La storia, la classificazione e la tecnologia degli abrasivi di carta vetrata

 

I. Evoluzione storica del documento abrasivo

    COMEUna delle prime innovazioni per gli strumenti dell'umanità, la carta abrasiva può essere fatta risalire alla Cina del XIII secolo. Secondo la "Storia della dinastia Yuan", gli artigiani nella dinastia Yuan avevano già saputo come mescolare i conchiglie tritate con la linfa degli alberi naturali e attaccarli alla superficie della pergamena per formare un materiale di macinazione primitivo. Questo "documento proto-abrasivo" è stato utilizzato principalmente per lucidare lacca, dimostrando la saggezza degli antichi artigiani cinesi nell'applicazione composita di materiali.

La rivoluzione industriale ha causato un salto nella tecnologia di carta vetrata:

Nel 1830,John GoodyearDi Birmingham, nel Regno Unito, sabbia al quarzo mista con olio di semi di lino per creare la prima carta vetrata commerciale e stabilito un processo di produzione standardizzato. La Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M), fondata nel 1902, fu inizialmente istituita per sviluppare miniere di Cordndum ma inaspettatamente trasformata in un gigante della carta vetrata.

Nel 1921, inventò il impermeabileWeordry di carta vetrata, che ha utilizzato uno speciale processo di resina per mantenere l'adesione di materiali abrasivi sott'acqua, segnando una pietra miliare nella tecnologia di pittura automobilistica. Durante la seconda guerra mondiale, la tecnologia di carta vetrata fu ulteriormente perfezionata. Gli ingegneri tedeschi hanno sviluppato carta vetrata super-precisione (con una dimensione della grinta di P2000 e superiore), utilizzata per macinare strumenti ottici militari, raggiungendo la precisione a livello di micron.

La tecnologia di carta vetrata contemporanea ha superato la comprensione tradizionale:

      3M's Tecnologia abrasiva in ceramica Cubitron IIUsa particelle di ceramica strutturate con precisione, che hanno una durata di vita tre volte più lunga rispetto ai tradizionali abrasivi di ossido di alluminio.

ILcarta vetrata a diamante nano su scalaSviluppata dalla società di noritake giapponese può ottenere una lucidatura a specchio di leghe dure, con una rugosità superficiale inferiore a RA 0,02 μm.

 

 

Ii. Classificazione scientifica: l'architettura precisa dei sistemi abrasivi
I moderni sistemi abrasivi per carta vetrata mostrano caratteristiche di classificazione multidimensionale:

 

(1) dimensione del materiale

 

(Ii) Dimensioni funzionali
    Carta abrasiva secca: Utilizza la tecnologia di impianto elettrostatico, con porosità del 20-30% mantenuta tra particelle abrasive e dotata di un rivestimento antistatico. Un prodotto tipico è la carta abrasiva secca da 3 m 236U, adatta per la macinazione di saldature in metallo.
    Carta abrasiva bagnata: Impiega un substrato di carta in lattice, con densità abrasiva aumentata del 40%e viene utilizzata in combinazione con fluidi lubrificanti e di raffreddamento. La carta abrasiva umida giapponese NCA contiene una quota di mercato di oltre il 65% nel settore della lucidatura dello stampo.
   Carta abrasiva resistente alle intemperie: Incorpora la resina epossidica nel substrato, adatto per ambienti operativi che vanno da -40 a 120 gradi. La carta abrasiva tedesca resistente alle intemperie Hermes viene utilizzata nella manutenzione di attrezzature di ricerca polare.

(Iii) Standard di classificazione
Adotta un sistema di classificazione a doppio binario:

 

   Cami Standard (Abrasives Manufacturers Institute of the United): L'intervallo di grinta è 24-1200#, con ogni incremento di grado corrispondente a un dimezzamento della dimensione delle particelle.
   Fepa Standard (Federazione europea degli abrasivi): Sistema di classificazione P, in cui P400 corrisponde a Cami 320#ed è più adatto per gli scenari di elaborazione di precisione.

Dimensioni innovative di grinta speciali:La carta vetrata piramidica 3M presenta una struttura a tre strati. Lo strato inferiore con abrasivo grossolana (P80) rimuove rapidamente i difetti, lo strato medio (P180) si trasforma senza problemi e lo strato superiore (P320) fornisce lucidatura ultra-fine. Una singola operazione può completare l'intero processo dalla macinazione approssimativa alla lucidatura fine.

 

Iii. Decrittazione del processo: l'ingegneria di precisione della produzione di carta vetrata

 

(1) Preparazione del materiale di base
     Trattamento della base di carta: La carta Kraft speciale con un peso di 80-150 g/㎡ viene utilizzata e sottoposta al trattamento corona per ottenere una tensione superficiale di 42 dynes/cm.
      Rivestimento del primer: La resina acrilica modificata viene applicata con una quantità di rivestimento controllata a 25-35 g/㎡ per garantire una resistenza alla buccia superiore o uguale a 1,2 N/cm.
(2) Composito abrasivo
      Impianto di sabbia elettrostatica: In un ambiente con un'umidità del 65% ± 5% e una temperatura di 25 gradi ± 2 gradi, le particelle abrasive sono disposte direzionalmente attraverso un campo elettrico ad alta tensione da 30-50 kV.
     Currezione multistrato: Viene adottato un processo di aumento della temperatura graduale. In primo luogo, il pre-cura viene effettuato a 80 gradi per 5 minuti, quindi la polimerizzazione principale viene condotta a 120 gradi per 15 minuti per garantire che il grado di reticolazione della resina sia superiore all'85%.
(3) processo post-trattamento
     Trattamento di flessibilità: Attraverso un calendario a tre roll, la resistenza di flessione della carta vetrata è controllata a meno o uguale a 3,5 n · m per soddisfare i requisiti di macinatura superficiale curva.
Laser Slitting: Un sistema di taglio laser UV viene utilizzato con una precisione di cucitura di taglio di ± 0,1 mm per evitare barate causate dal taglio meccanico tradizionale.

 

 

IV. Controllo di qualità: standard rigorosi del sistema di ispezione
L'ispezione della carta vetrata deve passare attraverso quattro indicatori principali:

 

(1) Proprietà fisiche
    Resistenza alla trazione: Secondo lo standard GB/T 7498, la resistenza alla trazione longitudinale della carta vetrata è maggiore o uguale a 40n/25 mm e la resistenza alla trazione trasversale è maggiore o uguale a 25n/25 mm.
    Forza di buccia: Utilizzando il metodo peel a 90 gradi, il valore del test è maggiore o uguale a 0,8 N/cm.
(2) Performance di macinazione
    Tasso di rimozione del materiale (MRR): Su un test standard (45# acciaio), quando macinato per 5 minuti a una pressione di 20kPa, l'MRR di carta vetrata di alta qualità è maggiore o uguale a 0,3 g/min.
    Rugosità superficiale: Utilizzando il misuratore di rugosità Marsurf, l'accuratezza del controllo del valore RA è ± 0,02 μm.
(3) Test di durata
Test di vita: Dopo una macinatura continua di un'area di 10 m², il tasso di spargimento di particelle abrasivi è inferiore o uguale all'8%.
    Resistenza all'acqua: Dopo 24 ore di ammollo in acqua, il tasso di ritenzione della resistenza alla trazione della carta vetrata resistente all'acqua è maggiore o uguale all'85%.
(4) Indicatori di protezione ambientale
  Rilevamento VOC: Secondo lo standard HJ/T 397, i composti organici volatili totali sono inferiori o uguali a 15 g/kg.
    Rilevamento di metalli pesanti: Utilizzando il metodo ICP-MS, il contenuto di elementi dannosi come il piombo e il cadmio è inferiore o uguale alle 10 ppm.