Um die Grünproduktion von Siegelsteinen zu realisieren, wurde ein neuartiges Sol-Gel-Polierwerkzeug aus Gelkugeln entwickelt und dessen Verarbeitungsleistung und Abbaubarkeit bewertet. Durch verschiedene Form- und Trocknungsverfahren wurden kleine Gelkugeln erhalten.

Durch die Untersuchung der Oberflächenmorphologie und Oberflächenrauheit des Versiegelungssteins wurde die Verarbeitungsleistung des Sol-Gel-Polierwerkzeugs untersucht. Die Abbaubarkeit des Sol-Gel-Polierwerkzeugs wurde durch die Oberflächenmorphologie der Gelkugel in verschiedenen Umgebungen und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie analysiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass mit der gewählten Methode erfolgreich Gelkugeln mit einer Kugelform von weniger als 3 mm2 hergestellt werden können. Die mit dem Sol-Gel-Polierwerkzeug behandelte Oberfläche des Siegelsteins ist glatt und glatt. Die Gelkugel kann zusammen mit Wasser und Bakterien zum Abbau in einen Recyclingtank gegeben werden, um Umweltverschmutzung zu vermeiden und abrasive Partikel zu recyceln.

Forschungshintergrund

Siegelstein hat eine lange Geschichte und einen tiefen kulturellen Hintergrund. Es ist eine Steinart, die sich sehr gut für die Herstellung von Siegeln und Handwerksarbeiten eignet. Es hat eine warme Textur, satte Farben, seltsame Muster und einen einfachen Hintergrund. Die Hauptbestandteile des eingeschlossenen Gesteins sind Tonminerale, wie Deca-Stein, Pyrophyllit, Kaolinit usw. mit einer Mohs-Härte von etwa 3.0, 1.5 bzw. 2.5.

Aufgrund der mineralischen Zusammensetzung von geringer Härte und hoher Sprödigkeit kann Dichtungsstein daher als weicher und spröder Werkstoff mit einer Mohs-Härte von ca. 2.5 definiert werden.

Zu den wichtigsten Verarbeitungstechniken für Siegelstein gehören Schnitzen und Polieren. Beim Steinschnitzen wird das ursprüngliche Material selektiv entfernt, um die Grundgröße und -form des Steins zu bestimmen.

Der Zweck des Steinpolierens besteht darin, die durch die Gravur eingebrachten Oberflächenspuren zu entfernen, ohne die Größe und Form des Werkstücks zu verändern oder minimal zu verändern, um den Oberflächenglanz zu verbessern, wodurch die Oberflächenqualität des Werkstücks verbessert wird. Aufgrund der Nachteile des zerbrechlichen und leichten Reißens des Dichtungssteins muss der Dichtungsstein unter den Bedingungen von Wasser und geeigneter Temperatur verarbeitet werden, und die Verarbeitungsfestigkeit muss gut kontrolliert werden.

Daher ist die traditionelle Verarbeitungsmethode für Siegelstein die manuelle Verarbeitung, was zu einer geringen Produktionseffizienz des Siegelsteins führt. Die rasch wachsende Nachfrage nach Siegelsteinen und das unzureichende Produktionspotenzial von Siegelsteinen haben jedoch direkt zu einem gravierenden Ungleichgewicht bei Angebot und Nachfrage nach Siegelsteinen geführt.

Derzeit wird die automatische Graviermaschine zum Siegelschneiden eingesetzt, die den manuellen Gravierprozess vollständig ersetzen und die Graviereffizienz erheblich verbessern kann. Die gravierten Halbzeuge müssen aufgrund der Bearbeitungsspuren und der Fehler des Steins selbst poliert werden, um den Qualitätsanforderungen des Siegelsteinverfahrens gerecht zu werden. Die Methoden zum Polieren von Stempelsteinen umfassen in dieser Phase hauptsächlich das manuelle Polieren mit Grundwerkzeugen und das manuelle Polieren mit Maschinen.

Bei der Verarbeitung entstehen jedoch große Mengen an Staub, Abwasser und Lärm, die eine potenzielle Gefahr für die Umwelt und die Gesundheit der Bediener darstellen. Daher besteht ein dringender Bedarf an einem automatischen Polierverfahren, um Arbeit freizusetzen, um so vollständig Maschinen anstelle von Arbeit zu verwenden, um den gesamten Prozess der Versiegelungssteinbearbeitung zu realisieren.

Der Hauptgrund, warum das automatische Polieren des Siegelsteins schwierig ist, ist, dass der Siegelstein viele unregelmäßige Oberflächen aufweist. Die Bearbeitungsmethoden von unregelmäßigen Oberflächen umfassen hauptsächlich Vibrationspolieren, Flüssigkeitspolieren, Airbagpolieren, Energiepolieren und Roboterpolieren. Für die Präzisionsbearbeitung von Siegelsteinen kann das Vibrationspolieren aufgrund der geringen Kosten und des moderaten Gerätepreises eine der am besten geeigneten Methoden sein.

Das Vibrationspolieren ist derzeit die Hauptmethode zum Polieren von Jade und Perlen. Das Bearbeitungsprinzip des Vibrationspolierens besteht darin, durch die Reibung zwischen Werkstück, Schleifklotz und Medium eine gute Polierwirkung zu erzielen. Traditionelle Schleifblöcke mit hoher Härte werden hauptsächlich aus Aluminiumoxidpulver und gesintertem Ton hergestellt. Bei der Verwendung herkömmlicher Schleifklötze treten jedoch viele Kratzer und Beschädigungen auf der Oberfläche des Steins auf. Der wesentliche Grund für das obige Phänomen ist, dass die Härte des traditionellen Schleifblocks viel höher ist als die des Siegelsteins.

Basierend auf dem Sol-Gel-Prinzip wird in dieser Arbeit ein neuartiges Polierwerkzeug zum Polieren unregelmäßiger Proben entwickelt, das hauptsächlich das Mischen, Formen und Trocknen umfasst.

Durch dieses Schneideverfahren kann ein polyedrisches Gelwerkzeug mit kleiner Größe und gleichförmiger Größe erhalten werden. Aufgrund des externen Härtungsprinzips von Natriumalginat ist jedoch die innere und äußere mechanische Festigkeit des Gels uneinheitlich, was zu einer ungleichmäßigen mechanischen Festigkeit des polyedrischen Gelwerkzeugs führt. Das Tropfenverfahren wird verwendet, um effektiv Gelkugeln mit einheitlicher Partikelgröße zu erhalten, und ihre mechanische Festigkeit ist im Wesentlichen gleich. Wenn das Gelwerkzeug durch das Zerkleinerungsverfahren hergestellt wird, wird eine zerkleinerte Gelprobe mit einer kleineren Teilchengröße erhalten, jedoch werden die mechanische Festigkeit und Elastizität der zerkleinerten Gelprobe stark verringert.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Wassergehalt des Gelballs 0% beträgt, nachdem er vollständig getrocknet ist, und das Volumen des Gelballs stark schrumpft. Obwohl die mechanische Festigkeit der vollständig getrockneten Gelkugel stark verbessert wurde, ging die inhärente Flexibilität des Gelwerkzeugs vollständig verloren. Nach dem Trocknen fiel der Wassergehalt der Gelkugel von 92 % auf 83.48 %.

In der anfänglichen Polierstufe nimmt die Oberflächenrauheit Ra des versiegelten Steins unter Verwendung eines 40-m-Schleifmittels Sol-Gel-Polierwerkzeug von 1000 nm auf etwa 500 nm ab. Dann nimmt die Oberflächenrauheit Ra in den letzten drei Arbeitszyklen langsam ab. Die meisten der auf der Oberfläche des Versiegelungssteins verbliebenen weißen Flecken und Kratzer werden nach dem Polieren entfernt. Schließlich wurde eine glatte und glatte Dichtsteinoberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit Ra von etwa 400 nm erhalten. Während des Poliervorgangs nimmt die Oberflächenrauheit Ra des geschlossenen Steins mit einem Sol-Gel-Polierwerkzeug mit 20 m Schleifmittel allmählich ab.

Angesichts der Verarbeitungsleistung von Sol-Gel-Polierwerkzeugen mit zwei unterschiedlichen Schleifkörnern (40m Aluminiumoxid, 20m Aluminiumoxid und nicht-abrasiv) sind ein Sol-Gel-Polierwerkzeug mit 40m Aluminiumoxid-Schleifmittel und ein nicht-abrasives Sol-Gel-Polierwerkzeug vorgeschlagen. Der Prozess des Grobpolierens des Dichtungssteins mit einem Kleberpolierwerkzeug. .

Die Oberflächenrauhigkeit Ra des Dichtsteins stabilisiert sich nach drei Arbeitszyklen. Verglichen mit der Steinoberflächenmorphologie vor dem Polieren wird der größte Teil der ungleichmäßigen Mikrostruktur der Steinoberfläche glatt und der Glanz des versiegelten Steins nach dem Polieren wird offensichtlich verbessert.

Nach den Ergebnissen von Abbauversuchen wurde das Volumen der auf der Luft und auf dem Boden platzierten Gelkugeln durch Austrocknung deutlich reduziert. Obwohl sich das Volumen des in das Wasser gelegten Gelballs nicht änderte, wuchs eine große Anzahl von Bakterienkolonien auf der Oberfläche des Gelballs, und dann wurde der Gelball zersetzt.

Analyse Schlussfolgerung

Mit der Sol-Gel-Technologie wurde ein neuer Typ von Versiegelungssteingrün-Polierwerkzeug hergestellt und dessen Verarbeitungsleistung und Abbaubarkeit bewertet. Die folgenden wesentlichen Schlussfolgerungen lassen sich aus der Untersuchung ziehen:

1. Es wird ein neues Verfahren zur Chargenherstellung von Sol-Gel-Polierwerkzeugen kleiner Größe vorgeschlagen, das hauptsächlich die Tropfenverfahrensvorbereitung und die Lufttrocknungsverfahrensvorbereitung und -trocknung umfasst.

2. Das mechanische automatische Polieren von steingravierten Siegeln wird vorgeschlagen. Es umfasst hauptsächlich zwei Schritte. Der erste Schritt ist das Grobpolieren mit Sol-Gel-Polierwerkzeugen und 40-μm-Aluminiumoxid-Schleifmitteln. 3 Arbeitsstunden und der zweite Schritt ist die helle Verarbeitung. Verwenden Sie die abrasive Sol-Gel-Methode, um Werkzeug 4 Arbeitszeit zu polieren. Die Oberfläche des mit einem Sol-Gel-Polierwerkzeug behandelten Siegelsteins ist glatt.

3. Das verwendete Sol-Gel-Polierwerkzeug kann zum Abbau in einen Recyclingtank mit Wasser und Bakterien gegeben werden, um Umweltverschmutzung zu vermeiden und abrasive Partikel zu recyceln.

Link zu diesem Artikel: Mit Gelkugeln als Material für die Steinpolitur lässt es sich sehr gut ohne Verschmutzung polieren!

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