可磁化磨料颗粒的磁力辅助布置制造技术

根据一个实施方案，提供了一种方法，该方法包括提供工具，该工具具有包含第一材料的第一部分和包含第二材料的第二部分，其中第二材料不同于第一材料，并且该工具经受磁场，并且其中提供第一材料和第二材料，使得与在第二部分处和第二部分附近的磁场相比，在所述第一部分处和所述第一部分附近的磁场相对较强；定位与该工具相邻以便经受该磁场的表面；以及将可磁化磨料颗粒设置在表面上，其中可磁化磨料颗粒被吸引到该表面上的邻近第一部分的区域，在该区域处磁场相对较强，以便提供可磁化磨料颗粒的大部分在该表面上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。

Magnetic Assisted Arrangement of Magnetizable Abrasive Particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可磁化磨料颗粒的磁力辅助布置
本文件整体而非限制性地涉及磨料颗粒、磨料制品以及相关的设备、系统和方法。
技术介绍
各种类型的磨料制品在本领域中是已知的。例如，涂敷磨料制品通常具有通过树脂粘结剂材料附着到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和具有附着到背衬的精确成形的磨料复合物的结构化磨料。磨料复合物通常包括磨料颗粒和树脂粘结剂。粘结研磨轮包括通过形状为圆形轮的粘结介质(即，粘结剂)通常围绕中心毂粘结在一起的磨料棒。粘结研磨轮包括(例如)研磨轮和切割轮。粘结介质可以为有机树脂(例如，树脂粘结轮)，但也可以是诸如陶瓷或玻璃(即玻璃质粘结轮)的无机材料。涂敷磨料制品通常通过将磨料颗粒滴涂或静电涂覆到带树脂涂层的背衬上而实现涂覆。在这两种方法中，静电涂覆通常为优选的，因为它为纵横比不为一的颗粒提供了一定程度的定向控制。一般来讲，磨料颗粒及其切削点的位置和定向对于决定磨料性能和定向很重要。PCT国际公布WO2012/112305A2(Keipert)公开了通过使用具有精确间距并且对准的非圆形孔的精确筛网制造的涂敷磨料制品，以将单独的磨料颗粒保持在固定位置，其可用于在特定的z-方向旋转定向上旋转地对准磨料颗粒的表面特征结构。在该方法中，将筛网或穿孔板层合至粘合剂膜并且负载磨料颗粒。磨料颗粒的定向可通过筛网几何形状以及磨料颗粒通过筛网开口接触并且附着到粘合剂的受限能力来控制。从填充的筛网移除粘合剂层将定向的磨料颗粒以反向方式传送到磨料背衬。该方法依赖于粘合剂的存在，这可能是麻烦的，随着时间的推移粘合剂易于脱粘(例如，由于粉尘沉积)，并且可以传送到所得的涂敷磨料制品，从而导致粘合剂传送到工件并且污染工件的可能性。
技术实现思路
磨料制品中磨料颗粒的相对定位、对准和定向可能是重要的。如果磨料颗粒被倒置(以便基底向上)或相对于切割方向不对准，则可发生磨料制品的过早破裂。常规方法诸如滴涂和静电沉积提供了间距和颗粒群集的随机分布，这通常导致其中两个或更多个成形磨料颗粒最终在靠近成形磨料颗粒的顶端或上表面处彼此接触。聚集可导致了不良的切削性能，这是由于那些区域中的支承区域局部增大，并且由于群集中的成形磨料颗粒在使用过程中不能够因相互机械加强而破裂和破碎。与具有更均匀间隔的磨料颗粒的涂敷磨料制品相比，聚集可产生不期望的热积聚。鉴于以上所述，本专利技术人已认识到，除其别的之外，该各种各样的磨料制品还可得益于更精确的定位和定向的磨料颗粒。就这点而言，本专利技术人已开发出使用磁场来控制背衬上的可磁化磨料颗粒的对准、就位和定向的过程、系统和设备。更具体地讲，本专利技术人已发现，所施加的磁场可在背衬处集中并紧密邻近背衬，并且此类集中的磁场可用来吸引可磁化磨料颗粒以在背衬上实现所需的对准、就位和定向。磁场的这种集中可通过设置具有设置在背衬上或紧密邻近背衬的多个可磁化部分的磁体或工具来实现。该过程、系统和设备可实现磨料制品中磨料颗粒的期望的间距、对准和定向，从而降低过早破裂和不能切割性能的可能性。该过程、系统和设备可根据需要对可磁化磨料颗粒进行定位和/或定向。在一些实施方案中，磨料制品内的可磁化磨料颗粒的非随机预定图案可作为分配装置和磁场的结果来实现。磁场可在从分配装置转移到背衬期间施加到可磁化磨料颗粒上，以改善可磁化磨料颗粒一旦被接收到背衬上就被定向、定位和/或对准的倾向。根据一个示例性实施方案，公开了一种制备磨料制品的方法。该方法可包括：提供工具，所述工具具有包含第一材料的第一部分和包含第二材料的第二部分，其中第二材料不同于第一材料，并且所述工具经受磁场，并且其中提供第一材料和第二材料，使得与在第二部分处和第二部分附近的磁场相比，在第一部分处和第一部分附近的磁场相对较强；定位与所述工具相邻以便经受磁场的表面；以及将可磁化磨料颗粒设置在表面上，其中所述可磁化磨料颗粒被吸引到所述表面上的邻近所述第一部分的区域，在所述区域处磁场相对较强，以便提供可磁化磨料颗粒的大部分在所述表面上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。根据另一个示例性实施方案，公开了用于生产磨料制品的系统。该系统可包含：磁体；工具，该工具具有由可磁化材料构成的第一部分和由不可磁化材料构成的第二部分，所述磁体使该工具经受磁场，使得第一部分和第二部分两者均经受磁场，其中与第二部分相比，磁场在第一部分处集中；背衬；以及可磁化磨料颗粒，所述可磁化磨料颗粒被构造成当所述工具定位成邻近所述背衬和所述磁体以便经受所述磁场时被吸引到所述背衬上的一个或多个区域，所述一个或多个区域在所述磁场集中处或所述磁场集中处附近，由此集中的磁场提供所述可磁化磨料颗粒在所述背衬上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。根据另一个示例性实施方案，公开了涂敷磨料制品。涂敷磨料制品可包含：具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬；以及设置在所述背衬的第一主表面上的磨料层，其中所述磨料层包含第一粘结剂材料和可磁化磨料颗粒，其中作为在固化之前向所述磨料层和所述背衬施加集中的磁场的结果，所述可磁化磨料颗粒根据预定图案排列。根据另一个示例性实施方案，公开了粘结磨料制品。该粘结磨料制品可包含：第一可固化组合物，所述第一可固化组合物包含分散在第一有机粘结剂前体中的填料磨料颗粒；设置在第一可固化组合物上的第一多孔加强材料；以及第二可固化组合物，所述第二可固化组合物设置在所述多孔加强材料和第一可固化组合物上，其中第二可固化组合物包含分散在第二有机粘结剂前体中的可磁化磨料颗粒；其中作为在固化之前向所述粘结磨料制品施加集中的磁场的结果，所述可磁化磨料颗粒根据预定图案排列。根据另一个示例性实施方案，公开了一种制备磨料制品的方法。该方法可包括：提供工具，所述工具具有可磁化材料的一个或多个第一部分和不可磁化材料的一个或多个第二部分；向工具施加磁场，使得第一部分和第二部分两者均经受磁场，其中与第二部分相比，磁场在第一部分处和第一部分附近集中；定位与所述工具相邻以便经受磁场的背衬；以及将可磁化磨料颗粒设置在所述背衬上，其中所述可磁化磨料颗粒被吸引到在所述背衬上的一个或多个区域，在所述一个或多个区域处磁场集中，以便提供可磁化磨料颗粒在所述背衬上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。如本文所用：术语“一个”、“一种”和“该”、“所述”可互换使用，其中“至少一个(种)”意指一个(种)或多个(种)所述要素。术语“和/或”是指任一者或两者。例如，“A和/或B”是指仅A、仅B、或A和B两者。术语“包括”、“包含”或“具有”及其变型意在涵盖其后所列出的项目和它们的等同形式以及附加项目。除非另有规定或限制，术语“联接”及其变型形式被广义地应用并涵盖直接联接和间接联接。短语“主表面”或其变型形式被使用以描述厚度相对于其长度和宽度较小的制品。此类制品的长度和宽度可限定制品的“主表面”，但这个主表面以及该制品不需要是平坦的或平面的。例如，以上短语可用于描述一种制品，该制品具有厚度(例如，在沿主表面的任何点处与制品的主表面正交的Z方向上)对主表面的第一表面尺寸(例如，宽度或长度)的比率(R1)，以及厚度对主表面的第二表面尺寸的比率(R2)，其中第一比率(R1)和第二比率(R2)均小于0.1。在一些实施方案中，第一比率(R1)和第二比率(R2)可小于0.01；在一些实施方案中，小于0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：提供工具，所述工具具有包含第一材料的第一部分和包含第二材料的第二部分，其中所述第二材料不同于所述第一材料，并且所述工具经受磁场，并且其中提供所述第一材料和所述第二材料，使得与在所述第二部分处和所述第二部分附近的所述磁场相比，在所述第一部分处和所述第一部分附近的所述磁场相对较强；定位与所述工具相邻以便经受所述磁场的表面；以及将可磁化磨料颗粒设置在所述表面上，其中所述可磁化磨料颗粒被吸引到所述表面上的邻近所述第一部分的区域，在所述区域处所述磁场相对较强，以便提供所述可磁化磨料颗粒的大部分在所述表面上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.23 US 62/449,3121.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：提供工具，所述工具具有包含第一材料的第一部分和包含第二材料的第二部分，其中所述第二材料不同于所述第一材料，并且所述工具经受磁场，并且其中提供所述第一材料和所述第二材料，使得与在所述第二部分处和所述第二部分附近的所述磁场相比，在所述第一部分处和所述第一部分附近的所述磁场相对较强；定位与所述工具相邻以便经受所述磁场的表面；以及将可磁化磨料颗粒设置在所述表面上，其中所述可磁化磨料颗粒被吸引到所述表面上的邻近所述第一部分的区域，在所述区域处所述磁场相对较强，以便提供所述可磁化磨料颗粒的大部分在所述表面上的期望的定向、就位和对准中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一材料包括可磁化材料，并且所述第二材料包括不可磁化材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一材料包括磁体，并且所述第二材料包括不可磁化材料。4.根据权利要求1-3中任一项或任意组合所述的方法，还包括使所述表面、所述可磁化磨料颗粒和所述工具中的一者或多者振动，以增强所述可磁化磨料颗粒在所述背衬上的对准和定向中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任一项或任意组合所述的方法，其中将所述表面和所述工具中的一者相对于所述表面和所述工具中的另一者平移，并且所述方法为连续过程的一部分。6.根据权利要求1-4中任一项或任意组合所述的方法，其中所述方法为间歇过程的一部分。7.根据权利要求1-6中任一项或任意组合所述的方法，其中所述磨料制品包括涂敷制品，并且所述表面包括背衬的第一主表面，所述方法还包括：提供设置在所述第一主表面的至少一部分上的第一可固化粘结剂前体的层；定向所述背衬，使得所述第二主表面比所述第一主表面更靠近所述工具；使可磁化磨料颗粒与所述第一可固化粘结剂前体的层接触；以及至少部分地固化所述第一可固化粘结剂前体的层，以提供固定到所述背衬的至少部分固化的磨料层。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：将第二可固化粘结剂前体的层设置到所述至少部分固化的磨料层的至少一部分上，并且至少部分地固化所述第二可固化粘结剂前体。9.根据权利要求1和4-8中任一项或任意组合所述的方法，其中所述工具包括：所述第一部分处的永磁体和电磁体中的至少一者、或者所述第一部分处的可磁化材料、以及所述第二部分包含不可磁化材料，并且其中所述第一部分和所述第二部分以预定图案排列。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述预定图案在所述表面上沿横维方向和顺维方向中的至少一者是不连续的。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述预定图案是不连续的，使得所述第一部分包括通过所述第二部分彼此间隔开的多个区域。12.根据权利要求1-11中任一项或任意组合所述的方法，其中所述表面包括背衬，并且在所述背衬的第一主表面中具有隆起和沟槽，并且其中所述可磁化磨料颗粒的大部分部分地设置在所述隆起之间的所述沟槽内并与所述沟槽对准。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述表面包括模具的一部分，所述磨料制品包括粘结制品，并且所述方法还包括：将第一可固化组合物的层设置到模具的圆形腔中，其中所述模具具有外圆周和延伸穿过所述模具的旋转轴线，并且其中所述可固化组合物包含分散在第一有机粘结剂前体中的所述可磁化磨料颗粒；将第一多孔加强材料设置到所述第一可固化组合物的层上；将第二可固化组合物的层设置到所述多孔加强材料和所述第一可固化组合物上，其中所述第二可固化组合物包含分散在第二有机粘结剂前体中的所述可磁化磨料颗粒；其中将所述磁场施加到所述可固化组合物使所述可磁化磨料颗粒的大部分相对于所述旋转轴线定向；以及至少部分地固化所述可固化组合物，以提供所述粘结研磨轮。14.根据权利要求13所述的方法，其中在设置所述第一可固化组合物的层之后，将第二多孔加强材料放置在所述圆形模具腔中，并且其中所述第一可固化组合物的层设置在所述第二加强材料上。15.一种用于生产磨料制品的系统，包括：磁体；工具，所述工具具有由可磁化材料构成的第一部分和由不可磁化材料构成的第二部分，所述磁体使所述工具经受磁场，使得所述第一部分和所述第二部分两者均经受所述磁场，其中与所述第二部分相比，所述磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿龙·K·尼纳贝尔，约瑟夫·B·埃克尔，托马斯·J·纳尔逊，布赖恩·D·格斯，萨马德·雅维德，罗纳德·D·杰斯密，巴德里·维拉拉哈万，雪莉·A·瓦纳斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US