JPH08506769A - 脆性材料製部材の機械加工方法およびこの方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この方法は、物品の被加工面に関する荷重状態の最適化、被加工物品の相対厚さを考慮しての工具に加えられる許容できる最適固有力の選択および付与、および被加工面の機械加工の終了後における物品縁部の寸法に合わせたレーザー切断を含む。開示されるこの方法は、新規なダイヤモンド工具および関連装置の新規な設計を使用して遂行される。変形例によれば、この装置はダイヤモンド研磨工具を備えた表面プレート（１）および同軸配置された表面プレート（２）を含み、表面プレート（２）に物品（４）のための凹部を備えたホルダー（５）が取り付けられる。各々の凹部は弾発性ライニング（６）を有する。クランプ機構（７）により力が加えられる。表面プレートが相対的に移動され、工具のダイヤモンド研磨層が物品の、また掲示した数式を使用して厚さが計算された弾発性ライニングの特定の形状および構成とともに使用されるとき、この装置は所望の表面の形成を容易にし、また物品に対して工具が加える力の調整を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】 脆性材料製部材の機械加工方法およびこの方法を実施する装置 発明の分野 本発明は精密部材の機械加工に係わり、特に脆性材料製部材を機械加工する方 法およびこの方法を実施する装置に関するものである。 従来の技術 フリーラッピング法で精密部材を機械加工する場合、所与の表面からの偏差が ０．１〜０．０１波長である高精度の表面形状が得られている。しかしながら、 正確な表面の形成は機械加工時に変形を生じることのない相対厚さ（機械加工さ れる部材の厚さと直径または対角線との関係）がｈ／Ｄ＞１／５の部材について 保証される。このように、研削（グラインディング）作業および研磨（ポリッシ ング：つや出し）作業の生産性は達成する表面精度と逆比例している。 更に、今日の多くの技術分野でガラス、石英、セラミックス、その他の材料か ら作られた広範の製品があり、これらについては上述した制限は適用されない。 それらの中には、多少言及すればマスク用のガラス素材および石英素材、磁気光 学ディスクおよび磁気ディスク用のガラス素材およびガラスセラミック素材、お よび液晶表示装置、スクリーン用のプレートがある。前記部材の相対厚さは０． ０１以下である。同時に、これらの物品の被加工面および幾何学寸法には、かな り厳密な要求値が設定されている。 上述で認識される種類の物品の機械加工は粉状の研磨材を使用して行われてお り、結合ダイヤモンド工具に比較して機械加工領域での単位荷重を減少させてい る。このような技術の基本的な欠点には、以下のものが含まれる。 −労働生産性が低い。 −研削時の破壊層の深さが大きく、その除去に長時間の研磨を必要とする。 −有効利用率が低く、研磨粉末の消費がかなり大きい。 −緩んだ研磨材による一時的な研削の不安定性。 −前述の理由のために工程の機械化および自動化の度合いが低いことによって特 徴づけられる、労働条件の悪さを伴う洗練されない生産環境。 ガラスや他の脆性材料を研削する場合、粉状の研磨材から結合ダイヤモンド工 具の使用に移行することは、機械加工による切削性の劇的な向上、工具の更に高 い耐摩耗性および更に良好な製造知識を特徴とする質的に新しい技術段階を明確 に示すことになる。しかしながら、相対厚さｈ／Ｄが１／５０以下で被加工面の 高い形状精度が要求される薄い大きな寸法の物品の精密仕上げ研削に結合ダイヤ モンド工具を使用する例は全くなく、この理由はダイヤモンド研削時の固有圧力 が高いからであろう。 上述で説明した物品における被加工面の形状および仕上げに関して設定された 高い要求値に加えて、物品はその全体寸法の精度に関する厳密な要求値に合致さ れねばならない。それ故に、これらの物品の従来の製造技術は、ダイヤモンドに よる機械加工および物品縁部の面取りを行う初期段階と、その後の表面機械加工 とを制定している。研削作業は精密物品を機械加工する技術工程での最終作業で ある。この事実は、精密物品の被加工面に非加工／不用領域が利用されることを 見越しており、非加工／遊び領域は物品の縁部に沿って配置され、研磨時に縁部 の「丸め」を条件付けられる。磁気ディスクや磁気光学ディスクのような物品に 関しては、この欠点は物品の有効面積の劇的な縮小をもたらし、この結果として ディスクのメモリを減少させる。 この分野では、物品に力を加えて工具に押し付け、物品と工具が機械加工の行 われる平面内で相対的に動くようになされた物品の機械加工方法が知られている （旧ソビエト社会主義連邦の発明者証明書第１２３７３８７号）。この方法では 、押圧研削が１２００〜４０００Ｎの荷重の下で遂行される場合には、凹形の加 工面を有するダイヤモンド研磨工具を使用して工具本体の変形を補償することに よって、一層高い精度での平坦面の形成が達成される。 しかしながら、これらの機械加工の態様は相対厚さがＨ／Ｄ＜１／１０の物品 の精密な機械加工には絶対に受け入れられない。 この分野では、２つの工具間で物品を片側から研磨する方法であって、物品が ライニングを通して２列でホルダーに受け入れられ、上側工具を用いて物品に力 が加えられ、工具およびホルダーに相対運動が伝えられるようになされた方法が 知られている（日本国特許出願第６３−９３５６１号）。 この方法は、先行する研削作業で既に形成した物品表面を研磨することに有利 に使用できる。物品の研削には使用できない。何故なら、ライニングと物品との 間に見られる研磨用の支持が物品を変形させるからである。更に、力が物品に加 えられたときに物品保持を保証するような開示されたホルダー設計に使用できる のは、剛性のライニングだけである。同時に、薄い物品の研削に剛性ライニング を使用することは、変形を生じさせるために不適当である。 したがって、開示された物品の機械加工方法は、弾性係数の大きいガラスその 他の脆性材料で作られた薄い精密物品を効果的に研削することには使用できない 。 この分野では、２つの表面プレートを含み、一方の表面プレートには物品を機 械加工する研磨ブレードとして成形された工具が固定され、他方の表面プレート には弾性ライニングが配置され、このライニングに更に凹部を有するホルダーが 固定されて物品を受け入れるようになされた物品の機械加工装置が知られている （旧ソビエト社会主義連邦の発明者証明書第９５８０７９号）。この装置はまた 、一方の表面プレートのためのクランプ機構および回転駆動装置を備えている。 しかしながら、この与えられた装置は薄い物品の高品質な機械加工を行うことは できない。これは、プレスの表面プレートに加わる力が弾性ライニングによって 被加工物品に均等に分布されるという事実による。また、均等な分布荷重によっ て材料の除去量は物品と工具との相対移動における線速度に比例するので、この 装置を使用して表面の高精度な幾何学形状を得ることは不可能である。何故なら 、材料の除去量が中心からプレスの表面プレートの周辺へ向かって増大してしま うからである。更に、使用される弾性ライニング設計は、薄い被加工物品の変形 を排除することができない。 この分野では、工具の間で物品の平坦面を片側から研磨する装置が知られてお り、その加工面は２つの同軸的に取り付けられた工具と、前記工具間に配置され た物品用の凹部を有して中央歯車および外歯車に係合するホルダーと、このホル ダーの凹部に２列で物品を受け入れるライニングと、工具およびホルダーを回転 させる駆動装置とを含んでなる研磨ブレードで形成されている（日本国特許出願 第６３−９３５６１号）。 与えられた装置において、物品はライニングを通して２列でホルダーの凹部に 受け入れられ、両方の物品がそれぞれ上または下側の工具を使用して片側から同 時に機械加工される。 しかしながら、この記載されている装置は相対厚さｈ／Ｄが１／５０以下の薄 い大きな寸法の物品を高品質で機械加工することができない。何故なら、被加工 面に力が加えられると、弾性ライニングの圧縮が不均等になるからである。極め て剛的な材料でライニングが作られるならば、物品に力が加えられたときに物品 が変形して被加工面に高い形状精度を得ることが不可能となる。 この分野では、ダイヤモンド研磨被覆を有する同軸的に配置されるディスクと して作られた上下の工具と、物品を受け入れる凹部を備えたホルダーと、工具お よびホルダーを回転させる駆動装置とを含んでなる物品の機械加工装置が知られ ている（旧ソビエト社会主義連邦の発明者証明書第１３９２０４号）。しかしな がら、上述で説明した環状のダイヤモンド工具を使用すると、脆性材料で作られ た薄い物品の機械加工時には、所定形状の機械被加工面を得ることができない。 これは、所定形状からの甚だしい形状偏差によって機械加工したオリジナル表面 の荷重が不規則となることによる。前述した目的の達成は、ダイヤモンド研磨工 具のこの構成を利用するには大きな単位荷重が必要なために、一層複雑となる。 発明の開示 本発明は、機械加工における変形および破壊層の深さが低減化されることによ り、労働生産性の劇的な増大に加えて表面の機械加工品質を明確に向上し、従来 方法を利用しての物品縁部を機械加工する作業数を減少するとともに、精密物品 の被加工面の有効面積は物品縁部に沿う非加工領域をなくすことで増大するよう になすパラメータをもって、脆性材料製物品を機械加工する方法、およびこの方 法の実施装置を提供する問題を基本としている。 本発明の問題点は、物品がホルダーに配置され、物品を工具に押圧することで 荷重を加えられ、物品と工具が機械加工の行われる平面内で互いに相対移動する ようになされる脆性材料製物品の機械加工方法において、本発明によれば物品表 面が機械加工されるとき、物品に対する工具の単位荷重は被加工物品の相対厚さ によって次式、すなわち Ｑ ＝ （０．７〜７）１０^-5（ｈ／Ｄ）Ｅ_O Ｑ： 被加工物品に作用する工具の単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ_O： 被加工物品の材料の弾性係数（ＭＰａ） から得ることができ、これにより機械加工時の物品の変形を安全に保証するとい う事実によって解決される。 留意すべきは、物品表面がダイヤモンド研磨工具で機械加工されるということ である。 特に相対厚さが１／５０以下の物品に関して、機械加工時の変形を減少させる ような被加工面に加えられる力の最適条件の選択、並びに許容可能な単位荷重、 被加工物品の相対厚さおよび物品材料の弾性係数の間の確立された関係が、被加 工面の成形精度の状態を観察可能にする。 物品縁部を寸法に合わせて付加的に機械加工するならば、寸法に合わせた切断 は例えば切断線に沿う予備的な切り込み、（０．２・・・２０）１０⁶Ｗ／ｍ²の 出力密度で且つ切断される材料を透過しない波長のレーザー放射による切断線の 加熱、レーザービームと材料との相対移動および冷却液を使用しての加熱領域の 局部的な急冷によって行われるべきことが好ましく、その場合、第１に物品の表 面を加工し、第２に上述の切断方法を使用して寸法に合わせて加工することが非 常に重要である。 この作業手順は縁部のダイヤモンド機械加工、すなわち斜面加工および面取り のようなある種の労働の厳しい作業を軽減することができ、同時に研磨時の物品 縁部の丸めをなくすことで物品の品質を著しく向上させることができる。 物品を機械加工する開示した方法は、その与えられた方法の実施装置を説明す る間に更に詳しく考えられよう。 ２つの表面プレートを有し、一方の表面プレートに物品の表面を機械加工する 工具が固定され、他方の表面プレートには弾発性ライニングが付されて、その上 に物品を受け入れる凹部を備えたホルダーと、クランプ機構と、表面プレートの 少なくとも１つを回転させる駆動装置とが固定された物品の機械加工装置におい て、本発明によれば弾発性ライニングはホルダーの各々の凹部に配置され、弾発 性ライニングの厚さは以下の関係式、すなわち Ｑ： 被加工物品に作用する工具の単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ： 弾発性ライニング材料の弾性率（ＭＰａ） Ｈ： 弾発性ライニングの厚さ（ｍ） で決定され、また工具は個々のダイヤモンド研磨成形体によって構成され、これ らのダイヤモンド研磨成形体は物品の機械加工時に所定の形状の被加工面を得ら れるように且つ被加工物品に対する工具荷重の調整を行い得るように配置され、 構成される。 ダイヤモンド研磨被覆を有するディスク形に作られた上下の工具を含み、物品 を受け入れる凹部の形成されたホルダーと、工具および（または）ホルダーを回 転させる駆動装置とがこれらの工具の間に配置されてなる他の物品の機械加工装 置において、本発明によれば、ディスクに配置される別個の成形体とされたダイ ヤモンド研磨被覆を適用するために、物品が機械加工されるときに予め定められ た形状の被加工面を得られるように、且つ被加工物品に対する工具荷重が調整で きるように、ダイヤモンド研磨成形体の位置および構造が選択される。 上述した装置は、物品の上述した機械加工方法と同じく物品に対する工具の最 適単位荷重の下で脆性材料で作られた物品を機械加工できるようにし、また相対 厚さがｈ／Ｄ＜１／１０の物品の表面を高品質に機械加工する。 加工面が各々研磨要素で形成されている２つの工具の間で物品を機械加工する 装置において、研磨要素は奇数個の同心領域に配置されねばならず、１つの物品 で独占される研磨要素の数は次式、すなわち により選択され、いずれの領域および中央領域の両方における研磨要素の数はそ れぞれ次式、すなわち ｎ_i＝（０．８・・・１．２）ｎ_l＋（ｎ_l／４）（ｉ−１） ｎ_iO＝（１．０２・・・１．２）［（０．８・・・１．２）ｎ_l ＋（ｎ_l／４）（ｉ_O−１）］ ｎ_l： １つの物品で覆われる研磨要素の個数 Ｐ： 全力（Ｎ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ、すなわち被加工物品の厚さと直径 または対角線との関係 Ｓ： １つの研磨要素の加工面の面積（ｍ） Ｋ： 各研磨具（ラップ）で同時に加工される物品の数 ｎ_i ： ｉ番目の領域の研磨要素の数 ｎ_iO： 中央領域の研磨要素の数 ｉ_O ： 中央領域の順番を示す番号（序列数） で決定される。 研磨具における研磨要素の確立された配置法により、第１に作業時の均等な摩 耗が与えられ、第２に工具に対する固有圧力を有する所定厚さの各物品に加えら れる許容可能な各固有力の間の相互関係を与え、選択された工具が自己鋭利化を 行う状態で作動することを保証して、被加工物品の変形を減少して被加工面の形 状を制御することが与えられる。 更に、弾発性ライニングの両側にホルダーで配置された物品を２つの工具で片 側から機械加工する装置において、各ライニングはジャンパ（ａ ｊｕｍｐｅｒ ：突き合わせ接合体）で互いに連結された少なくとも２つの別個の弾発性要素と して複合化されて、機械加工時に物品の平坦面に力を均等に付与するようになす 。 多くの場合、各弾発性要素および（または）ジャンパは、不連続に作るか、ま たはガスまたは液体を充填した貯溜体の形態に作ることが好ましい。更に、ホル ダーはライニングジャンパとして適当に使用でき、弾発性要素がホルダーの表面 に配置される。 上述の装置は物品の被加工面の荷重を均等に与え、同時に機械加工工程の間の 物品の変形を減少させる。このことは、０．１〜０．００１の相対厚さを有する 物品の機械加工時に、平面度および清浄度がもともと不十分な表面を修正可能と する。 多くの例で、機械加工の行われる平面にホルダーを設定してホルダー要素間に ばね負荷支持体を配置し、またホルダー要素が機械加工平面に直角な平面内で移 動されるようにホルダー要素自体をガイドで拘束することが非常に重要であり、 ばね負荷支持体およびライニングの弾発性要素の剛性は次式、すなわち ０．１Ｃ₂ ＜ Ｃ₁ ＜ Ｃ₂ Ｃ₁： ばね負荷支持体の剛性 Ｃ₂： ライニングの弾発性要素の剛性 から見出される。 更に、ライニングの弾発性要素は周縁から中央に向かって剛性が減少するよう に作られる。 セパレータのこの設計は、０．００２ＭＰａ程度の最小限単位荷重で被加工面 に対する定常状態を実現することができ、したがって物品が機械加工される間の 変形を排除して、破壊層の形成が最小限であること、および被加工面の粗さが最 小限であることを保証する。このことは更に、引き続く物品の磨き時間を３〜５ 分の１に低下させる。 多くの場合、研磨要素よりも耐摩耗性が小さいマトリックス中に研磨要素を配 置することが好ましい。９０〜１４０°Ｃの温度で０．５〜５時間ほど最初に熱 処理されたフェルトが、研削および研磨のための研磨要素用マトリックスの最適 材料として使用できる。 上述の材料を使用したこの構造的な解決方法は、物品が研磨されるときの表面 の微細な浮出し（ｍｉｃｒｏｒｅｌｉｅｆ）を改善し、またこの材料は耐摩耗性 の高い良好な研磨材料である。 工具が個別の研磨要素で作られるので、研磨要素は重量パーセントで示される 下記組成、すなわち エポキシ樹脂 ４０ 〜 ７０ 硬化剤 ４．５ 〜 ９．０ ダイヤモンドダスト ０．０４〜 ８．０ 補助研磨材 １０ 〜 ４０ 機能添加剤 ２．２ 〜 ２２．０ で構成される。 二酸化セリウムまたは二酸化ジルコニウムが補助研磨材として使用され、硫酸 または燐酸（４０〜７０重量％）の水溶性塩と蓚酸またはクエン酸（３０〜６０ 重量％）との混合物が機能添加剤として使用されることが好ましい。 時には、研磨要素の製造時にフェノプラスト（ｐｈｅｎｏｐｌａｓｔ）すなわ ちフェノールアルデヒド樹脂を基材とした熱反応性のモールド物質、またはアミ ノプラスト（ａｍｉｎｏｐｌａｓｔ）すなわちカルバミド（ｃａｒｂａｍｉｄｏ ）樹脂、メラミノ（ｍｅｌａｍｉｎｏ）樹脂およびカルバミドメラミノフォルム ア ルデヒド樹脂を基材とした熱反応性のモールド物質、またはフェノプラストおよ びアミノプラストの混合物を結合剤として使用することが好ましい。 粗研磨または微細研磨用の所定のダイヤモンド工具を使用すると、粒径が２０ μｍおよび１０μｍの電気コランダム（鋼玉：Ａｌ₂Ｏ₃）からなる微粉末に比較 して破壊層の深さを４〜５分の１に減らし、研磨生産性を３〜５倍に増大させる 。説明したダイヤモンド工具の主な利点は、ダイヤモンド支持層に作用する０． ００５〜０．０５ＭＰａ程度の低い固有圧力および機械加工における１〜３ｍ／ 秒程度の低い相対線速度のもとで、自己鋭利化（ｓｅｌｆ−ｓｈａｒｐｅｎｉｎ ｇ）状態での作動が可能なことである。 図面の簡単な説明 本発明はその例を挙げて以下に説明され、添付図面が参照される。添付図面に おいて、 第１図ａ，ｂは、既知（ａ）および開示（ｂ）の方法によるガラスセラミック ディスクの機械加工された表面の形状グラフを示し； 第２図は１つの工具を使用して物品の平坦面を片側から機械加工する装置の図 面を示し； 第３図は２つの同軸工具を使用して物品の表面を片側から機械加工する装置の 図面を示し； 第４図は１つの工具が覆う研磨要素の数ｎ_lを決める図面を示し； 第５図ａ，ｂは平坦（ａ）および凹形（ｂ）の研削面（点線）、および研磨後 （実線）の形状の変化を示す図面を示し； 第６図から第８図はホルダーおよび弾性ライニングの異なる変形例の設計を示 す横断面であり、 第９図はばね負荷複合ホルダーにより２つの工具を使用した、片側から物品を 機械加工する装置の図面であり； 第１０図ａ，ｄは、粒径が２０μｍ（ａ）および１０μｍ（ｂ）の粉状の研磨 材による、また開発した結合ダイヤモンド工具で機械加工したマスクの用のガラ ス素材の粗研削後（ｃ）および微細研削後（ｄ）の表面形状を示すグラフである 。 発明を実施する最良の形態 脆性材料製物品の機械加工方法は、それらの物品がホルダー内に配置され、荷 重を付与され、工具に押圧され、物品および工具が機械加工の行われる平面内を 互いに対して相対的に移動され、本発明によれば物品の表面が機械加工されると きの物品に作用する工具の単位荷重が次式、すなわち Ｑ ＝ （０．７〜７）１０^-5（ｈ／Ｄ）Ｅ_O Ｑ： 被加工物品に作用する工具の単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ_O ： 被加工物品の材料の弾性率（ＭＰａ） から被加工物品の相対厚さに関して選択され、これにより機械加工時の物品の変 形を減少させるという事実に基づく。このようにして、物品の表面はダイヤモン ド研磨工具で機械加工される。 知られているように、ダイヤモンド工具で相対厚さがｈ／Ｄ＜１／５の薄い物 品の平坦面を機械加工するときには、機械加工時に物品が変形するので高い表面 形状精度を得ることは不可能である。本発明の場合は、相対厚さｈ／Ｄが１／５ ０以下の物品の機械加工である。このような物品に硬質（厳しい）力が加えられ ると、物品は変形する。機械加工時に、表面の最も突出した部分は研削して除か れ、物品表面は工具の平面と一致するように平坦化される。更に、荷重を解除す ると、物品材料の弾性が大きいので、被加工面の形状が変化する。 被加工物品の変形は、その被加工物品に加えられる全力を軽減して単位荷重を 減少させることにより、また荷重を再配分して被加工面全体にわたってそれらの 荷重を平均化することにより、低減できる。 単位荷重が一定であれば、荷重を受ける物品の相対厚さが小さくなると変形量 は大きくなることが経験的に確定されている。それ故に、所定の相対厚さの物品 が機械加工されるとき、被加工面の全単位荷重の最適値は、物品の変形が最小限 で、材料の除去量が最大の状態を考慮して選択される。経験から、物品の相対厚 さが大きくなると、許容される単位荷重値は前記範囲内で直線的に増大すること が示されている。 更に、被加工物品に対する工具による許容される単位荷重は、その物品材料の 弾性係数に線形的に依存することが経験的に確かめられている。 被加工物品に作用する工具の単位荷重の所定の範囲において、微細な仕上げ研 削作業および定常状態のためには最小値が最も許容できる。一方、最大単位荷重 は予備的な粗研削作業に使用されるべきである。 脆性材料製物品を機械加工する説明した方法は、反対側の面が平坦でない、例 えば平凸レンズまたは平凹レンズのような物品の平坦面の機械加工に使用するこ とができる。この場合、工具による単位荷重の最適値を決定するときは、平坦で 無歪の素材に関しては物品の平均厚さが物品厚さとして選択され、平坦凹形の素 材に関しては最小厚さが選択される。この方法の残る段階は平坦な平行の物品の 場合と同じである。 本発明によれば、前述にて説明したように、物品を機械加工するこの方法では 、例えば研削および（または）研磨により物品表面を機械加工した後、物品縁部 が寸法に合わせて更に機械加工されるのであり、これにおいて寸法に合わせる切 断は、先ず最初に切断線に沿って切り込みを形成し、この切り込みを出力密度が （０．２・・・２０）１０⁶Ｗ／ｍ²で且つ切断される材料を透過しない波長のレ ーザー照射により加熱し、レーザー照射と材料とを相対移動させ、そして冷却液 を使用して加熱領域を急冷することにより行われる。重要なことは、最初に物品 表面が機械加工され、次に寸法に合わせた機械加工が説明した方法を使用して行 われるということである。 知られているように、加工面だけでなく、例えばマスク用の素材、磁気ディス クおよび磁気光学ディスク用の素材のように精密な物品の全体寸法も非常に厳し い要求値に合致しなければならない。それ故に、ダイヤモンド研磨工具を使用し た物品縁部の寸法を合わせる機械加工作業は、その物品を製造する方法において 別作業として行われる。このような縁部の機械加工は物品の被加工面の損傷を伴 うので、最初に機械加工されるのは縁部で、その後に物品表面が機械加工され、 最後の作業は物品表面の磨きとされる。この作業手順は被加工面に高い精度を与 えることはできない。何故なら、物品が磨かれるときに縁部が「丸め」られて物 品の有効被加工面積を減少するからである。 最初の素材が、先ず研磨に加えて、機械加工され、その後にレーザー切断を使 用して寸法に合わせて縁部が加工されるならば、精密物品の製造における上述し た欠点を回避でき、被加工面の損傷を排除し、幾何学寸法の要求精度を与えるこ とができる。 レーザー照射で予熱した材料部分の局部的な冷却によって生じた熱弾性応力の 作用の下で非金属材料を切断するこの方法は、深さ、形状および延在する方向が 広い範囲で調整できる不貫通割れを材料に形成することを含んでなる。 切断線は材料の軟化温度を超えない温度までレーザー照射で加熱され、レーザ ービームおよび材料の相対移動速度および加熱領域の局部的な冷却箇所は材料の 不貫通割れの形成条件から選択される。 切断線に沿う材料表面の加熱のために楕円形断面をしたレーザービームを使用 すると、切断性および品質を向上する助けとなる。湾曲形状に沿う切断では、そ の切断中、湾曲形状のいずれの点においてもレーザー楕円ビームが切断線の接線 方向に配向されねばならない。 割れの形状および進展方向を制御するために、移動軌道に対してエネルギーを 再分配してレーザービームで加熱しなければならず、材料表面の冷却領域の位置 はビーム位置に対して調整されねばならない。 多くの場合、材料に不貫通の割れを得たならば、切断線の過熱を繰り返して行 うことが望ましい。切断線の２度目の加熱は、割れの深さを明らかに増大するか 、貫通させるようにする。 非金属材料を切断する方法は以下のとおりである。 例えば、ガラスのような非金属材料の表面がレーザー照射で加熱されると、か なりの圧縮応力が材料の外側層に発生するが、破損や破壊は生じない。切断時に は、以下の必須条件がある。第１に、レーザービームは表面を加熱しなければな らず、すなわち照射は材料を透過しない波長を有しなければならない。例えば、 ガラスに関しては２μｍを超える波長の赤外線帯域の照射とされ、これは１０． ６μｍのＣＯ₂レーザー照射、５．５μｍ程度の波長のＣＯレーザー、または２ ．９μｍの波長を有するＨＦレーザー照射で得ることができる。第２に、材料表 面が加熱されるとき、加熱の最大温度は材料の軟化温度を超えてはならない。そ うでないと、材料が一度組成限界を超えたならば、冷却後に切断線に沿って材料 に残留応力が生じて、割れを生じることになる。 レーザービームに続いて冷却液が供給されると、材料表面は、切断線に沿って 局部的に徹底して冷却される。生じた温度勾配は、材料の表面層に引張り応力の 発現をもたらす。これらの応力が材料の極限強さを超えると、不貫通割れが材料 中を進行して、圧縮応力の作用する内部層まで材料内に深く侵入する。 熱弾性応力の作用の下、不貫通割れを得て切断を行う方法にとって特に重要な 要因は、以下のとおりである。 −レーザービームの変数、すなわち分離される材料表面でのビームの照射出力密 度、寸法および形状 −ビームおよび材料の相対速度 −加熱領域に対する冷却液の熱特性、量および供給条件 −分離される材料の熱物理特性および機械的特性、その材料の厚さおよび表面状 態 異なる材料に対して切断条件を最適化するために、この方法における主要変数 間の関係を確立することが重要である。 切断されるいずれかの材料に対するレーザー照射の最大出力密度を決定すると きは、加熱最大温度が材料の軟化温度を超えてはならないことに留意しなければ ならない。それ故に、最も低い温度で溶融する種類の厚さが大きく熱剪開速度が 最小限のガラスには０．２×１０⁶Ｗ／ｍ²の最小出力密度が適用できる。２０× １０⁶Ｗ／ｍ²の最大出力密度は、高温で溶融する石英ガラス、鋼玉その他の、軟 化温度が高くおよび（または）熱伝導率が大きい材料の切断に使用できる。 熱劈開速度は、割れの深さに逆比例することが確定された。厚さが０．３〜２ ｍｍの薄いシート材料が１００〜５００ｍｍ／秒の高速度で切断されるとき、進 展するマイクロクラックの深さは確定した形状に応じてその後の劈開に十分であ る。しかしながら遅い速度で一層厚い材料が切断されるとき、最終的に材料を高 品質に分離するには不適当な深いクラックが発生される。 切断される材料を（０．４〜１）ΔＴの範囲内の温度まで予熱すると、ここで ΔＴは冷却による材料の温度安定性であるが、熱劈開および一層深い割れの発生 する比率の徹底的な増大をもたらすことが経験的に確定された。 多くの場合、与えられた形状にしたがって不貫通割れの深さの増大、または最 終的な材料の貫通のために切断線を繰り返して加熱することが必要であると指摘 された。これは、前述の段階が不貫通状態の、ある場合にはまったく深くないマ イクロクラックの形成をもたらすという事実に関係する。直線的な切断の場合は 、材料はアンダーカット部分を手で、または特別な機構すなわち手段を使用して 破断して、最終的に部材として分離される。しかしながら、閉曲線輪郭の素材を 破断することは困難である。この問題点を解消するために、レーザービームによ り、または他の熱源を使用して切断線を繰り返して加熱しなければならない。こ の繰り返しの加熱で生じる熱応力は不貫通割れの深さを更に増大させる。クラッ クの深さの増大度合いは熱源出力、切断速度、材料厚さおよび初期マイクロクラ ックの深さによって変化する。これらの変数を変化させて貫通するまでのクラッ クの様々な深さの増大を得ることができる。 湾曲輪郭に沿う切断では、楕円形断面のレーザービームが湾曲形状のいずれの 点においても切断線の接線に沿って厳密に配向されねばならないことが示された 。一方では、これは移動方向に対する楕円形ビームの回転角度に対して熱劈開速 度が顕著に依存するからである。他方、特に反復加熱の間に、切断線に対する接 線に沿ったビーム配向の必要性は、物品材料の表面に直角な物品縁部を得ること の必要性と関係する。楕円ビームが接線から外れると、熱応力の非対称の分布が 材料に生じて、表面に対して直角からの、クラック面の角度偏差を生じることに なり、これは多くの場合、許容することができない。 この方法は以下に説明するように実施される。物品として表面が研削および研 磨された素材が採り上げられた。これが座標テーブル上に載置される。テーブル は、非常に短い時間にわたり限定された時間だけ調整可能な力でもって素材表面 に押圧される小さなダイヤモンドピラミッドまたはピンとされる切断実施機構と ともに所定のプログラムによって駆動される。レーザーから収束レンズを通して 切り込みのある箇所の素材表面にレーザー照射が向けられる。噴射器が切り込み のある箇所の上方に位置したとき、瞬間的に噴射器が空気・水混合液（冷却液） を加熱領域に対して供給するようにスイッチが投入される。冷却液の供給された 箇所ではマイクロクラックが進展し、このマイクロクラックは素材の移動につれ て切断線に沿って延びる。特にマイクロクラックで表現される切断線が閉成され て閉輪郭を形成するや否や、冷却液が加熱領域へ供給される。しかしながら素材 の移動およびレーザー放射による切断線の加熱はもう１回の完全サイクルにつき 継続される。貫通割れが形成されるとレーザー照射は閉輪郭全体に沿って切断し 、座標テーブルは停止され、素材が取り外される。バリを切除すると、完成製品 が得られ、説明した例では精密なガラスディスクが得られる。 例示した作業順にて物品を機械加工する説明した機械加工方法の使用は、従来 の機械加工方法に勝る以下の利点を与える。すなわち −縁部を寸法に合わせて機械加工するとき、労働の厳しさが低下する。 −多くの作業、特に面取り作業が排除される。 −物品縁部に沿う「丸め」を省くことで表面の機械加工の品質を向上し、この結 果、物品の有効加工面積は増大される。 第１図（ａ，ｂ）は比較のために直径が６．５ｍｍで厚さが０．６３５ｍｍの ガラスセラミックスで作られたディスクの被加工面の形状を示しており、（ａ） 従来技術を使用した表面研磨が最終作業の場合、（ｂ）請求される本発明による もので、寸法に合わせた素材の切断が最終作業の場合である。これらの与えられ た形状グラフは、本発明の方法により機械加工する表面精度は、従来技術が与え ることのできる精度の１５倍ほど高いことを示している。 装置の多数の変形例が、上述した物品の機械加工方法を達成するために実現で きる。被加工物品に対する各々の特別な場合の設定条件によれば、第１に、機械 加工できるのはその１面である、または、第２に、両面の機械加工は表面の研削 、または研磨、または研削およびその後の研磨においてのみ可能とされ、多くの 場合、物品縁部を寸法に合わせて付加的に機械加工することが必要である。各々 の特別な場合において、最適装置が使用されねばならないということが考慮され る。 物品を機械加工する最も簡単な装置は物品を片側から機械加工する装置（第２ 図）であり、この装置は２つの表面プレート１，２を含み、その一方すなわち表 面プレート１に物品４の表面を機械加工する工具３が固定され、工具３は別個の ダイヤモンド研磨成形体として作られる。他方の表面プレート２には物品４を受 け入れるための凹部を有するホルダー５、このホルダー５の各々の凹部に配置さ れる弾発性ライニング６が取り付けられる。被加工物品４には支持部８として作 られたクランプ機構で力が加えられ、支持部８の一端は表面プレート１に固定さ れ、他端はキャリヤ９に固定されて荷重を表面プレート１に伝達して、必要なら ばクランプ機構７の往復運動を行わせる。ホルダー５と下側の表面プレート５と の間にばね負荷支持体１０が備えられ、被加工物品４の寸法に合わせて作られた 支持プラットフォーム１１がホルダー５を鉛直面内で移動させるためのガイドと して作用する。 機械加工の一層厳密な条件により、ホルダー５がばね負荷支持体１０を備えず に下側の駆動表面プレート２に直接に固定できることに留意すべきである。 この装置は以下のように作動される。 素材である物品４が、ホルダー５の凹部内の弾発性ライニング上に配置される 。その後、工具を有するクランプ上側表面プレート１が取り付けられ、揺動支持 部８を有するキャリヤ９が降下され、下側表面プレート２の回転駆動装置とキャ リヤ７に力を加える機構とが駆動される。研磨要素３で形成された回転工具およ び物品４の接触面の間に生じる摩擦力の差によって、押圧表面プレートが回転さ れ、この表面プレートは駆動表面プレート２に対して同心的に配置されている。 上側の押圧表面プレートに加えられる力は弾発性ライニング６で被加工物品４に 分配される。ホルダー５の各々の凹部に配置される弾発性ライニングは弾発性材 料で作られている。この弾発性ライニングの厚さは以下の関係式で決定される。 Ｑ： 被加工物品に作用する工具の単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ： 弾発性ライニングの材料の弾性率（ＭＰａ） Ｈ： 弾発性ライニングの厚さ（ｍ） 物品の平坦面を機械加工する更に一般的なものは装置（第３図）であり、この 装置は下側ディスク１２およびこの下側ディスク１２と同軸の上側ディスク１３ とされる２つの工具を含み、それらのディスクの表面にダイヤモンド研磨被覆３ が固定される。ディスク１２，１３の間に被加工物品を受け入れる凹部を備えた ホルダー１６が配置され、このホルダー１６は中央歯車１４および外歯車１５と 係合される。このようにして、ダイヤモンド研磨被覆は別個の成形体として形成 され、またダイヤモンド研磨成形体はこのような構造を有するとともに、物品が 機械加工されるときに被加工面の予め定めた形状が得られるように、また被加工 物品に対する工具による荷重が調整できるように作られている。 加工面が別個の研磨要素で構成された２つの工具の間の物品の機械加工が行わ れるとき、研磨要素は同心的な奇数個の領域に配置され、１つの物品によって覆 われる研磨要素の個数は次式、すなわち から選択され、いずれの領域および中央領域における研磨要素の個数はそれぞれ 次式で決定される。 ｎ_l＝（０．８〜１．２）ｎ_l＋（ｎ_l／４）（ｉ−１） ｎ_iO＝（１．０２〜１．２）［（０．８〜１．２）ｎ_l ＋（ｎ_l／４）（ｉ_O−１）］ ｎ_l： １つの物品で覆われる研磨要素の個数 Ｐ： 全荷重／力（Ｎ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ、すなわち被加工物品の厚さと直径 または対角線との関係 Ｓ： １つの研磨要素の加工面の面積（ｍ） Ｋ： 各研磨（ｌａｐ）により同時に機械加工される物品の数 ｎ_i ： ｉ番目の領域の研磨要素の数 ｎ_iO： 中央領域の研磨要素の数 ｉ_O ： 中央領域の順番を示す番号 加工面が別個の研磨要素で構成された工具を作れば、一定の単位荷重で全荷重 を何分の１にも低減化できる。 機械加工領域における研磨要素の充填密度、すなわち１つの物品（第４図）で 占められる研磨要素の数は、切断領域での必要単位荷重を得られるようにする。 最大単位荷重は被加工物品の相対厚さを当然に考慮して決定されるべきである。 相対厚さが小さければ小さいほど、機械加工領域の単位荷重は小さくなる。例え ば、相対厚さがｈ／Ｄ＝１／１０のガラスプレートを粗研磨する場合には、最適 単位荷重は０．２ＭＰａに近く、相対厚さが１／１００の物品を粗研磨する場合 には、この最適単位荷重は０．０１〜０．０２ＭＰａに減らさなければならない 。上述の理由から、工具の加工面を充填する研磨要素の密度が決定される。 機械加工領域に必須の単位荷重を付加することに加えて、研磨面における研磨 要素の配置は被加工面の所望される幾何学形状の形成を助成する。研削で物品の 平坦面を機械加工するとき、平面度に関して偏差が最小限の平坦面を得るように 努力しなければならない。 平坦形状からの表面の偏差が最小限である研磨表面を得ることが必要な場合に は、以下の難点が生じる。特に非剛性フェルトすなわち布の研磨材料を使用して 長時間の表面研磨が行われるなら、物品縁部で材料がより多量に除去されて、元 元平坦に研削されている平面を研磨した後に凸形の表面を生じることになる（第 ５図ａ）。凹形の表面（第５図ｂ）を有するプレートが研磨時に得られるべき場 合には、研磨により、また縁部の「丸め」により、平面度が向上されて理想的な 平坦面から最小限の偏差に近づくようになる。第５図（ａ，ｂ）は研削後（破線 ）の表面輪郭、および研磨後（実線）の最終的な被加工面の輪郭を示す。 したがって、平面度に関して高い要求値を有する物品を得るためには、研削時 に予め定めた凹形の表面を得なければならない。これにおいて、予め設定される 凹形のキャンバの値は以下の要素、すなわち被加工物品の寸法およびその研磨時 間で定められるのであり、これらは最終仕上げ研削時の破壊層の深さに本質的に 従う。例えば、寸法１０２×１０２×２．６ｍｍのマスク用ブランクを製造する 場合の研削後の最適な凹形のキャンバ（反り）は２μｍであり、また寸法１２７ ×１２７ｍｍのブランクでは３μｍである。研削後の破壊層の最大深さは６μｍ を超えてはならない。 このために中央列での充填密度は、他のいずれの列に比較しても１．０２〜１ ．２倍高く設定される。１．０２の値は、中央列における充填密度の２％増大が 凹形表面の側に非常に小さな値（１μｍ未満）の平面度の安定した変化を与える ことを考慮して選択される。修正因子の値が小さい場合には、凹形表面の側に平 面度の安定した偏差を得ることが可能である。最大値１．２は、これより多量で あると平面度の偏差がかなり大きくなって長時間の研磨でさえも平坦面を得るこ とが不可能となるほどで、また多数の中心が研磨表面に展開されるという事実か ら、規定される。 必要な単位荷重および被加工面の予め与えられている形状に加えて、本発明が 提案する研磨要素の配置の原理は、作動における工具の均等な摩耗を与える。こ れは、粉状研磨材による研磨作業で特徴とされる工具の定期的な設定を、事実上 なくしている。 したがって、提案した原理にしたがって研磨面に配置された別個の研磨要素で 構成された工具の使用は、機械加工領域における単位荷重の徹底的な低減化を助 ける。 被加工物品に作用する力の条件の最適化は相対厚さがｈ／Ｄ＜１／１０の物品 表面の機械加工を向上させる主要段階である。知られているように、２つの研磨 の間で、被加工物品に硬質（厳しい）荷重を加える場合には、その物品の相対厚 さは少なくとも１／５でなければならない。そうでないと、物品の変形が被加工 面の精密な形状を得られなくする。 薄い物品の機械加工品質は工具の加工面の元々の平面度だけでなく、外部荷重 の発生にも影響される。外部荷重が生じると、またそれに接する物品の表面が一 致しなければ、機械加工時に局部応力の存在する領域が生じ、これが物品に変形 を生じることになる。 ２つの物品の間に配置された弾発性ライニングで、物品に力が加えられる場合 、硬質（厳しい）荷重に比べて同じ相対厚さの物品に生じる変形量に対する単位 荷重の影響を５〜７分の１に低減化できることが経験的に示されている。 要点は、限定された厚さおよび弾性率の材料で作られた弾発性ライニングによ り物品に力が加えられると、与えられた弾発性要素は接触面の形状に完全に倣う 。これが被加工物品の突出部分が削除されるときの機械加工の初期段階で最も重 要なことである。これらの部分に加わる過剰な圧力はパスカルの定理により全方 向へ、すなわち表面全体を横断して再分配される。 装置（第３図）において、弾発性ライニング１９の両側でホルダー１６に配置 した物品１７，１８を２つの工具を使用して片側から機械加工する場合、各々の ライニングはジャンパ（突き合わせ接合体）２２で互いに連結された少なくとも ２つの別個の弾発性要素２０，２１として複合化されて、均一な力を機械加工時 に物品の平坦表面に加えるようになされねばならない。 機械加工時に物品の平坦な表面に均一荷重を加えるためのホルダーおよび弾発 性ライニングの製造には、様々な方法がある。 特に第６図は、下側および上側の弾発性要素１９，２０から成るライニング、 および弾発性要素１９，２０を単一の３層ライニングに連結する別体ジャンパー ２３を有するホルダー１６を示している。 第７図は、下側および上側の弾発性要素が、ガスまたは液体を充填された別個 の絶縁されたタンク２４として形成され、ジャンパ２１で連結されて１つのライ ニングを形成するようになされた、ライニングを有するホルダー１６を示してい る。 第８図には、弾性ライニングを有し、ホルダー自体がジャンパとして使用され 、 弾発性要素２０，２１がこのホルダーの表面上に直接に配置されたホルダー２５ が示されている。物品１７，１８を受け入れる凹部は重なった要素２６，２７で 形成されている。 複合弾発性ライニングの使用が以下の理由で好適である。１つの単層弾発性要 素がライニングとして使用されるならば、相対厚さｈ／Ｄが１／５０以下の薄く 大きな物品が機械加工されるとき、ライニングの圧縮性が不均等であるとそれら の物品は不均等な荷重を加えられる。この場合、力は中心から周辺へ向けて減少 する。被加工物品の相対厚さが小さければ小さいほど、使用されるライニングの 弾性も小さくされねばならない。しかしながら、この場合は物品の表面を横断す る荷重の分配は均等でなくなる。 この矛盾は、より剛性の大きい材料で作られたジャンパで互いに連結された２ つの弾発性要素により構成される組み合わせライニングを使用することで解消で きる。更に、被加工面全体を横断して更に均等な荷重の再分配を得るために、弾 発性要素およびそれらの間のジャンパは別個に作られる、すなわち「互い違い」 の配列に配置された別個の要素で構成される。 ガスまたは液体を充填されたタンクは弾発性要素として使用できる。この場合 、タンクは物品接触面に完全に倣うように小さな厚さで十分に弾性のある材料で 作られねばならない。静止荷重の均等再配分の観点から、このライニングは理想 的である。しかし、この機械加工方法では、回転時に遠心力の作用でタンク内の 液体が再配分され、高精度の機械加工を行うことはできない。 この欠点は以下のように解消される。弾発性要素は別個の絶縁された小容積の タンクとされ、液体またはガスを充填されて作られる。与えられたタンクはライ ニングの全面を横断して均等に分配されて、ジャンパにより固定される。このラ イニングは被加工面全体を横断しての荷重の均等な再配分を保証して、物品の接 触面に理想的に倣い、その結果として高品質の機械加工を与える。 研磨面の準備、すなわち粗さが最小限で破壊層が最小の表面を形成することが 主な要求である仕上げ用微細研削の作業において、機械加工は最小限の単位荷重 の下で行われることが必要である。この場合、単一体および弾発性ライニングで 作られたホルダーの例示した設計は、物品に荷重を加えられて機械加工されると きにその物品の保持を保証しない。要点は、荷重を解かれた上側の弾発性要素が ホルダーの上方へ突出することである。上部を機械加工された物品はセパレータ の凹部と反対側の弾性ライニング上に位置される。この物品が上側工具により荷 重を加えられるとき、物品は凹部に対して変位して、物品の損傷や破壊が生じ得 るのである。 この場合、ホルダーが機械加工の行われる平面内での割り形ホルダーとして作 られ、支持体３０をホルダー２８，２９の要素間に設けることが好ましい。複合 ホルダー要素自体はガイドで相互連結され、機械加工の平面に対して直角に平面 内でホルダー要素が移動できるようになす。ばね負荷支持体およびライニングの 弾発性要素の剛性は、次式で関係付けられる。 ０．１Ｃ₂ ＜ Ｃ₁ ＜ Ｃ₂ Ｃ₁： ばね負荷支持体の剛性 Ｃ₂： ライニングの弾発性要素の剛性 第９図は説明したホルダーを使用して物品を機械加工する装置の図面を示して いる。 この装置は、下側基部１２および上側基部１３を有し、その上に研磨要素３が 固定されている。中央歯車１４および外歯車１５にホルダーが係合しており、こ のホルダーは２つの複合要素２８，２９から成り、これらの複合要素の間にばね 負荷支持体３０を備えている。更に、ホルダー２８の下側部材にはピン３１が、 また上側部材には開口３２が備えられ、これらはガイドとしてホルダー要素２８ ，２９の相対的な垂直方向の移動を保証する。ホルダーの凹部は要素２８，２９ と同軸に作られ、中間に弾発性ライニング配置して物品１７，１８を受け入れて おり、弾発性ライニングは弾発性要素３３，３４およびジャンパ２２から成る。 この与えられた装置において、ライニングの弾発性要素の剛性は周縁から中心 へ向かって低下しており、これは排出開口３５が弾発性要素３３，３４に与えら れているという事実による。したがって、例示した部材に力が加えられて物品が 機械加工されるとき、弾発性要素の圧縮性が均一なので被加工物品に均一な力が 付与される。排出開口３５の直径および配置密度は、被加工物品の相対厚さｈ／ Ｄ、並びに弾発性要素３３，３４の弾性係数および厚さにしたがって選択される 。 荷重を解かれたばね負荷支持体３０の高さおよび剛性は複合ホルダーの全高を 与え、これは下側物品１７および荷重を解除された弾発性ライニングの全高を超 えている。この状態の実現がホルダーの上側部材２９の凹部に対する簡単な上側 物品の荷重付与を果たし、また上側工具により、および機械駆動装置の始動によ り力が加わるときに物品１８が破損する可能性を排除する。 更に、装置の上部には環状タンクに潤滑・冷却液を給送する導管３６が備えら れており、このタンク３７はダクト３８を経て物品の機械加工領域に通じている 。 上述で説明した状態は観察されねばならず、すなわちばね負荷支持体Ｃ₁の剛 性はライニングの弾発性要素Ｃ₂のそれより小さくなければならない。 この場合、力の大部分は被加工物品１７，１８に加えられ、僅かな部分がホル ダーの複合要素２８，２９に加えられる。同時に、ホルダーのばね負荷要素２９ はばね負荷支持体３０により上側工具に押圧され、機械加工時はホルダーの凹部 内に薄い物品１８を保持する。 仕上げ研削工程にある物品の状態においても、Ｃ₁およびＣ₂の剛性の示された 関係であれば、被加工物品に作用する単位荷重が最小限の場合、ホルダー２９の ばね負荷部分は物品１８を凹部内に保持する。 弾発性支持体および弾発性要素の剛性が同じである、すなわちＣ₁／Ｃ₂＝１で あれば、物品を安定させることは不可能であり、ホルダーの摩耗が非常に速くな る。更に、Ｃ₁／Ｃ₂≦０．１であれば、ホルダー２９のばね負荷部分を上側工具 に押圧する力は不十分となり、機械加工時に物品の破損をもたらすことになる。 特定の機械加工物品および工具および使用される付属具に関して多くの場合、 基部表面に配置された個別の研磨要素とされる工具を使用することは不可能であ る。この場合、耐摩耗性が研磨要素の耐摩耗性よりも小さいマトリックス中に研 磨部材が配置されることが好ましい。この内部に研磨部材を備えたマトリックス は工具の基部に固定されねばならない。 本発明の目的を達成するために、化学繊維で作られて、９０〜１４０°Ｃで０ ．５〜５時間ほど予熱された工業用フェルトをマトリックス材料として使用する ことが好ましいと判った。化学繊維の工業用フェルトは、緩く容易にけば立つ布 （ｆａｂｒｉｃ）であり、ガスやディーゼル燃料のろ過、および遮音を意図され たものである。例示した状態での熱処理に続き、この材料は収縮されて緻密化さ れる。熱処理の持続時間はその熱処理温度に逆比例する。同時に、熱処理時間は 使用するフェルト布が厚くなるにつれて例示範囲内で直線的に増大する。 経験的な知見によれば、熱処理の条件は処理後のフェルトの弾性係数が２〜４ ｇＰａの範囲内にあるときが最適であることを示している。 このような設計の工具、すなわち研磨要素がマトリックス中に配置された工具 は、上述で説明した装置を弾発性ライニングのない状態で使用して、物品を両側 から機械加工することに使用することが最も好ましい。これは様々に異なる厚さ に設定される更に高い要求条件の下で物品を製造するうえで最も重要である。そ れ故に、この工具による両側からの研削作業を使用して第１の機械加工を行い、 ここで初期素材の様々に異なる厚さおよび不十分な平行度を排除することが望ま しい。微細研削は弾発性ライニングおよびばね負荷複合ホルダーを使用して片側 から研削することで行われることが好ましい。多くの場合、弾性ライニングのな い両側からの機械加工により研磨が行われる。 最適な単位荷重を定める場合、表面の機械加工精度に及ぼす影響に加えて、他 の重要な基準、すなわち有効作業を保証する条件の観察、すなわち結合研磨工具 の自己鋭利化状態での作業の観察がある。 従来技術の形式の結合ダイヤモンド工具は０．０３〜０．１５ＭＰａの高い単 位圧力および１０〜４０ｍ／秒の高い相対線速度で作動するように設計されてい る（Ｖ．Ｖ．ロゴフ著「非金属物品の仕上げ用ダイヤモンド研磨加工」キエフ、 ナウコバ、ドゥムカ出版、１９８５、第２６４頁を参照）。しかし、これらの条 件は相対厚さが１／５０以下の物品を機械加工するためには許容できない。何故 なら、これらの条件は機械加工時に物品の著しい変形を生じるからである。 前述に鑑み、０．００５〜０．０５ＭＰａの範囲の低い比圧力および１〜３ｍ ／秒程度の工具と被加工物品との小さい相対線速度の下で作業する結合研磨工具 を開発することが必要である。 有機結合剤によるダイヤモンド工具は上述の条件に合致する。硬化剤としてポ リエチレンポリアミンを有するエポキシ−ジアン（４．４イソプロピリデンジフ ェノール）樹脂が結合剤として選択された。エポキシジアン樹脂およびポリエチ レンポリアミンを別として、与えられたダイヤモンド工具はダイヤモンドダスト 、補助研磨材および機能添加剤を含んでいる。補助研磨材として酸化セリウムま たは酸化ジルコニウム、および機能添加剤として硫酸または燐酸の水溶性塩と蓚 酸またはクエン酸との混合物が使用された。この材料の組成は以下の関係である （重量％による）。 エポキシ樹脂 ４０ 〜 ７０ ポリエチレンポリアミン ４．５ 〜 ９．０ ダイヤモンドダスト ０．０４〜 ８．０ 補助研磨材 １０ 〜 ４０ 機能添加剤 ２．２ 〜 ２２．０ 比較的に強度が低く、微細に分散した鱗状すなわち薄膜状の構造の二酸化セリ ウムまたは二酸化ジルコニウムを補助研磨材として使用することは、工具の弾塑 性特性の向上および作業時の潤滑剤供給量の減少を助成する。更に、補助研磨材 （二酸化セリウムおよび二酸化ジルコニウム）は被加工面の微細不整の除去を助 け、すなわち微細浮出し（ｍｉｃｒｏｒｅｌｉｅｆ）の形成に寄与する。二酸化 セリウム（二酸化ジルコニウム）の複合体すなわち例示した関係におけるダイヤ モンド粒子は、高い反応性を有する高度に発展された表面を有する研磨材物質の 構成物を構成する。同時に、この構成物は研削工程で個々の結合解除されたダイ ヤモンド粒子に分離するような緩い集塊がない。 硫酸または燐酸の水溶性塩と蓚酸またはクエン酸との混合物を含んでなる機能 研磨材は２つの機能を果たす。第１は、被加工物品に工具が接触する領域におい てガラスまたはガラス状材料の表面における試薬の摩擦化学（ｔｒｉｂｏｃｈｅ ｍｉｃａｌ）作用であり、第２は、潤滑・冷却材の基本的な 成分である水の作用により例示する化学薬剤の微細分散された粒子を分解するこ とで、結合剤を緩めて新しいダイヤモンド層に更新させることである。 工具の切断能力および機械加工品質に対する様々な成分およびそれらの関係状 態の影響が研究される一方、ダイヤモンド工具を製造するための最適な組成が選 択された。 例示した組成の工具によれば、特に高い材料除去量が与えられるが、被加工面 の粗さは最小限となることを得た。 例示した組成のダイヤモンド工具は以下のように製造される。成分は完全に混 合され、以下の順序で、すなわち、ダイヤモンドダスト、動力装置で予め粉砕さ れた塩および酸の混合物、二酸化セリウムおよびポリエチレンポリアミン（硬化 剤）の順序でエポキシ樹脂に投入される。この物質は一様な硬さとなるまで撹拌 され、別途準備されたモールドに注入され、室温で少なくとも１４〜１６時間保 持される。その後、ダイヤモンド支持部材は１８８〜１９９°Ｃ（３７０〜３９ ０°Ｋ）で２時間ほど熱処理され、その後室温まで徐冷される。 ダイヤモンド工具の開発時に、特定の粗研削および微細研削を考慮することが 必要とされた。与えられた種類の被加工物品に関する粗研削（段階Ｉ）の作業は 、一般的に研磨表面を有する初期素材の生産的な層除去、および幾何学形状が高 精度な表面を得ることを意図する。 微細研削（段階II）の作業時には、段階Ｉで破壊された深さの材料層が最大限 に減少されねばならず、表面形状を最終的に形成する、すなわち表面が研磨作業 に準えられねばならない。 様々な工具による研削の段階Ｉおよび段階IIにおけるマスク用のガラス素材の 被加工面の比較対照できる形状グラフが、第１０図（ａ〜ｄ）に与えられている 。第１０図（ａ〜ｄ）は２０μｍ粒径（段階Ｉ）および１０μｍ粒径（段階II） の微粉の遊離材料を使用した鋳鉄研磨装置で機械加工された表面の形状グラフを 示しており、表面粗さＲ_aはそれぞれ０．８４および０．４６μｍである。開発 したダイヤモンド工具で機械加工した、段階Ｉおよび段階IIの後の表面の形状グ ラフは、第１０図（ｃ，ｄ）に与えられている。各々の場合の表面粗さＲはそれ ぞれ０．４２および０．１６μｍである。この高品質の研削面はその後の研磨時 間 を徹底的に短縮する。 フェノプラスト（ｐｈｅｎｏｐｌａｓｔ）すなわちフェノールアルデヒド樹脂 を基材とする熱反応性のモールディング物質、またはアミノプラスト（ａｍｉｎ ｏｐｌａｓｔ）すなわちカルバミド（ｃａｒｂａｍｉｄｏ）樹脂と、メラミノ（ ｍｅｌａｍｉｎｏ）樹脂と、カルバミドメラミノフォルムアルデヒド樹脂とを基 材とした熱反応性のモールディング物質、またはフェノプラスト／アミノプラス ト混合物をダイヤモンド支持物質の結合剤として使用することで、小さな単位荷 重の下でダイヤモンド工具の切断能力が向上される。 硬化剤、付加フィルタとしてアミノプラストおよび（または）フェノプラスト 、またはそれらの混合物を２〜４０重量％の量で有するエポキシ樹脂を基材とし たダイヤモンド支持物質に補助研磨材および機能添加剤を導入することで、平均 して２０％の研削効率の向上を助成することが確定された。 ダイヤモンド工具の製造のために、その組成中に例示した熱反応性のモールデ ィング物質（アミノプラストおよびフェノプラスト）を使用することで、例示し た材料の新しい性質を発現し、問題なく使用することが可能である。すなわち −被加工面の微細浮出し形成に積極的に利用される補助研磨材として使用するこ と， −機能添加剤、すなわちダイヤモンド支持物質を解放させ、また自己鋭利化状態 でダイヤモンド工具を作業させるフィルタとして使用すること， −この熱反応性の微細分散した材料の使用がダイヤモンドを含む部材の耐摩耗性 および強度を向上させることが可能である。 フェノプラストおよびアミノプラストの発現された特性は、これらの材料をダ イヤモンド工具を作る基本的結合剤として使用できるようにする。例示した結合 剤を９５．０〜９９．７重量％の量で含み、ダイヤモンドダストを０．３〜５． ０％の量で含む工具は、０．０１〜１ＭＰａの単位荷重の広い範囲において高い 切断能力を特徴とする。この特徴は独特である。例えば、金属またはセラミック 結合剤を基本とするダイヤモンド工具は少なくとも０．１ＭＰａの単位圧力の下 で作動し、また有機結合剤を基本とする工具は０．０５〜０．１５ＭＰａの単位 圧力の下で作動する。 更に、フェノプラストおよび（または）アミノプラストで作られた結合剤によ るダイヤモンド工具は、製造が容易である。ダイヤモンド部材すなわち成形体の モールド成形は１２０〜２００°Ｃ（３９０〜４７０°Ｋ）の温度で、且つまた （１５０〜１２００）９．８１×１０４Ｐａで実施される。このモールド成形条 件の他に、得られたダイヤモンド成形体の特性は広い限界範囲内で制御すること ができる。 例 １． 表面の平面度および純度すなわち清浄度が不合格である熱的につや出しさ れたフロートガラスから、１２７_-0.8×１２７_-0.8×２．６_0.4ｍｍのマスクを 作るために、ガラス素材が研削され、研磨された。研削は、エポキシ樹脂および 硬化剤すなわちポリエチレンポリアミンを基材とする結合ダイヤモンド工具によ り、２つの中間段階で行われた。 研削は両側から機械加工する遊星式機械で行われた。４つの素材で、内径が２ ５０ｍｍ、外径が６３０ｍｍの各研磨具で同時に機械加工された。研磨具は、第 １中間段階用は１６ｍｍ径のダイヤモンド予備成形体（プレフォーム）で、また 第２中間段階用は１１ｍｍ径のダイヤモンド予備成形体で作られ、７列同心に配 置された。研削は以下の技術的条件の下で行われた。スピンドル回転速度は１０ ０ＲＰＭ、被加工物品に加えられた全力は２００Ｎ（第１中間段階）である。 粗研削には４つのホルダーが使用され、これらのホルダーはエクストライト（ ｅｘｔｏｌｉｔｅ）で作られ、厚さが１６ｍｍで、１２７．５＋_0.2×１２７． ５＋_0.2ｍｍの寸法の貫通孔を有していた。３層ライニングとしてポリウレタン 発泡プラスチックで作られた２つの弾発性要素が使用され、各弾発性要素は厚さ が５ｍｍで、弾性率は３００ＭＰａであった。荷重を加えた状態でのライニング および物品（２列の物品に、それらの間の３層のライニング）の全厚は１７ｍｍ で、上側研磨具の力は被加工物品だけに分配された。第１中間段階での研削時間 は４分間である。機械加工された面の粗さはＲ_a＝０．４２μｍである。説明し たダイヤモンド工具を使用し、例示した条件での研削は、３〜４μｍの凹キャン バ（反り）を有する凹形面を形成した。 粗研削に引き続くマスク素材の仕上げ用の微細研削（第２中間段階）では、厚 さ４ｍｍのシート材料で作られた４つのホルダーが使用され、その両側には厚さ ３ｍｍのテクストライト（ｔｅｘｔｏｌｉｔｅ）シートで作られ、１２７．５＋_0.2 ×１２７．５＋_0.2ｍｍの寸法の凹部を有する１８８ｍｍ径のディスクが固定 されている。凹部内のホルダー表面には発泡ポリウレタン・プラスチックシート で作られたそれぞれ厚さが３ｍｍの弾発性要素が重ねられている。第２中間段階 での研削時間は４分間である。被加工面の粗さはＲ_a＝０．１６μｍであった。 以下の条件で、すなわちスピンドル回転速度が６０ＲＰＭ、４つの被加工素材 に加えられた合計力は２８０Ｈ、ポリリット（Ｐｏｌｉｒｉｔ）懸濁液の密度は （１．０９・・・１．１）１０³ｋｇ／ｍ³、ｐＨ＝７の条件で研磨が実施された 。研磨布として化学繊維で作られて１２０°Ｃで１時間ほど予熱された工業用フ ェルトが使用された。研磨時間は２０分間であった。ポリリット懸濁液の消費量 は０．５×１０^-3ｋｇ／分であった。研磨後の表面の平面度は１０２ｍｍ径の機 械加工領域で０．５μｍ未満であった。 ２． ６５ｍｍ径の磁気ディスク用のガラス素材が製造された。直径が７４ｍｍ で厚さが１．０_+0.2ｍｍの初期素材が、２つの中間工程で研削され、第１中間段 階では厚さ０．８ｍｍになるまで２分間結合ダイヤモンド工具を使用し、その後 の第２中間段階では、厚さ０．７ｍｍまで安定状態で４分間ダイヤモンド工具に より研削された。 第２中間段階での合計荷重／力は１２０Ｎであり、安定状態では４０Ｎ未満で ある。２列に配置された１２個の物品が２つのばね負荷部分を含んでなるホルダ ー内で同時に研削された。 研磨は厚さが０．６３５±０．０２５ｍｍになるまで１０分間行われた。 研磨の後、直径が７４ｍｍの素材はレーザー照射を使用して寸法（外径が６５ ±０．１ｍｍ、内径が２０±０．０３８ｍｍ）に合わせて切断された。せん断は 以下のように実施された。 レーザーとしては、二酸化炭素を使用し、波長が１０．６μｍで３６Ｗの能力 のＬＧ−２５Ａ式レーザーが使用された。レーザー照射は楕円化を企図して焦点 合わせされた。ダイヤモンドピラミッドを使用して長さ１．５ｍｍの切り込みが 切断線に沿って（６５ｍｍの大径に沿って）形成された。２．５×１０⁵Ｐａの 圧力下で加熱領域へ給送された空気−水混合液が冷却液として使用された。切断 速度は４５ｍｍ／秒であった。切断精度は１０μｍであった。２０ｍｍの内径に 沿って切断が同様に行われた。 上述で説明した処理方法の試験結果は、異なる技術的変数の下で研磨、研削お よび切断（寸法が一致）の幾つかの例によってこの方法を示すために対応装置の 詳細とともに表に示されている。 試験の分析は以下の結論を導くことができる。 被加工面の正確な形成条件を観察するために、与えられた相対厚さのダイヤモ ンド層に加わる許容可能な単位荷重を考慮し且つダイヤモンド層に加わる単位圧 力と関連付けて、自己鋭利化状態で使用される工具の作動を保証するようにしな ければならない。 物品はホルダーの凹部内に２列に受け入れられ、それらの間に弾発性弾性ライ ニングを組み合わせて機械加工されねばならない。この弾発性要素は接触面の形 状を完全に複写し、工具の力を機械加工面に再分配して、機械加工時に物品の変 形を著しく減少するようにさせる。工具の加工面に物品を押圧する力は、非常に 広い範囲内で弾発性弾性ライニングの弾発特性または厚さによって調整できる。 上述で説明した本発明の使用は、物品縁部のダイヤモンド研磨部材料の研削お よび仕上げを伴う作業回数を減少して、労働の厳しさの衰退が製品の品質の明確 な向上を助成する一方、レーザー切断後の欠陥のない縁部のために製品の機械強 度および作動の信頼性を向上させる。 産業上の利用性 本発明は、液晶表示器およびマスク、磁気ディスク、および磁気光学ディスク 用の精密な基板を製造する電子工業、保護ガラスを製造する時計産業、前照灯お よび後尾灯用のレンズおよびミラーを製造する自動車工業、および非金属材料で 作られた精密製品を使用する他の光学分野および工業で使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．物品がホルダー内に配置され、物品を工具に押圧する力によって荷重を加 えられて、物品および工具が機械加工される平面内で相対的に移動されるように なされる脆性材料で作られた物品の機械加工方法であって、物品表面を機械加工 するために、工具により物品に加えられる単位荷重が被加工物品の相対厚さに応 じて次式、すなわち Ｑ ＝ （０．７〜７）１０^ー5（ｈ／Ｄ）Ｅ_O ただし、Ｑ： 工具により被加工物品に加えられる単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ_O ： 被加工物品の材料の弾性係数（ＭＰａ） から選択されて、機械加工時の物品の変形を低減化させることを特徴とする機械 加工方法。 ２．請求項１で定義された方法であって、物品表面がダイヤモンド研磨工具で 機械加工されることを特徴とする方法。 ３．請求項１および請求項２で定義された方法であって、研削および（または ）研磨による物品表面の機械加工の後、物品縁部が更に寸法に合わせて機械加工 され、これにおいて寸法に合わせる切断が、まず最初の切断線に沿っての切り込 みの形成、（０．２・・・２０）１０⁶Ｗ／ｍ²の出力密度で且つ切断される材料 を透過しない波長のレーザー照射による切断線の加熱、レーザービームと材料と の相対移動、および冷却液を使用しての加熱領域の局部的な急冷によって行われ 、まず最初に物品の表面が機械加工され、次に寸法に合わせて機械加工されるこ とを特徴とする方法。 ４．２つの表面プレート（１，２）を有し、一方の表面プレートに物品（４） の表面を機械加工する工具（３）が固定され、他方の表面プレートには弾発性ラ イニング（６）が配置され、物品を受け入れる凹部を有するホルダー（５）と、 いずれか一方の表面プレートを介して被加工物品に力を加えるクランプ機構（７ ）と、少なくとも一方の表面プレートの回転駆動装置とが前記弾発性ライニング （６）に固定された物品の機械加工装置において、弾発性ライニング（６）の厚 さが次式、すなわち ただし、Ｑ： 被加工物品に作用する工具の単位荷重（ＭＰａ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ ｈ： 被加工物品の厚さ（ｍ） Ｄ： 被加工物品の直径または対角線（ｍ） Ｅ： 弾発性ライニングの材料の弾性係数（ＭＰａ） Ｈ： 弾発性ライニングの厚さ（ｍ） で決定され、また工具（３）は別個のダイヤモンド研磨予備成形体で構成され、 物品（４）の機械加工時に所定の形状の被加工面を得られるように且つ被加工物 品（４）に対して工具により加えられる力が調整できるように前記ダイヤモンド 研磨成形体が配置および構成されたことを特徴とする機械加工装置。 ５．ダイヤモンド研磨被覆を有するディスク（１２，１３）形に作られた上下 の工具と、前記ディスクの間に配置されて歯車（１４，１５）と係合されている 、物品を受け入れる凹部を備えたホルダー（１６）と、工具および（または）ホ ルダーを回転させる駆動装置とを含んでなる物品の機械加工装置であって、ダイ ヤモンド研磨被覆がディスク（１２，１３）に配置された個々の予備成形体とし て作られたならば、物品の機械加工時に予め定められた形状の被加工面を得られ るように、且つ被加工物品に対して工具の加える力が調整できるように、前記ダ イ ヤモンド研磨成形体の位置および構造が選択されることを特徴とする機械加工装 置。 ６．請求項５で定義された装置であって、ダイヤモンド研磨予備成形体（３） が奇数個の同心領域にてディスク（１２，１３）に固定され、１つの物品で覆わ れるダイヤモンド研磨成形体の個数が次式、すなわち から見出され、いずれかの領域および中央領域の研磨要素の個数はそれぞれ次式 、すなわち ｎ_l ＝（０．８・・・１．２）ｎ_l＋（ｎ_l／４）（i−１） ｎ_iO＝（１．０２・・・１．２）［（０．８・・・１．２）ｎ_l ＋（ｎ_l／４）（ｉ_O−１）］ ただし、ｎ_l： １つの物品で覆われる研磨要素の個数 Ｐ： 全力（Ｎ） ｈ／Ｄ：被加工物品の相対厚さ、すなわち被加工物品の厚さと直径 または対角線との関係 Ｓ： １つの研磨部材の加工面の面積（ｍ²） Ｋ： 各研磨（ｌａｐ）により同時に機械加工される物品の数 ｎ_i ： ｉ番目の領域の研磨要素の数 ｎ_iO： 中央領域の研磨要素の数 ｉ_O ： 中央領域の順番を示す番号 で決定されることを特徴とする装置。 ７．請求項５および請求項６で定義された装置であって、物品を片側から機械 加工する場合は、物品はホルダー内に２列に配置され、弾発性ライニング（１９ ） がこれらの列の間に配置され、各弾発性ライニングは少なくとも２つの別個の弾 発性要素（２０，２１）で構成され、これらの弾発性要素は互いにジャンパ（２ ２）で連結され、機械加工時に物品（１７，１８）の平坦面に均等な力を付与す るようになされたことを特徴とする装置。 ８．請求項７で定義された装置であって、弾発性要素および（または）ジャン パ（２３）が別個に作られていることを特徴とする装置。 ９．請求項７および請求項８で定義された装置であって、弾発性要素がガスま たは液体を充填されたタンク（２４）として作られていることを特徴とする装置 。 10． 請求項７から請求項９までに定義された装置であって、ホルダー（２５ ）が弾発性ライニングのジャンパとして使用され、弾発性要素がホルダー表面に 直接に配置されていることを特徴とする装置。 11． 請求項５から請求項１０までに定義された装置であって、ホルダーが機 械加工される平面内に切り込みのあるホルダーとして作られ、ホルダー要素（２ ８，２９）の間にばね負荷支持体（３０）が収容され、またホルダー要素はガイ ド（３１，３２）で互いに連結されて機械加工平面に直角な平面内でホルダー要 素が移動するようになされており、ばね負荷支持体（３０）および弾発性ライニ ングの弾発性要素（３３，３４）の剛性が次式、すなわち ０．１Ｃ₂ ＜ Ｃ₁ ＜ Ｃ₂ ただし、Ｃ₁： ばね負荷支持体の剛性 Ｃ₂： ライニングの弾発性要素の剛性 から見出されることを特徴とする装置。 12． 請求項５から請求項１１までに定義された装置であって、弾発性ライニ ングの弾発性要素（３３，３４）の剛性が周縁から中心へ向かって低下すること を特徴とする装置。 13． 請求項４から請求項６までに定義された装置であって、研磨要素が工具 の基部に固定されて耐摩耗性が該研磨要素のそれよりも小さいマトリックス中に 配置されていることを特徴とする装置。 14． 請求項４から請求項６までに定義された装置であって、研削および研磨 用の研磨要素のためのマトリックスが、化学繊維で作られて９０〜１４０°Ｃの 温度で０．５〜５時間ほど予熱された別個のフェルトで作られていることを特徴 とする装置。 15． 請求項４から請求項６まで、および請求項１３および請求項１４で定義 された装置であって、研磨要素が重量％で以下の比率、すなわち 結合剤 ４４．５ 〜 ７９ ダイヤモンドダスト ０．０４〜 ８．０ 補助研磨材 １０ 〜 ４０ 機能添加剤 ２．２ 〜 ２２．０ の成分を含有することを特徴とする装置。 16． 請求項１５で定義された装置であって、重量％で以下の関係とされた硬 化剤を含むエポキシ樹脂が結合剤として使用され、 エポキシ樹脂 ４０ 〜 ７０ 硬化剤 ４．５ 〜 ９．０ 二酸化セリウムまたは二酸化ジルコニウムが補助研磨材として使用され、硫酸ま たは燐酸（４０〜７０重量％）の水溶性塩と蓚酸またはクエン酸（３０〜６０重 量％）との混合物が機能添加剤として使用された装置。 17． 請求項４から請求項６まで、および請求項１３から請求項１６までに定 義された装置であって、フェノプラストすなわちフェノールアルデヒド樹脂を基 材とした熱反応性のモールディング物質、またはアミノプラストすなわちカルバ ミド樹脂、メラミノ樹脂およびカルバミドメラミノフォルムアルデヒド樹脂を基 材とした熱反応性のモールディング物質、またはフェノプラストおよびアミノプ ラストの混合物が研磨要素を製造するための結合剤として使用された装置。