 en una cuarta posición predeterminada 115. Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 100 puede incluir una partícula abrasiva conformada que recubre el respaldo 101, y más particularmente, acoplada al respaldo 101 en una quinta posición predeterminada 116. Se apreciará que cualquiera de las partículas abrasivas conformadas descritas en la presente se puede acoplar al respaldo 101 a través de una o más capas adhesivas como se describe en la presente.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una primera composición. Por ejemplo, la primera composición puede incluir un material cristalino. En una modalidad particular, la primera composición puede incluir un material cerámico, tal como un óxido, carburo, nitruro, boruro, oxinitruro, oxicarburo, y una combinación de los mismos. Más particularmente, la primera composición puede consistir esencialmente de una cerámica, de modo que puede consistir esencialmente de un óxido, carburo, nitruro, boruro, oxinitruro, oxicarburo, y una combinación de los mismos. Sin embargo, en una modalidad alternativa, la primera composición puede incluir un material superabrasivo. Todavía en otras modalidades, la primera composición puede incluir un material de fase única, y más particularmente puede consistir esencialmente de un material de fase única. En particular, la primera composición puede ser un material policristalino de fase única. En casos específicos, la primera composición puede tener contenido de aglutinante limitado, de manera que la primera composición puede tener no más de aproximadamente 1% de material aglutinante. Algunos materiales aglutinantes ejemplares adecuados pueden incluir materiales orgánicos, y más particularmente, compuestos que contienen polímero. Más particularmente, la primera composición puede estar esencialmente libre de material aglutinante y puede estar esencialmente libre de un material orgánico. De acuerdo con una modalidad, la primera composición puede incluir alúmina, y más particularmente, puede consistir esencialmente de alúmina, tal como alfa alúmina.
Sin embargo, en todavía otro aspecto, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una primera composición que puede ser un compuesto que incluye al menos dos tipos diferentes de granos abrasivos dentro del cuerpo. Se apreciará que diferentes tipos de granos abrasivos son granos abrasivos que tienen diferentes composiciones con respecto entre sí. Por ejemplo, el cuerpo se puede formar de manera que se incluye al menos dos tipos diferentes de granos abrasivos, en donde los dos tipos diferentes de granos abrasivos pueden ser nitruros, óxidos, carburos, boruros, oxinitruros, oxiboruros, diamante, y una combinación de los mismos.
En una modalidad, la primera composición puede incluir un material dopante, en donde el material dopante está presente en una cantidad menor. Algunos materiales dopantes ejemplares adecuados pueden incluir un elemento o compuesto tal como un elemento alcalino, elemento alcalinotérreo, elemento de tierras raras, hafnio, circonio, niobio, tántalo, molibdeno, vanadio, o una combinación de los mismos. En una modalidad particular, el material dopante incluye un elemento o compuesto que incluye un elemento tal como litio, sodio, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, escandio, itrio, lantano, cesio, praseodimio, niobio, hafnio, circonio, tántalo, molibdeno, vanadio, cromo, cobalto, hierro, germanio, manganeso, níquel, titanio, zinc, y una combinación de los mismos.
La segunda partícula abrasiva conformada 103 puede tener una segunda composición. En ciertos casos, la segunda composición de la segunda partícula abrasiva conformada 103 puede ser sustancialmente la misma que la primera composición de la primera partícula abrasiva conformada 102. Más particularmente, la segunda composición puede ser esencialmente la misma que la primera composición. Sin embargo, en una modalidad alternativa, la segunda composición de la segunda partícula abrasiva conformada 103 puede ser significativamente diferente que la primera composición de la primera partícula abrasiva conformada 102. Se apreciará que la segunda composición puede incluir cualquiera de los materiales, elementos, y compuestos descritos de acuerdo con la primera composición.
De acuerdo con una modalidad, y como se ilustra adicionalmente en la FIG.1A, la primera partícula abrasiva conformada 102 y segunda partícula abrasiva conformada 103 se pueden arreglar en una distribución predeterminada con respecto entre sí.
Una distribución predeterminada se puede definir por una combinación de posiciones predeterminadas sobre un respaldo que se seleccionan a propósito. Una distribución predeterminada puede incluir un patrón, de tal manera que las posiciones predeterminadas pueden definir un arreglo bidimensional. Un arreglo puede incluir orden de rango corto definido por una unidad de partículas abrasivas conformadas. Un arreglo también puede ser un patrón, que tiene orden de rango largo que incluye unidades regulares y repetitivas enlazadas entre sí, de tal manera que el arreglo puede ser simétrico y/o predecible. Un arreglo puede tener un orden que se puede predecir mediante una fórmula matemática. Se apreciará que los arreglos bidimensionales se pueden formar en la forma de polígonos, elipsis, indicios ornamentales, indicios de productos, u otros diseños.
Una distribución predeterminada también puede incluir un arreglo no sombreado. Un arreglo no sombreado puede incluir una distribución no uniforme controlada, una distribución uniforme controlada, y una combinación de las mismas. En casos particulares, un arreglo no sombreado puede incluir un patrón radial, un patrón en espiral, un patrón filotáctico, un patrón asimétrico, una distribución aleatoria autoevitable, y una combinación de los mismos. Los arreglos no sombreados incluyen un arreglo particular de partículas abrasivas (es decir, partículas abrasivas conformadas y/o partículas diluyentes) con respecto entre sí, en donde el grado de solapamiento de las partículas abrasivas durante una fase inicial de una operación de remoción de material no es mayor que aproximadamente 25%, tal como no mayor que aproximadamente 20%, no mayor que aproximadamente 15%, no mayor que aproximadamente 10%, o incluso no mayor que aproximadamente 5%. En casos particulares, un arreglo no sombreado puede incluir una distribución de partículas abrasivas, en donde en el acoplamiento con una pieza de trabajo durante una etapa inicial de una operación de remoción de material, una porción (por ejemplo, una minoría de todas las partículas abrasivas conformadas en el respaldo, una mayoría de todas las partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo, o incluso esencialmente todas) de las partículas abrasivas se acopla a una región diferente de la superficie de la pieza de trabajo. Un arreglo no sombreado puede utilizar una distribución particular de partículas abrasivas conformadas con respecto entre sí y con respecto a una dirección de rectificado como se describe en las modalidades en la presente. La utilización de un artículo abrasivo que emplea un arreglo no sombreado de partículas abrasivas puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado sobre otros artículos abrasivos utilizando arreglos estampados convencionales (es decir, arreglo sombreado) y puede limitar otros efectos indeseables, tal como la dirección del artículo abrasivo durante la operación.
La distribución predeterminada puede ser parcial, sustancial o totalmente asimétrica. La distribución predeterminada puede recubrir el artículo abrasivo completo, puede cubrir sustancialmente el artículo abrasivo completo (es decir, más de 50% pero menos de 100%), recubrir múltiples porciones del artículo abrasivo, o recubrir una fracción del artículo abrasivo (es decir, menos de 50% del área de superficie del artículo). Como se utiliza en la presente, "un patrón filotáctico" significa un patrón relacionado con filotaxis. Filotaxis es el arreglo de órganos laterales, tales como hojas, flores, escalas, floretes, y semillas de muchas clases de plantas. Muchos patrones filotácticos están marcados por el fenómeno de origen natural de los patrones conspicuos que tienen arcos, espirales y cogollos. El patrón de las semillas en la cabeza de un girasol es un ejemplo de este fenómeno.
Además, de acuerdo con una modalidad, un arreglo no sombreado puede incluir una microunidad, que se puede definir como un arreglo más pequeño de partículas abrasivas conformadas con respecto entre sí. La microunidad se puede repetir una pluralidad de veces a través de al menos una porción de la superficie del artículo abrasivo. Un arreglo no sombreado puede incluir además una macrounidad, que puede incluir una pluralidad de microunidades . En casos particulares, la macrounidad puede tener una pluralidad de microunidades arregladas en una distribución predeterminada con respecto entre sí y repetirse una pluralidad de veces con el arreglo no sombreado. Los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden incluir uno o más microunidades. Además, se apreciará que los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden incluir una o más macrounidades. En ciertas modalidades, las macrounidades se pueden arreglar en una distribución uniforme que tiene un orden predecible. Sin embargo, en otros casos, las macrounidades se pueden arreglar en una distribución no uniforme, que puede incluir una distribución aleatoria, que no tiene orden de rango largo o rango corto predecible.
Con referencia brevemente a las FIGs. 25-27, diferentes arreglos no sombreados se ilustran. En particular, la FIG. 25 incluye una ilustración de un arreglo no sombreado, en donde los ubicaciones 2501 representan posiciones predeterminadas que son ocupadas por una o más partículas abrasivas conformadas, partículas diluyentes, y una combinación de las mismas. Las ubicaciones 2501 se pueden definir como posiciones en los ejes X e Y como se ilustra.
Por otra parte, las ubicaciones 2506 y 2507 pueden definir una microunidad 2520. Por otra parte, 2506 y 2509 pueden definir una microunidad 2521. Como se ilustra adicionalmente, las microunidades pueden repetirse a través de la superficie de al menos una porción del artículo y definir una macrounidad 2530. En un caso particular, las ubicaciones 2501 que representan las posiciones de partículas abrasivas conformadas se arreglan en un arreglo no sombreado con respecto a una dirección de rectificado que es paralela al eje Y.
La FIG.26 incluye una ilustración de un arreglo no sombreado, en donde las ubicaciones (mostradas como puntos en los ejes X e Y) representan posiciones predeterminadas que son ocupadas por una o más partículas abrasivas conformadas, partículas diluyentes, y una combinación de las mismas. En una modalidad, las ubicaciones 2601 y 2602 pueden definir una microunidad 2620. Además, las ubicaciones de 2603, 2604, y 2605 pueden definir una microunidad 2621. Como se ilustra adicionalmente, las microunidades se pueden repetir a través de la superficie de al menos una porción del artículo y definir al menos una macrounidad 2630. Se apreciará, como se ilustra, que pueden existir otras macrounidades. En un caso particular, las ubicaciones 2601 que representan las posiciones de partículas abrasivas conformadas se arreglan en un arreglo no sombreado con respecto a una dirección de rectificado que es paralela al eje Y o eje X.
La FIG.27 incluye una ilustración de un arreglo no sombreado, en donde los ubicaciones (mostradas como puntos en los ejes X e Y) representan posiciones predeterminadas que son ocupadas por una o más partículas abrasivas conformadas, partículas diluyentes, y una combinación de las mismas. En una modalidad, las ubicaciones 2701 y 2702 pueden definir una microunidad 2720. Además, las ubicaciones 2701 y 2703 pueden definir una microunidad 2721. Como se ilustra adicionalmente, las microunidades se pueden repetir a través de la superficie de al menos una porción del artículo y definir al menos una macrounidad 2730. En un caso particular, todas las ubicaciones que representan posiciones de partículas abrasivas conformadas se arreglan en un arreglo no sombreado con respecto a una dirección de rectificado que es paralela al eje Y o eje X.
Una distribución predeterminada entre las partículas abrasivas conformadas también se puede definir por al menos una de una característica de orientación predeterminada de cada una de las partículas abrasivas conformadas. Las características de orientación predeterminadas ejemplares pueden incluir una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, una orientación longitudinal predeterminada, una orientación vertical predeterminada, una altura de punta predeterminada, y una combinación de las mismas. El respaldo 101 se puede definir por un eje longitudinal 180 que se extiende a lo largo y define una longitud del respaldo 101 y un eje lateral 181 que se extiende a lo largo y define una anchura de un respaldo 101.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 se puede ubicar en una primera posición predeterminada 112 definida por una primera posición lateral particular con respecto al eje lateral de 181 del respaldo 101. Además, la partícula abrasiva conformada 103 puede tener una segunda posición predeterminada definida por una segunda posición lateral con respecto al eje lateral 181 del respaldo 101. En particular, las partículas abrasivas conformadas 102 y 103 se pueden separar entre sí por un espacio lateral 121, definido como una distancia más pequeña entre las dos partículas abrasivas conformadas adyacentes 102 y 103, medida a lo largo de un plano lateral 184 paralelo al eje lateral 181 del respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, el espacio lateral 121 puede ser mayor que 0, de manera que existe una cierta distancia entre las partículas abrasivas conformadas 102 y 103. Sin embargo, mientras que no se ilustra, se apreciará que el espacio lateral 121 puede ser 0, lo que permite el contacto e incluso solapamiento entre las porciones de partícula abrasiva conformada adyacente.
En otras modalidades, el espacio lateral 121 puede ser al menos aproximadamente 0.1 (w), donde w representa la anchura de la partícula abrasiva conformada 102. De acuerdo con una modalidad, la anchura de la partícula abrasiva conformada es la dimensión más larga del cuerpo que se extiende a lo largo de un lado. En otra modalidad, el espacio lateral 121 puede ser al menos aproximadamente 0.2 (w), tal como al menos aproximadamente 0.5 (w), al menos aproximadamente 1 (w), al menos aproximadamente 2 (w), o incluso mayor. Sin embargo, en al menos una modalidad no limitante, el espacio lateral 121 puede ser no mayor que aproximadamente 100 (w), no mayor que aproximadamente 50 (w), o incluso no mayor que aproximadamente 20 (w). Se apreciará que el espacio lateral 121 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. El control del espacio lateral entre las partículas abrasivas conformadas adyacentes puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado del artículo abrasivo.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 puede estar en una primera posición predeterminada 112 definida por una primera posición longitudinal con respecto a un eje longitudinal 180 del respaldo 101. Además, la partícula abrasiva conformada 104 se puede ubicar en una tercera posición predeterminada 114 definida por una segunda posición longitudinal con respecto al eje longitudinal 180 del respaldo 101. Además, como se ilustra, un espacio longitudinal 123 puede existir entre las partículas abrasivas conformadas 102 y 104, que se puede definir como una distancia más pequeña entre las dos partículas abrasivas conformadas adyacentes 102 y 104 como se mide en una dirección paralela al eje longitudinal 180. De acuerdo con una modalidad, el espacio longitudinal 123 puede ser mayor que 0. Sin embargo, aunque no se ilustra, se apreciará que el espacio longitudinal 123 puede ser 0, de tal manera que las partículas abrasivas conformadas adyacentes se tocan o incluso se solapan entre sí.
En otros casos, el espacio longitudinal 123 puede ser al menos aproximadamente 0.1 (w), en donde w es la anchura de la partícula abrasiva conformada como se describe en la presente. En otros casos más particulares, el espacio longitudinal puede ser al menos aproximadamente 0.2 (w), al menos aproximadamente 0.5 (w), al menos aproximadamente 1 (w), o incluso al menos aproximadamente 2 (w). Sin embargo, el espacio longitudinal 123 puede ser no mayor que aproximadamente 100 (w), tal como no mayor que aproximadamente 50 (w), o incluso no mayor que aproximadamente 20 (w). Se apreciará que el espacio longitudinal 123 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores. El control del espacio longitudinal entre las partículas abrasivas conformadas adyacentes puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado del artículo abrasivo.
De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas se pueden colocar en una distribución predeterminada, en donde existe una relación particular entre el espacio lateral 121 y el espacio longitudinal 123. Por ejemplo, en una modalidad, el espacio lateral 121 puede ser mayor que el espacio longitudinal 123. Sin embargo, en otra modalidad no limitante, el espacio longitudinal 123 puede ser mayor que el espacio lateral 121. Sin embargo, en otra modalidad, las partículas abrasivas conformadas se pueden colocar en el respaldo de tal manera que el espacio lateral 121 y espacio longitudinal 123 son esencialmente los mismos con respecto entre sí. El control de la relación relativa entre el espacio longitudinal y espacio lateral puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado.
Como se ilustra adicionalmente, un espacio longitudinal 124 puede existir entre las partículas abrasivas conformadas 104 y 105. Además, se puede formar la distribución predeterminada de tal manera que puede existir una relación particular entre el espacio longitudinal 123 y el espacio longitudinal 124. Por ejemplo, el espacio longitudinal 123 puede ser diferente que el espacio longitudinal 124. Alternativamente, el espacio longitudinal 123 puede ser esencialmente el mismo que el espacio longitudinal 124. El control de la diferencia relativa entre los espacios longitudinales de diferentes partículas abrasivas puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado del artículo abrasivo.
Además, la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas en el artículo abrasivo 100 puede ser tal que el espacio lateral 121 puede tener una relación particular con respecto al espacio lateral 122. Por ejemplo, en una modalidad, el espacio lateral 121 puede ser esencialmente el mismo que el espacio lateral 122. Alternativamente, la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas en el articulo abrasivo 100 se puede controlar de tal manera que el espacio lateral 121 es diferente que el espacio lateral 122. El control de la diferencia relativa entre los espacios laterales de diferentes partículas abrasivas puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado del artículo abrasivo.
La FIG. IB incluye una ilustración de vista lateral de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, el artículo abrasivo 100 puede incluir una partícula abrasiva conformada 102 que recubre el respaldo 101 y una partícula abrasiva conformada 104 separada de la partícula abrasiva conformada 102 que recubre el respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 se puede acoplar al respaldo 101 a través de la capa adhesiva 151. Además o alternativamente, la partícula abrasiva conformada 102 se puede acoplar al respaldo 101 a través de la capa adhesiva 152. Se apreciará que cualquiera de las partículas abrasivas conformadas descritas en la presente se puede acoplar al respaldo 101 a través de una o más capas adhesivas como se describe en la presente.
De acuerdo con una modalidad, el artículo abrasivo 100 puede incluir una capa adhesiva 151 que recubre el respaldo. De acuerdo con una modalidad, la capa adhesiva 151 puede incluir una primera capa. La primera capa puede ser que cubra la superficie del respaldo 101 y rodee al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas 102 y 104. Los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden incluir además una capa adhesiva 152 que recubre la capa adhesiva 151 y respaldo 101 y rodea al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas 102 y 104. La capa adhesiva 152 puede ser una capa de apresto en casos particulares.
Una formulación de polímero se puede utilizar para formar cualquiera de una variedad de las capas adhesivas 151 o 152 del artículo abrasivo, que puede incluir, pero no se limita a, un relleno frontal, una capa de base, una primera capa, una capa de apresto, y/o una capa superior. Cuando se utiliza para formar el relleno frontal, la formulación de polímero generalmente incluye una resina polimérica, fibras fibriladas (preferiblemente en forma de pulpa), material de relleno y otros aditivos opcionales. Las formulaciones adecuadas para algunas modalidades de relleno frontal pueden incluir material tal como una resina fenólica, relleno de wollastonita, antiespumante, agente tensioactivo, una fibra fibrilada, y un resto de agua. Los materiales de resina polimérica adecuados incluyen resinas curables seleccionadas de resinas térmicamente curables que incluyen resinas fenólicas, resinas de urea/for aldehído, resinas de látex/fenólicas, así como combinaciones de tales resinas. Otros materiales de resina polimérica adecuados pueden incluir también resinas curables por radiación, tales como las resinas curables utilizando haz de electrones, radiación UV o luz visible, tales como resinas epoxi, oligómeros acrilados de resinas epoxi acriladas, resinas de poliéster, uretanos acrilados y acrilatos de poliéster y monómeros acrilados incluyendo monómeros monoacrilados, multiacrilados. La formulación también puede comprender un aglutinante de resina termoplástica no reactiva que puede mejorar las características de auto-afilado de los compuestos abrasivos depositados mejorando la erosionabilidad. Los ejemplos de tal resina termoplástica incluyen polipropilenglicol , polietilenglicol y copolímero de bloque de polioxipropileno-polioxieteno, etc. El uso de un relleno frontal sobre el respaldo puede mejorar la uniformidad de la superficie, para la aplicación adecuada de la primera capa y mejorar la aplicación y orientación de las partículas abrasivas conformadas en una orientación predeterminada.
Cualquiera de las capas adhesivas 151 y 152 se puede aplicar a la superficie del respaldo 101 en un proceso único, o alternativamente, las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 se pueden combinar con un material de una de las capas adhesivas 151 o 152 y aplicar como una mezcla a la superficie del respaldo 101. Los materiales adecuados de la capa adhesiva 151 para uso como una primera capa pueden incluir materiales orgánicos, particularmente materiales poliméricos, incluyendo, por ejemplo, poliésteres, resinas epoxi, poliuretanos, poliamidas, acrilatos de polietileno, polimetacrilatos, cloruros de polivinilo, polietileno, polisiloxano, siliconas, acetatos de celulosa, nitrocelulosa, caucho natural, almidón, goma laca, y mezclas de los mismos. En una modalidad, la capa adhesiva 151 puede incluir una resina de poliéster. El respaldo recubierto 101 puede después ser calentado para curar la resina y el material particulado abrasivo al sustrato. En general, el respaldo recubierto 101 se puede calentar a una temperatura de entre aproximadamente 100°C a menos de aproximadamente 250°C durante este proceso de curado.
La capa adhesiva 152 se puede formar sobre el artículo abrasivo, la cual puede estar en la forma de una capa de apresto. De acuerdo con una modalidad particular, la capa adhesiva 152 puede ser una capa de apresto formada para recubrir y unir las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 en su lugar en relación con el respaldo 101. La capa adhesiva 152 puede incluir un material orgánico, puede estar hecha esencialmente de un material polimérico, y, en particular, puede utilizar poliésteres, resinas epoxi, poliuretanos, poliamidas, poliacrilatos , polimetacrilatos, cloruros de polivinilo, polietileno, polisiloxano, siliconas, acetatos de celulosa, nitrocelulosa, caucho natural, almidón, goma laca, y mezclas de los mismos.
Se apreciará que, si bien no se ilustra, el artículo abrasivo puede incluir partículas abrasivas diluyentes diferentes de las partículas abrasivas conformadas 104 y 105. Por ejemplo, las partículas diluyentes pueden diferir de las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 en la composición, forma bidimensional, forma tridimensional, tamaño, y una combinación de los mismos. Por ejemplo, las partículas abrasivas 507 pueden representar grano abrasivo triturado convencional que tiene formas aleatorias. Las partículas abrasivas 507 pueden tener un tamaño de partícula mediano menor que el tamaño de partícula mediano de las partículas abrasivas conformadas 505.
Como se ilustra adicionalmente, la partícula abrasiva conformada 102 se puede orientar en una orientación lateral con respecto al respaldo 101, en donde una superficie lateral 171 de la partícula abrasiva conformada 102 puede estar en contacto directo con el respaldo 101 o al menos una superficie de la partícula abrasiva conformada 102 más cercana a la superficie superior del respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una orientación vertical definida por un ángulo de inclinación (ATx) 136 entre una superficie principal 172 de la partícula abrasiva conformada 102 y una superficie principal 161 del respaldo 101. El ángulo de inclinación 136 se puede definir como el ángulo más pequeño o ángulo agudo entre la superficie 172 de la partícula abrasiva conformada 102 y la superficie superior 161 del respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 se puede colocar en una posición que tiene una orientación vertical predeterminada. De acuerdo con una modalidad, el ángulo de inclinación 136 puede ser al menos aproximadamente 2o, tal como al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30° al menos aproximadamente 35' al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45' al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, el ángulo de inclinación 136 puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que el ángulo de inclinación 136 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los grados mínimos y máximos anteriores.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 100 puede incluir una partícula abrasiva conformada 104 en una orientación lateral, en donde una superficie lateral 171 de la partícula abrasiva conformada 104 está en contacto directo con o cercana a una superficie superior 161 del respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 104 puede estar en una posición que tiene una orientación vertical predeterminada definida por un segundo ángulo de incidencia (AT2) 137 que define un ángulo entre una superficie principal 172 de la partícula abrasiva conformada 104 y la superficie superior 161 del respaldo 101. El ángulo de inclinación 137 se puede definir como el ángulo más pequeño entre una superficie principal 172 de la partícula abrasiva conformada 104 y una superficie superior 161 del respaldo 101. Además, el ángulo de inclinación 137 puede tener un valor de al menos aproximadamente 2o, tal como al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30°, al menos aproximadamente 35°, al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45°, al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, el ángulo de inclinación 136 puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que el ángulo de inclinación 136 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los grados mínimos y máximos anteriores.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una orientación vertical predeterminada que es la misma que la orientación vertical predeterminada de la partícula abrasiva conformada 104. Alternativamente, el artículo abrasivo 100 se puede formar de tal manera que la orientación vertical predeterminada de la partícula abrasiva conformada 102 puede ser diferente de la orientación vertical predeterminada de la partícula abrasiva conformada 104.
De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 se pueden colocar en el respaldo de tal manera que tienen diferentes orientaciones verticales predeterminadas definidas por una diferencia de orientación vertical. La diferencia de orientación vertical puede ser el valor absoluto de la diferencia entre el ángulo de inclinación 136 y el ángulo de inclinación 137. De acuerdo con una modalidad, la diferencia de orientación vertical puede ser al menos aproximadamente 2° , tal como al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30°, al menos aproximadamente 35°, al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45°, al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, la diferencia de orientación vertical puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que la diferencia de orientación vertical puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los grados mínimos y máximos anteriores. El control de la diferencia de orientación vertical entre las partículas abrasivas conformadas del artículo abrasivo 100 puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado.
Como se ilustra además, las partículas abrasivas conformadas se pueden colocar en el respaldo para tener una altura de punta predeterminada. Por ejemplo, la altura de punta predeterminada (hTi) 138 de la partícula abrasiva conformada 102 puede ser la mayor distancia entre una superficie superior del respaldo 161 y una superficie más superior 143 de la partícula abrasiva conformada 102. En particular, la altura de punta predeterminada 138 de la partícula abrasiva conformada 102 puede definir la mayor distancia por encima de la superficie superior del respaldo 161 que la partícula abrasiva conformada 102 se extiende. Como ilustra adicionalmente, la partícula abrasiva conformada 104 puede tener una altura de punta predeterminada (hT2) 139 definida como la distancia entre la superficie superior 161 del respaldo 101 y una superficie más superior 144 de la partícula abrasiva conformada 104. Las mediciones se pueden evaluar a través de rayos X, Microscopía confocal CT, micromedición, interferometría de luz blanca, y una combinación de los mismos.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 se puede colocar en el respaldo 101 para tener una altura de punta predeterminada 138 que puede ser diferente de la altura de punta predeterminada 139 de la partícula abrasiva conformada 104. Cabe destacar que la diferencia de la altura de punta predeterminada (Ahí·) se puede definir como la diferencia entre la altura de punta promedio 138 y la altura de punta promedio 139. De acuerdo con una modalidad, la diferencia en la altura de punta predeterminada puede ser al menos aproximadamente 0.01 (w), en donde (w) es la anchura de la partícula abrasiva conformada como se describe en la presente. En otros casos, la diferencia de altura de punta puede ser al menos aproximadamente 0.05 (w), al menos aproximadamente 0.1 (w), al menos aproximadamente 0.2 (w), al menos aproximadamente 0.4 (w), al menos aproximadamente 0.5 (w), al menos aproximadamente 0.6 (w), al menos aproximadamente 0.7 (w), o incluso al menos aproximadamente 0.8 (w). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la diferencia de altura de punta puede ser no mayor que aproximadamente 2 (w). Se apreciará que la diferencia de altura de punta puede estar en un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. El control de la altura de punta promedio y más particularmente la diferencia de altura de punta promedio, entre las partículas abrasivas conformadas del artículo abrasivo 100 puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado.
Mientras se hace referencia en la presente a partículas abrasivas conformadas que tienen una diferencia de altura de punta promedio, se apreciará que las partículas abrasivas conformadas de los artículos abrasivos pueden tener una misma altura de punta promedio de manera que esencialmente no hay diferencia entre la altura de punta promedio entre las partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, como se describe en la presente, las partículas abrasivas conformadas de un grupo se pueden posicionar en el articulo abrasivo de manera que la altura de punta vertical de cada una de las partículas abrasivas conformadas del grupo es sustancialmente la misma.
La FIG. 1C incluye una ilustración en sección transversal de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 se pueden orientar en una orientación plana en relación con el respaldo 101, en donde al menos una porción de una superficie principal 174, y en particular la superficie principal que tiene el área de superficie más grande (es decir, la superficie inferior 174 opuesta a la superficie principal superior 172), de las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 pueden estar en contacto directo con el respaldo 101. Alternativamente, en una orientación plana, una porción de la superficie principal 174 puede no estar en contacto directo con el respaldo 101, pero puede ser la superficie de la partícula abrasiva conformada más cercana a la superficie superior 161 del respaldo 101.
La FIG. ID incluye una ilustración en sección transversal de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 se pueden orientar en una orientación invertida en relación con el respaldo 101, en donde al menos una porción de una superficie principal 172 (es decir, la superficie principal superior 172) de las partículas abrasivas conformadas 102 y 104 puede estar en contacto directo con el respaldo 101. Alternativamente, en una orientación invertida, una porción de la superficie principal 172 puede no estar en contacto directo con el respaldo 101, pero puede ser la superficie de la partícula abrasiva conformada más cercana a la superficie superior 161 del respaldo 101.
La FIG. 2A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo que incluye partículas abrasivas conformadas de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, el artículo abrasivo puede incluir una partícula abrasiva conformada 102 que recubre el respaldo 101 en una primera posición que tiene una primera orientación rotacional con respecto a un eje lateral 181 que define la anchura del respaldo 101 y perpendicular a un eje longitudinal 181. En particular, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una orientación rotacional predeterminada definida por un primer ángulo de rotación entre un plano lateral 184 paralelo al eje lateral 181 y una dimensión de la partícula abrasiva conformada 102. En particular, la referencia en la presente a una dimensión puede ser referencia a un eje de bisectriz 231 de la partícula abrasiva conformada que se extiende a través de un punto central 221 de la partícula abrasiva conformada 102 a lo largo de una superficie (por ejemplo, un lado o un borde) conectada (directa o indirectamente) al respaldo 101. En consecuencia, en el contexto de una partícula abrasiva conformada posicionada en una orientación lateral, (véase, FIG. IB), el eje de bisectriz 231 se extiende a través de un punto central 221 y en la dirección de la anchura (w) de un lado 171 más cercano a la superficie 181 del respaldo 101. Por otra parte, la orientación rotacional predeterminada se puede definir como el ángulo más pequeño 201 con el plano lateral 184 que se extiende a través del punto central 221. Como se ilustra en la FIG. 2A, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener un ángulo de rotación predeterminado definido como el ángulo más pequeño entre un eje de bisectriz 231 y el plano lateral 184. De acuerdo con una modalidad, el ángulo de rotación 201 puede ser 0o. En otras modalidades, el ángulo de rotación puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente 2 ° , al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30°, al menos aproximadamente 35°, al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45°, al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, la orientación rotacional predeterminada como se define por el ángulo de rotación 201 puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que la orientación rotacional predeterminada puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los grados mínimos y máximos anteriores.
Como se ilustra adicionalmente en la FIG.2A, la partícula abrasiva conformada 103 puede estar en una posición 113 que recubre el respaldo 101 y que tiene una orientación rotacional predeterminada. En particular, la orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 103 se puede caracterizar como el ángulo más pequeño entre el plano lateral 184 paralelo al eje lateral 181 y una dimensión definida por un eje de bisectriz 232 de la partícula abrasiva conformada 103 que se extiende a través de un punto central 222 de la partícula abrasiva conformada 102 en la dirección de la anchura (w) de un lado más cercano a la superficie 181 del respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, el ángulo de rotación 208 puede ser 0o. En otras modalidades, el ángulo de rotación 208 puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente 2o, al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30°, al menos aproximadamente 35°, al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45°, al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, la orientación rotacional predeterminada como se define por el ángulo de rotación 208 puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que la orientación rotacional predeterminada puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los grados mínimos y máximos anteriores.
De acuerdo con una modalidad, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una orientación rotacional predeterminada como se define por el ángulo de rotación 201 que es diferente de la orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 103 como se define por el ángulo de rotación 208. En particular, la diferencia entre el ángulo de rotación 201 y el ángulo de rotación 208 entre las partículas abrasivas conformadas 102 y 103 puede definir una diferencia de orientación rotacional predeterminada. En casos particulares, la diferencia de orientación rotacional predeterminada puede ser 0o. En otros casos, la diferencia de orientación rotacional predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente Io, al menos aproximadamente 3o, al menos aproximadamente 5o, al menos aproximadamente 10°, al menos aproximadamente 15°, al menos aproximadamente 20°, al menos aproximadamente 25°, al menos aproximadamente 30°, al menos aproximadamente 35°, al menos aproximadamente 40°, al menos aproximadamente 45°, al menos aproximadamente 50°, al menos aproximadamente 55°, al menos aproximadamente 60°, al menos aproximadamente 70°, al menos aproximadamente 80°, o incluso al menos aproximadamente 85°. Sin embargo, la diferencia de orientación rotacional predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas puede ser no mayor que aproximadamente 90°, tal como no mayor que aproximadamente 85°, no mayor que aproximadamente 80°, no mayor que aproximadamente 75°, no mayor que aproximadamente 70°, no mayor que aproximadamente 65°, no mayor que aproximadamente 60°, tal como no mayor que aproximadamente 55°, no mayor que aproximadamente 50°, no mayor que aproximadamente 45°, no mayor que aproximadamente 40°, no mayor que aproximadamente 35°, no mayor que aproximadamente 30°, no mayor que aproximadamente 25°, no mayor que aproximadamente 20°, tal como no mayor que aproximadamente 15°, no mayor que aproximadamente 10°, o incluso no mayor que aproximadamente 5o. Se apreciará que la diferencia de orientación rotacional predeterminada puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores.
La FIG. 2B incluye una ilustración de vista en perspectiva de una porción de un artículo abrasivo que incluye una partícula abrasiva conformada de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, el artículo abrasivo puede incluir una partícula abrasiva conformada 102 que recubre el respaldo 101 en una primera posición 112 que tiene una primera orientación rotacional con respecto a un eje lateral 181 que define la anchura del respaldo 101. Ciertos aspectos de unas características de orientación predeterminada de partículas abrasivas conformadas se pueden describir por relación a un eje tridimensional x, y, z como se ilustra. Por ejemplo, la orientación longitudinal predeterminada de la partícula abrasiva conformada 102 se puede definir por la posición de la partícula abrasiva conformada en el eje y, que se extiende paralela al eje longitudinal 180 del respaldo 101. Además, la orientación lateral predeterminada de la partícula abrasiva conformada 102 se puede definir por la posición de la partícula abrasiva conformada en el eje x, que se extiende paralela al eje lateral 181 del respaldo 101. Además, la orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 102 se puede definir como el ángulo de rotación 102 entre el eje x, que corresponde a un eje o plano paralelo al eje lateral 181 y el eje de bisectriz 231 de la partícula abrasiva conformada 102 que se extiende a través del punto central 221 de la partícula abrasiva conformada 102 del lado 171 conectada (directa o indirectamente) al respaldo 101. Como se ilustra generalmente, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener además una orientación vertical predeterminada y la altura de punta predeterminada como se describe en la presente. En particular, la colocación controlada de una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que facilita el control de las características de orientación predeterminada descritas en la presente es un proceso muy complicado, que anteriormente no ha sido contemplado o implementado en la industria.
Para simplificar la explicación, las modalidades en la presente hacen referencia a ciertas características con respecto a un plano definido por las direcciones X, Y, y Z. Sin embargo, se aprecia y contempla que los artículos abrasivos pueden tener otras formas (por ejemplo, bandas abrasivas recubiertas que definen una geometría elipsoidal o de bucle o incluso discos de lijado abrasivos recubiertos que tienen un respaldo de forma anular). La descripción de las características en la presente no se limita a las configuraciones planas de artículos abrasivos y las características descritas en la presente son aplicables a artículos abrasivos de cualquier geometría. En tales casos en donde el respaldo tiene una geometría circular, el eje longitudinal y eje lateral pueden ser dos diámetros extendidos a través del punto central del respaldo y tienen una relación ortogonal con respecto entre sí.
La FIG. 3A incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo 300 de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, el artículo abrasivo 300 puede incluir un primer grupo 301 de partículas abrasivas conformadas, incluyendo las partículas abrasivas conformadas 311, 312, 313, y 314 (311-314). Como se utiliza en la presente, un grupo puede referirse a una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que tienen al menos una (o una combinación de) características de orientación predeterminadas que son las mismas para cada una de las partículas abrasivas conformadas. Las características de orientación predeterminadas ejemplares pueden incluir una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, una orientación longitudinal predeterminada, una orientación vertical predeterminada, y una altura de punta predeterminada. Por ejemplo, el primer grupo 301 de partículas abrasivas conformadas incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que tienen sustancialmente la misma orientación rotacional predeterminada con respecto entre sí. Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 300 puede incluir otro grupo 303 que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas, incluyendo, por ejemplo las partículas abrasivas conformadas 321, 322, 323, y 324 (321-324). Como se ilustra, el grupo 303 puede incluir una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que tienen una misma orientación rotacional predeterminada. Además, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303 puede tener una misma orientación lateral predeterminada con respecto entre sí (por ejemplo, las partículas abrasivas conformadas 321 y 322 y las partículas abrasivas conformadas 323 y 324). Además, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303 puede tener una misma orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí (por ejemplo, las partículas abrasivas conformadas 321 y 324 y las partículas abrasivas conformadas 322 y 323).
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo puede incluir un grupo 305. El grupo 305 puede incluir una pluralidad de partículas abrasivas conformadas, incluyendo las partículas abrasivas conformadas 331, 332, y 333 (331-333) que tienen al menos una característica de orientación predeterminada común. Como se ilustra en la modalidad de la FIG. 3A, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas dentro del grupo 305 puede tener una misma orientación rotacional predeterminada con respecto entre sí. Además, al menos una porción de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del grupo 305 puede tener una misma orientación lateral predeterminada con respecto entre sí (por ejemplo, las partículas abrasivas conformadas 332 y 333). Además, al menos una porción de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del grupo 305 puede tener una misma orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí. La utilización de grupos de partículas abrasivas conformadas y, en particular, una combinación de grupos de partículas abrasivas conformadas que tienen las características descritas en la presente puede facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 300 puede incluir grupos 301, 303, y 305, que se pueden separar por regiones de canal 307 y 308 que se extienden entre los grupos 301, 303, 305. En casos particulares, las regiones de canal pueden ser regiones en el artículo abrasivo que pueden estar sustancialmente libres de partículas abrasivas conformadas. Por otra parte, las regiones de canal 307 y 308 se pueden configurar para mover el líquido entre los grupos 301, 303, y 305, que pueden mejorar la remoción de virutas y el rendimiento de rectificado del artículo abrasivo. Las regiones de canal 307 y 308 pueden ser regiones predeterminadas en la superficie del artículo abrasivo conformado. Las regiones de canal 307 y 308 pueden definir regiones específicas entre los grupos 301, 303, y 305 que son diferentes, y más particularmente, de mayor anchura y/o longitud, que el espacio longitudinal o espacio lateral entre las partículas abrasivas conformadas adyacentes en los grupos 301, 303, y 305.
Las regiones de canal 307 y 308 se pueden extender a lo largo de una dirección que es paralela o perpendicular al eje longitudinal 180 o paralela o perpendicular al eje lateral 181 del respaldo 101. En casos particulares, las regiones de canal 307 y 308 pueden tener ejes, 351 y 352, respectivamente, que se extienden a lo largo de un centro de las regiones de canal 307 y 308 y a lo largo de una dimensión longitudinal de las regiones de canal 307 y 308 pueden tener un ángulo predeterminado con respecto al eje longitudinal 380 del respaldo 101. Además, los ejes 351 y 352 de las regiones de canal 307 y 308 pueden formar un ángulo predeterminado con respecto al eje lateral 181 del respaldo 101. La orientación controlada de las regiones de canal puede facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
Además, las regiones de canal 307 y 308 se pueden formar de tal manera que tienen una orientación predeterminada con respecto a la dirección de rectificado 350. Por ejemplo, las regiones de canal 307 y 308 se pueden extender a lo largo de una dirección que es paralela o perpendicular a la dirección de rectificado 350. En casos particulares, las regiones de canal 307 y 308 pueden tener ejes, 351 y 352, respectivamente, que se extienden a lo largo de un centro de las regiones de canal 307 y 308 y a lo largo de una dimensión longitudinal de las regiones de canal 307 y 308 pueden tener un ángulo predeterminado con respecto a la dirección de rectificado 350. La orientación controlada de las regiones de canal puede facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
Durante al menos una modalidad, como se ilustra el grupo 301 puede incluir una pluralidad de partículas abrasivas conformadas, en donde al menos una porción de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas en el grupo 301 puede definir un patrón 315. Como se ilustra, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas 311-314 se pueden arreglar con respecto entre sí en una distribución predeterminada que define además un arreglo bidimensional, tal como en la forma de un cuadrilátero, como se ve desde arriba hacia abajo. Un arreglo es un patrón que tiene orden de rango corto definido por un arreglo de unidades de partículas abrasivas conformadas y que tiene además orden de rango largo que incluye unidades regulares y repetitivas enlazadas entre sí. Se apreciará que otros arreglos bidimensionales se pueden formar, incluyendo otras formas poligonales, elipsis, indicios ornamentales, indicios de productos, u otros diseños. Como se ilustra adicionalmente, el grupo 303 puede incluir la pluralidad de partículas abrasivas conformadas 321-324 que también se pueden arreglar en un patrón 325 que define un arreglo bidimensional cuadrilátero. Además, el grupo 305 puede incluir una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 331-334 que se pueden arreglar con respecto entre sí para definir una distribución predeterminada en la forma de un patrón triangular 335.
De acuerdo con una modalidad, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas de un grupo 301 puede definir un patrón que es diferente de las partículas abrasivas conformadas de otro grupo (por ejemplo, el grupo 303 o 305). Por ejemplo, las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden definir un patrón 315 que es diferente del patrón 335 del grupo 305 con respecto a la orientación en el respaldo 101. Por otra parte, las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden definir un patrón 315 que tiene una primera orientación con respecto a la dirección de rectificado 350 en comparación con la orientación del patrón de un segundo grupo (por ejemplo, 303 o 305) con respecto a la dirección de rectificado 350.
En particular, cualquiera de los grupos (301, 303, o 305) de las partículas abrasivas conformadas puede tener un patrón que define uno o más vectores (por ejemplo, 361 o 362 del grupo 305) que puede tener una orientación particular con respecto a la dirección de rectificado. En particular, las partículas abrasivas conformadas de un grupo pueden tener una característica de orientación predeterminada que define un patrón del grupo, que puede definir además uno o más vectores del patrón. En una modalidad ejemplar, los vectores 361 y 362 del patrón 335 se pueden controlar para formar un ángulo predeterminado con respecto a la dirección de rectificado 350. Los vectores 361 y 362 pueden tener diversas orientaciones incluyendo, por ejemplo, una orientación paralela, orientación perpendicular, o incluso una orientación no ortogonal o no paralela (es decir, en ángulo para definir un ángulo agudo o ángulo obtuso) con respecto a la dirección de rectificado 350.
De acuerdo con una modalidad, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo 301 puede tener al menos una característica de orientación predeterminada que es diferente de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas en otro grupo (por ejemplo, 303 o 305). Por ejemplo, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 puede tener una orientación rotacional predeterminada que es diferente de la orientación rotacional predeterminada de al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303. Sin embargo, en un aspecto particular, todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden tener una orientación rotacional predeterminada que es diferente de la orientación rotacional predeterminada de todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 303.
De acuerdo con otra modalidad, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 puede tener una orientación lateral predeterminada que es diferente de la orientación lateral predeterminada de al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303. Por otra modalidad, todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden tener una orientación lateral predeterminada que es diferente de la orientación lateral predeterminada de todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 303.
Además, en otra modalidad, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 puede tener una orientación longitudinal predeterminada que puede ser diferente a la orientación longitudinal predeterminada de al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303. Para otra modalidad, todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden tener una orientación longitudinal predeterminada que puede ser diferente a la orientación longitudinal predeterminada de todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 303.
Además, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 puede tener una orientación vertical predeterminada que es diferente a la orientación vertical predeterminada de al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303. Sin embargo, para un aspecto, todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden tener una orientación vertical predeterminada que es diferente a la orientación vertical predeterminada de todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 303 Además, en una modalidad, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 puede tener una altura de punta predeterminada que es diferente de la altura de punta predeterminada de al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas del grupo 303. En aún otra modalidad particular, todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 301 pueden tener una altura de punta predeterminada que es diferente de la altura de punta predeterminada de todas las partículas abrasivas conformadas del grupo 303.
Se apreciará que cualquier número de grupos se puede incluir en el artículo abrasivo creando varias regiones en el artículo abrasivo que tienen características de orientación predeterminadas. Por otra parte, cada uno de los grupos puede ser diferente entre sí como se ha descrito en lo que antecede para los grupos 301 y 303.
Como se describe en una o más modalidades en la presente, las partículas abrasivas conformadas se pueden arreglar en una distribución predeterminada definida por las posiciones predeterminadas sobre el respaldo. Más particularmente, la distribución predeterminada puede definir un arreglo no sombreado entre dos o más partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, en una modalidad particular, el artículo abrasivo puede incluir una primera partícula abrasiva conformada en una primera posición predeterminada y una segunda partícula abrasiva conformada en una segunda posición predeterminada, de tal manera que la primera y segunda partícula abrasiva conformada definen un arreglo no sombreado con respecto entre sí. Un arreglo no sombreado se puede definir por un arreglo de las partículas abrasivas conformadas de manera que se configuran para hacer contacto inicial con la pieza de trabajo en ubicaciones separadas en la pieza de trabajo y limitar o evitar una superposición inicial en la ubicación de la remoción de material inicial sobre la pieza de trabajo. Un arreglo no sombreado puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado. En una modalidad particular, la primera partícula abrasiva conformada puede ser parte de un grupo definido por una pluralidad de partículas abrasivas conformadas, y la segunda partícula abrasiva conformada puede ser parte de un segundo grupo definido por una pluralidad de partículas abrasivas conformadas. El primer grupo puede definir una primera hilera en el respaldo y el segundo grupo puede definir una segunda hilera en el respaldo, y cada una de las partículas abrasivas conformadas del segundo grupo puede ser escalonada con respecto a cada una de las partículas abrasivas conformadas del primer grupo, definiendo así un arreglo no sombreado particular.
La FIG. 3B incluye una ilustración de vista en perspectiva de una porción de un artículo abrasivo que incluye partículas abrasivas conformadas que tienen características de orientación predeterminadas con respecto a una dirección de rectificado de acuerdo con una modalidad. En una modalidad, el artículo abrasivo puede incluir una partícula abrasiva conformada 102 que tiene una orientación predeterminada con respecto a otra partícula abrasiva conformada 103 y/o con respecto a una dirección de rectificado 385. El control de una o una combinación de las características de orientación predeterminadas con respecto a la dirección de rectificado 385 puede facilitar el rendimiento mejorado de rectificado del artículo abrasivo. La dirección de rectificado 385 puede ser una dirección prevista de movimiento del artículo abrasivo con respecto a una pieza de trabajo en una operación de remoción de material. En casos particulares, la dirección de rectificado 385 puede estar relacionada con las dimensiones del respaldo 101. Por ejemplo, en una modalidad, la dirección de rectificado 385 puede ser sustancialmente perpendicular al eje lateral 181 del respaldo y sustancialmente paralela al eje longitudinal 180 del respaldo 101. Las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada 102 pueden definir una superficie de contacto inicial de la partícula abrasiva conformada 102 con una pieza de trabajo. Por ejemplo, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener una de las superficies principales 363 y 364, y superficies laterales 365 y 366 que se extienden entre las superficies principales 363 y 364. Las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada 102 pueden posicionar la partícula de manera que la superficie principal 363 se configura para hacer contacto inicial con una pieza de trabajo antes que las otras superficies de la partícula abrasiva conformada 102. Tal orientación se puede considerar una orientación frontal con respecto a la dirección de rectificado 385. Más particularmente, la partícula abrasiva conformada 102 puede tener un eje de bisectriz 231 que tiene una orientación particular con respecto a la dirección de rectificado. Por ejemplo, como se ilustra, el vector de la dirección de rectificado 385 y el eje de bisectriz 231 son sustancialmente perpendiculares entre sí. Se apreciará que así como cualquier rango de orientaciones rotacionales predeterminadas se contempla para una partícula abrasiva conformada, cualquier rango de orientaciones de las partículas abrasivas conformadas con respecto a la dirección de rectificado 385 se contempla y se puede utilizar.
La partícula abrasiva conformada 103 puede tener diferentes características de orientación predeterminadas con respecto a la partícula abrasiva conformada 102 y la dirección de rectificado 385. Como se ilustra, la partícula abrasiva conformada 103 puede incluir superficies principales 391 y 392, que pueden ser unidas por las superficies laterales 371 y 372. Además, como se ilustra, la partícula abrasiva conformada 103 puede tener un eje de bisectriz 373 formando un ángulo particular con respecto al vector de la dirección de rectificado 385. Como se ilustra, el eje de bisectriz 373 de la partícula abrasiva conformada 103 puede tener una orientación sustancialmente paralela a la dirección de rectificado 385 de manera que el ángulo entre el eje de bisectriz 373 y la dirección de rectificado 385 es esencialmente 0 grados. En consecuencia, las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada facilitan el contacto inicial de la superficie lateral 372 con una pieza de trabajo antes que cualquiera de las otras superficies de la partícula abrasiva conformada. Tal orientación de la partícula abrasiva conformada 103 puede ser considerada como una orientación de lado con respecto a la dirección de rectificado 385.
Se apreciará que el artículo abrasivo puede incluir uno o más grupos de partículas abrasivas conformadas que se pueden arreglar en una distribución predeterminada con respecto entre sí, y más particularmente puede tener características de orientación predeterminadas distintas que definen grupos de partículas abrasivas conformadas. Los grupos de partículas abrasivas conformadas, como se describe en la presente, pueden tener una orientación predeterminada con respecto a una dirección de rectificado. Por otra parte, los artículos abrasivos en la presente pueden tener uno o más grupos de partículas abrasivas conformadas, cada uno de los grupos tiene una orientación predeterminada diferente con respecto a una dirección de rectificado. La utilización de grupos de partículas abrasivas que tienen diferentes orientaciones de forma predeterminada con respecto a una dirección de rectificado puede facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
La FIG.4 incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, el artículo abrasivo 400 puede incluir un primer grupo 401 que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas se pueden arreglar con respecto entre sí para definir una distribución predeterminada. Más particularmente, la distribución predeterminada puede estar en la forma de un patrón 423 como se ve desde arriba hacia abajo, y más particularmente define un arreglo bidimensional en forma triangular. Como ilustra adicionalmente, el grupo 401 se puede arreglar en el artículo abrasivo 400 definiendo una microunidad predeterminada 431 que recubre el respaldo 101. De acuerdo con una modalidad, la microunidad 431 puede tener una forma bidimensional particular, tal como se ve desde arriba hacia abajo. Algunas formas bidimensionales ejemplares pueden incluir polígonos, elipsoides, números, caracteres del alfabeto griego, caracteres del alfabeto latino, caracteres del alfabeto ruso, caracteres del alfabeto árabe, caracteres Kanji, formas complejas, diseños, cualquier combinación de los mismos. En casos particulares, la formación de un grupo que tiene una microunidad particular puede facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 400 puede incluir un grupo 404 que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que se pueden arreglar en la superficie del respaldo 101 para definir una distribución predeterminada. En particular, la distribución predeterminada puede incluir un arreglo de la pluralidad de las partículas abrasivas conformadas que definen un patrón, y más particularmente, un patrón generalmente cuadrilátero 424. Como se ilustra, el grupo 404 puede definir una microunidad 434 en la superficie del artículo abrasivo 400. En una modalidad, la microunidad 434 del grupo 404 puede tener una forma bidimensional como se ve desde arriba hacia abajo, incluyendo por ejemplo una forma poligonal, y más particularmente, una forma generalmente cuadrilátera (diamante) como se ve desde arriba hacia abajo en la superficie del artículo abrasivo 400. En la modalidad ilustrada de la FIG. 4, el grupo 401 puede tener una microunidad 431 que es sustancialmente la misma que la microunidad 434 del grupo 404. Sin embargo, se apreciará que en otras modalidades, varios grupos diferentes se pueden utilizar en la superficie del artículo abrasivo, y más particularmente en donde cada uno de los diferentes grupos tiene una microunidad diferente.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo puede incluir grupos 401, 402, 403, y 404 que se pueden separar por regiones de canal 422 y 421 que se extienden entre los grupos 401-404. En casos particulares, la región de canal puede estar sustancialmente libre de partículas abrasivas conformadas. Por otra parte, las regiones de canal 421 y 422 se pueden configurar para mover el líquido entre los grupos 401-404 y mejorar además la remoción de virutas y el rendimiento de rectificado del artículo abrasivo. Además, en una cierta modalidad, el artículo abrasivo 400 puede incluir regiones de canal 421 y 422 que se extienden entre los grupos 401-404, en donde las regiones de canal 421 y 422 se pueden estampar sobre la superficie del artículo abrasivo 400. En casos particulares, las regiones de canal 421 y 422 pueden representar un arreglo regular y repetitivo de características que se extienden a lo largo de una superficie del artículo abrasivo.
La FIG.5 incluye una vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, el artículo abrasivo 500 puede incluir partículas abrasivas conformadas 501 que recubren, y más particularmente, se acoplan al respaldo 101. En al menos una modalidad, los artículos abrasivos de las modalidades en la presente, pueden incluir una hilera 511 de partículas abrasivas conformadas. La hilera 511 puede incluir un grupo de partículas abrasivas conformadas 501, en donde cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 dentro de la hilera 511 puede tener una misma orientación lateral predeterminada con respecto entre sí. En particular, como se ilustra, cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511 puede tener una misma orientación lateral predeterminada con respecto al eje lateral 551. Además, cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la primera hilera 511 puede ser parte de un grupo y por lo tanto tener al menos otra característica de orientación predeterminada que es la misma con respecto entre sí. Por ejemplo, cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511 puede ser parte de un grupo que tiene una misma orientación vertical predeterminada, y puede definir una sociedad vertical. En al menos otra modalidad, cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511 puede ser parte de un grupo que tiene una misma orientación rotacional predeterminada, y puede definir una sociedad de rotación. Por otra parte, cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511 puede ser parte de un grupo que tiene una misma altura de punta predeterminada con respecto entre sí, y puede definir una sociedad de altura de punta. Por otra parte, como se ilustra, el artículo abrasivo 500 puede incluir una pluralidad de grupos en la orientación de la hilera 511, que se pueden separar uno del otro a lo largo del eje longitudinal 180, y más particularmente, separar uno del otro por otras hileras que intervienen, incluyendo por ejemplo, las hileras 521, 531, y 541.
Como se ilustra adicionalmente en la FIG. 5, el artículo abrasivo 500 puede incluir partículas abrasivas conformadas 502 que se pueden arreglar con respecto entre sí para definir una hilera 521. La hilera 521 de partículas abrasivas conformadas 502 puede incluir cualquiera de las características descritas de conformidad con la hilera 511. En particular, las partículas abrasivas conformadas 502 de la hilera 521 pueden tener una misma orientación lateral predeterminada con respecto entre sí. Además, las partículas abrasivas conformadas 502 de la hilera 521 pueden tener al menos una característica de orientación predeterminada que es diferente a una característica de orientación predeterminada de cualquiera de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511. Por ejemplo, como se ilustra, cada una de las partículas abrasivas conformadas 502 de la hilera 521 puede tener una misma orientación rotacional predeterminada que es diferente de la orientación rotacional predeterminada de cada una de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511.
De acuerdo con otra modalidad, el artículo abrasivo 500 puede incluir partículas abrasivas conformadas 503 arregladas con respecto entre sí y que definen una hilera 531. La hilera 531 puede tener cualquiera de las características como se describe de acuerdo con otras modalidades, particularmente con respecto a la hilera 511 o hilera 521. Además, como se ilustra, cada una de las partículas abrasivas conformadas 503 dentro de la hilera 531 puede tener al menos una característica de orientación predeterminada que es la misma con respecto entre sí. Por otra parte, cada una de las partículas abrasivas conformadas 503 dentro de la hilera 531 puede tener al menos una característica de orientación predeterminada que es diferente de una característica de orientación predeterminada con respecto a cualquiera de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511 o las partículas abrasivas conformadas 502 de la hilera 521. En particular, como se ilustra, cada una de las partículas abrasivas conformadas 503 de la hilera 531 puede tener una misma orientación rotacional predeterminada que es diferente con respecto a la orientación rotacional predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 501 e hilera 511 y la orientación rotacional predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 502 e hilera 521.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 500 puede incluir partículas abrasivas conformadas 504 arregladas con respecto entre sí y que definen una hilera 541 en la superficie del artículo abrasivo 500. Como se ilustra, cada una de las partículas abrasivas conformadas 504 y la hilera 541 puede tener al menos una de la misma característica de orientación predeterminada. Además, de acuerdo con una modalidad, cada una de las partículas abrasivas conformadas 504 puede tener al menos una de la misma característica de orientación predeterminada, tal como una orientación rotacional predeterminada que es diferente de la orientación rotacional predeterminada de cualquiera de las partículas abrasivas conformadas 501 de la hilera 511, las partículas abrasivas conformadas 502 de la hilera 521, y las partículas abrasivas conformadas 503 de la hilera 531.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 500 puede incluir una columna 561 de partículas abrasivas conformadas que incluye al menos una partícula abrasiva conformada de cada una de las hileras 511, 521, 531, y 541. En particular, cada una de las partículas abrasivas conformadas dentro de la columna 561 puede compartir al menos una característica de orientación predeterminada, y más particularmente al menos una orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí. Como tal, cada una de las partículas abrasivas conformadas dentro de la columna 561 puede tener una orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí y un plano longitudinal 562. En ciertos casos, el arreglo de partículas abrasivas conformadas en grupos, que pueden incluir el arreglo de partículas abrasivas conformadas en hileras, columnas, sociedades verticales, sociedades de rotación, y sociedades de altura de punta pueden facilitar el rendimiento mejorado del artículo abrasivo.
La FIG.6 incluye una ilustración de vista superior de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, el artículo abrasivo 600 puede incluir partículas abrasivas conformadas 601 que se pueden arreglar con respecto entre sí para definir una columna 621 que se extiende a lo largo de un plano longitudinal 651 y que tiene al menos una de las mismas características de orientación predeterminadas con respecto entre sí. Por ejemplo, cada una de las partículas abrasivas conformadas 601 de la sociedad 621 puede tener una misma orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí y el eje longitudinal 651. Se apreciará que las partículas abrasivas conformadas 601 de la columna 621 pueden compartir al menos otra característica de orientación predeterminada, incluyendo por ejemplo una misma orientación rotacional predeterminada con respecto entre sí.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 600 puede incluir partículas abrasivas conformadas 602 arregladas con respecto entre sí sobre el respaldo 101 y que definen una columna 622 con respecto entre sí a lo largo de un plano longitudinal 652. Se apreciará que las partículas abrasivas conformadas 602 de la columna 622 pueden compartir al menos otra característica de orientación predeterminada, incluyendo por ejemplo una misma orientación rotacional predeterminada con respecto entre sí. Sin embargo, cada una de las partículas abrasivas conformadas 602 de la columna 622 puede definir un grupo que tiene al menos una característica de orientación predeterminada diferente de al menos una característica de orientación predeterminada de al menos una de las partículas abrasivas conformadas 621 de la columna 621. Más particularmente, cada una de las partículas abrasivas conformadas 602 de la columna 622 puede definir un grupo que tiene una combinación de características de orientación predeterminadas diferente de una combinación de características de orientación predeterminadas de las partículas abrasivas conformadas 601 de la columna 621.
Además, como se ilustra, el artículo abrasivo 600 puede incluir partículas abrasivas conformadas 603 que tienen una misma orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí a lo largo de un plano longitudinal 653 en el respaldo 101 y que define una columna 623. Sin embargo, cada una de las partículas abrasivas conformadas 603 de la columna 623 puede definir un grupo que tiene al menos una característica de orientación predeterminada diferente de al menos una característica de orientación predeterminada de al menos una de las partículas abrasivas conformadas 621 de la columna 621 y las partículas abrasivas conformadas 602 de la columna 622. Más particularmente, cada una de las partículas abrasivas conformadas 603 de la columna 623 puede definir un grupo que tiene una combinación de características de orientación predeterminadas diferente de una combinación de características de orientación predeterminadas de las partículas abrasivas conformadas 601 de la columna 621 y las partículas abrasivas conformadas de 602 de la columna 622.
La FIG. 7A incluye una vista desde arriba hacia abajo de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En casos particulares, los artículos abrasivos en la presente pueden incluir además regiones de orientación que facilitan la colocación de las partículas abrasivas conformadas en las orientaciones predeterminadas. Las regiones de orientación se pueden acoplar al respaldo 101 del artículo abrasivo. Alternativamente, las regiones de orientación pueden ser parte de una capa adhesiva, incluyendo por ejemplo una primera capa o una capa de apresto. En aún otra modalidad, las regiones de orientación pueden estar recubriendo el respaldo 101 o incluso más particularmente integradas con el respaldo 101.
Como se ilustra en la FIG.7A, el artículo abrasivo 700 puede incluir partículas abrasivas conformadas 701, 702, 703, (701-703) y cada una de las partículas abrasivas conformadas 701 a 703 se puede acoplar con una región de orientación respectiva 721, 722, y 723 (721-723). De acuerdo con una modalidad, la región de orientación 721 se puede configurar para definir al menos una (o una combinación de) característica de orientación predeterminada de la partícula abrasiva conformada 701. Por ejemplo, la región de orientación 721 se puede configurar para definir una orientación rotacional predeterminada, una orientación predeterminada lateral, una orientación longitudinal predeterminada, una orientación vertical predeterminada, una altura de punta predeterminada, y una combinación de las mismas con respecto a la partícula abrasiva conformada 701. Además, en una modalidad particular, las regiones de orientación 721, 722 y 723 se pueden asociar con una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 701-703 y pueden definir un grupo 791.
De acuerdo con una modalidad, las regiones de orientación 721-723 se pueden asociar con una estructura de alineación, y más particularmente, parte de una estructura de alineación (por ejemplo, regiones de contacto discretas) como se describe en más detalle en la presente. Las regiones de orientación 721-723 se pueden integrar dentro de cualquiera de los componentes del artículo abrasivo, incluyendo por ejemplo, el respaldo 101 o capas adhesivas, y por lo tanto se pueden considerar regiones de contacto como se describe en más detalle en la presente. Alternativamente, las regiones de orientación 721-723 se pueden asociar con un uso de estructura de alineación en la formación del articulo abrasivo, que puede ser un componente separado del respaldo y se integran dentro del artículo abrasivo, y que no pueden formar necesariamente una región de contacto asociada con el artículo abrasivo.
Como se ilustra adicionalmente, el artículo abrasivo 700 puede además incluir partículas abrasivas conformadas 704, 705, 706 (704-706), en donde cada una de las partículas abrasivas conformadas 704-706 se puede asociar a una región de orientación 724, 725, 726, respectivamente. Las regiones de orientación 724-726 se pueden configurar para controlar al menos una característica de orientación predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 704-706. Por otra parte, las regiones de orientación 724-726 se pueden configurar para definir un grupo 792 de partículas abrasivas conformadas 704-706. De acuerdo con una modalidad, las regiones de orientación 724-726 pueden estar separadas de las regiones de orientación 721-723. Más particularmente las regiones de orientación 724-726 se pueden configurar para definir un grupo 792 que tiene al menos una característica de orientación predeterminada que es diferente de una característica de orientación predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 701-703 del grupo 791.
La FIG. 7B incluye una ilustración de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, la FIG.7B incluye una ilustración de modalidades particulares de estructuras de alineación y regiones de contacto que se pueden utilizar y configurar para facilitar al menos una característica de orientación predeterminada de uno o más partículas abrasivas conformadas asociadas con la estructura de alineación y regiones de contacto.
La FIG. 7B incluye una porción de un artículo abrasivo que incluye un respaldo 101 de un primer grupo 791 de partículas abrasivas conformadas 701 y 702 que recubren el respaldo 101, un segundo grupo 792 de partículas abrasivas conformadas 704 y 705 que recubren el respaldo 101, un tercer grupo 793 de partículas abrasivas conformadas 744 y 745 que recubren el respaldo 101, y un cuarto grupo 794 de partículas abrasivas conformadas 746 y 747 que recubren el respaldo 101. Se apreciará que mientras que diversos y múltiples grupos diferentes 791, 792, 793 y 794 se ilustran, la ilustración de ninguna manera es limitativa y los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden incluir cualquier número y disposición de grupos.
El artículo abrasivo de la FIG.7B incluye además una estructura de alineación 761 que tiene una primera región de contacto 721 y una segunda región de contacto 722. La estructura de alineación 761 se puede utilizar para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas 701 y 702 en orientaciones deseadas en el respaldo y con respecto entre sí. La estructura de alineación 761 de las modalidades en la presente puede ser una parte permanente del artículo abrasivo. Por ejemplo, la estructura de alineación 761 puede incluir regiones de contacto 721 y 722, que pueden recubrir el respaldo 101, y en algunos casos, hacer contacto directamente con el respaldo 101. En casos particulares, la estructura de alineación 761 puede ser integral con el artículo abrasivo, y puede recubrir el respaldo, estar debajo de una capa adhesiva que recubre el respaldo, o incluso ser parte integral de una o más capas adhesivas que recubren el respaldo.
De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 761 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, temporal o permanentemente mantener la partícula abrasiva conformada 701 en una primera posición 771. En casos particulares, como se ilustra en la FIG.7B, la estructura de alineación 761 puede incluir una región de contacto 721, que puede tener una forma bidimensional particular como se ve desde arriba hacia abajo y se define por la anchura de la región de contacto (wcr) y la longitud de la región de contacto (lCr), en donde la longitud es la dimensión más larga de la región de contacto 721. De acuerdo con al menos una modalidad, la región de contacto se puede formar para tener una forma (por ejemplo, una forma bidimensional), que puede facilitar la orientación controlada de la partícula abrasiva conformada 701. Más particularmente, la región de contacto 721 puede tener una forma bidimensional configurada para controlar una o más (por ejemplo, al menos dos) características de orientación predeterminadas en particular, incluyendo por ejemplo, una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada y una orientación longitudinal predeterminada.
En casos particulares, las regiones de contacto 721 y 722 se pueden formar para tener formas bidimensionales controladas que pueden facilitar una orientación rotacional predeterminada de las partículas abrasivas conformadas correspondientes 701 y 702. Por ejemplo, la región de contacto 721 puede tener una forma bidimensional controlada y predeterminada configurada para determinar una orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 701. Por otra parte, la región de contacto 722 puede tener una forma bidimensional controlada y predeterminada configurada para determinar una orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 702.
Como se ilustra, la estructura de alineación puede incluir una pluralidad de regiones de contacto discretas 721 y 722, en donde cada una de las regiones de contacto 721 y 722 se puede configurar para suministrar, y temporal o permanentemente mantener una o más partículas abrasivas conformadas. En algunos casos, la estructura de alineación puede incluir una red, un material fibroso, una malla, una estructura sólida que tiene aberturas, una banda, un rodillo, un material estampado, una capa discontinua de material, un material adhesivo estampado, y una combinación de los mismos.
La pluralidad de regiones de contacto 721 y 722 puede definir al menos una de la orientación rotacional predeterminada de una partícula abrasiva conformada, una diferencia de orientación rotacional predeterminada entre al menos dos partículas abrasivas conformadas, la orientación longitudinal predeterminada de una partícula abrasiva conformada, un espacio longitudinal entre dos partículas abrasivas conformadas, la orientación lateral predeterminada, un espacio lateral entre dos partículas abrasivas conformadas, una orientación vertical predeterminada, una diferencia de orientación vertical predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas, una altura de punta predeterminada, una diferencia de altura de punta predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas. En casos particulares, como se ilustra en la FIG. 7B, la pluralidad de regiones de contacto discretas puede incluir una primera región de contacto 721 y una segunda región de contacto 722 distinta de la primera región de contacto 721. Mientras que las regiones de contacto 721 y 722 se ilustran como que tienen la misma forma general con respecto entre sí, como se hará evidente con base en otras modalidades descritas en la presente, la primera región de contacto 721 y segunda región de contacto 722 se pueden formar para tener diferentes formas bidimensionales. Además, aunque no se ilustra, se apreciará que las estructuras de alineación de las modalidades en la presente pueden incluir primera y segunda regiones de contacto configuradas para suministrar y mantener partículas abrasivas conformadas en diferentes orientaciones rotacionales predeterminadas con respecto entre sí.
En una modalidad particular, las regiones de contacto 721 y 722 pueden tener una forma bidimensional seleccionada del grupo que consiste de polígonos, elipsoides, números, cruces, polígonos de múltiples brazos, caracteres del alfabeto griego, caracteres del alfabeto latino, caracteres del alfabeto ruso, caracteres del alfabeto árabe, rectángulo, cuadrilátero, pentágono, hexágono, heptágono, octógono, nonágono, decágono, y una combinación de los mismos. Por otra parte, mientras que las regiones de contacto 721 y 722 se ilustran como que tienen substancialmente la misma forma bidimensional, se apreciará que en modalidades alternativas, las regiones de contacto 721 y 722 pueden tener diferentes formas bidimensionales. Las formas bidimensionales son las formas de las regiones de contacto 721 y 722 como se ve en el plano de la longitud y anchura de las regiones de contacto, que pueden ser el mismo plano definido por la superficie superior del respaldo.
Además, se apreciará que la estructura de alineación 761 puede ser una parte temporal del artículo abrasivo. Por ejemplo, la estructura de alineación 761 puede representar una plantilla u otro objeto que fija temporalmente las partículas abrasivas conformadas en las regiones de contacto, facilitando la colocación de las partículas abrasivas conformadas en una posición deseada que tiene una o más características de orientación predeterminadas. Después de la colocación de las partículas abrasivas conformadas, la estructura de alineación puede ser removida dejando la partícula abrasiva conformada sobre el respaldo en las posiciones predeterminadas.
De acuerdo con una modalidad particular, la estructura de alineación 761 puede ser una capa discontinua de material que incluye la pluralidad de regiones de contacto 721 y 722 que pueden estar hechas de un material adhesivo. En casos más particulares, la región de contacto 721 se puede configurar para adherir al menos una partícula abrasiva conformada. En otras modalidades, la región de contacto 721 se puede formar para adherir más de una partícula abrasiva conformada. Se apreciará que de acuerdo con al menos una modalidad, el material adhesivo puede incluir un material orgánico, y más particularmente, al menos un material de resina.
Además, la pluralidad de regiones de contacto 721 y 722 se puede arreglar sobre la superficie del respaldo 101 para definir una distribución predeterminada de las regiones de contacto. La distribución predeterminada de regiones de contacto puede tener cualquier característica de las distribuciones predeterminadas descritas en la presente. En particular, la distribución predeterminada de las regiones de contacto puede definir un arreglo no sombreado controlado. La distribución predeterminada de regiones de contacto puede definir y corresponder sustancialmente con una misma distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo, en donde cada región de contacto puede definir una posición de una partícula abrasiva conformada.
Como se ilustra, en ciertos casos, las regiones de contacto 721 y 722 se pueden separar una de la otra. En al menos una modalidad, las regiones de contacto 721 y 722 pueden estar separadas una de otra por una distancia 731. La distancia 731 entre las regiones de contacto 721 y 722 es generalmente la distancia más pequeña entre las regiones de contacto adyacentes 721 y 722 en una dirección paralela al eje lateral 181 o eje longitudinal 180.
De acuerdo con una modalidad, las regiones de contacto discretas de la pluralidad de regiones de contacto discretas pueden ser separadas entre sí por una distancia de abertura que se extiende en cualquier dirección entre las regiones de contacto discretas adyacentes y sobre una región sin contacto, en donde esencialmente ningún material adhesivo se proporciona en el respaldo 101. Por ejemplo, la distancia de abertura puede ser la distancia 731 entre las regiones de contacto discretas 721 y 722 a una dirección paralela al eje lateral 181. Alternativamente, en otra modalidad, la distancia de abertura puede ser una distancia 732 que se extiende en una dirección paralela al eje longitudinal 180. Los ejemplos anteriores no son limitantes y la distancia de abertura se puede extender en cualquier variedad de direcciones dependiendo de la distancia más corta entre una primera región de contacto discreta y una segunda región de contacto, mientras se extiende sobre una región sin contacto. En una modalidad, la distancia de abertura puede ser al menos aproximadamente 0.5 (w), en donde (w) corresponde a una anchura de un cuerpo de una partícula abrasiva conformada. En otros casos, la distancia de abertura puede ser al menos aproximadamente 0.7 (w), al menos aproximadamente 0.9 (w), al menos aproximadamente 1 (w), al menos aproximadamente 1.1 (w), al menos aproximadamente 1.3 (w). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la distancia de abertura puede ser no mayor que aproximadamente 100 (w), no mayor que aproximadamente 50 (w). La formación de regiones de contacto discretas de ciertas dimensiones puede mejorar el procesamiento sobre otros métodos que utilizan un recubrimiento continuo de material. Por ejemplo, en ciertos casos, el uso de un recubrimiento discontinuo que comprende regiones de contacto discretas puede reducir el tiempo de procesamiento y reducir la formación de ampollas asociada con artículos abrasivos que utilizan un recubrimiento continuo de material. Además, y de forma inesperada, el abrasivo conformado puede experimentar un anclaje mejorado utilizando un recubrimiento discontinuo en lugar de un recubrimiento continuo.
Para otra modalidad, la distancia de abertura puede ser al menos aproximadamente 0.1 mm, tal como al menos aproximadamente 0.5 mm, al menos aproximadamente 1 mm, al menos aproximadamente 2 mm, o incluso al menos aproximadamente 2.5 mm. Sin embargo, en otra modalidad no limitante, la distancia de abertura puede ser no mayor que aproximadamente 50 mm, tal como no mayor que aproximadamente 40 mm, o no mayor que aproximadamente 20 mm.
En ciertos casos, las regiones de contacto discretas 721 y 722 pueden tener una anchura particular (wcr) con respecto a una dimensión de un cuerpo de una partícula abrasiva conformada, lo que puede facilitar las características de las modalidades en la presente. Por ejemplo, la región de contención discreta 721 puede tener una anchura (wcr) que define una dimensión mínima de la región de contención discreta que puede ser al menos aproximadamente 0.5 (h), en donde (h) es una altura de un cuerpo de una partícula abrasiva conformada como se describe en las modalidades en la presente. En otro ejemplo, la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser al menos aproximadamente 0.7 (h), tal como al menos aproximadamente 0.9 (h), al menos aproximadamente 1 (h), al menos aproximadamente 1.1 (h), al menos aproximadamente 1.3 (h). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser no mayor que aproximadamente 100 (h), tal como no mayor que aproximadamente 50 (h). Se apreciará que la anchura de la región de contacto discreta 721 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser atribuida a cualquier otra región de contacto discreta de las modalidades en la presente, y se entiende, además, que una anchura se puede correlacionar con un diámetro en el contexto de una región de contacto discreta que tiene una forma circular (por ejemplo, región de contacto discreta 763).
Para otra modalidad, la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser no mayor que aproximadamente 5 mm, tal como no mayor que aproximadamente 4 mm, no mayor que aproximadamente 3 mm, no mayor que aproximadamente 2 mm, no mayor que aproximadamente 1 mm, o incluso no mayor que aproximadamente 0.8 mm. Todavía, en otra modalidad no limitante, la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser al menos aproximadamente 0.01 mm, tal como al menos aproximadamente 0.05 mm, o incluso al menos aproximadamente 0.1 mm. Se apreciará que la anchura de la región de contacto discreta 721 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente. Además, se apreciará que la anchura de la región de contacto discreta 721 puede ser atribuida a cualquier otra región de contacto discreta de las modalidades en la presente, y se entiende, además, que una anchura se puede correlacionar con un diámetro en el contexto de una región de contacto discreta que tiene una forma circular (por ejemplo, región de contacto discreta 763).
El control de la forma y tamaño de las regiones de contacto discretas se puede lograr controlando una reología de un material adhesivo utilizado para formar cada una de las regiones de contacto discretas de la pluralidad de regiones de contacto discretas. Sin embargo, se apreciará que otros controles de proceso se pueden utilizar.
En una modalidad alternativa, la pluralidad de regiones de contacto discretas 721 y 722 pueden ser aberturas en una estructura, tal como un sustrato. Por ejemplo, cada una de las regiones de contacto 721 y 722 puede ser aberturas en una plantilla que se utiliza para colocar temporalmente las partículas abrasivas conformadas en posiciones particulares sobre el respaldo 101. La pluralidad de aberturas se puede extender parcial o completamente a través del espesor de la estructura de alineación. Alternativamente, las regiones de contacto 7821 y 722 pueden ser aberturas en una estructura, tal como un sustrato o capa que es permanentemente parte del respaldo y el artículo abrasivo final. Las aberturas pueden tener formas de sección transversal particulares que pueden ser complementarias con una forma de sección transversal de las partículas abrasivas conformadas para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas en posiciones predeterminadas y con una o más características de orientación predeterminadas.
Además, de acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación puede incluir una pluralidad de regiones de contacto discretas separadas por regiones sin contacto, en donde las regiones sin contacto son regiones distintas de las regiones de contacto discretas y puede estar sustancialmente libres de las partículas abrasivas conformadas. En una modalidad, las regiones sin contacto pueden definir regiones configuradas para estar esencialmente libres de material adhesivo y separar las regiones de contacto 721 y 722. En una modalidad particular, la región sin contacto puede definir regiones configuradas para estar esencialmente libres de partículas abrasivas conformadas.
Varios métodos se pueden utilizar para formar una estructura de alineación y las regiones de contacto discretas, incluyendo, pero no limitado a procesos tales como recubrimiento, pulverización, deposición, impresión, grabado, enmascaramiento, remoción, moldeo, fundición, estampación, calentamiento, curado, unión pegajosa, enclavijado, fijación, prensado, laminado, costura, adhesión, irradiación, y una combinación de los mismos. En casos particulares, en donde la estructura de alineación está en la forma de una capa discontinua de material adhesivo, que puede incluir una pluralidad de regiones de contacto discretas que incluyen un material adhesivo separadas entre sí por regiones sin contacto, el proceso de formación puede incluir una deposición selectiva del material adhesivo.
Como se ilustra y señala anteriormente, la FIG. 7B incluye además, un segundo grupo 792 de partículas abrasivas conformadas 704 y 705 que recubren el respaldo 101. El segundo grupo 792 se puede asociar con una estructura de alineación 762, que puede incluir una primera región de contacto 724 y una segunda región de contacto 725. La estructura de alineación 762 se puede utilizar para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas 704 y 705 en orientaciones deseadas en el respaldo 101 y con respecto entre sí. Como se ha señalado en la presente, la estructura de alineación 762 puede tener cualquiera de las características de las estructuras de alineación descritas en la presente. Se apreciará que la estructura de alineación 762 puede ser una parte permanente o temporal del artículo abrasivo final. La estructura de alineación 762 puede ser integral con el artículo abrasivo, y puede recubrir el respaldo 101, estar bajo una capa adhesiva que recubre el respaldo 101, o incluso ser parte integral de una o más capas adhesivas que recubren el respaldo 101.
De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 762 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, temporal o permanentemente mantener la partícula abrasiva conformada 704 en una primera posición 773. En casos particulares, como se ilustra en la FIG. 7B, la estructura de alineación 762 puede incluir una región de contacto 724, que puede tener una forma bidimensional particular, como se ve desde arriba hacia abajo y se define por la anchura de la región de contacto (wCr) y la longitud de la región de contacto (lCr), en donde la longitud es la dimensión más larga de la región de contacto 724.
De acuerdo con al menos una modalidad, la región de contacto 724 se puede formar para tener una forma (por ejemplo, una forma bidimensional), que puede facilitar la orientación controlada de la partícula abrasiva conformada 704. Más particularmente, la región de contacto 724 puede tener una forma bidimensional configurada para controlar una o más (por ejemplo, al menos dos) características de orientación predeterminadas particulares, incluyendo por ejemplo, una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada. En al menos una modalidad, la región de contacto 724 se puede formar para tener una forma bidimensional, en donde las dimensiones de la región de contacto 724 (por ejemplo, la longitud y/o anchura) corresponden sustancialmente y son sustancialmente las mismas que las dimensiones de la partícula abrasiva conformada 704, facilitando así el posicionamiento de la partícula abrasiva conformada en la posición 772 y facilitando una o una combinación de las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada 704. Además, de acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 762 puede incluir una pluralidad de regiones de contacto que tienen formas bidimensionales controladas configuradas para facilitar y controlar una o más características de orientación predeterminadas de las partículas abrasivas conformadas asociadas.
Como se ilustra adicionalmente, y de acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 762 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, temporal o permanentemente mantener la partícula abrasiva conformada 705 en una segunda posición 774. En casos particulares, como se ilustra en la FIG.7B, la estructura de alineación 762 puede incluir una región de contacto 725, que puede tener una forma bidimensional particular, como se ve desde arriba hacia abajo y se define por la anchura de la región de contacto (Wcr) y la longitud de la región de contacto (lCr), en donde la longitud es la dimensión más larga de la región de contacto 725. En particular, las regiones de contacto 724 y 725 de la estructura de alineación pueden tener una orientación diferente con respecto a las regiones de contacto 721 y 722 de la estructura de alineación 761 para facilitar diferentes características de orientación predeterminadas entre las partículas abrasivas conformadas 701 y 702 del grupo 791 y las partículas abrasivas conformadas 704 y 705 del grupo 792.
Como se ilustra y se señala anteriormente, la FIG. 7B incluye además, un tercer grupo 793 de partículas abrasivas conformadas 744 y 745 que recubren el respaldo 101. El tercer grupo 793 se puede asociar con una estructura de alineación 763, que puede incluir una primera región de contacto 754 y una segunda región de contacto 755. La estructura de alineación 763 se puede utilizar para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas 744 y 745 en orientaciones deseadas en el respaldo 101 y con respecto entre sí. Como se ha señalado en la presente, la estructura de alineación 763 puede tener cualquiera de las características de las estructuras de alineación descritas en la presente. Se apreciará que la estructura de alineación 763 puede ser una parte permanente o temporal del artículo abrasivo final. La estructura de alineación 763 puede ser integral con el artículo abrasivo, y puede recubrir el respaldo 101, estar bajo una capa adhesiva que recubre el respaldo 101, o incluso ser parte integral de una o más capas adhesivas que recubren el respaldo 101.
De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 763 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, temporal o permanentemente mantener la partícula abrasiva conformada 744 en una primera posición 775. Asimismo, como se ilustra, la estructura de alineación 763 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, de manera temporal o permanente mantener la partícula abrasiva conformada 745 en una segunda posición 776.
En casos particulares, como se ilustra en la FIG. 7B, la estructura de alineación 763 puede incluir una región de contacto 754, que puede tener una forma bidimensional particular, como se ve desde arriba hacia abajo. Como se ilustra, la región de contacto 754 puede tener una forma bidimensional circular, que se puede definir en parte por un diámetro (dcr).
De acuerdo con al menos una modalidad, la región de contacto 754 se puede formar para tener una forma (por ejemplo, una forma bidimensional), que puede facilitar la orientación controlada de la partícula abrasiva conformada 744. Más particularmente, la región de contacto 754 puede tener una forma bidimensional configurada para controlar una o más (por ejemplo, al menos dos) características de orientación predeterminadas particulares, incluyendo por ejemplo, una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada. En al menos una modalidad alternativa, como se ilustra, la región de contacto 754 puede tener una forma circular, lo que puede facilitar cierta libertad de una orientación rotacional predeterminada. Por ejemplo, en la comparación de las partículas abrasivas conformadas 744 y 745, cada una de las cuales se asocia con las regiones de contacto 754 y 755, respectivamente, y además en donde cada una de las regiones de contacto 754 y 755 tiene formas circulares bidimensionales, las partículas abrasivas conformadas 744 y 745 tienen diferentes orientaciones rotacionales predeterminadas con respecto entre sí. La forma circular bidimensional de las regiones de contacto 754 y 755 puede facilitar una orientación lateral preferencial de las partículas abrasivas conformadas 744 y 745, mientras que también permite un grado de libertad en al menos una característica de orientación predeterminada (es decir, una orientación rotacional predeterminada) con respecto entre si.
Se apreciará, que en al menos una modalidad, unas dimensiones de la región de contacto 754 (por ejemplo, el diámetro) pueden corresponden sustancialmente y pueden ser sustancialmente las mismas que una dimensión de la partícula abrasiva conformada 744 (por ejemplo, una anchura de una superficie lateral), que puede facilitar el posicionamiento de la partícula abrasiva conformada 744 en la posición 775 y facilitar una o una combinación de las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada 744. Además, de acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 763 puede incluir una pluralidad de regiones de contacto que tienen formas bidimensionales controladas configuradas para facilitar y controlar una o más características de orientación predeterminadas de partículas abrasivas conformadas asociadas. Se apreciará, que mientras que la estructura de alineación anterior 763 incluye regiones de contacto 754 y 755 que tienen formas sustancialmente similares, la estructura de alineación 763 puede incluir una pluralidad de regiones de contacto que tiene una pluralidad de diferentes formas bidimensionales.
Como se ilustra y se señala anteriormente, la FIG. 7B incluye además, un cuarto grupo 794 de partículas abrasivas conformadas 746 y 747 que recubren el respaldo 101. El cuarto grupo 794 se puede asociar con una estructura de alineación 764, que puede incluir una primera región de contacto 756 y una segunda región de contacto 757. La estructura de alineación 764 se puede utilizar para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas 746 y 747 en orientaciones deseadas en el respaldo 101 y con respecto entre sí. Como se ha señalado en la presente, la estructura de alineación 764 puede tener cualquiera de las características de las estructuras de alineación descritas en la presente. Se apreciará que la estructura de alineación 764 puede ser una parte permanente o temporal del artículo abrasivo final. La estructura de alineación 764 puede ser integral con el artículo abrasivo, y puede recubrir el respaldo 101, estar bajo una capa adhesiva que recubre el respaldo 101, o incluso ser parte integral de una o más capas adhesivas que recubren el respaldo 101.
De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 764 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, temporal o permanentemente mantener la partícula abrasiva conformada 746 en una primera posición 777. Asimismo, como se ilustra, la estructura de alineación 764 se puede configurar para suministrar y en casos particulares, de manera temporal o permanente mantener la partícula abrasiva conformada 747 en una segunda posición 778.
En casos particulares, como se ilustra en la FIG. 7B, la estructura de alineación 763 puede incluir una región de contacto 756, que puede tener una forma bidimensional particular, como se ve desde arriba hacia abajo. Como se ilustra, la región de contacto 756 puede tener una forma bidimensional en forma de cruz, que se puede definir en parte por una longitud (lCr).
De acuerdo con al menos una modalidad, la región de contacto 756 se puede formar para tener una forma (por ejemplo, una forma bidimensional), que puede facilitar la orientación controlada de la partícula abrasiva conformada 746. Más particularmente, la región de contacto 756 puede tener una forma bidimensional configurada para controlar una o más (por ejemplo, al menos dos) características de orientación predeterminadas particulares, incluyendo por ejemplo, una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada. En al menos una modalidad alternativa, como se ilustra, la región de contacto 756 puede tener una forma bidimensional en forma de cruz, lo que puede facilitar cierta libertad de una orientación rotacional predeterminada de la partícula abrasiva conformada 746.
Por ejemplo, en la comparación de las partículas abrasivas conformadas 746 y 747, cada una de las cuales se asocia con las regiones de contacto 756 y 757, respectivamente, y además en donde cada una de las regiones de contacto 756 y 757 tiene formas bidimensionales en forma de cruz, las partículas abrasivas conformadas 746 y 747 pueden tener diferentes orientaciones rotacionales predeterminadas con respecto entre sí. Las formas bidimensionales en forma de cruz de las regiones de contacto 756 y 757 pueden facilitar una orientación lateral preferencial de las partículas abrasivas conformadas 746 y 747, mientras que también permiten un grado de libertad en al menos una característica de orientación predeterminada (es decir, una orientación rotacional predeterminada) con respecto entre sí. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 746 y 747 están orientadas sustancialmente perpendiculares entre sí. La forma bidimensional en forma de cruz de las regiones de contacto 756 y 757 facilita generalmente dos orientaciones rotacionales predeterminadas preferidas de partículas abrasivas conformadas, cada una de las cuales se asocia con la dirección de los brazos de las regiones de contacto en forma de cruz 756 y 757, y cada una de las dos orientaciones se ilustra por las partículas abrasivas conformadas 746 y 747.
Se apreciará, que en al menos una modalidad, unas dimensiones de la región de contacto 756 (por ejemplo, longitud) pueden corresponder sustancialmente y pueden ser sustancialmente las mismas que una dimensión de la partícula abrasiva conformada 746 (por ejemplo, una longitud de una superficie lateral), que puede facilitar el posicionamiento de la partícula abrasiva conformada 746 en la posición 777 y facilitar una o una combinación de las características de orientación predeterminadas de la partícula abrasiva conformada 746. Además, de acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 764 puede incluir una pluralidad de regiones de contacto que tienen formas bidimensionales controladas configuradas para facilitar y controlar una o más características de orientación predeterminadas de partículas abrasivas conformadas asociadas. Se apreciará, que mientras que la estructura de alineación anterior 764 incluye regiones de contacto 756 y 757 que tienen formas sustancialmente similares, la estructura de alineación 764 puede incluir una pluralidad de regiones de contacto que tienen una pluralidad de diferentes formas bidimensionales.
Regresando brevemente a la FIG.7C una ilustración de vista superior de un arreglo no sombreado que se forma sobre una porción de un artículo abrasivo se proporciona de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, la porción del artículo abrasivo puede incluir un respaldo 101, un primer grupo de regiones de contacto discretas 781 se extiende sobre el respaldo 101, un segundo grupo de regiones de contacto discretas 782 se extiende por encima del respaldo 101, y un tercer grupo de regiones de contacto discretas 783 se extiende sobre el respaldo 101. Cada uno de los grupos de regiones de contacto discretas 781, 782, y 783 puede tener una pluralidad de regiones de contacto discretas que se extienden linealmente sobre una superficie del respaldo. Por otra parte, cada una de las regiones de contacto discretas dentro de un grupo se puede extender sustancialmente en la misma dirección, de tal manera que cada una de las regiones de contacto discretas dentro de un grupo puede ser sustancialmente paralela entre si. Sin embargo, las regiones de contacto discretas de diferentes grupos se pueden intersecar entre sí. Por ejemplo, cada una de las regiones de contacto discretas del primer grupo de regiones de contacto discretas 781 puede intersecar al menos otra región de contacto discreta de al menos uno del segundo grupo de regiones de contacto discretas 782 y tercer grupo de regiones de contacto discretas 783.
De acuerdo con una modalidad, cada una de las regiones de contacto discretas y, en particular, cada una de las regiones de contacto discretas dentro de los grupos de regiones de contacto discretas 781, 782, y 783 se puede extender al menos una porción de la anchura del respaldo 101.
En ciertos casos, cada uno de los grupos de regiones de contacto discretas 781, 782, y 783 se puede extender por al menos una mayoría de la anchura del respaldo 101, que se puede definir como la distancia a lo largo del respaldo 101 en la dirección del eje lateral 181.
En otra modalidad, cada una de las regiones de contacto discretas y, en particular, cada uno de los grupos de regiones de contacto discretas 781.782, y 783 se puede extender por al menos una porción de la longitud del respaldo 101. En ciertos casos, cada uno de los grupos de regiones de contacto discretas 781, 782, y 783 se puede extender al menos una mayoría de la longitud del respaldo 101, que se puede definir como la distancia a lo largo del respaldo 101 en la dirección del eje longitudinal 180. Todavía, en otra modalidad no limitante, sólo uno de los grupos de las regiones de contacto discretas, tal como el grupo de regiones de contacto discretas 783 se puede extender por una mayoría de la longitud del respaldo 101, mientras que cada una de las regiones de contacto discretas de la grupos de regiones de contacto discretas 781 y 782 se extiende por una distancia menor que la longitud total del respaldo 101.
La FIG. 7C incluye, además, una ilustración de partículas abrasivas conformadas colocadas en cada uno de los grupos de regiones de contacto discretas 781, 782, y 783. Es decir, el artículo abrasivo puede tener un primer grupo de partículas abrasivas conformadas 784 asociado con el primer grupo de regiones de contacto discretas 781, y un segundo grupo de partículas abrasivas conformadas 785 se puede asociar con el segundo grupo de regiones de contención discretas 782, y un tercer grupo de partículas abrasivas conformadas 792 se puede asociar con el tercer grupo de regiones de contención discretas 789.
La FIG.7D incluye una imagen de una porción de un grupo de partículas abrasivas conformadas asociado con una región de contacto discreta. En particular, el primer grupo de partículas abrasivas conformadas 787 puede incluir una primera partícula abrasiva conformada 788 acoplada al respaldo 101 en una primera posición 795 y una segunda partícula abrasiva conformada 789 acoplada al respaldo 101 en una segunda posición 796. De acuerdo con ciertas modalidades, la primera partícula abrasiva conformada 788 y segunda partícula abrasiva conformada 789 se pueden arreglar en un arreglo no sombreado controlado. En el arreglo no sombreado controlado, la primera partícula abrasiva conformada 788 y segunda partícula abrasiva conformada 789 pueden tener al menos dos de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada, y una combinación de las mismas. Más particularmente, al menos una porción de la primera partícula abrasiva conformada 788 puede estar tocando una porción de la segunda partícula abrasiva conformada 789. A diferencia de algunas otras modalidades en la presente, en ciertos casos, las partículas abrasivas conformadas dentro de un grupo pueden ser colindantes entre sí. Por ejemplo, en al menos una modalidad, una esquina de la primera partícula abrasiva conformada 788 puede ser colindante con una esquina de la segunda partícula abrasiva conformada 789. En particular, el grado de solapamiento entre las partículas adyacentes puede ser menor que la anchura de las partículas, y más particularmente, menor que la mitad de la anchura de las partículas.
En la modalidad ilustrada de la FIG.7D, al menos una porción, tal como una minoría o mayoría, de cada una de las partículas abrasivas conformadas del primer grupo de partículas abrasivas conformadas 787 como la primera partícula abrasiva conformada 788 y la segunda partícula abrasiva conformada 789 se puede arreglar en una línea con respecto entre sí. Además, al menos una porción de las partículas abrasivas conformadas en el grupo de partículas abrasivas conformadas 787 puede estar tocando al menos otra partícula abrasiva conformada, inmediatamente adyacente. Sin desear estar atado a una teoría particular, se cree que algún contacto entre las partículas abrasivas, puede ser adecuado para reforzar el grupo de partículas abrasivas conformadas y mejorar la retención de grano y rendimiento de rectificado.
Por otra parte, una o más partículas abrasivas conformadas de un grupo de partículas abrasivas conformadas pueden estar en contacto directo con los granos inmediatamente adyacentes para facilitar pesos de grano mayores y rendimiento mejorado de rectificado en ciertas aplicaciones.
MÉTODOS Y SISTEMAS PARA FORMAR ARTÍCULOS ABRASIVOS Lo anterior ha descrito artículos abrasivos de las modalidades que tienen distribuciones predeterminadas de partículas abrasivas conformadas. A continuación se describen varios métodos utilizados para formar tales artículos abrasivos de las modalidades en la presente. Se apreciará que cualquiera de los métodos y sistemas descritos en la presente pueden utilizarse en combinación para facilitar la formación de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad.
De acuerdo con una modalidad, un método para formar un artículo abrasivo incluye colocar una partícula abrasiva conformada sobre el respaldo en una primera posición definida por una o más características de orientación predeterminadas. En particular, el método de colocación de la partícula abrasiva conformada puede incluir un proceso de creación de plantilla. Un proceso de creación de plantilla puede hacer uso de una estructura de alineación, que se puede configurar para mantener (temporal o permanentemente) una o más partículas abrasivas conformadas en una orientación predeterminada y suministrar una o más partículas abrasivas conformadas en el artículo abrasivo en una posición predeterminada definida que tiene una o más características de orientación predeterminadas.
De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación puede ser varias estructuras, incluyendo pero no limitado a, una red, un material fibroso, una malla, una estructura sólida que tiene aberturas, una banda, un rodillo, un material estampado, una capa discontinua de material, un material adhesivo modelado, y una combinación de los mismos. En una modalidad particular, la estructura de alineación puede incluir una región de contacto discreta configurada para mantener una partícula abrasiva conformada. En ciertos otros casos, la estructura de alineación puede incluir una pluralidad de regiones de contacto discretas separadas una de otra y configuradas para mantener una pluralidad de partículas abrasivas conformadas. Para ciertas modalidades en la presente, una región de contacto discreta se puede configurar para retener temporalmente una partícula abrasiva conformada y colocar la primera partícula abrasiva conformada en una posición predeterminada en el artículo abrasivo. Alternativamente, en otra modalidad, la región de contacto discreta se puede configurar para mantener de forma permanente una primera partícula abrasiva conformada y colocar la primera partícula abrasiva conformada en la primera posición. En particular, para modalidades que utilizan una retención permanente entre la región de contacto discreta y la partícula abrasiva conformada, la estructura de alineación puede estar integrada dentro del artículo abrasivo terminado.
Algunas estructuras de alineación ejemplares de acuerdo con modalidades en la presente se ilustran en las FIGs. 9-11. La FIG.9 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad. En particular, la estructura de alineación 900 puede estar en la forma de red o malla que incluye fibras 901 y 902 solapadas entre sí. En particular, la estructura de alineación 900 puede incluir regiones de contacto discretas 904, 905, y 906, que pueden ser definidas por una pluralidad de intersecciones de objetos de la estructura de alineación. En la modalidad ilustrada particular, las regiones de contacto discretas 904-906 se pueden definir por una intersección de las fibras 901 y 902, y más particularmente, una unión entre las dos fibras 901 y 902, configurada para mantener las partículas abrasivas conformadas 911, 912 y 913. De acuerdo con ciertas modalidades, la estructura de alineación puede incluir, además, regiones de contacto discretas 904-906 que pueden incluir un material adhesivo para facilitar la colocación y retención de las partículas abrasivas conformadas 911-913.
Como se apreciará, la construcción y arreglo de las fibras 901 y 902 puede facilitar el control de las regiones de contacto discretas 904-906 y además puede facilitar el control de una o más características de orientación predeterminadas de las partículas abrasivas conformadas en el artículo abrasivo. Por ejemplo, las regiones de contacto discretas 904-906 se pueden configurar para definir al menos una de una orientación rotacional predeterminada de una partícula abrasiva conformada, una diferencia de orientación rotacional predeterminada entre al menos dos partículas abrasivas conformadas, una orientación longitudinal predeterminada de partículas abrasivas conformadas, un espacio longitudinal entre dos partículas abrasivas conformadas, una orientación lateral predeterminada, un espacio lateral entre dos partículas abrasivas conformadas, una orientación vertical predeterminada de una partícula abrasiva conformada, una diferencia de orientación vertical predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas, una orientación de altura de punta predeterminada de una partícula abrasiva conformada, una diferencia de altura de punta predeterminada entre dos partículas abrasivas conformadas, y una combinación de los mismos.
La FIG. 10 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad. En particular, la estructura de alineación 1000 puede estar en la forma de una banda 1001 que tiene regiones de contacto discretas 1002 y 1003 configuradas para acoplar y mantener las partículas abrasivas conformadas 1011 y 1012. De acuerdo con una modalidad, la estructura de alineación 1000 puede incluir regiones de contacto discretas 1002 y 1003 en la forma de aberturas en la estructura de alineación. Cada una de las aberturas puede tener una forma configurada para mantener una o más partículas abrasivas conformadas. En particular, cada una de las aberturas puede tener una forma configurada para mantener una o más partículas abrasivas conformadas en una posición predeterminada para facilitar la colocación de una o más partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo en una posición predeterminada con una o más características de orientación predeterminadas. En al menos una modalidad, las aberturas que definen las regiones de contacto discretas 1002 y 1003 pueden tener una forma de sección transversal complementaria a una forma de sección transversal de las partículas abrasivas conformadas. Además, en ciertos casos, las aberturas que definen las regiones de contacto discretas se pueden extender a través de todo el espesor de la estructura de alineación (es decir, la banda 1001).
En aún otra modalidad, la estructura de alineación puede incluir regiones de contacto discretas definidas por aberturas, en donde las aberturas se extienden parcialmente a través de todo el espesor de la estructura de alineación. Por ejemplo, la FIG.11 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad. En particular, la estructura de alineación 1100 puede estar en la forma de una estructura más gruesa en donde las aberturas que definen las regiones de contacto discretas 1102 y 1103 configuradas para mantener las partículas abrasivas conformadas lili y 1112 no se extienden a través de todo el espesor del sustrato 1101.
La FIG. 12 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación de acuerdo con una modalidad. En particular, la estructura de alineación 1200 puede estar en la forma de un rodillo 1201 que tiene aberturas 1203 en la superficie exterior y que define las regiones de contacto discretas. Las regiones de contacto discretas 1203 pueden tener dimensiones particulares configuradas para facilitar la sujeción de las partículas abrasivas conformadas 1204 en el rodillo 1201 hasta que una porción de las partículas abrasivas conformadas se pone en contacto con el artículo abrasivo 1201. Después del contacto con el artículo abrasivo 1201, las partículas abrasivas conformadas 1204 pueden ser liberadas del rodillo 1201 y suministradas al artículo abrasivo 1201 en una posición particular definida por una o más características de orientación predeterminadas. En consecuencia, la forma y orientación de las aberturas 1203 en el rodillo 1201, la posición del rodillo 1201 en relación con el artículo abrasivo 1201, la velocidad de traslación del rodillo 1201 en relación con el artículo abrasivo 1201 pueden ser controladas para facilitar el posicionamiento de las partículas abrasivas conformadas 1204 en una distribución predeterminada.
Diversas etapas de procesamiento se pueden utilizar para facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas en la estructura de alineación. Los procesos adecuados pueden incluir, pero no se limitan a, vibración, la adhesión, atracción electromagnética, estampado, impresión, diferencial de presión, recubrimiento con rodillo, caída por gravedad, y una combinación de los mismos. Por otra parte, los dispositivos particulares se pueden utilizar para facilitar la orientación de las partículas abrasivas conformadas en la estructura de alineación, incluyendo, por ejemplo, levas, acústica, y una combinación de las mismas.
En aún otra modalidad, la estructura de alineación puede estar en la forma de una capa de material adhesivo. En particular, la estructura de alineación puede estar en la forma de una capa discontinua de porciones adhesivas, en donde las porciones adhesivas definen regiones de contacto discretas configuradas para mantener (temporal o permanentemente) una o más partículas abrasivas conformadas. De acuerdo con una modalidad, las regiones de contacto discretas pueden incluir un adhesivo, y más particularmente, las regiones de contacto discretas están definidas por una capa adhesiva, y aún más particularmente, cada una de las regiones de contacto discretas se define por una región adhesiva discreta. En ciertos casos, el adhesivo puede incluir una resina, y más particularmente, puede incluir un material para uso como una primera capa como se describe en las modalidades en la presente. Por otra parte, las regiones de contacto discretas pueden definir una distribución predeterminada con respecto entre sí, y pueden definir además posiciones de las partículas abrasivas conformadas en el artículo abrasivo. Además, las regiones de contacto discretas que comprenden el adhesivo se pueden arreglar en una distribución predeterminada, que es sustancialmente la misma que una distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas que recubren el respaldo. En un caso particular, las regiones de contacto discretas que comprenden el adhesivo se pueden arreglar en una distribución predeterminada, se pueden configurar para mantener una partícula abrasiva conformada y, además pueden definir al menos una de una característica de orientación predeterminada para cada partícula abrasiva conformada.
La FIG. 13 incluye una ilustración de una porción de una estructura de alineación, incluyendo regiones de contacto discretas que comprenden un adhesivo de acuerdo con una modalidad. Como se ilustra, la estructura de alineación 1300 puede incluir una primera región de contacto discreta 1301 que comprende una región adhesiva discreta y configurada para acoplar una partícula abrasiva conformada. La estructura de alineación 1300 también puede incluir una segunda región de contacto discreta 1302 y una tercera región de contacto discreta 1303. De acuerdo con una modalidad, al menos la primera región de contacto discreta 1301 puede tener una anchura (w) 1304 relacionada con al menos una dimensión de la partícula abrasiva conformada, lo que puede facilitar el posicionamiento de la partícula abrasiva conformada en una orientación particular en relación con el respaldo. Por ejemplo, ciertas orientaciones adecuadas en relación con el respaldo pueden incluir una orientación lateral, una orientación plana, y orientación invertida. De acuerdo con una modalidad particular, la primera región de contacto discreta 1301 puede tener una anchura (w) 1304 relacionada con una altura (h) de la partícula abrasiva conformada para facilitar una orientación lateral de la partícula abrasiva conformada. Se apreciará que la referencia en la presente a una altura puede ser referencia a una altura promedio o altura mediana de un tamaño de muestra adecuado de un lote de partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, la anchura 1304 de la primera región de contacto discreta 1301 puede ser no mayor que la altura de la partícula abrasiva conformada. En otros casos, la anchura 1304 de la primera región de contacto discreta 1301 puede ser no mayor que aproximadamente 0.99 (h), tal como no mayor que aproximadamente 0.95 (h), no mayor que aproximadamente 0.9 (h), no mayor que aproximadamente 0.85 (h), no mayor que aproximadamente 0.8 (h), no mayor que aproximadamente 0.75 (h), o incluso no mayor que aproximadamente 0.5 (h). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la anchura 1304 de la primera región de contacto discreta 1301 puede ser al menos aproximadamente 0.1 (h), al menos aproximadamente 0.3 (h), o incluso al menos aproximadamente 0.5 (h). Se apreciará que la anchura 1304 de la primera región de contacto discreta 1301 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
De acuerdo con una modalidad particular, la primera región de contacto discreta 1301 puede estar separada de la segunda región de contacto discreta 1302 a través de una abertura longitudinal 1305, que es una medida de la distancia más corta entre las regiones de contacto discretas inmediatamente adyacentes 1301 y 1302 en una dirección paralela al eje longitudinal 180 del respaldo 101. En particular, el control de la abertura longitudinal 1305 puede facilitar el control de la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas en la superficie del artículo abrasivo, lo que puede facilitar el rendimiento mejorado. De acuerdo con una modalidad, la abertura longitudinal 1305 se puede relacionar con una dimensión de una o una muestra de partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, la abertura longitudinal 1305 puede ser al menos igual a una anchura (w) de una partícula abrasiva conformada, en donde la anchura es una medida del lado más largo de la partícula como se describe en la presente. Se apreciará que la referencia en la presente a una anchura (w) de la partícula abrasiva conformada puede ser referencia a una anchura promedio o anchura mediana de un tamaño de muestra adecuado de un lote de partículas abrasivas conformadas. En un caso particular, la abertura longitudinal 1305 puede ser mayor que la anchura, tal como al menos aproximadamente 1.1 (w), al menos aproximadamente 1.2 (w), al menos aproximadamente 1.5 (w), al menos aproximadamente 2 (w), al menos aproximadamente 2.5 (w), al menos aproximadamente 3 (w) o incluso al menos aproximadamente 4 (w). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la abertura longitudinal 1305 puede ser no mayor que aproximadamente 10 (w), no mayor que aproximadamente 9 (w), no mayor que aproximadamente 8 (w), o incluso no mayor que aproximadamente 5 (w). Se apreciará que la abertura longitudinal 1305 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
De acuerdo con una modalidad particular, la segunda región de contacto discreta 1302 puede estar separada de la tercera región de contacto discreta 1303 a través de una abertura lateral 1306, que es una medida de la distancia más corta entre las regiones de contacto discretas inmediatamente adyacentes 1302 y 1303 en una dirección paralela al eje lateral 181 del respaldo 101. En particular, el control de la abertura lateral 1306 puede facilitar el control de la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas en la superficie del artículo abrasivo, lo que puede facilitar el rendimiento mejorado. De acuerdo con una modalidad, la abertura lateral 1306 se puede relacionar con una dimensión de una o una muestra de partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, la abertura lateral 1306 puede ser al menos igual a una anchura (w) de una partícula abrasiva conformada, en donde la anchura es una medida del lado más largo de la partícula como se describe en la presente. Se apreciará que la referencia en la presente a una anchura (w) de la partícula abrasiva conformada puede ser referencia a una anchura promedio o anchura mediana de un tamaño de muestra adecuado de un lote de partículas abrasivas conformadas. En un caso particular, la abertura lateral 1306 puede ser menor que la anchura de la partícula abrasiva conformada. Sin embargo, en otros casos, la abertura lateral 1306 puede ser mayor que la anchura de la partícula abrasiva conformada. De acuerdo con un aspecto, la abertura lateral 1306 puede ser cero. En otro aspecto más, la abertura lateral 1306 puede ser al menos aproximadamente 0.1 (w), al menos aproximadamente 0.5 (w), al menos aproximadamente 0.8 (w), al menos aproximadamente 1 (w), al menos aproximadamente 2 (w), al menos aproximadamente 3 (w) o incluso al menos aproximadamente 4 (w). Sin embargo, en una modalidad no limitante, la abertura lateral 1306 puede ser no mayor que aproximadamente 100 (w), no mayor que aproximadamente 50 (w), no mayor que aproximadamente 20 (w), o incluso no mayor que aproximadamente 10 (w). Se apreciará que la abertura lateral 1306 puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.
La primera región de contacto discreta 1301 puede estar formada en una superficie principal superior de un respaldo utilizando varios métodos, incluyendo, por ejemplo, impresión, estampado, laminado por huecograbado, grabado, remoción, recubrimiento, deposición, y una combinación de los mismos. Las FIGs.14A-14H incluyen vistas desde arriba hacia abajo de porciones de herramientas para formar artículos abrasivos que tienen diferentes estructuras de alineación estampadas que incluyen regiones de contacto discretas de un material adhesivo de acuerdo con modalidades en la presente. En casos particulares, las herramientas pueden incluir una estructura de plantillas que se puede poner en contacto con el respaldo y transferir la estructura de alineación estampada al respaldo. En una modalidad particular, la herramienta puede ser un rodillo de huecograbado que tiene una estructura de alineación estampada que comprende regiones de contacto discretas de material adhesivo que se pueden enrollar sobre un respaldo para transferir la estructura de alineación estampada al respaldo. Después de lo cual, las partículas abrasivas conformadas se pueden colocar en el respaldo en las regiones correspondientes a las regiones de contacto discretas.
En al menos un aspecto particular, un artículo abrasivo de una modalidad puede incluir formar una estructura estampada que comprende un adhesivo sobre al menos una porción del respaldo. En particular, en un caso, la estructura estampada puede estar en la forma de una primera capa estampada. La primera capa estampada puede ser una capa discontinua que incluye al menos una región adhesiva que recubre el respaldo, una segunda región adhesiva que recubre el respaldo separada de la primera región adhesiva, y al menos una región expuesta entre las primera y segunda regiones adhesivas. Al menos una región expuesta puede estar esencialmente libre de material adhesivo y representar una abertura en la primera capa. En una modalidad, la primera capa estampada puede estar en la forma de un arreglo de regiones adhesivas coordinadas con respecto entre sí en una distribución predeterminada. La formación de la primera capa estampada con una distribución predeterminada de regiones adhesivas en el respaldo puede facilitar la colocación de los granos abrasivos conformados en una distribución predeterminada, y particularmente, la distribución predeterminada de las regiones adhesivas de la primera capa estampada puede corresponder a las posiciones de las partículas abrasivas conformadas, en donde cada una de las partículas abrasivas conformadas se puede adherir al respaldo en las regiones adhesivas, y por lo tanto corresponden a la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas en el respaldo. Además, en al menos una modalidad, esencialmente ninguna partícula abrasiva conformada de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas cubre las regiones expuestas. Además, se apreciará que una región adhesiva única se puede configurar y dimensionar para acomodar una partícula única abrasiva conformada. Sin embargo, en una modalidad alternativa, una región adhesiva se puede configurar y dimensionar para alojar una pluralidad de partículas abrasivas conformadas.
Diversos procesos se pueden utilizar en la formación de una estructura estampada, incluyendo, por ejemplo, una primera capa estampada. En una modalidad, el proceso puede incluir depositar selectivamente la primera capa. En aún otra modalidad, el proceso puede incluir selectivamente remover al menos una porción de la primera capa. Algunos procesos ejemplares pueden incluir recubrimiento, pulverización, laminado, impresión, enmascaramiento, irradiación, grabado, y una combinación de los mismos. De acuerdo con una modalidad particular, la formación de la primera capa estampada puede incluir proporcionar una primera capa estampada en una primera estructura y transferir la primera capa estampada a al menos una porción del respaldo. Por ejemplo, un rodillo de huecograbado puede estar provisto de una capa de primera capa estampada, y el rodillo se puede trasladar sobre al menos una porción del respaldo y transferir la primera capa estampada en la superficie del rodillo a la superficie del respaldo.
Lo anterior ha descrito artículos abrasivos y estructuras particulares (por ejemplo, estructuras de alineación) adecuados para uso en la formación de los artículos abrasivos. Las siguientes modalidades describen métodos particulares, que se pueden utilizar en conjunto con las modalidades en la presente o por separado, que facilitan la formación de artículos abrasivos de acuerdo con las modalidades.
De acuerdo con una modalidad, el proceso de suministro de las partículas abrasivas conformadas al artículo abrasivo puede incluir expulsar la primera partícula abrasiva conformada de una abertura dentro de la estructura de alineación. Algunos ejemplos de métodos adecuados para la expulsión pueden incluir aplicar una fuerza sobre la partícula abrasiva conformada y sacarla de la estructura de alineación. Por ejemplo, en ciertos casos, la partícula abrasiva conformada puede estar contenida en la estructura de alineación y ser expulsada de la estructura de alineación utilizando gravedad, atracción electrostática, tensión superficial, diferencial de presión, fuerza mecánica, fuerza magnética, agitación, vibración y una combinación de los mismos. En al menos una modalidad, las partículas abrasivas conformadas pueden estar contenidas en la estructura de alineación hasta que una superficie de las partículas abrasivas conformadas se pone en contacto con una superficie del respaldo, que puede incluir un material adhesivo, y las partículas abrasivas conformadas se remueven de la estructura de alineación y se suministran a una posición predeterminada en el respaldo.
De acuerdo con otro aspecto, las partículas abrasivas conformadas se pueden suministrar a la superficie del artículo abrasivo de una manera controlada deslizando las partículas abrasivas conformadas a lo largo de una vía. Por ejemplo, en una modalidad, las partículas abrasivas conformadas se pueden suministrar a una posición predeterminada en el respaldo deslizando las partículas abrasivas por una vía y a través de una abertura a través de la gravedad. La FIG.15 incluye una ilustración de un sistema de acuerdo con una modalidad. En particular, el sistema 1500 puede incluir una tolva 1502 configurada para contener un contenido de partículas abrasivas conformadas 1503 y suministrar las partículas abrasivas conformadas 1503 a una superficie de un respaldo 1501 que se puede trasladar debajo de la tolva 1502. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 1503 se pueden suministrar por una vía 1504 unida a la tolva 1502 y se suministran a una superficie del respaldo 1501 de una manera controlada para formar un artículo abrasivo recubierto que incluye partículas abrasivas conformadas arregladas en una distribución predeterminada con respecto entre sí. En casos particulares, la vía 1504 puede ser dimensionada y conformada para suministrar un número particular de partículas abrasivas conformadas a una velocidad particular para facilitar la formación de la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas. Además, la tolva 1502 y la vía 1504 pueden ser móviles con respecto al respaldo 1501 para facilitar la formación de distribuciones predeterminadas seleccionadas de partículas abrasivas conformadas.
Por otra parte, el respaldo 1501 además se puede trasladar sobre una mesa vibratoria 1506 que puede agitar o vibrar el respaldo 1501 y las partículas abrasivas conformadas contenidas en el respaldo 1501 para facilitar una mejor orientación de las partículas abrasivas conformadas.
En otra modalidad, las partículas abrasivas conformadas se pueden suministrar a una posición predeterminada expulsando las partículas abrasivas conformadas individuales en el respaldo a través de un proceso de lanzamiento. En el proceso de lanzamiento, las partículas abrasivas conformadas se pueden acelerar y expulsar de un recipiente a una velocidad suficiente para mantener las partículas abrasivas en una posición predeterminada en el respaldo. Por ejemplo, la FIG. 16 incluye una ilustración de un sistema que utiliza un proceso de lanzamiento, en donde las partículas abrasivas conformadas 1602 son expulsadas de una unidad de lanzamiento 1603 que puede acelerar las partículas abrasivas conformadas a través de una fuerza (por ejemplo, presión diferencial) y suministrar las partículas abrasivas conformadas 1602 desde la lanzamiento unidad 1603 por un vía 1605, que puede estar unida a la unidad de lanzamiento 1603 y 1601 sobre un respaldo en una posición predeterminada. El respaldo 1601 se puede trasladar debajo de la unidad de lanzamiento 1603, de tal manera que después de la colocación inicial, las partículas abrasivas conformadas 1602 se pueden someter a un proceso de curado que puede curar un material adhesivo sobre la superficie del respaldo 1601 y mantener las partículas abrasivas conformadas 1602 en su posiciones predeterminadas.
La FIG. 17A incluye una ilustración de un proceso de lanzamiento alternativo de acuerdo con una modalidad. En particular, el proceso de lanzamiento puede incluir expulsar una partícula abrasiva conformada 1702 de una unidad de lanzamiento 1703 sobre una abertura 1708 para facilitar la colocación de la partícula abrasiva conformada 1702 en el respaldo en una posición predeterminada. Se apreciará que la fuerza de expulsión, la orientación de la partícula abrasiva conformada 1702 que se expulsa, la orientación de la unidad de lanzamiento 1703 con respecto al respaldo 1701, y la abertura 1708 se puede controlar y ajustar para ajustar la posición predeterminada de la partículas abrasivas conformadas 1702 y la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 1702 sobre el respaldo 1701 con respecto entre sí. Se apreciará que el artículo abrasivo 1701 puede incluir un material adhesivo 1712 en una porción de la superficie para facilitar la adherencia entre las partículas abrasivas conformadas 1702 y el artículo abrasivo 1701.
En casos particulares, las partículas abrasivas conformadas 1702 se pueden formar para tener un recubrimiento. El recubrimiento puede estar recubriendo al menos parte de la superficie exterior de las partículas abrasivas conformadas 1702. En una modalidad particular, el recubrimiento puede incluir un material orgánico, y más particularmente, un polímero, y todavía más particularmente un material adhesivo. El recubrimiento que comprende un material adhesivo puede facilitar la unión de las partículas abrasivas conformadas 1702 al respaldo 1701.
La FIG. 17B incluye una ilustración de un proceso de lanzamiento alternativo de acuerdo con una modalidad. En particular, la modalidad de la FIG.17B detalla una unidad de lanzamiento particular, 1721 configurada para dirigir las partículas abrasivas conformadas 1702 en el artículo abrasivo 1701. De acuerdo con una modalidad, la unidad de lanzamiento 1721 puede incluir una tolva 1723 configurada para mantener una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 1702. Además, la tolva 1723 se puede configurar para suministrar una o más partículas abrasivas conformadas 1702 de una manera controlada a una zona de aceleración 1725, en donde las partículas abrasivas conformadas 1702 se aceleran y dirigen hacia el artículo abrasivo 1701. En una modalidad particular, la unidad de lanzamiento 1721 puede incluir un sistema 1722 que utiliza un fluido presurizado, tal como una unidad de corriente de gas o chorro de aire controlado, para facilitar la aceleración de las partículas abrasivas conformadas 1702 en la zona de aceleración 1725. Como se ilustra adicionalmente, la unidad de lanzamiento 1721 puede utilizar una corredera 1726 configurada para dirigir en general las partículas abrasivas conformadas 1702 hacia el artículo abrasivo 1701. En una modalidad, la unidad de lanzamiento 1731 y/o la corredera 1726 pueden ser movibles entre una pluralidad de posiciones y se configuran para facilitar el suministro de partículas abrasivas conformadas individuales a posiciones particulares en el artículo abrasivo, facilitando así la formación de la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas.
La FIG. 17A incluye una ilustración de un proceso de lanzamiento alternativo de acuerdo con una modalidad. En la modalidad ilustrada de la FIG. 17C se detalla una unidad de lanzamiento alternativa 1731 configurada para dirigir las partículas abrasivas conformadas 1702 en el artículo abrasivo 1701. De acuerdo con una modalidad, la unidad de lanzamiento 1731 puede incluir una tolva 1734 configurada para mantener una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 1702 y suministrar una o más partículas abrasivas conformadas 1702 de una manera controlada a una zona de aceleración 1735, en donde las partículas abrasivas conformadas 1702 se aceleran y dirigen hacia el artículo abrasivo 1701. En una modalidad particular, la unidad de lanzamiento 1731 puede incluir un huso 1732 que puede girar alrededor de un eje y configurado para girar una plataforma 1733 a una velocidad particular de revoluciones. Las partículas abrasivas conformadas 1702 se pueden suministrar desde la tolva 1734 a la plataforma 1733 y se aceleran a una velocidad particular desde la plataforma 1733 hacia el artículo abrasivo 1701. Como se apreciará, la velocidad de rotación del huso 1732 se puede controlar para controlar la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas 1702 en el artículo abrasivo 1701. Además, la unidad de lanzamiento 1731 puede ser movible entre una pluralidad de posiciones y se configura para facilitar el suministro de partículas abrasivas conformadas individuales a posiciones particulares en el artículo abrasivo, facilitando así la formación de la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas.
De acuerdo con otra modalidad, el proceso de suministro de las partículas abrasivas conformadas en una posición predeterminada en el artículo abrasivo y la formación de un artículo abrasivo que tiene una pluralidad de partículas abrasivas conformadas en una distribución predeterminada con respecto entre sí puede incluir la aplicación de fuerza magnética. La FIG. 18 incluye una ilustración de un sistema de acuerdo con una modalidad. El sistema 1800 puede incluir una tolva 1801 configurada para mantener una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 1802 y suministrar las partículas abrasivas conformadas 1802 a una primera banda de traslación 1803.
Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 1802 se pueden trasladar a lo largo de la banda 1803 a una estructura de alineación 1805 configurada para mantener cada una de las partículas abrasivas conformadas en una región de contacto discreta. De acuerdo con una modalidad, las partículas abrasivas conformadas 1802 se pueden transferir de la banda 1803 a la estructura de alineación 1805 a través de un rodillo de transferencia 1804. En casos particulares, el rodillo de transferencia 1804 puede utilizar un imán para facilitar la remoción controlada de las partículas abrasivas conformadas 1802 de la banda 1803 a la estructura de alineación 1805. La provisión de un recubrimiento que comprende un material magnético puede facilitar el uso del rodillo de transferencia 1804 con capacidades magnéticas.
Las partículas abrasivas conformadas 1802 se pueden suministrar desde la estructura de alineación 1805 a una posición predeterminada en el respaldo 1807. Como se ilustra, el respaldo 1807 se puede trasladar en una banda independiente y desde la estructura de alineación 1805 y en contacto con la estructura de alineación para facilitar la transferencia de las partículas abrasivas conformadas 1802 de la estructura de alineación 1805 al respaldo 1807.
En aún otra modalidad, el proceso de suministro de las partículas abrasivas conformadas en una posición predeterminada en el artículo abrasivo y la formación de un artículo abrasivo que tiene una pluralidad de partículas abrasivas conformadas en una distribución predeterminada con respecto entre sí puede incluir el uso de un arreglo de imanes. La FIG.19 incluye una ilustración de un sistema para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, el sistema 1900 puede incluir partículas abrasivas conformadas 1902 contenidas dentro de una estructura de alineación 1901. Como se ilustra, el sistema 1900 puede incluir un arreglo de imanes 1905, que puede incluir una pluralidad de imanes arreglados en una distribución predeterminada con respecto al respaldo 1906. De acuerdo con una modalidad, el arreglo de imanes 1905 se puede arreglar en una distribución predeterminada que puede ser sustancialmente la misma que la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo.
Por otra parte, cada uno de los imanes del arreglo de imanes 1905 puede ser movible entre una primera posición y una segunda posición, que puede facilitar el control de la forma del arreglo de imanes 1905 y facilitar además el control de la distribución predeterminada de los imanes y la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas 1902 en el respaldo. De acuerdo con una modalidad, el arreglo de imanes 1905 se puede cambiar para facilitar el control de una o más características de orientación predeterminadas de partículas abrasivas conformadas 1902 en el artículo abrasivo.
Además, cada uno de los imanes del arreglo de imanes 1905 puede ser operable entre un primer estado y un segundo estado, en donde un primer estado puede estar asociado con una primera fuerza magnética (por ejemplo, un estado encendido) y el segundo estado puede estar asociado con una segunda fuerza magnética (por ejemplo, un estado apagado). El control del estado de cada uno de los imanes puede facilitar el suministro selectivo de partículas abrasivas conformadas a regiones particulares del respaldo 1906 y facilitar además el control de la distribución predeterminada. De acuerdo con una modalidad, el estado de los imanes del arreglo de imanes 1905 se puede cambiar para facilitar el control de una o más características de orientación predeterminadas de las partículas abrasivas conformadas 1902 en el artículo abrasivo.
La FIG. 20A incluye una imagen de una herramienta utilizada para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, la herramienta 2051 puede incluir un sustrato, que puede ser una estructura de alineación que tiene aberturas 2052 que definen regiones de contacto discretas configuradas para mantener partículas abrasivas conformadas y ayudar en la transferencia y la colocación de las partículas abrasivas conformadas en un artículo abrasivo finalmente formado. Como se ilustra, las aberturas 2052 se pueden arreglar en una distribución predeterminada con respecto entre sí en la estructura de alineación. En particular, las aberturas 2052 se pueden arreglar en uno o más grupos 2053 que tienen una distribución predeterminada con respecto entre sí, lo que puede facilitar la colocación de las partículas abrasivas conformadas en el artículo abrasivo en una distribución predeterminada definida por una o más características de orientación predeterminadas. En particular, la herramienta 2051 puede incluir un grupo 2053 definido por una hilera de aberturas 2052. Alternativamente, la herramienta 2051 puede tener un grupo 2055 definido por todas las aberturas 2052 ilustradas, puesto que cada una de las aberturas tiene sustancialmente la misma orientación rotacional predeterminada con respecto al sustrato.
La FIG. 20B incluye una imagen de una herramienta utilizada para formar un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, como se ilustra en la FIG. 20B, las partículas abrasivas conformadas 2001 están contenidas en la herramienta 2051 de la FIG.20A, y más particularmente, la herramienta 2051 puede ser una estructura de alineación, en donde cada una de las aberturas 2052 contiene una partícula abrasiva conformada única 2001. En particular, las partículas abrasivas conformadas 2001 pueden tener una forma bidimensional triangular, como se ve desde arriba hacia abajo. Por otra parte, las partículas abrasivas conformadas 2001 se pueden colocar en las aberturas 2052 de tal manera que una punta de la partícula abrasiva conformada se extiende en y a través de las aberturas 2052 en el lado opuesto de la herramienta 2051. Las aberturas 2052 pueden ser de tamaño y forma de manera que complementan sustancialmente al menos una porción (si no la totalidad) del contorno de las partículas abrasivas conformadas 2001 y las mantienen en una posición definida por una o más características de orientación predeterminadas en la herramienta 2051, lo cual facilitará la transferencia de las partículas abrasivas conformadas 2001 de la herramienta 2051 a un respaldo, manteniendo las características de orientación predeterminadas. Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 2001 pueden estar contenidas dentro de las aberturas 2052 de tal manera que al menos una porción de las superficies de las partículas abrasivas conformadas 2001 se extiende por encima de la superficie de la herramienta 2051, lo cual puede facilitar la transferencia de las partículas abrasivas conformadas 2001 de las aberturas 2052 a un respaldo.
Como se ilustra, las partículas abrasivas conformadas 2001 pueden definir un grupo 2002. El grupo 2002 puede tener una distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas 2001, en donde cada una de las partículas abrasivas conformadas tiene sustancialmente la misma orientación rotacional predeterminada. Por otra parte, cada una de las partículas abrasivas conformadas 2001 tiene sustancialmente la misma orientación vertical predeterminada y la orientación altura de punta predeterminada. Por otra parte, el grupo 2002 incluye varias hileras (por ejemplo, 2005, 2006, y 2007) orientadas en un plano paralelo a un eje lateral 2081 de la herramienta 2051. Por otra parte, dentro del grupo 2002, pueden existir grupos más pequeños (por ejemplo, 2012, 2013, y 2014) de las partículas abrasivas conformadas 2001, en donde las partículas abrasivas conformadas 2001 comparten una misma diferencia en una combinación de una orientación lateral predeterminada y orientación longitudinal predeterminada con respecto entre sí. En particular, la partícula abrasiva conformada 2001 de los grupos 2012, 2013, y 2014 puede estar orientada en columnas clasificadas, en donde el grupo se extiende en un ángulo con el eje longitudinal 2080 de la herramienta 2051, sin embargo, las partículas abrasivas conformadas 2001 pueden tener sustancialmente una misma diferencia en la orientación longitudinal predeterminada y orientación lateral predeterminada con respecto entre si. Como también se ilustra, la distribución predeterminada de las partículas abrasivas conformadas 2001 puede definir un patrón, que se puede considerar un patrón triangular 2011. Por otra parte, el grupo 2002 se puede arreglar de tal manera que el límite del grupo define una microunidad bidi ensional de un cuadrilátero (véase la línea de puntos).
La FIG.20C incluye una imagen de una porción de un artículo abrasivo de acuerdo con una modalidad. En particular, el artículo abrasivo 2060 incluye un respaldo 2061 y una pluralidad de partículas abrasivas conformadas 2001, que se transfirieron de las aberturas 2052 de la herramienta 2051 al respaldo 2061. Como se ilustra, la distribución predeterminada de las aberturas 2052 de la herramienta puede corresponder a la distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas 2001 del grupo 2062 contenidas en el respaldo 2061. La distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas 2001 se puede definir por una o más características de orientación predeterminadas. Además, como se evidencia en la FIG. 20C, las partículas abrasivas conformadas 2001 se pueden arreglar en grupos que corresponden sustancialmente a los grupos de las partículas abrasivas conformadas de la FIG.20B, cuando las partículas abrasivas conformadas 2001 estaban contenidas en la herramienta 2051.
Para ciertos artículos abrasivos en la presente, al menos aproximadamente 75% de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del artículo abrasivo puede tener una orientación predeterminada con respecto al respaldo, incluyendo por ejemplo una orientación lateral como se describe en las modalidades en la presente. Sin embargo, el porcentaje puede ser mayor, tal como al menos aproximadamente 77%, al menos aproximadamente 80%, al menos aproximadamente 81%, o incluso al menos aproximadamente 82%. Y para una modalidad no limitante, se puede formar un artículo abrasivo utilizando las partículas abrasivas conformadas en la presente, en donde no más de aproximadamente 99% del contenido total de partículas abrasivas conformadas tiene una orientación lateral predeterminada. Se apreciará que la referencia en la presente a los porcentajes de partículas abrasivas conformadas en una orientación predeterminada se basa en un número estadísticamente relevante de partículas abrasivas conformadas y un muestreo aleatorio del contenido total de partículas abrasivas conformadas.
Para determinar el porcentaje de partículas en una orientación predeterminada, se obtuvo una imagen de rayos x de microfoco 2D del artículo abrasivo utilizando una máquina de barrido de CT corrida en condiciones de la Tabla 1 a continuación. La imagen 2D de rayos X se realizó utilizando el software Quality Assurance. Un accesorio de montaje de espécimen utilizó un armazón de plástico con una ventana de 4" x 4" (10.16 cm x 10.16 cm) y una barra metálica sólida de 00.5" (1.27 cm), la parte superior de la cual es aplanada a la mitad con dos tornillos para fijar el armazón. Antes de la formación de imágenes, un espécimen se recortó sobre un lado del armazón donde las cabezas de los tornillos se enfrentan con la dirección de incidencia de los rayos X. Luego se seleccionaron cinco regiones dentro del área de ventana de 4" x 4" (10.16 cm x 10.16 cm) para las imágenes a 120Kn/80mA. Cada proyección 2D se registró con las correcciones de compensación/ganancia y a un aumento.
Tabla 1 La imagen luego se importó y se analizó utilizando el programa ImageJ, en donde diferentes orientaciones se asignan con valores de acuerdo a la Tabla 2 a continuación. La FIG. 32 incluye imágenes representativas de porciones de un abrasivo recubierto de acuerdo con una modalidad y se utilizaron para analizar la orientación de las partículas abrasivas conformadas sobre el respaldo.
Tabla 2 Luego se realizaron tres cálculos como se proporciona a continuación en la Tabla 3. Después de realizar los cálculos, se puede derivar el porcentaje de partículas abrasivas conformadas en una orientación lateral por centímetro cuadrado. En particular, una partícula que tiene una orientación lateral es una partícula que tiene una orientación vertical, como se define por el ángulo entre una superficie principal de la partícula abrasiva conformada y la superficie del respaldo, en donde el ángulo es de 45 grados o mayor. Por consiguiente, una partícula abrasiva conformada que tiene un ángulo de 45 grados o mayor se considera permanente o que tiene una orientación lateral, una partícula abrasiva conformada que tiene un ángulo de 45 grados se considera permanente inclinada, y una partícula abrasiva conformada que tiene un ángulo menor de 45 grados se considera que tiene una orientación hacia abajo.
Tabla 3 * - Todos son normalizados con respecto al área representativa de la imagen.
+ - Se aplicó un factor de escala de 0.5 para tener en cuenta el hecho de que no están completamente presentes en la imagen.
Además, los artículos abrasivos hechos con las partículas abrasivas conformadas pueden utilizar diversos contenidos de las partículas abrasivas conformadas. Por ejemplo, los artículos abrasivos pueden ser artículos abrasivos recubiertos que incluyen una capa única de las partículas abrasivas conformadas en una configuración de capa abierta o una configuración de capa cerrada. Sin embargo, se ha descubierto, de manera bastante inesperada, que las partículas abrasivas conformadas demuestran resultados superiores en una configuración de capa abierta. Por ejemplo, la pluralidad de partículas abrasivas conformadas puede definir un producto abrasivo de capa abierta que tiene una densidad de recubrimiento de partículas abrasivas conformadas no mayor que aproximadamente 70 partículas/cm2. En otros casos, la densidad de partícula abrasiva conformada por centímetro cuadrado del artículo abrasivo puede ser no mayor que aproximadamente 65 partículas/cm2, tal como no mayor que aproximadamente 60 partículas/cm2, no mayor que aproximadamente 55 partículas/cm2, o incluso no mayor que aproximadamente 50 partículas/cm2. Sin embargo, en una modalidad no limitante, la densidad abrasivo recubierto de capa abierta utilizando la partícula abrasiva conformada en la presente invención pueden ser al menos aproximadamente 5 partículas/cm2, o incluso al menos aproximadamente 10 partículas/cm2. Se apreciará que la densidad de las partículas abrasivas conformadas por centímetro cuadrado del artículo abrasivo puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores.
En ciertos casos, el artículo abrasivo puede tener una densidad de capa abierta de un recubrimiento no mayor que aproximadamente 50% de la partícula abrasiva que cubre la superficie abrasiva exterior del artículo. En otras modalidades, el porcentaje de recubrimiento de las partículas abrasivas con respecto al área total de la superficie abrasiva puede ser no mayor que aproximadamente 40%, no mayor que aproximadamente 30%, no mayor que aproximadamente 25%, o incluso no mayor que aproximadamente 20%. Sin embargo, en una modalidad no limitante, el porcentaje de recubrimiento de las partículas abrasivas con respecto al área total de la superficie abrasiva puede ser al menos aproximadamente 5%, tal como al menos aproximadamente 10%, al menos aproximadamente 15%, al menos aproximadamente 20%, al menos aproximadamente 25%, al menos aproximadamente 30%, al menos aproximadamente 35%, o incluso al menos aproximadamente 40%. Se apreciará que el porcentaje de cobertura de partículas abrasivas conformadas de la superficie total de la superficie abrasiva puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores.
Algunos artículos abrasivos pueden tener un contenido particular de partículas abrasivas para una longitud (por ejemplo, resma) del respaldo. Por ejemplo, en una modalidad, el artículo abrasivo puede utilizar un peso normalizado de partículas abrasivas conformadas de al menos aproximadamente 10 libras/resma (148 gramos/m2), al menos aproximadamente 15 libras/resma (222 gramos/m2), al menos aproximadamente 20 libras/resma (296 gramos/m2), tal como al menos aproximadamente 25 libras/resma (370 gramos/m2), o incluso al menos aproximadamente 30 libras/resma (444 gramos/m2). Sin embargo, en una modalidad no limitante, los artículos abrasivos pueden incluir un peso normalizado de partículas abrasivas conformadas no mayor que aproximadamente 60 libras/resma (890 gramos/m2), tal como no mayor que aproximadamente 50 libras/resma (740 gramos/m2), o incluso no mayor que aproximadamente 45 libras/resma (666 gramos/m2). Se apreciará que los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden utilizar un peso normalizado de partícula abrasiva conformada dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores máximos y mínimos anteriores.
En ciertos casos, los artículos abrasivos se pueden utilizar en piezas de trabajo particulares. Una pieza de trabajo ejemplar adecuada puede incluir un material inorgánico, un material orgánico, un material natural, y una combinación de los mismos. De acuerdo con una modalidad particular, la pieza de trabajo puede incluir un metal o aleación metálica, tal como un material a base de hierro, un material a base de níquel, y similares. En una modalidad, la pieza de trabajo puede ser de acero, y más particularmente, puede consistir esencialmente de acero inoxidable (por ejemplo, 304 acero inoxidable).
Ejemplo 1 Se realizó una prueba de rectificado para evaluar el efecto de la orientación de un grano abrasivo conformado con respecto a una dirección de rectificado. En la prueba, un primer conjunto de partículas abrasivas conformadas (Muestra A) se orientó en orientación frontal con respecto a la dirección de rectificado. Regresando brevemente a la FIG.3B, la partícula abrasiva conformada 102 tiene una dirección de rectificado de orientación frontal 385, de manera que la superficie principal 363 define un plano sustancialmente perpendicular a la dirección de rectificado, y más particularmente, el eje de bisectriz 231 de la partícula abrasiva conformada 102 es sustancialmente perpendicular a la dirección de rectificado 385. La muestra A se montó en un soporte en una orientación frontal con respecto a una pieza de trabajo de acero inoxidable austeñítico. La velocidad de la rueda y la velocidad de trabajo se mantuvieron a 22 m/s y 16 mm/s, respectivamente. La profundidad de corte se puede seleccionar entre 0 y 30 mieras. Cada prueba consistió de 15 pasadas a través de la pieza de trabajo de 8 pulgadas (20.32 cm) de largo. Para cada prueba, se corrieron 10 muestras repetidas y los resultados se analizaron y se promediaron. Se midió el cambio en el área de sección transversal de la ranura desde el principio hasta el final de la longitud de rasguño para determinar el desgaste del grano.
También se analizó un segundo conjunto de muestras (Muestra B) de acuerdo con la prueba de rectificado descrita anteriormente para la Muestra A. Cabe destacar, sin embargo, que las partículas abrasivas conformadas de la Muestra B tienen una orientación lateral sobre el respaldo con respecto a la dirección de rectificado. Regresando brevemente a la FIG. 3B, la partícula abrasiva conformada 103 se ilustra como que tiene una orientación lateral con respecto a la dirección de rectificado 385. Como se ilustra, la partícula abrasiva conformada 103 puede incluir superficies principales 391 y 392, que se pueden unir por superficies laterales 371 y 372, y la partícula abrasiva conformada 103 puede tener un eje de bisectriz 373 que forma un ángulo particular con respecto al vector de la dirección de rectificado 385. Como se ilustra, el eje de bisectriz 373 de la partícula abrasiva conformada 103 puede tener una orientación sustancialmente paralela con la dirección de rectificado 385, de manera que el ángulo entre el eje de bisectriz 373 y la dirección de rectificado 385 es esencialmente 0 grados. En consecuencia, la orientación lateral de la partícula abrasiva conformada 103 puede facilitar el contacto inicial de la superficie lateral 372 con una pieza de trabajo antes que cualquiera de las otras superficies de la partícula abrasiva conformada 103.
La FIG.21 incluye una gráfica de la fuerza normal (N) contra el número de corte para la Muestra A y Muestra B de acuerdo con la prueba de rectificado del Ejemplo l. La FIG. 21 ilustra la fuerza normal necesaria para realizar el rectificado de la pieza de trabajo con las partículas abrasivas conformadas de las muestras representativas A y B para múltiples pasadas o cortes. Como se ilustra, la fuerza normal de la Muestra A es inicialmente menor que la fuerza normal de la Muestra B. Sin embargo, como la prueba continúa, la fuerza normal de la Muestra A excede la fuerza normal de la Muestra B. Por consiguiente, en algunos casos un artículo abrasivo puede utilizar una combinación de diferentes orientaciones (por ejemplo, orientación frontal y orientación lateral) de las partículas abrasivas conformadas con respecto a una dirección de rectificado propuesta para facilitar el rendimiento mejorado de rectificado. En particular, como se ilustra en la FIG. 21, una combinación de orientaciones de partículas abrasivas conformadas con respecto a una dirección de rectificado puede facilitar las fuerzas normales inferiores a lo largo de la vida del artículo abrasivo, eficiencia mejorada de rectificado, y mayor vida útil del artículo abrasivo de pulido. Por lo tanto, el Ejemplo 1 demuestra, entre otras cosas, que la utilización de diferentes grupos de partículas abrasivas conformadas que tienen diferentes características de orientación predeterminadas con respecto entre sí y dirección de rectificado puede facilitar el rendimiento mejorado sobre los patrones que tienen granos estampados convencionales.
Ejemplo 2 Se analizaron cinco muestras para comparar la orientación de las partículas abrasivas conformadas. Se hicieron tres muestras (Muestras Si, S2 y S3) de acuerdo con una modalidad. La FIG.22 incluye una imagen de una porción de la Muestra SI utilizando rayos X de microfoco 2D a través de una máquina de barrido de CT de acuerdo con las condiciones descritas en la presente. Otras dos muestras (Muestras CS1 y CS2) son representativas de productos abrasivos convencionales que incluyen partículas abrasivas conformadas. Las muestras CS1 y CS2 están disponibles comercialmente de 3M como Cubitron II. La Muestra CS2 está disponible comercialmente de 3M como Cubitron II. La FIG. 23 incluye una imagen de una porción de muestra CS2 utilizando rayos X de microfoco 2D a través de una máquina de barrido de CT de acuerdo con las condiciones descritas en la presente. Cada una de las muestras se evaluó de acuerdo con las condiciones descritas en la presente para evaluar la orientación de las partículas abrasivas conformadas a través del análisis de rayos X.
La FIG. 24 incluye una gráfica de granos hacia arriba/cm2 y número de granos/cm2 para cada una de las muestras (muestra 1 y muestra Cl). Como se ilustra, las muestras CS1 y CS2 demuestran un número significativamente menor de partículas abrasivas conformadas orientadas en una orientación lateral (es decir, orientación vertical) en comparación con las muestras SI, S2, y S3. En particular, la Muestra SI demostró que todas las partículas abrasivas conformadas (es decir, 100%) medidas fueron orientadas en una orientación lateral, mientras que sólo el 72 por ciento del número total de partículas abrasivas conformadas de CS2 tenía una orientación lateral. Como se evidencia, los artículos abrasivos convencionales del estado de la téenica (Cl) que utilizan partículas abrasivas conformadas no han logrado la precisión de orientación de los artículos abrasivos descritos actualmente .
Ejemplo 3 Se hicieron y probaron dos muestras para analizar el efecto de varias distribuciones en la eficiencia de rectificado. Una primera muestra (muestra S4) se hizo de acuerdo con una modalidad que tiene una distribución no sombreada como se demuestra por el patrón ilustrado en la FIG. 28. El arreglo de las partículas abrasivas conformadas tuvo un arreglo no sombreado con respecto a una dirección de rectificado que se extiende sustancialmente paralela al eje Y de la gráfica y sustancialmente paralela a un eje longitudinal del respaldo. La Muestra S4 utilizó partículas abrasivas conformadas que tienen una forma bidimensional triangular, de aproximadamente 20 libras/resma (296 gramos/cm2) de partículas abrasivas conformadas, y al menos 70% de las partículas abrasivas conformadas estuvieron orientadas en una orientación lateral.
Se hizo una segunda muestra convencional (muestra CS3) que tiene un patrón convencional de partículas abrasivas conformadas, lo cual fue un ejemplo de un tipo de distribución de sombreado como se demuestra en la FIG. 29, que es una imagen de una porción de la muestra CS3 que demuestra un patrón cuadrado en donde los lados del cuadrado que repiten unidades están alineados con el eje longitudinal y lateral del respaldo. El mismo tamaño, forma y cantidad de partículas abrasivas conformadas utilizados en la Muestra S4 se utilizaron en la Muestra CS3, con la única diferencia sustancial siendo el arreglo de partículas abrasivas conformadas en el respaldo. Como se ilustra, el arreglo de las partículas abrasivas conformadas es un arreglo sombreado con respecto al eje lateral y eje longitudinal del respaldo. La dirección de rectificado fue sustancialmente paralela al eje longitudinal del respaldo.
Las muestras se analizaron en las condiciones proporcionadas en la Tabla 4 a continuación.
Tabla 4: Las piezas de trabajo utilizadas para las pruebas se analizaron utilizando un perfilómetro óptico Nanovea 3D (téenica de aberración cromática de luz blanca) para determinar las características de superficie de la pieza de trabajo después de la operación de rectificado. Para cada pieza de trabajo probada, se perfiló un área en cada muestra utilizando un escaneo de área de 5.Omm x 5.0mm. Un tamaño de etapa de 10 mm se utilizó para los ejes X e Y para todas las muestras. Se calcularon los parámetros de área no filtrados (Sx) para el área escaneado completa. Veinte perfiles de línea se extrajeron del escaneo del área y se calcularon los parámetros promedio (Px). Todos los parámetros de perfil reportados en los datos de la muestra se explican en detalle específico en una diapositiva adicional para referencia. El análisis habilitó el cálculo de 6 caracterizaciones de superficie como se proporciona en la Tabla 4 a continuación. Tenga en cuenta que Sa es la desviación media aritmética de la superficie de acuerdo con el Informe EUR 15178 EN (es decir, "The Development of Methods for the Characterisation of Roughness in Three Dimensions," Stout, K.J., et al. publicado a nombre de la Comisión de las Comunidades Europeas). Sq es la desviación de la raíz cuadrada media de la superficie de acuerdo con el Informe EUR 15178 EN. St es la altura total de la superficie y es una medida de la diferencia de altura entre el pico más alto y el valle más profundo. Sp es la altura máxima de las cimas y es una medida de la diferencia de altura entre el pico más alto y el plano medio. Sv es la profundidad máxima de los valles y es una medida de la distancia entre el plano medio y el valle más profundo. Sz es la altura de diez puntos de la superficie y es la media de la distancia entre los cinco picos más altos y los 5 valles más profundos de acuerdo con el Informe 15178 EN.
Tabla 5 La FIG.29 incluye una imagen de una porción de la superficie de la pieza de trabajo después de realizar la operación de rectificado con el abrasivo de la muestra S4. La FIG. 30 incluye una imagen de una porción de la superficie de la pieza de trabajo después de realizar la operación de rectificado con el abrasivo de la Muestra CS3. Como se ha demostrado claramente en una comparación de las imágenes y los datos de la Tabla 5, el arreglo no sombreado de partículas abrasivas conformadas asociado con la Muestra S4 resultó en rendimiento de rectificado significativamente mejor y acabado de superficie total de la pieza de trabajo en comparación con los resultados obtenidos en la operación de rectificado utilizando la muestra CS3, que utilizó un patrón sombreado de partículas abrasivas conformadas.
Para cada una de las muestras (es decir, S4 y CS3), tres corridas de prueba se completaron y se calculó y promedió la cantidad de material removido para cada una de las corridas de prueb . El material removido promedio de la muestra S4 fue 16% mayor en comparación con la Muestra CS3, lo que demuestra las capacidades de remoción de material mejoradas en comparación con la Muestra CS3.
La presente solicitud representa una desviación del estado de la téenica. Mientras que la industria ha reconocido que las partículas abrasivas conformadas se pueden formar a través de procesos tales como moldeo y serigrafía, los procesos de las modalidades en la presente son diferentes de tales procesos. En particular, las modalidades en la presente incluyen una combinación de características de proceso que facilitan la formación de lotes de partículas abrasivas conformadas que tienen características particulares. Por otra parte, los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden tener una combinación particular de características distintas de otros artículos abrasivos, incluyendo, pero no limitado a, una distribución predeterminada de partículas abrasivas conformadas, utilización de una combinación de características de orientación predeterminadas, grupos, hileras, columnas, sociedades, microunidades, regiones de canal, aspectos de las partículas abrasivas conformadas, incluyendo pero no limitado a, relación de aspecto, composición, aditivos, forma bidimensional, forma tridimensional, diferencia de altura, diferencia de perfil de altura, porcentaje de intermitencia, altura, inclinación lateral, y una combinación de los mismos. Y de hecho, los artículos abrasivos de las modalidades en la presente pueden facilitar el rendimiento mejorado de rectificado. Mientras que la industria ha reconocido generalmente que se pueden formar ciertos artículos abrasivos que tienen una orden para ciertas unidades abrasivas, tales unidades abrasivas tradicionalmente se han limitado a materiales compuestos abrasivos que pueden ser moldeados fácilmente a través de un sistema aglutinante, o utilizando granos abrasivos o superabrasivos tradicionales. La industria no ha contemplado o desarrollado sistemas para formar artículos abrasivos de partículas abrasivas conformadas que tienen características de orientación predeterminadas como se describe en la presente. La manipulación de partículas abrasivas conformadas para controlar efectivamente las características de orientación predeterminadas es un asunto no trivial, que tiene control exponencialmente mejorado de las partículas en tres espacios, que no se describe o sugiere en la téenica. La referencia en la presente al término "el mismo" se entenderá que significa sustancialmente el mismo. Además, se apreciará que aunque las modalidades en la presente han hecho referencia a respaldos que tienen una forma generalmente rectangular, el arreglo de partículas abrasivas conformadas en un arreglo no sombreado puede ser igualmente aplicable a otras formas de respaldos (por ejemplo, respaldos redondos o en forma elipsoidal).
La materia descrita anteriormente será considerada ilustrativa, y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas están destinados a cubrir todas estas modificaciones, mejoras y otras modalidades, que caen dentro del verdadero alcance de la presente invención. Por lo tanto, en la medida máxima permitida por la lcy, el alcance de la presente invención será determinado por la interpretación más amplia permitida de las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes, y no podrá ser restringido o limitado por la descripción detallada anterior. La descripción de modalidades en combinación con las figuras se proporciona para ayudar en la comprensión de las enseñanzas descritas en la presente y no se debe interpretar como una limitación en el alcance o la aplicabilidad de las enseñanzas. Otras modalidades se pueden utilizar con base en las enseñanzas como se describe en esta solicitud.
Los términos "comprende", "que comprende", "incluye", "que incluye", "tiene", "que tiene" o cualquier otra variación de los mismos, se destinan a cubrir una inclusión no exclusiva. Por ejemplo, un método, artículo o aparato que comprende una lista de características no se limita necesariamente sólo a aquellas características, sino pueden incluir otras características no expresamente enumeradas o inherentes a tal método, artículo, o aparato. Además, a menos que se indique expresamente lo contrario, "o" se refiere a una o incluyente y no a una o excluyente. Por ejemplo, una condición A o B se satisface por cualquiera de los siguientes: A es verdadero (o está presente) y B es falso (o no está presente), A es falso (o no está presente) y B es verdadero (o está presente) y tanto A como B son verdaderos (o están presentes).
Además, el uso de "un" o "uno" se emplea para describir elementos y componentes descritos en la presente. Esto se hace solamente por conveniencia y para dar un sentido general del alcance de la invención. Esta descripción debe ser leída para incluir uno, al menos uno, o el singular como que también incluye el plural, o viceversa, a menos que sea claro que se entiende lo contrario. Por ejemplo, cuando un elemento único se describe en la presente, más de un elemento se puede utilizar en lugar de un elemento único. Del mismo modo, donde más de un elemento se describe en la presente, un elemento único se puede sustituir por más de un elemento.
Los beneficios, otras ventajas, y soluciones a los problemas se han descrito anteriormente con respecto a las modalidades específicas. Sin embargo, los beneficios, ventajas, soluciones a los problemas, y cualesquiera características que pueden causar que cualquier beneficio, ventaja, o solución ocurra o se vuelva más pronunciado no se deben interpretar como una característica crítica, requerida, o esencial de todas y cada una de las reivindicaciones.
Después de leer la especificación, los artesanos expertos apreciarán que ciertas características, por claridad, se describen en la presente en el contexto de modalidades separadas, también se pueden proporcionar en combinación en una modalidad única. A la inversa, diversas características que, por brevedad, se describen en el contexto de una modalidad única, también se pueden proporcionar por separado o en cualquier subcombinación. Además, las referencias a los valores indicados en intervalos incluyen todos y cada valor dentro de ese intervalo.
El Resumen de la Descripción se proporciona para cumplir con la Lcy de Patentes y se presenta con el entendimiento que no se utilizará para interpretar o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones. Además, en la Descripción Detallada de las Figuras anterior, diversas características se pueden agrupar conjuntamente o describir en una modalidad única para el propósito de racionalizar la descripción. Esta descripción no se debe interpretar como que refleja una intención que las modalidades reivindicadas requieren más características que se citan expresamente en cada reivindicación. Más bien, como lo reflejan las siguientes reivindicaciones, la materia objeto de la invención puede estar dirigida a menos de todas las características de cualquiera de las modalidades descritas. Por lo tanto, las siguientes reivindicaciones se incorporan en la Descripción Detallada de las Figuras, con cada reivindicación colocada por sí misma como que define la materia objeto reivindicada por separado.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Un artículo abrasivo, caracterizado porque comprende un primer grupo que incluye una pluralidad de partículas abrasivas conformadas que recubren un respaldo, en donde la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo definen un primer arreglo no sombreado con respecto entre sí.
2. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos aproximadamente 80% de un contenido total de las partículas abrasivas conformadas se arreglan en una orientación lateral con respecto al respaldo.
3. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada una de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del primer grupo comparte al menos una de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada.
4. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un segundo grupo que comprende una pluralidad de partículas abrasivas conformadas distintas del primer grupo y acopladas al respaldo, en donde cada una de la pluralidad de partículas abrasivas conformadas del segundo grupo comparte al menos una de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminada.
5. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer grupo comprende al menos una característica diferente de una característica del segundo grupo, en donde la característica se selecciona del grupo de características que consiste del tamaño de partícula promedio, forma de partícula bidimensional, orientación con respecto a una dirección de rectificado, espacio lateral promedio, espacio longitudinal promedio, orientación lateral, orientación invertida, orientación plana, composición, y distribución predeterminada.
6. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el segundo grupo es diferente del primer grupo por al menos una de la orientación rotacional predeterminada, la orientación lateral predeterminada, la orientación longitudinal predeterminada, una orientación vertical predeterminada, una altura de punta predeterminada, y una combinación de las mismas.
7. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer grupo se define por una primera distribución no uniforme controlada y el segundo grupo se define por una segunda distribución no uniforme controlada, en donde la primera distribución no uniforme controlada es diferente de la segunda distribución no uniforme controlada.
8. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además una región de canal que se extiende entre el primer grupo y el segundo grupo.
9. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el primer grupo define un primer arreglo no sombreado y el segundo grupo define un segundo arreglo no sombreado diferente del primer arreglo no sombreado.
10. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer grupo comprende una primera partícula abrasiva conformada acoplada al respaldo en una primera posición, en donde un segundo grupo comprende una segunda partícula abrasiva conformada acoplada al respaldo en una segunda posición, y en donde la primera partícula abrasiva conformada y la segunda partícula abrasiva conformada se arreglan en un arreglo no sombreado controlado con respecto entre sí, el arreglo no sombreado controlado comprende al menos dos de una orientación rotacional predeterminada, una orientación lateral predeterminada, y una orientación longitudinal predeterminad .
11. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la primera posición tiene una primera orientación rotacional que define un primer ángulo de rotación entre un plano paralelo a una dimensión de la primera partícula abrasiva conformada y un eje lateral del respaldo, y la segunda posición tiene una segunda orientación rotacional que define un segundo ángulo de rotación entre un plano paralelo a una dimensión de la segunda partícula abrasiva conformada y un eje lateral del respaldo.
12. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la segunda partícula abrasiva conformada comprende una forma bidimensional igual que una forma bidimensional de la primera partícula abrasiva conformada.
13. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque al menos una porción de la primera partícula abrasiva conformada está en contacto con una porción de la segunda partícula abrasiva conformada.
14. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el artículo abrasivo es parte de un artículo abrasivo fijado seleccionado del grupo que consiste de un artículo abrasivo recubierto y artículo abrasivo unido.
15. Un método para formar un artículo abrasivo, caracterizado porque comprende: colocar una pluralidad de partículas abrasivas conformadas sobre un respaldo en un arreglo no sombreado, y en donde al menos aproximadamente 80% de un contenido total de las partículas abrasivas conformadas se arregla en una orientación lateral con respecto al respaldo.
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