用于向铝金属薄板赋予选定的形貌的装置和方法_4

文档序号:8547114阅读:来源:国知局
20磨料和180磨料)的氧化铝通过5/16〃喷嘴、以每分钟1.5〃的横向速度、以65PSI进行处理,继之使用AC等级(网目尺寸60-120)的玻璃珠通过3/8〃喷嘴、以1.5〃每分钟的横向速度、以100PSI进行处理。基于特定喷丸处理系统的喷嘴直立长度(bristle length)来调整喷距。喷嘴、压力和横向速度的选择取决于用于喷丸处理的装置。覆盖区域的百分比能够依据所需的表面光洁度从10%到250%。
[0077]根据上述参数表面处理过的工作辊可以以介于10到60%之间的压缩量进行操作(与通常以大约8%到10%的压缩量进行操作的EDT处理过的辊相反)。可以使用更高水平的压缩量来消除一个或更多压缩道次,否则可能需要所述一个或更多压缩道次来实现所需的厚度和表面外观。所产生的薄板具有各向同性外观和各向同性功能性。
[0078]图9示出根据本公开内容的一个示例性实施方案的用于形成表面纹理的方法的示意图。在第一阶段(I)(未示出)中,预测通过使用一系列喷丸处理条件和介质类型获得的表面形貌。对于通过喷丸处理过的工作辊表面,可以选择介质尺寸、成分和喷丸工艺条件(例如速度和%覆盖率)来控制所需的最终辊纹理,所述最终纹理随后被赋予到轧制产品。这些变量(介质尺寸、成分和喷丸工艺条件)之间的关系和所获得的表面处理结果可以被记录并且用作在阶段I对任何给定参数组进行预测性计算机建模以产生辊表面纹理的基础。
[0079]在下一阶段(II)(图9所示)中,预测给定的实际或假定表面形貌组的光散射和外观。如图9所示,建模可以包括选择具有特定光学性质(例如预测的光散射)的“目标”表面,例如以产生给定亮度。随后通过以下步骤来进行用于产生具有所需光学性质的铝薄板的方法。(A)积累将多个给定表面轮廓与每个表面轮廓的相应光学性能相关联的数据文件,包括用于实现多个表面中的每一个的光散射、长度尺度和表面处理参数;(B)通过指定目标光学性质来隐含地规定虚拟表面;(C)通过检索有关至少一个表面轮廓的数据对虚拟表面进行建模,所述至少一个表面轮廓具有与目标光学性能最类似的测量或预测的光学性质;(D)比较目标光学性能和所述至少一个表面轮廓的光学性能;(E)在步骤⑶中的比较没有指示一致性的情况下,随后在数据文件中检索关于具有如下所测量或预测的光学性能的另一个表面轮廓的数据:所述所测量或预测的光学性能类似于目标性能,但是在关于所述至少一个给定表面轮廓的光学性能如何与目标性能不同的相反方面中与目标性能不同;(F)依据所述至少一个表面轮廓和所述另一个表面轮廓的光学性能与目标性能的各自差异量级的比例,从所述至少一个给定表面轮廓的光学性能和所述另一个表面轮廓的光学性能取样,以实现修正虚拟表面的修正光学性能,并且记录所述至少一个表面轮廓和所述另一个表面轮廓的组合取样的组合贡献;(G)比较修正虚拟表面的光学性能和目标光学性能,以确定其间差异的减小;然后重复步骤(E)-(G)直到几乎没有或没有改进被识别出为止,因此确定了与目标相关的最好虚拟表面。
[0080]注意,步骤(C)到(G)能够按照描述的那样被执行,或者能够用非线性最小二乘优化算法来替代以自动化该方法。为了完成该方法,组合了建模步骤(I)和(II)。即,通过:
(I)通过依据组合于最好虚拟表面中的每个表面轮廓的光学性能的贡献比例来组合表面处理参数,从而确定用于实现多个表面中的每一个的表面处理参数,由此限定最好的表面处理参数;(2)根据最好的表面处理参数来对辊进行表面处理;和(3)用在步骤(I)中表面处理过的辊来轧制铝薄板。如所见,当达到模型化的解决方案时,在对工作辊进行表面处理中可以实施与其相关的喷丸处理参数。实施的实际结果连同工艺参数可以被存储在数据库中,这扩大了建模能力。
[0081]图10示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊114a、114b进行表面处理的替代性装置110。在下文描述的表面处理过程中,工作辊114a、114b平行设置并且相对彼此可转动,在末端由合适的轴承(未示出)(如图2的16、18)支承,并且由一台电机或多台电机(未示出)(如图2所示的电机20)驱动。如同图2的喷嘴22的介质喷嘴122可以保持在用于沿辊114a、114b的长度方向在邻近它们汇聚处(可以称作辊隙N)移动或定位喷嘴122的机架上。喷嘴122可以将介质(例如,滚珠132)分配到辊隙区N中,从而当辊114a、114b沿箭头所示的方向转动时,球132将被吸取到辊之间。不同于喷嘴22,喷嘴122不需要在压力下推动球132来实现高速度,而是仅仅可以按照受控方式分配球132。如果辊114a、114b之间的间隙小于球的直径,那么当球被吸取到辊隙N中时将达到机械干扰的状态。鉴于球132的硬度与辊114a、114b的表面可比较或更大并且是足够弹性的,具有足够的压缩强度通过辊隙N而不破裂,当这些球通过辊隙N时将在辊114a、114b的表面引起凹坑的形成。通过压缩而非以高的速度发射在表面上的球的冲击力在辊114a、114b的表面形成凹坑。在通过辊隙N之后,球132可以在出料槽或料斗138中进行收集以再利用。辊114a、114b可以是可调节的以容许它们移动得更近或相隔更远,缩窄或加宽辊隙N,从而调节不同尺寸的球132和/或控制在辊114a、114b上形成的凹坑的深度。
[0082]图11示出类似于图10的装置,其具有另一种类型的球给料机制,即,能够盛装和分配球232供应的细长形料斗/漏斗230,从而辊隙N和料斗/漏斗230之间的区域总是充满球232。更具体地说,通过辊隙的球232充当拦阻线,所述拦阻线使穿过料斗/漏斗230落下的球堵塞并防止更多的球落出。漏斗/料斗230可以被紧密地安装到由辊隙N上方的辊214a、214b限定的大致V形的区域,从而球232不能够在辊214a、214b和漏斗/料斗230之间通过。当球232通过辊隙N时,更多的球流出料斗/漏斗230来代替它们。所使用的球232被收集在出料槽238中并且通过管线240a、240c和再循环装置240b再循环。辊214a、214b任一末端上的隔板242 (仅显示一个)可以用来防止球232流过辊214a、214b的末端,所述辊214a、214b在V形区域中含有球232。
[0083]图12和图13示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊进行表面处理的介质薄板344。介质薄板344可以具有例如由弹性体制成的边部344a,其中嵌入诸如球形压凹物332 (例如滚珠)的表面处理介质。可选地,边部344a可以由纸张或聚合物制成,表面处理介质通过胶水黏附在所述纸张或聚合物上。可以将介质薄板344与表面处理装置110、210(如图10和图11中所示的那些)一起使用,即,通过使介质薄板344通过辊隙N替代松散的球132、232。如果边部344a是足够弹性的并且紧紧地固定住球332,用介质薄板344进行连续循环是可能的,从而容许它在辊214a、214b之间循环直至实现所需的凹坑覆盖率。如图12所示,球332可以按照任何所需的图案遍及介质薄板344分布,例如全面、均匀地间隔覆盖整个介质薄板344、更离散的图案或随机分布。
[0084]图14示意性地示出支承表面446,例如,涂覆光阻剂层或光致聚合物448层的玻璃。诸如紫外光、电子束或激光的福射源452发出福射R1。在光线存在的情况下,任选的福射分配元件450 (例如掩模或透镜阵列)将辐射Rl分配到辐射R2的分布式阵列中,所述辐射R2照射在光阻剂层448上,产生更大和更小曝光量的起伏图案448a。当光阻剂显影时,可以形成具有所需的平滑波状纹理的表面。可选地,光阻剂层可以通过激光扫描仪或电子束扫描仪暴光/成型以在显影时产生所需的曝光图案和所产生的表面轮廓。
[0085]如在授予Schaefer等人的美国专利N0.7,094, 502中所描述的(该专利由本申请的受让人拥有并且通过引用完整并入本文),垫片453可以从显影的光阻剂层448的表面轮廓形成。如在7,094,502中进一步所描述,垫片453可以通过各种镀覆和涂覆工艺硬化以容许它被压印在金属辊的表面上,从而容许它的表面纹理被转移到辊的表面,并且随后转移至产品表面。根据本公开内容的一个方面,具有平滑波状表面轮廓的垫片453可以用来将所述纹理赋予到工作辊上,如辊114a和/或114b。例如,可以如介质薄板344那样使用这种类型的垫片453,使垫片453在图11的装置210的辊214a、214b之间通过。为了同时对两个辊214a、214b进行表面处理,使用背对背放置的两个垫片453或具有两个纹理面的垫片453。作为另一种可选方案,通过借助胶粘剂、铜焊或焊接将织构化垫片453黏附到辊上,织构化隔片453可以被附加到工作辊(例如辊214a)的表面并且随后被用来轧制铝薄板。
[0086]图15示意性地示出根据本公开内容的另一个实施方案的用于对工作辊514进行表面处理的超声波喷丸装置510。超声波喷丸装置是商业可获得的,例如从法国卡尔克富南特Sonats SA获得。根据本公开内容,这类喷丸装置可以应用到对用于轧制铝薄板的工作辊
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