光固化樹脂結(jié)合劑磨具的研究探討

許　傲

（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學院，貴州　凱里　556000）

光固化樹脂結(jié)合劑磨具的研究探討

許傲

（貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學院，貴州凱里556000）

摘要：光固化樹脂是一種結(jié)合劑制造的全新的樹脂磨具，其誕生之后就迅速的成型了各項技術(shù)深入使用在磨具的制造過程中。文中從國內(nèi)外多角度全方位的對光固化樹脂磨具的各種不同存在類型研究進行了簡要論述。

關鍵詞：光固化；結(jié)合劑磨具；樹脂

0　引言

現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，現(xiàn)在制造業(yè)也有飛速發(fā)展，各種先進的制造工業(yè)突飛猛進的發(fā)展。光固化成型技術(shù)以激光與紫外線的輻射能當成固化能量，使用光固化樹脂，奠定了光固化樹脂的應用有效性程度。

1　光固化樹脂結(jié)合劑磨具的研究理論

1.1光固化技術(shù)

光固化樹脂最少要求三種化學組成成分，分別是單體、活性預聚物以及光引發(fā)劑等。前面兩種中需要至少有一種存在兩個以上的不飽和鍵化合物。光固化樹脂的組成是基礎聚合物、活性稀釋劑以及光引發(fā)劑等各項內(nèi)容，一般光固化樹脂的波長長度在300納米至500納米的紫外光照射作用下，彼此會發(fā)生交聯(lián)反應而逐漸固化。其與熱固化樹脂的本質(zhì)區(qū)別還是因為固化過程其實是吸收適當波長的光而誘發(fā)的化學反應，其從液態(tài)形式轉(zhuǎn)變成固態(tài)形式其實是分子數(shù)量的增加所形成的，而并不是溶劑揮發(fā)所造成的[1]。另外就是其固化時間不長，通常短短幾秒的時間就可以實現(xiàn)完全的固化，所以光固化成型的優(yōu)點便是快速的固化速度，污染性小和消耗能源量小。

1.2磨具的磨損

砂輪中的磨料是一種不規(guī)則的菱形多面體，頂錐角的范圍通常在80°至145°之間，但是大部分情況下，其范圍在90°至120°之間。磨削過程中，基本上磨粒是用一種很大的負前角做削切工作。通常情況下，磨粒削切刀的刀刃有一定的弧度，刀刃的圓弧半一般在幾微米至幾十微米之間。另外磨粒磨損之后的負前角與圓弧的半徑都會相應的變大。

磨粒是以隨機的方式分布在砂輪表面的，通常在磨削的情況下，只有約10%的磨粒會加入至切削的隊伍中，切削的深度一般排布在一定的范圍空間之內(nèi)，這樣也就造成各個不同磨粒之間有不同的承受力。

2　研究意義

半導體行業(yè)中使用的樹脂磨具沒有樹脂內(nèi)圓鋸片、樹脂研磨盤以及超薄樹脂切割鋸片等等在內(nèi)的多種樹脂磨具，一般選擇的是熱固化樹脂像是酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂等當成結(jié)合劑進行制造使用。此種樹脂的結(jié)合劑磨具因為熱壓成型作用而在專門的設備上操作完成，此項操作的制作工藝通常需要進行預壓、熱壓等操作工藝。一般熱壓的壓力是2000N/cm2，熱壓之后的溫度一般是180℃至230℃上下。因為其固化時間長，且耗能大，且生產(chǎn)過程中制造出的各種廢棄材料難以收回，會對環(huán)境造成較大不良影響。但是光固化樹脂的固化過程優(yōu)勢明顯，不僅有快速的固化速率，而且耗能低且污染性小，一般室溫下便能夠快速固化。使用光固化樹脂當成結(jié)合劑制造各種全新的樹脂磨具，不但是使用全新的光固化技術(shù)制造半導體的樹脂磨具，使其實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的磨具建設要求，同樣也從本質(zhì)上將熱固化的樹脂磨具制造工藝問題進行了解決，不但有效的縮短了制造時間，還降低了能耗的消耗，改善加工環(huán)境的同時大大降低了成本[2]。

3　光固化樹脂結(jié)合劑磨具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1國外研究現(xiàn)狀

國外典型代表是以日本田中武司教授為首的研究小組所進行的光固化樹脂磨具的制造研究，其研究制造了各種不同的光固化樹脂磨具。像是其使用分層疊加與固化的方式，制造了光固化杯型金剛石砂輪和金剛石拋光盤。其除了研究光固化樹脂磨具的類型開發(fā)，還展開了光固化樹脂磨具性能的初步化研究。研究過程中發(fā)現(xiàn)將兩種不同類型的液態(tài)光固化樹脂混合，能夠切實提升磨具的抗彎性能，可是因為磨料混合樹脂其機械化性能、磨具加工性能還不甚清晰，未來還需進一步深入研究彼此間的關系。

另外日本的本俊之開研究開發(fā)了紫外光固化樹脂固結(jié)磨粒線鋸，同時分析評判了其自身的物理性特點和切斷性特點。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用紫外光進行樹脂固化的過程中，因為磨粒層和芯線的附著性功能不強，因而造成線鋸的耐磨性降低。而芯線與含磨粒樹脂層間加入一層純光化粘結(jié)劑層的雙層組成結(jié)構(gòu)時，能夠有效的改善線鋸耐磨性特點。

3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國最早開始光固化樹脂磨具研究的是在1999年，由浙江工業(yè)大學牽頭的，幾年研究下來，研究小組相繼開發(fā)出了光固化樹脂結(jié)合劑光盤與光固化樹脂切割鋸片等等好幾種不同類型的光固化樹脂磨具。其最先使用光固化樹脂當成結(jié)合劑制造了超薄度的樹脂切割砂輪，后研究結(jié)果顯示經(jīng)過SiO2微粒得到強化后，光固化劑能夠代替熱固化樹脂當成超薄型切割的砂輪結(jié)合劑使用，微粒的具體加入量則是影響著超薄型切割砂輪的機械性能與切割精度的一項重要參照指標[3]。除了研究光固化樹脂的不同類型外，此研究小組的研究人員還研究了光固化樹脂磨具的具體工作性能，同時提出了優(yōu)化固化樹脂性能的具體操作方式。像是能夠?qū)夤袒瘶渲谋∑拜嗊M行研究顯示，選擇合適的制作方式與后續(xù)處理方法，能夠有效減小光固化樹脂砂輪在制造過程中出現(xiàn)的各種內(nèi)應力，進而有效的改善光固化樹脂砂輪的結(jié)合強度。除此之外，此研究小組還分析了SiO2微粉的具體分布情況和REV晶須的具體添加量等對光固化樹脂的超薄砂輪片的操作性能所造成的影響。

4　結(jié)語

新型磨具從其誕生至成熟要經(jīng)歷漫長的研究階段，未來必然會有更多的學者與企業(yè)單位加入進光固化樹脂磨具的研究開發(fā)隊伍，光固化樹脂磨具在未來必然會得到更加全面更加具體的發(fā)展，會在樹脂磨具中占據(jù)越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]彭偉，高濤，姚春燕.光固化樹脂結(jié)合劑鋸片結(jié)合機理及其應用研究[J].中國機械工程，2006（20）：2148-2150.

[2]高濤，潘立.導電性光固化樹脂結(jié)合劑鋸片的研制[J].機械工程學報，2009（06）：206-210.

[3]張燕.酚醛樹脂固化性能及樹脂磨具耐老化性能的研究[D].河南工業(yè)大學，2012.

作者簡介：許傲（1978—），男，貴州畢節(jié)人，碩士，副教授，研究方向：模具設計與制造。