光固化树脂结合剂磨具的研究探讨

许　傲

（贵州电子信息职业技术学院，贵州　凯里　556000）

光固化树脂结合剂磨具的研究探讨

许傲

（贵州电子信息职业技术学院，贵州凯里556000）

摘要：光固化树脂是一种结合剂制造的全新的树脂磨具，其诞生之后就迅速的成型了各项技术深入使用在磨具的制造过程中。文中从国内外多角度全方位的对光固化树脂磨具的各种不同存在类型研究进行了简要论述。

关键词：光固化；结合剂磨具；树脂

0　引言

现代技术不断发展的过程中，现在制造业也有飞速发展，各种先进的制造工业突飞猛进的发展。光固化成型技术以激光与紫外线的辐射能当成固化能量，使用光固化树脂，奠定了光固化树脂的应用有效性程度。

1　光固化树脂结合剂磨具的研究理论

1.1光固化技术

光固化树脂最少要求三种化学组成成分，分别是单体、活性预聚物以及光引发剂等。前面两种中需要至少有一种存在两个以上的不饱和键化合物。光固化树脂的组成是基础聚合物、活性稀释剂以及光引发剂等各项内容，一般光固化树脂的波长长度在300纳米至500纳米的紫外光照射作用下，彼此会发生交联反应而逐渐固化。其与热固化树脂的本质区别还是因为固化过程其实是吸收适当波长的光而诱发的化学反应，其从液态形式转变成固态形式其实是分子数量的增加所形成的，而并不是溶剂挥发所造成的[1]。另外就是其固化时间不长，通常短短几秒的时间就可以实现完全的固化，所以光固化成型的优点便是快速的固化速度，污染性小和消耗能源量小。

1.2磨具的磨损

砂轮中的磨料是一种不规则的菱形多面体，顶锥角的范围通常在80°至145°之间，但是大部分情况下，其范围在90°至120°之间。磨削过程中，基本上磨粒是用一种很大的负前角做削切工作。通常情况下，磨粒削切刀的刀刃有一定的弧度，刀刃的圆弧半一般在几微米至几十微米之间。另外磨粒磨损之后的负前角与圆弧的半径都会相应的变大。

磨粒是以随机的方式分布在砂轮表面的，通常在磨削的情况下，只有约10%的磨粒会加入至切削的队伍中，切削的深度一般排布在一定的范围空间之内，这样也就造成各个不同磨粒之间有不同的承受力。

2　研究意义

半导体行业中使用的树脂磨具没有树脂内圆锯片、树脂研磨盘以及超薄树脂切割锯片等等在内的多种树脂磨具，一般选择的是热固化树脂像是酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等当成结合剂进行制造使用。此种树脂的结合剂磨具因为热压成型作用而在专门的设备上操作完成，此项操作的制作工艺通常需要进行预压、热压等操作工艺。一般热压的压力是2000N/cm2，热压之后的温度一般是180℃至230℃上下。因为其固化时间长，且耗能大，且生产过程中制造出的各种废弃材料难以收回，会对环境造成较大不良影响。但是光固化树脂的固化过程优势明显，不仅有快速的固化速率，而且耗能低且污染性小，一般室温下便能够快速固化。使用光固化树脂当成结合剂制造各种全新的树脂磨具，不但是使用全新的光固化技术制造半导体的树脂磨具，使其实现高精度、高质量的磨具建设要求，同样也从本质上将热固化的树脂磨具制造工艺问题进行了解决，不但有效的缩短了制造时间，还降低了能耗的消耗，改善加工环境的同时大大降低了成本[2]。

3　光固化树脂结合剂磨具的国内外研究现状

3.1国外研究现状

国外典型代表是以日本田中武司教授为首的研究小组所进行的光固化树脂磨具的制造研究，其研究制造了各种不同的光固化树脂磨具。像是其使用分层叠加与固化的方式，制造了光固化杯型金刚石砂轮和金刚石抛光盘。其除了研究光固化树脂磨具的类型开发，还展开了光固化树脂磨具性能的初步化研究。研究过程中发现将两种不同类型的液态光固化树脂混合，能够切实提升磨具的抗弯性能，可是因为磨料混合树脂其机械化性能、磨具加工性能还不甚清晰，未来还需进一步深入研究彼此间的关系。

另外日本的本俊之开研究开发了紫外光固化树脂固结磨粒线锯，同时分析评判了其自身的物理性特点和切断性特点。研究结果发现，在使用紫外光进行树脂固化的过程中，因为磨粒层和芯线的附着性功能不强，因而造成线锯的耐磨性降低。而芯线与含磨粒树脂层间加入一层纯光化粘结剂层的双层组成结构时，能够有效的改善线锯耐磨性特点。

3.2国内研究现状

我国最早开始光固化树脂磨具研究的是在1999年，由浙江工业大学牵头的，几年研究下来，研究小组相继开发出了光固化树脂结合剂光盘与光固化树脂切割锯片等等好几种不同类型的光固化树脂磨具。其最先使用光固化树脂当成结合剂制造了超薄度的树脂切割砂轮，后研究结果显示经过SiO2微粒得到强化后，光固化剂能够代替热固化树脂当成超薄型切割的砂轮结合剂使用，微粒的具体加入量则是影响着超薄型切割砂轮的机械性能与切割精度的一项重要参照指标[3]。除了研究光固化树脂的不同类型外，此研究小组的研究人员还研究了光固化树脂磨具的具体工作性能，同时提出了优化固化树脂性能的具体操作方式。像是能够对光固化树脂的薄片砂轮进行研究显示，选择合适的制作方式与后续处理方法，能够有效减小光固化树脂砂轮在制造过程中出现的各种内应力，进而有效的改善光固化树脂砂轮的结合强度。除此之外，此研究小组还分析了SiO2微粉的具体分布情况和REV晶须的具体添加量等对光固化树脂的超薄砂轮片的操作性能所造成的影响。

4　结语

新型磨具从其诞生至成熟要经历漫长的研究阶段，未来必然会有更多的学者与企业单位加入进光固化树脂磨具的研究开发队伍，光固化树脂磨具在未来必然会得到更加全面更加具体的发展，会在树脂磨具中占据越来越重要的作用。

参考文献：

[1]彭伟，高涛，姚春燕.光固化树脂结合剂锯片结合机理及其应用研究[J].中国机械工程，2006（20）：2148-2150.

[2]高涛，潘立.导电性光固化树脂结合剂锯片的研制[J].机械工程学报，2009（06）：206-210.

[3]张燕.酚醛树脂固化性能及树脂磨具耐老化性能的研究[D].河南工业大学，2012.

作者简介：许傲（1978—），男，贵州毕节人，硕士，副教授，研究方向：模具设计与制造。