專利名稱：涂敷或粘結(jié)研磨制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用來制造研磨制品的快速加工(tooling)系統(tǒng)和方法。 背景研磨制品，例如涂敷的磨料和粘結(jié)的磨料在各種工業(yè)中用于對工件進(jìn)行精 研、研磨或拋光之類的機(jī)械加工。使用研磨制品進(jìn)行的機(jī)械加工涉及許多工業(yè)， 從光學(xué)器件工業(yè)、車漆修復(fù)工業(yè)到金屬制造工業(yè)。在這些例子中，制造企業(yè)在每個業(yè)務(wù)周期中都要耗用大量的研磨制品。在常規(guī)的業(yè)務(wù)周期中，研磨制品消費(fèi)者從磨料制造商處訂購了大量的研磨 制品。磨料制造商使用選定的粒度和粘合材料分批制造研磨制品。磨料制造商 接下來可能制造具有不同粒度和粘合材料的另一批研磨制品。通常，難以徹底清潔研磨制品制造設(shè)備，以防止具有特定粒度的一批材料 被之前的批次中使用的顆粒污染。當(dāng)粗磨粒污染了細(xì)磨粒批料的時候，使用所 述被污染的細(xì)粒磨料批料會在被拋光或研磨的表面上造成劃痕或瘢痕。因此， 磨料制造商極力注意限制研磨制品批料的交叉污染，以免造成成本升高。另外，消費(fèi)者是分批訂購的。需求量大的使用者如果分批訂購，在收到一 批研磨制品之后，就會占用大量的流動資金，還會帶來儲存問題和物流問題, 并伴有預(yù)期研磨制品用量方面的問題。如果研磨制品的用量被低估，消費(fèi)者購 買的研磨制品就不夠用，從而造成生產(chǎn)和收益的損失。另外，用來制造研磨制品的常規(guī)方法會產(chǎn)生過量的廢物，而且研磨制品所 能夠形成的形狀和結(jié)構(gòu)也受到限制。例如，當(dāng)涂敷的磨料需要具有特定的輪廓 的時候，對涂敷有磨料的片材進(jìn)行切削以適應(yīng)所述輪廓，會剩下很多未用的廢料。當(dāng)制造粘結(jié)的研磨制品的時候，常規(guī)的方法使用模塑法，該模塑法包括(i)制備一批漿液，(ii)將所述漿液倒入模具中，(iii)對所述漿液進(jìn)行壓制并使其固 化，(iv)脫模，(v)修整至最終的尺寸。為了確保最終的粘結(jié)的研磨制品不低于目 標(biāo)尺寸，在制造過程中使各參數(shù)過量。例如，使?jié){液過量以確保模具被完全填
滿。另外，模具通常大于最終的尺寸，在修整操作中將粘結(jié)的研磨制品修整至 最終的尺寸。因此，在涂敷磨料和粘合磨料的制造方法中，為了制造最終的研 磨制品，都會浪費(fèi)材料和采用額外的費(fèi)時的步驟。因此，除了改進(jìn)研磨制品的制造工藝和系統(tǒng)外,工業(yè)上仍然不斷需要新的研 磨制品，包括粘結(jié)的和涂敷的研磨制品。例如，現(xiàn)有的制造技術(shù)限制了研磨制 品的構(gòu)造，對于設(shè)計的磨料和粘結(jié)磨料，通常的研磨結(jié)構(gòu)限于易于從模具分離 的結(jié)構(gòu)，例如圓錐形或角錐形結(jié)構(gòu)。從上文應(yīng)能很清楚地看出，磨料工業(yè)應(yīng)需要改進(jìn)制造技術(shù)和追求新的研磨 制品結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容在一個特殊的實(shí)施方式中，涂敷的研磨制品包括基板和圖案化的研磨結(jié)構(gòu) 組。圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組中的每個研磨結(jié)構(gòu)都具有設(shè)計的微特征。在另一個實(shí)施方式中，研磨制品包括具有差的脫模輪廓的外表面。 在另一個實(shí)施方式中，研磨制品包括多個圖案化的層。在多個圖案化的層 的一個層中，第一區(qū)域具有第一組成，第二區(qū)域具有不同于所述第一組成的第 二組成。附圖簡述參照附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更清楚地理解本發(fā)明，了解本發(fā)明的大量 特征和優(yōu)點(diǎn)。

圖1和圖2顯示了用來快速加工研磨制品的示例性浸漬系統(tǒng)。 圖3、 4和5顯示了用來制造研磨制品的示例性印刷系統(tǒng)。 圖6和圖7顯示了用來快速加工研磨制品的系統(tǒng)中的示例性料筒。 圖8， 9， 10， 1，12, 13， 14, 15， 16, 17, 18和19顯示了示例性的研磨制品。 圖20和21顯示了用來制造研磨制品的示例性方法的流程圖。 在不同的附圖中，使用相同的標(biāo)號來表示類似的或相同的對象。優(yōu)選實(shí)施方式在一個具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種制造研磨制品的系統(tǒng)，例如固 體自由成形制造系統(tǒng)(solid free form manufacturing system)和快速加工系統(tǒng)。該
系統(tǒng)包括計算電路、料筒和生產(chǎn)面(productionsurface)。所述料筒以可拆除方式 與該系統(tǒng)連接，當(dāng)料筒與所述系統(tǒng)接合的時候，磨粒和粘合劑可以從所述料筒 配送出來。所述計算電路設(shè)計用來控制沉積圖案，其中磨粒和粘合劑設(shè)置在生 產(chǎn)面或基板上，形成研磨制品。在另一個示例性實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種儲存粘合劑和磨粒的料筒。 所述料筒被設(shè)計成以可拆卸方式與用來制造研磨制品的快速加工系統(tǒng)連接。所 述料筒還可設(shè)計用來儲存第二粘合劑和第二組磨粒。本發(fā)明還涉及一種形成研磨制品的方法。該方法包括為快速加工系統(tǒng)提供 研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)組(design data set)，基于該研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)組形成研磨制 品。該方法還包括提供第二研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)組，基于所述第二研磨制品設(shè)計 數(shù)據(jù)組形成第二研磨制品。本發(fā)明還涉及一種促進(jìn)研磨制品制造的方法。該方法包括提供設(shè)計用來接 受料筒的快速加工系統(tǒng)，以及提供儲存有粘合劑和磨粒的料筒。該方法還包括 回收用過的料筒，在該料筒中重新充填粘合劑和磨粒，然后提供所述重新充填 后的料筒。所述研磨制品可以是涂敷的研磨制品或粘結(jié)的研磨制品。涂敷的研磨制品 包括將一層或多層磨料結(jié)合在基板上的制品。所述基板或背襯部件作為尺寸穩(wěn) 定的部件，在其上沉積了包含磨料的層。通過使用粘合劑，將所述研磨層中的 磨粒粘合在背襯部件上。人們開發(fā)出了設(shè)計的或結(jié)構(gòu)化的磨料來提供優(yōu)于常規(guī) 涂敷磨料的改進(jìn)的性能。結(jié)構(gòu)化的磨料使用背襯部件，在其上沉積研磨層，以 適應(yīng)預(yù)先設(shè)計的圖案。這些結(jié)構(gòu)化的磨料通常具有優(yōu)于常規(guī)研磨產(chǎn)品的提高的 研磨性能，例如提供持久的切削速率(cut rate)、 一致的表面精整度和延長的壽 命。粘結(jié)的磨料通常包括不依賴于基板或背襯部件的三維形式，以獲得結(jié)構(gòu)完 整性。舉例來說，粘結(jié)的磨料包括砂輪和其它三維研磨制品。通常粘結(jié)的磨料 是通過對磨粒和粘合劑溶液的混合物進(jìn)行模塑而形成的。在本文中，涂敷的磨料和粘結(jié)的磨料可以通過快速加工法和固體自由成形 制造法形成。例如，快速加工法逐層形成研磨制品，以制造具有所需研磨特性 的制品，所述研磨特性是例如持久的切削速率、 一致的表面精整度、有效壽命、 孔隙度和切削液/碎屑溝道(channeling)?？焖偌庸しòńn法和印刷法。浸漬法通常包括填有構(gòu)建材料(例如樹脂
或粉末)的浸漬浴或容器。在平臺上逐層構(gòu)建目標(biāo)物，每形成一個構(gòu)建層之后， 所述平臺便降低。在緊鄰研磨制品的最后一層之上沉積未固化或未結(jié)合的構(gòu)建 材料薄層，其部分以一種圖案形式結(jié)合。在示例性的實(shí)施方式中，將能量源(例 如激光源或紫外光源)以一定的圖案導(dǎo)向未結(jié)合材料層，使得該材料中的粘合劑 燒結(jié)或固化。在另一個示例性的實(shí)施方式中，將粘合劑以一定的圖案印刷在構(gòu) 建材料層上。然后使目標(biāo)物降低，在之前的層上沉積隨后的未結(jié)合材料的層，然 后再次使未結(jié)合的材料以一定的圖案固化，形成研磨制品。示例性的浸漬法包括液體法和粉末法。例如，液體法包括立體光刻法(stereolithography)。在此方法中，在液體樹脂池中構(gòu)建目標(biāo)物。粉末法包括粘 合劑印刷和選擇性激光燒結(jié)。例如，可以通過以特定的圖案在陶瓷材料層上印 刷粘合劑，使得該陶瓷材料層以特定的圖案結(jié)合。在另一個例子中，可以通過 以特定的圖案將激光束投射到粉末材料層上，使得粉末材料以特定的圖案燒 結(jié)。固體自由成形法和快速加工法還包括快速印刷法?？焖儆∷⒎ㄍǔ０ㄒ?一定的圖案在基板上沉積溶液。在一個示例性的實(shí)施方式中，通過連續(xù)沉積包 含磨粒和粘合劑的溶液而形成研磨制品。示例性的印刷法包括沉積印刷法和擠 出法。示例性的沉積法包括干粒沉積法(例如金屬結(jié)合法)和液體沉積法(例如液 態(tài)可固化樹脂體系)。擠出法包括熔融沉積加工(FDM)，在此方法中，將熱塑性 材料的纖絲熔化，以所需的圖案沉積。圖1和圖2顯示了用來形成研磨制品的示例性的浸漬系統(tǒng)。圖l所示的系統(tǒng) 100包括包含未固化樹脂和磨粒的未固化溶液104的浸漬浴102。在平臺106上形 成研磨制品108。激光能量源或紫外(UV)能量源之類的能量源112以一定的圖 案，沿著該溶液104的表面層透射能量，使得溶液固化或粘合成圖案化的層。 例如可以使激光掃描過表面層，在溶液104的表面上形成圖案。在另一個例子 中，透過掩模投射UV光，在溶液104的表面上形成圖案。然后分級降低平臺106， 使棒或掃除器(sweeper)110掃過所形成的研磨制品108上面后續(xù)未固化溶液的 層。通過將隨后的能量按一定圖案投射到表面層上，使平臺106下降，掃過之 前固化的層之上的另外的層，從而使該過程繼續(xù)進(jìn)行。 一旦研磨制品108完成, 就使平臺106升高，用溶劑清潔和淋洗研磨制品108。在一個示例性的實(shí)施方式 中，目標(biāo)物可以使用加熱法或紫外法進(jìn)一步進(jìn)行后固化。溶液104包含磨粒和粘合劑或可固化樹脂。在一個示例性的實(shí)施方式中，所
述粘合劑或可固化樹脂對以下至少一種方法有反應(yīng)加熱、激光輻照、紫外能 量輻照、電子束輻照或圖案化光照法。通過以一定的圖案施加能量或光，可以 形成研磨制品的一個層。在一個示例性的實(shí)施方式中，圖l所示的系統(tǒng)包括立體 光刻系統(tǒng)。圖2顯示了使用粉末混合物的一個示例性系統(tǒng)200。容器202中包含磨粒和 粉末粘合劑的混合物204。該混合物204可包含以下的粘合劑，例如陶瓷粉末、 聚合物材料(例如聚酰胺和聚苯乙烯)、鋼砂和鑄造型砂。使平臺206下降，以逐 層形成研磨制品208。平臺以一英寸為級數(shù)下降之后，輥210在研磨制品208以及 容器202內(nèi)的材料204之上沉積構(gòu)建材料?？梢詫⑦^量的材料掃入或輥軋入容器 214中。能量源212將圖案化的能量投射到材料204的表面上，形成隨后的研磨制品 208的材料層。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述能量源212是以一定的圖案在 材料204和研磨制品208上投射激光的激光源?；蛘撸霾牧?04是磨粒。粘 合劑或膠粘劑以一定的圖案印刷在成形研磨制品208上，以及用來形成所述成 形研磨制品的一個層的材料204上。然后使平臺206下降，以形成隨后的圖案化的層。一旦研磨制品208形成，使 平臺206升高，從研磨制品208清除未結(jié)合的粉末。圖2所示系統(tǒng)的示例性實(shí)施 方式包括粘合劑印刷系統(tǒng)和選擇性激光燒結(jié)系統(tǒng)(SLS)。圖3、 4和5顯示了示例性的印刷系統(tǒng)。圖3顯示了系統(tǒng)300，其中熱塑性材 料的纖絲308通過加熱擠出頭310加入。平臺302和/或加熱擠出頭310可以沿三維 圖案移動，以促進(jìn)三維研磨制品304的形成。繞線管306包括所述纖絲308,纖絲 包括磨粒和熱塑性材料，熱塑性材料在加熱的時候暫時熔化并沉積形成研磨制 品304的層。示例性的熱塑性材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯 和聚苯基砜。在一個具體的實(shí)施方式中，圖3所示的系統(tǒng)300是熔融沉積加工 (FDM)系統(tǒng)。圖4顯示了一種示例性的沉積印刷系統(tǒng)400，其中粉末在研磨制品404上的 一些位置熔化。平臺402和/或沉積頭406沿三維圖案移動，以促進(jìn)研磨制品404 的逐層形成。在一個具體實(shí)施方式
中，通過沉積頭406投射激光源、高強(qiáng)度光源 或輻射加熱源，通過管子408傳送粉末，使其在研磨制品404的表面上集中。使 粉末以一定的圖案燒結(jié)、熔融或固化，以形成研磨制品404。所述粉末可以作 為包含磨粒和粘合劑的單獨(dú)的粉末流沉積，或者作為兩股或更多股會聚的流沉 積，其中一股流包含磨粒，另一股流包含粘合劑。示例性的粘合劑包括金屬， 例如鋼、銅、鈦或鋁。在一個例子中，該方法包括沉積粉末金屬和磨料的流， 同時用激光加熱沉積區(qū)域，使得所述粉末熔合于研磨制品404。圖5顯示了另一種示例性的沉積印刷系統(tǒng)500，其包括印刷連續(xù)的層，以形 成研磨制品504。平臺502和/或印刷頭506沿三維圖案移動，以促進(jìn)在圖案化的 層中沉積基于樹脂的溶液，形成研磨制品504。然后使所述基于樹脂的溶液固 化，以促進(jìn)研磨制品504的形成。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述印刷法包括 基于樹脂的沉積法，其包括在圖案化的構(gòu)建層中印刷包含磨粒的可紫外固化的 丙烯酸類溶液。然后使所述構(gòu)建層曝光于來自能量源(例如輻射源508)的紫外 光。在一個示例性的實(shí)施方式中，印刷頭506以一定的圖案沉積一種或多種溶 液，以促進(jìn)具有所需形狀和微特征的研磨制品的形成，所述微特征如局部控制 的孔隙度、設(shè)計的裂開面以及碎屑通道。上面圖l-5所述的系統(tǒng)，特別是快速加工印刷系統(tǒng)，可以設(shè)計成適于接受料 筒。料筒可以可拆卸方式與所述系統(tǒng)相連，用來容納粘合劑和磨粒。在一個例 子中，所述料筒包括用來儲存磨粒和粘合劑的溶液或混合物的容器。例如，所 述溶液可以是液態(tài)粘合劑和磨粒?；蛘咚鋈芤菏悄チ：头勰┱澈蟿┑姆勰?混合物。在另一個示例性的實(shí)施方式中，所述料筒包括用來儲存包含熱塑性粘 合劑和磨粒的纖絲組合物的繞線管。圖6顯示了用于印刷型快速加工系統(tǒng)的快速結(jié)構(gòu)化介質(zhì)料筒的一個具體實(shí) 施方式600。所述料筒通常能夠在連續(xù)的層中連續(xù)沉積粘合劑和/或磨粒以形成 研磨結(jié)構(gòu)，例如涂敷的研磨結(jié)構(gòu)或粘結(jié)的研磨結(jié)構(gòu)。例如，料筒600可以可拆卸 方式與沉積印刷快速加工系統(tǒng)連接。所述料筒600包括容器602和配送噴嘴604。 料筒600還可包括重新填充口606，可以包括特有的標(biāo)識符608。料筒600設(shè)計用來儲存粘合劑和磨粒。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述 粘合劑和磨?？梢栽诹贤仓黧w中的共用隔室(例如容器602)里混合在一起。粘合 劑和磨粒從共用噴嘴(例如噴嘴604)配送出來。如果所述粘合劑是液體，磨粒和 粘合劑形成溶液，例如液體粘合劑和固體磨粒的漿液。如果所述粘合劑是顆粒， 則磨粒和粘合劑形成顆?；旌衔?。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述粘合劑是可輻射固化的。例如，所述粘 合劑可通過曝光于電子束、激光源或散射光(例如紫外光)而固化。在另一個示 例性的實(shí)施方式中，粘合劑和磨粒的溶液還包含第二粘合劑，該第二粘合劑可
使用另外的方法(例如熱固化法和化學(xué)引發(fā)固化法)固化。在一個示例性的實(shí)施方式中，對配送噴嘴或配送孔604進(jìn)行選擇性控制，以 配送材料。例如，所述配送噴嘴604可形成印刷頭的一部分。因此，噴嘴604包 括用來控制溶液配送的機(jī)械結(jié)構(gòu)。示例性的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括加熱器驅(qū)動的氣泡噴 射機(jī)械結(jié)構(gòu)，靜電機(jī)械結(jié)構(gòu)和壓電機(jī)械結(jié)構(gòu)?；蛘吲渌涂?04向獨(dú)立于料筒的印 刷頭提供材料。圖7顯示了一種示例性的料筒700，其包括兩個或更多個容器702和704。該 料筒700還包括一個或多個配送噴嘴(706和712)，以及一個或多個重新填充口 (708和710)。在一個示例性的實(shí)施方式中，粘合劑和磨?；ハ嗒?dú)立，處于專用的 隔室中，例如容器702和704。這些隔室可以設(shè)計用來通過共用的噴嘴，例如噴 嘴706配送粘合劑和磨粒。例如，料筒700可包括設(shè)計用來在配送之前將第一粘 合劑和第一磨?；旌掀饋淼呐渌徒Y(jié)構(gòu)，使得第一粘合劑和第一磨粒通過一個噴 嘴配送。在另一個例子中，這些隔室可以設(shè)計成通過獨(dú)立的噴嘴，例如噴嘴706 和712配送粘合劑和磨粒。在另一個示例性的實(shí)施方式中，容器(例如容器702)含有包含第一組磨粒 和第一未固化粘合劑的溶液。儲存在容器704中的第二溶液包含第二未固化粘 合劑，還任選地包含第二組磨粒。在一個具體的實(shí)施方式中，第二粘合劑的后 固化機(jī)械性質(zhì)(例如后固化機(jī)械強(qiáng)度)不同于所述第一粘合劑的后固化機(jī)械性 質(zhì)。所述第二組磨粒的組成、平均粒度、形態(tài)、性能和/或硬度可不同于第一磨 粒。因此，用所述第一溶液制備的研磨制品的性能特征(例如耐磨性和材料去除 速率)不同于用第二溶液制備的研磨制品。另外，用不同比例的第一溶液和第二 溶液制備的制品區(qū)域內(nèi)具有不同的性能特征。在另一個例子中，所述研磨制品是涂敷的研磨制品。所述料筒可以沉積第 一粘合劑，以形成初始接合涂層(makecoat)，沉積第二粘合劑，形成施膠涂層 (sizecoat)。所述料筒還可包含位于第三容器中的第三粘合劑?？梢岳绯练e第 三粘合劑，形成涂敷的研磨制品的上層施膠涂層(supersize coat)?；蛘撸瑑Υ嬖谌萜?04中的第二溶液包含固化劑。例如，所述固化劑可引 發(fā)所述第一粘合劑聚合、交聯(lián)或固化。在另一個實(shí)施方式中，第二溶液可作為 稀釋劑，減小磨粒設(shè)置的密度，或者改變第一粘合劑的機(jī)械強(qiáng)度。在另一個例子中，儲存在容器704中的第二溶液包含用來形成研磨制品的 壓敏膠粘劑背襯的膠粘劑。例如，可以將第二溶液沉積在剝離膜(release film)
上，形成壓敏膠粘劑背襯。粘合劑和磨?？梢猿练e在所述膠粘劑背襯上，形成 研磨制品?？梢詫⒃撗心ブ破窂膭冸x膜上除去，壓制到研磨、拋光或精研設(shè)備 的表面上。使用者、服務(wù)提供者或制造者可以使用所述一個或多個重新填充口(708和710)對料筒700進(jìn)行重新填充。在一個示例性的實(shí)施方式中，使用者可以對服務(wù)提供者或制造者規(guī)定料筒所應(yīng)填充的粘合劑和磨粒。例如，使用者可以將獨(dú)特 的標(biāo)識符714輸入網(wǎng)站，規(guī)定具有特定標(biāo)識符714的料筒700所需填充的粘合劑 和磨粒。然后使用者可以將料筒700送給服務(wù)提供者或制造者。如圖6和圖7所示，所述料筒設(shè)計用于三維沉積印刷設(shè)備。在其它的實(shí)施方 式中，所述料筒設(shè)計用于FDM系統(tǒng)、選擇激光燒結(jié)系統(tǒng)或金屬沉積系統(tǒng)。在其 它的實(shí)施方式中，容器是用來儲存熱塑性纖絲的繞線管，或者設(shè)計用來儲存粉 末狀混合物。在另一個示例性實(shí)施方式中，料筒選擇性地與快速加工系統(tǒng)或固體自由成 形制造系統(tǒng)連接。例如，儲存一種組合物的料筒可以用貯存有不同組合物的料 筒代替，以制造具有不同特征的研磨制品。通常，所述溶液、混合粉末和纖絲可以用粘合劑和磨粒組形成。對于溶液 的情況，所述粘合劑可以為可固化樹脂的形式，例如可通過施加能量的方法， 例如電子束法、微波法、激光法和紫外固化法固化的樹脂。或者，所述粘合劑 可通過化學(xué)法固化，例如催化劑引發(fā)法、水分引發(fā)法或加熱法。一種特別有用的可紫外固化的粘合劑組合物包含選自丙烯酸酯和甲基丙 烯酸酯低聚物及單體的組分。可用的低聚物包括環(huán)氧丙烯酸酯、脂族氨基甲酸 酯丙烯酸酯、芳族氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、芳族酸丙烯酸酯、環(huán) 氧甲基丙烯酸酯以及芳族酸甲基丙烯酸酯。單體包括單官能、二官能、三官能、 四官能和五官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三丙烯酸酯、三丙二醇 二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸辛酯和丙烯酸癸酯。所述粘合劑制劑可包含大量的每分子含有三個或更多丙烯酸酯的丙烯酸酯單體。 通常的市售產(chǎn)品包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)?？梢詫Χ倌芎腿倌鼙┧狨ヒ约拜^高分子量的丙烯酸酯低聚物 的相對比例以及其它的組分進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得最終產(chǎn)物在固化后獲得加工時所 需的流變性質(zhì)，以及所需的剛性和切削特性。
光化光源的輻照能可以用任意常規(guī)的紫外光源提供。例如所述涂層或構(gòu)建層可曝光于V、 D、 H或H+燈泡或其組合產(chǎn)生的紫外光，能量輸出為100-600瓦/英寸寬度。
另外，可以使用偶聯(lián)劑改進(jìn)粘合劑和磨粒之間的結(jié)合。常規(guī)的偶聯(lián)劑包括 有機(jī)硅烷，例如購自O(shè)si Specialties, Inc.的A-174和A-l 100,以及有機(jī)鈦酸酯和 鋯鋁酸鹽(zircoaluminate)。 一組具體的偶聯(lián)劑包括氨基硅垸和甲基丙烯酰氧基 硅烷?？梢詫⑻盍辖Y(jié)合入分散體中，以改進(jìn)分散體的流變性，以及固化的粘合劑 的硬度和剛性。有用的填料的例子包括金屬碳酸鹽，例如碳酸鈣、碳酸鈉；二 氧化硅，例如石英、玻璃珠、玻璃泡；硅酸鹽，例如滑石、粘土、硅酸鈣；金 屬硫酸鹽，例如硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋁；金屬氧化物，例如氧化鈣、氧化鋁(例 如勃姆石和/或假勃姆石的形式)；以及三水合鋁。所述分散體可包含研磨助劑以提高研磨效率和切削速率。有用的研磨助劑 可以是無機(jī)的，例如鹵化物鹽(如冰晶石鈉、四氟硼酸鉀等)；或者有機(jī)的，例 如卣化蠟(例如聚氯乙烯)。 一個具體實(shí)施方式
包含粒度為l-80微米、最優(yōu)選5-30 微米的冰晶石和四氟硼酸鉀。以制劑的總量(包括磨料組分在內(nèi))為基準(zhǔn)計，所 述研磨助劑的含量為0-50重量％、最優(yōu)選10-30重量％。除了上述組分以外，還可加入其它的組分通常是光引發(fā)劑，例如苯偶姻 醚、苯偶酰縮酮、a-烷氧基苯乙酮、a-羥基-烷基苯酮、a-氨基垸基苯酮、酰基 氧化膦、苯甲酮/氨、噻噸酮/氨，或者另外的自由基生成劑；抗靜電劑，例如石 墨、炭黑等；懸浮劑，例如熱解法二氧化硅；抗填充劑(antiloading agents),例如 硬脂酸鋅；潤滑劑，例如蠟；濕潤劑；染料；填料；粘度調(diào)節(jié)劑；分散劑；以及 消泡劑?？梢栽诹硗獾目焖偌庸は到y(tǒng)中使用各種可熱固化的聚合物，或者將各種可 熱固化聚合物與上述粘合劑結(jié)合使用。盡管可以使用熱塑性聚合物和熱固性聚 合物，但是人們所看中的經(jīng)常是熱固性聚合物，這是由于這些熱固性聚合物性 質(zhì)穩(wěn)定，特別是在產(chǎn)生過多熱量的切削或精整操作時性質(zhì)穩(wěn)定。根據(jù)特定的實(shí) 施方式，所述粘合劑化合物包括粉末，通常主要由粉末形成，甚至完全由粉末 形成。在一些實(shí)施方式中，使用液態(tài)的可熱致固化的聚合物。在其它實(shí)施方式 中，不包含液態(tài)的可熱致固化的聚合物，優(yōu)選使用粉末。在一些實(shí)施方式中， 粉末形式的可熱固化的粘合劑是特別優(yōu)選的，這是因?yàn)樗鼈兛梢韵喈?dāng)容易地結(jié)
合入用來形成涂敷的磨料的工藝中。使用粉末狀的可熱致固化的粘合劑對于制 備用來形成結(jié)構(gòu)化的磨料的磨料分散體確實(shí)是特別有益的。另外，己經(jīng)發(fā)現(xiàn)和 證明，將粉末形式的可熱致固化組分與其它液態(tài)粘合劑體系結(jié)合使用，可以在 最終產(chǎn)物中提供改進(jìn)的研磨性能，還可提供具有改進(jìn)的加工性能的磨料分散 體，這至少部分是由于分散體粘度的有益變化造成的。可熱致固化聚合物的例 子包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、脲酸樹脂、蜜胺甲醛樹脂、丙烯酸 類樹脂、聚酯樹脂、乙烯基樹脂以及它們的混合物。應(yīng)當(dāng)理解，這些樹脂可以 液態(tài)或粉末的形式獲得，在一些特殊的實(shí)施方式中，優(yōu)選使用粉末狀或顆粒狀 的形式。在其它示例性實(shí)施方式中，粘合劑可包含粉末構(gòu)建材料，例如熱塑性塑料、 金屬和涂敷樹脂的陶瓷。涂敷樹脂的陶瓷包括涂敷樹脂的砂子，例如鑄造型砂。 這些粘合劑可用于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。特別有用的粉末狀金屬包括鋼、銅、 鈦和鋁。粉末狀的金屬可用于金屬沉積法，例如使用圖4所示的設(shè)備進(jìn)行的方法。有用的熱塑性粘合劑包括聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯 和聚苯基砜。因此，熱塑性粘合劑也可用于FDM系統(tǒng)，例如圖3所示的系統(tǒng)。粘合劑印刷法可使用在干燥的時候或者在與下面的材料接觸的時候固化 的液體膠粘劑。在另外的實(shí)施方式中，所述粘合劑可以是水分活化的。所述磨?？梢杂梢韵乱阎チＶ械娜我庖环N或其組合形成氧化鋁(熔融氧 化鋁或燒結(jié)氧化鋁)、氧化鋯、氧化鋯/氧化鋁、碳化硅、石榴石、金剛石、立 方氮化硼以及它們的組合。在具體的實(shí)施方式中，使用主要由a-氧化鋁組成的 致密的磨粒。所述磨粒的平均粒度一般為1-150微米，更優(yōu)選為l-80微米。對于 精研和拋光應(yīng)用，平均粒度可約為1-16微米，例如約為3-5微米。但是，以制劑 的重量為基準(zhǔn)計，磨料的含量通常約為10-90重量％,例如約為30-80重量％。在涂敷的磨料和設(shè)計的磨料的實(shí)施方式中，背襯部件可以由撓性的但是機(jī) 械穩(wěn)定的材料形成，包括各種聚合物膜、紙張和其它纖維素材料，以及包含棉 與含有各種聚合飽和劑的聚酯的織物。所述織物可以是織造織物或非織造織 物。 一種特別的背襯部件或基板是聚對苯二甲酸乙二酯膜。其它聚合物膜包括 聚碳酸酯膜。可以對背襯部件涂底層或進(jìn)行預(yù)處理，以提高研磨層和背襯部件之間的粘著性?；蛘咚霰骋r部件可以是剝離膜，例如用來制造具有壓敏粘著劑背襯的研磨制品。在一個具體的實(shí)施方式中，快速加工系統(tǒng)和料筒可用來形成涂敷的磨料和
設(shè)計的磨料。這些研磨制品可以按需形成，節(jié)省了儲存和分批訂貨所帶來的開 銷。例如，所述快速加工系統(tǒng)可用來形成具有獨(dú)特圖案的涂敷的磨料。圖8和圖9顯示了示例性的玫瑰花形設(shè)計800和904，它們包括花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)802和906。按 照一定圖案印刷這些設(shè)計800和904，可在基板上印刷形成特定的輪廓，從而避 免了由于印刷整個板材以及沖壓或切割出所需的形狀和輪廓所帶來的另外的 難題或廢料。
在一個具體的例子中，光學(xué)工業(yè)可使用這樣的快速加工系統(tǒng)制造用來研磨 透鏡和光學(xué)表面的研磨制品。在光學(xué)工業(yè)中，特定涂敷片材的單一用途是很常 見的。或者，對于去除油漆和噴砂處理之類的應(yīng)用，需要更長的壽命。為了獲 得更長的壽命，對涂敷的研磨制品的快速加工可包括形成多個層或者使用更牢 固的粘合劑。
可以基于涂敷的研磨制品上的區(qū)域，控制磨料的性能特征。例如，針對研磨 制品不同區(qū)域之間的相對速度的差異，可以調(diào)節(jié)研磨制品的密度。在圖8所示 的研磨制品中，可以調(diào)節(jié)磨料的位置，在彎曲的表面上(例如在眼科精整應(yīng)用 中)提供所需的去除速率。在圖9所示的研磨制品中，針對旋轉(zhuǎn)速率的差異，可 以沿著玫瑰花形設(shè)計904的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)906徑向調(diào)節(jié)磨料的位置和密度?？梢酝?過在需要較大磨料密度的位置設(shè)置另外的磨料層來調(diào)節(jié)密度?；蛘呖梢哉{(diào)節(jié)每 單位面積內(nèi)磨料溶液液滴數(shù)或像素數(shù)，獲得性能特征的差異?？梢栽趫D案的不 同區(qū)域施加具有不同性能特征的不同磨料溶液，或者在研磨制品上的一些位置 改變添加量。
另一種調(diào)節(jié)性能特征的方法包括調(diào)整放置溶液的圖案。圖10顯示了一種放 置溶液的示例性圖案，該圖案可以調(diào)節(jié)局部磨損速率，以補(bǔ)償沿徑向的旋轉(zhuǎn)速 度差異。在圖案1000中，中心1002附近的線條之間的距離大于外部邊緣1004附近線條之間的距離。
下面來看設(shè)計的和結(jié)構(gòu)化的磨料，用來形成設(shè)計的研磨制品的現(xiàn)有技術(shù)方 法通常限于具有良好的脫模性輪廓的外表面(例如具有角錐形和圓錐形的正斜 率壁)的制品。通常，非設(shè)計的涂敷的磨料被看作是兩維的，這是由于特定的 特征結(jié)構(gòu)的厚度相對于其橫截面來說較小。相反，設(shè)計的和結(jié)構(gòu)化的磨料和粘 結(jié)的磨料的特征相對于該特征的橫截面來說非常厚，帶來了另外的制造上的問 題。具體來說，本文所述的快速加工法允許形成大體上具有較差脫模性外表面 輪廓(例如負(fù)斜率的壁和垂直壁)的研磨制品。負(fù)斜率的壁的輪廓是隨著高
度的減小，向著結(jié)構(gòu)中心向內(nèi)傾斜；正斜率的壁的輪廓是隨著高度的降低， 遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)中心向外傾斜。例如角錐體具有正斜率的壁，倒置的角錐體具有負(fù)斜 率的壁。垂直壁也很難使用常規(guī)的形成設(shè)計磨料的方法制造。在本文中，術(shù)語 "大體上負(fù)斜率"包括負(fù)斜率的輪廓和垂直輪廓，所述研磨結(jié)構(gòu)中至少一個壁相對于垂直方向從研磨制品外表面延伸出來以-90。至0。的a角度傾斜延伸。圖11和圖12顯示了包括一種圖案或研磨結(jié)構(gòu)陣列1102的設(shè)計的硏磨制品 1100。所述研磨結(jié)構(gòu)1102包括負(fù)斜率的壁1106。結(jié)果，研磨結(jié)構(gòu)1102的頂部要 比與基板1108相接觸的位置寬。這種輪廓具有較差的脫模性。包括具有大體上負(fù)斜率的部分的壁或輪廓具有較差的脫模性。圖13顯示了 研磨制品1300，其包括形成于基板1302上的研磨結(jié)構(gòu)1304的圖案。所述研磨結(jié) 構(gòu)1304具有包括負(fù)斜率部分1306的壁?？焖偌庸しㄟ€可以在研磨結(jié)構(gòu)中形成微特征或整體化的內(nèi)部特征。例如， 快速加工法使得可以在研磨結(jié)構(gòu)之內(nèi)和之上形成結(jié)構(gòu)化的孔和通道。再來看圖11和12，研磨結(jié)構(gòu)1102的圖案在該結(jié)構(gòu)1102之間形成大通道 1104?？焖偌庸しㄊ沟每梢孕纬晌⑻卣鳎缃Y(jié)構(gòu)化的通道、孔和裂開面。通 常宏觀特征是通過結(jié)構(gòu)圖案形成的或者在結(jié)構(gòu)之間形成的全局性的特征，微特 征是形成在研磨結(jié)構(gòu)自身之內(nèi)或之上的特征。例如，圖ll顯示了微特征，例如 研磨結(jié)構(gòu)U02之內(nèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔1110,宏觀特征通道1104由結(jié)構(gòu)圖案形 成，或者形成于結(jié)構(gòu)1102之間。研磨制品可包括研磨結(jié)構(gòu)的重復(fù)圖案，所述研 磨結(jié)構(gòu)具有一個或多個內(nèi)部結(jié)構(gòu)化孔的圖案。類似地，圖13顯示了研磨結(jié)構(gòu) 1304內(nèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)化孔1308。所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)化孔(例如1110和1308)可具有精確控制的尺寸和形狀。例如, 內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔的幾個橫截面可選自多邊形、圓形和不規(guī)則形狀。多邊形包括 正方形、三角形、矩形、扁菱形、梯形和五邊形。不規(guī)則形狀包括例如"D" 形、半圓形和星形。所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)化孔的尺寸可變度(variability)不大于約50 微米，例如不大于約8微米。尺寸可變度表示一組研磨結(jié)構(gòu)中孔尺寸的可變度。 另外，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔的位置可變度(即一組研磨結(jié)構(gòu)中孔位置的可變度) 不大于約50微米，例如不大于約8微米。在這些例子中，微特征孔在所述結(jié)構(gòu)內(nèi) 部?；蛘咚鑫⑻卣骺缀屯ǖ揽梢孕纬捎谒鼋Y(jié)構(gòu)的外部輪廓內(nèi)。在另一個例子中，快速切削處理可能產(chǎn)生具有微特征(例如設(shè)計的裂開面) 的研磨結(jié)構(gòu)。例如，如圖14所示，研磨結(jié)構(gòu)1404可包括設(shè)計的裂開面1406。如
圖所示，裂開面1406不是水平或垂直的，在穿透某結(jié)構(gòu)的中途終止。當(dāng)使用磨料1404的時候，所設(shè)計的研磨結(jié)構(gòu)1404沿平面1406周期性裂開或分裂，提供改 進(jìn)的研磨效果和更尖銳的角度。這些裂開面1406還可用來減小磨料接觸表面的 表面積，增大磨料表面暴露出的壓力。在圖14中所示的例子中，研磨結(jié)構(gòu)1404 可以形成于基板1402上?；蛘?，研磨結(jié)構(gòu)1404可以粘結(jié)的研磨結(jié)構(gòu)的形式形成。在另一個示例性的實(shí)施方式中，研磨結(jié)構(gòu)中磨粒的濃度可以是隨著與背襯 表面垂直距離變化的函數(shù)。例如，在棱錐結(jié)構(gòu)中，在較靠近背襯的位置的磨粒 濃度可以較高，在遠(yuǎn)離背襯的位置的磨粒濃度較低。還可使用快速加工技術(shù)形成粘結(jié)的研磨制品。在這里，同樣可使用快速加 工技術(shù)形成具有微特征和較差脫模性的輪廓的研磨制品。在圖15中顯示的示例性實(shí)施方式中，可以在圓柱形或輪形的粘結(jié)研磨制品 1500中形成切削流體通道1502。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述切削流體通 道(cutting fluid channel) 1502是設(shè)計用來在使用過程中促進(jìn)切削流體流過該通 道1502、研磨表面1504的螺旋結(jié)構(gòu)。在圖16顯示的另一個實(shí)施方式中，粘結(jié)的 研磨制品包括切削流體通道1602和碎屑通道(swarf channel) 1604。在使用該 研磨制品的時候，所設(shè)計的切削流體通道1602能促進(jìn)切削流體流到表面1600， 碎屑通道1604能用來從表面1600除去碎屑材料。碎屑通道1604具有彎曲的橫截 面，以及不直的橫截面，因此，研磨制品1600的輪廓具有較差的脫模特征。在一個具體的實(shí)施方式中，研磨制品包括從所述粘結(jié)的研磨制品的外表面 延伸到粘結(jié)的研磨制品之內(nèi)的特征，例如碎屑通道1604。該特征的特征長寬比 至少約為1.5,所述特征長寬比是從外表面向內(nèi)延伸的特征深度與所述粘結(jié)的 研磨制品外表面上最小特征開口尺寸之比。例如特征長寬比可至少約為2.5,例 如至少約為3.5。包括切削流體通道的研磨制品的具體實(shí)施方式
允許輸送冷卻流體和潤滑 劑來對界面進(jìn)行研磨。常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)通過外部管道將冷卻液引向研磨 界面。但是該流體通常無法充分地潤滑或涂敷表面。因此，所述表面可以是過 熱的，可以包括過量的碎屑，產(chǎn)生差的材料去除速率和表面質(zhì)量。與之相反的 是，本文所述的研磨制品的具體實(shí)施方式
包括將冷卻流體和潤滑流體直接輸送 到研磨界面的切削流體通道。另外，可以對這些切削流體通道進(jìn)行一定的成形， 從而通過研磨制品的運(yùn)動(例如旋轉(zhuǎn))迫使流體流到表面上，也可對切削流體 通道進(jìn)行一定的成形，使得即使在研磨制品受到磨損的時候，也可以輸送切削 流體。如圖17所示，粘結(jié)的研磨制品可包括具有不同磨?；虿煌チ舛鹊膮^(qū) 域。例如，圓柱形或輪形的粘結(jié)研磨制品1700可包括具有不同研磨特性(例如 顆粒密度、孔隙度、粘結(jié)強(qiáng)度、彈性模數(shù)和壓縮模數(shù))的區(qū)域，例如區(qū)域1702、 1704和1706。在此例子中，區(qū)域1702可具有一種磨粒濃度，區(qū)域1704可具有不 同的濃度。不同的區(qū)域(1702， 1704和1706)可使用不同的磨料溶液形成，或者通 過以不同的比例施加磨料溶液而形成。或者如圖18所示，這些區(qū)域可以隨著與 研磨制品中心的距離而變化。不同的區(qū)域(例如1802, 1804, 1806和1810)可以使 用不同的磨料溶液形成，或者通過以不同的比例施加磨料溶液而形成，可具有 不同的研磨性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)。在一個具體實(shí)施方式
中，可以根據(jù)與中心的距離 以及所述制品中所需的磨損圖案，對磨粒的濃度進(jìn)行局域控制。這些粘結(jié)的研 磨制品可具有圖案化的層，在層中第一區(qū)域具有第一組成，第二區(qū)域具有不同 于所述第一組成的第二組成?？梢詫⒀心ブ破分械奶卣鹘Y(jié)合起來，提供改良的研磨性能。圖19包括一個 說明性的例子，其包括一些特征，例如裂開面和組成的變化。例如，所述研磨 制品1900包括組成1902， 1910, 1912和1914。制品1900還包括裂開面1906。隨著 研磨制品的磨損，制品在裂開面1906周期性地裂開，暴露出研磨面，例如研磨 面1908。在一個示例性的實(shí)施方式中，所述研磨面1908具有約等于初始研磨面 1904的表面積。在一個具體的實(shí)施方式中，研磨組合物1902具有高粘結(jié)強(qiáng)度。 在對所述研磨表面施加垂直作用力的時候，其它的材料組合物1910、 1912和 1914用來支承研磨面。所述其它材料組合物1910， 1912和1914可以在粘結(jié)強(qiáng)度、 彈性、研磨質(zhì)量和磨損速率方面變化。通常所述快速加工系統(tǒng)和快速結(jié)構(gòu)化介質(zhì)料筒可以進(jìn)行調(diào)整，以形成三維 研磨結(jié)構(gòu)，其包括選自以下的特征微特征、三維研磨特征、切削流體通道圖 案、碎屑通道圖案、內(nèi)部孔隙圖案以及定向的斷裂面。在一個具體實(shí)施方式
中，可以使用所述快速加工系統(tǒng)和可拆卸料筒為研磨 制品使用者提供按需制造的能力。這種按需加工的技術(shù)使得使用者能夠減少研 磨制品的儲存，并確保這些制品有現(xiàn)成的供應(yīng)。在另一個示例性實(shí)施方式中，通過使用快速加工技術(shù)制造研磨制品，減少 了常規(guī)方法中存在的廢料和臟亂的情況。例如，可以通過涂敷下面基板的受限 制區(qū)域，制得涂敷的研磨制品。通過這種方式，僅在可用來制備或制造涂敷的
研磨制品的區(qū)域涂敷磨料和粘合劑，而其它的區(qū)域則保持未被涂敷。在這樣的 情況下，減少了磨料和粘合劑的使用。在另一個示例性的實(shí)施方式中，通過將快速加工和可拆卸的料筒用于研磨 制品，降低了交替生產(chǎn)研磨制品時磨粒污染研磨制品的可能性?？梢詾槭褂谜?提供包含溶液、粉末或纖絲的料筒，所述溶液、粉末或纖絲僅含具有使用者所 需的磨粒和磨粒粒度。通過選擇特定的粘合劑溶液和所需的磨粒，使用者可以 在不造成污染或臟亂的情況下制備所需的研磨制品。對用來制備研磨制品的快速加工系統(tǒng)進(jìn)行特殊的調(diào)試，以形成用于精研和 拋光用途的研磨制品。例如，這些系統(tǒng)可用來按需生產(chǎn)單一用途的精研磨料， 用于例如生產(chǎn)透鏡和生產(chǎn)電子元件。用于這些應(yīng)用的磨粒的平均粒度可約為3-5 微米，構(gòu)建層的粒度細(xì)達(dá)約16微米。這些系統(tǒng)還可用來制備用于例如珠寶應(yīng)用、 拋光樣品制備以及除漆用途的研磨制品?？赏ㄟ^為使用者提供快速加工系統(tǒng)和裝有研磨組合物的料筒，來促進(jìn)使用 者方面的研磨制品制造。所述使用者可以是研磨制品的內(nèi)部使用者，例如使用 研磨制品、制備所述研磨制品用于內(nèi)部消耗的使用者?；蛘咚鍪褂谜呖芍圃?研磨制品用于銷售和配送。在圖20所示的一個示例性的方法中，為使用者提供了快速加工系統(tǒng)，圖中 顯示為2002。例如，可以出租或出售給磨料使用者一套用來制造研磨制品的快 速加工系統(tǒng)。或者，可以將用來制造研磨制品的快速加工系統(tǒng)租賃或給予預(yù)期 的使用者。為使用者提供了包含磨粒和粘合劑的料筒，圖中顯示為2004。例如，使用 者可以選擇特定的粘合劑和磨粒粒度，或者磨粒的顆粒種類。研磨溶液制造者 可以直接或間接地為使用者提供裝有包含特定粘合劑和所需磨粒的溶液的料 筒。在一個具體的實(shí)施方式中，使用者可以購買料筒。在另一個具體實(shí)施方式
中，使用者可以購買提供在料筒中的溶液、粉末或纖絲。當(dāng)設(shè)計形成涂敷的和設(shè)計的研磨制品的時候，可以提供基板，圖中顯示為 2005。例如，所述基板可選自紙張、膜、織物、箔和泡沬材料。快速加工系統(tǒng) 可設(shè)計用來使用所述料筒在基板上沉積磨粒和粘合劑的連續(xù)層，以形成研磨制品。另外，可以為使用者提供可用快速加工系統(tǒng)操作的計算機(jī)操作說明和軟 件，以控制連續(xù)圖案化層中的第一粘合劑和第一磨粒，圖中顯示為2006。例如,
可以為使用者提供設(shè)計用來命令快速加工系統(tǒng)形成特定研磨結(jié)構(gòu)的軟件和數(shù) 據(jù)。使用者使用所述料筒和快速加工系統(tǒng)來制造所需的研磨制品。在這樣做的 時候，料筒消耗了其溶液、粉末或纖絲。在一個示例性的實(shí)施方式中，制造者或服務(wù)提供者直接或間接地回收用過的料筒，圖中顯示為2007?；蛘撸褂谜呖梢詫⒘贤菜徒o服務(wù)提供者或制造者。在一個特殊的例子中,可以為料筒提供用來將其送給服務(wù)提供者或制造者的包裝。例如，料筒可以裝 在包裝中，由郵遞公司，例如US Postal Service , FedEx⑧或UPS⑧送達(dá)。所述包 裝上可印上回寄地址，留出貼回寄郵票的地方。使用者可以改裝用于返回的包 裝，插入料筒，通過郵遞公司遞送。另外，所述料筒可包括特有的標(biāo)識符。使 用者可以登陸網(wǎng)站，提供特有的標(biāo)識符，指定所需粘合劑和磨粒的種類。在一 個實(shí)施方式中，制造者遞送包含所需粘合劑和磨粒的第二料筒。在另一個實(shí)施 方式中，制造者或服務(wù)提供者用所需的粘合劑和磨粒重新充填該料筒，圖中顯 示為2008。但是，如果料筒被磨壞或無法使用，則需更換料筒。接下來，如2010所示，所述服務(wù)提供者或制造者將重新充填過的料筒直接 或間接地提供給使用者，例如提供給回收該料筒的使用者，或提供給不同的使 用者。例如，所述服務(wù)提供者或制造者可以經(jīng)由郵遞公司，在可回收使用的包 裝中遞送所述料筒。從使用者的角度來看，所述快速加工系統(tǒng)和可拆卸料筒可以用來制造一種 或多種設(shè)計形式的研磨制品。例如，如圖21所示，研磨制品的使用者為快速加 工系統(tǒng)的第一種設(shè)計的研磨制品提供設(shè)計數(shù)據(jù)，圖中顯示為2102。然后使用者 基于所述第一研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)形成了第一研磨制品，圖中顯示為2104,可以 基于所述第一研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)提供另外的研磨制品，例如第二研磨制品，圖 中顯示為2106。如圖2108所示，使用者可以為第二種設(shè)計的研磨制品提供另一 組設(shè)計數(shù)據(jù)，可以如步驟2110所示，隨后基于所述第二研磨制品設(shè)計數(shù)據(jù)形成 第三研磨制品。隨著研磨制品的制造，料筒被消耗。使用者可以替換料筒，繼續(xù)制造研磨 制品。在一個特殊的實(shí)施方式中，使用者可以將具有不同組成的料筒換入和換 出快速加工系統(tǒng)，以制備具有不同性能特征的硏磨制品。例如，使用者可以根 據(jù)粘合劑的機(jī)械強(qiáng)度、基于磨粒的粒度和耐磨性或者基于固化的粘合劑和磨粒 溶液的耐磨性來選擇料筒。使用者可以將選擇的料筒置于快速加工系統(tǒng)中，以
制備具有所需性能特征的研磨制品?？梢詫⒖盏牧贤蔡峁┙o服務(wù)提供者或制造 者，以重新充填。上述主題應(yīng)看作是說明性的而非限制性的，所附權(quán)利要求書包括其所有位 于本發(fā)明真實(shí)范圍內(nèi)的變化形式、改良形式和其它的實(shí)施方式。因此，在法律 許可的最大范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求書及其等價內(nèi)容所容許的最 寬泛解釋所確定，不應(yīng)被以上的詳述所約束或限制。
權(quán)利要求
1.一種涂敷的研磨制品，其包括基板；圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組，所述圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組中的各研磨結(jié)構(gòu)具有設(shè)計的微特征。
2. 如權(quán)利要求l所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述設(shè)計的微特征 包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔。
3. 如權(quán)利要求2所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述設(shè)計的微特征 是內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔的圖案。
4. 如權(quán)利要求3所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的 孔的圖案在所述圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組的多個研磨結(jié)構(gòu)中重復(fù)。
5. 如權(quán)利要求2所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述各研磨結(jié)構(gòu)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔的尺寸可變度不大于50微米。
6. 如權(quán)利要求5所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述各研磨結(jié)構(gòu)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔的尺寸可變度不大于8微米。
7. 如權(quán)利要求2所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述各研磨結(jié)構(gòu)的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔的位置可變度不大于50微米。
8. 如權(quán)利要求2所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔的 幾何橫截面選自多邊形、圓形和不規(guī)則形狀。
9. 如權(quán)利要求l所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述設(shè)計的微特征 是表面通道。
10. 如權(quán)利要求l所述的涂敷的研磨制品，其特征在于，所述設(shè)計的微特征 是裂開面。
11. 一種研磨制品，其包括具有差的脫模輪廓的外表面。
12. 如權(quán)利要求ll所述的研磨制品，其特征在于，所述研磨制品包括沿研 磨制品外表面的研磨結(jié)構(gòu)圖案，所述研磨結(jié)構(gòu)中至少一個壁相對于垂直方向從 研磨制品外表面延伸出來以-90。至0。的斜度延伸。
13. 如權(quán)利要求12所述的研磨制品，其特征在于，所述研磨結(jié)構(gòu)的圖案是 研磨結(jié)構(gòu)的陣列。
14. 如權(quán)利要求12所述的研磨制品，其特征在于，所述研磨制品是涂敷的 研磨制品。
15. 如權(quán)利要求ll所述的研磨制品，其特征在于，所述研磨制品是粘結(jié)的 研磨制品，所述粘結(jié)的研磨制品包括從所述粘結(jié)的研磨制品的外表面延伸入所述粘結(jié)的研磨制品內(nèi)的特征，所述特征的特征長寬比至少約為1.5,所述特征長寬比是從外表面向內(nèi)延伸的特征深度與所述粘結(jié)的研磨制品外表面上最小特 征開口尺寸之比。
16. 如權(quán)利要求15所述的研磨制品，其特征在于，所述特征長寬比至少約 為2.5。
17. 如權(quán)利要求16所述的研磨制品，其特征在于，所述特征長寬比至少約 為3.5。
18. 如權(quán)利要求15所述的研磨制品，其特征在于，所述特征是具有彎曲的 橫截面的通道。
19. 如權(quán)利要求15所述的研磨制品，其特征在于，所述粘結(jié)的研磨制品包 括內(nèi)部通道。
20. 如權(quán)利要求19所述的研磨制品，其特征在于，所述內(nèi)部通道是非線性的。
21. —種研磨制品，其包括多個圖案化的層，在所述多個圖案化的層中的 一個層中，第一區(qū)域具有第一組成，第二區(qū)域具有不同于所述第一組成的第二 組成。
22. 如權(quán)利要求21所述的研磨制品，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū) 域提供不同的特性，所述不同的特性作為在所述研磨制品中位置的函數(shù)而變 化。
23. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述第一區(qū)域和第二區(qū) 域提供作為與所述研磨制品中心相距的半徑的函數(shù)而變化的特性。
24. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括顆粒密度。
25. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括結(jié)合強(qiáng)度。
26. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括彈性模量。
27. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括壓縮模量。
28. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括孔隙度。
29. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括粒度。
30. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括顆粒組成。
31. 如權(quán)利要求22所述的研磨制品，其特征在于，所述特性包括粘合劑組成。
全文摘要
一種涂敷的研磨制品，其包括基板和圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組。所述圖案化的研磨結(jié)構(gòu)組的各研磨圖案具有設(shè)計的微特征，例如內(nèi)部結(jié)構(gòu)化的孔，表面通道或裂開面。研磨制品(涂敷的或粘結(jié)的)包括具有差的脫模輪廓的外表面。研磨制品包括大量圖案化的層，在幾個圖案化的層中的一個層內(nèi)，第一區(qū)域具有第一組成，第二區(qū)域具有不同于所述第一組成的第二組成。
文檔編號B24D5/00GK101142055SQ200680005483
公開日2008年3月12日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月22日
發(fā)明者A·扎諾利, D·內(nèi)弗萊特, G·斯韋 申請人:圣戈本磨料股份有限公司