[发明专利]热塑性工件的冷式打磨

说明书

一种方法包括：(a)主动冷却工件的外表面，直到外表面达到预定表面温度；以及(b)当工件的外表面达到预定表面温度时，打磨工件的外表面。

引言

本申请涉及热塑性工件的冷式打磨。

发明内容

通常进行打磨以提升工件的外观。例如，在车辆中，应当对车辆部件的最外表面(诸如横梁或保险杠)进行打磨以提升车辆的美学外观。对热塑性工件成功地打磨以获得在生产过程中的保养状态或灵巧性能可能很具有挑战性。打磨热塑性工件会加热和污损工件中的热塑性塑料。结果，在热塑性塑料中形成较大的空隙，导致热塑性塑料变弱。

例如，热塑性聚烯烃(TPO)工件由于其多相状态而打磨起来特别具有挑战性。也就是说，TPO工件由多相混合物制成，包括诸如聚丙烯(PP)硬质基质的热塑性基质，其具有分散在整个基质中的橡胶颗粒，还包括其他添加剂，如滑石、加工助剂和颜料。热塑性塑料本身(例如，PP硬质基质)易于快速加热，在工件表面上形成一薄层纯热塑性塑料，这阻止了在打磨之后与涂层(例如，油漆)的良好粘附。因此，期望开发一种用于热塑性材料的打磨方法，该方法使TPO保持充分混合以在打磨之后促进与涂层的良好粘附。还期望开发一种用于热塑性材料的打磨方法，该方法在热塑性工件被涂漆之后提升热塑性工件的美学外观。进行打磨以去除塑料表面上的闪光、分型线、污垢、刻痕和其他缺陷，一旦将明亮的高光泽涂层涂覆到塑料上，这些缺陷通常会被放大。加热的热塑性塑料表面的另一个问题是打磨颗粒容易进入塑料中，在随后的涂漆操作之后会产生明显的划痕。在打磨之前冷却表面有助于硬化它，并使热塑性塑料更好地进行“涂粉”并且更少起皱。

为了在打磨期间最小化热塑性工件的弱化，本公开描述了用于对热塑性工件进行冷式打磨的方法。热塑性塑料通常在变冷时增加刚度和强度。因此，在低温条件下对热塑性塑料进行打磨最大程度地减少了打磨操作期间积聚的热量和污损。因此，目前公开的冷式打磨方法改善了热塑性工件的打磨性能。

在某些实施例中，目前公开的方法包括：(a)主动冷却工件的外表面，直到外表面达到预定表面温度；以及(b)在工件的外表面达到预定表面温度之后并且工件的外表面处于预定表面温度时，对工件的外表面进行打磨。工件全部或部分由热塑性聚烯烃制成。例如，热塑性聚烯烃可以包括聚丙烯基质和橡胶颗粒，并且橡胶颗粒分散在整个聚丙烯基质中。预定表面温度可以低于68华氏度。作为非限制性示例，预定表面温度可以在一定温度范围内(即，介于33华氏度至67华氏度之间)。该方法可以进一步包括在打磨外表面时将外表面保持在预定表面温度。

在一些实施例中，主动冷却工件的外表面可以包括将工件浸入水中。水包含在储存器中，并且水温介于33华氏度至67华氏度之间。工件可以浸入水中至少五分钟。然后，将工件从储存器中取出，并且在从储存器中取出工件之后对工件的外表面进行打磨。例如，工件的外表面可以经历湿式打磨处理。湿式打磨处理包括在外表面达到预定表面温度之后将水排放到工件的外表面上。排放水的温度可以在33华氏度至52华氏度之间的范围内。

在一些实施例中，主动冷却工件的外表面可以包括低温处理。低温处理包括朝向工件的外表面喷射致冷剂以冷却工件的外表面。致冷剂的温度可以等于或低于-109华氏度。致冷剂可以包括二氧化碳，并且低温处理可以包括朝向工件的外表面喷射低温3秒钟。致冷剂可以包括氮气，并且低温处理可以包括朝向工件的外表面喷射低温一秒钟。工件的外表面可以经历干式打磨处理。干式打磨处理在不将液体排放到工件的外表面上的情况下进行。低温处理可以进一步包括在进行干式打磨处理的同时朝向工件的外表面连续地喷射低温。低温处理可以包括通过喷嘴喷射低温。干式打磨处理可以包括在干式打磨机与外表面直接接触的同时沿着外表面移动干式打磨机。目前公开的方法可以进一步包括在干式打磨机沿着外表面移动的同时移动喷嘴。结果，干式打磨机跟随喷嘴，允许干式打磨机在外表面的已经被喷嘴喷射的致冷剂冷却的部分上工作。