專利名稱：研磨劑涂層及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1前序部分所述的研磨產(chǎn)品。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求9前序部分所限定類型用 于制造鑄模的方法，以用于制造所述研磨產(chǎn)品。
本發(fā)明還涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求25前序部分的用于制造鑄 模的設(shè)備，以用于制造所述鑄模，以及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求28前 序部分的依據(jù)所述方法制造的鑄模。
本發(fā)明還涉及一種通過計(jì)算機(jī)程序形成指定產(chǎn)品表面圖案的數(shù) 字模型的方法。隨后，該模型用于控制數(shù)控精加工，以在應(yīng)用分別 由獨(dú)立權(quán)利要求29和30前序部分限定類型的用于制造所述鑄模的 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品時(shí)生成所述圖案。
這種研磨產(chǎn)品用在對(duì)待研磨的要求表面進(jìn)行的細(xì)磨加工中。所述 研磨產(chǎn)品特別地包括設(shè)置在所謂的柔性背襯上的研磨劑涂層，所述 研磨劑涂層也可涂敷在剛性背襯上。
背景技術(shù)：
在細(xì)磨加工中，磨粒使用尺寸較小的細(xì)粒，以得到最佳的無缺 陷表面。然而，在對(duì)涂敷有細(xì)磨粒的研磨產(chǎn)品進(jìn)行研磨加工時(shí)通常 會(huì)遇到兩個(gè)主要問題。首先，產(chǎn)品的有研磨劑涂層的上側(cè)充滿從加 工表面上分離的材料。其次，在磨粒散布過程中利用通常的涂敷方 法會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則和瑕疵，即所謂的散布瑕瘋。這些問題又在加工表 面的研磨圖案中引起粗糙劃痕。
此外，在濕式研磨中研磨產(chǎn)品容易被加工表面吸附。這是由于 部分液體蒸發(fā)，剩余的液體與研磨殘余物混合形成粘性膠狀團(tuán)。
為了避免上述問題，研磨產(chǎn)品覆蓋有細(xì)砂漿和膠，細(xì)砂漿和膠被模制成結(jié)構(gòu)精確的圖案，以這種方式獲得更好的表面質(zhì)量。目標(biāo) 是使這種圖案設(shè)置有開口 ，這些開口為研磨殘余物提供更大的空間 并由此使其不易被吸附。通過使該圖案的結(jié)構(gòu)易碎并且使磨粒較小， 也可以實(shí)現(xiàn)磨粒的逐步更新，通過這種限定可以使它們的精加工表 面比模制結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料精細(xì)得多。這些方法也能在涂層表面中形 成通道并且穿過研磨產(chǎn)品形成孔或者它們的結(jié)合形成孔，這將促進(jìn) 研磨產(chǎn)品的自凈和液體供應(yīng)，以及研磨殘余物的排放。
例如，在具有精確形狀的研磨復(fù)合材料的研磨劑涂層中形成線 性結(jié)構(gòu)。然而，已經(jīng)證實(shí)，在線性研磨運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)所述研磨運(yùn)動(dòng)的 方向與研磨劑涂層的線重合時(shí)，這些線性結(jié)構(gòu)在被研磨的表面中產(chǎn) 生條紋。
即使在研磨中使用擺動(dòng)式工具，研磨產(chǎn)品和自由旋壓盤以及尤 其是處于傾斜位置的工具的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致在盤的周邊往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，這與研磨劑涂層的線性結(jié)構(gòu)重合，并且因此可能導(dǎo)致條紋很難磨光。
現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展及其當(dāng)前的水平在專利文獻(xiàn)中得以描述，例如
在US 2292261中。該專利文獻(xiàn)公開了 一種通過在柔性背襯上涂敷包 括粘合劑和砂的物質(zhì)來制造研磨產(chǎn)品的方法。被涂敷的層壓抵具有 所需圖案的模，由此使涂層成形以獲得具有研磨四棱柱凸起的線性 圖案。最后，處理得到的涂層。
文獻(xiàn)US 5014468又公開了一種包括柔性背襯和涂層的柔性研磨 產(chǎn)品，所述涂層包括膠合劑和砂。根據(jù)該文獻(xiàn)，涂層表面設(shè)有構(gòu)成 不連續(xù)表面的三維結(jié)構(gòu)，通常為六邊形圖案。利用凹版輥可以很容 易地得到這種圖案。這種方案的缺陷是結(jié)構(gòu)的高度不能被完全控制， 而是依賴于在凹版輥相對(duì)于待成形的表面展開的過程中在每個(gè)形成 部分中的膜分隔。
US 5152917描述了一種具有精確成形的研磨復(fù)合材料的非隨機(jī) 圖案的研磨制品，圖案通常是棱錐，其具有三個(gè)或四個(gè)側(cè)面且其寬 度可以改變，但其通常線性排列。文獻(xiàn)US 5304223還描述了一種準(zhǔn)備和使用根據(jù)文獻(xiàn)US 5152917的產(chǎn)品的方法。
制造磨粒圖案中的問題是形成表面結(jié)構(gòu)、原型或鑄模，研磨劑 涂層相對(duì)于所述表面結(jié)構(gòu)、原型或鑄模模制。
由于通常采用尺寸為25至200微米(my)的棱錐形結(jié)構(gòu)，所以 在加工中需要非常高的精度。因此，通常利用制造正凸模的方法，
然后將負(fù)凹模與正凸模壓印在一起，由此模制涂層的圖案。 一般而 言，通過在正模中的上表面上沿橫向切割V形槽形成這種圖案，然 后制造最后的凹模。V形槽使棱錐具有不同的外形。
例如，為了能夠以上述專利文獻(xiàn)中描述的傳統(tǒng)方法制造輥的形 式的網(wǎng)狀材料，需要具有非常大尺寸的工具，通常為較大的圓筒或 輥。這將限制實(shí)際和經(jīng)濟(jì)可行的制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以基本上避免已知方案中涉及的問題。因而本發(fā)明的 目的是提供一種具有高研磨能力的研磨產(chǎn)品、 一種用于制造所述研 磨產(chǎn)品的鑄模以及一種以經(jīng)濟(jì)且高度精確的方式制造所述鑄模的方 法和設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，通過使本發(fā)明的研磨產(chǎn)品具有權(quán)利要求1所限定 的特征可以實(shí)現(xiàn)該目的。其次，利用通過一種方法制造的鑄模來提 供本發(fā)明的研磨產(chǎn)品，其中，所述方法的特征結(jié)合在權(quán)利要求9中 公開的方式中。
鑄模具有權(quán)利要求28中公開的特征且通過使用具有如權(quán)利要求 25中公開的本發(fā)明的特征的設(shè)備來制造。在所述制造中，優(yōu)選利用 計(jì)算機(jī)程序來形成能夠用于控制設(shè)置所述鑄模表面圖案的裝置的數(shù) 字模型，權(quán)利要求29和30中分別公開了具有本發(fā)明特征的計(jì)算機(jī) 程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品o
各個(gè)從屬權(quán)利要求提供了進(jìn)一步的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式以及進(jìn)一步 改進(jìn)其功能的本發(fā)明的變型。
本發(fā)明旨在摒棄已經(jīng)建立的制造研磨產(chǎn)品的方法，該方法從連
續(xù)的具有非隨機(jī)平面圖案的運(yùn)行網(wǎng)開始對(duì)研磨產(chǎn)品進(jìn)行沖壓。替代 地，根據(jù)本發(fā)明，研磨產(chǎn)品被一個(gè)接一個(gè)地制造。因此，單個(gè)研磨 產(chǎn)品的研磨劑涂敷的上側(cè)的結(jié)構(gòu)圖案相對(duì)于單獨(dú)的凹鑄模進(jìn)行模 制。通過將所述凹鑄模進(jìn)一步設(shè)置成可置換的模，由于研磨產(chǎn)品具 有較小的尺寸，所以可以形成非常復(fù)雜的圖案而不會(huì)使成本變得讓 人難以接收。單個(gè)凹鑄模可以簡單地設(shè)有緊固件或銷，所述緊固件 或銷可以使凹鑄模簡單地緊固在工具或保持器上，或者在平面上或 圓柱形工具部分上彼此相鄰地成形或模壓，如果使用例如膜形式的
連續(xù)材料并且如果研磨產(chǎn)品的背襯也是膜，這使得每次成形或模壓 多個(gè)或者不間斷地成形或模壓多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的方法、利用所述方法制造的研磨產(chǎn)品及其研磨劑 涂層提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的若干顯著優(yōu)點(diǎn)。因此，研磨產(chǎn)品可以具 有單個(gè)的研磨結(jié)構(gòu)隨機(jī)布置的圖案。這種隨機(jī)性可以不同的方式設(shè) 置，因?yàn)闊o論是圖案的雕刻還是鑄模的尺寸都不會(huì)產(chǎn)生如通常的切 割加工方法和在雕刻表面的尺寸上連續(xù)制造輥式成形材料所產(chǎn)生的 那種約束。
本發(fā)明甚至能制造下述研磨產(chǎn)品，其中，復(fù)合材料顆粒僅包括 一種磨粒，這使得研磨產(chǎn)品具有均勻的結(jié)構(gòu)和加工效果。
復(fù)合材料顆粒的隨機(jī)分布使得可以高度確定地避免對(duì)本發(fā)明研 磨產(chǎn)品的加工過程的干擾。
本發(fā)明的可置換的模可以優(yōu)選由聚合物材料制成，該聚合物材 料的聚合體與鑄模的基本聚合體相比具有更顯著的脫模性質(zhì)。因此， 在一些情況下，可置換的?？梢远啻问褂?，尤其是如果研磨劑涂層
的uv處理或另外形式的射束處理直接發(fā)生在成形其表面結(jié)構(gòu)的工具 中的情況下。射束處理可以通過產(chǎn)品的鑄模和背襯進(jìn)行，所述產(chǎn)品 的鑄模和背襯都由適當(dāng)?shù)那依玫妮椛淠軌蛲溉氲牟牧现圃臁?通過下面的描述將清楚地理解本發(fā)明的進(jìn)一 步優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。


在下文中，將參考附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明，其中
圖1顯示了具有非線性坐標(biāo)系統(tǒng)的研磨劑涂層的示意圖，用于
在指定鑄模的上表面形成復(fù)合材料區(qū)域；
圖2顯示了棱錐形復(fù)合材料顆粒的替代布置的例子；
圖3顯示了圖1的復(fù)合材料區(qū)域的放大圖4顯示了從上方觀察時(shí)在凸模的情況下的鑄模的上表面，用 于制造具有隨機(jī)布置的復(fù)合材料顆粒的研磨劑涂層；
圖5顯示了圖4中鑄模的側(cè)視圖6顯示了包括隨機(jī)地布置的棱錐形復(fù)合材料顆粒的凸模的數(shù) 字模型；
圖7顯示了本發(fā)明的凸模的電子顯微鏡圖8顯示了凹模的電子顯微鏡圖9顯示了研磨產(chǎn)品上側(cè)的復(fù)合材料顆粒的電子顯微鏡圖10顯示了包括隨機(jī)地布置且具有不同形狀的棱錐形復(fù)合材料
顆粒的凸模的 一 種替代的數(shù)字模型；
圖11顯示了利用根據(jù)圖10中所示類型的數(shù)字模型制造的模，
隨機(jī)地布置在研磨產(chǎn)品的上側(cè)的復(fù)合材料顆粒的電子顯微鏡圖；以
及
圖12顯示了圖11中復(fù)合材料顆粒的電子顯微鏡圖的進(jìn)一步放 大圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，參考上述附圖描述本發(fā)明的研磨產(chǎn)品及其研磨劑涂 層，以及用于制造研磨產(chǎn)品和研磨劑涂層的方法的優(yōu)選實(shí)施方式。 因此研磨產(chǎn)品包括附圖中所示的結(jié)構(gòu)部件，其中每個(gè)部件用相應(yīng)的 附圖標(biāo)記表示。這些附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于在下面的描述中使用的附圖標(biāo)記。
因此，圖1顯示了用于制造本發(fā)明研磨產(chǎn)品的鑄模1的一種具體實(shí)施方式
的示意圖。在該圖中，鑄模的被高度放大的上側(cè)2被劃 分成坐標(biāo)系統(tǒng)，在該例子中為非線性的。這里，上側(cè)包括框域3，所述框域3的側(cè)邊與坐標(biāo)系統(tǒng)的軸線平行。該框域由單個(gè)的復(fù)合材料 區(qū)域4組成，當(dāng)框域的線交叉時(shí)形成所述復(fù)合材料區(qū)域4。這種框域 的側(cè)邊的長度為L，寬度為B。
圖3中顯示了所述復(fù)合材料區(qū)域4的進(jìn)一步放大圖。在該例子 中，復(fù)合材料區(qū)域包括基本上隨機(jī)地分布在復(fù)合材料區(qū)域表面上的 復(fù)合材料顆粒的原型5。例如根據(jù)圖2,這種分布可以通過以不同的 方式在定界表面內(nèi)以數(shù)學(xué)方法分布復(fù)合材料顆粒的單個(gè)模型而實(shí) 現(xiàn)。隨后，這些模型可以隨機(jī)地布置在復(fù)合材料區(qū)域上，以便最終 生成能夠制造本發(fā)明研磨產(chǎn)品的鑄模，復(fù)合材料顆粒隨機(jī)分布在該 研磨產(chǎn)品的上側(cè)6上。
圖4和5分別顯示了從上方和側(cè)向觀察研磨劑涂層的復(fù)合材料 顆粒的相應(yīng)分布的水平投影圖。
圖6以立體投影的方式顯示了研磨劑涂層的鑄模的上側(cè)2和原 型5的示意圖。研磨劑涂層的原型5包括多個(gè)多面體模型，在本實(shí) 施方式中該多面體模型基本上呈棱錐形。
為了得到研磨劑涂層在研磨產(chǎn)品的上側(cè)6上的所期望的布置， 在本身公知的背襯上涂敷漿料，該漿料優(yōu)選包括膠7和砂或其它磨粒8。然后，通過將具有期望的所謂負(fù)圖案的至少一個(gè)上述鑄模l(凹 模lb)壓靠研磨產(chǎn)品的涂敷有漿料的上側(cè)，使背襯上的漿料形成為 多面體或圓錐體。因此，研磨劑涂層釆用一種在鑄模中限定的預(yù)定 結(jié)構(gòu)并且提供上述錐形或多面體磨粒，這些磨粒最終被用來形成研 磨劑涂層的復(fù)合材料顆粒9。因此，研磨產(chǎn)品的上側(cè)最終具有由砂和 膠形成的單獨(dú)生成的復(fù)合材料顆粒的三維圖案，該圖案的特點(diǎn)是具 有相似或不同形狀的隨機(jī)地布置在單個(gè)研磨產(chǎn)品上側(cè)的復(fù)合材料顆 粒。這樣，形成了具有復(fù)合材料顆粒在研磨產(chǎn)品上側(cè)分布的產(chǎn)品特 定圖案的研磨產(chǎn)品。
復(fù)合材料顆粒9的形成也可以首先通過用漿或砂或相應(yīng)的磨粒8填充凹模lb的凹處來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，鑄模的凹處被設(shè)置成 分別配合至少一個(gè)磨粒和膠7,以便隨后使背襯壓抵具有填充物的凹 模。利用中間膠合層可以進(jìn)一步改善粘合性。如果以濕壓濕的方式 刷涂在背襯上的膠合層與在模中由漿制成的復(fù)合材料接合在一起， 那么就能使復(fù)合材料顆粒與背村的粘合性得到改善。
根據(jù)本實(shí)施方式，優(yōu)選地，復(fù)合材料顆粒9具有包括圓錐體和 多面體的幾何形狀。根據(jù)圖6或圖10，這種多面體例如是等邊棱錐 或橫截棱錐，其具有抵靠背襯定向的下表面和三個(gè)或更多側(cè)面。復(fù) 合材料顆粒采用例如細(xì)長的棱柱形也是可行的，該棱柱具有對(duì)應(yīng)于 上述下表面的縱向邊緣線的 一 側(cè)，所述縱向邊緣線大致比棱柱的橫 向邊緣線或棱柱的高長。通常，復(fù)合材料顆粒具有沿著偏離所述背 襯的方向基本上變細(xì)的橫截面，以便更好地脫模。根據(jù)圖5，優(yōu)選地， 復(fù)合材料顆粒相對(duì)于研磨產(chǎn)品上側(cè)的高度H基本上相等。
將整個(gè)研磨產(chǎn)品的上側(cè)6作為整體處理和將其劃分成相鄰布置 的復(fù)合材料區(qū)域4都是可行的。在這種研磨產(chǎn)品中，每個(gè)復(fù)合材料 區(qū)域都具有許多單獨(dú)生成的隨機(jī)地布置復(fù)合材料顆粒9的三維圖案。 根據(jù)圖1和3,相鄰的復(fù)合材料區(qū)域可以具有相似的三維圖案，但圖 案的形狀可以彼此不同。
再參照圖1所示的示意圖，鑄模1的上側(cè)2優(yōu)選設(shè)有包括橫向 分界線的圖案，由此形成網(wǎng)格。因此，以這種方式界定的每個(gè)單獨(dú) 的框域都由屬于其自身的復(fù)合材料區(qū)域4構(gòu)成。
網(wǎng)格包括分界線，所述分界線例如構(gòu)成規(guī)則圖案，由此各個(gè)分 界線的特征是其基本上是直的且均勻地分布在鑄模1的上側(cè)2上。 例如，網(wǎng)格可以包括均勻布置的基本上成90。的平行直線組成的區(qū) 域。替代地，網(wǎng)格可以包括由均勻分布的在三個(gè)軸向上相互成60。 角的平行直線形成的三角形區(qū)域。
而且，網(wǎng)格可以包括偏離直線的分界線。這些分界線優(yōu)選為根 據(jù)圖l所示的曲線和正弦線，或者它們可以是鋸齒形線。
網(wǎng)格的分界線還可以以1:1.2和l:2之間的期望比率反復(fù)改變。替代地，分界線的變化可以以例如將變化范圍劃分成五個(gè)間隔的方
式在期望的1: 1.2至1: 2的范圍內(nèi)隨機(jī)變化，針對(duì)每條線，都通過 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器逐步選擇這些間隔中的一個(gè)。而且，分界線的平行度 在上述間隔內(nèi)重復(fù)地或隨機(jī)地偏離是可行的。
不必將研磨劑涂層設(shè)置成包括均一的復(fù)合材料顆粒9,而且涂層 的三維圖案至少可以部分地包括不同形狀的復(fù)合材料顆粒。
如果研磨劑涂層包括具有細(xì)長多面體形狀的復(fù)合材料顆粒9 ，例 如棱柱，這些多面體可以成對(duì)布置在背村上，然而，它們優(yōu)選替代 地沿平行方向布置并且相對(duì)于彼此成一角度。
即使研磨產(chǎn)品通常具有平面結(jié)構(gòu)，然而這并不將本發(fā)明研磨產(chǎn) 品限制在這種執(zhí)行方式。例如，待涂敷的上側(cè)6也可以偏離平面并 且包括研磨工具的上側(cè)。研磨產(chǎn)品的上側(cè)也可以被制造成曲面，以 便與待研磨的表面配合。
為了得到在研磨加工過程中能夠最佳地避免受到干涉的研磨產(chǎn) 品，可以單獨(dú)地加工每個(gè)研磨產(chǎn)品。因此，每個(gè)單獨(dú)的研磨產(chǎn)品的 涂敷有研磨劑的上側(cè)6的結(jié)構(gòu)圖案相對(duì)于根據(jù)圖8所示的單獨(dú)的負(fù) 鑄模-凹模lb進(jìn)行成形。這些鑄模具有隨機(jī)設(shè)計(jì)的圖案。
鑄模1可以優(yōu)選被制造成可置換的模，該鑄模1通過相對(duì)于原 始模型-凸模la -根據(jù)圖7所示對(duì)其進(jìn)行模制制成。例如，可以采 用下述方式在鑄模的表面上設(shè)置隨機(jī)分布的復(fù)合材料顆粒9的模制 細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
在制造方法的第一階段，利用特定的構(gòu)件識(shí)別指定的鑄模1的 上側(cè)2及其可加工的區(qū)域，該可加工的區(qū)域優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)所 述復(fù)合材料區(qū)域4，在下文用數(shù)字表示。上側(cè)2可以是平面、向外或 向內(nèi)的圓柱形、向外或向內(nèi)的球形或者具有所需特定工具的形狀。 在該方法的下一階段，以下述方式對(duì)加工區(qū)域的模制圖案進(jìn)行規(guī)劃， 即，復(fù)合材料顆粒9的指定的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)從有限數(shù)量的具有不同形狀 的可用原型中隨機(jī)選擇，如圖2中所示的例子。當(dāng)然，復(fù)合材料顆 粒的這種原型基本上是均一的或者這些原型基于特定的限定值隨意地產(chǎn)生都是可行的。然后，通過將所選擇的原型5設(shè)置在加工區(qū)域 的隨機(jī)選擇的位置處來實(shí)現(xiàn)將復(fù)合材料顆粒的細(xì)節(jié)設(shè)置在加工區(qū)域的數(shù)字才莫型上。同時(shí)，原型在加工區(qū)域上可以:帔給定一個(gè)隨機(jī)的方 向。最后，鑄模的上側(cè)從數(shù)字模型被加工轉(zhuǎn)變成最終的鑄模1。
優(yōu)選利用自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元來處理上述復(fù)合材料顆粒9的原型5的數(shù)字分布。在這一任務(wù)中，優(yōu)選利用出于這個(gè)目的生成的且在通 過所述自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元可讀的上述自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元或另外的存 儲(chǔ)單元中建立的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。存儲(chǔ)單元例如可以包括電、磁、 光、紅外線或者半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或傳送裝置或相應(yīng)的設(shè)備。
自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元通過利用 一個(gè)或多個(gè)算法編譯數(shù)字模型，用 于提供鑄模的涂層。然后，數(shù)字模型優(yōu)選用于控制直接加工鑄模(凹 模lb)的工具或機(jī)器，通過抵靠該鑄模可以模制研磨產(chǎn)品的最終涂 層。所述工具或機(jī)器當(dāng)然也可以用于制造凸模la,相對(duì)于該凸模可 以模制可選擇的凹模。
鑄模1的意圖的加工區(qū)域通常包括鑄模上表面的預(yù)定部分。在 這種情況下，加工區(qū)域可以包括整個(gè)上表面，但是表面也可以被劃 分成具有橫向分界線的圖案，由此該圖案在上表面設(shè)置網(wǎng)格，以這 種方式界定的單獨(dú)的框根據(jù)圖1所示具有特定的加工區(qū)域。正如前 述，可以通過借助分界線設(shè)置規(guī)則圖案來將加工區(qū)域劃分成網(wǎng)格， 其中，分界線基本上是直的且均勻地分布或者不是直的。以相同的 方式，分界線可以是平行的或非平行的。
正如在鑄模1的整個(gè)加工區(qū)域的生成中，可以在每一單個(gè)的框 中隨機(jī)選擇復(fù)合材料顆粒9的原型5，其中，復(fù)合材料顆粒的細(xì)節(jié)結(jié) 構(gòu)根據(jù)復(fù)合材料顆粒9的原型5生成。同樣，復(fù)合材料顆粒以隨機(jī) 的順序、隨機(jī)的方向和隨機(jī)選擇的位置在數(shù)字模型和各個(gè)加工區(qū)域 中生成。
復(fù)合材料顆粒9的原型5在數(shù)字模型中的布置以及復(fù)合材料顆 粒自身在研磨產(chǎn)品上側(cè)6上的布置可以多種不同的方式改變。指示 復(fù)合材料顆粒的細(xì)節(jié)的幾何形狀的原型可以自由地改變，原型也可以替代地相對(duì)于彼此沿縱向和橫向布置旋轉(zhuǎn)。如果復(fù)合材料顆粒的 原型包括例如細(xì)長的多面體，那么它們優(yōu)選可以替代地在加工區(qū)域 上沿橫向和縱向成對(duì)地布置。復(fù)合材料顆粒的原型的分布在整個(gè)鑄 模1的加工區(qū)域上可以是完全隨機(jī)的，但是確定一些規(guī)則也是可行的，例如對(duì)在加工區(qū)域上隨才幾布置的每個(gè)獨(dú)立的單元確定給定it量 的復(fù)合材料顆粒和對(duì)應(yīng)的原型。
上述網(wǎng)格還可以被進(jìn)一步細(xì)分，由此每一個(gè)單獨(dú)限定的復(fù)合材
料區(qū)域4限定單個(gè)復(fù)合材料顆粒9之間需要的分隔，在這種實(shí)施方 式中，當(dāng)復(fù)合材料顆粒的原型5被給定大量的相對(duì)于分隔線的交叉 點(diǎn)的替代位置時(shí)，通過隨機(jī)地在加工區(qū)域上的每個(gè)單獨(dú)的框中選沖奪 替代位置中的 一個(gè)就形成了隨機(jī)布置。
這種執(zhí)行方式在圖4-6中示例性地給出。通過改變表面上的多 面體的布置，可以得到大量不同且可行的構(gòu)造部件，也就是復(fù)合材 料顆粒9的原型。隨后，可以使構(gòu)造部件以基本上填充加工區(qū)域的 表面的方式將這些構(gòu)造部件布置在加工區(qū)域的表面上。當(dāng)自動(dòng)執(zhí)行 這種布置時(shí)，借助于隨機(jī)數(shù)發(fā)生器或另外的相應(yīng)的計(jì)算算法，每次 都可以得到研磨劑涂層的復(fù)合材料顆粒的不同布置。
根據(jù)上述，使用自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單元生成鑄模1的隨后的涂層的 數(shù)字模型，之后，用于制造鑄模的設(shè)備利用該數(shù)字模型加工在制造 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的研磨劑涂層中使用的鑄模。所述設(shè)備優(yōu)選包括用于 標(biāo)識(shí)鑄模的加工區(qū)域的構(gòu)件。此外，該設(shè)備包括至少一個(gè)用于加工 鑄模的工具，通過與該工具作用來模制涂層或鑄模。該工具優(yōu)選包
括用于使激光磨削或另外形式的所謂外延生長能夠用于加工鑄模上 表面的裝置。
利用激光在鑄模1中設(shè)置復(fù)合材料顆粒9的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)能夠簡單 地形成期望的非線性和無干涉的圖案。根據(jù)上述，可以生成其中所 形成的布置整體地或部分地隨機(jī)的圖案。圖ll顯示了由這種布置形 成的研磨產(chǎn)品的電子顯微鏡圖。
在激光磨削加工中，每個(gè)復(fù)合材料顆粒9在鑄模中單獨(dú)成形，并且甚至可以給定單獨(dú)的設(shè)計(jì)。所述設(shè)計(jì)根據(jù)激光束在磨削過程中 如何調(diào)節(jié)而改變。根據(jù)給定的圖案，磨削可以僅在一個(gè)方向上進(jìn)行，
如在陰極射線基TV顯示屏中的線。磨削也可以通過連續(xù)地改變加工 方向來進(jìn)行，即所謂的隨機(jī)掃描。加工方法的選擇影響復(fù)合材料顆 粒的細(xì)節(jié)的外形及其在鑄模1的上表面2上的變化。做過的實(shí)驗(yàn)顯 示隨機(jī)地選擇改變加工方向在大多情況下可以產(chǎn)生最好的效果。
在鑄模1的加工中，也可以利用本身已知的其它加工方法，諸 如電化學(xué)雕刻或所謂的"金剛石車削"。
上述描述和附圖僅僅旨在舉例說明本發(fā)明的方案。方案因此并 不限制于上述的實(shí)施方式和后附權(quán)利要求，而是可以在后附權(quán)利要 求所描述的發(fā)明原理范圍內(nèi)作出各種變化、結(jié)合或給出替代的實(shí)施 方式。
權(quán)利要求
1.一種包括結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層的研磨產(chǎn)品，通過在背襯上模制磨粒(8)和膠(7)，使所述結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層設(shè)置在所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6)上，其特征在于所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6)包括獨(dú)立布置的復(fù)合材料顆粒(9)的三維產(chǎn)品特定圖案，所述復(fù)合材料顆粒(9)包括磨粒(8)和膠(7)，所述圖案包括在所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)上方隨機(jī)地設(shè)置的復(fù)合材料顆粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于，所述復(fù)合材料 顆粒(9)包括至少一個(gè)磨粒(8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于，所述圖案 的復(fù)合材料顆粒(9)包括與所述背襯相對(duì)的基面，所述復(fù)合材料顆 粒的橫截面沿遠(yuǎn)離所述背襯的方向變細(xì)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意 一項(xiàng)所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于， 所述圖案的復(fù)合材料顆粒(9)具有基本上相等的高度(H)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意 一 項(xiàng)所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于， 所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6)包括相鄰布置的復(fù)合材料區(qū)域(4),每 個(gè)復(fù)合材料區(qū)域包括至少 一 個(gè)相對(duì)于該復(fù)合材料區(qū)域隨機(jī)設(shè)置的復(fù) 合材料顆粒(9 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于，所述三維圖案 至少部分地包括具有不同幾何形狀的復(fù)合材料顆粒(9)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于， 所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6) /人平面偏離。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意 一 項(xiàng)所述的研磨產(chǎn)品，其特征在于， 所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6)能夠與待研磨的表面配合。
9. 一種用于制造鑄模(1)的方法，該鑄模(1)用在研磨產(chǎn)品的 結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層的制造中，通過在背襯上模制磨粒(8 )和膠(7 ), 使所述結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層設(shè)置在所述研磨產(chǎn)品的上側(cè)上，其特征在于識(shí)別位于所述鑄模(1)的上側(cè)(2)上的至少一個(gè)加工區(qū)域， 在所述加工區(qū)域上設(shè)置由包括磨粒(8 )和膠(7 )的各個(gè)復(fù)合材 料顆粒(9)組成的三維特定產(chǎn)品模制圖案，所述復(fù)合材料顆粒設(shè)置在所述加工區(qū)域上的隨機(jī)選擇的位置處。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，位于所述加工區(qū) 域上的所述復(fù)合材料顆粒具有隨機(jī)的形狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合材 料顆粒(9 )隨機(jī)定向。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述復(fù)合材料顆粒(9)包括被設(shè)置成與從具有不同形狀的可用原型(5)中隨機(jī)選擇的原型相對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 包括制造凸模(la)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 包括制造凹模(lb)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述加工區(qū)域包括所述鑄模(1)的上側(cè)(2)的預(yù)定部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 所述加工區(qū)域包括所述鑄模(1)的整個(gè)上側(cè)(2)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，將所述鑄模(l) 的上側(cè)(2)分隔成包括橫向線分割的圖案，因此構(gòu)成網(wǎng)格，以這種方式劃界的每一個(gè)獨(dú)立的框構(gòu)成一加工區(qū)域。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述線分割構(gòu)成 規(guī)則圖案。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，用基本上 直的且均勻分布的分界線來設(shè)置所述線分割。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，用偏離直 線的分界線來設(shè)置所述線分割。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17至20中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 對(duì)所述網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)劃分，使每一個(gè)單獨(dú)的框限定各個(gè)復(fù)合材料顆粒(9)之間需要的分隔，并且由此通過給定所述復(fù)合材料顆粒相對(duì)于 所述分界線的交叉點(diǎn)的大量替代位置，以及對(duì)所述圖案的每個(gè)單獨(dú) 的部分隨機(jī)地選擇一種替代位置來實(shí)現(xiàn)隨機(jī)的布置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求9至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 通過利用激光磨削在所述鑄模(1)的上側(cè)(2)上生成所述復(fù)合材 料顆粒(9)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求9至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 通過利用電化學(xué)雕刻方法在所述鑄模(1)的上側(cè)(2)上生成所述 復(fù)合材料顆粒(9)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求9至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 通過利用金剛石車削在所述鑄模(1)的上側(cè)(2)上生成所述復(fù)合 材料顆粒(9)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
25. —種用于制造鑄模(1)的設(shè)備，所述鑄模(1)用在結(jié)構(gòu)化 研磨劑涂層的制造中，通過在背襯上模制磨粒(8)和膠(7)，使 所述結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層設(shè)置在研磨產(chǎn)品的上側(cè)(6 )上，其特征在于所述設(shè)備包括用于識(shí)別所述鑄模的上側(cè)上的加工區(qū)域的構(gòu)件；用于為所述加工區(qū)域設(shè)置三維特定產(chǎn)品模制圖案的工具，所述三維產(chǎn)品特定模制圖案用于設(shè)置各個(gè)復(fù)合材料顆粒(9)用于所述復(fù)合材料顆粒的模制圖案能夠由所述工具根據(jù)權(quán)利要求9至23中任意一項(xiàng)所述的方法設(shè)置在所述加工區(qū)域的隨機(jī)選擇的位置處。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造鑄模(1 )的設(shè)備，其特征 在于，用于所述復(fù)合材料顆粒的模制圖案能夠由所述工具設(shè)置在具 有任意形狀的所述加工區(qū)域上。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的用于制造鑄模(1 )的設(shè)備，其 特征在于，用于所述復(fù)合材料顆粒的模制圖案能夠以隨機(jī)定向來設(shè) 置所述復(fù)合材料顆粒。
28. —種用于制造結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層的鑄模，通過在背襯上模制 磨粒(8)和膠(7),使所述結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層設(shè)置在研磨產(chǎn)品的 上側(cè)(6)上，其特征在于所述鑄模(1)具有上側(cè)(2)，所述上側(cè)(2)包括以隨機(jī)的順 序分布在其上的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)權(quán)利要求9至24中任意一項(xiàng)所 述方法來生成單獨(dú)成形的復(fù)合材料顆粒(9)。
29. —種計(jì)算機(jī)程序，其特征在于包括代碼裝置，當(dāng)在自動(dòng)數(shù)據(jù) 處理單元中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述代碼裝置能夠根據(jù)權(quán)利要 求9至24中任意一項(xiàng)所述的方法來執(zhí)行復(fù)合材料顆粒(9)的細(xì)節(jié) 結(jié)構(gòu)在鑄模(1)中的布置。
30. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于包括保存在能夠通過自動(dòng) 數(shù)據(jù)處理單元讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)上的代碼裝置，當(dāng)在自動(dòng)數(shù)據(jù)處理單 元中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述代碼裝置能夠根據(jù)權(quán)利要求9至 24中任意 一項(xiàng)所述的方法來執(zhí)行復(fù)合材料顆粒的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)在鑄模中 的布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括研磨劑涂層的研磨產(chǎn)品及其制造方法。這種研磨產(chǎn)品包括設(shè)置在研磨產(chǎn)品上側(cè)(6)上的結(jié)構(gòu)化研磨劑涂層。這里，磨粒(8)和膠(7)被模制在背襯上，使得研磨產(chǎn)品的上側(cè)具有三維產(chǎn)品特定圖案。這種圖案通過構(gòu)成單個(gè)復(fù)合材料顆粒(9)的所述磨粒和膠形成。在生成所述圖案的過程中，將特定的計(jì)算機(jī)程序用在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，用于將所述復(fù)合材料顆粒隨機(jī)地布置在研磨產(chǎn)品的上側(cè)。本發(fā)明還涉及一種鑄模，通過所述鑄?？梢詫⒂纱说玫降膱D案轉(zhuǎn)移到研磨產(chǎn)品的上側(cè)。本發(fā)明還包括一種用于制造所述鑄模的設(shè)備。
文檔編號(hào)B24D18/00GK101342685SQ20081012801
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者C·卡日, G·J·奧格蘭德 申請人:Kwh米亞卡公司