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DE1051683B - Process for producing synthetic resin-bonded abrasive bodies - Google Patents

Process for producing synthetic resin-bonded abrasive bodies

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Publication number
DE1051683B
DE1051683B DEO3080A DEO0003080A DE1051683B DE 1051683 B DE1051683 B DE 1051683B DE O3080 A DEO3080 A DE O3080A DE O0003080 A DEO0003080 A DE O0003080A DE 1051683 B DE1051683 B DE 1051683B
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DE
Germany
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synthetic resin
mold
abrasive
abrasive grains
filled
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Pending
Application number
DEO3080A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr-Ing Werner Osenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WERNER OSENBERG DR ING
Original Assignee
WERNER OSENBERG DR ING
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schleifkörpern unter Verwendung von warmhärtbaren oder thermoplastischen Kunstharzen als Bindemittel und Schleifkörnern. Es ist bekannt, zur Herstellung von Schleifscheiben zur Erzielung einer weichen Bindung der Schleifkörner Naturharz und ferner tierische oder Textilfasern zu verwenden. Es ist ferner bekannt, Schleifkörper aus Schleifstoffen, wie Siliciumkarbid, Korund, natürlichem oder künstlichem Bimsstein, Glaspulver usw., sowie organischen Kunstharzen, wie z. B. Polyisobutylen usw., herzustellen, indem die Schleifkörner mit zerkleinerten Kunstharzkörnern gemischt und, falls ein thermoplastisches Kunstharz verwendet wird, die Mischung heiß gepreßt wird. Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von Schleifkörpern ein Gemisch aus Schleifkörnern und einem verflüssigten Kunstharz in eine Form zu füllen oder aber zuerst ausschließlich Schleifkörner in die Form zu geben und das flüssige Bindeharz darüberzugießen.The invention relates to a method for producing abrasive articles using thermosetting or thermoplastic synthetic resins as binders and abrasive grains. It is known to Manufacture of grinding wheels to achieve a soft bond of the abrasive grains natural resin and also to use animal or textile fibers. It is also known to use abrasives made of abrasive materials, such as silicon carbide, corundum, natural or artificial pumice stone, glass powder, etc., as well as organic Synthetic resins such as B. polyisobutylene, etc., to produce by the abrasive grains with comminuted Synthetic resin grains mixed and, if a thermoplastic synthetic resin is used, the mixture is hot pressed. It is also known to use a mixture of abrasive grains for the production of abrasive bodies and a liquefied synthetic resin to fill a mold or first only abrasive grains into the mold and pour the liquid binding resin over it.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Schleifkörner in dem Schleifkörper in einem gewissen Abstand voneinander liegen und von vornherein eine dichte gegenseitige Lage und Bindung der Schleifkörner schwer erreichbar ist. Infolgedessen werden Schleifkörner aus dem Schleifkörper vielfach vorzeitig herausgelöst, zumal Kunstharzmassen in der Regel nur eine geringe Festigkeit aufweisen.The known methods have the disadvantage that the abrasive grains in the abrasive body to a certain extent Distance from each other and from the outset a dense mutual location and binding of the Abrasive grain is difficult to reach. As a result, abrasive grains become multiple out of the abrasive article prematurely dissolved, especially since synthetic resin compounds usually only have a low strength.

In einer zunächst nur mit Schleifkorn gefüllten Form, in die anschließend das flüssige Harzbindemittel zugegeben wird, wird zur Behebung der Nachteile der bekannten Verfahren gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das Schleifkorn einer an sich bekannten Verdichtung zu unterziehen, z. B. durch Vibrationen und nachfolgender Pressung, und dann das Kunstharzbindemittel aus Düsen der mit Entlüftungskanälen versehenen Form in die Hohlräume des Kornskeletts einzuspritzen. Das Verdichten der Schleifkörner soll in einem solchen Maße erfolgen, daß die Schleifkörner, sich gegenseitig verspannend und abstützend, Teile eines starren Schleifkornskelettes bilden. Der zwischen den Schleifkörnern verbleibende Hohlraum wird durch Einspritzen eines härtbaren Kunstharzes (Spritzpressen) oder eines thermoplastischen Kunstharzes (Spritzgießen) in die Form ganz oder teilweise gefüllt. Beim Spritzpressen erfolgt das Erhärten des Kunstharzes durch Erwärmen der Form.In a mold initially only filled with abrasive grain, in which the liquid resin binder is then placed is added, is to overcome the disadvantages of the known methods according to the invention proposed to subject the abrasive grain to a known compression, z. B. by vibrations and subsequent pressing, and then the synthetic resin binder from nozzles of the form provided with ventilation channels into the cavities of the grain skeleton inject. The compaction of the abrasive grains should be done to such an extent that the Abrasive grains, mutually bracing and supporting, form parts of a rigid abrasive grain skeleton. The cavity remaining between the abrasive grains is made by injecting a hardenable Synthetic resin (transfer molding) or a thermoplastic synthetic resin (injection molding) into the mold entirely or partially filled. In transfer molding, the resin is hardened by heating the mold.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, eine große Dichte der Schleifkörner zu erreichen, was hohe Schleifleistungen gestattet. Das Verfahren ermöglicht aber insbesondere, auch Formen für profilierte Schleifkörper bzw. scheibenförmige Schleifkörper großen Durchmessers völlig gleichmäßig und dicht mit Schleifkörnern zu füllen. Die besonders gute Verfahren zum Herstellen kunstharzgebundener S chleifkörp er The method according to the invention makes it possible to achieve a high density of the abrasive grains, which allows high grinding performance. However, the method in particular enables molds for profiled grinding bodies or disk-shaped grinding bodies of large diameter to be filled completely evenly and tightly with abrasive grains. The particularly good process for producing synthetic resin-bonded abrasives

Anmelder: Dr.-Ing. Werner Osenberg, Gehrden (Hann.), HindenburgalleeApplicant: Dr.-Ing. Werner Osenberg, Gehrden (Hann.), Hindenburgallee

Dr.-Ing. Werner Osenberg, Gehrden (Hann.), ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Werner Osenberg, Gehrden (Hann.), has been named as the inventor

und gleichmäßige Verteilung der Schleifkörner auch in sehr komplizierten Formen, wie sie durch die Erfindung ermöglicht wird, ist nicht zu erwarten, wenn sich in einer Form bereits ein Gemisch aus Schleifkorn und Kunstharz in einem teigigen oder flüssigen Aggregatzustand befindet.and even distribution of the abrasive grains, even in very complex shapes, such as those made by the invention is not to be expected if there is already a mixture of abrasive grain in a mold and synthetic resin is in a pasty or liquid state.

Um einen Schleifkörper mit porösem Gefüge zu erhalten, preßt man nach dem Einspritzen des Kunstharzes ein gasförmiges oder flüssiges Medium unter Druck durch die Masse, wodurch ein Teil des noch nicht erhärteten bzw. erstarrten Kunstharzes aus der Form wieder herausgedrängt wird. Eine gleiche Wirkung läßt sich auch dadurch erreichen, daß man die Form unter Unterdruck setzt oder der Einwirkung von Zentrifugalkräften aussetzt, so daß das noch nicht erhärtete bzw. erstarrte Kunstharz teilweise wieder aus der Form abgeführt wird. Da das Kunstharz bei diesen Vorgängen an den Schleifkörnern selbst in dünner Lage haften bleibt, ist trotzdem eine genügende Verkittung der Schleifkörner untereinander gewährleistet.In order to obtain an abrasive body with a porous structure, pressing is carried out after the synthetic resin has been injected a gaseous or liquid medium under pressure through the mass, creating part of the still not hardened or solidified synthetic resin is forced out of the mold again. Same effect can also be achieved by placing the mold under negative pressure or the action of Subjecting centrifugal forces, so that the not yet hardened or solidified synthetic resin partially out again the form is discharged. Since the synthetic resin on the abrasive grain itself in these processes is thinner If the position remains adhering, sufficient cementing of the abrasive grains with one another is nevertheless guaranteed.

Das Verfahren nach der Erfindung ist ferner von Bedeutung für die Herstellung von Schleifkörpern, in denen Achsen, Kerne, Stahlscheiben, Drahtgeflechte od. dgl. angeordnet werden sollen, weil hierdurch nicht nur ein sattes Anliegen der Schleifkörner an die einzusetzenden Teile erreicht wird, sondern, insbesondere wenn diese Einsätze profiliert oder aufgerauht oder mit Bohrungen versehen sind, die Schleifkörner bei den Schwingungen, denen die Form erfindungsgemäß ausgesetzt wird, in die Profilierungen bzw. Bohrungen gelangen, und dadurch eine sehr gute Verankerung der Einlagen in dem Schleifkörper erzielt wird, wenn das Kunstharzbindemittel in die Form eingespritzt wird.The method according to the invention is also of importance for the production of abrasive articles in which axes, cores, steel disks, wire meshes or the like are to be arranged, because this does not only a full fit of the abrasive grains on the parts to be used is achieved, but, in particular if these inserts are profiled or roughened or provided with holes, the abrasive grains in the vibrations to which the mold is exposed according to the invention, into the profiles or Get holes, and thereby achieved a very good anchoring of the deposits in the grinding wheel when the resin binder is injected into the mold.

Das Verfahren nach der Erfindung ist anwendbar sowohl zur Herstellung umlaufender Schleifkörper als auch für Handwerkzeug, z. B. Feilen, und auchThe method according to the invention can be used both for the production of rotating grinding bodies as well as hand tools, e.g. B. files, and also

809 767/170809 767/170

Claims (1)

für solche Schleifwerkzeuge, die wie Honahlen, Kluppen od. dgl. mit Schleifsteinen bzw. Schleifleisten versehen sind. Es lassen sich nach dem Verfahren der Erfindung auch Lagerschalen, -büchsen, Zapfen od. dgl. herstellen, wenn die Körnung der Hartstoffe entsprechend fein gewählt wird. Zum Verständnis der Erfindung diene die Zeichnung. Es zeigt Fig. 1 a bis 1 d vier verschiedene Darstellungen von Querschnitten durch ein Schleifkorngefüge, im vergrößerten Maßstab, Fig. 2 den Querschnitt durch eine Spritzform mit eingelegter Stahlachse und Kern und eingefüllten Schleifkörnern, Fig. 3 den Querschnitt durch eine Stahlform mit einem eingelegten durchlochten Flachstahlkern und eingefüllten Schleifkörnern, Fig. 4 den Querschnitt durch die Form nach Fig. 3, Fig. 5 den halben Querschnitt durch ein Schleifwerkzeug mit in seinen Mantel eingesetzten Schleifkornleisten. In allen Figuren sind die Hartstoffschleifkörner mit 1 und die Kunstharzmasse mit 2 bezeichnet. Bei den nach bekannten Verfahren hergestellten Schleifkörpern mit Kunstharzbindung sind, wie in Fig. 1 a vergrößert dargestellt, die Schleifkörner 1 in einem verhältnismäßig großen Abstand voneinander in der Kunststoffmasse eingebettet. Bei dem Verfahren nach der Erfindung entsteht ein dichtes Schleifkornskelett, bei dem die einzelnen Schleifkörner 1 gemäß Fig. 1 b aneinanderliegen und sich gegenseitig abstützen. Eine gewisse Porosität kann gemäß Fig. Ic dadurch erzielt werden, daß in bekannter Weise lösliche bzw. ätzbare gekörnte Substanzen 3 den Schleifkörnern 1 vor ihrer Einfüllung in die Form beigemengt und nach Fertigstellung des Schleifkörpers jeweils aus dessen Randzonen wieder entfernt werden. Diese Körner durchsetzen gleichmäßig den Schleifkörper, so daß bis zu seiner Abnutzung jeweils wieder die gewünschte Porosität mittels eines Lösungs- oder Ätzmittels geschaffen wird. Um besonders große Räume zur Aufnahme von Schleifspänen zu schaffen, können an Stelle der gekörnten Substanzen 3 auch Leisten 4 eines entsprechenden Profils nach Fig. 1 d Anwendung finden. Diese Leisten werden vor Einfüllen der Schleifkörner in die Form unverrückbar eingesetzt, so daß sie dann nach dem Einfüllen und Verdichten der Schleifkörper durch Schwingungen während des Pressens dicht von den Schleifkörnern umgeben sind. Nach Entfernen des Schleifkörpers aus der Form wird dann zunächst durch Abrichten der Mantel des Schleifkörpers überarbeitet und so aufgeschlossen, daß die Leisten der Wirkung der Lösungs- bzw. Ätzmittel ausgesetzt werden können. Diese der Porositätserhöhung dienenden Maßnahmen sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung. Nach Fig. 2 ist eine zur Herstellung eines Schleifkörpers bestimmte Form 5 mit Bodenplatte 8, einem Preßstempel 7 und zwei Entlüftungs- bzw. Abflußkanälen 11 versehen. Eine Einfüllöffnung wird von einem Kanal 10 und einer trichterförmigen Erweiterung 12 gebildet. In die Bodenplatte 8 ist eine Stahlachse 9 eingelegt, auf die ein mit einer Profilierung 13 versehener Kern 14 aufgepreßt ist. Nach dem Einfüllen der Schleifkörner 1 in die Form wird diese in an sich bekannter Weise in Schwingungen versetzt, so daß die Schleifkörner eingeordnet und verdichtet werden. Unter Einfluß der Schwingungen gelangen Schleifkörner auch in die Einschnitte der Profilierung 13 der Stahlachse 9. Nach dem Einordnen wird das gesamte Gefüge der eingefüllten Schleifkörner noch durch Pressung verdichtet, die mittels des Stempels 7 ausgeübt und auch während des Hineinspritzens der Kunststoffmasse in die Form durch den Kanal 10 aufrechterhalten wird. Der Hohlraum zwischen den Schleifkörnern wird dabei von der Kunstharzmasse ausgefüllt. Beim Einspritzen des Kunstharzes entweicht die Luft aus der Form durch die Entlüftungskanäle 11. Es empfiehlt sich, die Menge des Kunstharzes so zu dosieren, daß sie während des Einspritzens zu einem kleinen Teil aus diesen Kanälen heraustritt. Um ein offenes poröses Gefüge des Schleifkörpers zu erreichen, wird sofort im Anschluß an das Einspritzen des Bindeharzes bei geschlossener Form durch die Einfüllöffnung 10, 12 beispielsweise ein Gas gepreßt, das mit überschüssigem Kunstharz durch die Entlüftungs- und Abflußkanäle 11 wieder austritt. Um überschüssiges Kunstharz durch Einwirkung von Zentrifugalkräften aus der Form zu entfernen, wird die Form so in eine Zentrifuge gesetzt, daß das überschüssige Kunstharz aus den Kanälen 11 entweichen kann. Die Mittelachse der Form wird hierbei radial zur Zentrifugenachse verlaufen, wobei die Kanäle 11 nach außen gerichtet sind. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Form dient zur Herstellung eines feilenartigen Hand-Schleifwerkzeuges, das dem Abrichten eingespannter Hartmetall-Drehwerkzeuge dienen soll. Die Form besteht aus den beiden Teilen 5' und 5". Der in die Form eingelegte Kern 24 hat einen rechteckigen Querschnitt und ist mit Bohrungen 15 versehen. Der Kern 24 ist einseitig zugespitzt, so daß er sich leicht in ein Feilenheft einsetzen läßt. Die unten durch eine Platte 8 verschlossene, zweiteilige Form wird nach Einsetzen des Kernes 24 mit Schleifkörnern 1 gefüllt, die nach Einwirkung von Schwingungen mittels des Stempels 7 zusammengepreßt werden. Durch die Öffnungen 10 und 12 wird dann das Kunstharz 2 hineingespritzt, so daß der Stahlkern 24 allseitig von einer Schleifkorn-Kunstharzmasse umschlossen und auch durch die in die Bohrungen 15 eingedrungene Schleifkorn-bzw. Kunstharzmasse fest verankert ist. Gemäß Fig. 5 sollen in den zylindrischen Mantel 34 Schleifkornleisten 16' und 16" eingesetzt werden. Zu diesem Zweck sind in dem zylindrischen Mantel 34 zwei oder mehrere über seine Länge oder auch radial verlaufende, durch die Leisten 17' und 17" abgedeckte sowie unten durch eine Platte 8 entsprechend Fig. 3 verschlossene Nuten beliebigen Querschnittes vorgesehen. Um den Schleifkornleisten einen festen Sitz zu geben, sind innerhalb der Nuten in den zylindrischen Mantel 34 mit Köpfen versehene Schrauben 26' und 26" eingeschraubt. Die Füllung der Leisten mit Schleifkörnern 1 und Kunstharzmasse erfolgt in der bereits beschriebenen Weise. Patentansprüche:For those grinding tools which, like honing tools, clips or the like, are provided with grinding stones or grinding strips. According to the method of the invention, bearing shells, bushings, journals or the like can also be produced if the grain size of the hard materials is selected to be correspondingly fine. The drawing serves to understand the invention. 1 a to 1 d shows four different representations of cross-sections through an abrasive grain structure, on an enlarged scale, perforated flat steel core and filled abrasive grains, FIG. 4 shows the cross section through the form according to FIG. 3, FIG. 5 shows half the cross section through a grinding tool with abrasive grain strips inserted into its jacket. In all figures, the hard abrasive grains are designated with 1 and the synthetic resin compound with 2. In the case of the abrasive bodies with synthetic resin bond produced by known methods, as shown enlarged in FIG. 1 a, the abrasive grains 1 are embedded in the plastic compound at a relatively large distance from one another. In the method according to the invention, a dense abrasive grain skeleton is created in which the individual abrasive grains 1 according to FIG. 1b lie against one another and support one another. A certain porosity can be achieved according to FIG. 1c in that soluble or etchable granular substances 3 are added to the abrasive grains 1 in a known manner before they are filled into the mold and are removed again from its edge zones after completion of the abrasive body. These grains evenly penetrate the abrasive body so that the desired porosity is created again by means of a solvent or etchant until it is worn out. In order to create particularly large spaces for receiving grinding chips, strips 4 of a corresponding profile according to FIG. 1 d can also be used instead of the granulated substances 3. These strips are inserted in such a way that they cannot be moved before the abrasive grains are poured into the mold, so that, after the abrasive grains have been filled and compacted, they are tightly surrounded by the abrasive grains due to vibrations during pressing. After the grinding wheel has been removed from the mold, the casing of the grinding wheel is then first reworked by dressing it and opened up in such a way that the strips can be exposed to the action of the solvents or etching agents. However, these measures serving to increase porosity are not the subject of the invention. According to FIG. 2, a mold 5 intended for the production of an abrasive body is provided with a base plate 8, a ram 7 and two ventilation or drainage channels 11. A filling opening is formed by a channel 10 and a funnel-shaped enlargement 12. A steel axle 9 is inserted into the base plate 8, onto which a core 14 provided with a profile 13 is pressed. After the abrasive grains 1 have been poured into the mold, it is set in vibration in a manner known per se, so that the abrasive grains are classified and compacted. Under the influence of the vibrations, abrasive grains also get into the incisions of the profiling 13 of the steel axis 9. After the filing, the entire structure of the filled abrasive grains is still compressed by pressure, which is exerted by means of the punch 7 and also during the injection of the plastic mass into the mold Channel 10 is maintained. The cavity between the abrasive grains is filled with the synthetic resin compound. When the synthetic resin is injected, the air escapes from the mold through the ventilation ducts 11. It is advisable to dose the amount of synthetic resin so that a small part of it emerges from these ducts during the injection. In order to achieve an open, porous structure of the grinding wheel, immediately after the injection of the binding resin with the mold closed, a gas is pressed through the filling opening 10, 12, for example, which exits through the ventilation and drainage channels 11 with excess synthetic resin. In order to remove excess synthetic resin from the mold by the action of centrifugal forces, the mold is placed in a centrifuge in such a way that the excess synthetic resin can escape from the channels 11. The central axis of the mold will run radially to the centrifuge axis, the channels 11 being directed outwards. The shape shown in FIGS. 3 and 4 is used to produce a file-like hand-grinding tool which is intended to be used for dressing clamped hard metal turning tools. The mold consists of the two parts 5 'and 5 ". The core 24 inserted into the mold has a rectangular cross-section and is provided with bores 15. The core 24 is pointed on one side so that it can easily be inserted into a file handle The two-part mold closed at the bottom by a plate 8 is filled with abrasive grains 1 after the core 24 has been inserted, which are pressed together after the action of vibrations by means of the punch 7. The synthetic resin 2 is then injected through the openings 10 and 12 so that the steel core 24 is enclosed on all sides by an abrasive-grain synthetic resin compound and is also firmly anchored by the abrasive-grain or synthetic resin compound which has penetrated into the bores 15. According to FIG. For this purpose, two or more grooves of any cross-section are provided in the cylindrical jacket 34, extending over its length or also radially, covered by the strips 17 'and 17 "and closed at the bottom by a plate 8 according to FIG To give a seat, screws 26 'and 26 "provided with heads are screwed into the cylindrical jacket 34 within the grooves. The strips are filled with abrasive grains 1 and synthetic resin compound in the manner already described. Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen kunstharzgebundener Schleifkörper in einer zunächst nur mit Schleifkorn gefüllten Form, in die anschließend das flüssige Harzbindemittel zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifkorn einer an sich bekannten Verdichtung, z. B. durch Vibrationen und nachfolgender Pressung, unterzogen und dann das Kunstharzbindemittel aus Düsen der1. Process for the production of synthetic resin bonded abrasives in an initially only with Abrasive grain filled form, into which the liquid resin binder is then added, thereby characterized in that the abrasive grain of a known compression, z. B. by vibrations and subsequent pressing, subjected and then the synthetic resin binder from nozzles of the
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