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Title:
METHOD FOR PRODUCING ABRASIVE PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/179025
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing abrasive particles, comprising the following method steps: i. preparing a starting mixture containing at least aluminium hydroxide, which mixture can be converted at least into aluminium oxide by means of heat treatment; ii. extruding the starting mixture to form an extrudate; iii. separating the extrudate into intermediate particles; and iv. heat-treating the intermediate particles, wherein the intermediate particles are converted into abrasive particles that contain aluminium oxide, wherein the extrudate and/or the intermediate particles is/are subjected to an input of energy that is asymmetrical with respect to the geometry of the extrudate and/or the intermediate particles.

Inventors:
HIRSCHMANN MARTIN (AT)
Application Number:
PCT/AT2021/060057
Publication Date:
September 16, 2021
Filing Date:
February 22, 2021
Export Citation:
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Assignee:
TYROLIT SCHLEIFMITTELWERKE SWAROVSKI KG (AT)
International Classes:
C09K3/14; B28B1/00; B29C48/04
Attorney, Agent or Firm:
GANGL, Markus et al. (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schleifmittelteilchen (5), mit den folgenden Verfahrensschritten: i. Bereitstellen eines zumindest Aluminiumhydroxid enthaltenden Ausgangsgemischs (2), welches durch Wärmebehandlung zumindest in Aluminiumoxid überführbar ist, ii. Extrusion des Ausgangsgemischs zu einem Extrudat (3), iii. Vereinzeln des Extrudats (3) in Zwischenteilchen (4), und iv. Wärmebehandlung der Zwischenteilchen (4), wobei die Zwischenteilchen (4) in Schleifmittelteilchen (5), welche Aluminiumoxid enthalten, überführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrudat (3) und/oder die Zwischenteilchen (4) einer in Bezug auf die Geometrie des Extrudats (3) und/oder der Zwischenteilchen (4) asymmetrischen Energiezufuhr unterzogen wird bzw. werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die asymmetrische Energiezufuhr an wenigstens einer Austrittsöffnung (7b) wenigstens eines Düsenkörpers (6) einer Extrusionsvorrichtung (18) und/oder auf wenigstens einer Bandführungseinrichtung (20, 24) und/oder in wenigstens einer Vorrichtung zur asymmetrische Energiezufuhr (8), vorzugsweise umfassend wenigstens eine Trommel und/oder Walze, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die asymmetrische Energiezufuhr an wenigstens einer Austrittsöffnung (7b) wenigstens eines Düsenkörpers (6) einer Extrusionsvorrichtung (18) erfolgt, wobei wenigstens ein unter dem Einfluss der Gewichtskraft nach unten hängender Extrudatstrang (9) der asymmetrischen Energiezufuhr unterzogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die asymmetrische

Energiezufuhr

- durch Kontakt mit wenigstens einer Heizvorrichtung erfolgt, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Heizvorrichtung zumindest bereichsweise plattenförmig ausgebildet ist, und/oder - durch Einleitung eines elektrischen Stroms in das Extrudat (3) und/oder die Zwischenteilchen (4) erfolgt, wobei zumindest ein Teil einer Energie des elektrischen Stroms durch einen elektrischen Widerstand des Extrudats (3) und/oder der Zwischenteilchen (4) in Wärme umgewandelt wird, und/oder

- durch Konvektion, vorzugsweise mittels einer Heizgebläsevorrichtung, erfolgt, und/oder

- durch Einwirken einer elektromagnetischen Strahlung erfolgt, vorzugsweise wobei die elektromagnetische Strahlung wenigstens eine Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm oder 380 nm und 100 nm aufweist, und/oder von wenigstens einem Laser oder einem Heizstrahler emittiert wird, und/oder

- durch Induktion erfolgt, wobei in das zu extrudierende Ausgangsgemisch (2) ferromagnetische Partikel eingearbeitet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Extrudat und/oder die Zwischenteilchen (4) eine Längsrichtung aufweisen und die asymmetrische Energiezufuhr quer zur Längsrichtung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Zuge der Extrusion das Ausgangsgemisch (2) durch wenigstens einen Düsenkörper (6) mit zumindest einem Düsenkanal (7), vorzugsweise einer Vielzahl an im Wesentlichen parallel verlaufenden Düsenkanälen (7), gepresst wird, vorzugsweise wobei der wenigstens eine Düsenkörper (6) durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zumindest eine Düsenkanal (7) des wenigstens einen Düsenkörpers (6) eine, vorzugsweise kreisförmige oder ellipsenförmige, Eingangsöffnung (7a), durch welche das Ausgangsgemisch (2) in den zumindest einen Düsenkanal (7) eintritt, und eine, vorzugsweise rechteckige, quadratische, dreieckige, tropfenförmige oder sternförmige und/oder wenigstens eine konvexe Seite oder wenigstens eine konkave Seite aufweisende, Austrittsöffnung (7b), über welche das Extrudat (3) aus dem zumindest einen Düsenkanal (7) austritt, aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zumindest eine Düsenkanal (7) einen sich an die Eingangsöffnung (7a) anschließenden trichterförmigen Abschnitt (7c) mit einem sich in Richtung der Austrittsöffnung (7b) verkleinernden Durchmesser aufweist, wodurch der Druck, die Dichte und/oder die Geschwindigkeit des zu extrudierenden Ausgangsgemischs (2) erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Extrudat (3) durch eine Trennvorrichtung (10), vorzugsweise durch ein rotierendes oder oszillierendes Messer, und/oder mittels wenigstens einem Laser und/oder wenigstens einem Wasserschneider und/oder wenigstens einem Plasmaschneider in Zwischenteilchen (4) vereinzelt wird, vorzugsweise wobei das mittels der Trennvorrichtung (10) zu vereinzelnde Exdrudat (3) vor dem Vereinzeln auf ein Fördermittel abgelegt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die durch das Vereinzeln erzeugten Zwischenteilchen im Zuge der Wärmebehandlung

- kalziniert werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 400 °C und 1200 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1000 °C, und/oder

- gesintert werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen

1200 °C und 1800 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1200 °C und 1500 °C.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die durch das Vereinzeln erzeugten Zwischenteilchen (4) im Zuge der Wärmebehandlung vor dem Kalzinieren und/oder Sintern vorgetrocknet werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 50 °C und 350 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 80 °C und 100 °C.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die nach der Wärmebehandlung vorliegenden Schleifmittelteilchen (5) abgekühlt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei bei der Bereitstellung des Ausgangsgemischs (2) und/oder bei der Extrusion des Ausgangsgemischs (2) Wasser (14), ein Peptisator, vorzugsweise Salpetersäure (15), und/oder Zusatzstoffe (16), beispielsweise eine Säure und/oder Cobaltnitrat, zugesetzt werden.

14. Schleifmittelteilchen (5), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, vorzugsweise wobei die Schleifmittelteilchen (5) zumindest abschnittsweise spiralförmig ausgebildet sind.

15. Schleifmittelteilchen (5) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelteilchen (5) eine rechteckige, quadratische, trapezförmige, parallelgrammförmige, dreieckige, tropfenförmige, propellerförmige oder sternförmige und/oder wenigstens eine konvexe Seite oder wenigstens eine konkave Seite aufweisende Grundfläche aufweisen.

16. Schleifmittelteilchen (5) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelteilchen (5) eine Länge von 0,5 mm bis 4 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm, aufweisen.

17. Schleifmittelteilchen (5) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelteilchen (5) eine Breite von 200 pm bis 800 pm, bevorzugt zwischen 500 pm und 700pm, aufweisen.

18. Schleifmittelteilchen (5) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelteilchen (5) eine Dicke von 50 pm bis 400 pm, vorzugsweise 150 pm bis 250pm, aufweisen.

19. Schleifmittelteilchen (5) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelteichen (5) einen Verdrillwinkel zwischen 0° und 360°, bevorzugt zwischen 180° und 360°, aufweisen.

20. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs (12) für die Bearbeitung metallischer Materialien, wobei Schleifmittelteilchen (5) welche nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt wurden, in eine Bindung, beispielsweise in eine keramische Bindung oder eine Kunstharzbindung, eingelagert werden.

21. Schleifwerkzeug (12), hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Schleifwerkzeug (12) eine Porosität von 2 bis 50% und/oder eine Dichte von 1 ,5 bis 4,5 g/cm3 aufweist.

Description:
Verfahren zur Herstellung von Schleifmittelteilchen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifmittelteilchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und nach dem Verfahren hergestellte Schleifmittelteilchen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs für die Bearbeitung metallischer Materialien sowie das nach diesem Verfahren hergestellte Schleifwerkzeug.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von Schleifmittelteilchen bekannt. Beispielsweise wird in der anmeldereigenen EP 3 342 839 A1 ein Verfahren offenbart, bei dem durch Spanen eines Extrudats Schleifmittelteilchen mit einer uneinheitlich Form und/oder Größe hergestellt werden. Die Zielsetzung bei diesem Verfahren besteht dabei darin, Schleifmittelteilchen mit einer ungleichmäßigen Geometrie herzustellen.

Nachteilig dabei ist, dass nur verhältnismäßig wenige Schleifmittelteilchen in einer bestimmten Zeit hergestellt werden können.

Weiters kommt es bei einem solchen Verfahren zu einem relativ hohen Verschleiß, da die zur Zerspanung eingesetzten Schneiden einer hohen Belastung unterliegen und somit verhältnismäßig schnell verschleißen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Schleifmittelteilchen, welches die oben genannten Probleme vermeidet, die damit hergestellten Schleifmittelteilchen, ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs für die Bearbeitung metallischer Materialien, bei welchem die erfindungsgemäß hergestellten Schleifmittelteilchen zum Einsatz kommen sowie ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes Schleifwerkzeug anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 , 14, 20, und 21 gelöst. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also vorgesehen, dass das Extrudat und/oder die Zwischenteilchen einer in Bezug auf die Geometrie des Extrudats und/oder der Zwischenteilchen asymmetrischen Energiezufuhr unterzogen wird bzw. werden.

Durch die asymmetrische Energiezufuhr tritt eine asymmetrische Erwärmung des Extrudats und/oder der Zwischenteilchen auf. Da das Extrudat und/oder die Zwischenteilchen aufgrund der asymmetrische, also ungleichmäßigen, Erwärmung nicht gleichmäßig abkühlen, treten Spannungen innerhalb des Extrudats und/oder der Zwischenteilchen auf. Diese Spannungen führen zu einem Verdrillen des Extrudats und/oder der Zwischenteilchen und somit zu Schleifmittelteilchen mit einer ungleichmäßigen Geometrie.

Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren können in gleicher Zeit mehr Schleifmittelteilchen hergestellt werden, da beispielsweise mehrerer Extrudatstränge vorgesehen sein können. Außerdem ist der Verschleiß bei einem erfindungsgemäßen Verfahren geringer als im Stand der Technik, da keine Spanungsvorrichtung benötigt wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Technik, ein zumindest Aluminiumhydroxid enthaltendes Ausgangsgemisch durch Wärmebehandlung zumindest in Aluminiumoxid zu überführen bereits seit längerem bekannt ist. In diesem Zusammenhang sei auf den sogenannten „Sol-Gel-Prozess“ verwiesen. Dabei wird ein Ausgangsgemisch verwendet, welches zumindest Aluminiumhydroxid enthält. Aluminiumhydroxid kann in unterschiedlichen Modifikationen vorliegen. Im Zusammenhang mit der gegenständlichen Erfindung kommt bevorzugt pulverförmiges Böhmit (g-AIOOH) zum Einsatz. Weiterhin bevorzugt wird das Böhmit in weiterer Folge unter Zugabe von Wasser und Beimischung eines Peptisators, z.B. Salpetersäure, in ein klares Sol überführt. Anschließend wird bevorzugt durch die weitere Zugabe einer Säure, z.B. Salpetersäure, oder einer Nitratlösung, eine Reaktion zum Gel, d.h. eine Dehydratation und Polymerisation, eingeleitet. Durch die Gelierung liegt das Böhmit in einer sehr homogenen Verteilung vor. In einem anschließenden Arbeitsschritt kann freigesetztes Wasser verdampft werden. Im Zuge einer sich daran anschließenden Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 400 °C und 1200°C, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1000 °C, kann das Aluminiumhydroxid in ein Aluminiumoxid der Übergangsphase y-A C überführt werden. Bei der Reaktion von Böhmit zu Aluminiumoxid wird Stickstoff als Rückstand der Säure und Wasser freigesetzt. Diese Niedertemperaturfeuerung wird auch als Kalzinieren bezeichnet. In einem letzten Schritt kann dann eine weitere Wärmebehandlung in Form von, vorzugsweise drucklosem, Sintern durchgeführt werden. Dieser Schritt erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1200 °C und 1800 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1200 °C und 1500 °C. In Abhängigkeit des Ausgangsgemischs kann es Vorkommen, dass dabei neben Aluminiumoxid (typischerweise als alpha-Aluminiumoxid) Nebenphasen, wie z.B. Spinell, entstehen. Diesem Sachverhalt wird durch den Ausdruck „zumindest in Aluminiumoxid“ Rechnung getragen.

Unter „Extrusion“ versteht man eine Verfahrenstechnik, bei welcher feste bis dickflüssige härtbare Materialien unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst werden. Dabei entstehen Körper mit einem Querschnitt der Öffnung, Extrudat genannt.

Im vorliegenden Fall hängt der Querschnitt des Extrudats von einem verwendeten Düsenkörper ab und ist bevorzugt rechteckig, quadratisch, trapezförmig, parallelgrammförmig, dreieckig, tropfenförmig, propellerförmig oder sternförmig und/oder weist wenigstens eine konvexe Seite oder wenigstens eine konkave Seite auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik nicht nur durch seine Einfachheit und den geringeren Wartungsbedarf und Verschleiß aus, sondern ermöglicht es auch, die Form und/oder Größe der Zwischenteilchen bzw. der nach dem Sintern vorliegenden Schleifmittelteilchen leicht und flexibel durch Austausch eines Düsenkörpers und/oder Änderungen beim Vereinzeln zu variieren.

Eine Möglichkeit, die Abmessungen der Schleifmittelteilchen zu beeinflussen bzw. zu steuern, besteht darin, das Extrudat dem Verfahrensschritt des Vereinzeins mit einer veränderbaren Zustellgeschwindigkeit und/oder in einer oszillierenden Bewegung zuzuführen. Im Falle einer oszillierenden Bewegung stellt sich eine bestimmte Länge des zu vereinzelnden Extrudats ein.

Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass die durch das Vereinzeln erzeugten Zwischenteilchen vor der Wärmebehandlung in einem weiteren Verfahrensschritt, vorzugsweise mittels einer Schneidevorrichtung, zerkleinert werden. Anstelle einer Schneidevorrichtung können auch andere Zerkleinerungsvorrichtungen zum Einsatz kommen, die beispielsweise auch ein Brechen und/oder Zerhacken der Zwischenteilchen bewirken.

Eine weitere Einflussmöglichkeit auf die Form und/oder Größe der Schleifmittelteilchen hat man, indem man die Konsistenz des Ausgangsgemischs verändert. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass bei der Bereitstellung des Ausgangsgemischs und/oder bei der Extrusion des Ausgangsgemischs Wasser, ein Peptisator, vorzugsweise Salpetersäure, und/oder Zusatzstoffe, beispielsweise eine Säure, bei der es sich ebenfalls um Salpetersäure handeln kann, und/oder Cobaltnitrat, zugesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Extrudat und/oder die Zwischenteilchen eine Längsrichtung aufweisen und die asymmetrische Energiezufuhr quer zur Längsrichtung erfolgt.

Dies begünstigt einerseits ein Verdrillen des Extrudats und/oder der Zwischenteilchen und ermöglicht andererseits eine einfache Realisierung einer asymmetrischen Energiezufuhr.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung von Schleifmittelteilchen bestehen weiterhin darin, dass die durch das Vereinzeln erzeugten Zwischenteilchen im Zuge der Wärmebehandlung kalziniert werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 400 °C und 1200 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1000 °C, und/oder gesintert werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1200 °C und 1800 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1200 °C und 1500 °C. Ergänzend kann es vorgesehen sein, dass die durch das Vereinzeln erzeugten Zwischenteilchen im Zuge der Wärmebehandlung vor dem Kalzinieren und/oder Sintern vorgetrocknet werden, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 50 °C und 350 °C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 80 °C und 100 °C.

Wie zuvor ausgeführt, wird auch Schutz begehrt für ein Verfahren zur Fierstellung eines Schleifwerkzeugs für die Bearbeitung metallischer Materialien, wobei Schleifmittelteilchen, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fierstellung der Schleifmittelteilchen hergestellt wurden, in eine Bindung, beispielsweise in eine keramische Bindung oder in eine Kunstharzbindung, eingelagert werden. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch ein Schleifwerkzeug mit einer Porosität von 2 bis 50 % und/ oder einer Dichte von 1 ,5 bis 4,5 g/cm 3 .

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen,

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Düsenkörpers in einer Schnittdarstellung, Fig. 4a-l schematische Darstellungen von Austrittsöffnungen von Düsenkanälen eines erfindungsgemäßen Düsenkörpers,

Fig. 5a/5b Fotos von Schleifmittelteilchen, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von hergestellt wurden,

Fig. 6a ein Foto von Schleifmittelteilchen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen hergestellt wurden, und Fig. 6b ein Foto eines Schleifmittelteilchens in einer Vorderansicht, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen hergestellt wurde.

Bei dem in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen wird ein Ausgangsgemisch 2 dadurch bereitgestellt, dass Böhmit 13, Wasser 14, Salpetersäure 15 und Zusatzstoffe 16, beispielsweise Cobaltnitrat, in einen Mischer 17 eingebracht werden, wobei der Mischer 17 im Wesentlichen aus einem Mischbehälter 17a und einer darin angeordneten Rotationseinheit 17b besteht.

Das auf diese Weise bereitgestellte Ausgangsgemisch 2 wird in weiterer Folge einer Extrusionsvorrichtung 18 zugeführt. Es kann vorgesehen sein, dass die Extrusionsvorrichtung 18 auf einer Plattform 19 angeordnet ist, welche in eine oszillierende Bewegung versetzt werden kann. Diese oszillierende Bewegung ist in Figur 1 mittels eines Doppelpfeils schematisch angedeutet.

Das die Extrusionsvorrichtung 18 verlassende Extrudat 3 weist eine bestimmte Querschnittsform auf, welche durch einen Düsenkörper 6 bestimmt wird.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 direkt nach dem Düsenkörper 6 angeordnet und unterzieht die Zwischenteilchen 4 einer asymmetrischen Energiezufuhr. Die Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 kann aber auch an anderen Positionen angeordnet sein, beispielsweise im Bereich einer Bandführungseinrichtung 20.

Die asymmetrische Energiezufuhr durch die Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 kann dabei unter anderem durch

Kontakt mit wenigstens einer Heizvorrichtung, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Heizvorrichtung zumindest bereichsweise plattenförmig ausgebildet ist, und/oder

Einleitung eines elektrischen Stroms in das Extrudat 3 und/oder die Zwischenteilchen 4, wobei zumindest ein Teil einer Energie des elektrischen Stroms durch einen elektrischen Widerstand des Extrudats 3 und/oder der Zwischenteilchen 4 in Wärme umgewandelt wird, und/oder

Konvektion, vorzugsweise mittels einer Heizgebläsevorrichtung, und/oder Einwirken einer elektromagnetischen Strahlung, vorzugsweise wobei die elektromagnetische Strahlung wenigstens eine Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm oder 380 nm und 100 nm aufweist, und/oder von wenigstens einem Laser oder einem Heizstrahler emittiert wird, und/oder durch Induktion, wobei in das zu extrudierende Ausgangsgemisch 2 ferromagnetische Partikel eingearbeitet werden erfolgen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 in Form einer Trommel oder Walze ausgebildet ist.

Weiters kann die Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 grundsätzlich an jeder beliebigen Position zwischen Extrusionsvorrichtung 18 und Sinterofen 23 angeordnet sein.

Das Extrudat 3 wird in weiterer Folge durch eine als ein rotierendes oder oszillierendes Messer ausgebildete Trennvorrichtung 10 vereinzelt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Vereinzeln in Zwischenteilchen mittels wenigstens eines Lasers oder wenigstens eines Wasserschneiders oder wenigstens eines Plasmaschneiders erfolgt, vorzugsweise wobei das mittels dem wenigstens einen Laser oder dem wenigstens einen Wasserschneider oder dem wenigstens einen Plasmaschneider zu vereinzelnde Exdrudat 3 vor dem Vereinzeln auf ein Fördermittel abgelegt wird.

Die durch das Vereinzeln des Extrudats 3 erzeugten Zwischenteilchen 4 werden mittels einer Bandführungseinrichtung 20 einer Vortrocknungseinrichtung 21 zugeführt.

Anschließend werden die vorgetrockneten Zwischenteilchen 4 in einen Kalzinierofen 22 überführt, in welchem eine Kalzinierung der Zwischenteilchen 4 erfolgt.

Nach dem Kalzinieren schließt sich ein Sinterofen 23 an, in welchem die Zwischenteilchen 4 zu Schleifmittelteilchen 5 gesintert werden. Auf die Form und/oder Größe der auf diese Weise hergestellten Schleifmittelteilchen 5 wird anhand der Figuren 5a und 5b näher eingegangen.

Anstelle von drei räumlich getrennten, aufeinander folgenden Einrichtungen 21 , 22 und 23 zur Wärmebehandlung kann auch eine integrierte Einrichtung zur Wärmebehandlung, beispielsweise ein Tunnelofen, mit unabhängig voneinander steuerbaren Temperaturzonen zum Einsatz kommen.

Die gesinterten Schleifmittelteilchen 5 werden auf einer Bandführung 24 positioniert. Während des Transports mittels dieser Bandführungseinrichtung 24 werden die durch das Sintern erzeugten Schleifmittelteilchen 5 abgekühlt.

Die fertig hergestellten Schleifmittelteilchen 5 werden sodann in eine Speichervorrichtung 25 überführt und stehen einer Weiterverarbeitung, beispielsweise für ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs für die Bearbeitung metallischer Materialien, zur Verfügung.

In der Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Ausführungsbeispiele unterscheiden sich im Wesentlichen nur durch die Position der Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 und der Trennvorrichtung 10.

Es ist dabei erkennbar, dass die Extrusionsvorrichtung 18 gedreht ist und das Extrudat 3 in Form von mehreren Extrudatsträngen 9 in Richtung der Erdbeschleunigung aus dem Düsenkörper 6 austritt. Die Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr 8 ist dabei so angeordnet, dass sie die durch die Gewichtskraft nach unten hängenden Extrudatstränge 9 einer asymmetrischen Wärmezufuhr unterzieht. Es wird also das Extrudat 3 einer asymmetrischen Wärmezufuhr unterzogen und nicht die Zwischenteilchen 4.

Das einer asymmetrischen Wärmezufuhr unterzogene Extrudat 3 wird anschließend auf eine Bandführungsvorrichtung 20 abgelegt und durch eine Trennvorrichtung 10 vereinzelt. Das restliche erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel läuft analog zu dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ab.

Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Düsenkörpers 6 in einer Schnittdarstellung. Es ist erkennbar, dass die Düsenkanäle 7 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sind und denselben Durchmesser wie die Eintrittsöffnung 7a aufweisen.

Bei einem Düsenkörper 6 nach Figur 3 tritt ein zu extrudierendes Ausgangsgemisch 2 also durch die Eingangsöffnungen 7a in den Düsenkörper 6 ein und erfährt durch die Austrittsöffnung 7b eine Erhöhung seiner Dichte und/oder seiner Geschwindigkeit.

Das zu extrudierende Gemisch 2 tritt anschließend als Extrudat 3 durch die Austrittsöffnungen 7b aus dem Düsenkörper 6 aus. Die Austrittsöffnungen 7b in diesem Ausführungsbeispiel ähneln in ihrer Form einem dreiblättrigen Rotor.

Ein Düsenkörper 6 nach Figur 3 kann durch ein additives Fertigungsverfahren oder durch ein zumindest ein materialabtragendes Fertigungsverfahren hergestellt werden.

Bei einer materialabtragenden Fertigung könnte beispielsweiße vorgesehen sein, dass in einen metallenen Rohling Sacklochbohrungen eingebracht werden. In diesen Sacklochbohrungen könnten anschließen mittels Laserschneiden Austrittsöffnungen 7b ausgeschnitten werden. Es kann aber auch jedes andere geeignete Fertigungsverfahren vorgesehen sein.

Die Figuren 4a bis 4I zeigen schematische Darstellungen von Austrittsöffnungen 7b von Düsenkanälen 7 eines Düsenkörpers 6. Es ist ersichtlich, dass die Austrittsöffnungen 7b unterschiedlichste geometrische Formen aufweisen können. Die in den Figuren 4a bis 4I dargestellten Austrittsöffnungen 7b sollen nur als Beispiele dienen, grundsätzlich sind alle geeigneten geometrische Formen für die Austrittsöffnungen 7b denkbar.

Die Form der Austrittsöffnungen 7b bestimmt auch die Querschnittsform des Extrudats 3 und demnach die Querschnittsform der Zwischenteilchen 4 und Schleifmittelteilchen 5. Die Figuren 5a und 5b zeigen Fotos von Schleifmittelteilchen, die gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen 5 hergestellt wurden. Anhand der Fotos sind einerseits die Größe der Schleifm itteilteilchen 5 und andererseits die Form der Schleifmittelteilchen 5 ersichtlich. Es ist erkennbar, dass ein Großteil der Schleifmittelteilchen 5 aus der fotografierten Probe einen Verdrillwinkel von 90° bis 180° aufweist. Insbesondere kann jedoch vorgesehen sein, dass die Schleifmittelteilchen 5 einen Verdrillwinkel von bis zu 360° aufweisen.

Die Figur 6a zeigt ein Foto von Schleifmittelteilchen, die gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen 5 mit einer Ausführungsform eines Düsenkörpers gemäß der Figur 3 hergestellt wurden. Anhand des Fotos sind einerseits die Größe der Schleifm itteilteilchen 5 und andererseits die Form der Schleifmittelteilchen 5 ersichtlich. Es ist erkennbar, dass ein Großteil der Schleifmittelteilchen 5 aus der fotografierten Probe einen Verdrillwinkel von 90° bis 180° aufweist. Insbesondere kann jedoch vorgesehen sein, dass die Schleifmittelteilchen 5 einen Verdrillwinkel von bis zu 360° aufweisen.

Die Figur 6b zeigt ein Foto eines Schleifmittelteilchens in einer Vorderansicht, welches gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fierstellung von Schleifmittelteilchen 5 mit einer Ausführungsform eines Düsenkörpers gemäß der Figur 3 hergestellt wurde. Anhand des Fotos sind die Größe eines Schleifmittelteilchens und sein Querschnitt erkennbar.

Bezugszeichenliste:

1 Verfahren

2 Ausgangsgemisch

3 Extrudat

4 Zwischenteilchen

5 Schleifmittelteilchen

6 Düsenkörper

7 Düsenkanäle

7a Eingangsöffnung 7b Austrittsöffnung 7c trichterförmiger Abschnitt 7d verdrillter Abschnitt

8 Vorrichtung zur asymmetrischen Energiezufuhr

9 Extrudatstrang

10 T rennvorrichtung

11 Fördermittel

12 Schleifwerkzeug

13 Böhmit

14 Wasser

15 Salpetersäure

16 Zusatzstoffe

17 Mischer

17a Mischbehälter 17b Rotationseinheit

18 Extrusionsvorrichtung

19 Plattform

20 Bandführungseinrichtung

21 Vortrocknungseinheit

22 Kalzinierofen

23 Sinterofen

24 Bandführungseinrichtung

25 Speichervorrichtung