磨粒及具有高研磨性能的磨料制造技术

提出了一种磨粒(01)，其具有壳体(02)和布置在壳体(02)内的中空空间(03)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磨粒，并且涉及一种利用该磨粒而展现出高研磨性能的磨料。
技术介绍
一般的磨粒除了其他材料之外还包括陶瓷材料，并且用于生成磨料。反过来，磨料用来加工及研磨待研磨材料。由于陶瓷材料的特性，陶瓷磨料适合使用并生成相应的磨料。除了其纯粹的材料特性外，磨粒的各种其他特性也对磨料的研磨性能有至关重要的影响，尤其是就磨料的适用期以及磨料和磨粒的磨损而言。
技术实现思路
目前，就研磨性能，尤其是磨损过程中研磨性能的变化而言，可使用的磨粒都不尽人意。因此，本专利技术的目的在于以即使磨粒持续磨损，其研磨性能都能获得提高的方式来增强普通磨粒及使用磨粒的磨料。该目的通过本专利技术权利要求1所述的磨粒以及本专利技术权利要求12所述的磨料实现。磨粒和磨料的有利实施例是从属权利要求的主题。本专利技术的基本构思为提出一种具有壳体的空心磨粒，该壳体具有布置在其内的中空空间。这样，磨粒的几何结构得以创造，其相比已知的实心磨粒具有多种优点。对于实心磨粒，在研磨工序期间，根据磨粒的几何结构以及磨粒与待研磨材料的表面的对准，磨粒的与待研磨材料接触的表面在磨粒的磨损过程中增大。但是，表面增大导致了研磨性能的削弱，因为待研磨材料所受的接触压力相应减小。相反，本专利技术提出的具有壳体和布置在壳体内的中空空间的磨粒具有以下优点：在磨粒磨损过程中，与待研磨材料接触的表面的增大受到中空空间存在的限制。换言之，这意味着尽管会有磨损，但根据本专利技术的磨粒保持与各个待研磨材料的接触表面几乎恒定，由此产生恒定的接触压力。这样，稳定的研磨性能成为可能。在这种情况下，如果中空空间内没有生产工序中的料渣，将会极为有利。这种料渣，例如，在热分解用于支撑中空空间的支撑材料期间产生，而且就磨粒而言，这种料渣对颗粒的研磨性能有不良影响。因此，磨粒的一个特殊优点在于：如果中空空间在磨粒的生产过程中一直都是独立的或自支撑的，从而没有支撑材料以及由此剩余的料渣布置在磨粒的中空空间内。特别理想的是，磨粒包括具有层结构的壳体。例如，层结构允许以交替层的形式用不同材料生成磨粒。一方面，这种交替层对磨粒的机械稳定性有积极的影响；另一方面，由相同或不同材料制成的层结构还能提高研磨性能。如果空心体磨粒的特别优选的几何结构是通过壳体的层结构产生的，那么上述优点尤为明显，这种磨粒具有特别高且特别恒定的研磨性能。这种具有壳体和布置在壳体内的中空空间的几何结构包括以下例子：四面体、角锥体、长方体、棱柱、平行六面体、圆锥体、瓶体、圆柱体和各种常规形式的多面体，且不排除其他几何结构。本专利技术进一步的优势在于磨粒的壳体具有几乎恒定的壳体厚度。几乎恒定的壳体厚度允许磨粒的与待研磨材料接触的表面能不管各自对准和磨粒的磨损情况而保持几乎恒定。反过来，这允许磨料的各个磨粒的研磨性能保持基本恒定。而且，如果壳体的内表面和/或壳体的外表面具有台阶结构，研磨性能可受到积极影响。内表面是壳体邻近中空空间的表面。这种台阶结构在壳体的内表面和外表面上均导致多个90度或小于90度的空间角度。壳体表面或壳体上的这种尖锐边缘减小了磨粒与待研磨材料之间的接触表面。由此，在内表面和/或外表面上的壳体的台阶结构提高了磨粒的研磨性能。这种提高是有可能的，只要研磨过程中的接触压力能通过减小接触表面而增大，而且只要这种具有台阶结构的磨粒的整个表面上的研磨效果保持均匀，也就是说接触压力增大不会对整个表面的研磨性能的分布产生消极影响。在特别有利的实施例中，根据本专利技术的磨粒设有包括层结构的壳体，壳体的层以多级丝网印刷工艺形成。通过这种多级丝网印刷工艺，带有布置在其内的中空空间的磨粒的几乎所有几何结构都能实现。另外，多级丝网印刷工艺允许生成壳体的特别薄的层，使得具有壳体和相应地设置在其内的中空空间的小磨粒或最小的磨粒都能成为可能。但是，也可以通过用于3D打印的设备和通过相应的打印方法(3D打印)来生成磨粒。一般的设备和方法可从例如快速成型领域中获知。而且，如果中空空间被壳体完全封闭，那么根据本专利技术的磨粒的稳定性和研磨性能会受到特别积极的影响。可选地，可能还有利的在于：如果磨粒的壳体具有朝向中空空间的两个或两个以上的通孔，这些通孔布置在彼此不同的空间方向上。通孔位置处的垂直于壳体或虚拟壳体的垂线应该视为壳体中的朝向中空空间的通孔的空间方向。这种朝向磨粒的中空空间的通孔具有不同的有利影响。一方面，通孔使得与待研磨材料接触的表面更独立于磨粒和待研磨材料之间的定向或对准。另外，通过在不同空间方向相应地布置通孔，可以较低的材料成本生产磨粒，却仍然获得与类似的无通孔磨粒相当的研磨性能。特别理想的是，磨粒的壳体中的通孔与其相应的磨粒的剩余壳体以形成梁结构的方式相互布置。尤其优选的是形成多面体的边缘的梁结构。这种梁结构的优点在于，不管磨粒的对准和磨损情况如何，磨粒与待研磨材料接触的表面能保持几乎恒定且比相应的实心磨粒要小很多。因此，在整个磨粒的磨损过程中，高研磨性能成为可能，这也不会对整个表面的研磨效果的分布产生消极影响。此外，特别有利的是：如果研磨剂布置在磨粒的中空空间内。这种研磨剂是一接触待研磨材料和/或磨粒就能积极地影响研磨工序的材料。可以设置使得壳体中具有和不具有通孔的磨粒的中空空间都包含这种研磨剂。对于具有朝向中空空间的通孔的磨粒，特别有利的是生成磨粒之后，研磨剂可通过浸渍法或类似方法引入磨粒内。可选地或另外地，也可以经设置，使得这种研磨剂包含在壳体的至少部分层中。而且，特别理想的是，本专利技术提出的磨粒由陶瓷模塑形成。这样，陶瓷磨粒的有利特性能与具有壳体和中空空间的磨粒的上述优良特性结合。此外，特别有利的是磨粒，尤其是磨粒的壳体，由溶胶凝胶体系中的凝胶形成。包括以上及以下根据本公开的所述磨粒的磨料也是本专利技术的主题。可经设置，使得磨料具有衬底，通过相应的粘合剂磨粒附接至衬底。附图说明根据本专利技术的磨粒和磨料的各个实施例和各个方面将通过示意性附图在下文举例说明。在附图中：图1示出了根据本专利技术的磨粒的第一实施例；图2示出了在示例性的磨损条件下图1中的磨粒；图3示出了根据本专利技术的磨粒的第二实施例；图4示出了根据本专利技术的磨粒的第三实施例；图5示出了根据本专利技术的磨粒的第四实施例；图6示出了根据本专利技术的磨粒的第五实施例；图7示出了根据本专利技术的磨粒的第六实施例。具体实施方式图1示出了具有壳体02的磨粒01。另外，图1中的短划线显示了布置在磨粒01的布置在壳体02内的中空空间03。而且，壳体厚度m反映在磨粒01的不同点处。如从图1中所选取的，壳体厚度m在整个磨粒01上是几乎恒定的。因此，图1所示的磨粒具有这样的优点——在磨粒磨损过程中，磨粒与待研磨材料之间的接触表面的连续或至少分段的增大很大程度上受到中空空间03的限制或消除。磨粒01的壳体02仍提供足够的机械稳定性来承受在研磨过程中产生的力。磨粒01的壳体02内的中空空间03的优点可通过图2中的例子来说明。图2示出了在部分磨损或磨耗的状态下的图1中的磨粒01。壳体02的表面04与待研磨材料接触，这在图2中未示出且通常导致磨料体01在箭头05所指方向上的磨损。从图2中显而易见，相比于没有中空空间03的实心体的相应的表面，表面04在一侧明显减小，这使得研磨性能显著提升。另外，清晰可见的是，表面04在磨粒01在箭头05所指方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨粒(01)，其特征在于，所述磨粒(01)具有壳体(02)和布置在所述壳体(02)内的中空空间(03)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.19 DE 102013114491.81.一种磨粒(01)，其特征在于，所述磨粒(01)具有壳体(02)和布置在所述壳体(02)内的中空空间(03)。2.根据权利要求1所述的磨粒(01)，其特征在于，所述中空空间(03)内没有料渣。3.根据权利要求1或2所述的磨粒(01)，其特征在于，所述壳体(02)具有包括多个层(07)的层结构(06)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的磨粒(01)，其特征在于，所述壳体(02)具有几乎恒定的壳体厚度(m)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨粒(01)，其特征在于，所述壳体(02)的内表面(11)和/或所述壳体(02)的外表面(08)具有台阶结构(09)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的磨粒(01)，其特征在于，以多级丝网印刷工艺形成所述壳体(02)的层(07...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾琳·博克，托马斯·坎普斯，
申请(专利权)人：金世博股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE