Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren
zur Herstellung von Schleifwerkzeugen und auf Schleifwerkzeuge, die eine genau kontrollierte
Anordnung oder ein genau kontrolliertes Muster von Schleifpartikeln darauf aufweisen.
JP 10329030 A offenbart ein Verfahren
zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs, das eine elektrisch nichtleitende Abdeckung
verwendet, um die nicht geschützte Oberfläche abzuätzen und das Muster
der geätzten Arbeitsoberfläche mit Schleifpartikeln zu beschichten. Ebenfalls
wird ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff aus Patentanspruch 17 offenbart.
Bisher wurden Schleifpartikel durch eine Vielfalt von Techniken auf
äußere Oberflächen von Mahlteilen aufgetragen oder in sie eingelassen.
Unabhängig von der Technik kennzeichnete eine willkürliche Verteilung
von Schleifpartikeln den Schneidrand des Mahlwerkzeugs. Dies kann unter Bezug auf
1, die eine mikrophotographische Aufnahme 100facher
Vergrößerung von 40/50-Mesh-Schleifpartikeln, mit denen eine Schleifscheibe
mit Stahlkern mit Nickel beschichtet wird, ist, gesehen werden. 2
ist dieselbe Scheibe bei 50facher Vergrößerung. Es wird ersichtlich werden,
dass das Schleifmaterial in einer willkürlichen Verteilung mit Nickel beschichtet
war und mit einer Schleifmaterialkonzentration vorlag, die an keiner gegebenen Stelle
des Schleifwerkzeugs kontrolliert werden konnte. Das bedeutet, dass ein Risiko der
Scheibenbelastung besteht. Zudem besteht kaum eine Möglichkeit, Schleifgröße,
-typ und -geometrie der Schleifpartikel an einer gegebenen Stelle des Werkzeugs
anzupassen. Während die gesamte Menge an Schleifpartikeln, mit denen das Werkzeug
beschichtet wurde, kontrolliert werden kann, ermöglicht eine derartige Kontrolle
einen großen Spielraum bei der Vorgangswiederholbarkeit und der Qualitätskontrolle.
Bisher wurden auf dem Fachgebiet spezifische Schleifmuster auf Werkzeugoberflächen
erreicht, wobei adhäsive Folien und Drucktechnologie verwendet wurden, um nichtleitende
Stellen zu schaffen, um die Ablagerung von Ni während des galvanischen Beschichtungsvorgangs
zu vermeiden. Diese Vorgänge sind auf ebene Oberflächen beschränkt
und erfüllen nicht die Anforderungen der Branche, die Leistung von Superschleifkristallen
an den Rändern oder anderen komplexen Oberflächengeometrien von herkömmlichen
Schleifscheiben und anderen Werkzeugen voll zu nutzen. EP
0870578 A1 zum Beispiel schlägt vor, die Schleifkörner mit einer
adhäsiven Schicht an der Verwendungsstelle zu halten und dann in die Schleifkristalle,
die von der Ni-Schicht abstehen, Kerben zu bohren.
Offensichtlich besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an der Möglichkeit,
den Ort, die Konzentration, den Grad usw. von Schleifkristallen, die auf Arbeitsoberflächen
von Werkzeugen aufgetragen werden, genau zu kontrollieren. Auf diesen Bedarf ist
die vorliegende Erfindung gerichtet.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs,
mit einer Arbeitsoberfläche, beginnt mit dem Auftragen einer elektrisch nichtleitenden
Schicht auf die Arbeitsoberfläche des Schleifwerkzeugs. Ein Muster wird entweder
in die Arbeitsoberfläche oder die nichtleitende Schicht geätzt, wobei
vorzugsweise ein Laserstrahl verwendet wird. Das Muster der Arbeitsoberfläche
wird mit Metall- und Schleifpartikeln galvanisiert oder stromlos beschichtet. Die
nichtleitende Schicht wird von der Arbeitsoberfläche entfernt. Durch mehrfache
Wiederholungen dieses Verfahrens können verschiedene Größen und Typen
von Schleifpartikeln in verschiedenen Konzentrationen auf verschiedene Stellen der
Arbeitsoberfläche aufgetragen werden.
Alternativ dazu kann in einem Verfahren gemäß Anspruch 2
ein Haftmittel als eine Schicht auf die Arbeitsoberfläche des Schleifwerkzeugs
aufgetragen werden. Dann wird ein negatives Muster in die adhäsive Schicht
geätzt, d. h. das Haftmittel wird weggeätzt, wo kein Schleifmaterial gewünscht
ist. Dann können Schleifpartikel die Arbeitsoberfläche kontaktieren, um
darauf an dem verbleibenden Haftmittel zu haften. Durch mehrfache Wiederholungen
dieses Verfahrens können erneut verschiedene Größen und Typen von
Schleifpartikeln in verschiedenen Konzentrationen auf verschiedene Stellen der Arbeitsoberfläche
aufgetragen werden. Die Arbeitsoberfläche kann erneut mit Metall galvanisiert
oder stromlos beschichtet werden. Ein Schleifwerkzeug gemäß Anspruch 17
wird dadurch bereitgestellt.
Bei diesen zwei Ausführungsformen ist die Verwendung eines Lasers
oder eines anderen genauen Entfernungssystems zum Bestimmen des genauen Orts, an
dem die Schleifpartikel auf der Arbeitsoberfläche eines Schleifwerkzeugs haftbar
gemacht werden sollen, übereinstimmend. Zudem sind beide Ausführungsformen
auf mehrfache Wiederholungen und zum Erhalt von mit Metall überzogenen Arbeitsoberflächen
mit genau lokalisierten Schleifpartikeln von kontrollierter Größe, kontrolliertem
Typ und kontrollierter Konzentration im Ort verbesserungsfähig.
Für ein besseres Verständnis der Beschaffenheit und Vorteile
der vorliegenden Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung zusammen
mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen:
1 eine mikrofotografische Aufnahme 100facher
Vergrößerung von 120/140-Mesh-Schleifpartikeln ist, mit denen eine Schleifscheibe
mit Stahlkern mit Nickel beschichtet wird, die den Stand der Technik bei der Scheibenherstellung
dokumentiert;
2 eine mikrofotografische Aufnahme 50facher Vergrößerung
von 40/50-Mesh-Schleifpartikeln ist, mit denen eine Schleifscheibe mit Stahlkern
mit Nickel beschichtet wird, die den Stand der Technik bei der Scheibenherstellung
dokumentiert;
3–5 vereinfachte
Seitenaufrissansichten von herkömmlichen Schleifscheibenformen sind, die die
komplexen Geometrien, die einen Schleifpartikelüberzug erforden, zeigen;
6–9 schematische
Darstellungen der Vorgangsschritte sind, die bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen
mit genau kontrollierten Schleifanordnungen von Schleifmaterialien verwendet werden;
10 eine mikrofotografische Aufnahme (200fache Vergrößerung)
ist, die die Arbeitsoberfläche eines überzogenen Werkzeugs, das eine Stelle
von durch Laserstrahlbehandlung entferntem Lack aufweist, zeigt;
11 eine mikrofotografische Aufnahme (300fache Vergrößerung)
ist, die einen einzelnen Schleifkristall, mit dem die Arbeitsoberfläche des
Werkzeugs an dem Ort der Laserstrahlbehandlung beschichtet ist, zeigt;
12 eine mikrofotografische Aufnahme (100fache Vergrößerung)
ist, die 3 Löcher oder Anhäufungen oder eine genau kontrollierte Anordnung
einer definierten Anzahl an Schleifkristallen, die als Beschichtung auf der Arbeitsoberfläche
des Werkzeugs zu sehen sind, zeigt;
13 eine schematische Draufsicht eines Werkzeugs ist,
das eine geordnete Anordnung von Schleifpartikeln, die gemäß der vorliegenden
Erfindung abgelagert wurden, aufweist;
14 eine schematische Seitenaufrissansicht eines Werkzeugs
ist, das ziemlich gleichgroße Splitter von einem Werkstück entfernt, aufgrund
der Verwendung einer Scheibe, die eine geordnete Anordnung von Schleifpartikeln
aufweist;
15 eine schematische Draufsicht einer Scheibe ist,
die eine geordnete Anordnung von Schleifpartikeln, die gemäß der vorliegenden
Erfindung abgelagert wurden, aufweist, und das Verhältnis zwischen radialer
Scheibengeschwindigkeit und Splitterdicke abbildet; und
16 und 17 vergrößerte
schematische Seitenaufrissansichten von Werkzeugen sind, die in Größe,
Konzentration und Schleiftyp verstärkte Profilsegmente zeigen.
Die Zeichnungen werden unten detaillierter beschrieben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Wert der vorliegenden Erfindung kann unter Bezug auf
3–5, die herkömmliche
Schleifscheibenformen abbilden, verstanden werden. Insbesondere bildet
3 eine Schleifscheibe 10 ab, weist Radiusbereiche,
z. B. einen Radiusbereich 12, der mit einer Schleifpartikelschicht
14 (übertrieben in der Dicke, lediglich zu Darstellungszwecken) überzogen
werden muss, auf. Es ist schwierig, den Radius 12 mit Schleifpartikeln
zu überziehen, besonders da die Konzentration/der Typ/die Größe von
Schleifpartikeln über dem Radius 12 anders sind als über der
flachen Stelle des Umfangs der Scheibe 10.
In 4 weist eine Scheibe 16 einen
Radiusbereich 18, der mit einer Schleifpartikelschicht 20 überzogen
werden muss, auf. Die Geometrie des Radiusbereichs 18 ist erneut schwierig
zu überziehen, besonders da die Konzentration/der Typ/die Größe von
Schleifpartikeln über dem Radius 18 anders sind als über der
flachen Stelle des Umfangs der Scheibe 16.
In 5 weist eine Scheibe 22 eine
Reihe von Kanten 24–30, welche mit einer Schleifpartikelschicht
32 überzogen werden müssen, auf. Die Geometrie der Kanten
24–30 macht es erneut schwierig, sie effektiv zu überziehen,
besonders da die Konzentration/der Typ/die Größe von Schleifpartikeln
über den Kanten 24–30 anders sind als über der
flachen Stelle des Umfangs der Scheibe 16 oder anders bei jeder Kante.
Die vorliegende Erfindung stellt dann mittels eines Vorgangs mit mehreren
Schritten, der in 6–9
dargestellt ist, Schleifwerkzeuge mit einer genau kontrollierten Schleifanordnung
her. Zunächst wird, unter Bezugnahme auf 6, die
Arbeitsoberfläche eines Werkzeugkerns 34 in einer vereinfachten Querschnittsaufrissansicht
dargestellt. Beim eingänglichen Schritt des erfinderischen Vorgangs wird ein
elektrisch nichtleitender Überzug oder Lack 36 auf die Arbeitsoberfläche
des Werkzeugkerns 34 aufgetragen. Jeder geeignete Überzug kann verwendet
werden, so lange er keine schädliche Wirkung auf den Werkzeugkern
34 oder seine Arbeitsoberfläche hat. Geeignete Überzüge
umfassen unter anderem Alkyde, Epoxide, Vinyle, Akryle, Amide, Harnstoff-Formaldehyde
und eine breite Vielfalt an zusätzlichen, dem Fachmann wohl bekannten Überzügen.
Zusätzliche allgemeine Informationen zu Überzügen
können zum Beispiel in D.H. Solomon, The Chemistry of Organic Film Formers,
Robert E. Krieger Publishing Co., Inc., Huntington, NY 11743 (1977) gefunden werden.
Ungefähr die einzigen Anforderungen an den Überzug 36 sind, dass
er angemessen an dem Werkzeugkern 34 haftet, die Arbeitsoberfläche
des Werkzeugkerns 34 nicht nachteilig beeinflusst, elektrisch nichtleitend
ist und Galvanisierung standhalten und seine Eigenschaften beibehalten kann.
7 stellt den zweiten Verarbeitungsschritt dar, bei
dem durch gezielte Entfernung des Überzugs 36, vorzugsweise mit Hilfe
eines Laserstrahls 38, ein Muster auf der Arbeitsoberfläche des Werkzeugkerns
34 gebildet wird. Während andere Mittel der Entfernung mit Sicherheit
betriebsfähig sind (z. B. mechanisches Abschleifen, Elektronenstrahl, usw.),
wird die Verwendung eines Lasers (z. B. YAG, CO2 oder anderer Industrielaser)
aufgrund seiner Genauigkeit beim Bilden von komplizierten Mustern in dem Überzug
36 und Mustern von sehr kleinem Ausmaß bevorzugt. Ein weiterer Vorteil
beim Verwenden eines Laserstrahls, um gezielt ein Muster in dem Überzug
36 zu bilden, ist, dass ein derartiges Muster unabhängig der Arbeitsoberflächengeometrie
gebildet werden kann. Das heißt, der Laserstrahl 38 kann ein Muster
bei Radius 12 (3), Radius 18 (4)
und Kanten 24–30 (5) mit dem
gleichen Grad an Genauigkeit, mit dem er ein Muster in der ebenen Arbeitsoberfläche
des Werkzeugkerns 34 bildet, bilden. Größenmäßig geeignete
Muster zum Unterbringen von einzelnen Körnern von Schleifmaterialien sind möglich.
Herkömmliche Computer- oder numerische Kontrolle des Laserstrahls
38 ist leicht zum Bilden von genauen Mustern in dem Überzug
36 zu realisieren, was der Fachmann verstehen wird.
Die Menge (Tiefe) des zur Entfernung erforderlichen Überzugs
36 ist ausreichend, so dass die Arbeitsoberfläche des Werkzeugkerns
34 mit den Schleifpartikeln galvanisiert oder stromlos beschichtet werden
kann. Eine unvollständige Entfernung des Überzugs 36 kann dann
durchaus zulässig sein.
8 stellt das Galvanisieren von Schleifpartikeln
40–44 auf den Werkzeugkern 34 an den gemusterten
Stellen dar, wobei der Überzug 36 entfernt wurde und/oder in seiner
Dicke ausreichend verringert wurde, damit galvanisches Beschichten von Schleifpartikeln
auftreten kann. Galvanisieren ist eine wohlbekannte Technik, bei der ein galvanisches
Bad aus galvanischer Flüssigkeit, einer Metallanode und Schleifpartikeln gebildet
wird. Das Werkstück (z. B. Werkzeugkern 34) dient als die Kathode.
Die Metallanode (z. B. Ni) wird in einem beschichtenden Bad aufgelöst. Die
freigelegten Oberflächen des Werkzeugkerns 34 werden dann mit den
entsprechenden Metallkationen beschichtet, die ebenfalls die Schleifpartikel, die
in direktem Kontakt mit dem Werkzeugkern stehen, anbringen, wobei eine definierte
Metallschicht (z. B. Ni) aufgebaut wird. Für Werkstücke, die elektrisch
nichtleitend sind, können leitende Überzüge auf die Oberflächen,
die mit Strom überzogen oder stromlos überzogen werden sollen, aufgetragen
werden, was auf dem Fachgebiet wohl bekannt ist. Allgemeine Galvanisierungsbedingungen
werden von Robert Brugger in „Nickel Plating a Comprehensive Review of Theory,
Practice and Applications Including Cobalt Plating", Robert Draper Ltd., Teddington
(1970) dokumentiert.
Durch Gebrauchen dieser Beschichtungstechnik, um die freigelegten,
gemusterten Stellen der Arbeitsoberfläche des Werkzeugkerns 34 mit
Schleifpartikeln zu beschichten, kann die Anzahl der Einzelschichtpartikel von Schleifmaterialien
bestimmt werden. Das heißt, wenn die gemusterte Stelle klein genug ist, um
nur einen einzelnen Kristall des Schleifmaterials unterzubringen, dann kann ein
einzelner Kristall des Schleifmaterials galvanisiert oder stromlos beschichtet werden.
Dies ist bei jeder gegebenen Werkzeuggeometrie anwendbar. Tatsächlich können
die vorhergehenden Vorgangsschritte mehrfach ausgeführt werden. Bereits mit
Schleifkristallen und Metall galvanisierte oder stromlos beschichtete Stellen können
überzogen werden, und andere Stellen können durch den Laserstrahl
38 geätzt werden. Bereits mit Schleifkristallen und Metall galvanisierte
oder stromlos beschichtete Stellen können mehr als einmal überzogen werden.
In jedem dieser sich wiederholenden Vorgangsschritte können die Schleifkristalle
in Größe, Typ oder Qualität, Konzentration usw. variiert werden.
Als ein letzter Schritt stellt 9 die
Entfernung von verbleibenden Stellen des Überzugs 36 dar. Dieser Überzugsentfernungschritt
wird aus kosmetischen Gründen oder für einen zweiten Beschichtungsschritt
durchgeführt, um den Kristall auf einem spezifischen Niveau einzulassen; obwohl
die Präsenz des Überzugs die Funktion des Werkzeugkerns 34 gelegentlich
stören kann. Eine chemische Auflösung des Überzugs 36 wird
meistens als ein Entfernungsvorgang der vorliegenden Erfindung genutzt.
10 ist eine mikrofotografische Aufnahme (200fache Vergrößerung),
die die Arbeitsoberfläche eines überzogenen Werkzeugs, das eine Stelle
von durch Laserstrahlbehandlung entferntem Lack aufweist, zeigt. Die Zersetzung
der Integrität des Überzugs ist offensichtlich. 11
ist eine mikrofotografische Aufnahme (300fache Vergrößerung), die einen
Schleifkristall, mit dem die Arbeitsoberfläche des Werkzeugs an dem Ort der
Laserstrahlbehandlung beschichtet wurde, zeigt. Der Schleifkristall wurde genau
an dem beabsichtigten Ort abgelagert. Dies ist sogar noch offensichtlicher in
12 (100fache Vergrößerung), in der 3 Löcher
oder Anhäufungen oder eine genau kontrollierte Anordnung von Schleifkristallen
auf die Arbeitsoberfläche des Werkzeugs beschichtet gesehen werden.
Eine derartige genau kontrollierte Anordnung von Schleifkristallen
weist viele Vorteile auf. Dies ist unter Bezug auf 13,
welche eine schematische Draufsicht eines Werkzeugs ist, das eine genau geordnete
Anordnung von Schleifpartikeln, die gemäß der vorliegenden Erfindung abgelagert
wurden, aufweist, offensichtlich. Jeder Schleifkristall oder jede Anhäufung
von Kristallen, z. B. ein representativer Kristall 46, ist in einer geordneten
Anordnung lokalisiert, die vor dem galvanischen Beschichten der Arbeitsoberfläche
des Werkzeugs 48 mit den Kristallen bestimmt wird.
Bei Verwendung wird das Werkzeug 48 mit einer Geschwindigkeit
Vc in die Richtung bewegt, die von Pfeil 50 angezeigt wird.
14 ist eine schematische Seitenaufrissansicht des Werkzeugs
48, das sich in Richtung des Pfeils 50 bewegt mit einer Rate von
Vc. Der representative Schleifkristall 46 ist beim Entfernen
eines Splitters 52 zu sehen; ein Schleifkristall 54 ist beim Entfernen
eines Splitters 56 zu sehen; und ein Schleifkristall 58 ist beim
Entfernen eines Splitters 60 zu sehen. In einer Ausführungsform der
Erfindung sollte die durchschnittliche Dicke a der Splitter 52,
56 und 60 ungefähr die gleiche sein, da jeder Schleifkristall
46, 54 und 58 mit einheitlichem Abstand auf der Arbeitsoberfläche
des Werkzeugs 48 angeordnet ist, und eine verbesserte Schneideleistung
im Vergleich zum Stand der Technik, auf dem beschichtete Mahlwerkzeuge verwendet
werden, wird erwartet.
15 ist eine schematische Draufsicht einer Scheibe
62, die eine geordnete Anordnung von Schleifpartikeln, z. B. Kristallen
64 und 66, die gemäß der vorliegenden Erfindung abgelagert
wurden, aufweist. Die Größe der Kristalle 64 und 66
in 15 soll einen oder mehrere größere Schleifkristalle
oder eine höhere Konzentration von Schleifkristallen an jeder Stelle abgrenzen.
Schließlich bewegt sich die Scheibe 62 mit einer radialen Geschwindigkeit
Vc in die Richtung des Pfeils 68.
Die folgenden Beziehungen gelten nun für Scheibe 62
in 15:
Konzentration
wobei a die durchschnittliche Splitterdicke ist.
Anders gesagt, wenn die radiale Geschwindigkeit der Scheibe
62 ansteigt, nimmt die Dicke a der Splitter ab. Auf ähnliche Weise
nimmt die Dicke a der Splitter ebenfalls ab, wenn die Konzentration (pro Einheitsbereich)
der Schleifpartikel ansteigt. Im Vergleich zum Mahlen mit herkömmlich beschichteten
Schleifscheiben ermöglicht die Verwendung von gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigten Scheiben eine bessere Kontrolle der Splitterdicke und Einheitlichkeit.
Einzigartig bei der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit,
ein Muster von Schleifkristallen auf der Arbeitsoberfläche eines Werkzeugs
genau und geordnet zu entwerfen. Dies kann unter Bezugnahme auf 16
und 17 gesehen werden. In 16
weist eine Arbeitsoberfläche eines Werkzeugs 70 eine gerundete Krümmung
vor, um die Schleifpartiklel 72–82 angeordnet sind. Es
lässt sich beobachten, dass Kristalle 76 und 78, die an dem
Radius oder der Krümmung angeordnet sind, größer in der Größe
sind als die anderen Kristalle, die auf den ebenen Stellen der Arbeitsoberfläche
des Werkzeugs 70 angeordnet sind. Offensichtlich ist die Anzahl und Größe
der Kristalle in 16 nur representativ, aber die Fähigkeit,
Partikelgröße-, typ und platzierung zu kontrollieren, ist gut dargestellt.
Unter Verwendung eines Vorgangs mit zwei Schritten können größere
Kristalle 76 und 78 exakt positioniert werden, um die spezifische
Stelle des Werkzeugs zu verstärken, wie in 16
dargestellt. 17 stellt die Fähigkeit der vorliegenden
Erfindung durch Zeigen einer höheren Dichte von Kristallen um die Schneidkanten
eines Werkzeugs 84 dar. Lediglich durch Darstellung lässt sich beobachten,
dass die Dichte der Kristallgruppe 86, die an den Kanten lokalisiert sind,
höher ist als die Dichte der Kristallgruppe 88 entlang der ebenen
Stellen.
Der Fachmann wird verstehen, dass die gleichen mit Schleifmaterialien
überzogenen Arbeitsoberflächen durch eine alternative Ausführungsform
erreicht werden können, wobei eine ausgewiesene Stelle der Arbeitsoberfläche
(oder die ganze Arbeitsoberfläche) mit einem Haftmittel überzogen ist,
d. h. einem Material, dass mindestens vorrübergehend die Schleifpartikel an
die Arbeitsoberfläche bindet, bis Elektroplattieren auftritt. Haftmittel können
zum Beispiel aus der gleichen Liste von Harzen, die in den oben aufgelisteten Überzügen
formuliert werden, formuliert werden. Der Laserstrahl würde dann zum Beispiel
die Stellen, an denen keine Schleifpartikel gewünscht sind, wegätzen.
Die gewünschten Schleifpartikel können dann mittels des verbleibenden
Haftmittels auf der Arbeitsoberfläche zum Haften gebracht werden. Diese Technik
könnte natürlich mehrere Male praktiziert werden, um Quantität, Typ
und Größe der Schleifpartikel, die genau auf die Arbeitsoberfläche
positioniert werden, zu kontrollieren. Elektroplattieren wäre ein letzter Schritt,
nachdem alle der gewünschten Schleifpartikel auf der Arbeitsoberfläche
zum Haften gebracht werden.
Geeignete Schleifpartikel umfassen unter anderem künstlichen
und natürlichen Diamanten, kubisches Bornitrid (CBN), Wurtzit-Bornitrid, Siliziumkarbid,
Wolframkarbid, Titancarbid, Aluminiumoxid, Saphir, Zirkonerde, Kombinationen daraus
und ähnliche Materialien. Derartige Schleifpartikel können zum Beispiel
mit hitzebeständigen Metalloxiden (Titanoxid, Zirkonerde, Aluminiumoxid, Quartz)
überzogen werden (siehe z. B. US Patente Nr. 4,951,427 und 5,104,422). Das
Verarbeiten dieser Überzüge umfasst Ablagerung eines elementaren Metalls
(Ti, Zr, Al) auf der Schleifpartikeloberfläche, gefolgt von dem Oxidieren der
Probe bei geigneter Temperatur, um das Metall in ein Oxid umzuwandeln. Zusätzliche
Überzüge umfassen hitzebeständige Metalle (Ti, Zr, W) und andere
Metalle (Ni, Cu, Al, Cr, Sn).
Eine breite Vielfalt an Werkzeugen kann der Erfindung ausgesetzt werden,
einschließlich Mahlteile, Polierteile, Schneidteile, Bohrteile, Metallwerkzeuge,
verglaste Bindewerkzeuge, Harzbindewerkzeuge (Phenolformaldehydharze, Melamin oder
Harnstoff-Formaldehydharze, Epoxidharze, Polyester, Polyamide und Polyimide) und
dergleichen. Elektrisch nichtleitende Werkzeuge können mit einem elektrisch
leitenden Metall über der Arbeitsoberfläche überzogen werden, um
galvanisch mit den Schleifpartikeln überzogen zu werden.
Alternativ dazu können elektrisch leitende Partikel, die in der
Bindung (zumindest an der Arbeitsoberfläche) eingeschlossen sind, ebenfalls
galvanischen Überzug von elektrisch nichtleitenden Werkzeugen erlauben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Überzug gegenüber
sowohl Säure als auch Base resistent, stabil bei den erhöhten Temperaturen,
die zum galvanischen Beschichten verwendet werden, und ausreichend haftbar an der
Arbeitsoberfläche des Werkzeugs, so dass das Werkzeug gehandhabt werden kann,
um der Härte des galvanischen Bads und der Handhabung des Werkzeugs während
der Herstellungsverarbeitung standhalten zu können. Derartige geeignete Lacke
umfassen zum Beispiel Epoxidharze, Acrylharze, Vinylharze, Polyurethane, Aminformaldehydharze,
Amidformaldehydharze, Phenolformaldehydharze, Polymidharze, Wachse, Silikonharze
und dergleichen, wie oben offenbart. Epoxidharze werden derzeitig bevorzugt.
Anspruch[de]
Ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs mit einer Arbeitsoberfläche,
das folgende Schritte beinhaltet:
(a) Auftragen einer elektrisch nichtleitenden Schicht auf die Arbeitsoberfläche
eines Schleifwerkzeugs;
(b) Ätzen eines Musters in die Arbeitsoberfläche;
(c) Beschichten des Musters der Arbeitsoberfläche mit einem Metall und Schleifpartikeln;
und
(d) Entfernen der nichtleitenden Schicht von der Arbeitsoberfläche.Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs mit einer Arbeitsoberfläche,
das folgende Schritte beinhaltet:
(a) Auftragen einer adhäsiven Schicht auf die Arbeitsoberfläche eines
Schleifwerkzeugs;
dadurch gekennzeichnet, dass
(b) ein Negativ eines Musters in die Arbeitsoberfläche geätzt wird;
(c) die Arbeitsoberfläche mit Schleifpartikeln kontaktiert wird, um darauf
das Muster der Schleifpartikel zu bilden; und
(d) die Arbeitsoberfläche mit einem Metall beschichtet wird.Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Schleifpartikel
eines oder mehrere von künstlichem Diamanten, natürlichem Diamanten, kubischem
Bornitrid (CBN), Wurtzit-Bornitrid, Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Titancarbid,
Aluminiumoxid, Saphir oder Zirkonerde sind.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Schleifpartikel mit einem oder mehreren Metallen oder Metalloxiden überzogen
sind.Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Metall eines oder mehrere
von Ti, Zr, Cr, Co, Si, W, Ni, Cu oder Al ist.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Schicht eines oder mehrere von Epoxidharz, Acrylharz, Vinylharz, Polyurethan,
Aminformaldehydharz, Amidformaldehydharz, Phenolformaldehydharz, Wachs, einem Silikonharz
oder Polyamidharz ist.Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Muster mit einem oder
mehreren Lasern oder Elektronenstrahlen in die Arbeitsoberfläche geätzt
wird.Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Negativ des Musters
mit einem oder mehreren Lasern oder Elektronenstrahlen in die Arbeitsoberfläche
geätzt wird.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Beschichten unter einer oder mehreren Galvanisierbedingungen oder chemischen
Metallbeschichtungsbedingungen durchgeführt wird.Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das beschichtete Metall
eines oder mehrere von Ni, Cu, Al, Sn oder Cr ist.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
welches einmal oder mehrmals wiederholt wird.Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Arbeitsoberfläche
des Schleifwerkzeugs, die elektrisch nichtleitend ist, mit einem elektrisch leitenden
Metall vorüberzogen ist.Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Stellen, an denen Schleifpartikel
gewünscht sind, vor Schritt (a) abgedeckt werden.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Schleifwerkzeug eines oder mehrere von Mahlteilen, Polierteilen, Schneidteilen
oder Bohrteilen ist.Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei eines oder mehrere von
Größe, Typ, Qualität oder Konzentration der Schleifpartikel während
der einmaligen oder mehrmaligen Wiederholung des Verfahrens variiert wird.Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Schleifpartikel eines
oder mehrere von Diamant oder CBN sind.Ein Schleifwerkzeug mit einer Arbeitsoberfläche mit einer gerundeten
Krümmung oder gerundeten Kanten oder beidem, dadurch gekennzeichnet, dass die
gerundete Krümmung oder die gerundeten Kanten oder beide ein Muster aus metallbeschichteten
Schleifpartikeln enthält/enthalten, und wobei die Schleifpartikel eines oder
mehrere von künstlichem Diamanten, natürlichem Diamanten, kubischem Bornitrid
(CBN), Wurtzit-Bornitrid, Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Titancarbid, Aluminiumoxid,
Saphir oder Zirkonerde sind.Schleifwerkzeug gemäß Anspruch 17, wobei das Muster Schleifpartikel
umfasst, die in einem oder mehreren von Größe, Typ, Qualität oder
Konzentration variieren.Schleifwerkzeug gemäß Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei
das Metall eines oder mehrere von Ti, Zr, Cr, Co, Si, W, Ni, Cu, Sn oder Al ist.