柔性研磨盘及其制造方法

专利名称：柔性研磨盘及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求l前序部分所述的柔性研磨盘的制 造方法。
本发明还涉及一种如权利要求16前序部分所述的用上述方法制
造的柔性研磨盘。
背景技术：
现有技术中用通常具有角锥体形状的精确成形的复合层涂敷宽 的材料带来制造柔性研磨装置是公知的。该方法例如在美国专利
US5152917中进行了描述。为了用上述方法制造柔性盘，盘必须从材 料带中切出。但是，这需要精确的冲切工具。由于材料带也具有研 磨剂涂层，冲切工具的刀片也会经受严重的磨损，由此必须经常更 换刀片。由于生产的中断以及需要获取和安装新的刀片，所以较为 昂贵。
在冲切过程中产生的大量的废料进一 步使得制造研磨盘的负担 加重。这种废料部分地由未使用的原料构成，并且部分必须从生产 线移除，并且销毁或者进行存储。这些因素自然不利地影响研磨盘 的成本。
在由宽的材料带生产研磨材料时，几乎不可能利用技术上有利 的方法。这些方法例如对研磨盘的表面层真空处理。在已知类型的 材料带上形成真空的成本对于所采用的技术来说太高。
现有技术中还公知如美国专利2292261中描述的用粘合剂和沙 的浆涂敷单个研磨盘。其中所描述的方法是用具有适当的粘度的粘 合剂浆层涂敷盘。所述层在固化之前经受结构板的压紋。这种压紋 在研磨剂浆上形成所需的图案，随后进行固化。由于该方法中仅仅
瞬间压制所需图案，结果是不能形成精确的复制品，而是所述图案 例如在固化之前往往铺开一定程度。

发明内容
本发明可以基本上避免已知方案中涉及的问题。因而本发明提 供一种用于制造柔性研磨盘的方法以及用这种方法制造的柔性研磨 盘，其中制造可靠并且研磨盘具有均匀的特性。
根据本发明，通过使制造方法和柔性研磨盘分别具有权利要求1 和权利要求16限定部分的特征，使上述问题得以解决。从属权利要 求提供了进一步的适当的实施方式以及进一步改进其功能的本发明 的变型。
在下面的描述中，术语"上部，，、"下部"、"上侧"、"下 侧，，等指的是与研磨盘或者如附图中所示的其结构细节相关的方向。
根据本发明的方法提供了优于现有技术的若千显著优点。因此， 逐件制造研磨盘，使得能够生产便宜的模具，因为研磨盘具有小的 尺寸。这种制造技术允许使用在阳原模上铸造的一次性模。这种一 次性模极大地方便了研磨盘在完工后的处理。此外，与根据传统技 术在制造研磨盘中通常需要立即制造阴原模相比，制造阳原模并由 此铸造所需的阴原模更简单且更经济。
由于单个原模可用于生产多个上述一次性模，制造非常复杂的
模也是经济的。这允许研磨盘的表面结构比传统上更容易受影响。
根据本发明，在制造研磨盘过程中，研磨盘在具有彼此相对地 定位的上部和下部压紋活塞的压制机中有利地压制。这样， 一个压 紋活塞有利地设有压紋模。通过使用能够在固化过程中与最终产品 一起保留的经济的 一次性模，在本发明的方法中仅需要瞬间压在一 起。施加到研磨盘的衬垫上的研磨剂涂层在初始压制之后将衬垫和
压紋模保持在一起。
由于每个研磨盘在上压紋活塞和下压紋活塞之间形成的具有小 容积的压制室中单独处理，可以简单地利用已知的真空铸造技术。 这种技术允许特别精确的铸造并且因此显著地改善了研磨盘的操作 性能。
用一次性模保护研磨盘的研磨剂涂层使得不仅能够采用紫外光 固化而且能够例如采用电子束固化。电子束固化例如是经济可行的， 因为其仅需要用于电子束固化的小的辐射源。
根据本发明的方法制造的具有球形截面研磨盘在使用中具有更 好的阻塞性能。球形的形状减小了所谓的"结块"即灰尘在研磨盘 表面和待研磨的表面之间的集结。
另外，由于球形的形状，研磨盘具有更长的使用寿命，因为可 以使用研磨盘的整个研磨表面，大多数情况下不仅是盘的周边区域 被使用。这是因为盘不会附着到平面上，但在一定程度弯曲的产品 的情况下空气会附着。因此，外吸气流的量增加，导致更好的灰尘 去除。甚至用具有大的弯曲半径的研磨盘也能实现积极的结果。研
磨盘的横截面的弯曲例如可以是在150毫米的研磨盘中的几毫米， 以便注意到增加的灰尘去除效果。
因为球形研磨盘不会与传统的平面研磨盘一样附着或者沿着不 同的方向拉动，因此便于用本发明的研磨盘进行研磨工作。另外， 无须像以前困难地保持机器，或者在物体处引导机器，但是可简单 地用研磨盘的中间区域研磨，这仅需要手部或臂部自身的重量。
球形研磨盘也能够减小研磨区域，并且获得研磨表面和非研磨 表面之间的离散的过渡。通过在具有基本上球形的研磨机器的紧固 板中设置紧固表面，可以进一步加强这种效果。这样，研磨机器的 小的倾斜不会改变相对定位的接触面的相互几何关系。这样，通过 具有球形振动的研磨机器，实质上能够避免布置在机器的紧固表面 上的研磨产品的倾斜位置。因此，研磨机器不需要如现有方案中研 磨区域的精确定位，并且操作显著简化。
通过J求形研磨表面，可在研磨盘的接触面的中部施加更特别并 且更高的研磨压力。这样，这种成形允许仅对在当前研磨区域出现 的特定缺陷更精确的研磨或者抛光。根据本发明，研磨区域被减小
并且研磨区域的周边的边缘区域更不可见。
通过下面的描述将清楚地理解本发明的进一步优点和细节。


在下文中，将参考附图更详细描述本发明，其中 图l显示了研磨盘的俯视图； 图2显示了研磨盘的侧视图； 图3显示了图2的研磨盘的局部剖视图； 图4显示了从一侧看的研磨盘的替代实施方式； 图5显示了图4的研磨盘的局部剖视图； 图6显示了从一侧看的研磨盘的第二替代实施方式的剖视图； 图7显示了用于制造本发明的研磨盘的压制机的局部剖视图， 其中压制机打开用于供料；
图8显示了图7的压制机，其中压制机的压紋活塞锁定在一起； 图9显示了图7的压制机，其中已经启动压制；以及 图10显示了图7的压制机，其中已经完成压制在一起。
具体实施例方式
在下文中，参考上述附图描述柔性研磨盘的制造方法和这种柔 性研磨盘的优选实施方式。因此方案包括附图中所示的结构部件， 其中每个部件用相应的附图标记表示。这些附图标记对应于在下面 的描述中使用的附图标记。
如图1-6所示，本发明的柔性研磨盘1包括衬垫2,其具有上侧 3和下侧4。该衬垫在其周边具有侧边缘5，该侧边缘5将衬垫的上 侧连接到其下侧上。另外，衬垫的上侧设有研磨剂涂层6,用于形成 表面层，并因而形成最终的研磨盘。
在本发明的研磨盘1的制造过程中，如图7所示，衬垫2单独 布置在压紋活塞7上，每个研磨盘的衬垫也被单独涂敷。每个衬垫 因此本身放置在由两个彼此相对的压紋活塞7、 8形成的压制室中。
但是，可将衬垫放置在分别由两个基本上彼此相对的压紋活塞形成 的多个相邻的压制室之 一 中。还可将 一 个或多个衬垫彼此相邻地放 置在单个压制室中，但是不互相接触，在这种情况下，它们也可以 被单独涂敷。
根据衬垫2的成形，活塞7(该实施方式中指上部活塞)设有可更 换的压头9，用于将衬垫支撑在压紋活塞的表面上。如果衬垫的下表 面4例如是凹的，压紋活塞因此设有凸的压头。当然，可提供具有 由适当的聚合物材料形成的下部模的平的压紋活塞，以将衬垫支撑 在压紋活塞的表面上。
在衬垫2已经被适当地布置在上部压紋活塞7上时，研磨剂涂 层6施加到衬垫的上侧。这样，通过将布置在与衬垫相对的下部压 紋活塞8上的压紋模10靠在研磨剂涂层上有利地形成研磨剂涂层的 表面层的结构。因此通过将相对于彼此定位的压紋活塞压在一起而 使研磨盘的表面层压有所需的图案。
因此研磨剂涂层6可直接施加到衬垫2的上侧3上，或者可施 加到压紋模10上，在如上所述以及如图7和8所示的活塞压在一起 时传递到衬垫上。
通过用具有小体积的压制室的压制机进行该工艺，能够简单地 利用真空铸造技术。真空泵(未示出)通过连接管ll连接到压制机 上，之后能够显著减小压制室中的气压。由于这种压制和压紋技术， 压紋模可设有具有特别细密紋理的结构，在压紋时能够被填充，并 且在图案中没有空窝(empty pocket)形成。
压紋模10可以如图7-10所示有利地在其周边形成有环绕的收 集窝12。当活塞压在一起时，部分研磨剂涂层通常会流出。通过允 许收集窝环绕压紋模，多余的材料13可以如图10所示回收，并且 防止压制机和其周边的设备变脏。
在完成压在一起之后，研磨剂涂层6被固化，之后可以去除至 少部分环绕完工的研磨盘1的模。
可以逐步的方式施加研磨剂涂层6，其中对衬垫的上侧至少交替
施加胶和沙。或者，研磨剂涂层可以滴到、喷溅到、注塑到或者注 射到衬垫的上侧3,其中例如至少包含研磨剂和粘合剂的浆被使用。
也可用浆的丝印(screen print)涂层，其中上表面获得研磨剂涂 层的小点，即胶斑点。
通过在衬垫2上涂敷球形上表面3,外层基本上成形为球形。这 里，应当注意，球形自然可以表现出凸面或者凹面。如果使用凹的 球面，则中空凹面的内侧被涂敷。
在制造过程中， 一般地说，研磨盘1的球形适于由任何特定表 面磨圆，而不论是否是凹面或者凸面。另外，研磨盘的边缘的弯曲 部分14可以用于获得离散的定位。
形成表面层的结构的研磨剂涂层6的分布可根据压紋模10的成 形而不同，所述压紋才莫10 :帔带到下部压紋活塞8,以通过压在一起 的活塞对所述表面层进行压紋。例如通过制造特定的阳原压紋模 (positive original embossing mould)并随后在筒单的聚合物模 中对其铸造，可以有利地提供压紋模的表面结构的成形。之后，用
由释放式聚合物形成的阴压紋模成形的压紋模被带到下部压紋活 塞，以进行研磨剂涂层的压紋。由于这种压紋模制造简单并且便宜， 所以其可以用于一次性使用。释放式聚合物可以是普通的聚烯烃， 例如聚丙烯或者聚乙烯，但也可以结合有具有更好的释放特性的聚 合物。
由于原压紋模不与研磨剂涂层6接触，其经受最小的磨损。这 种几乎不存在的磨损以及该模的小的尺寸意味着其结构可被制得非 常精细。因此，获得所谓的微复制品。同时，这允许图案被制成非 线性的并且是非干涉的。这样，防止了研磨剂涂层的复合层形成直 的路径，如果研磨盘进行一维运动，所述直的路径可在待研磨的表 面上产生痕迹。
在丝印涂层中，即使在上表面上获得研磨剂涂层的分布，仍意 味着在活塞压在一起之前小点在表面上分配，从而然后在用微复制 品模进行压缩模制过程中容易地产生所需的分布。
在研磨剂涂层6散布到衬垫2上的同时，根据图8-10所示，表 面层也被结构化。因此，两个压紋活塞7、 8被带到一起，换言之， 衬垫2位于上部压紋活塞7上，具有压紋图案的压紋模10布置在与 上部压紋活塞相对的下部压紋活塞8中。因此，在该方法中，压紋 活塞均不与研磨剂涂层直接接触，因为部分由压紋模保护，部分由 衬垫保护。
具有带有压紋图案的压紋模10的下部压紋活塞8可有利地由弹 性材料形成并具有凸形端面。这样，如图9所示，压紋活塞从压紋 模的中部开始进行压制。之后，如图10所示，当压紋活塞在增加的 压力下变形时，压力类似环状波向外朝着压紋模的周边继续逐渐施 加。上部压紋模7的表面或者布置在其中的压头8是刚性的并且有 利地与衬垫相对应。
通过环境气压以及在压制之前施加在衬垫2和靠在上表面3上 的压紋模10之间的研磨剂涂层6，衬垫2和靠在上表面3上的压紋 模IO在如上所述压在一起之后保持在一起。因此，容易地使研磨剂 涂层在压制之前经受某种已知类型的固化。
通过将紫外光固化树脂用作研磨剂涂层的粘合剂并且形成衬垫 的可支撑模以及紫外线可通过的透明聚合物形成的压紋模10，当研 磨盘1通过锥束光线输送时获得研磨盘1的有利的固化。
本发明也允许使用电子束固化树脂，因为当一次仅一个研磨盘1 暴露到射线时，射线源相对较小。
上面已经描述了研磨盘1的衬垫2的涂层。在这里，衬垫也可 以在单独的模中通过压缩模制制造，其中当衬垫还在模中时，其上 侧3可被涂敷。衬垫也可以在通过拉伸模制制造，随后布置在单独 的模中，其中其上侧被涂敷。拉伸模制的衬垫可以从拉伸模制的材
制二 ^ 、'、 "、 "； '。
研磨盘1的衬垫2在一种实施方式中具有基本上均匀的厚度， 其中其下侧4和上侧3基本上平行并且具有基本上相同的弯曲半径。
但是，衬垫可具有这样的形状，其下侧和上侧的弯曲半径不同，其 中例如其下侧基本上是平的，而其上侧是球面凸形或凹形。根据该 方法，衬垫的上侧可设有研磨剂涂层6形式的表面层，该涂层基本 上是球截形的形状。
与现有的纸基研磨盘不同，制造由聚合物材料构成的本发明的
研磨盘的衬垫2是有利的。
为了简化研磨盘1的使用，衬垫的侧边缘5可设有紧固元件。 这些紧固元件被布置成当使用中的研磨盘布置在研磨头的紧固板上 时像盖子一样保持完工的研磨盘被紧固。紧固元件可以包括如图5 所示向上的边缘14或者向上的钩。
研磨盘1也可设有孔，用于抽出灰尘或者供应水。另外，它还 可以设有从动销，这些从动销与紧固板中的导向孔配合。这些从动 销使得紧固更加简单，并且在一些情况下，尤其与上述一体的紧固 元件结合，可以消除传统的紧固元件例如自粘胶和维可牢(Velcro) 紧固件。
当然，研磨盘1可在衬垫2的下侧4上设有已知的紧固元件， 例如自粘胶和维可牢(Velcro)紧固件，以将研磨盘紧固到研磨工 具的研磨头中的紧固板上。
上述描述和附图仅仅旨在举例说明研磨盘的结构的本发明的方 案。方案因此并不限制于上述的和后附权利要求中的实施方式，而 是可以在后附权利要求所描述的发明原理范围内变化或改进。
权利要求
1.一种用于制造柔性研磨盘(1)的方法，所述研磨盘包括衬垫(2)，所述衬垫具有上侧(3)和下侧(4)，其中所述衬垫在其周边具有侧边缘(5)，所述侧边缘将所述上侧和下侧连接在一起，所述上侧设有用于形成表面层的研磨剂涂层(6)，所述方法的特征在于每个研磨盘(1)的衬垫(2)的涂层被单独涂敷，其中所述衬垫布置在压纹活塞(7)上的单独的位置中，研磨剂涂层(6)被施加到所述衬垫的上侧(3)上，并且通过将与所述衬垫相对地定位并具有朝着所述衬垫的上侧定位的结构化的压纹模(10)的压纹活塞(8)靠向所述衬垫，以通过压纹活塞往复压在一起而对表面层进行压纹，从而所述研磨剂涂层(6)形成为具有图案的表面层，之后所述研磨剂涂层被固化，以最终形成表面层，并且去除完工的研磨盘(1)的模。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述衬垫(2) 布置在单独的压紋活塞(7)上。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述衬垫(2) 布置在压紋活塞(7)中的单独的压制室中。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所 述衬垫(2)成形为具有基本上为球形的上侧(3)。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所 述衬垫(2)成形为具有基本上均匀的厚度，并具有基本上球形的上 侧(3)和下侧(4)，其中所述压紋活塞(7)的表面被成形为与所 述^于垫的下侧的弯曲半径相对应。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，逐步 施加所述研磨剂涂层(6)，其中至少交替施加胶和沙到所述衬塾的 上侧上，以形成所述表面层。
7. 根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，将研 磨剂涂层(6)喷溅到所述衬垫(2)的上侧上，以形成所述表面层， 所述研磨剂涂层(6)是至少包括研磨剂和粘合剂的浆的形式。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 衬垫(2 )和靠在所述表面层上的压紋模(10 )通过在压在一起的过 程中施加到上表面上的研磨剂涂层(6 )在压在一起之后保持在一起， 由此在上侧施加有研磨剂涂层的衬垫已经从由压紋活塞(7、 8)形 成的压制室去除之后所述研磨剂涂层被固化。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在单 独的模中通过注塑成形制造所述衬垫(2)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在单独的模中通 过注塑成形制造所述衬垫(2),其中所述衬垫的上侧随后被涂敷。
11. 根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，通过 拉伸模制制造所述衬垫(2),以使其随后布置在压紋活塞(7)上， 在所述压紋活塞(7)上所述衬垫的上侧(3)然后被涂敷。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，从拉伸模制的材料带切下所述衬垫(2)。
13. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述衬垫(2) 从材料带切下时使所述衬垫(2)经受拉伸模制。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在真 空下将上部和下部压紋活塞(7、 8)压在一起。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用聚 合物材料形成压紋模(10),以包括一次性元件。
16. —种柔性研磨盘(1),包括衬塾(2),所述衬垫具有上侧 (3)和下侧(4),其中所述衬垫在其周边具有侧边缘(5 ),所述侧边缘将所述上侧和下侧连接在 一 起，所述衬垫的上侧设有用于形 成表面层的研磨剂涂层(6)，所述柔性研磨盘的特征在于所述表面层具有基本上球形的表面，所述表面具有被压紋的结构。
17. 根据权利要求16所述的柔性研磨盘(1 )，其特征在于，所 述表面层基本上为凸形。
18. 根据权利要求16所述的柔性研磨盘(1 )，其特征在于，所述表面层基本上为凹形。
19. 根据权利要求16-18中任一项所述的柔性研磨盘(1 )，所 述衬垫(2)的结构具有基本上均匀的厚度，由此其下侧(4)和上 侧(3)基本上平行，所述上侧(3)设有研磨剂涂层(6)，以形成 基本上为球截形的形状的表面层。
20. 根据权利要求19所述的柔性研磨盘(1 )，其特征在于，所 述衬垫(2)的上侧(3)和下侧(4)具有不同的弯曲半径。
21. 根据权利要求20所述的柔性研磨盘(1)，其特征在于，所 述衬垫(2 )的下侧(4 )基本上为平面。
22. 根据权利要求16 - 21中任一项所述的柔性研磨盘(1 ),其 特征在于，所述衬垫(2)由聚合物材料形成。
23. 根据权利要求16-22中任一项所述的柔性研磨盘(1),其 特征在于，所述衬垫(2)的侧边缘(5)具有紧固元件，所述紧固 元件被布置成当使用中所述研磨盘布置在研磨头的紧固板上时以盖 的方式保持完工的研磨盘被紧固。
24. 根据权利要求23所述的柔性研磨盘(1 )，其特征在于，所 述紧固元件包括向上的边缘(14)。
25. 根据权利要求23所述的柔性研磨盘(1 )，其特征在于，所 述紧固元件包括向上的钩。
26. 根据权利要求16-25中任一项所述的柔性研磨盘(1)，其 特征在于，所述表面层的被压紋的结构包括非线性且非干涉的图案。
全文摘要
本发明涉及一种制造柔性研磨盘(1)的方法和这种柔性研磨盘(1)。该研磨盘包括衬垫(2)，所述衬垫具有上侧(3)和下侧(4)。所述上侧具有用于形成表面层的研磨剂涂层(6)。为了形成尽可能图案特定的表面层，每个研磨盘的衬垫被单独涂敷。在该制造方法中，衬垫的上侧上的研磨剂涂层被压纹模(10)压纹，所述压纹模(10)结构特定并且用于压在衬垫上。
文档编号B24D13/00GK101104253SQ20071013621
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者G·奥格兰德 申请人:Kwh米亚卡公司