MÉTODO DE FORMACIÓN DE UN ARTÍCULO ABRASIVO ESTRUCTURADO.

Un método de formación de un artículo abrasivo estructurado, comprendiendo el método:

recubrir un respaldo con una formulación de aglome- rante que comprende al menos 5% en peso de carga particulada formada en solución que tiene un tamaño medio de partícula inferior a 100 nm; curar parcialmente la formulación de aglomerante, en donde el curado parcial de la formulación de aglome- rante incluye exponer la formulación de aglomerante a radiación actínica; y formar un modelo en la for- mulación de aglomerante parcialmente curada

CAMPO TECNICO

Esta descripción se refiere en general a un método 5 para formación de artículos abrasivos estructurados. Un ejemplo de un método de este tipo se describe en US 5.863.306, en donde un respaldo se recubre con una formu-lación de aglomerante que comprende una carga, curado parcial de la formulación de aglomerante, v.g. por expo-10 sición de la formulación de aglomerante a radiación actí-nica, y formación de un modelo en la formulación de aglomerante parcialmente curada.

Técnica anterior

Los artículos abrasivos, tales como abrasivos recu-15 biertos y abrasivos aglomerados, se utilizan en diversas industrias para mecanizado de piezas de trabajo, por ejemplo por esmerilado, rectificación, o pulimentación. El mecanizado utilizando artículos abrasivos abarca un extenso campo industrial desde las industrias de óptica, 20 las industrias de reparación de pintura de automóviles, hasta las industrias de fabricación metálicas. En cada uno de estos ejemplos, las instalaciones de fabricación utilizan abrasivos para eliminar material masivo o afec-tar a las características de superficie de los productos. 25

Las características de superficie incluyen brillo, textura y uniformidad. Por ejemplo, los fabricantes de componentes metálicos utilizan artículos abrasivos para afinar y pulimentar superficies, y en muchos casos desean una superficie uniformemente lisa. Análogamente, los fa-30 bricantes de instrumentos ópticos desean artículos abra-

sivos que produzcan superficies exentas de defectos para prevenir la difracción y dispersión de la luz.

Los fabricantes desean también artículos abrasivos que tengan una tasa elevada de eliminación de material para ciertas aplicaciones. Sin embargo, a menudo existe 5 un compromiso entre tasa de eliminación y calidad de la superficie. Los artículos abrasivos de grano más fino producen típicamente superficies más lisas, pero tienen tasas de eliminación de material menores. Las tasas de eliminación de material menores conducen a una producción 10 más lenta y coste incrementado.

Particularmente en el contexto de los artículos abrasivos recubiertos, las manufacturas de artículos abrasivos han introducido estructuras de superficie para mejorar la tasa de eliminación de material, al tiempo que 15 mantienen la calidad de la superficie. Los artículos abrasivos recubiertos que tienen estructuras o modelos de superficie de capas abrasivas elevadas, denominados a me-nudo abrasivos técnicos o estructurados, exhiben típica-mente una vida útil mejorada. 20

Sin embargo, las técnicas típicas para formación de artículos abrasivos estructurados son poco fiables y ado-lecen de limitaciones de eficiencia. Un proceso típico para formación de un artículo abrasivo estructurado in-cluye recubrir un respaldo con un aglomerante viscoso, 25 recubrir el aglomerante viscoso con un polvo funcional, y estampar o apisonar los modelos de estructura en el aglo-merante viscoso. El polvo funcional impide que el aglome-rante se pegue a las herramientas de modelado. El aglomerante se cura subsiguientemente. 30

El recubrimiento imperfecto del aglomerante viscoso con polvo funcional conduce al pegado del aglomerante en

las herramientas de modelado. El pegado del aglomerante produce estructuras deficientes, conduciendo a una efi-ciencia baja del producto y a producto desechado.

La selección de aglomerantes apropiados para las técnicas de formación de abrasivos estructurados típicas 5 está limitada por el proceso. Los aglomerantes típicos incluyen una carga elevada de materiales de carga tradi-cionales que aumentan la viscosidad del aglomerante. Ta-les materiales de carga tradicionales afectan a las características mecánicas del aglomerante. Por ejemplo, 10 una carga elevada de materiales de carga tradicionales puede afectar desfavorablemente a la resistencia a la tracción, en el módulo de tracción, y las características de elongación o la rotura del aglomerante. Las carac-terísticas mecánicas deficientes del aglomerante conducen 15 a pérdida de granos abrasivos, que conduce a rayado y opalinidad de las superficies así como a la reducción de la vida del artículo abrasivo.

La pérdida de granos degrada también la eficiencia de los artículos abrasivos, conduciendo a reemplazamiento 20 frecuente. El reemplazamiento frecuente de los artículos abrasivos es costoso para los fabricantes. Por esta razón, serían deseables artículos abrasivos y métodos pa-ra fabricación de artículos abrasivos mejorados.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN 25

La invención describe un método de formación de un artículo abrasivo mejorado que incluye recubrir un res-paldo con una formulación de aglomerante, curar parcial-mente la formulación de aglomerante y formar un modelo en la formulación del aglomerante parcialmente curada, de 30 acuerdo con la reivindicación 1.

Realizaciones adicionales preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Breve Descripción de los Dibujos

La presente descripción puede comprenderse mejor, y sus numerosas características y ventajas hacerse eviden-5 tes para los expertos en la técnica por referencia a los dibujos que se acompañan.

FIG. 1 incluye una ilustración de un artículo abra-sivo ilustrativo.

FIG. 2 incluye una ilustración de un aparato ejem-10 plar para fabricación de artículos abrasivos estructura-dos.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVECIÓN

El método de formación de un artículo abrasivo, tal como un artículo abrasivo estructurado, incluye recubrir 15 un respaldo con una formulación de aglomerante, curar parcialmente la formulación de aglomerante y formar un modelo en la formulación de aglomerante parcialmente cu-rada. La formulación de aglomerante puede incorporarse en un lodo abrasivo que incluye la formulación de aglomeran-20 te y granos abrasivos. El lodo puede aplicarse al recu-brimiento. En una realización ilustrativa, la formulación de aglomerante se cura parcialmente hasta un Índice de Viscosidad de al menos aproximadamente 1,1. El método puede incluir adicionalmente curado total de la solución 25 aglomerante modelada y parcialmente curada. En una reali-zación ilustrativa, la formulación de aglomerante está formada por una formulación de aglomerante de nanocompo-sición.

Los abrasivos técnicos o estructurados incluyen ge-30 neralmente un modelo de estructuras abrasivas dispuestas sobre un respaldo o soporte. Abrasivos estructurados

ilustrativos se describen en la Patente US 6.293.980. Una realización ilustrativa de un abrasivo técnico o estruc-turado se ilustra en FIG. 1. El abrasivo estructurado in-cluye un respaldo 102 y una capa 104 que incluye granos abrasivos. Generalmente, la capa 104 está modelada para 5 tener estructura superficial 106.

El respaldo 102 puede ser flexible o rígido. El res-paldo 102 puede estar hecho de cualquier número de diver-sos materiales que incluyen los utilizados convencionalmente como respaldos en la fabricación de 10 abrasivos recubiertos. Un respaldo flexible ilustrativo incluye una película de polímero (por ejemplo, una pelí-cula imprimada), tal como película de poliolefina (v.g., polipropileno con inclusión de polipropileno biaxialmente orientado), película poliéster (v.g. poli(tereftalato de 15 etileno)), película de poliamida, o película de éster de celulosa; lámina delgada metalizada; malla; espuma (v.g., material de esponja natural o espuma de poliuretano); te-la (v.g., tela hecha de fibras o hilos que comprenden po-liéster, nailon, seda, algodón, poli-algodón o rayón); 20 papel; papel vulcanizado; caucho vulcanizado; fibra vul-canizada; materiales no tejidos; una combinación de los mismos o una versión tratada de los mismos. Los respaldos de tela pueden ser tejidos o unidos por costura. En ejem-plos particulares, el respaldo se selecciona del grupo 25 constituido por papel, película de polímero, tela, al-godón, poli-algodón, rayón, poliéster, poli-nailon, cau-cho vulcanizado, fibra vulcanizada, lámina delgada metálica y una combinación de los mismos. En otros ejem-plos, el respaldo incluye película de polipropileno, o 30 película de poli(tereftalato de etileno) (PET).

El respaldo 102 puede tener opcionalmente al menos un saturante, una capa de "precola" o una capa de "post-cola". El propósito de estas capas es típicamente sellar el respaldo o proteger el hilo o las fibras...

1. Un método de formación de un artículo abrasivo estructurado, comprendiendo el método:

recubrir un respaldo con una formulación de aglome-rante que comprende al menos 5% en peso de carga 5 particulada formada en solución que tiene un tamaño medio de partícula inferior a 100 nm;

curar parcialmente la formulación de aglomerante, en donde el curado parcial de la formulación de aglome-rante incluye exponer la formulación de aglomerante 10 a radiación actínica; y formar un modelo en la for-mulación de aglomerante parcialmente curada.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende además curar completamente la formulación de aglomerante después de formar el modelo. 15

3. El método de la reivindicación 2, en el cual el curado completo de la formulación de aglomerante después de la formación del modelo incluye exponer la formación aglomerante a radiación actínica.

4. El método de la reivindicación 2, en el cual el 20 curado completo de la formulación de aglomerante después de formación del modelo incluye curado térmico.

5. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente aplicar granos abrasivos sobre la formula-ción de aglomerante. 25

6. El método de la reivindicación 5, en el cual la aplicación de los granos abrasivos comprende aplicar los granos abrasivos antes de curar parcialmente la formula-ción de aglomerante.

7. El método de la reivindicación 5, que comprende 30 adicionalmente aplicar un recubrimiento de cola sobre los granos abrasivos.

8. El método de la reivindicación 7 en el cual la aplicación del recubrimiento de cola comprende aplicar el recubrimiento de cola antes de curar parcialmente la for-mulación de aglomerante.

9. El método de la reivindicación 1, en el cual el 5 curado parcial de la formulación de aglomerante incluye curar parcialmente la formulación de aglomerante hasta un Índice de Viscosidad de al menos aproximadamente 1,1.

10. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente mezclar la formulación de aglomerante con 10 granos abrasivos para formar un lodo abrasivo.

11. El método de la reivindicación 1, en el cual la formación del modelo incluye formar el modelo utilizando una herramienta de modelado caliente.

12. El método de la reivindicación 1, en el cual la 15 formación del modelo incluye impresión por rotograbado.

13. El método de la reivindicación 1, en el cual la formación del modelo incluye estampación de un modelo.

14. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente recubrir el respaldo con un recubrimiento 20 flexible antes del recubrimiento con la formulación de aglomerante.