BRPI0809240A2 - Artigos abrasivos, ferramentas reciprocantes de forma giratória e métodos - Google Patents

Description

“ARTIGOS ABRASIVOS, FERRAMENTAS RECIPROCANTES DE FORMA GIRATÓRIA E MÉTODOS”

Para proteger e preservar as qualidades estéticas do acabamento de um automóvel ou outro veículo, é de conhecimento geral fornecer uma demão final incolor (não-pigmentada ou levemente pigmentada) sobre um revestimento de base colorido (pigmentado), de modo que o revestimento de base se mantém inalterado mesmo durante exposição prolongada ao ambiente ou desgaste por agentes atmosféricos. De modo geral, a técnica revela acabamentos feitos com um revestimento de base/demão final ou revestimento de base/demão incolor. Tipicamente, o acabamento resultante não é completamente liso (devido a, por exemplo, condições de aspersão, a composição da demão final ou demão incolor, condições de secagem, topografia da superfície subjacente, etc.). Ao invés de ser completamente liso, o acabamento de demão incolor ou demão final apresenta tipicamente uma textura que é de alguma forma similar a textura vista na casca de uma laranja. Esta textura é comumente denominada acabamento de “casca de laranja” e é aceitável na maioria das situações.

Durante a aplicação de cada um destes revestimentos, ou durante o reparo dos mesmos, poeira, sujeira ou outras partículas podem, no entanto, ficar presas no acabamento, resultando em defeitos como protuberâncias, etc. no acabamento (comumente denominados “protuberâncias”). Os defeitos tipicamente prejudicam a aparência do acabamento de casca de laranja a um grau inaceitável.

A remoção de defeitos inaceitáveis (comumente denominada “remoção de protuberâncias”) é tipicamente alcançada por métodos de abrasão relativamente agressivos, que afetam áreas da superfície que são significativamente maiores que o próprio defeito. Como resultado, os próprios reparos podem provocar marcas planas na aparência de casca de laranja característica das áreas adjacentes aos defeitos removidos. Estes pontos planos na textura de casca de laranja podem, em alguns casos, também ser inaceitáveis. Para evitar pontos planos na textura de casca de laranja, um técnico pode até mesmo precisar reparar um painel completo da estrutura, ao invés de reparar defeitos individuais. Tal reacabamento extensivo pode aumentar significativamente o tempo, energia e custo da remoção ou reparo de defeitos como protuberâncias em um acabamento.

De modo mais genérico, os mesmos problemas de misturar a aparência da superfície entre as áreas reacabadas e não reacabadas sobre uma superfície também podem aparecer em vários outros processos de abrasão convencionais como, por exemplo, processos que envolvem produtos abrasivos revestidos.

Sumário da Invenção

A presente invenção apresenta métodos de abrasão de superfícies rotacionando de forma reciprocante superfícies abrasivas em contato com as superfícies. A presente invenção também pode fornecer artigos abrasivos para uso em ferramentas giratórias reciprocantes. Além disso, a presente invenção também pode fornecer métodos de remoção de defeitos em uma superfície, onde o método inclui lixação (com o uso um superfície abrasiva reciprocante giratória) seguida de uma ou mais operações de polimento.

Para uso na presente invenção, o termo “reciprocação rotacional” (e as variações do mesmo) é usado para descrever a rotação de um artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação em direções alternadas, em sentido horário e em sentido anti-horário. Em outras palavras, o artigo abrasivo é rotacionado primeiro em uma primeira direção ao redor de um eixo de rotação, parado, rotacionado em uma direção oposta, parado, etc.

A reciprocação rotacional dos artigos abrasivos pode proporcionar vantagens na remoção de defeitos menores (por exemplo, pontas, protuberâncias, etc.) de uma superfície, em comparação a processos convencionais envolvendo, por exemplo, artigos abrasivos giratórios. Estas vantagens podem incluir, por exemplo, perturbação reduzida de qualquer textura de casca de laranja na superfície que cerca o defeito, redução no número de etapas necessárias para completar o reparo, redução na área total afetada pelo reparo, etc.

Limitar a perturbação da textura de casca de laranja no acabamento da superfície enquanto ainda se remove efetivamente a superfície defeituosa pode, em muitas instâncias, permitir a remoção de tais defeitos sem a necessidade de tratamento de toda a superfície, para evitar a introdução de pontos planos que são inaceitáveis em tamanho e/ou frequência na textura de casca de laranja.

Também entre as vantagens em potencial da presente invenção está a oportunidade de reduzir o número de etapas necessárias para se reparar defeitos superficiais em, por exemplo, uma superfície acabada (onde o acabamento é, por exemplo, uma demão incolor, uma tinta, um verniz, etc.). Métodos convencionais de remoção de tais defeitos (às vezes chamados de “remoção de protuberâncias” na indústria automotiva) podem precisar de até cinco etapas para se alcançar um resultado aceitável. O processo convencional inclui tipicamente: 1) lixação (para remover as protuberâncias), 2) refinamento da raspagem (para remover arranhaduras de lixação mais proeminentes), 3) composição (para remover ainda mais as arranhaduras de lixação), 4) polimento (para polir o acabamento após as etapas 2 & 3), e 5) eliminação de redemoinhos (para remover marcas de redemoinho deixadas após o polimento).

Devido ao fato de que as lixas em ferramentas usadas para executar a lixação são, tipicamente, maiores (por exemplo, com diâmetros na faixa de 15,2 a 22,9 centímetros (6 a 9 polegadas)), as áreas resultantes em que as etapas de 1 a 5 devem ser executadas também são amplas, pois o tamanho das lixas faz com que seja quase impossível evitar o afetamento de áreas amplas da superfície a partir dos quais defeitos estão sendo removidos. Em alguns casos, é econômico reacabar todos painéis da estrutura usando-se as etapas descritas acima (especialmente onde a textura de casca de laranja no acabamento foi removida em áreas amplas). Em contraste, os artigos abrasivos e as ferramentas reciprocantes giratórias da presente invenção podem proporcionar ao usuário a habilidade de reparar defeitos superficiais numa fração do tempo necessário para um processo de 5 etapas convencional. Com o uso da presente invenção, os defeitos podem ser reparados (com um impacto limitado à textura de 5 casca de laranja) através de lixação (reciprocando-se de forma giratória os artigos abrasivos e ferramentas aqui descritos) seguida de uma ou mais operações de polimento. Pode ser preferencial que a lixação seja seguida de uma etapa inicial de polimento, seguida de ao menos uma operação de polimento subsequente para remover marcas de redemoinho deixadas após a operação de polimento inicial. Em outras palavras, o processo convencional de cinco etapas 10 pode ser realizado em duas ou três etapas.

Além disso, devido ao fato de que o tamanho da área afetada durante a remoção de cada um dos defeitos é relativamente pequena, a perturbação da textura de casca de laranja ao redor do defeito é significativamente reduzida, em comparação às técnicas de remoção de defeitos (por exemplo, remoção de protuberâncias) que usam ferramentas 15 convencionais mais largas. Como resultado, a probabilidade de que todo o painel da estrutura precise ser reacabado devido a nivelamento notável da casca de laranja ao redor de cada um dos defeitos pode ser significativamente reduzida.

Para minimizar o tamanho da área afetada durante o processo de reacabamento, pode ser preferencial usar artigos abrasivos com superfícies abrasivas menores, conforme descrito na 20 presente invenção. Por exemplo, pode ser preferencial usar superfícies abrasivas com um tamanho de cerca de 500 milímetros quadrados (mm2) ou menos, em alguns casos, cerca de 300 mm2 ou menos, ou mesmo cerca de 150 mm2 ou menos. Entretanto, com superfícies abrasivas tão pequenas, os processos de lixação giratórios convencionais em que a superfície abrasiva é girada a velocidades relativamente altas irá tipicamente fornecer mais energia que o ne25 cessário para remover o defeito. Esta energia excessiva também irá resultar, tipicamente, em produção indesejável de calor, arranhaduras mais profundas, e/ou remoção mais agressiva do material do que o necessário - especialmente na remoção de pequenos defeitos superficiais.

A reciprocação giratória de um artigo abrasivo, conforme discutido em conexão com a presente invenção pode, entretanto, fornecer energia abrasiva o suficiente para re30 mover o defeito. Entretanto, a quantidade de energia abrasiva não é muito alta, a ponto de que as arranhaduras e/ou remoção de material sejam excessivas. Em outras palavras, as arranhaduras formadas com o uso de uma ferramenta reciprocante giratória podem ser mais rasas que aquelas que seriam formadas com o uso de uma Iixadeira giratória. As arranhaduras mais rasas podem, de preferência, precisar de um reacabamento menos 35 extensivo em comparação a métodos de lixação/reacabamento mais convencionais.

A taxa em que os artigos abrasivos podem ser reciprocados pode variar com base em uma variedade de fatores (por exemplo, a superfície sendo raspada, o tamanho do artigo abrasivo, a taxa desejada de abrasão, etc.). Pode ser preferencial que a reciprocação possa ser realizada a uma frequência de ao menos cerca de 60 ciclos por minuto (isto é, 1 Hertz) ou maior (onde um ciclo é uma mudança na direção de rotação). Em alguns casos, pode ser preferencial que a frequência de reciprocação seja de 2 Hz ou mais, 100 Hz ou mais, 500 Hz ou mais, 1.000 Hz ou mais, ou mesmo 2.000 Hz ou mais.

Em um aspecto, a presente invenção pode proporcionar um método de abrasão de uma superfície de uma peça de trabalho. O método inclui o fornecimento de um artigo abrasivo montado em uma haste de uma ferramenta motorizada, sendo que o artigo abrasivo tem uma superfície abrasiva com partículas abrasivas fixas ao mesmo, contato da 10 superfície da peça de trabalho com a superfície abrasiva do artigo abrasivo, e reciprocando de forma giratória a superfície abrasiva do artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação, reciprocando de forma giratória a haste da ferramenta motorizada, sendo que a superfície da peça de trabalho é raspada pelas partículas abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo abrasivo, enquanto a superfície abrasiva do artigo abrasivo é reciprocada de 15 forma giratória ao redor do eixo de rotação.

Em um outro aspecto, a presente invenção pode proporcionar um artigo abrasivo conformável que inclui uma placa de base que tem uma superfície de suporte, um elemento resilientemente compressível fixo à superfície de suporte da placa de base, sendo que o elemento compressível tem uma primeira superfície principal voltada para a superfície de suporte e uma 20 segunda superfície principal voltada para o lado oposto da superfície de suporte, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal do elemento compressível são o mais amplas ou mais amplas que a superfície de suporte da placa de base, uma camada de suporte flexível fixa ao elemento compressível, sendo que a camada de suporte tem uma primeira superfície principal voltada para o elemento compressível e uma segunda superfície principal 25 voltada para o lado oposto do elemento compressível, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal da camada de suporte são mais amplas que a segunda superfície principal do elemento compressível, e um elemento abrasivo fixo à segunda superfície principal da camada de suporte, de tal modo que uma superfície abrasiva do elemento abrasivo está voltada para o lado oposto do elemento compressível e da placa de base, e sendo que a 30 superfície abrasiva tem uma superfície abrasiva plana que é coextensiva com a segunda superfície principal da camada de suporte.

Em um outro aspecto, a presente invenção pode proporcionar uma ferramenta abrasiva que inclui um dispositivo equipado com motor que tem uma haste de saída adaptado para reciprocar de forma giratória ao redor de um eixo de rotação, e um artigo abrasi35 vo com uma superfície abrasiva que inclui partículas abrasivas, sendo que o artigo abrasivo é fixo à haste de saída, sendo que a reciprocação rotacional da haste de saída reciproca de forma giratória o artigo abrasivo ao redor do eixo de rotação. Em um outro aspecto, a presente invenção pode proporcionar um método para reparar defeitos em uma superfície de uma peça de trabalho. O método inclui a lixação de um ou mais defeitos na superfície de uma peça de trabalho, reciprocando de forma giratória uma superfície abrasiva de um artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação, com o uso da haste da ferramenta motorizada, sendo que a superfície da peça de trabalho é raspada por partículas abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo abrasivo, enquanto a superfície abrasiva do artigo abrasivo é reciprocado de forma giratória ao redor do eixo de rotação, e polimento de uma área da superfície da peça de trabalho que cerca e contém um ou mais defeitos colocando em contato a superfície da peça de trabalho com a superfície de trabalho de uma lixa, sendo que a superfície de trabalho da lixa é girada em uma direção ao redor de um eixo de rotação que se estende ao longo da superfície da peça de trabalho e da superfície de trabalho da lixa, sendo que uma pasta fluída abrasiva é forçada contra a superfície da peça de trabalho pela superfície de trabalho da lixa, e sendo que a pasta fluída abrasiva contém partículas abrasivas que são mais finas que as partículas abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo abrasivo.

Em um outro aspecto, a presente invenção pode proporcionar um método para reparar defeitos em uma superfície de uma peça de trabalho. O método inclui a lixação de um ou mais defeitos na superfície de uma peça de trabalho, reciprocando de forma giratória uma superfície abrasiva de um artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação com o uso da haste da ferramenta motorizada, sendo que a superfície da peça de trabalho é raspada por partículas abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo abrasivo, enquanto a superfície abrasiva do artigo abrasivo é reciprocada de forma giratória ao redor do eixo de rotação, e sendo que a reciprocação de forma giratória da superfície abrasiva compreende a reciprocação da superfície abrasiva a uma frequência de 1 Hz ou mais. O método inclui, ainda, o polimento de uma área da superfície da peça de trabalho que cerca e contém um ou mais defeitos após a lixação, colocando a superfície da peça de trabalho em contato com uma superfície de trabalho de uma lixa, sendo que a superfície de trabalho da lixa gira em uma direção ao redor de um eixo de rotação que se estende ao longo da superfície da peça de trabalho e da superfície de trabalho da fixa, e sendo que uma pasta fluída abrasiva é forçada contra a superfície da peça de trabalho pela superfície de trabalho da lixa, e sendo que a pasta fluída abrasiva contém partículas abrasivas que são mais finas que as partículas abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo. O método inclui, ainda, uma ou mais operações de polimento subsequentes realizadas em cada área que cerca e contém um ou mais defeitos, sendo que uma ou mais operações de polimento subsequentes compreendem o contato da superfície da peça de trabalho com uma superfície de trabalho da lixa, sendo que a superfície de trabalho da lixa é girada em uma direção ao redor de um eixo de rotação que se estende ao longo da superfície da peça de trabalho e da superfície de trabalho da lixa, sendo que uma pasta fluída abrasiva é forçada contra a superfície da peça de trabalho pela superfície de trabalho da lixa, e sendo que a pasta fluída abrasiva usada em cada uma das operações de polimento subsequentes contém partículas abrasivas que são mais finas que as partículas abrasivas contidas na pasta fluída abrasiva usada em uma operação de polimento anterior na mesma área.

Para uso na presente invenção, o termo “resilientemente compressível” (e as variações do mesmo) significa reduzível em volume por pelo menos 10%, em resposta a uma força de compressão aplicada, e sendo que o artigo comprimido recupera ao menos 50% do volume reduzido após a remoção da força de compressão dentro de um minuto ou menos.

Para uso na presente invenção, o termo “superfície abrasiva plana” significa que a superfície abrasiva define genericamente um plano (na ausência de alguma força mecânica de deformação agindo na superfície abrasiva), de tal modo que, quando aplicada a uma superfície plana da peça de trabalho, a rotação da superfície abrasiva resulta tipicamente em algum contato entre a superfície abrasiva e a superfície da peça de trabalho sobre substancialmente toda a área da superfície da peça de trabalho que está voltada para a superfície abrasiva. Deve-se compreender que uma superfície abrasiva plana pode incluir estruturas, partículas, picos e vales, ondulações, etc., de tal modo que nem toda a superfície da peça de trabalho fica em contato com a superfície abrasiva plana o tempo todo. Adicionalmente, tais estruturas, partículas, picos e vales, ondulações, etc. não estão necessariamente situadas no plano, mas estas características irão, coletivamente, definir um plano sobre toda a superfície abrasiva (onde o plano definido pode ter uma espessura limitada, tendo em vista variações menores na altura das características que definem o plano). Exemplos de algumas superfícies abrasivas planas são representados nas FIGURAS de 10A a 10C.

Para uso na presente invenção, a expressão “fixo a” significa fixo diretamente a, bem como fixo a um componente/camada interveniente. Por exemplo, o primeiro e segundo componentes fixos um ao outro podem estar em contato direto um com o outro ou eles podem ser fixos a um ou mais componentes/camadas intervenientes situados entre o primeiro e o segundo componentes.

Para uso na presente invenção, a expressão “superfície principal” é usada para se referir à superfícies que definem a espessura de um artigo - a expressão é tipicamente usada em conexão com filmes, artigos em formato de disco, etc., para se referir às superfícies planas entre as quais a espessura do artigo é definida. Por exemplo, uma folha de papel inclui duas superfícies principais e uma superfície de borda estendendo-se entre as duas superfícies principais.

Este sumário não se destina a descrever cada modalidade ou todas as implementações da presente invenção. Ao invés disso, um entendimento mais completo da invenção se tomará evidente e será apreciado referindo-se à seguinte Descrição Detalhada das Modalidades Exemplificadoras e reivindicações, tendo em vista as FIGURAS em anexo. Breve Descrição das Vistas do Desenho

A presente invenção será descrita, ainda, com referência aos desenhos em anexo, sendo que:

A FIGURA 1 é uma vista lateral de uma ferramenta motorizada exemplificadora com um artigo abrasivo fixo a mesma.

A FIGURA 2 é uma vista lateral da ferramenta motorizada da FIGURA 1 com o artigo abrasivo removido para expor a haste reciprocante giratório da ferramenta motorizada.

A FIGURA 3 é uma vista de extremidade ampliada de uma superfície abrasiva exemplificadora em um artigo abrasivo exemplificador, o que também ilustra uma faixa exemplificadora sobre a qual uma superfície abrasiva pode reciprocar de forma giratória, durante o uso.

A FIGURA 4 é uma vista explodida de um artigo abrasivo exemplificador, de acordo com a presente invenção.

A FIGURA 5 é uma vista lateral de um artigo unitário compressível exemplificador que incorpora um elemento compressível e uma camada de suporte.

A FIGURA 6 é uma vista lateral de outro artigo unitário compressível exemplificador que incorpora um elemento compressível e uma camada de suporte.

As FIGURAS 7A e 7B representam uma placa de base e a placa de base embutida em um elemento compressível.

A FIGURA 8 representa uma almofada de polimento exemplificadora e uma superfície

de trabalho que pode ser usada em conexão com os métodos de conserto da invenção.

A FIGURA 9 é uma vista em seção transversal parcial de uma almofada de polimento exemplificadora que tem uma superfície de trabalho convolucionada.

As FIGURAS de 10A a 10C são vistas esquemáticas em seção transversal ampliadas de várias modalidades das camadas abrasivas que podem ser usadas em elementos abrasivos da presente invenção.

Descrição Detalhada de Modalidades Exemplificadoras da Invenção

Na descrição detalhada a seguir de modalidades ilustrativas da invenção, uma referência é feita para as FIGURAS em anexo dos desenhos que formam uma parte deste documento, e nas quais são mostradas, como ilustração, modalidades específicas nas quais a invenção pode ser prática. Deve-se compreender que outras modalidades podem ser utilizadas e alterações estruturais podem ser feitas sem se desviar do escopo da presente invenção.

A FIGURA 1 representa uma ferramenta motorizada exemplificadora 10 e um artigo abrasivo 20 fixo a mesma, que pode ser usada em conexão com a presente invenção. A FIGURA 2 representa a ferramenta motorizada 10 com o artigo abrasivo 20 removido, expondo uma haste 12 que se estende para fora do compartimento 14 da ferramenta motorizada 10. Em algumas modalidades, a haste 12 pode ser parcialmente protegido por ou encerrado no interior de um invólucro (não mostrado) para proteger a haste de danos se, por exemplo, a ferramenta 10 é derrubada, etc.

Embora não representada nas FIGURAS 1 e 2, a ferramenta motorizada 10 pode incluir, de preferência, um motor, uma transmissão (caso necessário), ou uma fonte de 5 alimentação (por exemplo, baterias, etc.) dentro do compartimento 14, de tal modo que a ferramenta motorizada 10 é uma unidade integral de peça única que não precisa ser conectada a uma fonte de energia externa, etc. Em modalidades alternativas, entretanto, a ferramenta motorizada 10 pode ser capaz de se conectar a uma fonte de energia externa (isto é, uma fonte de alimentação que não está contida dentro do compartimento 14) para 10 fornecer a energia necessária para mover a haste 12. Exemplos de algumas fontes de energia externas potencialmente adequadas podem ser, por exemplo, linhas pneumáticas, linhas hidráulicas, fontes de alimentação elétrica (por exemplo, baterias externas, tensões de linha elétrica (por exemplo, tensões de 120/220 Volts, 60 Hz), etc.).

A ferramenta motorizada 10 produz, de preferência, uma reciprocação rotacional da haste 12 ao redor do eixo de rotação 11. A reciprocação rotacional de uma haste pode ser fornecida por uma variedade de ferramentas e mecanismos, alguns dos quais foram desenvolvidos em conexão com escovas de dentes portáteis equipadas com motor. Exemplos de algumas ferramentas motorizadas potencialmente adequadas capazes de fornecer reciprocação rotacional são descritas, por exemplo, nas patentes US n° 5.054.149 (Si-Hoe et al.), 5.311.633 (Herzog et al.), 5.822.821 (Sham), etc. Embora as superfícies abrasivas usadas em conexão com a invenção possam ser de preferência orientadas de forma perpendicular ao eixo ao redor do qual a haste 12 da ferramenta 10 gira, as superfícies abrasivas podem ter alternativamente qualquer orientação selecionada em relação ao eixo 11 ao redor do qual a haste 12 gira. Exemplos de mecanismos capazes de girar reciprocamente uma lixa que não é perpendicular ao eixo 11 podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes US n° 5.054.149 (Si-Hoe et al.), 5.311.633 (Herzog et al.), 5.822.821 (Sham), etc., e estes mecanismos podem ser usados em conexão com a presente invenção.

A reciprocação rotacional da haste 12 produz, de preferência, a reciprocação rotacional correspondente do artigo abrasivo 20 fixo ou acoplado à haste 12. A FIGURA 3 é 30 uma vista de extremidade ampliada do artigo abrasivo 20, com o eixo de rotação 11 mostrado como se estivesse saindo da página (de preferência, conforme mostrado, situado no centro do artigo abrasivo). A reciprocação rotacional faz com que o artigo abrasivo 20 gire ao redor do eixo de rotação de uma maneira que resulta em rotações em sentido horário e em sentido anti-horário alternadas, ao redor do eixo de rotação 11.

Pode ser preferencial que a rotação em qualquer direção seja limitada a uma faixa

ou arco selecionado. Um exemplo de tal arco é representado na FIGURA 3 incluindo um ângulo a (alfa) que se estende entre os pontos A e B na periferia do artigo abrasivo 20. Em algumas modalidades, o arco sobre qual o artigo abrasivo 20 se reciproca de forma giratória pode ser menor que 360 graus, ter 180 graus ou menos, ou mesmo ter 90 graus ou menos. O arco pode ser fixo a qualquer ferramenta motorizada 10 dada em particular, de tal modo que a haste 12 reciproca de forma giratória sobre um dado arco angular. Alternativamente, o comprimento do arco de reciprocação pode ser ajustável.

O movimento reciprocante pode ter uma frequência de pelo menos cerca de 60 ciclos por minuto ou mais (isto é, 1 Hertz (Hz) ou mais) (onde um ciclo é uma mudança na direção de rotação). Em algumas modalidades, a frequência de reciprocação pode ser 2 Hz ou mais, 100 Hz ou mais, 500 Hz ou mais, 1.000 Hz ou mais, ou mesmo 2.000 Hz ou mais. Em alguns casos, o arco e a frequência das reciprocações podem estar relacionados, por exemplo, arcos maiores podem resultar em frequências reduzidas, arcos menores podem resultar em frequências mais altas, etc. A frequência de reciprocação para qualquer ferramenta motorizada em particular pode ser fixa, embora, em alguns casos, o usuário pode ser capaz de ajustar a frequência de reciprocação fornecida pela ferramenta motorizada 10 (com o uso, por exemplo, de uma velocidade de motor varíavel, etc.).

Embora os artigos abrasivos de acordo com a presente invenção são representados na presente invenção como tendo superfícies abrasivas sob a forma de artigos circulares, os artigos abrasivos podem ser fabricados em qualquer outro formato adequado, embora formatos próximos a círculos (por exemplo, hexágonos, octógonos, decágonos, etc.) podem ser preferenciais.

Artigos abrasivos, de acordo com a presente invenção, são úteis para abradar (incluindo acabar) uma peça de trabalho onde a peça de trabalho pode ser fabricada a partir de uma variedade de tipos de material como substratos pintados (por exemplo, que tem uma demão incolor, um revestimento de base (cor), um iniciador ou um e-iniciador), substratos revestidos (por exemplo, com poliuretano, laca, etc.), plásticos (termoplásticos, endurecidos por calor), plásticos reforçados, metal (aço com baixo teor de carbono, latão, cobre, aço doce, aço inoxidável, titânio e similares), ligas metálicas, cerâmicas, vidro, madeira, materiais semelhantes a madeira, compósitos, pedras (incluindo pedras preciosas), materiais semelhantes a pedra, e combinações dos mesmos. A peça de trabalho pode ser plana ou pode ter uma forma ou contorno associado a ela. Exemplos de peças de trabalho comuns que podem ser raspadas pelos artigos abrasivos e métodos da invenção incluem móveis de metal ou de madeira, superfícies pintadas ou não pintadas de veículos motorizados (portas de carros, capotas, porta-malas, etc.), componentes plásticos automotivos (coberturas de faróis, coberturas de Iuz traseira, outras coberturas de lâmpada, descansos para os braços, painéis de instrumentos, para-choques, etc.), pisos (vinil, pedra, madeira e materiais semelhantes à madeira), balcões, e outros componentes plásticos.

Durante os processos de abrasão pode ser desejável fornecer um líquido a superfície da peça de trabalho e/ou superfície abrasiva. O líquido pode incluir água e/ou um composto orgânico, e aditivos como eliminadores de espuma, desengraxantes, líquidos, sabões, inibidores de corrosão, e similares.

Conforme representado nas FIGURAS 1 e 2, pode ser preferencial que o artigo abrasivo 20 seja acoplado de forma removível à haste 12, de tal modo que o artigo abrasivo 20 possa ser substituído após o uso. A FIGURA 4 é uma vista em perspectiva ampliada de um artigo abrasivo 120 que pode ser usado em conexão com uma ferramenta motorizada na presente invenção.

Apesar do fato de que o artigo abrasivo 120 mostrado inclui uma variedade de componentes, conforme discutido neste documento, um componente comum é uma superfície abrasiva plana 172 disposta para uso em conexão com uma ferramenta motorizada, conforme discutido aqui. A superfície abrasiva plana 172 pode, de preferência, ser orientada de modo normal (isto é, ortogonal, perpendicular, etc.) a um eixo de rotação 111 ao redor do qual o superfície abrasiva é, de preferência, reciprocada de forma giratória durante o uso. Em um artigo abrasivo construído a partir de componentes com duas superfícies planas opostas que são orientadas de forma paralela uma a outra (conforme representado na FIGURA 4), todas as superfícies principais dos componentes também podem, tipicamente, ser orientadas de forma normal ao eixo de rotação 111. Deve-se notar que estas superfícies são de preferência planas, na ausência de deformação por uma força externa agindo sobre o artigo abrasivo 120.

O artigo abrasivo 120 mostrado inclui um acoplamento de encaixe opcional 130 que suporta uma placa de base rígida 140. O acoplamento de encaixe 130 e a placa de base 140 rígida podem, de preferência, ser formados como um artigo moldado unitário, apesar do fato de que, em algumas modalidades, o acoplamento 130 pode ser separado da placa de base 140 com os dois componentes fixos por qualquer técnica de ligação adequada.

Também mostrado em conexão com o artigo abrasivo 120 é um elemento resilientemente compressível 150 opcional fixo a superfície de suporte da placa de base 140. Embora ela esteja escondida pelo elemento compressível 150 na FIGURA 4, deve-se compreender que a superfície de suporte da placa de base 140 é a superfície principal da placa de base 140 que está voltada para o lado oposto da haste situada no acoplamento 130 e, de modo correspondente, que está voltada para uma das superfícies principais do elemento compressível 150.

O artigo abrasivo 120 da FIGURA 4 também inclui uma camada de suporte flexível 160 opcional fixa ao elemento compressível 150 (apesar do fato de que, na vista explodida da FIGURA 4, a camada de suporte 160 está desconectada do elemento compressível 150). Um elemento abrasivo 170 com uma superfície abrasiva 172 é fixo à superfície principal da camada de suporte 160 de tal modo que a superfície abrasiva 172 fica voltada para o lado oposto do elemento compressível 150. O acoplamento de encaixe 130, conforma representado na FIGURA 4, pode incluir, de preferência, um orifício 132 onde a haste de uma ferramenta motorizada (não mostrada) é retida de tal forma que o movimento da haste é transferido ao acoplamento 130 e à placa de base 140 fixos ao mesmo. O orifício 132 pode, por exemplo, ter um formato complementar à haste da ferramenta motorizada, de tal modo que o movimento reciprocante rotacional é transferido da haste para o acoplamento de encaixe 130.

Embora um exemplo de uma conexão entre a haste de uma ferramenta motorizada e o artigo abrasivo 120 é mostrado em conexão com as FIGURAS 1, 2 e 4, deve-se compreender que qualquer técnica/aparelho de conexão capaz de transferir o movimento reciprocante rotacional pode ser usado no lugar daquele mostrado. Exemplos de ligações alternativas podem incluir, por exemplo, componentes de encaixe por atrito, acoplamentos rosqueados, garras, etc.

Apesar do fato de que a substituição de todo o artigo abrasivo 120 pode ser preferencial em algumas modalidades da invenção, em outras modalidades a placa de base 140 pode ser ligada de forma fixa à haste da ferramenta motorizada, com a substituição do superfície abrasiva 172 sendo alcançada pela substituição de outros componentes no sistema. Por exemplo, o elemento compressível 150 pode ser preso de forma removível à placa de base 140, sendo que a substituição do superfície abrasiva 172 seria acompanhada de substituição da camada de suporte 160 e do elemento compressível 150. Em mais uma outra alternativa, o elemento compressível 150 pode ser preso de forma fixa à placa de base 140, de tal modo que a substituição da superfície abrasiva 172 é alcançada através da remoção da camada de suporte 160 do elemento compressível 150. Em tal modalidade, o elemento compressível 150 permaneceria fixo à placa de base 140. Em ainda outra alternativa, a substituição da superfície abrasiva 172 pode ser alcançada através da remoção do próprio elemento abrasivo 170 da camada de suporte 160.

Inúmeras técnicas diferentes podem ser usadas para prender de modo removível componentes diferentes do artigo abrasivo 120 pm ao outro, para fornecer diferentes opções de colocação da superfície abrasiva 172 discutida acima. Exemplos de alguns sistemas de fixação potencialmente adequados podem incluir, por exemplo, adesivos, sistemas de fixação mecânicos (por exemplo, fechos de gancho e laço, etc.), etc. Exemplos de alguns sistemas de fixação potencialmente adequados são descritos, por exemplo, nas patentes US n° 3.562.968 (Johnson et al.), 3.667.170 (Mackay, Jr.), 3.270.467, 3.562.968 (Block et al.), e 5.672.186 (Chesley et al.), na publicação de pedido de patente US n° 2003/0143938 (Braunschweig et al.), e no pedido de patente US n° de série 10/828.119 (Fritz et al.), depositado em 20 de abril de 2004.

É preferencial que a maioria da (se não toda) superfície abrasiva 172 do artigo abrasivo 120 possa ser mantida em contato com a superfície de uma peça de trabalho a ser raspada mesmo se o eixo de rotação 111 ao redor do qual o superfície abrasiva 172 é reciprocado de forma giratória é inclinado em relação à (isto é, é normal à) superfície da peça de trabalho. A interação dos vários componentes fornecidos nos artigos abrasivos da presente invenção fornece, de preferência, um artigo abrasivo 120 em que um ou mais dos componentes podem ser comprimidos ou deformados de tal forma que o contato entre a 5 superfície abrasiva 172 e a superfície da peça de trabalho é facilitado mesmo se o eixo de rotação é, de alguma forma, inclinado.

Com respeito ao artigo abrasivo 120, uma porção significativa de tal deformação pode ocorrer, de preferência, no elemento compressível 150. Em algumas modalidades, entretanto, deformação adicional também pode ocorrer em um ou mais outros componen10 tes do artigo abrasivo 120. Por exemplo, a placa de base 140 pode exibir alguma flexibilidade em resposta às forças aplicadas durante o uso do artigo abrasivo 120 (apesar do fato de que, em algumas modalidades, a placa de base 140 pode ser, de preferência, rígida isto é, a placa de base 140 pode exibir, de preferência, nenhuma deformação significativa em relação às forças encontradas em uso de rotina).

A camada de suporte 160 também pode exibir/alternativamente exibe compressibilida

de em resposta às forças aplicadas na superfície abrasiva 172. Conforme discutido abaixo, a camada de suporte 160 pode, por exemplo, ser construída a partir de um material de espuma compressível. Embora a compressibilidade possa ser opcional, a camada de suporte 160 é, de preferência, resilientemente flexível, de modo que ela pode ser flexionada e elasticamente deformada em resposta às forças encontradas durante o uso do artigo abrasivo.

A camada de suporte 160 fornece algum suporte ao elemento abrasivo 170 do lado de fora da área ocupada pelo elemento compressível 150, mas, de preferência, permite mais deflexão da superfície abrasiva 172 que a camada compressível 150. Em outras palavras, é preferencial que o suporte oferecido ao elemento abrasivo 170 pelos componentes 25 subjacentes aos quais ele está fixo é mais baixo no perímetro do elemento abrasivo 170 que no centro do elemento abrasivo 170.

Na modalidade representada, a superfície principal do elemento compressível 150 que está voltada para a superfície de suporte da placa de base 140 é, de preferência, tão ampla quanto ou maior que a superfície de suporte da placa de base 140. De modo simi30 lar, a superfície principal 152 do elemento compressível 150 que está voltada para o lado oposto da placa de base 140 também é, de preferência, tão ampla quanto ou maior que a superfície de suporte da placa de base 140. Fornecendo um elemento compressível 150 que é pelo menos tão amplo quanto à superfície de suporte da placa de base 140, efeitos adversos da concentração das forças no perímetro da placa de base 140 (por exemplo, 35 refinamento excessivo, arranhões, etc.) podem ser reduzidos ou eliminados, devido a deformação do elemento compressível 150.

De maneira similar, a adição de uma camada de suporte 160 que também é compressível pode servir para reduzir ainda mais ou eliminar efeitos adversos que podem, de outro modo, ocorrer no perímetro do elemento compressível 150. Deve-se compreender, entretanto, que a compressibilidade da camada de suporte 160 pode ser opcional nestas modalidades em que o elemento compressível 150 tem características que eliminam a 5 necessidade de compressibilidade adicional na camada de suporte 160. Em algumas modalidades da invenção, a própria camada de suporte 160 pode ser opcional onde, por exemplo, o elemento abrasivo 170 é capaz de fornecer suporte suficiente fora da área ocupada pela camada de suporte 160.

Devido ao fato de que a camada de suporte 160 é fornecida para oferecer suporte adi10 cional ao elemento abrasivo 170 fora das superfícies principais do elemento compressível 150, é tipicamente preferencial que as superfícies principais das camada de suporte 160 (isto é, as superfícies voltadas para o e opostas ao elemento compressível 150) sejam maiores que a superfície principal 152 do elemento compressível 150. Pode ser preferencial que a superfície principal 152 do elemento compressível 150 ocupe menos que 75% (ou mesmo menos que 15 50%) da superfície principal da camada de suporte 160, que está voltada para o elemento compressível 150 (ou a superfície principal do elemento abrasivo 170 que está voltada para o elemento compressível 150, se nenhuma camada de suporte 160 esteja presente).

Pode ser adicionalmente preferencial que as superfícies principais da camada de suporte 160 sejam tão amplas quanto a superfície principal do elemento abrasivo 170 fixo 20 à camada de suporte 160 (isto é, as superfícies principais voltadas para a camada de suporte 160 e o elemento abrasivo 170 podem ser, de preferência, coextensivos um com o outro). Alternativamente, a superfície principal da camada de suporte 160 pode ocupar pelo menos 90% da superfície principal do elemento abrasivo 170 que está voltada para a camada de suporte.

Embora a placa de base 140, o elemento compressível 150, a camada de suporte 160

e o elemento abrasivo 170 sejam artigos separados e distintos no artigo abrasivo 120, em algumas modalidades um ou mais destes componentes podem ser, alternativamente, combinados em artigos unitários. Por exemplo, pode ser possível construir um artigo unitário único que fornece suporte compressível na porção central da superfície abrasiva 172 e suporte reduzido 30 quando a mesma se move para longe da porção central da superfície abrasiva 172, de tal modo que, por exemplo, o elemento compressível 150 e a camada de suporte 160 podem ser substituídos por um artigo unitário único. Em outro exemplo, pode ser possível combinar as funções da camada de suporte 160 e do elemento abrasivo 170 em um artigo unitário.

As FIGURAS de 5 a 7 mostram modalidades alternativas em que um ou mais dos componentes são combinados em artigos unitários. A FIGURA 5 é uma vista lateral de um artigo de suporte compressível unitário 280 em que o elemento compressível e a camada de suporte são combinados. O artigo de suporte compressível unitário 280 pode incluir, de preferência, uma porção do elemento compressível 250 e uma porção integrada da camada de suporte 260. Pode ser preferencial que a porção da camada de suporte 260 forme um anel anular 262 que circunda o elemento compressível 250. Pelo menos o anel anular 262 da camada de suporte 260 pode ser, de preferência, mais delgado que a porção do 5 elemento compressível 250, de modo que o anel anular 262 da porção da camada de suporte fornece menos suporte fora da porção do elemento compressível 250.

Um elemento abrasivo (não mostrado) pode ser, de preferência, fixo à superfície 282 do artigo de suporte compressível 280 (apesar do fato de que, em alguns casos, uma camada abrasiva pode ser formada diretamente sobre a superfície 282, tal como é discutido aqui). O 10 artigo de suporte compressível 280 pode ser formado como uma massa de material única e homogênea (por exemplo, um único tipo de espuma, etc.) ou ele pode incluir materiais diferentes que são combinados em um artigo unitário (por exemplo, moldado por inserção, etc.).

A FIGURA 6 apresenta outra modalidade de um artigo de suporte compressível unitário 380, em que a transição entre a porção do elemento de suporte 350 e a porção da camada de suporte 360 é mais gradual que aquela mostrada em conexão com o artigo de suporte compressível 280 da FIGURA 5.

As FIGURAS 7A e 7B mostram ainda outra variação em que uma placa de base 440 está situada dentro do elemento compressível 450. Na FIGURA 7A, a placa de base 440 é mostrada separadamente, enquanto que a FIGURA 7B mostra a placa de base 440 embutida 20 no elemento compressível 450. O elemento compressível 450 e a placa de base embutida 440 podem ser produzidos por qualquer processo adequado, por exemplo, moldagem por inserção, etc. Em uma modalidade como aquela representada nas FIGURAS 7A e 7B, apenas a porção do elemento compressível 450 situada do lado da superfície de suporte 442 da placa de base 440 irá agir para suportar uma superfície abrasiva. Desta forma, apesar do fato de 25 que a porção do elemento compressível 450 é fixa à parte posterior da placa de base 440, a porção de trabalho do elemento compressível 450 permanece fixa à superfície de suporte 442 da placa de base 440 e opera, de preferência, conforme descrito na presente invenção.

Além disso, apesar do fato de que a placa de base 440 é mostrada como sendo embutida em um elemento compressível 450, deve-se compreender que a placa de base pode ser alternativamente embutida em um artigo de suporte compressível unitário, com exemplos do mesmo sendo mostrados e descritos em conexão com as FIGURAS 5 e 6 da presente invenção.

Em adição ao fornecimento de métodos abrasivos que envolvem reciprocação rotacional junto com artigos abrasivos, ferramentas e kits para praticar os métodos, a presente invenção também fornece métodos para corrigir defeitos de uma superfície da peça de trabalho acabada, onde a superfície da peça de trabalho acabada tem um acabamento de demão incolor, verniz, etc., onde defeitos como protuberâncias, etc. são encontrados. Conforme discutido neste documento, pode ser preferencial que os defeitos sejam removidos da superfície através da abrasão (lixação) do defeito e da área que imediatamente circunda o defeito, com perturbação limitada de qualquer textura de casca de laranja (ou outra) encontrada na superfície da peça de trabalho.

A operação de lixação realizada como parte dos métodos de reparação da inven

ção envolve, de preferência, lixação de um ou mais defeitos da superfície da peça de trabalho, reciprocando de forma giratória uma superfície abrasiva de um artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação, com o uso da haste de uma ferramenta motorizada, conforme descrito na presente invenção. A superfície da peça de trabalho é raspada pelas partí10 cuias abrasivas fixas à superfície abrasiva do artigo abrasivo, enquanto a superfície abrasiva do artigo abrasivo é reciprocada de forma giratória ao redor do eixo de rotação, conforme descrito na presente invenção.

Depois que a lixação de um defeito está completa, o reparo pode, ainda, envolver uma operação de polimento em que uma área da superfície da peça de trabalho que con15 tém e circunda o defeito é trabalhada para remover e/ou reduzir as arranhaduras formadas durante a operação de lixação. Conforme representado na FIGURA 8, a operação de polimento pode ser, de preferência, realizada através do contato da superfície da peça de trabalho 90 com a superfície de trabalho 92 de uma almofada 94, enquanto a almofada 94 gira ao redor de um eixo de rotação 96 que se estende ao longo da superfície da peça de 20 trabalho 90 e da superfície de trabalho 92 da lixa 94. A almofada 94 é girada ao redor de pelo menos um eixo 96 em apenas uma direção (em contraste com o movimento reciprocante rotacional usado em conexão com a superfície abrasiva).

Pode ser preferencial que a almofada 94 seja fixa a uma ferramenta giratória de ação dupla de tal modo que a almofada 94 se move em um movimento que é comumente denomina25 do como padrão orbital aleatório. Durante o funcionamento da ferramenta giratória de ação dupla, a almofada se move ao longo de uma trajetória circular disposta concentricamente a, ou numa orbita em relação a um primeiro eixo ao redor do qual a almofada 94 está girando, enquanto a almofada 94 também é livre para rodar ao redor de um segundo eixo que é tipicamente paralelo a, mas deslocado do primeiro eixo. Exemplos de algumas ferramentas giratórias de 30 ação dupla potencialmente adequadas são descritas, por exemplo, nas patentes US n° 2.794.303 e 4.854.085. Algumas ferramentas giratórias de ação dupla potencialmente adequadas são descritas nos exemplos descritos em conexão com esta invenção.

A almofada giratória 94 pode ser ou pode não ser movida ao longo da superfície da peça de trabalho 90 (em adição à rotação ao redor do eixo 96), conforme desejado. A almofada giratória 94 pode ser, de preferência, forçada contra a superfície da peça de trabalho 90 de tal modo que a superfície de trabalho 92 da almofada 94 se adapte ao formato da superfície da peça de trabalho 90. O polimento também inclui, de preferência, o uso de uma pasta fluída abrasiva 98 situada entre a superfície de trabalho 92 da almofada 94 e da superfície da peça de trabalho 90, enquanto a superfície de trabalho da almofada gira contra a superfície da peça de trabalho. A pasta fluída abrasiva 98 pode ser aplicada à superfície de trabalho da almofada, à superfície 5 da peça de trabalho, ou tanto na superfície de trabalho da bloco como na superfície da peça de trabalho. A pasta fluída abrasiva contém, de preferência, partículas abrasivas em um veículo líquido ou semelhante a uma pasta. As partículas abrasivas na pasta fluída abrasiva são, de preferência, mais finas que as partículas abrasivas usadas na superfície abrasiva do elemento abrasivo usado para executar a operação de lixação. Tais pastas fluídas abrasivas são co10 mumente usadas em acabamentos de superfícies e podem ser descritas como compostos de esfregação, compostos de polimento, compostos de lustramento, etc.

Em uma operação de polimento da presente invenção, uma variedade de materiais podem ser potencialmente usados como superfícies de trabalho das almofadas. Alguns materiais potencialmente adequados para a formação das superfícies de trabalho das al15 mofadas podem incluir fibras naturais, fibras sintéticas, combinações das mesmas, e espumas (consulte, por exemplo, as patentes US n° 3.418.675, 4.962.562, 5.396.737 e 5.846.123). As almofadas podem ter superfícies de trabalho que são planas ou que são convolucionadas (incluindo porções proeminentes 191 e porções rebaixadas 193 em uma almofada 190, conforme mostrado, por exemplo, na FIGURA 9). Exemplos de algumas 20 almofadas convolucionadas potencialmente adequadas com porções proeminentes e rebaixadas são descritos, por exemplo, na patente US n° 5.396.737 e outras.

As almofadas usadas para polimento nos métodos da presente invenção também incluem, de preferência, materiais resilientemente compressíveis para auxiliar na conformidade entre a superfície de trabalho e a superfície da peça de trabalho. A própria superfície de traba25 Iho pode ser construída a partir de um material resilientemente compressível e/ou os materiais que suportam a superfície de trabalho podem ser resilientemente compressíveis. Exemplos de algumas almofadas potencialmente adequadas para uso nos métodos de polimento da invenção podem ser identificados nos exemplos fornecidos no final deste documento (antes das reivindicações).

Devido ao fato de que a operação de lixação pode ser, de preferência, realizada com o

uso de artigos abrasivos menores, conforme descrito na presente invenção, as operações de polimento também podem ser realizadas com o uso de almofadas com superfícies de trabalho que também são relativamente pequenas. Por exemplo, pode ser preferencial que as superfícies de trabalho das almofadas tenham uma área de cerca de 2.000 mm2 ou menos, em alguns casos, cerca de 1.000 mm2 ou menos, e, em alguns casos, cerca de 500 mm2 ou menos.

Enquanto que o movimento reciprocante rotacional de um artigo abrasivo (mesmo um artigo abrasivo menor conforme discutido neste documento) pode fornecer energia abrasiva o suficiente para remover defeitos, a quantidade de energia abrasiva é, de preferência, pequena o bastante para que as arranhaduras formadas sejam mais rasas e/ou menos material seja removido da superfície da peça de trabalho (em comparação a um processo que usa uma Iixadeira giratória). As arranhaduras mais rasas podem, de preferência, precisar de um reacabamento menos extensivo em comparação a métodos de lixação/reacabamento mais convencionais.

Nos métodos de reparo da superfície da presente invenção, a lixação de qualquer área que cerca e contém um dos defeitos pode ser, de preferência, seguida de uma ou mais operações de polimento subsequentes na mesma área. Se duas ou mais operações de polimento são realizadas após a lixação, pode ser preferencial que quaisquer partículas abrasivas usadas nas operações de polimento posteriores sejam sucessivamente mais finas. Em outras palavras, pode ser preferencial que as partículas abrasivas em qualquer operação de polimento subsequente sejam mais finas que as partículas abrasivas na pasta fluída abrasiva usada na operação de polimento anterior.

Em uma outra variação, as superfícies de trabalho das almofadas usadas nos métodos que incluem duas ou mais operações de polimento podem ser iguais, isto é, as superfícies de trabalho podem ter o mesmo formato e podem ser fabricadas a partir dos mesmos materiais. Alternativamente, as superfícies de trabalho das almofadas usadas em duas ou mais operações de polimento podem ser diferentes em um ou mais aspectos, isto é, o formato e/ou materiais usados para as superfícies de trabalho podem ser diferentes entre as duas operações de polimento.

As seguintes discussões fornecem descrições adicionais dos vários componentes que podem estar presentes nos artigos abrasivos usados em conexão com a presente invenção.

Placas de base:

A placa de base usada em conexão com a presente invenção fornece, de preferência, uma plataforma onde o restante do artigo abrasivo é suportado. Pode ser preferencial que a placa de base também inclua uma estrutura que possa se unir a haste de uma ferramenta motorizada, conforme discutido neste documento, apesar do fato de que a estrutura de acoplamento pode ser fornecida separada da placa de base.

A placa de base fornece, de preferência, uma plataforma rígida que não se deforma ou se deflete significativamente em resposta às forças exercidas na placa de base, durante o uso normal. Pode ser preferencial que a placa de base forneça uma superfície de suporte plana a qual o elemento compressível pode ser fixo. A superfície de suporte plana pode ser, de preferência, normal ao eixo de rotação ao redor do qual a placa de base (e, dessa forma, o artigo abrasivo) reciproca durante o uso.

Exemplos de alguns materiais potencialmente adequados a partir dos quais a placa de base pode ser fabricada podem incluir, por exemplo, madeiras, metais, plásticos, compósitos, etc. Elementos compressíveis:

Os elementos compressíveis opcionais usados em conexão com a presente invenção suportam, de preferência, uma porção central da superfície abrasiva dos artigos abrasivos usados em conexão com a presente invenção. Teoriza-se que a compressibilidade resiliente do elemento compressível limita a concentração das forças aplicadas pela superfície abrasiva nas bordas da placa de base. Também pode ser preferencial que, em adição à compressibilidade resiliente, o elemento compressível também forneça alguma flexão torsional ao sistema, de tal forma que o elemento compressível possa ser torcido em resposta à alterações na direção rotacional da haste motorizada da ferramenta.

O elemento compressível é, de preferência, fixo a uma superfície de suporte da placa de base por qualquer técnica ou combinação de técnicas adequada (por exemplo, adesivos termofusíveis, adesivos sensíveis à pressão, adesivos curáveis, colas, termolaminação, soldagem química, moldagem por injeção, etc.). Adesivos úteis podem incluir, por exemplo, adesivos acrílicos sensíveis à pressão, adesivos a base de borracha sensíveis à pressão, retícuIas resistentes à água, adesivos a base de solvente, e resinas de duas partes (pôr exemplo, epóxis, poliésteres, ou poliuretanos). Exemplos de adesivos sensíveis à pressão potencialmente adequados podem incluir aqueles derivados de polímeros de acrilato (por exemplo, acrilato de polibutila ou ésteres de poliacrilato), copolímeros de acrilato (por exemplo, acrilato de isooctila/ácido acrílico), éteres de vinila (por exemplo, polivinila n-butil éter)i adesivos alquida, adesivos de borracha (por exemplo, borrachas naturais, borrachas sintéticas e borrachas cloradas), e misturas dos mesmos. Um exemplo de um revestimento de adesivo sensível à pressão é descrito na patente US n° 5.520.957 (Bange et al.). Esses adesivos também podem ser usados para fixar vários outros componentes (por exemplo, a camada de suporte, o elemento abrasivo, etc.) ao artigo abrasivo.

O material usado para formar o elemento compressível pode incluir gás (por exemplo, ar), líquido (por exemplo, água, óleo), espuma (por exemplo, conforme descrito na presente invenção), um gel ou pasta semi-sólida, combinações dos mesmos, etc. Em alguns casos, o elemento compressível pode estar sob a forma de uma mola de torção. Os elementos compressíveis podem ser fabricados como artigos unitários (por exemplo, uma única camada uniforme de espuma) ou eles podem incluir um ou mais materiais (por exemplo, um gel encerrado em uma bexiga elastomérica). Entretanto, pode ser preferencial que a superfície principal do elemento compressível que está voltada para o elemento abrasivo na construção seja plana (isto é, que ela não tenha o formato de uma redoma, curva, cone, cone truncado, cristas, poliedro, poliedro truncado, ou outras formas nãoplanares (por exemplo, superfícies em formato de tenda)).

Em algumas modalidades, o material compressível pode incluir um elastômero. Por exemplo, o material compressível pode compreender, ou mesmo consistir essencialmente de, ao menos um gel elastomérico ou gel elastomérico espumado, que compreende tipicamente um elastômero altamente plasticizado. Exemplos de géis elastoméricos potencialmente úteis podem incluir géis de elastômero de poliuretano, por exemplo, conforme descri5 to na patente US n° 6.908.979 (Arendoski), géis de elastômero SEEPS, por exemplo, conforme descrito nas patentes US n° 5.994.450 e 6.797.765 (ambas atribuídas a Pearce), estireno-butadieno-estireno/géis oleosos, e géis de elastômero de silicone, por exemplo, conforme descrito na patente US n° 6.013.711 (Lewis et al.).

Para materiais sólidos e em gel, o módulo elástico (medido a 1 Hz e 25°C) do material 10 compressível pode estar, de preferência, entre cerca de 1.500 e cerca de 4,9 x 105 Pascais (Pa), por exemplo, entre cerca de 1.750 e cerca de 1 x 105 Pa, apesar do fato de que isso não é um requisito. Exemplos de tais materiais compressíveis podem incluir estireno-butadienoestireno/géis oleosos (por exemplo, aqueles que têm módulos elásticos de 1.992 Pa a 1 Hz e 25°C), espuma de uretano (por exemplo, aquelas que têm um módulo elástico de 3,02 x 105 Pa 15 a 1 Hz e 25°C ou 4,31 x 105 Pa a 1 Hz e 25°C), e borracha de uretano elastomérica (por exemplo, aquelas que têm um módulo de 4,89 x 105 Pa a 1 Hz e 25°C).

Tipicamente, a espessura do elemento compressível será selecionada como base em fatores como, por exemplo, o uso pretendido e o tamanho geral do artigo abrasivo. Adicionalmente, pode ser preferencial que a espessura do elemento compressível seja substancialmente 20 uniforme ao longo de suas superfícies principais. Em algumas modalidades, a espessura do elemento compressível pode ser, por exemplo, de cerca de 0,5 milímetros (mm) ou mais, em alguns casos, 1 mm ou mais, ou mesmo 1,5 mm ou mais. Na extremidade superior, a espessura dos elementos compressíveis pode ser, de preferência, de cerca de 5 mm ou menos, de preferência, cerca de 3 mm ou menos, ou mesmo cerca de 2 mm ou menos. Os elementos compres25 síveis com espessuras fora destas faixas também podem ser usados.

Camada de suporte:

Conforme discutido neste documento, a camada de suporte opcional é, de preferência, uma camada resiliente flexível, que fornece suporte ao elemento abrasivo durante o uso. A camada de suporte pode estar, de preferência, situada entre o elemento compressível e o elemen30 to abrasivo, nos artigos abrasivos da presente invenção. A camada de suporte pode ser fixa ao elemento compressível por qualquer técnica ou combinação de técnicas adequada (por exemplo, adesivos termofusíveis, adesivos sensíveis à pressão, adesivos curáveis, colas, termolaminação, soldagem química, coextrusão, moldagem por injeção, etc.).

Além de ser flexível e resiliente, pode ser preferencial que a camada de suporte também seja compressível, de tal modo que ela pode ser comprimida em resposta às forças exercidas na superfície abrasiva suportada pela camada de suporte, durante o uso.

Em algumas modalidades, a camada de suporte pode ser, de preferência, construída a partir de um material compressível resiliente, por exemplo, espumas, etc. Algumas espumas compressíveis potencialmente úteis podem incluir, por exemplo, espumas de cloreto de polivinila, espumas de borracha de cloropreno, espumas de borracha de etileno/prolileno, espumas de borracha de butila, espumas de polibutadieno, espumas de poliisopreno, espumas de polímero de EPDM, espumas de poliuretano, espumas de etileno - acetato de vinila, espumas de neopreno, e espumas de copolímero de estireno/butadieno.

A espessura da camada de suporte pode ser, por exemplo, de cerca de 0,01 mm ou mais, ou mesmo 0,1 mm ou mais. Na extremidade superior, a camada de suporte pode ter uma espessura de cerca de 2 mm ou menos, ou mesmo 1 mm ou menos. As camadas de suporte com espessuras fora destas faixas também podem ser usadas.

Elementos abrasivos:

Os elementos abrasivos usados nos artigos abrasivos da presente invenção fornecem a superfície abrasiva usada para raspar as peças de trabalho. Os elementos abrasivos podem incluir, de preferência, uma camada abrasiva que é opcionalmente fixa a uma camada posterior flexível (isto é, um artigo abrasivo revestido). A camada posterior flexível opcional do elemento abrasivo pode ser elástica ou inelástica.

Em algumas modalidades, pode ser possível usar a camada de suporte como uma camada posterior flexível para o elemento abrasivo. Em tais modalidades, a camada abrasiva pode ser, de preferência, fixa à camada de suporte como parte do processo de fabricação do elemento abrasivo. Em outras modalidades, o elemento abrasivo é fabricado separadamente e, então, fixo à camada de suporte opcional.

O elemento abrasivo pode ser fixo à camada de suporte (ou elemento compressível se nenhuma camada de suporte está presente) por qualquer técnica ou combinação de técnicas adequada (por exemplo, adesivos termofusíveis, adesivos sensíveis á pressão, adesivos curáveis, colas, termolaminação, soldagem química, coextrusão, etc.).

Em algumas modalidades, as camadas abrasivas podem incluir camadas de produção e de tamanho e partículas abrasivas, conforme mostrado, por exemplo, na FIGURA 10A, onde a camada abrasiva 570 inclui uma camada de produção 574, partículas abrasivas 576, uma camada de tamanho 578, e uma camada de ampliação opcional 580. Camadas de produção, de tamanho e de ampliação opcional, artigos abrasivos revestidos e flexíveis, e métodos potencialmente úteis para a produção dos mesmos podem incluir, por exemplo, aqueles descritos nas patentes US n° 4.588.419 (Caul et al.), 4.734.104 (Broberg), 4.737.163 (Larkey), 4.751.138 (Tumey et al.), 5.078.753 (Broberg et al.), 5.203.884 (Buchanan et al.), 5.152.917 (Pieper et al.), 5.378.251 (Culler et al.), 5.366.523 (Rowenhorst et al.), 5.417.726 (Stout et al.), 5.436.063 (FolIett et al.), 5.490.878 (Peterson et al.), 5.496.386 (Broberg et al.), 5.609.706 (Benedict et al.), 5.520.711 (Helmin), 5.954.844 (Law et al.), 5.961.674 (Gagliardi etal.), 4.751.138 (Tumey et al.), 5.766.277 (DeVoe et al.), 6.059.850 (Lise et al.), 6.077.601 (DeVoe et al.), 6.228.133 (Thurber et al.), e 5.975.988 (Christianson), aqueles comercializados pela 3M Company sob as designações comerciais “260L IMPERIAL FINISHING FILM”, etc.

Em outras modalidades, a camada abrasiva pode incluir partículas abrasivas em um aglutinante, tipicamente distribuídas de uma forma substancialmente uniforme através de todo o aglutinante, conforme mostrado, por exemplo, na FIGURA 10B, onde a camada abrasiva 670 inclui o aglutinante 674 e as partículas abrasivas 676. Detalhes relacionados aos materiais e métodos de fabricação como camadas abrasivas potencialmente adequadas podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes US n° 4.927.431 (Buchanan et al.), 5.014.468 (Ravipati et al.), 5.378.251 (Culler et al.), 5.942.015 (Culler et al.), 6.261.682 (Law), e 6.277.160 (Stubbs et al.), e nos pedidos de patente US publicados sob os números 2003/0207659 A1 (Annen et al.) e 2005/0020190 A1 (Schutz et al.), etc.

Conforme discutido neste documento, nas modalidades onde o próprio elemento abrasivo não inclui uma camada posterior separada, pode ser possível aplicar uma pasta fluída de partículas abrasivas em um precursor de aglutinante diretamente ao material da camada de suporte aqui descrito, e, então, curar ao menos parcialmente a pasta fluída para formar um elemento abrasivo na camada de suporte. Exemplos de artigos abrasivos revestidos e flexíveis potencialmente úteis desta modalidade podem incluir aqueles descritos na patente US n° 6.929.539 (Schutz et al.).

Em algumas modalidades, a camada abrasiva pode estar sob a forma de uma camada abrasiva estruturada, por exemplo, conforme representado na FIGURA 10C, onde a camada abrasiva estruturada 770 inclui compósitos abrasivos 775 (onde o termo “compósito abrasivo” refere-se a uma estrutura que inclui partículas abrasivas e um aglutinante). Os compósitos abrasivos 775 incluem partículas abrasivas 776 dispersas por todo o aglutinante 774. Nestas modalidades onde o próprio elemento abrasivo não inclui uma camada posterior separada, pode ser possível formar a camada abrasiva estruturada 770 diretamente no material da camada de suporte, conforme descrito na presente invenção.

Camadas abrasivas estruturadas que podem ser usadas em conexão com a presente invenção podem incluir compósitos abrasivos sob a forma de uma pluralidade de estruturas moldadas não-aleatóriamente. Os compósitos abrasivos 775 podem ser, de preferência, dispostos de acordo com um padrão predeterminado (por exemplo, como uma matriz).

Em algumas modalidades, ao menos uma porção dos compósitos abrasivos 775 pode ser, de preferência, compósitos abrasivos “precisamente moldados”. Isso significa que a forma dos compósitos abrasivos é definida por lados relativamente lisos que são delimitados e unidos por bordas bem definidas cujos comprimentos são distintos com pontos extremos distintos definidos pelas intersecções dos vários lados. Os termos “delimitado” e “contorno” referem-se às superfícies e bordas expostas de cada compósito que delimita e define a forma real tridimensional de cada compósito abrasivo. Esses contornos são prontamente visíveis e discerníveis quando o corte transversal de um artigo abrasivo é visualizado através de um microscópio eletrônico de varredura. Esses contornos separam e distinguem de qualquer outro um compósito abrasivo que é moldado com precisão, mesmo quando os compósitos encaixam-se entre si ao longo de uma borda comum em suas bases. Por comparação, em um compósito abrasivo que não tem um formato preciso, os limites e bordas não são bem definidos (por exemplo, onde o compósito abrasivo se curva antes da conclusão da sua cura). Tipicamente, os compósitos abrasivos precisamente moldados ficam dispostos sobre a camada posterior, de acordo com um padrão ou formação pré-determinada, apesar de não ser requisito.

Compósitos abrasivos moldados podem estar dispostos de tal modo que uma parte de suas superfícies de trabalho são rebaixadas a partir das superfícies externas da camada abrasiva.

Camadas posteriores flexíveis opcionais adequadas que podem ser usadas em conexão com os elementos abrasivos podem incluir camadas posteriores usadas em técnicas abrasivas como, por exemplo, filmes poliméricos flexíveis (incluindo filmes poliméricos escorvados e filmes poliméricos elastoméricos), pano elastomérico, espuma polimérica (por exemplo, espuma de cloreto de polivinila, espuma de poliuretano, etc.), e combinações dos mesmos. Exemplos de filmes poliméricos flexíveis adequados incluem filmes de poliéster, filmes de polipropileno, filmes de polietileno, filmes de ionômero (por exemplo, aqueles disponíveis sob a designação comercial “SURLYN”, disponível junto à E. I. du Pont de Nemours & Co., de Wilmington, Delaware, EUA), películas de vinila, películas de policarbonato e seus laminados.

Compósitos abrasivos estruturados podem ser preparados através da formação de uma pasta fluída de partículas abrasivas e um precursor solidificável ou polimerizável da resina aglutinante mencionada acima (isto é, um precursor de aglutinante), colocandose a pasta fluida em contato com o elemento de suporte (ou diretamente com a camada de suporte), e solidificando-se e/ou polimerizando-se o precursor de aglutinante (por exemplo, mediante a exposição a uma radiação eletromagnética ou energia termal), de tal maneira que o artigo abrasivo estruturado resultante tenha uma pluralidade de compósitos abrasivos moldados fixos ao elemento de suporte.

Exemplos de algumas fontes de energia potencialmente adequadas podem incluir, por exemplo, energia térmica e energia radiante (incluindo feixe de elétrons, Iuz ultravioleta, e Iuz visível).

Em algumas modalidades a pasta aquosa pode revestir diretamente uma ferramenta de produção tendo nela cavidades conformadas com precisão levadas a fazerem contacto com o reforço ou a revestirem o reforço e levadas ao contacto com o ferramenta de produção. Em tal modalidade, a pasta fluída é então tipicamente solidificada ou curada, enquanto ela está presente nas cavidades da ferramenta de produção. A patente US n° 6.929.539 (Schutz et al.) apresenta alguns processos potencialmente adequados para se realizar este processo. Compósitos abrasivos precisamente moldados podem ter qualquer formato tridimensional que resulta em ao menos uma feição proeminente ou reentrância na superfície exposta da camada abrasiva. Formatos úteis podem incluir, por exemplo, formatos cúbicos, prismáticos, piramidais (por exemplo, pirâmides quadradas ou pirâmides hexagonais), 5 piramidais truncados, cônicos, frusto-cônicos, em formato de casinha-de-cachorro, em formato de crista, etc. Combinações de compósitos abrasivos com formatos e/ou tamanhos diferentes também podem ser usadas no mesmo elemento abrasivo. A camada abrasiva do elemento abrasivo estruturado pode ser contínua ou descontínua.

Para aplicações de acabamento finas, a densidade dos compósitos abrasivos molda10 dos na superfície abrasiva pode estar, tipicamente, na faixa de pelo menos cerca de 1.000, cerca de 10.000, ou mesmo pelo menos cerca de 20.000 compósitos abrasivos por 6,45 cm2 (polegada quadrada) (por exemplo, ao menos cerca de 150, cerca de 1.500, ou mesmo cerca de 7.800 compósitos abrasivos por centímetro quadrado) até e incluindo cerca de 7.800, cerca de 11.000, ou mesmo tanto quanto cerca de 15.000 compósitos abrasivos por centímetro 15 quadrado (até e incluindo cerca de 50.000, cerca de 70.000, ou mesmo tanto quanto cerca de 100.000 compósitos abrasivos por polegada quadrada), apesar do fato de que densidade maiores ou menores de compósitos abrasivos também podem ser usadas.

Detalhes adicionais relacionados às camadas abrasivas estruturadas que têm compósitos abrasivos precisamente moldados, e métodos para a sua fabricação podem 20 ser encontrados, por exemplo, nas patentes US n° 5.152.917 (Pieper et al.), 5.304.223 (Pieper et al.), 5.435.816 (Spurgeon et al.), 5.672.097 (Hoopman), 5.681.217 (Hoopman et al.), 5.454.844 (Hibbard et al.), 5.549.962 (Holmes et al.), 5.700.302 (Stoetzel et al.), 5.851.247 (Stoetzel et al.), 5.910.471 (Christianson et al.), 5.913.716 (Mucci et al.), 5.958.794 (Bruxvoort et al.), 6.139.594 (Kincaid et al.), 6.923.840 (Schutz et al.), e no pe25 dido de patente US publicado sob o número 2003/0022604 (Annen et al.).

Alguns elementos abrasivos estruturados que tem compósitos abrasivos moldados precisamente que podem ser úteis para a prática da presente invenção são comercialmente disponíveis como filmes e/ou discos, por exemplo, comercializados sob a designação comercial “3M TRIZACT FINESSE-IT” pela 3M Company, de Saint Paul, Minnesota, EUA. Os exem30 pios incluem ο “3M FINESSE-IT TRIZACT FILM, 466LA” disponível nos graus A7, A5 e A3. Os elementos abrasivos estruturados que têm compósitos abrasivos com dimensões maiores também podem ser utilizáveis na prática da presente invenção, por exemplo, aqueles comercializados sob a designação comercial “TRIZACT CF”, disponível junto à 3M Company.

Os elementos abrasivos estruturados também podem ser preparados efetuando-se o revestimento de uma pasta aquosa que compreende um precursor aglutinante polimerizável, partículas abrasivas e um agente acoplador opcional de silano, através de uma tela que entra em contacto com uma camada posterior. Nesta modalidade, a pasta fluída é, então, tipicamente polimerizada (por exemplo, mediante a exposição a uma fonte de energia) enquanto ela está presente nas aberturas da tela, formando assim uma pluralidade de compósitos abrasivos moldados, genericamente correspondentes em formato às aberturas da tela. Outros detalhes relacionados com este tipo de abrasivo estruturado revestido por tela podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes US n° 4.927.431 (Buchanan et al.), 5.378.251 (Culler et al.),

5.942.015 (Culler et al.), 6.261.682 (Law), e 6.277.160 (Stubbs et al.).

Em algumas modalidades, uma pasta fluída que compreende um precursor de aglutinante polimerizável, partículas abrasivas, e um agente de ligação silano opcional pode ser depositada em uma camada posterior de uma maneira padronizada (por exemplo, através de 10 projeção ou impressão por gravura), parcialmente polimerizada para fazer com que pelo menos a superfície da pasta fluída revestida se torne plástica mas não flua, um padrão impresso sobre a formulação da pasta fluída parcialmente polimerizada, e, subsequentemente, ser ainda mais polimerizada (por exemplo, por exposição a uma fonte de energia) para formar uma pluralidade de compósitos abrasivos moldados afixados à camada posterior. Elementos abra15 sivos estruturados e gofrados preparados por este método e métodos relacionados são descritos, por exemplo, no pedido de patente US publicado sob o número 2001/0041511 (Lack et al.). Acredita-se que exemplos disponíveis comercialmente de tais elementos abrasivos estruturados e gofrados incluem faixas e discos abrasivos disponíveis junto à Norton-St. Gobain Abrasives Company, de Worcester, Massachusetts, EUA, sob a designação comercial 20 “NORAX”, como, por exemplo, “NORAX U264 - X80”, “NORAX U266 - X30”, “NORAX U264 X80”, “NORAX U264 - X45”, “NORAX U254 - X45, X30”, “NORAX U264 - X16”, “NORAX U336 - X5” e “NORAX U254 - AF06”.

Camadas abrasivas estruturadas também podem ser preparadas revestindo-se uma pasta fluída que compreende um precursor de aglutinante polimerizável, partículas abrasivas, e 25 um agente de ligação silano opcional através de uma tela que está em contato com o membro elástico, que pode ter, opcionalmente, uma camada de fixação ou tratamento de superfície no mesmo. Nesta modalidade, a pasta fluída é, então, tipicamente polimerizada (por exemplo, mediante a exposição a uma fonte de energia como calor ou radiação eletromagnética) enquanto ela está presente nas aberturas da tela, formando assim uma pluralidade de compósitos abrasi30 vos moldados, genericamente correspondentes em formato às aberturas da tela. Outros detalhes relacionados com este tipo de abrasivo estruturado revestido por tela podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes US n° 4.927.431 (Buchanan et al.), 5.378.251 (Culler et al.),

5.942.015 (Culler et al.), 6.261.682 (Law), e 6.277.160 (Stubbs et al.), e no pedido de patente US publicado sob o número 2001/0041511 (Lack et al.).

Os precursores aglutinantes polimerizáveis passíveis de utilização que podem ser

curados até formarem os aglutinantes supra mencionados são notoriamente conhecidos e incluem, por exemplo, resinas termicamente curáveis e resinas curáveis por radiação, que podem ser curadas, por exemplo, termicamente e/ou mediante exposição à energia por radiação. Precursores aglutinantes polimerizáveis exemplificadores incluem resinas fenólicas, resinas aminoplásticas, resinas de uréia-formaldeído, resinas de melamina formaldeído, resinas de uretano, poliacrilatos (por exemplo, uma resina aminoplástica tendo grupos 5 insaturados polimerizáveis isentos de radicais pendentes, acrilatos de uretano, isocianurato de acrilato, (poli) monômeros de acrilato e resinas acrílicas), resinas alquida, resinas de epóxi (inclusive bis-maleimida e resinas de epóxi modificadas a fluoreno), resinas de isocianurato, resinas de alquila, resinas de furano, ésteres de cianato, poliimidas e a mistura desses. Precursores de aglutinante polimerizáveis podem conter um ou mais diluentes 10 reativos (por exemplo, monoacrilatos de baixa viscosidade) e/ou monômeros promotores de adesão (por exemplo, ácido acrílico ou ácido metacrílico).

Em caso de uso de radiação ultravioleta ou radiação invisível, o precursor aglutinante polimerizável compreende, ainda, tipicamente, um fotoiniciador. Exemplos de fotoiniciadores que geram uma fonte de radical livre incluem, mas não se limitam a, peróxidos 15 orgânicos, compostos azo, quinonas, benzofenonas, compostos nitrosos, haletos de acila, hidrazonas, compostos mercapto, compostos pirilium, triacrilimidazóis, bisimidazóis, óxidos de fosfeno, cloroalquiltriazinas, éteres benzoínicos, benzil cetal, tioxantonas, derivados de acetofenona, e combinações dos mesmos.

Os fotoiniciadores catiônicos geram uma fonte de ácido pra iniciar a polimerização de 20 uma resina epóxi. Os fotoiniciadores catiônicos podem incluir um sal tendo um cátion de ânion e um halogênio contendo um ânion complexo de um metal ou de um metalóide. Outros fotoiniciadores catiônicos incluem um sal tendo um cátion complexo organometálico e um halogênio contendo ânion complexo de um metal ou metalóide. Eles estão revelados, também, na Patente Número US 4.751.138. Outro exemplo de um fotoiniciador catiônico é um sal organo-metálico e 25 um sal ônio, descritos na patente US n° 4.985.340, e nas publicações de patente européias n° EP 306.161 e EP 306.162. Ainda outros fotoiniciadores catiônicos incluem um sal aniônico de um complexo organo-metálico, em que o metal é selecionado a partir de elementos dos grupos periódicos IVB, VB, VIB, VIIB e VIIIB.

O precursor de aglutinante polimerizável também pode incluir resinas que são curáveis por fontes de energia além de energia radiante, como resinas curáveis por condensação. Exemplos destas resinas curáveis por condensação incluem as resinas fenólicas, resinas de melamina formaldeído e resinas de uréia-formaldeído.

O precursor aglutinante e o aglutinante podem incluir um ou mais aditivos opcionais selecionado do grupo que consiste em auxiliares da trituração, cargas, agentes umectantes, agentes químicos de expansão por sopro, tensoativos, pigmentos, agentes acopladores, corantes, iniciadores, receptores de energia e a mistura desses. Os aditivos opcionais podem, também, serem selecionados do grupo que consiste em fluoroborato de potássio, estearato de lítio, bolhas de vidro, bolhas infláveis, contas de vidro, criolitas, partículas de poliuretano, goma de polissiloxano, partículas poliméricas, ceras sólida, ceras líquidas e a mistura deles.

As partículas abrasivas utilizáveis na presente invenção, em geral, podem ser divididas em duas classes: abrasivas natural e abrasivas fabricadas. Exemplos de abrasivos natu5 rais utilizáveis incluem: diamante, corindo, esmeril, granada (avermelhada), buhrstone, sílex córneo, quartzo, granada, esmeril, arenito, calcedônia, pederneira, quartzito, sílica, feldspato, óxido de alumínio natural triturado, pedra-pome e talco. Exemplos de abrasivos fabricados incluem: carbureto de boro, nitreto de boro cúbico, alumina fundida, cerâmica de óxido de alumínio, óxido de alumínio termo-tratado (ambos castanhos e cinza escuros), alumina zircônia 10 fundida, vidro, vitrocerâmicas, carbureto de silício, óxidos de ferro, carbureto de tântalo, cromi

a, óxido de cério, óxido de estanho, carbureto de titânio, diboreto de titânio, diamante sintético, dióxido de manganês, óxido de zircônio, cerâmicas a base de alumina sol-gel, nitreto de silício, e aglomerados dos mesmos. Exemplos de partículas abrasivas de sol-gel podem ser encontrados nas Patentes Números US 4.314.827 (Leitheiser et al.), 4.623,.64 (Cottringer et al.), 4.744.802 (Schwabel), 4.770.671 (Monroe et al.) e 4.881.951 (Wood et al.).

O tamanho de uma partícula abrasiva é especificado, tipicamente, tendo a dimensão mais longa da partícula abrasiva. Na maioria dos casos haverá uma vasta distribuição sobre o tamanho de partículas. A distribuição de tamanho de partícula pode ser controlada rigidamente de tal modo que o artigo abrasivo resultante forneça um acabamento de superfície consis20 tente com a peça de trabalho que está sendo esmerilhada, entretanto, distribuições de tamanho de partícula amplas e/ou polimodais podem, também, ser utilizadas

A partícula abrasiva pode, também ter um formato associado a ela. Exemplos destes formatos incluem hastes, triângulos, pirâmides, cones, esferas sólidas, esferas ocas e similares. Alternativamente, a partícula abrasiva pode ser conformada de forma aleatória.

As partículas abrasivas podem ser revestidas com materiais que forneçam partículas

com as características desejadas. Por exemplo, demonstrou-se que os materiais aplicados na superfície de uma partícula abrasiva aperfeiçoam a aderência entre a partícula abrasiva e o polímero. Adicionalmente, um material aplicado à superfície de uma partícula abrasiva pode aperfeiçoar a aderência das partículas abrasivas no material flexível aglutinante curável em 30 partículas. Alternativamente, os revestimentos de superfície podem alterar e aperfeiçoar as características de corte da partícula abrasiva resultante. Tais revestimentos de superfície encontram-se revelados, por exemplo, nas Patentes Números US 5.011.508 (Wald et al.), 3.041.156 (Rowse et al.), 5.009.675 (Kunz et al.), 4.997.461 (Markhoff-Matheny et al.), 5.213.591 (Celikaya et al.), 5.085.671 (Martin et al.) e 5.042.991 (Kunz et al.).

Em algumas modalidades, por exemplo, aquelas que incluem compósitos abrasi

vos moldados, as partículas abrasivas usadas nos elementos abrasivos da presente invenção podem ter, de preferência, um tamanho de partícula de cerca de 0,1 micrômetro (μαι) ou mais. Na extremidade superior da faixa, as partículas abrasivas podem ter um tamanho de partícula de cerca de 450 μηη ou menos, ou mesmo de 100 μιτι ou menos. Em algumas modalidades, as partículas abrasivas podem ter um tamanho dentro de uma faixa de grau JIS 800 (14 μιη em 50% do ponto médio) ou mais, ou mesmo um grau JIS 1000 (12 μιη em 50% do ponto médio). Na extremidade oposta da faixa, as partículas abrasivas têm um tamanho de grau JIS 6000 (2 μιτι em 50% do ponto médio) ou menos, em alguns casos, um grau JIS 4000 (3 μιη em 50% do ponto médio) ou menos, ou mesmo um grau JIS 2000 (de 5 a 8 μιτι em 50% do ponto médio) ou menos.

Tipicamente, as partículas abrasivas utilizadas na presente invenção têm uma escala de dureza Moh de, ao menos, 8, mais tipicamente acima de 9, entretanto, partículas abrasivas que apresentam uma escala de dureza Moh menor que 8 pode ser usada.

Aspectos desta invenção podem ser ilustrados adicionalmente através dos seguintes exemplos não-limitadores, mas os materiais específicos e quantidades dos mesmos recitadas nestes exemplos, bem como outras condições e detalhes, não devem ser interpretados como limitadores desta invenção.

Exemplos de lixação

As seguintes descrições demonstram o uso exemplificador dos artigos abrasivos, ferramentas e métodos da presente invenção, e artigos abrasivos, ferramentas e métodos comparativos.

FERRAMENTA RECIPROCANTE GIRATÓRIA: Aferramenta motorizada reciprocante giratória usada nos exemplos de 1 a 4 foi fabricada da seguinte forma. A carcaça de plástico da cabeça da escova de uma escova de dentes alimentada por bateria, modelo “Oral B AdvancePower 450TX” (Braun GmbH, Kronberg, Alemanha), foi removida. O conector exposto da cabeça da escova foi cortado até um comprimento de aproximadamente 2,54 cm (1 polegada), e a extremidade foi lixada para formar uma face distai lisa perpendicular ao comprimento do eixo de acionamento da escova de dentes. Um disco de plástico rígido de 0,64 cm (0,25 polegadas) de diâmetro e 0,84 mm (0,033 polegada) de espessura foi, então, unido à face distai com o uso de uma resina epóxi de 2 partes e um endurecedor (comercialmente disponíveis sob a designação comercial “Quick Weld Compound”, da Dynatex, de Elizabethtown, Kentucky, EUA), para formar um conjunto com uma placa de base removível junto com uma superfície de suporte de 0,64 cm (0,25 polegadas) de diâmetro, orientado de modo perpendicular à haste reciprocante giratória da ferramenta. A ferramenta foi equipada com duas baterias de lítio de 3-volts tamanho AA, “parte n° U-3191”, obtidas junto à Apex Battery, de Anaheim Hills, Califórnia, EUA.

FERRAMENTA GIRATÓRIA CONVENCIONAL: A Iixadeira convencional usada nos exemplos foi uma Iixadeira pneumaticamente motorizada de ação dupla, número de modelo 57500 (da Dynabrade, Inc., de Clarence1 New York, EUA) em combinação com uma superfície de suporte de 3,2 cm (1,25 polegadas) (comercialmente disponível sob a designação comercial bloco de lixação FINESSE-IT ROLOC, número de peça 02345, disponível junto à 3M, de St. Paul, Minnesota, EUA) para suportar os discos abrasivos fixos a Iixadeira convencional, conforme discutida em conexão com os exemplos comparativos.

ELEMENTOS ABRASIVOS ESTRUTURADOS: Elementos abrasivos estruturados

usados em conexão com os exemplos e testes de lixação aqui descritos foram fabricados com o uso dos seguintes materiais (identificados abaixo pelas abreviações que aparecem no início de cada uma das seguintes descrições):

PA1: um monômero de triacrilato de trimetilol propano, com um peso molecular de 296 e uma funcionalidade de 3, disponível sob a designação comercial “SR 351”, disponível junto à Sartomer Company, Exton, Pensilvania, EUA,

PA2: um monômero aromático de acrilato de 2-fenóxi etila, com um peso molecular de 192 e uma funcionalidade de 1, disponível sob a designação comercial “SR 339”, disponível junto à Sartomer Company,

PA3: um dispersante polimérico disponível sob a designação comercial “Solplus D520”,

disponível junto à Noveon, Inc., Cleveland, Ohio, EUA,

PA4: um modificador de resina gama-metacriloxipropil-trimetoxi-silano disponível sob a designação comercial “Silquest A174”, disponível junto à Witco Corporation, Greenwich, Connecticut, EUA,

PA5: um fotoiniciador etil 2, 4, 6-trimetilbenzoilfenilfosfinato disponível sob a desig

nação comercial “Lucirin TPO-L”, disponível junto a BASF Corp., de Charlotte, North Carolina, EUA, e

PA6: partículas abrasivas verdes de carbureto de silício que tem um tamanho de grau JIS 1500 e um tamanho médio de partícula de 8,0 micrômetros (μιη) em 50% do ponto médio, disponível sob a designação comercial “Fujimi GC 1500”, junto à Fujimi Abrasives Company, de Elmhurst, IL1 EUA.

Uma pasta fluída abrasiva foi produzida a 20 graus centígrados (0C) misturando-se os componentes mencionados em partes por peso, até a homogeneidade: 12,9 partes de PA1, 19,5 partes de PA2, 3,1 partes de PA3, 1,9 partes de PA4, 1,1 partes de PA5 e 61,5 partes de PA6. A pasta fluída foi aplicada por revestimento por faca a uma ferramenta de produção abrasiva de polipropileno, produzida de acordo com os métodos descritos na patente US n°

6.846.232 (Braunschweig et al.). As dimensões da ferramenta de produção abrasiva usada nos exemplos de 1 a 4 abaixo são descritas no exemplo 2 da patente US n° 6.846.232.

A ferramenta de produção revestida foi aplicada à face principal de um filme de poliéster de 76 micrômetros (pm) (0,003 polegadas), disponível sob a designação comercial filme de poliéster SCOTCHPAK, disponível junto à 3M Company, de St. Paul, Minnesota, EUA. A ferramenta de produção foi, então, irradiada com uma lâmpada ultravioleta (UV) com um bulbo tipo “D”, disponível junto à Fusion Systems Inc., de Gaithersburg, Maryland, EUA, a 600 Watts por polegada (236 Watts por centímetro (W/cm)) movimentando-se a manta a 9,14 metros/minuto (30 pés por minuto), a uma pressão na linha de contato de 620,5 kilopascals (kPa) (90 libras por polegada quadrada) para um manta de 25,4 cm (10 polegadas) de largura, e com uma tempera5 tura de mandril de 60°C. A manta com a camada abrasiva estruturada formada no mesmo foi separada da ferramenta de produção e cortada por matriz em elementos abrasivos estruturados em forma de disco de 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro.

EXEMPLO 1: Um artigo abrasivo foi fabricado com o uso de um adesivo de transferência (comercialmente disponível sob a designação comercial “9453LE”, disponível junto à 3M 10 Company) que foi aplicado à face não-abrasiva de um elemento abrasivo estruturado de 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro (fabricado conforme descrito acima). O elemento abrasivo maior com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro foi centralizado sobre e fixo à superfície de suporte menor com 0,63 cm (0,25 polegadas) de diâmetro do conjunto de placa de base. O artigo abrasivo do exemplo 1 inclui, dessa forma, os seguintes componentes representados na 15 FIGURA 4: a placa de base 140 e o elemento abrasivo 170 fixo diretamente a placa de base 140. O artigo abrasivo foi, então, usado conforme descrito no teste de lixação n° 1 abaixo.

EXEMPLO 2: Um artigo abrasivo foi produzido através de corte por matriz de um disco de espuma de polivinila com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro e 0,69 mm (0,027 polegadas) de espessura, de uma bandagem adesiva comercialmente disponível 20 sob a designação comercial NEXCARE ADHESIVE STRIP BANDAGE, disponível junto à 3M Company. O forro do adesivo foi removido e a face adesiva do disco de espuma foi fixa à superfície principal não-abrasiva de um elemento abrasivo estruturado com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro (fabricado conforme descrito acima). O adesivo de transferência do exemplo 1 foi, então, aplicado à face não-adesiva do disco de espuma. A super25 fície principal revestida com o adesivo de transferência do disco de espuma de polivinila maior com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro (com o seu elemento abrasivo estruturado) foi, então, centralizada sobre e fixa à superfície de suporte menor com 0,63 cm (0,25 polegadas) de diâmetro do conjunto de placa de base. O artigo abrasivo do exemplo 2 inclui, dessa forma, os seguintes componentes representados na FIGURA 4: a placa de 30 base 140, uma camada de suporte 160 (um disco de espuma de polivinila) e um elemento abrasivo 170. A camada de suporte 160 foi fixa diretamente à placa de base 140. O artigo abrasivo foi, então, usado conforme descrito no teste de lixação n° 1 abaixo.

EXEMPLO 3: Um artigo abrasivo foi produzido de acordo com o método descrito no exemplo 2, exceto pelo fato de que a espuma de polivinila com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro foi substituída por um disco de espuma de poliuretano de 7,9 mm (5/16 de polegada) com 2,29 mm (0,090 polegadas) de espessura, comercialmente disponível sob a designação comercial “R600U-090”, disponível junto à Illbruck Company, Minneapolis, Minnesota, EUA. O elemento abrasivo estruturado maior com 1,27 cm (0,5 polegadas) de diâmetro foi centralizado sobre o disco de espuma de poliuretano menor com 7,9 mm (5/16 de polegada) de diâmetro. O disco de espuma de poliuretano com 7,9 mm (5/16 de polegada) de diâmetro foi centralizado sobre a superfície de suporte com 0,63 cm (0,25 polegadas) de diâmetro do conjunto da placa de base. O artigo abrasivo do exemplo 3 inclui, dessa forma, os seguintes componentes representados na FIGURA 4: a placa de base 140, o elemento compressível 150 (um disco de espuma de poliuretano) e o elemento abrasivo 170. O elemento abrasivo 170 foi fixo diretamente ao elemento compressível 150. O artigo abrasivo foi, então, usado conforme descrito no teste de lixação n° 1 abaixo.

EXEMPLO 4: Um artigo abrasivo foi fabricado para incluir todos os componentes representados na FIGURA 4, isto é, a placa de base 140 (conforme descrito em conexão com a ferramenta reciprocante giratória acima), o elemento compressível 150 (o disco de espuma de poliuretano descrito em conexão com o exemplo 3), a camada de suporte 160 (o disco de espuma de polivinila descrito em conexão com o exemplo 2), e o elemento abrasivo 170 (um elemento abrasivo estruturado conforme descrito acima). Exceto pelo adesivo já situado de um lado dos disco de espuma de polivinila, o adesivo de transferência identificado no exemplo 1 foi usado para fixar os componentes um ao outro. Os componentes de diâmetro menor (a placa de base 140 e o elemento compressível de espuma de poliuretano 150) foram centralizados sobre cada um e os componentes maiores (a camada de suporte de espuma de polivinila 160 e o eIemento abrasivo estruturado 170) foram centralizado sobre o elemento compressível. O artigo abrasivo foi, então, usado conforme descrito no teste de lixação n° 1 abaixo.

EXEMPLO COMPARATIVO A: Um artigo abrasivo sob a forma de um disco abrasivo com 3,2 cm (1,25 polegadas) de diâmetro e um grau JIS 3000 (comercialmente disponível sob a designação comercial “466LA A5, número de peça 56251”, disponível junto à 3M Company) foi montado numa Iixadeira convencional descrita acima. O artigo abrasivo foi, então, usado conforme descrito no teste de lixação n° 2 abaixo.

EXEMPLO COMPARATIVO B: Um artigo abrasivo foi formado com o uso de uma folha abrasiva comercialmente disponível sob a designação comercial “401Q WETORDRY Grade 2000”, disponível junto à 3M Company, que foi dobrada até um formato adequado para uso no teste de lixação manual n° 3 abaixo.

MEDIÇÕES DE TESTE: Um painel de teste com uma demão incolor, pintado de preto e feito de aço rolado a frio, que tem uma textura de casca de laranja, e que mede 45,7 cm por 61 cm (18 por 24 polegadas), número de peça “APR45077”, foi obtido junto à ACT Laboratories, Inc., Hillsdale, Michigan, EUA.

CASCA DE LARANJA: O nível de acabamento de “casca de laranja” no painel de teste foi medido com o uso de um analisador de textura de superfície, modelo “WaveScan DOI”, obtido junto à BYK-Gardner USA, Columbia, Maryland, EUA. Os valores de varredura registrados abaixo representam uma média de 3 varreduras, cada uma com 5 cm de comprimento, de diferentes áreas da área de teste raspada, medidas após o polimento. Teoriza-se que afastamento dos valores de controle (não lixados) do painel, em particular Wc e Wd, refletem alterações na casca de laranja devido ao processo de lixação.

ACABAMENTO DA SUPERFÍCIE: O acabamento da superfície (Rz - a distância

vertical máxima entre o ponto mais alto e o mais baixo de uma área de teste) foi medido após a etapa de lixação com o uso de um perfilômetro, modelo “SURTRONIC 3+ PROFILOMETER”, obtido junto à Taylor Hobson, Inc., Leicester, Inglaterra. Os valores Rz registrados abaixo representam a média de 5 medições individuais de uma área lixada de 2 centímetros por 6 centímetros.

REFINAMENTO: Refinamento foi uma taxa subjetiva do nível de irregularidades de superfície maiores causadas por inclinamento excessivo (isto é, fora de ângulo, não-plano, etc.) durante o processo de lixação. Os valores de refinamento foram registrados em uma escala subjetiva de zero (0) a cinco (5), onde zero (0) representa nenhuma irregularidade.

TESTE DE LIXAÇÃO N0 1: Os artigos abrasivos dos exemplo de 1 a 4 foram usa

dos na ferramenta reciprocante giratória para lixar uma área do painel de teste. Para cada artigo abrasivo diferente, a ferramenta foi ligada e, com um movimento lateral mínimo e um ângulo de lixação de zero graus (isto é, a superfície abrasiva plana foi mantida paralela à superfície da peça de trabalho), um defeito anteriormente identificado sob a forma de uma 20 protuberância no painel de teste foi lixado até ser removido, para estabelecer uma linha de base de tempo de lixação de 7 segundos. O artigo abrasivo na ferramenta foi substituído e uma área limpa do painel de teste foi lixada pela mesma quantidade de tempo. O artigo abrasivo foi substituído e uma área adjacente foi, então, lixada por 7 segundos. Este processo foi repetido até que a área fosca ou lixada no painel de teste tivesse 2 cm por 6 cm, 25 período após o qual a área foi contornada com o uso de um marcador permanente para identificação subsequente após o polimento.

Cada área lixada foi, então, polida por 6 segundos a 1.400 rpm, com o uso da seguinte configuração: Polidora: uma Dewalt electric buffer, número de modelo “DW849”, obtida junto à Dewalt Industrial Tool Corp., Hampstead, Maryland, EUA, Superfície de su30 porte: um “bloco de suporte Perfect-it #05718”, Almofada de polimento: um “bloco de espuma de polimento PERFECT-IT #05725”, e Retocador: um “Perfect-it 3000 Trizact Spot Finishing Material #06070”, todos disponíveis junto à 3M Company.

TESTE DE LIXAÇÃO COMPARATIVO N0 2: O elemento abrasivo do exemplo comparativo A foi fixo à superfície de suporte da Iixadeira convencional descrita e a pressão de linha pneumática fixa à ferramenta foi ajustada para 620,5 kiloPascals (kPa) (90 libras por polegada quadrada (psi)). Com um movimento lateral mínimo e um ângulo de lixação de zero graus, uma protusão anteriormente identificada no painel de teste foi lixada até ser removida, estabelecendo, por meio disso, uma linha de base de tempo de lixação de 3 segundos. O disco abrasivo foi substituído por outra amostra e uma área adjacente foi, então, lixada por 3 segundos. Este processo foi repetido mais uma vez até que a área fosca tivesse aproximadamente 3 cm por 9 cm, período após o qual a área foi con5 tornada com o uso de um marcador permanente. Cada área lixada foi, então, polida de acordo com o método descrito no teste de lixação n° 1.

TESTE DE LIXAÇÃO N0 3: Através da aplicação de uma leve pressão manual, e com um movimento lateral mínimo, o painel de teste foi lixado manualmente com o uso de cursos unidirecionais por 3 segundos, com o artigo abrasivo descrito no exemplo comparativo B. O artigo abrasivo foi substituído e uma área adjacente foi lixada. Isto foi repetido até que a área lixada fosse de aproximadamente 2 cm por 6 cm.

A tabela 1 apresenta os resultados dos testes de lixação discutidos acima:

Tabela 1

Amostra Teste de Refinamento Wa Wb Wc Wd We Rz Abrasiva Lixação (μηη) Painel de N/A N/A 4,7 16,5 13,4 16,7 12,5 N/A Hnntmlfi Exemplo 1 1 C AA^ Λ J ^ 21,3 28,2 19,9 0,81 I 1,1 Exemplo 2 1 3 3,3 8,1 7,1 17,4 12,8 0,71 Exemplo 3 1 2 4,0 9,0 6,4 16,1 20,6 0,33 Exemplo 4 1 0 5,4 17,6 10,3 13,8 10,3 0,33 Comparativo A 2 0 5,7 10,3 2,9 5,0 11,9 0,48 Comparativo B 3 3 4,4 24,3 24,9 24,5 13,3 1,47 N/A = Não aplicável

Exemplo de reparo de defeitos

As seguintes descrições demonstram métodos exemplificadores para a remoção de defeitos e polimento, com o uso de artigos abrasivos, ferramentas e métodos da presente invenção, bem como um método convencional comparativo.

PAINEL DE TESTE: Uma capota de aço de um automóvel com um acabamento de tinta preta foi preparada por aspersão de uma demão incolor sobre o acabamento de tinta preta. O acabamento de demão incolor estava comercialmente disponível sob a designação comercial AUTOCLEAR III, disponível junto à Akzo Noble, Narcross, Geórgia, EUA, e foi curado por 40 minutos a 60°C (140°F).

EXEMPLO COMPARATIVO C: O seguinte processo de reparo convencional de cinco etapas foi realizado em doze (12) defeitos de um painel de teste. O painel de teste foi limpo entre as etapas esfregando-se a pasta fluída abrasiva residual com o uso de um pano de alta performance (obtido sob a designação comercial pano de ultra performance PERFECT-IT, número de peça 06020, disponível junto à 3M Company. Um pano de alta performance limpo foi usado para a etapa de polimento final.

Etapa 1 (Remoção do Defeito): Um artigo abrasivo formado conforme descrito no

exemplo comparativo B foi usado aplicando-se uma leve pressão manual, e com um movimento lateral mínimo, para remover doze (12) defeitos de pintura (protuberâncias) na superfície do painel de teste descrito acima. O tempo de lixação usado para remover todos os defeitos foi de 3 minutos.

Etapa 2 (Refinamento da Abrasão): Uma superfície de suporte com 15,2 cm

(6 polegadas) de diâmetro, comercialmente disponível sob a designação comercial discos HOOKIT Il (número de peça 05251, disponível junto à 3M Company) foi fixa a uma Iixadeira de ação dupla, número de modelo 21035 (da Dynabrade, Inc., de Clarence, New York, EUA). Um bloco de interface com 15,2 cm (6 polegadas) de diâmetro, disponível sob a designação comercial HOOKIT Il SOFT interface pad (número de peça 05274, disponível junto à 3M Company), foi fixo à superfície de suporte. Um bloco de espuma com 15,2 cm (6 polegada) de diâmetro, disponível sob a designação comercial disco de espuma TRIZACT HOOKIT Il (número de peça 02075, grau P-3000, também disponível junto à 3M Company) foi, então, fixo ao bloco de interface. As arranhaduras formadas durante a remoção de defeitos da etapa 1 foram refinadas aplicando-se pressão às áreas contendo as arranhaduras, com o uso de um bloco de espuma, operando-se a Iixadeira de ação dupla a uma pressão de linha ajustada para 413,7 kiloPascals (kPa) (60 libras por polegada quadrada (psi)), com o bloco mantido genericamente paralelo à superfície do painel de teste. O tempo de refinamento de arranhadura usado para refinar as arranhaduras em cada uma das áreas lixadas foi de 3 minutos e 30 segundos.

Etapa 3 (Composição): Uma superfície de suporte com 20,3 cm (8 polegadas) de diâmetro, disponível sob a designação comercial bloco de suporte PERFECT-IT (número de peça 05718, disponível junto à 3M Company), foi fixa a uma ferramenta de alisamento de 20,3 cm (8 polegada) de diâmetro, número de modelo DW 849, disponível junto à De30 walt Industrial Tool Corporation, de Hampstead, Maryland, EUA. Um bloco de lã com 22,9 cm (9 polegadas) de diâmetro, disponível sob a designação comercial bloco de composição PERFECT-IT Ill (número de peça 05719, disponível junto à 3M Company), foi fixo à superfície de suporte. Uma pasta fluída abrasiva comumente denominada composto de esfregação (disponível sob a designação comercial PERFECT-IT 3000 EXTRA CUT rub35 bing compound, disponível junto à 3M Company) foi aplicada às áreas lixadas e refinadas do painel de teste e alisada por 8 minutos, com o uso do bloco de lã, operando-se a ferramenta de alisamento a 1.800 revoluções por minuto (rpm). Etapa 4 (Polimento): A etapa 3 foi repetida, exceto pelo fato de que o bloco de lã foi substituído por um bloco de espuma de polimento com 20,3 cm (8 polegadas) de diâmetro (disponível sob a designação comercial bloco de espuma de polimento PERFECTIT, número de peça 05725, disponível junto à 3M Company) e a pasta fluída abrasiva 5 (composto de esfregação) usada na etapa 3 foi substituía por uma segunda pasta fluída abrasiva, incluindo partículas abrasivas mais finas (removedor de marcas de redemoinho PERFECT-IT 3000, número de peça 06064, também disponível junto à 3M Company). A etapa de polimento foi realizada por um total de seis (6) minutos.

Etapa 5 (Eliminação de Redemoinhos): A etapa 4 foi repetida, exceto pelo fato de 10 que o removedor de marcas de redemoinho da etapa 4 foi substituído por uma terceira pasta fluída abrasiva, incluindo partículas abrasivas ainda mais finas (disponível sob a designação comercial polidor PERFECT-IT 3000 ULTRAFINA SE, número de peça 06068, disponível junto à 3M Company). O bloco de espuma de polimento usado na etapa 4 também foi substituído por um bloco de espuma de polimento diferente (disponível sob a de15 signação comercial bloco de espuma de polimento PERFECT-IT ULTRAFINA, número de peça 05733, disponível junto à 3M Company). A etapa de eliminação de redemoinhos foi realizada por um total de quatro (4) minutos.

EXEMPLO 5: Doze (12) defeitos na superfície revestida com uma demão incolor de um painel de teste foram reparados com o uso dos artigos abrasivos e métodos exemplificadores da invenção, em um processo de três (3) etapas, conforme descrito na presente invenção. O painel de teste foi limpo entre as etapas conforme descrito em conexão com o exemplo comparativo C.

Etapa 1 (Remoção dos Defeitos): Um artigo abrasivo conforme descrito no exemplo 4 foi usado na ferramenta reciprocante giratória descrita acima. Para cada defeito a ser removido, a ferramenta foi usada para lixar o defeito com um movimento lateral mínimo e 25 um ângulo de lixação de zero graus (isto é, a superfície abrasiva foi mantida paralela à superfície do painel de teste). A ferramenta e o artigo abrasivo foram usados para remover doze (12) defeitos (protuberâncias na tinta) na superfície do painel de teste. O tempo de lixação usado para remover os doze defeitos foi de 2,5 minutos.

Etapa 2 (Composição): Um adaptador com 2,54 cm (1 polegada) de diâmetro (dispo30 nível sob a designação comercial suporte ROLOC, número de peça 07500, disponível junto à 3M Company) foi fixo a uma furadeira sem fio de 18-volts, número de modelo BTD140, disponível junto à Makita Corp., de La Mirada, Califórnia, EUA. Uma superfície de suporte com 3,2 cm (1,25 polegadas) de diâmetro (disponível sob a designação comercial FINESSE-IT ROLOC disc pad, tipo J, número de peça 67415, disponível junto à 3M Company) foi fixa ao 35 adaptador. Um bloco de espuma com 3,2 cm (1,25 polegadas) de diâmetro (cortado por matriz a partir de um bloco de espuma de polimento PERFECT-IT maior, número de peça 05725, disponível junto à 3M Company) foi fixo à superfície de suporte. Uma pasta fluída abrasiva (disponível sob a designação comercial removedor de marcas de redemoinho PERFECT-IT 3000, número de peça 06064, também disponível junto à 3M Company) foi aplicada às áreas lixadas e alisadas a aproximadamente 1.500 rpm, com o uso do bloco de polimento. A etapa de composição foi realizada por um total de três (3) minutos.

Etapa 3 (Eliminação de Redemoinhos):0 bloco de polimento usado na etapa 2 foi substituído por um bloco de alisamento com 2,54 cm (1 polegada de diâmetro) (cortada por matriz a partir de um bloco de espuma de polimento PERFECT-IT ULTRAFINA maior, número de peça 05733 disponível junto à 3M Company) e a pasta fluída abrasiva usada na etapa 2 foi substituída por uma segunda pasta fluída abrasiva contendo partículas abrasivas mais finas (disponível sob a designação comercial polidor PERFECT-IT 3000 ULTRAFINA SE, número de peça 06068, disponível junto à 3M Company). A etapa de eliminação de redemoinhos foi realizada girando-se o bloco de alisamento a 1.800 rpm, por um total de 3 minutos.

EXEMPLO 6: Doze (12) defeitos na superfície revestida com uma demão incolor de um painel de teste foram reparados com o uso dos artigos abrasivos e métodos exemplificadores da invenção, em um processo de três (3) etapas, conforme descrito na presente invenção. O painel de teste foi limpo entre as etapas conforme descrito em conexão com o exemplo comparativo C.

Etapa 1 (Remoção de Defeitos): A etapa 1 do exemplo 5 foi realizada conforme descrito no exemplo 5, exceto pelo fato de que a etapa de remoção de defeitos foi realizada por um total de 2 minutos 20 segundos.

Etapa 2 (Composição): A etapa 2 do exemplo 5 foi realizada conforme descrito no exemplo 5, exceto pelo fato de que a etapa de composição foi realizada por um total de

3 minutos 10 segundos.

Etapa 3 (Eliminação de Redemoinhos):A etapa 5 do exemplo comparativo C foi realizada por um total de 2 minutos e 20 segundos.

EXEMPLO 7: Doze (12) defeitos na superfície revestida com uma demão incolor de um painel de teste foram reparados com o uso dos artigos abrasivos e métodos exemplificadores da invenção, em um processo de três (3) etapas, conforme descrito na presente invenção. O painel de teste foi limpo entre as etapas conforme descrito em conexão com o exemplo comparativo C.

Etapa 1 (Remoção de Defeitos): A etapa 1 do exemplo 5 foi realizada conforme descrito no exemplo 5, exceto pelo fato de que a etapa de remoção de defeitos foi realizada por um total de 2 minutos 30 segundos.

Etapa 2 (Composição): A etapa 2 do exemplo 5 foi realizada conforme descrito no exemplo 5, exceto pelo fato de que a furadeira foi substituída por uma Iixadeira de ação dupla (número de modelo 57502, disponível junto à Dynabrade Company) operada a uma pressão de linha ajustada para 620 kPa (90 psi). A etapa de composição foi realizada por um total de 3 minutos e 15 segundos.

Etapa 3 (Eliminação de Redemoinhos):A etapa 5 do exemplo comparativo C foi realizada, exceto pelo fato de que a Iixadeira de ação dupla da etapa 2 deste exemplo foi usada no lugar da ferramenta de alisamento usada na etapa 5 do exemplo comparativo C. A Iixadeira de ação dupla foi operada a uma pressão de linha ajustada para 620 kPa (90 psi). Além disso, um bloco de espuma de polimento com 2,54 cm (1 polegada) de diâmetro foi cortada por matriz a 5 partir de um bloco de polimento maior (disponível sob a designação comercial bloco de espuma de polimento PERFECT-IT ULTRAFINA, número de peça 05733, disponível junto à 3M Company). A etapa de eliminação de redemoinhos foi realizada por um total de três (3) minutos.

EXEMPLO 8: Doze (12) defeitos na superfície revestida com uma demão incolor de um painel de teste foram reparados com o uso dos artigos abrasivos e métodos exemplificadores da invenção, em um processo de três (3) etapas, conforme descrito na presente invenção. O painel de teste foi limpo entre as etapas conforme descrito em conexão com o exemplo comparativo C.

Etapa 1 (Remoção dos Defeitos): A etapa 1 descrita no exemplo 5 foi repetida, exceto pelo fato de que o tempo total foi de 2 minutos e 30 segundos.

Etapa 2 (Composição): A etapa 2 descrita no exemplo 7 foi repetida, exceto pelo fato de que o tempo total foi de 3 minutos e 5 segundos.

Etapa 3 (Eliminação de Redemoinhos):A etapa 3 descrita no exemplo 6 foi repetida, exceto pelo fato de que o tempo total foi de 2 minutos e 10 segundos.

Resultados do exemplo comparativo C e doa exempio de 5 a 8:

No final do exemplo comparativo C e dos exemplos de 5 a 8, o acabamento do painel de teste foi classificado visualmente, de acordo com a seguinte escala:

1: Arranhaduras de lixação ainda visíveis sob condições de iluminação comercial ou Iuz solar direta.

2: Redemoinhos ou opacidade profunda visíveis sob condições de iluminação comercial ou Iuz solar direta.

3: Redemoinhos ou opacidade visíveis apenas sob condições de Iuz solar direta.

4: Redemoinhos ou opacidade leve/fina visível apenas sob condições de Iuz solar

direta.

5: Nenhum redemoinho ou opacidade visível sob condições de iluminação comercial ou Iuz solar direta.

As classificações de acabamento do painel e a quantidade de tempo para todas as e

tapas de acabamento são listadas na tabela 2 abaixo.

Tabela 2

Amostra Tempo Classificação do Acabamento Comparativo A 24 minutos e 30 segundos 5 Exemplo 5 8 minutos e 30 segundos 3 Exemplo 6 7 minutos e 50 segundos 5 Exemplo 7 8 minutos e 45 segundos 3 Exemplo 8 7 minutos e 45 segundos 5 A descrição completa das patentes, documentos de patente, e publicações citadas nos antecedentes, na descrição detalhada das modalidades exemplificadoras, e em qualquer lugar da presente invenção estão aqui incorporadas a título de referência, em sua totalidade, como se cada uma fosse incorporada individualmente.

As modalidades ilustrativas desta invenção são discutidas e referências foram feitas à

possíveis variações dentro do escopo desta invenção. Estas e outras variações e modificações na invenção se farão evidentes aos versados na técnica sem se afastar do escopo da invenção, e deve-se compreender que esta invenção não está limitada para as modalidades ilustrativas aqui apresentadas. Consequentemente, a invenção deve ser limitada apenas pelas reivindicações fornecidas abaixo e equivalentes das mesmas.

Claims (34)

1. Método de abrasão de uma superfície de uma peça de trabalho, o método CARACTERIZADO pelo fato de compreender: fornecimento de um artigo abrasivo montado em uma haste de uma ferramenta acionada, sendo que o artigo abrasivo compreende uma superfície abrasiva que compreende partículas abrasivas fixas a mesma; contato da superfície da peça de trabalho com a superfície abrasiva do artigo abrasivo; e reciprocação giratória da superfície abrasiva do artigo abrasivo ao redor de um eixo de rotação, reciprocando de forma giratória a haste da ferramenta acionada, sendo que a superfície da peça de trabalho é raspada pelas partículas abrasivas fixadas à superfície abrasiva do artigo abrasivo, enquanto a superfície abrasiva do artigo abrasivo é reciprocada de forma giratória ao redor do eixo de rotação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a reciprocação giratória da superfície abrasiva compreende a reciprocação da superfície abrasiva a uma frequência de 1 Hz ou mais.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende uma superfície abrasiva com uma área de cerca de 500 milímetros quadrados (mm2) ou menos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a reciprocação giratória da superfície abrasiva compreende a reciprocação da superfície abrasiva sobre um arco menor que cerca de 360 graus.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a reciprocação giratória da superfície abrasiva compreende a reciprocação da superfície abrasiva sobre um arco de cerca de 90 graus ou menos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva do artigo abrasivo compreende uma superfície abrasiva plana.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva do artigo abrasivo compreende uma superfície abrasiva plana, e sendo que a superfície abrasiva plana é orientada de modo perpendicular ao eixo de rotação.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas abrasivas da superfície abrasiva são dispersas em um aglutinante.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende uma pluralidade de compósitos abrasivos estruturados contendo as partículas abrasivas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende um elemento compressível, sendo que o artigo abrasivo é fixo ao elemento compressível, de tal modo que o elemento compressível está situado entre a haste e a superfície abrasiva.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende uma placa de base rígida fixa à extremidade distai da haste, sendo que o elemento compressível é fixo à placa de base rígida.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende um acoplamento de encaixe fixo à extremidade distai da haste, sendo que o acoplamento de encaixe une a placa de base rígida à haste.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende: uma placa de base que compreende uma superfície de suporte, sendo que a placa de base é fixa à haste, um elemento resilientemente compressível fixo à superfície de suporte da placa de base, sendo que o elemento compressível compreende uma primeira superfície principal voltada para a superfície de suporte da placa de base e uma segunda superfície principal voltada para o lado oposto da superfície de suporte, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal do elemento compressível são, cada uma, tão amplas quanto ou maiores que a superfície de suporte da placa dc base, uma camada de suporte flexível fixa ao elemento compressível, sendo que a camada de suporte compreende uma primeira superfície principal voltada para o elemento compressível e uma segunda superfície principal voltada para o lado oposto do elemento compressível, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal da camada de suporte são, cada uma, maiores que a segunda superfície principal do elemento compressível, e um elemento abrasivo que compreende a superfície abrasiva, com o elemento abrasivo fixo à segunda superfície principal da camada de suporte, de tal modo que a superfície abrasiva fica voltada para o lado oposto do elemento compressível e da placa de base, e sendo que a superfície abrasiva compreende uma superfície abrasiva plana que é coextensiva com a segunda superfície principal da camada de suporte.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento abrasivo compreende uma camada abrasiva que forma a superfície abrasiva, sendo que a camada abrasiva é fixa a uma camada posterior, sendo que a camada posterior compreende uma superfície principal fixa à camada de suporte, de tal modo que a superfície abrasiva fica voltada para o lado oposto do elemento compressível.

15. Artigo abrasivo conformável, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: uma placa de base que compreende uma superfície de suporte; um elemento resilientemente compressível fixo à superfície de suporte da placa de base, sendo que o elemento compressível compreende uma primeira superfície principal voltada para a superfície de suporte e uma segunda superfície principal voltada para o lado oposto da superfície de suporte, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal do elemento compressível são, cada uma, tão amplas quanto ou maiores que a superfície de suporte da placa de base; uma camada de suporte flexível fixa ao elemento compressível, sendo que a camada de suporte compreende uma primeira superfície principal voltada para o elemento compressível e uma segunda superfície principal voltada para o lado oposto do elemento compressível, e sendo que a primeira superfície principal e a segunda superfície principal da camada de suporte são, cada uma, maiores que a segunda superfície principal do elemento compressível, e um elemento abrasivo fixo à segunda superfície principal da camada de suporte, de tal modo que uma superfície abrasiva do elemento abrasivo fica voltada para o lado oposto do elemento compressível e da placa de base, e sendo que a superfície abrasiva compreende uma superfície abrasiva plana que é coextensiva com a segunda superfície principal da camada de suporte.

16. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento abrasivo compreende uma camada abrasiva que forma a superfície abrasiva, sendo que a camada abrasiva é fixa a uma camada posterior, sendo que a camada posterior compreende uma superfície principal fixa à camada de suporte de tal modo que a superfície abrasiva fica voltada para o lado oposto do elemento compressível.

17. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento abrasivo e a camada de suporte são coextensivos um com o outro sobre a segunda superfície principal da camada de suporte.

18. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada posterior compreende um filme polimérico.

19. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte é adesivamente fixa à camada posterior.

20. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de suporte compreende uma camada de suporte compressível.

21. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de suporte da placa de base é plana, e sendo que o elemento compressível e a camada posterior flexível compreendem artigos em forma de disco com superfícies principais planas.

22. Artigo, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies principais da camada de suporte e do elemento abrasivo são maiores que as superfícies principais do elemento compressível, e sendo que o elemento compressível é fixo à camada de suporte adjacente ao centro das superfícies principais da camada de suporte.

23. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende uma área de cerca de 500 milímetros quadrados ou menos.

24. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende uma área de cerca de 300 milímetros quadrados ou menos.

25. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende uma área de cerca de 150 milímetros quadrados ou menos.

26. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva tem um grau abrasivo de cerca de JIS 1000 a cerca de JIS 2000

27. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende partículas abrasivas dispersas em um aglutinante.

28. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície abrasiva compreende uma pluralidade de compósitos abrasivos estruturados.

29. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de base compreende um acoplamento de encaixe que se estende em uma direção voltada para o lado oposto da superfície abrasiva, sendo que o acoplamento de encaixe é adaptado para fixar o artigo abrasivo à haste orientada de forma normal ao plano definido pela superfície de suporte da placa de base.

30. Ferramenta abrasiva, CARACTERIZADA pelo fato de compreender: um dispositivo com propulsão que compreende um eixo ue saída adaptado para se reciprocar de forma giratória ao redor do eixo de rotação; um artigo abrasivo que compreende uma superfície abrasiva que compreende partículas abrasivas, sendo que o artigo abrasivo é fixo ao eixo de saída, sendo que a reciprocação rotacional do eixo de saída reciproca de forma giratória o artigo abrasivo ao redor do eixo de rotação.

31. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADA pelo fato de que o eixo de saída se reciproca de forma giratória a uma frequência de 1 Hz ou mais.

32. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADA pelo fato de que o artigo abrasivo é fixo ao eixo de saída por meio de um acoplamento de encaixe.

33. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADA pelo fato de que o eixo de saída se reciproca de forma giratória ao redor do eixo de rotação, ao Iongo de um arco menor que 360 graus.

34. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADA pelo fato de que o eixo de saída se reciproca de forma giratória ao redor do eixo de rotação, ao longo de um arco de 90 graus ou menos.