[0001] Die Erfindung betrifft ein strukturiertes Schleifmittel sowie ein Verfahren zu dessen
Herstellung.
[0002] Strukturierte Schleifmittel werden insbesondere zur Bearbeitung metallischer Werkstücke
eingesetzt und sind in unterschiedlichen Körnungen verfügbar. Das Schleifmittel weist
im Allgemeinen eine Unterlage, z. B. eine bahnförmige Unterlage aus einem festen oder
flexiblen Material auf, auf dem eine Bindemittelschicht auf z.B. Phenolbasis und in
der Bindemittelschicht aufgenommene Schleifkörner aufgetragen sind. Die Körner können
aus α-Aluminiumoxid oder auch anderen Materialien ausgebildet sein.
[0003] Die Körner können zum einen gebrochene Schleifkörner sein; weiterhin sind geformte
Schleifkörner bekannt, die einzeln, z. B. durch ein Sol-Gel-Verfahren, geformt, getrocknet
und/oder gesintert/ kalziniert werden, und durch ihre gleichmäßige Formgebung bei
geeigneter Ausrichtung einen gleichmäßigen Schleifmittel-Eingriff ermöglichen.
[0004] Aus der
US 5984988 A ist beispielsweise ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem die Bindemittelschicht
und die Körner auf die Unterlagen aufgebracht werden, indem bereits vorgefertigte
Körner z. B. gravimetrisch oder elektrostatisch gestreut werden, so dass sie in der
bereits aufgetragenen Bindemittelschicht aufgenommen werden. Hierdurch ist das Korn
auf der Unterlage temporär fixiert. Anschließend erfolgt die Aushärtung der Bindemittelschicht.
Hierbei sind z. B. thermisch initiierte, strahlungshärtende, sowie chemische Aushärtungen
durch entsprechende Bindemittel bzw. Härter/ Initiatoren bekannt.
[0005] Das gravimetrische oder elektrostatische Streuen der Körner weist den Nachteil auf,
dass der Produktionsprozess mehrere einzelne Schritte umfasst, was die Prozesssicherheit
negativ beeinflussen kann. Auch ist die Härtung der gesamten mit Bindemittel überzogenen
Oberfläche der Unterlage energieaufwändig. Die mit dem gravimetrischen oder elektrostatischen
Streuen hergestellten Schleifmittel weisen den Nachteil auf, dass die Oberfläche des
Schleifmittels im Mikromaßstab ungleichmäßig ist, da insbesondere die Höhe des Schleifmittels
variieren kann, z.B. wenn mehrere Körner übereinander liegen.
[0006] Alternativ ist zum Beispiel aus der
WO 9415752 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Bindemittel-Korn-Mixtur auf ein Abformband gegeben
wird, wobei das Abformband Vertiefungen enthält und im Anschluss mit einer Unterlage
in Kontakt gebracht wird, so dass die auf dem Abformband oder in den Vertiefungen
des Abformbandes befindliche Bindemittel-Korn-Mixtur vollflächig an der Unterlage
anhaftet. Anschließend werden das Abformband und die Unterlage gemeinsam einer elektromagnetischen
Strahlung ausgesetzt, die das Abformband durchstrahlt und das Bindemittel aushärtet.
Abschließend wird das Abformband von dem fertigen Schleifmittel abgetrennt.
[0007] Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass verbleibende, ausgehärtete Reste der
Bindemittel-Korn-Mixtur auf dem Abformband oder in den Vertiefungen des Abformbandes
verbleiben, wodurch eine Reinigung des Abformbandes erforderlich wird oder Einbußen
in der Prozesskontinuität hingenommen werden müssen. Auch stellt das Abformband ein
Verschleißteil dar, welches nach einer gewissen Zeit auszutauschen sein wird. Insbesondere
die hochenergetische UV-Strahlung trägt zum Verspröden des Abformbandes bei. Die mit
dem Abformband hergestellten Schleifmittel weisen den Nachteil auf, dass durch die
vollflächig anhaftende und ausgehärtete Bindemittel-Korn-Mixtur an der Unterlage die
Flexibilität des gesamten Schleifmittels beeinträchtigt wird.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist daher, ein strukturiertes Schleifmittel und ein Verfahren
zu dessen Herstellung bereitzustellen, die eine sichere, kostengünstige Herstellung
und gute Schleifeigenschaften ermöglichen.
[0009] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels
gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein strukturiertes Schleifmittel gemäß Patentanspruch
5 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
[0010] Das erfindungsgemäße strukturierte Schleifmittel kann insbesondere durch ein erfindungsgemäßes
Verfahren hergestellt werden.
[0011] Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass das Verfahren zur Herstellung eines
strukturierten Schleifmittels die folgenden Schritte aufweist:
- a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage,
- b) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung,
- c) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung als konvexe Anhäufungen, z.B. Halbkugelstrukturen,
durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage als Schleifschicht, wobei
Freiflächen auf der bahnförmigen Unterlage verbleiben und
- d) teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung
durch Strahlungsenergie.
[0012] Die Bindemittel-Korn-Mischung sind vorzugsweise Härtungsinitiatoren wie Photoinitiatoren
vom Typ I oder Typ II für eine Härtung mittels UV-Strahlungsenergie und/oder thermische
peroxidbasierte Initiatoren und/oder thermische azoverbindungsbasierte Initiatoren
für eine Härung mittels thermischer Strahlungsenergie.
[0013] Weiter kann die Bindemittel-Korn-Mischung Füllstoffe wie Kreide, Kryolith, Kaliumtetrafluoroborat
(KBF
4), Wollastonit und/oder Kaolin enthalten.
[0014] Als Additive können Pyrogene Kieselsäure zur Einstellung der Rheologie, Silanverbindungen
zur Haftvermittlung zwischen Bindemittel und Schleifkorn, Entschäumer, Entlüfter,
Dispergieradditive, Verlaufshilfsmittel, und/oder Farbpigmente in der Bindemittel-Korn-Mischung
vorgesehen sein.
[0015] Die bahnförmige Unterlage sowie das Bindemittel und die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung
können weiter eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien enthalten, welche in den
nachfolgenden Unteransprüchen näher beschrieben sind und mit den oben genannten Härtungsinitiatoren,
Füllstoffen und/oder Additiven kombinierbar sind.
[0016] Das zumindest teilweises oder vollständiges Härten durch Strahlungsenergie kann hierbei
durch Art von Strahlungsenergie erfolgen, beispielsweise UV-, Elektronen-, thermische
Strahlungsenergie, insbesondere Infrarot Strahlung, oder durch eine Kombination verschiedener
Arten von Strahlungsenergien. Das Härten mittels UV-Strahlungsenergie ist besonders
bevorzugt, da eine besonders energieeffiziente und positionsgenaue Härtung der Bindemittel-Korn-Mischung
ermöglicht wird.
[0017] Die mittels Siebdruckverfahrens aufgetragenen konvexen Anhäufungen weisen eine Höhe
h und eine Grundfläche mit Durchmesser d auf (siehe auch Figur 3A), wobei die Grundfläche
auf der der Unterlage zugewandten Seite der konvexen Anhäufungen angeordnet ist. Vorzugsweise
entsprechen die konvexen Anhäufungen Halbkugelstrukturen, wobei halbkugelförmig vorliegend
nicht im strengen mathematischen Sinne anzusehen ist, wobei die Höhe h dem halben
Durchmesser d der Grundfläche entsprechen müsste, sondern soll lediglich die Grundform
der aufgetragenen Strukturen beschreibt. Auch Strukturen, welche einer eingedrückten,
abgeschnittenen oder langgezogenen Halbkugel entsprechen, so dass die Höhe h der Halbkugel
ungleich dem halben Durchmesser d der Grundfläche ist, fallen, genau wie halbellipsenartige
Strukturen, im Sinne dieser Patentanmeldung unter den Begriff Halbkugelstruktur. Weitere
Formen, wie Würfel oder Viellecke mit einer Höhe fallen unter den Begriff konvexen
Anhäufungen.
[0018] Das Auftragsverfahren wird vorzugsweise durch ein Siebdruckverfahren durchgeführt,
welches eine walzenförmige Siedruckschablone aufweist (Rotationssiebdruck). Hierdurch
ist ein kontinuierlicher Verfahrensablauf möglich. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung
von Siedruckschablonen in anderer Form, beispielsweise durch plane Siedruckrahmen.
Auch können weitere bekannte Durchdruckverfahren genutzt werden.
[0019] Die Bindemittel-Korn-Mischung weist vorzugsweise eine Viskosität auf, die derart
beschaffen ist, dass diese während des Druckverfahrens eine gute Verarbeitbarkeit
zeigt. Hierzu sind Viskositäten im Bereich von 1000 mPa*s bis zu 10000 mPa*s vorteilhaft,
optimalerweise 3000 mPa*s bis 8000 mPa*s (bei 20°C und einer Scherrate von 100 1/s).
Die Form der konvexen Anhäufungen bleibt nach dem Auftragen, mindestens jedoch bis
zum teilweisen oder vollständigen Härten, weitestgehend erhalten. Es ist somit ein
strukturviskoses Verhalten der Bindemittel-Korn-Mischung erforderlich.
[0020] Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine hohe Prozesssicherheit
durch das beschriebene einstufige Verfahren möglich ist. Darüber hinaus lassen sich
auf kostengünstige Weise strukturierte Schleifmittel herstellen.
[0021] Weiter ermöglicht die Form der konvexen Anhäufungen ein optimales Eindringen der
Strahlungsenergie beim zumindest teilweisen oder vollständigen Härten, wodurch größere
Schichtdicken der Schleifschicht durchhärtbar sind als bei einem üblichen, vollflächigen
Auftrag. Besonders der Verzicht auf ein Abformband, welches einen großen Anteil der
Strahlungsenergie absorbiert, ermöglicht diesen Vorteil. So kann eine kombinierte
Härtung aus UV-Strahlung und zusätzlicher thermischer Energie, welche bei zu hohen
Schichtdicken oder zu niedriger Strahlungsintensität nötig wird, umgangen werden.
[0022] Im Falle von Halbkugelstrukturen als konvexe Anhäufungen liegt die die Oberflächenspannung
eines Körpers betreffend energetisch günstigste Form vor, so dass das Auftragen und
Härten der Bindemittel-Korn-Mischung stets gleichmäßig und reproduzierbar sind.
[0023] Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass ein strukturiertes Schleifmittel, welches
vorzugsweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, eine bahnförmige
Unterlage und eine Schleifschicht aufweist, wobei die Schleifschicht ausgehärtete
konvexe Anhäufungen, z.B. Halbkugelstrukturen, aus einer Bindemittel-Korn-Mischung
aufweist, und wobei auf der bahnförmigen Unterlage Freiflächen zwischen den konvexen
Anhäufungen verbleiben.
[0024] Sämtliche Merkmale des strukturierten Schleifmittels sind mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren kombinierbar.
[0025] Die Bindemittel-Korn-Mischung kann hierbei die oben genannten Füllstoffe, Additive
und/oder Härtungsinitiatoren aufweisen.
[0026] Die konvexen Anhäufungen weisen vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Höhe auf. Die
Körner der Bindemittel-Korn-Mischung sind in den ausgehärteten konvexen Anhäufungen
im Wesentlichen homogen verteilt.
[0027] Das erfindungsgemäße strukturierte Schleifmittel weist den Vorteil auf, dass aufgrund
der konvexen Anhäufungen beim Schleifen eines Werkstücks ein homogenes Schliffbild
erzeugt wird. Dies wird insbesondere ermöglicht durch im Wesentlichen gleichhohe konvexen
Anhäufungen. Alternativ können jedoch auch unterschiedlichen Höhen der konvexen Anhäufungen
vorgesehen sein, vorzugsweise kann die Höhe der konvexen Anhäufungen in einem Bereich
von 5% bis 30% der Durchschnittshöhe verteilt sein.
[0028] Durch eine homogene Verteilung der Körner in der Bindemittel-Korn-Mischung in den
ausgehärteten konvexen Anhäufungen wird darüber hinaus ein hoher Selbstschärfeeffekt
erreicht, was zu einer guten Schleifleistung, insbesondere Abtrag und Beständigkeit
des strukturierten Schleifmittels führt.
[0029] Die konvexen Anhäufungen weisen Grundflächen auf der der bahnförmige Unterlage zugewandten
Seite auf, wobei die Grundflächen der konvexen Anhäufungen nicht die gesamte Oberfläche
der bahnförmigen Unterlage bedecken. Durch die Freiflächen auf der bahnförmigen Unterlage
ist eine sehr hohe Flexibilität des strukturierten Schleifmittels gegeben. Außerdem
schaffen diese Freiflächen Spanräume zwischen den konvexen Anhäufungen und sorgen
für einen hohen Abtrag und eine gute Wärmeabfuhr.
[0030] Weiter bieten die konvexen Anhäufungen zu Beginn eines Schleifprozesses eine "abgerundete
Spitze", anders als bei anderen geometrischen Formen wie z.B. Quadern oder Rechtecken.
Durch den geringen Flächenanteil, der zu Beginn des Schleifprozesses in eine Werkstoffoberfläche
eingreift, wird ein erstes Aufbrechen der konvexen Anhäufungen erleichtert und der
Nachschärfeprozess aktiviert. Danach ist ein gleichmäßiger Abbau des Schleifmittels
bis auf den Träger möglich (siehe Fig. 3A bis 3C).
[0031] Konvexe Anhäufungen in der Form von Halbkugelstrukturen bieten im Vergleich zu anderen
geometrischen Formen wie z.B. Pyramiden oder Kegeln keinen linearen Zuwachs der unmittelbar
am Schleifvorgang mit einem Werkstück beteiligten Oberfläche der Schleifschicht, sondern
einen Exponentiellen. Dadurch wird ein konstanterer Andruck während des gesamten Schleifprozesses
für den Anwender ermöglicht. Außerdem erreicht der Anwender durch eine Halbkugelstruktur
eine höhere Standzeit, da die Halbkugelstrukturen über ein höheres geometriebezogenes
Schleifmittelmassevolumen als z.B. Pyramiden verfügen.
[0032] Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren vor dem Schritt des
Auftragens der Bindemittel-Korn-Mischung auf die Unterlage die folgenden Schritte
auf:
- a) Auftragen einer Primerschicht als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage
und
- b) optionales zumindest teilweises Härten der Primerschicht durch Strahlungsenergie.
[0033] Die Primerschicht besteht vorzugsweise aus UV härtbaren (Meth-)acrylaten mit oberflächenaffinen
funktionellen Gruppen.
[0034] Durch eine Primerschicht kann eine bessere Anhaftung der Bindemittel-Korn-Mischung
an der bahnförmigen Unterlage erfolgen, wodurch die mechanische Stabilität und Beständigkeit
des hergestellten Schleifmittels steigen. Das zumindest teilweise oder ein vollständiges
Härten der Primerschicht sowie die grundsätzliche Verwendung sind lediglich optional,
da auf diesen Schritt auch verzichtet werden kann und die Primerschicht beim zumindest
teilweisen oder vollständigen Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung durch
Strahlungsenergie mit ausgehärtet wird.
[0035] Eine Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weist eine Primerschicht als
Haftvermittler zwischen der bahnförmigen Unterlage und der Schleifschicht, was die
bereits beschriebene Vorteile ermöglicht.
[0036] Gemäß einer Ausführungsform wird beim Siebdruckverfahren eine Siedruckschablone verwendet,
- die eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm, vorzugsweise im Bereich 150 bis 900
µm aufweist, und/oder
- die eine Anzahl von 15 bis 250, vorzugsweise 20 bis 160 Aussparungen pro Zoll aufweist,
und/oder
- die Aussparungen mit einem Durchmesser im Bereich 400 bis 6000 µm, vorzugsweise 420
bis 4000 µm aufweist, und/oder
- die bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen aufweist.
[0037] Die Siedruckschablone wird vorzugsweise durch eine Rolle mit Aussparungen gebildet,
an der die bahnförmige Unterlage vorbeigeführt wird, wobei die Bindemittel-Korn-Mischung
ins Innere der Rolle geführt wird und mit Hilfe eines Rakels durch die Aussparungen
auf die bahnförmige Unterlage gelangt. Die Aussparungen weisen hierbei vorzugsweise
eine Runde Form auf, jedoch sind auch weitere Formen wie beispielsweise Quadrate,
Dreiecke, Vielecke oder Polygone möglich.
[0038] Durch eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm wird ermöglicht, dass eine je nach
Größe der konvexen Anhäufungen ausreichende Schichtdicke für eine lange Lebensdauer
des Schleifmittels aufgetragen werden kann. Wandstärken im Bereich von 100 bis 500
µm, vorzugsweise 150 bis 400 µm haben sich als besonders vorteilhaft für Handschliff
bewährt. Wandstärken im Bereich von 400 bis 1100 µm, vorzugsweise 450 bis 900 haben
sich als besonders vorteilhaft für Maschinenschliff bewährt. Im Handschliff reichen
geringere Schichtdicken aus, weil mit weniger Andruck auf das Werkstück geschliffen
wird als bei Maschinenschliffanwendungen. Durch den geringeren Andruck ist die Lebensdauer
des Schleifmittels länger.
[0039] Außerdem können durch geringere Wandstärken der Siebdruckschablonen kleinere Anhäufungen
gedruckt werden, ohne dass die Anhäufungen ineinanderfließen. Kleinere Anhäufungen
erhöhen die Flexibilität des Schleifmittels, was ein Vorteil vor allem in Handschliffanwendungen
ist.
[0040] Die Anzahl der Aussparungen pro Zoll gibt, zusammen mit der Größe dieser Aussparungen
an, wieviel Fläche der bahnförmigen Unterlage durch Grundflächen von konvexen Anhäufungen
bedeckt wird und wieviel Fläche als Freifläche verbleibt. Hierdurch wird wiederum
die Flexibilität des strukturierten Schleifartikels maßgeblich beeinflusst.
[0041] Der Durchmesser der Aussparungen, die Schichtdicke der Schablone sowie die Rakelposition
innerhalb der Schablone haben einen relevanten Einfluss auf die Abmessungen, insbesondere
Höhe h und Durchmesser d der konvexen Anhäufungen.
[0042] Die Größe der konvexen Anhäufungen ist somit durch die Verwendung einer anderen Siedruckschablone
schnell und einfach veränderbar, vorzugsweise ohne eine Änderung der Rezeptur der
Bindemittel-Korn-Mischung. Der benötigte Andruck des herzustellenden strukturierten
Schleifmittels während des Schleifprozesses ist von der Wahl der Größe der konvexen
Anhäufungen abhängig, wobei große konvexe Anhäufungen mehr Andruck beim Schleifen
als kleinere konvexe Anhäufungen erfordern. Somit ermöglicht es das Verfahren, flexibel
unterschiedliche strukturierte Schleifmittel herzustellen. Hierdurch kann das herzustellende
strukturierte Schleifmittel auf verschiedene Anwendung gezielt optimiert werden, vorzugsweise
ohne eine Rezepturanpassung vorzunehmen.
[0043] Konvexen Anhäufungen, welche durch Siebdruckschablonen mit Aussparungen im Bereich
von 250 µm bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm erzeugt werden, weisen den Vorteil
auf, dass ein Schleifmittelprodukt erzeugt werden kann, welches besonders hochwertige
Oberflächen erzeugen kann. Hierzu ist, beispielsweise bei konvexen Anhäufungen in
der Form von Halbkugelstrukturen, nur wenig Andruck beim Schleifen notwendig. Durch
die Auswahl der konvexen Anhäufungen, kann zudem die Haltbarkeit des Schleifmittels
beeinflusst werde. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen Flexibilität des Schleifmittels,
welches sich während des Schleifprozesses damit gut an das Werkstück anpassen kann.
[0044] Siebdruckschablonen mit Aussparungen im Bereich von 250 bis 1500 µm erzeugen kleine
konvexe Anhäufungen für besonders flexible Schleifmittel, die im Handschliff eingesetzt
werden. Aussparungen im Bereich von 1500 bis 5000 µm werden vorzugsweise im Maschinenschliff
eingesetzt, bei welchem höhere Anforderung an Andruck und Haltbarkeit während des
Schleifprozesses bestehen.
[0045] Durch die bereichsweise zufällig angeordneten Aussparungen auf der Siedruckschablone
sind auch die konvexen Anhäufungen auf der bahnförmigen Unterlage bereichsweise zufällig
angeordnet. Unter "bereichsweise zufällig angeordnet" wird insbesondere verstanden,
dass die Positionen der Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen auf der bahnförmigen
Unterlage in einem Bereich keinem geordneten, sich wiederholenden Muster folgen, beispielsweise
nicht in einem quadratischen Raster angeordnet sind. Die Größe des zufälligen Bereichs
kann in Grenzen frei gewählt werden. Beispielsweise sollen innerhalb eines Kreises
mit dem achtfachen Durchmesser des mittleren Durchmessers der konvexen Anhäufungen
kein geordnetes, sich wiederholendes Muster der im Kreis befindlichen Mittelpunkte
der konvexen Anhäufungen erkennbar sein, wobei die Position des Kreises frei wählbar
ist. Spätestens nach einer Umdrehung der Siebdruckwalze wiederholt sich jedoch die
relative Anordnung der konvexen Anhäufungen. Durch die bereichsweise zufällig angeordneten
konvexen Anhäufungen wird der Vorteil erreicht, dass die die Homogenität des Schleifbilds
auf einem zu bearbeitenden Werkstück weiter verbessert wird.
[0046] Bei einer Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weisen die angeordneten
konvexen Anhäufungen Grundflächen auf der der bahnförmige Unterlage zugewandten Seite,
wobei die konvexen Anhäufungen einen Durchmesser d im Bereich von 250 bis 6000 µm,
vorzugsweise 420 bis 4000 µm, weiter bevorzugt 600 bis 3000 µm und eine Höhe h im
Bereich von 100 bis 1300 µm, vorzugsweise 150 bis 900 µm, weiter bevorzugt 300 bis
700 µm, weiter bevorzugt 500 bis 1100 µm aufweisen, und/oder die Grundflächen 20%
bis 75%, vorzugsweise 50% bis 70% der bahnförmigen Unterlage bedecken und/oder die
Grundflächen einen Abstand a voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm, vorzugsweise
50 bis 3000 µm aufweisen und/oder die Freiflächen einen Anteil von 80% bis 25%, vorzugsweise
30% bis 50% der bahnförmigen Unterlage ausmachen.
[0047] Ein Abstand zwischen den Grundflächen der Halbkugeln von 0 µm ist während der Produktion
möglich. Vorzugsweise sollen die Halbkugeln jedoch einen Abstand von mindestens 50
µm aufzeigen, um die Flexibilität des Schleifmittels sicherzustellen.
[0048] Für die Abmessungen der Halbkugelstrukturen gelten die bereits genannten Vorteile.
[0049] Das Bedecken von 20% bis 75% der bahnförmigen Unterlage durch die Grundflächen der
konvexen Anhäufungen entspricht der oben beschriebenen Anzahl der Aussparungen pro
Zoll und weist dieselben Vorteile auf.
[0050] Ein Anteil von 80% bis 25% Freiflächen ermöglicht es die Flexibilität des Schleifmittels
sicherzustellen.
[0051] Durch einen Abstand a der Grundflächen voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm,
vorzugsweise 50 bis 3000 µm, wird erreicht, dass keine vollflächige Bindemittelschicht
auf der bahnförmigen Unterlage aufgetragen wird. Hierdurch kann die bahnförmige Unterlage
zwischen den konvexen Anhäufungen ihre volle Flexibilität bewahren. Auch zu schleifende
Werkstücke mit engen Radien können so problemlos bearbeitet werden. Dabei sind bei
Handschliff Abstände a von 50 bis 1500 µm und beim Maschinenschliff von 500 bis 3000
µm von Vorteil. Des Weiteren trägt der Abstand a zum Abtransport von Wärme bei, da
der Span schnell die Schleifzone verlassen kann. Außerdem kann dieser dabei die Oberfläche
des strukturierten Schleifmittels nicht mehr beschädigen. Durch das gezielte Erzeugen
der Kontaktstellen im Schleifprozess durch die Anzahl der konvexen Anhäufungen, wird
zudem der Wärmeeintrag in das Werkstück direkt beeinflusst. Eine offenere Struktur
trägt weniger Wärme in das Werkstück ein.
[0052] Bei einer weiteren Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weisen die konvexen
Anhäufungen eine bereichsweise zufällige Anordnung auf der bahnförmigen Unterlage
auf
[0053] Wie bereits beschrieben, wird die Homogenität des Schleifbilds auf einem zu bearbeitenden
Werkstück durch eine bereichsweise zufällige Anordnung der Halbkugelstrukturen verbessert.
Für den Begriff der "bereichsweise zufälligen Anordnung" gelten die obigen Ausführungen
analog.
[0054] Bei einer weiteren Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels ist jeweils
mindestens eine von N in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage aufeinanderfolgende
konvexen Anhäufungen mindestens um eine Versatzstrecke v von größer 5% deren mittlerer
Durchmesser orthogonal Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage versetzt,
wobei sich die Versatzstrecken v der N betrachteten konvexen Anhäufungen unterscheiden
und wobei N = 3, vorzugsweise N= 5 , weiter bevorzugt N größer 9 ist.
[0055] Eine Versetzung von jeweils N in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage aufeinanderfolgende
konvexen Anhäufungen um eine Versatzstrecke v von mindestens 5% deren mittlerer Durchmesser
orthogonal Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage, stellt ein Kriterium
für eine Zufälligkeit dar, welche ein ausreichend homogenen Schleifbilds ermöglicht.
Des Weiteren kann durch die zufällige Anordnung das Ausbilden von Knicken im Vergleich
zu Schleifmitteln mit gleichmäßig aufgereiten konvexen Anhäufungen im Schleifmittel
verhindert werden. Dadurch wird das Erzeugen von sogenannten Rattermarken auf dem
Werkstück vorgebeugt. Je größer N gewählt wird, desto größer ist der Bereich, in dem
die konvexen Anhäufungen zufällig verteilt sind.
[0056] Die Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage entspricht der späteren Schleifrichtung
des strukturierten Schleifmittels und ist durch die längste Ausdehnung der bahnförmigen
Unterlage definiert. Die hierzu orthogonale Richtung Q liegt in der Ebene der bahnförmigen
Unterlage und ist orthogonal, also quer zur Längsrichtung L. Die mittleren Durchmesser
berechnen sich in bekannter weise durch Mittelwertbildung der Durchmesser d der betrachteten
Halbkugelstrukturen analog zur FEPA Norm. Die Versatzstrecke v bestimmt sich als Abweichung
der jeweiligen Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen in Richtung Q von der Längsrichtung
L. Zur weiteren Veranschaulichung der einzelnen Größen L, Q, v, d wird auf die Fig.
4 verwiesen.
[0057] Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
weist das Bindemittel der Bindemittel-Korn-Mischung folgende Komponenten einer Gruppe
auf, die gebildet wird von:
- Polyesteracrylate,
- Polyetheracrylate,
- Epoxyacrylate,
- Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile
- Acrylatmonomere
- Methacrylatmonomere
[0058] Durch die Verwendung eines Acrylatbindemittels wird ein geringerer Andruck des strukturierten
Schleifmittels während des Schleifprozesses ermöglicht, als dies bei herkömmlich gestreuten
Schleifmitteln mit phenolbasierenden Bindemitteln der Fall wäre.
[0059] Durch die Verwendung UV-härtbarer Bindemittel wird ein besonders energieeffizientes
und zielgerichtetes Härten des Bindemittels durch UV-Licht möglich.
[0060] Das Verfahren weist einen geringeren Platzbedarf der Produktionsanlage auf, als dies
bei herkömmlich gestreuten Schleifmitteln mit phenolharzbasierenden Bindemitteln der
Fall wäre. Darüber hinaus ist eine kürzere Produktionszeit und somit ein erhöhter
Durchsatz bezogen auf die Anlagenbaugröße möglich als bei herkömmlich gestreuten Schleifmitteln
mit phenolharzbasierenden Bindemitteln.
[0061] Als besonders vorteilhafte Zusammensetzung der Bindemittel-Korn-Mischung haben sich
folgende Anteile ergeben:
- Acrylatmonomer: 0%-60%, insbesondere 5%-40%
- Acrylatoligomer: 0%-60%, insbesondere 2% bis 35%
- Füllstoff: 0%-40%, insbesondere 8% bis 30%
- UV-Initiator: 0,1 %-6%, insbesondere 0,3%-5%
- Schleifkorn: 30%-75%, insbesondere 35% bis 70%
[0062] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
besteht die bahnförmige Unterlage aus einer Gruppe, die gebildet wird von:
- Baumwolle,
- Polyester,
- Mischgewebe,
- Papier,
- Vulkanfiber.
[0063] Das Mischgewebe ist vorzugsweise hochflexibel, mittelflexibel, flexibel, mittelsteif,
steif oder sehr steif.
[0064] Somit können eine Vielzahl gängiger bahnförmiger Unterlagen verwendet werden, wodurch
das strukturierte Schleifmittel für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten geeignet
ist.
[0065] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
bestehen die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung aus einer Gruppe, die gebildet wird
von:
- Normalkorund,
- Halbedelkorund,
- Edelkorund,
- keramisches Aluminiumoxid,
- Zirkonkorund,
- Siliziumcarbid,
- Diamant,
- Cubisches Bornitrid,
- Sol-Gel Aluminiumoxid
- geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid.
[0066] Eine entsprechende Wahl der Körner ermöglicht die Nutzung von individuell auf den
Einsatz des strukturierten Schleifmittels abgestimmten Eigenschaften der Körner.
[0067] Vorzugsweise wird Halbedelkorund verwendet, da dies für eine Vielzahl von Anwendungen
eine gutes Kosten Nutzenverhältnis bildet.
[0068] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
weisen die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung einen mittleren Durchmesser im Bereich
von 7 bis 200 µm, vorzugsweise 7 bis 125 µm auf.
[0069] Der mittlere Durchmesser der Körner bestimmt sich analog zur FEPA Norm aus den Mittelwerten
der Durchmesser der betrachteten Körner.
[0070] Körner mit mittleren Durchmessern im Bereich von 7 bis 200 µm habe sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, weil dieser Korngrößenbereich die Anwendung der Oberflächenveredelung
bis hin zu einer spiegelnden Oberfläche abdeckt. Das Bindemittelsystem ist in diesem
Korngrößenbereich in der Lage das Schleifkorn festzuhalten und gleichzeitig eine ausreichende
Selbstschärfung des Schleifmittels sicherzustellen.
[0071] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
liegt das Volumenverhältnis von Körnern zu Bindemittel in der Bindemittel-Korn-Mischung
im Bereich von 0,4 bis 1,5, vorzugsweise im Bereich 0,5 bis 1,2.
[0072] Ein entsprechendes Volumenverhältnis hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
weil in diesem Bereich eine optimale Schleifleistung im Einklang mit einer geeigneten
Verarbeitungsviskosität für das Siebdruckverfahren steht.
[0073] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels
sind die Freiflächen untereinander verbunden und bilden eine zweidimensionale Netzstruktur.
[0074] Die zweidimensionale Netzstruktur bildet sich in der Ebene der bahnförmigen Unterlage
aus und ermöglicht eine ausreichende Flexibilität des strukturierten Schleifmittels.
[0075] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur
Herstellung eines strukturierten Schleifmittels;
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig.1;
- Fig. 3A, 3B, 3C
- eine schematische Seitenansicht eines Schleifvorgangs mit einem strukturierten Schleifmittel;
- Fig. 4
- eine schematische Topsicht eines strukturierten Schleifmittels.
[0076] In Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines
Verfahrens zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels 6. Das Verfahren weist
die folgenden Schritte auf:
- a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage 1,
- b) Auftragen einer Primerschicht 19 als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage
1,
- c) zumindest teilweises Härten der Primerschicht 19 durch Strahlungsenergie.
- d) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung 15,
- e) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung 15 als konvexe Anhäufungen 2, z.B. Halbkugelstrukturen,
durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage 1 als Schleifschicht 18,
wobei Freiflächen 21 auf der bahnförmigen Unterlage 1 verbleiben,
- f) zumindest teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung
15 durch Strahlungsenergie und
- g) Aufrollen der bahnförmigen Unterlage 1.
[0077] Der Schritt a) erfolgt, indem die bahnförmige Unterlage 1 von einer Rolle abgewickelt
wird. Die bahnförmige Unterlage 1 besteht hierbei aus Baumwolle, Polyester, Mischgewebe,
Papier und/oder Vulkanfiber. Beliebige Kombinationen der zuvor genannten Bestandteile
sind möglich. Über Rollen wird die bahnförmige Unterlage 1 durch die gesamte Vorrichtung
geführt, wobei die Schritte a) bis g) des Verfahrens durchlaufen werden.
[0078] Schritt b) erfolgt, indem in einem Primerbehälter 8 bereitgestellter Primer 19 einem
Primer Rakel 10 zugeführt wird, beispielsweise durch eine nicht dargestellte Pumpe,
wobei der Primer 19 mittels des Primer Rakels 10 als Primerschicht 19 auf die bahnförmige
Unterlage 1 aufgetragen wird. Die Primerschicht 19 besteht vorzugsweise aus oberflächenaffinen
Acrylatverbindungen, was einen besonders guten Haftvermittler darstellt.
[0079] Anschließend erfolgt in Schritt c) mittels eines Primer Strahlers 12 das zumindest
teilweises Härten der Primerschicht 19. Es ist auch möglich, zu diesem Zeitpunkt gar
kein Härten der Primerschicht 19 vorzusehen. Stattdessen erfolgt das Härten der Primerschicht
19 erst in Schritt f), zusammen mit der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung 15.
[0080] Um die während der Schritte b) und c) möglicherweise entstehenden Stäube, Gase und/oder
Dämpfe zu beseitigen, ist eine Absaugung 7 vorgesehen. Hierdurch können Verunreinigungen
verhindert werden, sowie eine sichere Arbeitsumgebung gewährleistet werden.
[0081] Anschließend erfolgt Schritt e), wobei dieser Schritt in Figur 2 im Detail dargestellt
ist. Fig. 2 zeigt den Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig.1 in vergrößerter Darstellung,
in dem die mit dem Primer 19 beschichtete bahnförmige Unterlage 1 zwischen der Siebdruckschablone
16 und der Gegendruckwalze 17 hindurchgeführt wird.
[0082] Die Bindemittel-Korn-Mischung 15 wird aus einem Mischungsbehälter 9, in dem die Bindemittel-Korn-Mischung
15 angesetzt wird, ins Innere der walzenartigen Siebdruckschablone 16 befördert, beispielsweise
durch eine nicht dargestellte Pumpe oder Förderschnecke. Mittels eines an einer Rakelhalterung
14 befestigten Rakels 11, wird die Bindemittel-Korn-Mischung 15 von innen durch die
walzenartigen Siebdruckschablone 16 auf die mit dem Primer 19 beschichtete bahnförmige
Unterlage 1 gedrückt. Der gestrichelte Pfeil skizziert hierbei den Fluss der Bindemittel-Korn-Mischung
15 innerhalb der walzenartigen Siebdruckschablone 16. Der durchgezogene Pfeil skizziert
die Drehrichtung der walzenartigen Siebdruckschablone 16, wobei die Rakelhalterung
14 derart innerhalb der walzenartigen Siebdruckschablone 16 angeordnet ist, dass diese
nicht mit dreht und der Rakel 11 ortsfest ist.
[0083] Durch Aussparungen in der Siebdruckschablone 16 werden konvexe Anhäufungen 2, vorzugsweise
Halbkugelstrukturen, bestehend aus der Bindemittel-Korn-Mischung 15 auf die bahnförmige
Unterlage 1 aufgetragen. Die konvexe Anhäufungen 2 bilden die Schleifschicht 18 des
strukturierten Schleifmittels 6. Zwischen den konvexe Anhäufungen 2 bestehen Freiflächen
21. Die Viskosität der Bindemittel-Korn-Mischung 15 ist derart gewählt, dass die Form
der konvexen Anhäufungen 2 zwischen Schritt e) und f) weitestgehend erhalten bleibt.
[0084] In Schritt f) erfolgt mittels eines Strahlers 13 das zumindest teilweise oder vollständige
Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung 15.
[0085] Je nach Bindemittel 4 ist bereits ein teilweises Härten mittels Strahler 13 ausreichend,
da ein vollständiges Härten beispielsweise durch eine anschließende thermische Behandlung
erfolgt. Bevorzugt erfolgt jedoch ein vollständiges Härten der Bindemittel-Korn-Mischung
15.
[0086] Um die während des Schritts f) möglicherweise entstehenden Stäube, Gase und/oder
Dämpfe zu beseitigen, ist ebenfalls eine Absaugung 7 vorgesehen. Hierdurch kann eine
sichere Arbeitsumgebung gewährleistet werden.
[0087] Abschließend erfolgt in Schritt g) das Aufrollen der bahnförmigen Unterlage 1, welche
nun mit einer Primerschicht 19 sowie darauf angeordneten konvexen Anhäufungen 2 aus
einer Bindemittel-Korn-Mischung 15 beschichtet ist, wodurch ein strukturiertes Schleifmittel
6 bereitgestellt wird.
[0088] Nach dem Schritt f) kann die bahnförmige Unterlage 1, welche mit Primerschicht 19,
konvexe Anhäufungen 2 als Schleifschicht 18 beschichtet ist, noch mit zusätzlichen
Schichten überzogen werden (nicht dargestellt).
[0089] Fig. 3A bis 3C zeigen eine schematische Seitenansicht eines Schleifvorgangs mit einem
strukturierten Schleifmittel 6. Die Fig. 3A bis 3C stellen dabei unterschiedlich stark
verschlissene Zustände ein und desselben strukturierten Schleifmittels 6 dar, welches
während des Schleifvorgangs an einem Werkstück 5 verschleißt.
[0090] Das strukturierte Schleifmittel 6 weist eine bahnförmige Unterlage 1 auf, auf der
die eine Schleifschicht 13 ausbildenden konvexen Anhäufungen 2, welche vorliegend
Halbkugelstrukturen entsprechen, aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15 angeordnet
sind. Bei dem in Fig. 3A bis 3C dargestellten Beispiel des strukturierten Schleifmittels
6 ist keine Primerschicht 19 dargestellt, diese kann jedoch vorhanden sein. Die konvexe
Anhäufungen 2 weisen eine Grundfläche 20 mit einem Durchmesser d auf und eine Höhe
h. Die konvexen Anhäufungen 2 weisen untereinander einen Abstand von a auf.
[0091] Die Abmessungen der konvexe Anhäufungen 2 liegen für die Durchmesser d im Bereich
250 bis 6000 µm und für die Höhe h im Bereich von 100 bis 1100 µm.
[0092] Der Abstand a der Grundflächen 20 der Halbkugelstrukturen 2 liegt im Bereich von
0 bis 3500 µm.
[0093] Die konvexen Anhäufungen 2 bestehen aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15, welche
aus Bindemittel 4 und Körnern 3 besteht.
[0094] Das Volumenverhältnis von Körnern 3 zu Bindemittel 4 liegt im Bereich von 0,4 zu
1,5, vorzugsweise im Bereich 0,5 zu 1,2.
[0095] Das Bindemittel wird durch Acrylate, Polyesteracrylate, Polyetheracrylate, Epoxyacrylate,
Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile, Acrylatmonomere, und/oder Methacrylatmonomere
gebildet.
[0096] Die Körner werden durch Normalkorund, Halbedelkorund, Edelkorund, keramisches Aluminiumoxid,
Zirkonkorund, Siliziumcarbid, Diamant, Cubisches Bornitrit, Sol-Gel Aluminiumoxid
und/oder geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid gebildet.
[0097] Weiter kann die Bindemittel-Korn-Mischung 15 folgende Komponenten aufweisen:
- Härtungsinitiatoren wie Photoinitiatoren vom Typ I oder Typ II für eine Härtung mittels
UV-Strahlungsenergie und/oder thermische peroxidbasierte Initiatoren und/oder thermische
azoverbindungsbasierte Initiatoren für eine Härung mittels thermischer Strahlungsenergie,
- Füllstoffe wie Kreide, Kryolith, Kaliumtetrafluoroborat (KBF4), Wollastonit und/oder Kaolin, und/oder
- Additive wie Pyrogene Kieselsäure zur Einstellung der Rheologie, Silane zur Haftvermittlung
zwischen Bindemittel und Schleifkorn, Entschäumer, Entlüfter, Verlaufshilfsmittel,
und/oder Farbpigmente in der Bindemittel-Korn-Mischung.
[0098] Ein Vorteil des strukturierten Schleifmittels 6, aufweisend eine Schleifschicht 18
mit konvexen Anhäufungen 2 in der Form von Halbkugelstrukturen ist aus Fig. 3A bis
3C ersichtlich: Im Vergleich zu anderen geometrischen Formen wie z.B. Pyramiden oder
Kegeln entsteht kein linearer Zuwachs der unmittelbar am Schleifvorgang mit dem Werkstück
5 beteiligten Oberfläche der Schleifschicht 18, sondern vielmehr ein exponentieller
Zuwachs. Hierdurch wird ein konstanterer Andruck des strukturierten Schleifmittels
6 während des gesamten Schleifvorgangs für den Anwender ermöglicht. Außerdem erreicht
der Anwender mit der Halbkugelstruktur eine höhere Standzeit des strukturierten Schleifmittels
6, da ein höheres Schleifmittelmassevolumen als z.B. bei einer Pyramide vorliegt.
[0099] Fig. 4 zeigt eine schematische Topsicht eines strukturierten Schleifmittels 6, aufweisend
konvexe Anhäufungen 2 in der Form von Halbkugelstrukturen bestehend aus einer Bindemittel-Korn-Mischung
15 mit Durchmesser d.
[0100] Die konvexe Anhäufungen 2 sind aufgrund der Wahl einer Siedruckschablone 16, welche
bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen aufweist, bereichsweise auf einer
bahnförmigen Unterlage 1 angeordnet. Zwischen den konvexe Anhäufungen 2 liegen Freiflächen
21 vor, welche eine zweidimensionale Netzstruktur 22 bilden. Hierdurch wird eine hohe
Flexibilität des strukturierten Schleifmittels 6 ermöglicht.
[0101] Ein Maß für die Zufälligkeit der Anordnung besteht im Versatz v der Mittelpunkte
der konvexen Anhäufungen 2 in einer Richtung Q quer zur Längsrichtung L der bahnförmigen
Unterlage 1. Die Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage 1 entspricht hierbei der
späteren Schleifrichtung des strukturierten Schleifmittels 6.
[0102] Die Mittelpunkte jeweils fünf in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage 1 aufeinanderfolgende
Halbkugelstrukturen 2 sind um eine Versatzstrecke v von mindestens 5% deren mittlerer
Durchmesser quer (auch orthogonal) Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage
versetzt, wobei sich die Versatzstrecken v der fünf betrachteten konvexen Anhäufungen
2 unterscheiden.
[0103] Hierdurch wird die Homogenität des Schleifbilds auf einem zu bearbeitenden Werkstück
verbessert.
Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
[0104]
- 1
- bahnförmige Unterlage
- 2
- konvexe Anhäufungen
- 3
- Korn
- 4
- Bindemittel
- 5
- Werkstück
- 6
- strukturiertes Schleifmittel
- 7
- Absaugung
- 8
- Primerbehälter
- 9
- Mischungsbehälter
- 10
- Primer Rakel
- 11
- Rakel
- 12
- Primer Strahler
- 13
- Strahler
- 14
- Rakelhalterung
- 15
- Bindemittel-Korn-Mischung
- 16
- Drucksieb / Siebdruckschablone
- 17
- Gegendruckwalze
- 18
- Schleifschicht
- 19
- Primer/ Primerschicht
- 20
- Grundfläche der konvexen Anhäufungen
- 21
- Freiflächen
- 22
- Netzstruktur der Freiflächen
- L
- Längsrichtung der bahnförmigen Unterlage
- Q
- Querrichtung der bahnförmigen Unterlage
- d
- Durchmesser der Körner
- h
- Höhe der Körner
- a
- Abstand zwischen zwei Halbkugelstrukturen
- v
- Versatzstrecke der Halbkugelstrukturen in Querrichtung
1. Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels (6), aufweisend die
folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage (1),
b) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung (15),
c) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung (15) als konvexe Anhäufungen (2) durch
ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage (1) als Schleifschicht (18),
wobei Freiflächen (21) auf der bahnförmigen Unterlage (1) verbleiben und
d) teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung
(15) durch Strahlungsenergie.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor dem Schritt des Auftragens der
Bindemittel-Korn-Mischung (15) die folgenden Schritte aufweist:
a) Auftragen einer Primerschicht (19) als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage
(1) und
b) optionales zumindest teilweises Härten der Primerschicht (19) durch Strahlungsenergie.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Siebdruckverfahren eine
Siedruckschablone (16) verwendet wird, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften
aufweist:
- eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm, vorzugsweise im Bereich 150 bis 900
µm,
- eine Anzahl von 15 bis 250, vorzugsweise 20 bis 160 Aussparungen pro Zoll;
- Aussparungen mit einem Durchmesser im Bereich 250 bis 6000 µm, vorzugsweise 420
bis 4000 µm, weiter bevorzug 600 bis 3000 µm,
- bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Schritt des
Härtens durch Strahlungsenergie mittels UV-, Elektronen-, und/oder thermischer Strahlungsenergie
erfolgt.
5. Strukturiertes Schleifmittel (6), aufweisend
- eine bahnförmige Unterlage (1) und
- eine Schleifschicht (18),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifschicht (18) ausgehärtete konvexe Anhäufungen (2), aus einer Bindemittel-Korn-Mischung
(15) aufweist,
wobei auf der bahnförmigen Unterlage (1) Freiflächen (21) zwischen den konvexen Anhäufungen
(2) verbleiben.
6. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach Anspruch 5, zusätzlich aufweisend eine Primerschicht
(1) als Haftvermittler zwischen der bahnförmigen Unterlage (1) und der Schleifschicht
(18).
7. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die konvexen Anhäufungen
(2) Grundflächen (20) auf der der bahnförmige Unterlage (1) zugewandten Seite aufweisen
und
- einen Durchmesser (d) im Bereich von 250 bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000
µm, weiter bevorzug 600 bis 3000 µm und eine Höhe (h) im Bereich von 100 bis 1300
µm, vorzugsweise 150 bis 900 µm aufweisen, und/oder
- die Grundflächen (20) 20% bis 75%, vorzugsweise 50% bis 70% der bahnförmigen Unterlage
(1) bedecken und/oder
- die Grundflächen (20) einen Abstand (a) voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm,
vorzugsweise 50 bis 3000 µm aufweisen und/oder
- die Freiflächen (21) einen Anteil von 80% bis 25%, vorzugsweise 30% bis 50% der
bahnförmigen Unterlage (1) ausmachen.
8. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die konvexen
Anhäufungen (2) eine zumindest bereichsweise zufällige Anordnung auf der bahnförmigen
Unterlage (1) aufweisen
9. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
wobei jeweils mindestens eine von N in Längsrichtung (L) der bahnförmigen Unterlage
(1) aufeinanderfolgende konvexen Anhäufungen (2) mindestens um eine Versatzstrecke
(v) von größer 5% deren mittlerer Durchmesser orthogonal (Q) zur Längsrichtung (L)
der bahnförmigen Unterlage (1) versetzt ist,
wobei sich die Versatzstrecken (v) der N betrachteten konvexen Anhäufungen (2) unterscheiden,
wobei N = 3, vorzugsweise N= 5, weiter bevorzug N größer 9 ist.
10. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Bindemittel
(4) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) folgende Komponenten einer Gruppe bestehend
aus:
- Polyesteracrylate,
- Polyetheracrylate,
- Epoxyacrylate,
- Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile mit mindestens 2 Vinylgruppen,
- Acrylatmonomere mit mindestens 2 Vinylgruppen,
- Methacrylatmonomere mit mindestens 2 Vinylgruppen,
aufweist.
11. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die bahnförmige
Unterlage (1) aus einer Gruppe besteht, die gebildet wird von:
- Baumwolle,
- Polyester,
- Mischgewebe,
- Papier,
- Vulkanfiber.
12. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Körner
(3) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) aus einer Gruppe bestehen, die gebildet wird
von:
- Normalkorund,
- Halbedelkorund,
- Edelkorund,
- keramisches Aluminiumoxid,
- Zirkonkorund,
- Siliziumcarbid,
- Diamant,
- Cubisches Bornitrit,
- Sol-Gel Aluminiumoxid
- geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid.
13. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Körner
(3) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) einen mittleren Durchmesser (d) im Bereich
von 7 bis 200 µm, vorzugsweise 7 bis 125 µm aufweisen.
14. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei das Volumenverhältnis
von Körnern (3) zu Bindemittel (4) in der Bindemittel-Korn-Mischung (15) im Bereich
von 0,4 zu 1,5 liegt, vorzugsweise im Bereich 0,5 zu 1,2.
15. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei die Freiflächen
(21) untereinander verbunden sind und eine zweidimensionale Netzstruktur (22) bilden.