具有细长沉积物的柔性磨料构件的制作方法

本发明涉及一种柔性磨料构件，其包括承载具有嵌入的磨料颗粒的沉积物的基体，并且涉及包括这种柔性磨料构件的带、盘、片、柱体、铰刀或块。此外，本发明涉及用于制造这种柔性磨料构件的方法。

背景技术：

这种柔性磨料构件通常是已知的，并且可以用于各种研磨或抛光操作。这样的操作可以包括对石头、大理石或木制物品(例如地板、家具等)的处理。此外，玻璃等的处理是可能的，例如用于加工玻璃面板的边缘。研磨或抛光处理还可以对金属(例如铝、钛、钢)、陶瓷(例如碳化钨)、复合材料、其它岩石类型(例如花岗岩)等进行。根据待处理的产品，柔性磨料构件可以以带、块、盘、片、柱体或铰刀的形式施加。

在ep-a-910496中描述了柔性磨料构件的实例。这种已知的柔性构件相对于使用寿命、抛光和研磨过程的质量以及所需的生产时间方面均具有一定的优点。然而，进一步的改进是期望的。

此外，用于制造柔性磨料构件的各种方法是已知的，例如电镀、无电镀、气相沉积、烧结或通过使用树脂进行遮蔽(screening)。众所周知的和优选的方法是电镀，其允许将金属颗粒和磨料颗粒的混合物电沉积在金属化的屏幕上。目前已知的沉积模式可能表现出小于金属颗粒和磨料颗粒的最佳分布。

期望提供一种柔性磨料构件，其提供获得更高生产输出量同时避免更长生产时间的可能性。还可能期望提供一种柔性磨料构件，其提供更强和/或更具侵蚀性的抛光和/或研磨作用，而不会过度地延长生产时间。还可能期望提供一种柔性磨料构件，其允许制造具有规则分布的金属颗粒和磨料颗粒的沉积模式的更有效的方法。

技术实现要素：

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种柔性磨料构件，其包括承载具有嵌入的磨料颗粒的多个沉积物的基体。每个沉积物均具有主要在横过所述基体的纵向方向上沿中心轨迹延伸的细长连续的结构。沉积物的结构包括从中心轨迹在相反的横向方向突出的插入部分和凹陷部分。沉积物的插入部分被容纳在前一沉积物的凹陷部分中，并且该沉积物的凹陷部分容纳后一沉积物的插入部分，使得邻近的沉积物的插入部分和凹陷部分在所述横向方向上相互重叠。

细长的连续结构的模式具有几个优点。它对由互锁部分产生的柔性磨料构件提供了增强的机械强度。这些部件保护多孔层免受极端变形的影响，极端变形否则可能会在施加于柔性磨料构件与所处理的物体之间的载荷下出现。

在根据这个方面的柔性磨料构件中，基体表面与纵向方向x和横向方向y关联。横向方向y优选地对应于磨料构件的基体将被拉紧或以其他方式受力的方向，以便引起相对于待处理物体的运动(例如研磨或抛光)。邻近的沉积物的插入部分和凹陷部分的重叠意味着(至少部分的)插入部分和凹陷部分在横向方向±y上彼此延伸，并且如果沿纵向方向x观察则彼此部分地覆盖。这并不一定意味着插入部分和凹陷部分直接物理接触。替代地，相互重叠的插入部分和凹陷部分可以通过中间空隙(或通过不同材料的结构)沿纵向方向x间隔开。由于邻近的沉积物的插入部分和凹陷部分的重叠布置，所以多孔层的抗撕裂性也会增加。

此外，沉积物或细长结构的相对长的尺寸对散热具有有利的影响。在使用中，热量是因为柔性磨料构件与物体之间的摩擦力而产生的；局部产生的热量经由细长结构消散，由此避免了柔性磨料构件的过热和劣化。

沉积物可以以各种方式布置在基体上。根据优选的实施方式，每个沉积物延伸到多孔层的相对的边界中的至少一个。更加优选地，每个沉积物延伸到多孔层的两个相对的边界。这种布置在通过电沉积获得沉积物的情况下是有用的，正如下面将要处理的。

在实施方式中，细长沉积物结构的中心轨迹是线性的并且对应于横过基体相互平行地延伸的纵向轴线。优选地，所有沉积物的中心轨迹是相互平行的。

细长结构的插入部分和凹陷部分可以具有任何期望的形状，诸如波状形状或成角度的形状。优选的是给出这样一种实施方式，其中每个沉积物的细长结构包括横向段，该横向段大部分地或完全沿着横向方向延伸，并且该横向段在纵向方向和横向方向上相互间隔开。横向段可以彼此平行并且垂直于纵向方向。

横向段形成沉积物的细长结构的连续部分。连续的横向段可以经由倾斜段互连，使得沉积物形成分段线性结构。

横向段可以具有大体上相同的局部宽度w。倾斜段还可以具有相同的局部宽度w，使得沉积物形成沿着整个结构具有均匀宽度w的分段线性条状结构。

在实施方式中，插入部分包括第一对横向段，该第一对横向段彼此并排延伸以从中心轨迹的一侧突出。该第一对横向段沿纵向方向共同限定外部尺寸。此外，凹陷部分可以包括第二对横向段，该第二对横向段彼此并排延伸，以从中心轨迹的相反侧突出。该第二对横向段沿着纵向方向以大于外部尺寸的内部尺寸相互间隔开。

沉积物通过其曲折的(例如波状的、交互的或锯齿形的)形状而彼此嵌套。这种布置导致柔性磨料构件的稳定性显著提高，甚至在高负载和高温下也是如此。

在实施方式中，一个沉积物的插入部分和凹陷部分共同形成一单位单元。然后每个沉积物的细长结构可以包括互连的并沿着中心轨迹延伸的这种单位单元的周期性序列。例如，这样的单位单元可以通过互连的线性沉积段的分段线性序列形成。为了提高这种磨料构件在横向方向y上的抗撕强度，所有的这些线性段优选地沿着横向方向y延伸有非零分量。

在另一个实施方式中，单位单元沿着纵向方向延伸一单位长度δxu。然后，沉积物的两个连续的凹陷部分的相邻的远端段共同形成与插入部分一致的另一插入部分，使得单位单元的序列在变换上对称的，该变换包括(i)该序列围绕标称轴线旋转180°和该序列沿着标称轴线平移半个单元长度1/2·δxu，或包括(ii)该序列相对于标称轴线映像(reflection)和该序列沿着标称轴线平移半个单元长度。

沉积物的插入部分和后一沉积物的插入部分可以从纵向方向和横向方向共同地界定一空隙。基体通过这样的空隙暴露，这可以有助于在研磨或抛光操作期间提高冷却速度。空隙的不同尺寸(即，表面积)可以被选择为获得期望的冷却速率和/或研磨/抛光速率。

可替代地，插入部分可以形成第一横向舌片段，该第一横向舌片段从中心轨迹在一侧突出并具有沿着纵向方向的外部尺寸。此外，凹陷部分可以形成在两个第二横向舌片段之间，两个第二横向舌片段从中心轨迹在相反侧突出，并且两个第二横向舌片段沿着纵向方向以大于外部尺寸的内部尺寸相互间隔开。

舌片段形成(磨料)沉积物材料的连续片。这些连续片可以有助于延长磨料构件的技术寿命。此外，具有包括细砂粒磨料颗粒的舌片段的磨料构件的使用可以取得所处理产品的改进的精加工。

第一舌片段和第二舌片段可以具有一致的形状。可替代地或此外，第一舌片段可以经由中间倾斜段与第二舌片段互连。

如前面所述的，柔性磨料构件可以以多种方式制造。优选的是给出基于电沉积的制造过程。在这种情况下，基体可以包括多孔层(例如金属化的丝网)，并且沉积物可以通过包含磨料颗粒(例如金刚石颗粒)的金属(例如镍)的电沉积形成。细长结构本身特别适用于电流和电压分布的有效应用，从而增强电沉积过程。作为示例，金属化的丝网和金属沉积包括镍。另一种制造过程可以基于沉积在织物上的自动化液体树脂沉积，诸如由例如棉或聚酯制成的机织织物或非机织织物。

根据另一方面，提供了一种用于实施研磨和/或抛光过程的带、盘、片、柱体、铰刀或块，其中，带、盘、片、柱体、铰刀或块包括根据第一方面的柔性磨料构件。

附图说明

现在参照所附的示意图，将仅通过示例的方式来描述实施方式，其中，对应的参考标号表示相应的部件。在附图中，相同的标号表示相同的元件。元件的多个实例可以各自包括附加到参考标号的单独的字母。例如，特定元件“20”的两个实例可以标记为“20a”和“20b”。参考标号可以不使用附加字母(例如“20”)，通常指的是未指出的实例或是该元件的所有实例，而参考标号将包括附加的字母(例如“20a”)来指代元件的具体实例。

图1示出了根据实施方式的磨料构件的俯视图；

图2示出了根据图1中的ii的磨料构件的一部分的截面侧视图；

图3示出了根据图1的磨料构件的一部分的俯视图，以及

图4示出了根据替代实施方式的磨料构件的一部分的俯视图。

附图仅用于说明的目的，并且不用作对权利要求所规定的范围或保护的限制。

具体实施方式

下面是仅通过示例的方式并参照附图给出的本发明的某些实施方式的描述。

根据图1至图3的柔性磨料构件10具有多孔层形式的基体12，其可以实施为丝网(wiremesh)。该丝网可以由涂覆有金属(诸如镍)的塑料涂层形成。通过电沉积，金属和磨料颗粒以及金属颗粒22的混合物可以沉积在多孔层12上。由此，形成沉积物20a、20b、20c、20d、20e等，其包括金属和嵌入其中的磨料颗粒22。图1示出了磨料构件10沿着法向方向z且在沿着纵向方向x和横向方向y延伸的基体12上的俯视图。对应于沿着纵向方向x和法向方向z的截面，图2示出了根据图1中的区段ii的磨料构件10的一部分的截面侧视图。

如图1和图3所示，每个沉积物20具有连续的细长结构。在这个示例性实施方式中，沉积物20在多孔层12的两个相对边界14，16之间以曲折的方式延伸并且延伸到多孔层的两个相对的边界。每个沉积物20在纵向方向x上沿着关联的标称中心轴线ax延伸，并且具有以其轴线ax为中心的分段线性曲折形状。每个沉积物20至少在纵向方向x上与其相邻的两个沉积物中的每一个间隔开一非零内沉积物(inter-deposit)间隔，其为毫米级或者更小。

每个沉积物20包括多个插入部分24和多个凹陷部分26，其在相反的横向方向±y上从中心轴线ax突出。特定的沉积物20i(i＝b，c，d，...)的插入部分24i容纳在前一沉积物20i-1(i-1＝a，b，c，...)的对准的凹陷部分26i-1中。类似地，这个特定的沉积物20i的凹陷部分26i容纳后一沉积物20i+1(i+1＝c，d，e，...)的插入部分24i+1。所有邻近的沉积物20的相邻的插入部分24和凹陷部分26以这种互锁方式布置。因此，邻近的沉积物20的插入部分24和凹陷部分26在横向方向±y上相互重叠。

图3更详细地示出了来自图1至图2的示例性的磨料构件10的一部分的俯视图。在该示例中，每个沉积物20的细长结构包括横向段30、32、34、36和倾斜段40、42、44、46、48、50，该横向段和倾斜段共同形成分段线性结构。横向段30至36和倾斜段40至50具有大体上相同的局部宽度w。每个细长结构20的横向段30至36和倾斜段40至50形成上述的插入部分24和凹陷部分26。每个沉积物20的插入部分24和凹陷部分26在相反的横向方向±y上远离这个沉积物20的中心轴线ax而突出，并且在该示例中分别向上和向下突出。应当理解的是，本文给出的方向定义和定向仅用于阐明用于特定实施方式的几何关系。说明书和权利要求中的定向术语(例如“向上的”和“向下的”)在本文中仅用于表示相对方向，而不是旨在限制本发明或权利要求的范围。

如图3所示，一个沉积物20b的插入部分24b和凹陷部分26b共同形成一单位单元28。单位单元28沿着纵向方向x跨越一单位长度δxu。沉积物20b的单位单元28是相互连接的并沿着中心轴线ax延伸，以形成单位单元的周期性序列。

插入部分24b包括第一对横向段32、34，其彼此并排延伸且沿着正的横向方向+y延伸，并且远离中心轴线ax向上突出。第一横向段32、34沿着纵向方向x共同限定外部尺寸δx1。凹陷部分26b包括第二对横向段30、36，其彼此并排延伸且沿着负的横向方向-y延伸，并且远离中心轴线ax向下突出。第二横向段30、36沿着纵向方向x以内部尺寸δx2相互间隔开。这个内部尺寸δx2大于第一横向段32、34的外部尺寸δx1。这允许后一沉积物20c的插入部分24c容纳在这一沉积物20b的凹陷部分26b中，其沿着横向方向y相互重叠。沿着纵向方向x的非零内沉积物间隔(其定义在沉积物20b的第一横向段34与沉积物20a的第二横向段36之间，并且其可以与距离1/2·(δx2-δx1)相关联)为毫米级或以下。类似的非零内沉积物间隔被限定在直接相邻的沉积物的其它第一横向段和第二横向段之间。

通过以相同的方式形成所有单位单元和所有沉积物20，邻近的沉积物20的插入部分和凹陷部分可以以相似的重叠方式容纳。在替代的实施方式中，插入部分和/或凹陷部分可由多于两个的横向段形成。

连续的横向段30至36经由倾斜段40至50而成对地相互连接，以形成曲折的分段线性结构。第一横向段32、34中的每一个经由第一中间段40或第二中间段42连接到第二横向段30、36中的一个。中间段40、42相对于纵向方向x和横向方向y倾斜地延伸，并且穿过中心轴线ax。

第一横向段32、34经由远端段44、46、48、50相互连接，该远端段也相对于纵向方向x和横向方向y倾斜地延伸。所示单位单元的第一远端段44连接到前一单位单元的第四远端倾斜段。类似地，所示单位单元的第四远端倾斜段50连接到后一单位单元的第一远端倾斜段。因此，连续的凹陷部分26的横向段30、36和倾斜段44、50相互连接，以共同形成与上部插入部分24完全一致的下部插入部分。所产生的单位单元序列在包括该序列围绕中心轴线ax旋转180度和该序列沿着中心轴线ax平移半个单元长度1/2·δxu的变换上是对称的。

每次，沿着纵向方向x和横向方向y观察，沉积物20b的插入部分24b和后一沉积物20c的插入部分24c共同界定一空隙52。如果沿着法向方向z观察，基体12经由这个空隙52而暴露。

图4示出了柔性磨料构件110的替代实施方式的一部分的俯视图。上面参照图1至图3中的磨料构件10已经描述的特征也可以存在于这个磨料构件110中，并且将不会在这里再次讨论。对于参照图4的讨论，相同的特征以加上100的相似的参考标号表示，以区分实施方式。

这个柔性磨料构件110的插入部分124包括从中心轴线ax向上侧突出的第一横向舌片段137。每个第一舌片段137形成包括金属和磨料颗粒的沉积材料的连续片(continuouspatch)，并且沿着纵向方向x具有外部尺寸δx1。凹陷部分126均形成在两个连续的第二横向舌片段138、139之间。第二舌片段138、139也形成连续片，并从中心轴线ax向下侧突出。第二舌片段138、139上沿着纵向方向x以大于外部尺寸δx1的内部尺寸δx2相互间隔开，以容纳后一沉积物120c的相邻的第一舌片段137c。

第一舌片段137和第二舌片段138、139具有一致的形状，并且经由中间倾斜段140、142成对地相互连接，以形成连续的沉积物120。每个沉积物120中所产生的单位单元的序列再次在包括该序列围绕中心轴线ax旋转180度和该序列沿着中心轴线ax平移半个单元长度1/2·δxu的变换上是对称的。

在不背离本发明的精神或本质特征的前提下，本发明可以以其它具体的形式实施。所描述的实施方式在所有方面仅被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求表示而不是由前面的描述表示。对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以构思和减少本发明的替代的和等同的实施方式来实践。属于权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化将包括在其范围内。

参考标号列表

已在说明书中使用以表示相似元件(但仅在百位有区别)的类似参考标号应该被认为是隐含的包括。

10柔性磨料构件

12基体

14第一基体边界

16第二基体边界

20沉积物

22磨料颗粒

24插入部分

26凹陷部分

28单位单元

30第一横向段

32第二横向段

34第三横向段

36第四横向段

40第一中间倾斜段

42第二中间倾斜段

44第一远端倾斜段

46第二远端倾斜段

48第三远端倾斜段

50第四远端倾斜段

52空隙

137第一舌片段

138第二舌片段

139另一第二舌片段

ax中心轨迹(例如纵向轴线)

ay横向轴线

x第一方向(纵向方向)

y第二方向(横向方向)

z第三方向(基体外，即法向方向)

δxu单位单元长度

δx1插入长度(外部尺寸)

δx2凹陷长度(内部尺寸)

w沉积物宽度。