Chapter 8 – Grind/Lap of Ceramics w

Chapter 8 – Grind/Lap of Ceramics with UV-Bonded Diamond Wheels
• Qiuyun Huang*,
• Lei Guo*,
• Ioan D. Marinescu†
Show more
doi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00010-8
Get rights and content
________________________________________
Abstract
In conventional lapping process, the lapping efficiency is limited due to the abrasion mechanism that is illustrated as three-body abrasion. In order to improve the efficiency and surface finish, a fine grinding or grind/lap process is proposed and studied in this research. First of all, the material properties of the ultraviolet-curable resin and mixture are investigated and the optimum combination of resin and diamond abrasive was selected. Besides, kinematics of the grind/lap was analyzed to study its influence on the performance of the resin bonded wheel. Moreover, based on experimental results analysis, the mechanism for grind/lap process was proposed, and it is considered as a combination of conventional grinding and lapping process. At last, two ways to improve the performance of wheel were carried out and the results were compared.
Keywords
• Ultraviolet curable resin;
• kinematics of fine grinding;
• grind/lap
________________________________________
8.1. Introduction
Abrasive processes have been employed in industry manufacture for more than a century and the origin could be traced back to Neolithic times. Grinding, lapping, and polishing were significantly developed in twentieth century, and the application of machining technology for achieving high quality and efficiency increased rapidly. Compared to grinding, lapping and polishing are similar processes by which fine surface finish, high-dimensional accuracy, flatness, and minimal subsurface damage can be obtained. These techniques have been used in the optical lens, semiconductor, and electronics industry on a wide range of material from silicon, glass, and ceramic to metal and their alloys. Lapping, as one of the most important techniques in surface finishing, has become more and more important in the ceramic industry [1].
The traditional lapping procedure is based on a slurry process, and the abrasive grains are freely moved in the process. The major problem for conventional a lapping process is to get a uniform slurry distribution between the lapping pad and the workpiece. During the lapping process, the lapping pad becomes smoother and the pores fill with chips and pad material. Transportation of the slurry to and debris from the workpiece surface will be weakened, which is called glazing phenomenon. As a result, the material removal rate and machining efficiency will drop. In addition, slurry handling and disposal is problem that should be considered for conventional lapping [2].
With huge development and remarkable progress in material science, the modern machining technology needs to achieve high quality and efficiency. Therefore, a new lapping process called fixed-abrasive lapping appeared recently [3]. Fixed-abrasive lapping, also known as fine grinding or grind/lap, was first proposed by Gatzen [4]. Subsequently, in research by Choi and colleagues, thermocurable fixed-abrasive pad processes were used to achieve a submicron-level surface roughness [5]. Tomita and colleagues studied development of new bonding materials for fixed abrasives of grinding stone and proposed a new process by using a double-side lapping machine with a grinding stone [6].
Recently, researchers investigated the use of ultraviolet-curable resin in fabrication of abrasive tools. Since 1968, when a German made the ultraviolet-curable resin commercialized for the first time [7], ultraviolet-cured rapid prototyping technology has developed quickly and become one of the most advanced techniques in the manufacturing industry. Tanaka and colleagues proposed a method to develop a grinding wheel with cured resin, while others studied different abrasive tools using ultraviolet-curable resin [8], [9], [10] and [11].
8.2. UV bonding techniques
UV Curable Resin
The UV curing technology used in manufacturing can be traced back to the early 1950s. American engineers applied the technology of light solidifying to make a typography board with UV-curing resin. In the past 20 years, researchers have developed photo-manufacturing technology in various applications, and with the application of UV-curing resin in the fields of rapid prototyping, molding material, medical treatment, and micro manufacturing. Various kinds of UV-curing resins with different features have been developed.
In this research, two types of UV-curable resins and their mixtures will be evaluated according to the mechanical properties of the abrasive tool. The first type of adhesive is an epoxy-based material. While some people use the term epoxy generically to refer to all high-performance engineering resins, epoxy has a quite specific meaning within the adhesive world. The second is an acrylic-based UV-curable resin that we will exam because it differs from epoxy-based resins.
Epoxy resin is one of the stiffest plastic materials. In the UV-curing process, epoxy resins use a catalytic curing mechanism. The catalyst is a by-product from the reaction of the photoinitiator to UV light. One consequence of this is that UV-curing epoxy resins exhibit a special capability. Material that is not directly exposed to UV light will cure eventually, which may be promising for the uncompleted curing problem concerned with the abrasive’s resistance to UV light. Another advantage to using epoxy-based resins is they are easily modified by mixing them with different additives, which may create great potential for meeting the special needs of abrasive tool making.
Acrylic resin, the most wildly used UV-curable resin, results from an entirely different chemistry and a different type of photoinitiator than epoxies. Curing of acrylic resins is a free radical mechanism. The free radicals are produced by the photoinitiator when it is exposed to ultraviolet light. However, the free radicals are consumed in the adhesive curing process, so acrylic resins can only cure where UV light is delivered. At least one of the components being bonded must be UV-transparent to some degree. Modification of properties in acrylic resins is more often conducted at the chemical level, through changes in formulation or combination with other base resins. A wide range of properties can be utilized, including impact resistance, surface insensitivity, environmental resistance, and others.
In fact, few kinds of pure UV-curable resins are used as bonding agents because high-composite characteristics are required. However, the theory of composite material indicates that it is possible to develop such materials.
The early stage of rapid prototyping technology is mostly used to manufacture prototypes for the quick verification of designs or prototypes with a low range of functionality. These prototypes give a first impression of a part’s properties. Fully functional prototypes with the whole range of a part’s properties cannot be built with the UV-curing process because of its limited material properties. However, many opportunities to reinforce resins exist, one of which is to fill the resin with powders such as ceramics, which shows great promise. Research has shown that different powder-filled UV-curable resins can theoretically be used to manufacture highly loadable parts and tools. In general, the stiffness, wearing resistance, and thermal and chemical resistance of the composite are higher than those of the pure resin.
Mechanism of UV Bonding
Two components are present in the UV-curing resin. One is the basic oligomer and the other is the photoinitiator. The key characteristic of the photoinitiator is that it will not react with the resin by itself; the photoinitiator must absorb ultraviolet light before anything can happen (i.e. change of physical properties). When the UV light is delivered, the photoinitiator will undergo a chemical reaction and produce some by-products that cause the adhesive to harden. Figure 8.1 shows the principle of the reaction.

Figure 8.1.
Reaction of UV curing process.
Figure options
For the photoinitiator to react correctly, it must be exposed to light of the correct wavelength and of sufficient intensity. Otherwise, the chemical reaction will not happen, or it may not happen completely, resulting in poor or inconsistent adhesive performance. Compared with the thermosetting resin, this chemical reaction converts the resin from a liquid to a solid as a result of an increase in molecular weight, without the volatilizing. From this principle, the use of UV-curing resin has many benefits to product manufacturers.
1.
Short process of solidifying: It needs only a few seconds or minutes to finish the process of solidifying.
2.
Process consistency and flexibility without large field and equipment.
3.
Reduced environmental considerations: Almost no organic dissolvent results from the use of UV-curing resin.
4.
Less energy consumed: In comparison to the heat-solidifying process, this process could save about 90% of energy.
These advantages suggest that in the near future UV-curing resin will replace thermosetting resin and become the new bonding agent in the manufacture of thinner oligomer abrasive tools.
Mechanical Bonding
The bonding strength of abrasives is related to the efficiency of cutting tools and life of abrasive tools. The bonding mechanism of the UV-curing process is different from the conventional thermoset process, and many theories have been developed to explain the process of bonding in adhesive structures. Individually, each of these theories is inadequate to describe the complete process of bonding in most situations. However, each theory contributes an understanding of the overall process of bonding and, therefore, is important. Figure 8.2 illustrates the five predominant mechanisms of adhesion.

Figure 8.2.
Adhesion mechanisms.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทที่ 8 – ทรยศ/ตักของเครื่องเคลือบด้วย UV ถูกผูกมัดเพชรล้อ• Qiuyun หวง * • Lei กัว * • Ioan D. Marinescu† ดูเพิ่มเติมdoi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00010-8ได้รับสิทธิและเนื้อหา________________________________________บทคัดย่อในกระบวนการปกติซัด ซัดประสิทธิภาพถูกจำกัดเนื่องจากกลไกการขัดถูที่แสดงเป็นขัดถูร่างกาย 3 เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและผิว กระบวนการบดหรือทรยศ/ตักดีเป็นการนำเสนอ และศึกษาในงานวิจัยนี้ ก่อนอื่น มีการตรวจสอบคุณสมบัติวัสดุของอัลตราไวโอเลตรักษายางและส่วนผสม และเลือกชุดที่เหมาะสมของเรซินและไดมอนด์ abrasive นอกจาก kinematics ทรยศ/ตักถูกวิเคราะห์เพื่อศึกษาอิทธิพลของประสิทธิภาพการทำงานของล้อยางถูกผูกมัด นอกจากนี้ ตามผลการทดลองวิเคราะห์ กลไกสำหรับกระบวนการทรยศ/ตักถูกนำเสนอ และถือว่าเป็นธรรมดาบด และเคลื่อนตัวสู่กระบวนการ ในที่สุด สองวิธีในการเพิ่มประสิทธิภาพของล้อได้ดำเนินการ และมีการเปรียบเทียบผลคำสำคัญ•ยางรักษารังสีอัลตราไวโอเลต • kinematics ของดี •ทรยศ/ตัก________________________________________8.1 บทนำAbrasive กระบวนมีการจ้างงานในอุตสาหกรรมผลิตในกว่าศตวรรษ และสามารถติดตามต้นกำเนิดกลับไปครั้งยุคหินใหม่ บด ซัดสาด และขัดมากจัดทำขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบ และแอพลิเคชันของการตัดเฉือนเทคโนโลยีเพื่อให้บรรลุคุณภาพและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับบด ซัดสาด และขัดได้เหมือนกระบวนการที่ผิวดี ความถูกต้องสูงมิติ เรียบ และ subsurface เสียน้อยที่สุดได้ มีการใช้เทคนิคเหล่านี้ในออปติคัลเลนส์ สารกึ่งตัวนำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมบนความหลากหลายของวัสดุ จากซิลิคอน แก้ว เซรามิกโลหะและโลหะผสมของพวกเขา ซัดสาด เป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญที่สุดในพื้นผิวเสร็จสิ้น ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากในอุตสาหกรรมเซรามิก [1]ตอนซัดแบบดั้งเดิมจะขึ้นอยู่กับกระบวนการสารละลาย และธัญพืช abrasive ถูกย้ายได้อย่างอิสระในกระบวนการ ปัญหาสำคัญปกติกระบวนการซัดจะกระจายน้ำสม่ำเสมอระหว่างผัดซัดและเทคโนโลยีได้รับการ ระหว่างซัด ซัดแผ่นจะนุ่ม และรูขุมขนเติมชิปและแผ่นวัสดุ ขนส่งสารละลายไปและเศษขยะจากเทคโนโลยีพื้นผิวจะถูกลดลง ซึ่งเรียกว่าปรากฏการณ์กระจก เป็นผลให้ เอาวัสดุอัตราและเครื่องจักรกลประสิทธิภาพจะลดลง นอกจากนี้ การจัดการน้ำและการกำจัดเป็นปัญหาที่ควรพิจารณาสำหรับปกติซัดสาด [2]มีการพัฒนาอย่างมากและความก้าวหน้าโดดเด่นในวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีชิ้นใหม่ ๆ ต้องบรรลุคุณภาพและประสิทธิภาพ ดังนั้น กระบวนการใหม่ซัดเรียกว่าทรายคงซัดสาดปรากฏเมื่อเร็ว ๆ นี้ [3] ทรายซัดสาด หรือที่เรียกว่าดีคัฟหรือทรยศ/ตัก ถูกแรกเสนอ โดย Gatzen [4] ในเวลาต่อมา วิจัยโดย Choi และเพื่อนร่วมงาน กระบวนการแผ่นทราย-thermocurable ใช้เพื่อให้บรรลุการระดับซับไมครอนระดับไมครอน [5] Tomita และเพื่อนร่วมงานศึกษาพัฒนาวัสดุใหม่ยึดสำหรับถาวรการกัดกร่อนของหิน และกระบวนการใหม่ที่นำเสนอ โดยใช้เครื่องซัดฝั่งคู่กับหินบด [6]ล่าสุด นักวิจัยตรวจสอบการใช้รังสีอัลตราไวโอเลตรักษายางในการประดิษฐ์เครื่องมือ abrasive ตั้งแต่ 1968 เมื่อเยอรมันที่ทำ commercialized ครั้งแรก [7] ยางไม้รักษารังสีอัลตราไวโอเลต รังสีอัลตราไวโอเลตรักษา เทคโนโลยีต้นแบบรวดเร็วมีพัฒนาอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นหนึ่งในเทคนิคขั้นสูงสุดในอุตสาหกรรมการผลิต ทานากะและเพื่อนร่วมงานที่นำเสนอวิธีการพัฒนาล้อบดยางหาย ในขณะที่คนอื่นศึกษา abrasive เครื่องมือต่าง ๆ โดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลตรักษายาง [8], [9], [10] [11] และ8.2 การเทคนิคงาน UVรังสียูวีรักษายางยูวีที่ใช้ในการผลิตเทคโนโลยีสามารถติดตามกลับไปช่วงต้นทศวรรษ 1950 วิศวกรชาวอเมริกันใช้เทคโนโลยีของแสงที่แข็งตัวจะทำให้กระดานพิมพ์ ด้วย UV บ่มเรซิน ใน 20 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยมีพัฒนาเทคโนโลยีผลิตภาพถ่าย ในงานต่าง ๆ และ ด้วย UV บ่มยางในเขตข้อมูลต้นแบบอย่างรวดเร็ว ขึ้นรูปวัสดุ รักษาพยาบาล และผลิตไมโคร ได้รับการพัฒนาชนิดของเรซิ่นแข็งตัว UV มีคุณสมบัติแตกต่างกันในงานวิจัยนี้ สองชนิด UV รักษาเรซิ่นและน้ำยาผสมของพวกเขาจะถูกประเมินตามคุณสมบัติทางกลของเครื่องมือ abrasive ชนิดแรกของกาวเป็นวัสดุที่ใช้อีพ๊อกซี่ ในขณะที่บางคนใช้อีพ๊อกซี่ระยะโดยอ้างถึงวิศวกรรมเรซิ่นทั้งหมดประสิทธิภาพสูง อีพ๊อกซี่มีความหมายค่อนข้างเฉพาะภายในโลกกาว ที่สองคือ การใช้อะคริลิ UV รักษายางที่เราจะสอบได้เนื่องจากมันแตกต่างจากใช้อีพ๊อกซี่เรซิ่นอีพ๊อกซี่เรซินเป็นหนึ่งในวัสดุพลาสติก stiffest ในกระบวนการบ่ม UV เรซิ่นอีพ็อกซี่ใช้กลไกบ่มผิวตัวเร่งปฏิกิริยา เศษเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาของ photoinitiator ที่แสงยูวีได้ หนึ่งสัจจะนี้เป็นที่บ่มแดดอีพ๊อกซี่เรซิ่นแสดงความสามารถพิเศษ วัสดุที่ไม่ตรงสัมผัสกับแสง UV จะแก้ในที่สุด ซึ่งอาจเป็นสัญญายังไม่เสร็จสิ้นบ่มผิวปัญหาเกี่ยวข้องกับทรายทนทานต่อแสง UV ประโยชน์อื่นเพื่อใช้ตามอีพ๊อกซี่เรซิ่นเป็นพวกเขาจะแก้ไข โดยการผสมกับสารอื่น ซึ่งอาจสร้างศักยภาพที่ดีสำหรับการประชุมความต้องการพิเศษของ abrasive ทำยางอะครีลิค ยูวีรักษายางสุดอาละวาดใช้ ผลจากเคมีที่แตกต่างและ photoinitiator กว่าความ epoxies ชนิดอื่น การบ่มของเรซิ่นอะครีลิคเป็นกลไกอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระที่ผลิต โดย photoinitiator เมื่อมันสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตาม มีใช้อนุมูลอิสระในกาวที่แข็งตัวกระบวนการ เพื่อให้เรซิ่นอะครีลิคสามารถรักษาที่ส่งแสง UV เท่านั้น อย่างน้อยหนึ่งคอมโพเนนต์กำลังถูกผูกมัดต้องโปร่งใส UV บางส่วน บ่อยขึ้นดำเนินการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติในเรซิ่นอะครีลิคระดับเคมี ผ่านการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดหรือการผสมกับเรซิ่นฐานอื่น ๆ คุณสมบัติที่หลากหลายสามารถนำไปใช้ประโยชน์ ทนต่อแรงกระแทก insensitivity ผิว ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม และคนอื่น ๆในความเป็นจริง ไม่กี่ชนิดของเรซิ่น UV รักษาบริสุทธิ์ใช้เป็นคอนกรีตเนื่องจากลักษณะของคอมโพสิตสูงจำเป็น อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของวัสดุคอมโพสิตบ่งชี้ว่า จะสามารถพัฒนาวัสดุดังกล่าวส่วนใหญ่ใช้ระยะแรก ๆ ของเทคโนโลยีต้นแบบรวดเร็วในการผลิตต้นแบบสำหรับการตรวจสอบออกแบบด่วนหรือแบบตัวอย่างในช่วงต่ำสุดของฟังก์ชัน ต้นแบบเหล่านี้ให้ความประทับใจแรกของคุณสมบัติของส่วน ต้นแบบงานในช่วงทั้งหมดของคุณสมบัติของส่วนที่ไม่สามารถสร้างขึ้น ด้วยกระบวนการบ่มแดดเนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุจำกัด อย่างไรก็ตาม มีหลายโอกาสหนุนเรซิ่น ที่จะเติมในยางผงเช่นเซรามิก ซึ่งแสดงสัญญาที่ดี งานวิจัยได้แสดงว่า การอื่นเติมผง UV รักษาเรซิ่นครั้งแรกราคาสามารถใช้ในการผลิตสูง loadable อะไหล่และเครื่องมือ ทั่วไป ความแข็ง สวมใส่ความต้านทาน และต้านทานความร้อน และสารเคมีของคอมโพสิตนั้นสูงของเรซิ่นแท้กลไกของงาน UVส่วนที่สองอยู่ในยางบ่มแดด หนึ่งคือยับยั้งพื้นฐาน และอื่น ๆ ได้ photoinitiator ลักษณะสำคัญของการ photoinitiator คือ ว่า มันจะไม่ทำปฏิกิริยากับยางไม้ ด้วยตัวเอง photoinitiator ต้องดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตก่อนเดิมพัน (เช่นการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางกายภาพ) เมื่อส่งแสง UV, photoinitiator จะรับปฏิกิริยาเคมี และผลิตบางสินค้าพลอยได้ที่ทำให้กาวจะเริ่ม รูปที่ 8.1 แสดงหลักการของปฏิกิริยา รูปที่ 8.1 การ ปฏิกิริยาของกระบวนการยูวีตัวเลือกรูปสำหรับ photoinitiator การตอบสนองอย่างถูกต้อง มันต้องได้สัมผัสกับแสงความยาวคลื่นที่ถูกต้อง และความเพียงพอ มิฉะนั้น ปฏิกิริยาเคมีจะไม่เกิดขึ้น หรือมันอาจไม่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ เกิดประสิทธิภาพกาวไม่ดี หรือไม่สอดคล้อง เมื่อเทียบกับยางเทอร์โมเซตติง ปฏิกิริยาเคมีนี้แปลงยางไม้จากของเหลวเป็นของแข็งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักโมเลกุล โดย volatilizing จากหลักการนี้ การใช้ยางแข็งตัว UV มีประโยชน์มากกับผู้ผลิตผลิตภัณฑ์1กระบวนการแข็งตัวระยะสั้น: ต้องเพียงไม่กี่วินาทีหรือนาทีเพื่อเสร็จสิ้นกระบวนการแข็งตัว2ความสอดคล้องของกระบวนการและมีความยืดหยุ่นไม่ มีเขตข้อมูลขนาดใหญ่และอุปกรณ์3พิจารณาสิ่งแวดล้อมลดลง: แทบไม่ dissolvent อินทรีย์ผลจากการใช้ยางแข็งตัว UV4น้อยกว่าพลังงานที่ใช้: โดยความร้อนแข็งตัวกระบวนการ ขั้นตอนนี้สามารถบันทึกประมาณ 90% ของพลังงานได้ข้อดีเหล่านี้แนะนำว่า ยางบ่ม UV ในอนาคตอันใกล้จะเปลี่ยนยางเทอร์โมเซตติง และกลายเป็น น้ำยาประสานใหม่ในการผลิตเครื่องมือ abrasive ยับยั้งบางงานเครื่องจักรกลแรงงานของ abrasives เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของเครื่องมือตัดและชีวิตของ abrasive ระบบงานของกระบวนการบ่มแดดจะแตกต่างจากกระบวนการเทอร์โมธรรมดา และหลายทฤษฎีได้รับการพัฒนาเพื่ออธิบายกระบวนการของงานในโครงสร้างของกาว แต่ละ แต่ละทฤษฎีเหล่านี้จะไม่เพียงพอเพื่ออธิบายกระบวนการทำงานในสถานการณ์ส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม แต่ละทฤษฎีสนับสนุนความเข้าใจของกระบวนการโดยรวมของงาน และ ดังนั้น มีความสำคัญ รูปที่ 8.2 แสดงกลไกกันห้าของการยึดเกาะ รูปที่ 8.2 กลไกการยึดเกาะ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทที่ 8 - บด / ตักของเซรามิกที่มี UV-คลังสินค้าทัณฑ์บนเพชรล้อ
• Qiuyun Huang *
• Lei Guo *
•อีวอน D. Marinescu †
แสดงมากขึ้น
ดอย: 10.1016 / B978-1-4557-7858-4.00010-8
รับสิทธิและ เนื้อหา
________________________________________
บทคัดย่อ
ในกระบวนการขัดธรรมดาประสิทธิภาพขัดที่มี จำกัด เนื่องจากกลไกการขัดถูที่จะแสดงเป็นรอยขีดข่วนสามตัว เพื่อที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพและพื้นผิว, ปรับบดหรือบด / กระบวนการตักมีการเสนอและการศึกษาในการวิจัยครั้งนี้ แรกของทุกคุณสมบัติของวัสดุเรซินอัลตราไวโอเลต-รักษาและส่วนผสมที่ได้รับการตรวจสอบและการรวมกันที่ดีที่สุดของเรซินและขัดเพชรได้รับการคัดเลือก นอกจากนี้จลนศาสตร์ของบด / ตักวิเคราะห์เพื่อศึกษาอิทธิพลที่มีต่อผลการดำเนินงานของเรซินล้อถูกผูกมัด นอกจากนี้จากการวิเคราะห์ผลการทดลองกลไกสำหรับกระบวนการบด / ตักเสนอและมันถือเป็นการรวมกันของการบดธรรมดาและขั้นตอนการขัด ที่ล่าสุดสองวิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของล้อได้ดำเนินการและผลที่ได้มาเปรียบเทียบ.
คำ
•เรซินรักษารังสีอัลตราไวโอเลต;
•จลนศาสตร์ของปรับบด;
•บด / ตัก
________________________________________
8.1 บทนำ
กระบวนการขัดได้รับการว่าจ้างในการผลิตในอุตสาหกรรมมานานกว่าศตวรรษและที่มาจะได้รับการตรวจสอบกลับไปยุคครั้ง บด, ขัดและขัดได้รับการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญในศตวรรษที่ยี่สิบและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเครื่องจักรกลเพื่อให้บรรลุที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับบด, ขัดและขัดกระบวนการที่คล้ายกันโดยที่ผิวดีมีความแม่นยำสูงมิติความเรียบและความเสียหายดินน้อยที่สุดจะได้รับ เทคนิคเหล่านี้มีการใช้ในเลนส์, เซมิคอนดักเตอร์และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงกว้างของวัสดุจากซิลิกอน, แก้ว, เซรามิกและโลหะและโลหะผสมของพวกเขา ขัดเป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญที่สุดในการตกแต่งพื้นผิวได้มากขึ้นและมีความสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมเซรามิก [1].
ขั้นตอนการขัดแบบดั้งเดิมจะขึ้นอยู่กับกระบวนการสารละลายและธัญพืชขัดสีจะถูกย้ายได้อย่างอิสระในกระบวนการ ปัญหาที่สำคัญสำหรับการชุมนุมกระบวนการขัดคือการได้รับการจัดจำหน่ายสารละลายเครื่องแบบระหว่างแผ่นขัดและชิ้นงาน ระหว่างขั้นตอนการขัดแผ่นขัดกลายเป็นรูขุมขนเรียบเนียนและเต็มไปด้วยชิปและวัสดุแผ่น การขนส่งของสารละลายและเศษซากจากพื้นผิวชิ้นงานจะลดลงซึ่งเรียกว่าปรากฏการณ์กระจก เป็นผลให้อัตราการกำจัดวัสดุและเครื่องจักรกลที่มีประสิทธิภาพจะลดลง นอกจากนี้การจัดการและการกำจัดสารละลายเป็นปัญหาที่ควรได้รับการพิจารณาสำหรับการขัดธรรมดา [2].
กับการพัฒนาขนาดใหญ่และโดดเด่นในความคืบหน้าของวัสดุศาสตร์เทคโนโลยีเครื่องจักรกลที่ทันสมัยเพื่อให้บรรลุความต้องการที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพ ดังนั้นขั้นตอนใหม่ที่เรียกว่าขัดขัดขัดคงปรากฏเมื่อเร็ว ๆ นี้ [3] ขัดขัดคงยังเป็นที่รู้จักปรับบดหรือบด / ตักถูกเสนอครั้งแรกโดย Gatzen [4] ต่อมาในการวิจัยโดยชอยและเพื่อนร่วมงาน thermocurable กระบวนการแผ่นขัดคงถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดพื้นผิวที่ขรุขระ submicron ระดับ [5] โทมิตะและเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาการพัฒนาวัสดุพันธะใหม่สำหรับขัดคงบดหินและนำเสนอกระบวนการใหม่โดยใช้เครื่องสองด้านทับด้วยหินบด [6].
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยตรวจสอบการใช้งานของยางอัลตราไวโอเลต-รักษาได้ในการผลิตของ เครื่องมือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน นับตั้งแต่ปี 1968 เมื่อเยอรมันเรซินอัลตราไวโอเลต-รักษาได้ในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรก [7], อัลตราไวโอเลตหายเทคโนโลยีต้นแบบรวดเร็วได้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและกลายเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ทันสมัยที่สุดในอุตสาหกรรมการผลิต ทานากะและเพื่อนร่วมงานที่นำเสนอวิธีการที่จะพัฒนาล้อบดกับเรซินหายขณะที่คนอื่นศึกษาเครื่องมือขัดที่แตกต่างกันโดยใช้เรซินอัลตราไวโอเลต-รักษาได้ [8] [9] [10] และ [11].
8.2 เทคนิคพันธะยูวี
ยูวีรักษาได้เรซิ่น
เทคโนโลยี UV บ่มใช้ในการผลิตสามารถตรวจสอบกลับไปช่วงต้นทศวรรษ 1950 วิศวกรชาวอเมริกันใช้เทคโนโลยีของแสงแข็งตัวเพื่อให้คณะกรรมการการพิมพ์ด้วยเรซินยูวีบ่ม ในอดีต 20 ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตภาพในการใช้งานต่าง ๆ และด้วยการประยุกต์ใช้เรซินยูวีบ่มในด้านของการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ววัสดุปั้น, การรักษาพยาบาลและการผลิตขนาดเล็ก ชนิดต่างๆของเรซินยูวีบ่มด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกันได้รับการพัฒนา.
ในงานวิจัยนี้ทั้งสองประเภทของเรซินยูวีรักษาได้และสารผสมของพวกเขาจะได้รับการประเมินตามคุณสมบัติทางกลของเครื่องมือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ชนิดแรกของกาวเป็นวัสดุที่ใช้อีพ็อกซี่ ในขณะที่บางคนใช้คำว่าอีพ็อกซี่โดยทั่วไปจะหมายถึงทั้งหมดที่มีประสิทธิภาพสูงเรซินวิศวกรรมอีพ็อกซี่มีความหมายที่เฉพาะเจาะจงมากในโลกกาว ประการที่สองคือเรซินยูวีอะคริลิรักษาได้ตามที่เราจะสอบเพราะมันแตกต่างจากอีพ็อกซี่เรซิ่นที่ใช้.
อีพ็อกซี่เรซิ่นเป็นหนึ่งใน stiffest วัสดุพลาสติก ในกระบวนการยูวีบ่มเรซินอีพอกซี่ใช้กลไกการบ่มเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาของ photoinitiator กับแสงยูวี หนึ่งผลมาจากการนี้ก็คือว่ารังสียูวีบ่มเรซินอีพอกซี่แสดงความสามารถพิเศษ วัสดุที่ไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับแสงยูวีจะรักษาในที่สุดซึ่งอาจจะมีแนวโน้มสำหรับปัญหาการบ่มค้างที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานของขัดกับแสงยูวี ประโยชน์จากการใช้อีพ็อกซี่เรซิ่นที่ใช้ก็คือพวกเขาจะแก้ไขได้อย่างง่ายดายโดยการผสมพวกเขาด้วยสารเติมแต่งที่แตกต่างกันซึ่งอาจจะสร้างศักยภาพที่ดีสำหรับตอบสนองความต้องการพิเศษของการทำเครื่องมือขัด.
คริลิคเรซินมากที่สุดอย่างดุเดือดใช้เรซินยูวีรักษาได้ผลจาก คุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงและประเภทที่แตกต่างกันของ photoinitiator กว่า epoxies บ่มเรซินอะคริลิเป็นกลไกของอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระที่มีการผลิตโดย photoinitiator เมื่อมีการสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตามอนุมูลอิสระที่มีการบริโภคในกระบวนการบ่มกาวเพื่อให้คริลิคเรซินสามารถรักษาแสงยูวีที่มีการจัดส่ง อย่างน้อยหนึ่งในองค์ประกอบที่ถูกผูกมัดต้องเป็นรังสียูวีโปร่งใสในระดับหนึ่ง การปรับเปลี่ยนคุณสมบัติในคริลิคเรซินจะดำเนินการมากขึ้นมักจะอยู่ในระดับเคมี, ผ่านการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดหรือการรวมกันด้วยเรซินฐานอื่น ๆ หลากหลายของคุณสมบัติสามารถนำไปใช้รวมทั้งทนต่อแรงกระแทกไม่รู้สึกพื้นผิวทนต่อสิ่งแวดล้อมและอื่น ๆ .
ในความเป็นจริงไม่กี่ชนิดเรซินบริสุทธิ์รักษารังสียูวีที่ใช้เป็นตัวแทนพันธะเพราะลักษณะสูงคอมโพสิตจะต้อง แต่ทฤษฎีของวัสดุคอมโพสิตที่แสดงให้เห็นว่ามันเป็นไปได้ที่จะพัฒนาวัสดุดังกล่าว.
ในช่วงเริ่มต้นของเทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตต้นแบบสำหรับการตรวจสอบอย่างรวดเร็วของการออกแบบหรือต้นแบบที่มีช่วงของการทำงานต่ำ ต้นแบบเหล่านี้ให้ความประทับใจแรกของคุณสมบัติเป็นส่วนหนึ่งของ ต้นแบบการทำงานอย่างเต็มที่กับทั้งช่วงของคุณสมบัติของส่วนหนึ่งไม่สามารถสร้างขึ้นด้วยกระบวนการยูวีบ่มเพราะคุณสมบัติของวัสดุที่ จำกัด อย่างไรก็ตามโอกาสมากมายที่จะเสริมสร้างเม็ดอยู่ซึ่งหนึ่งในนั้นคือการเติมเรซินที่มีผงเช่นเซรามิกซึ่งแสดงให้เห็นสัญญาที่ดี มีงานวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าผงที่เต็มไปด้วยเรซิน UV-รักษาที่แตกต่างกันในทางทฤษฎีสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ใส่ได้สูงและเครื่องมือ โดยทั่วไปความมั่นคงสวมความต้านทานและความต้านทานความร้อนและทางเคมีของคอมโพสิตที่มีสูงกว่าเรซินบริสุทธิ์.
กลไกการติด UV
สององค์ประกอบที่มีอยู่ในเรซินยูวีบ่ม หนึ่งคือ oligomer ขั้นพื้นฐานและอื่น ๆ ที่เป็น photoinitiator ลักษณะที่สำคัญของ photoinitiator ก็คือว่ามันจะไม่ทำปฏิกิริยากับเรซินด้วยตัวเอง; photoinitiator ต้องดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตก่อนที่อะไรจะเกิดขึ้น (เช่นการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางกายภาพ) เมื่อแสงยูวีจะถูกส่ง, photoinitiator จะได้รับปฏิกิริยาทางเคมีและผลิตบางส่วนโดยผลิตภัณฑ์ที่ก่อให้เกิดกาวจะแข็ง รูปที่ 8.1 แสดงให้เห็นถึงหลักการของการเกิดปฏิกิริยา. รูปที่ 8.1. ปฏิกิริยาของกระบวนการบ่ม UV. เลือกรูปสำหรับ photoinitiator ที่จะตอบสนองได้อย่างถูกต้องจะต้องมีการสัมผัสกับแสงความยาวคลื่นที่ถูกต้องและเพียงพอของความรุนแรง มิฉะนั้นปฏิกิริยาทางเคมีจะไม่เกิดขึ้นหรืออาจไม่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ผลในประสิทธิภาพของกาวที่ไม่ดีหรือไม่สอดคล้องกัน เมื่อเทียบกับยางเทอร์โมปฏิกิริยาเคมีนี้แปลงจากเรซินเหลวที่จะแข็งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักโมเลกุลโดยไม่ระเหย จากหลักการนี้ใช้เรซินยูวีบ่มมีประโยชน์มากมายให้กับผู้ผลิตสินค้า. 1. กระบวนการสั้นแข็งตัว: มันต้องมีเพียงไม่กี่วินาทีหรือนาทีเพื่อเสร็จสิ้นกระบวนการของการแข็งตัว. 2. ความสอดคล้องในกระบวนการและความยืดหยุ่นโดยไม่ต้องมีขนาดใหญ่และสนาม . อุปกรณ์3. ลดการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม: เกือบจะไม่มีผล dissolvent อินทรีย์จากการใช้เรซินยูวีบ่ม. 4. พลังงานน้อยกว่าการบริโภค: เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการความร้อนแข็งตัวกระบวนการนี้จะสามารถประหยัดประมาณ 90% ของพลังงาน. ข้อดีเหล่านี้ขอแนะนำ ว่าในที่อยู่ใกล้เรซินยูวีบ่มในอนาคตจะเปลี่ยน thermosetting เรซินและกลายเป็นตัวแทนพันธะใหม่ในการผลิตทินเนอร์โอลิโกเครื่องมือขัด. วิศวกรรมพันธะแข็งแรงพันธะของการกัดกร่อนที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของเครื่องมือตัดและชีวิตของเครื่องมือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน พันธะกลไกของกระบวนการบ่ม UV-จะแตกต่างจากกระบวนการ thermoset ธรรมดาและทฤษฎีจำนวนมากได้รับการพัฒนาเพื่ออธิบายขั้นตอนของพันธะในโครงสร้างกาว ที่เป็นเอกลักษณ์ของแต่ละทฤษฎีเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะอธิบายขั้นตอนที่สมบูรณ์ของพันธะในสถานการณ์ส่วนใหญ่ แต่ทฤษฎีแต่ละก่อให้เกิดความเข้าใจในกระบวนการโดยรวมของพันธะและดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญ รูปที่ 8.2 แสดงให้เห็นถึงห้ากลไกหลักของการยึดเกาะ. รูปที่ 8.2. กลไกการยึดติด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทที่ 8 –บด / ตักของเซรามิกกับ UV ผูกมัดเพชรล้อ
- qiuyun หวง *
-
* เล่ยก๊วย , - ไอออน D . marinescu ภีษมะ

ดอย : แสดงเพิ่มเติม 10.1016 / b978-1-4557-7858-4.00010-8
ได้รับสิทธิและเนื้อหา


________________________________________ บทคัดย่อในระบบกระบวนการขัด , ขัดประสิทธิภาพเนื่องจากการ จำกัด กลไกที่แสดงเป็นสามร่างการเสียดสีเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและพื้นผิวเสร็จ ปรับบดหรือป่น / ตักกระบวนการเสนอและศึกษาในงานวิจัยนี้ ครั้งแรกของทั้งหมด คุณสมบัติของวัสดุเรซิน และ ส่วนผสมของ UV curable ตรวจสอบและการรวมกันที่เหมาะสมของเรซิน และ เพชร abrasive คือเลือก นอกจากนี้จลนศาสตร์ของการบด / ตักมาวิเคราะห์เพื่อศึกษาอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของเรซินบอนด์ล้อ นอกจากนี้ จากการวิเคราะห์ผลการทดลอง กลไกและกระบวนการบด / ตักถูกเสนอ และมันถือเป็นการบดและขัดแบบกระบวนการ ในที่สุด สองวิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพของล้อได้ทดลองและเปรียบเทียบ .
คำสำคัญ
- รังสีอัลตราไวโอเลตรักษาได้ยาง ;
- ลักษณะดีคัฟ ;
-
________________________________________ ตักบด /
1 . กระบวนการขัดบทนำ
มีการจ้างงานในอุตสาหกรรมผลิตมานานกว่าศตวรรษและที่มาสามารถ traced กลับไปที่ยุคครั้ง บด , ขัดและขัด อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเครื่องจักรกลเพื่อให้บรรลุคุณภาพสูงและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับการบด , ขัดและขัดมีลักษณะกระบวนการที่ละเอียดถูกต้องสูง - มิติความเรียบพื้นผิว และความเสียหายของดินน้อยที่สุด สามารถรับ เทคนิคเหล่านี้ถูกใช้ในเลนส์ , เซมิคอนดักเตอร์ ,และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในช่วงกว้างของวัสดุจากซิลิคอน แก้ว และเซรามิกโลหะและโลหะผสมของพวกเขา ขัดเป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญที่สุดในการตกแต่งผิวได้มากขึ้นและที่สำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมเซรามิก [ 1 ] .
แบบขัดขั้นตอนตามกระบวนการเสีย และเม็ดขัดจะเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระในกระบวนการปัญหาหลักสำหรับทั่วไปที่กระทบกระบวนการจะได้รับเครื่องแบบเสียระหว่างพันธมิตรฯ และการขัดชิ้นงาน ในระหว่างกระบวนการขัด , แผ่นขัดจะเรียบ และรูขุมขนเติมชิปและวัสดุแผ่น การขนส่งของเสียและเศษซากจากผิวชิ้นงานจะลดลง ซึ่งเรียกว่าการเคลือบปรากฏการณ์ ผลอัตราการกำจัดวัสดุและเครื่องจักร ประสิทธิภาพจะลดลง นอกจากนี้ การจัดการน้ำและการจัดการปัญหาที่ควรพิจารณาปกติ ขัด [ 2 ] .
ด้วยการพัฒนาขนาดใหญ่และโดดเด่นความก้าวหน้าในวิทยาศาสตร์วัสดุ เทคโนโลยีการแปรรูปที่ทันสมัยเพื่อให้บรรลุความต้องการที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพ ดังนั้นใหม่ที่เรียกว่ากระบวนการซ่อมขัดขัดขัดปรากฏเมื่อเร็ว ๆนี้ [ 3 ] ซ่อม ขัด ขัด หรือที่เรียกว่าบดละเอียดหรือบด / ตักแรกที่เสนอโดย gatzen [ 4 ] ต่อมาในการวิจัย โดย ชอย และ เพื่อนร่วมงาน กระบวนการแก้ไข thermocurable แผ่นขัดที่ใช้เพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนแปลงระดับพื้นผิวขรุขระ [ 5 ]โทมิตะ และเพื่อนร่วมงานศึกษาการพัฒนาวัสดุใหม่เชื่อมคงที่เชี่ยวบดหินและเสนอกระบวนการใหม่โดยใช้สองด้านเครื่องบดหินห่อหุ้มด้วย [ 6 ] .
เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยได้ศึกษาการใช้รังสีรักษาได้เรซินในการประดิษฐ์เครื่องมือ abrasive ตั้งแต่ปี 1968