Analiza rozpraszania światła na powierzchniach jednowarstwowych ściernych materiałów nasypowych z ziarnami ściernymi typu Trizact™

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono zastosowanie metody rozpraszania światła do oceny stanu czynnej powierzchni jednowarstwowych ściernych materiałów nasypowych z ziarnami typu Trizact™. Analizie poddano siedem dysków ściernych o ziarnistości A160, A100, A65, A45, A30, A16, A6, które oświetlano wiązką laserową o długości fali λ = 660 nm. Światło odbite i rozproszone przez elementy powierzchni tworzyło obraz optyczny widoczny w płaszczyźnie obserwacji. Do analizy zastosowano oprogramowanie Image Pro®-Plus, w którym, dla zarejestrowanych obrazów, wyznaczano wybrane parametry geo- i fotometryczne.

SŁOWA KLUCZOWE: Rozpraszanie światła, metody skaterometryczne, przetwarzanie i analiza obrazu, jednowarstwowe materiały ścierne, ziarna ścierne Trizact™

ABSTRACT: The condition of surface of the abrasive tools is an important factor, which guaranteed the proper course and results of the machining process. Detection of fracture and abrasive wear of the grains as well as localization and analysis of smears of the workpiece material can be assessed by the use of non-contact optical methods. In the work, the use of light scattering methods for assessment of condition of active surface of the monolayer abrasive grains Trizact™ was presented. Analysis were conducted on seven 7 Trizact™ abrasive discs with different gradations of agglomerate: A160, A100, A65, A45, A30, A16, A6, which were illuminated by a laser beam (wavelength λ = 660 nm). The light reflected and scattered by the surface elements has formed a characteristic pattern visible in a observation plan. For analysis of acquired images and determining selected geo- and photometric parameters was used the Image Pro® Plus software. The obtained results were compared with the analyses carried out for abrasive sheets with: Cubitron™ II grains, silicon carbide SiC grains as well as Al₂O₃ grains with sputtered layer of gold by PVD method.

KEYWORDS: Light scattering, light scattering methods, image processing and analysis, monolayer abrasive bulk materials, abrasive grains Trizact™

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Tönshoff H.K., Friemuth T., Becker J.C., Process Monitoring in Grinding. CIRP Ann. Manuf. Techn., 51/2, 551–571, 2002.
• Wang L., Gao R.X. (Eds.), Condition Monitoring and Control for Intelligent Manufacturing. Springer, London, 2006.
• Wegener K., Hoffmeister H.W., Karpuschewski B., Kuster F., Hahmann W.C., Rabiey M., Conditioning and Monitoring of Grinding Wheels. CIRP Ann. Manuf. Techn., 60/2, 757–777, 2011.
• Jin Z.J., Yuan Z.W., Kang R.K., Dong B.X., Study on Two Kinds of Grinding Wheels for Dynamic Friction Polishing of CVD Diamond Film. Key Eng. Mater., 389, 217–222, 2009.
• Yan L., Rong Y.M., Jiang F., Zhou Z.X, Three-dimension Surface Characterization of Grinding Wheel using White Light Interferometer. Int. J. Adv. Manuf. Tech., 55/1-4, 2011, 133–141.
• Ismail M.F., Yanagi K., Isobe H., Characterization of Geometrical Properties of Electroplated Diamond Tools and Estimation of its Grinding Performance. Wear, 271/3, 2011, 559–564.
• Weingärtner E., Jaumann S., Kuster F., Wegener K., On-machine Wire Electrical Discharge Dressing (WEDD) of Metal-bonded Grinding Wheels. Int. J. Adv. Manuf. Tech., 49/9-12), 2010, 1001–1007.
• Azouigui S., Silvestri Z., Zerrouki C., Bouhtiyya S., Plimmer M.D., Spaltmann D., Kovalev A., Woydt M., Pinot P., Angle Resolved Scattering as a Tribological Investigation Tool for Surface Characterization. Wear, 326-327, 58–67, 2015.
• Kapłonek W., Łukianowicz C., Nadolny K., Methodology of the Assessment of the Abrasive Tool’s Active Surface using Laser Scatterometry. T. Can. Soc. Mech. Eng., 36/1, 49–66, 2012.
• Kapłonek W., Nadolny K., The Diagnostics of Abrasive Tools after Internal Cylindrical Grinding of Hard-To-Cut Materials by Means of a Laser Technique using Imaging and Analysis of Scattered Light. Arab. J. Sci. Eng., 38/4, 953–970, 2013.
• Kapłonek W., Nadolny K. Zastosowanie skaterometrii laserowej oraz technik przetwarzania i analizy obrazu do oceny czynnej powierzchni ściernic z mikrokrystalicznego korundu spiekanego SG [w] Podstawy i technika obróbki ściernej (Gołąbczak A., Kruszyński B., Red.). Monografia Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej, Łódź, 153–164, 2010.
• Kapłonek W., Musiał W. Detekcja i analiza zalepień powierzchni czynnej ściernic diamentowych z wykorzystaniem skaterometrii laserowej oraz komputerowej analizy obrazu [w] Podstawy i technika obróbki ściernej (Gołąbczak A., Kruszyński B., Red.). Monografia Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej, Łódź, 205–216. 2010.
• Nadolny K., Kapłonek W., Wojtewicz M., Sienicki W. Ocena wpływu nasiarczania ściernicy na jej zdolność skrawną w procesie szlifowania otworów ze stopu Titanium Grade 2® [w] Obróbka ścierna. Współczesne problemy (Barylski A., Red.). Monografia Wydziału Mechanicznego Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 53–68, 2011.
• Baran, J., Plichta, J., Sutowski, P., Tandecka, K. Analiza wygładzania powierzchni za pomocą jednowarstwowych dysków ściernych Trizact™. Mechanik, 9, 18–21, 2014.
• 3M Trizact™ Technology for Paint Finishing [Dostęp: 30 kwietnia 2015]. Dostępny w Internecie: http://3mcollision.com/media/collision-images/misc-images/trizact-grain-detail.jpg
• Klocke, F., Chandra, A., Zunke, R., Karra, P.: Modeling of Material Removal in Polishing of Advanced Ceramics. Proc. 12th CIRP International Conf. on Modeling of Machining Operations, Vol. 2, San Sebastian, Spain, 597–604, 2009.
• Pszczołowski W., Zaborski S. Efektywność szlifowania i polerowania taśmami z nasypem Trizact™. Prace Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej, 84, 2003.
• Tournier C., Iabassene C., Guiot A., Quinsat Y. Grinding of medical implants in cobalt-chromium alloy. 1st International Conf. on Design and Processes for Medical Devices (PROMED), Bresica, Italy, 95–98, 2012.
• Barge M., Rech J., Hamdi H., Bergheau J.M. Experimental study of abrasive process. Wear, Vol. 264, No. 5–6, 382–388, 2008.
• Łukianowicz Cz. Podstawy pomiarów nierówności powierzchni metodami rozpraszania światła. M. 85. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin, 2001.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.367