申請?zhí)枺?01510866013.1
　　申請人：湖南大學
　　發(fā)明人：陳逢軍 張磊 胡天 龔勝 尹韶輝

　　摘要：本發(fā)明屬于磨削加工及3D打印技術領域，涉及一種適用于磨粒規(guī)則排布的金剛石砂輪制備方法。相關裝置主要由運動控制平臺、砂輪打印系統(tǒng)、3D打印砂輪構成。所述運動控制平臺包括基座、回轉運動臺、升降平臺、平移平臺、運動控制裝置、支撐架。所述砂輪打印系統(tǒng)包括金剛石磨粒噴嘴、傳送管Ⅰ、金剛石磨粒盒、噴嘴支撐板、氣管Ⅰ、氣閥Ⅰ、氣閥Ⅲ、氣源、氣閥Ⅱ、氣管Ⅱ、金屬結合劑粉末盒、傳送管Ⅱ、氣管Ⅲ、激光源、激光光路、激光束、結合劑噴嘴、氣流。所述3D打印砂輪包括砂輪基體、金屬結合劑、金剛石磨粒。使磨粒在砂輪中按規(guī)則排布，此類砂輪在磨削時，加工的表面質量高、磨削效率高、磨削力均勻，砂輪的壽命得以延長。且異型砂輪的制備工藝得到簡化、平臺搭建方便、操作簡便。 　　主權利要求：1.一種磨粒規(guī)則排布的3D打印金剛石砂輪的制備方法，其裝置主要由運動控制平臺、砂輪打印系統(tǒng)、3D打印砂輪構成。所述運動控制平臺包括基座、回轉運動臺、升降平臺、平移平臺、運動控制裝置、支撐架。所述砂輪打印系統(tǒng)包括金剛石磨粒噴嘴、傳送管Ⅰ、金剛石磨粒盒、噴嘴支撐板、氣管Ⅰ、氣閥Ⅰ、氣閥Ⅲ、氣源、氣閥Ⅱ、氣管Ⅱ、金屬結合劑粉末盒、傳送管Ⅱ、氣管Ⅲ、激光源、激光光路、激光束、結合劑噴嘴、氣流。所述3D打印砂輪包括砂輪基體、金屬結合劑、金剛石磨粒。
　　2.根據(jù)權利要求1所述的一種磨粒規(guī)則排布的3D打印金剛石砂輪的制 備方法，其特征在于：所述回轉運動臺、升降平臺、平移平臺由所述 運動控制裝置控制進行相應的回轉、上下升降、左右平移的運動。所 述基座與所述回轉運動臺和所述支撐架連接，所述回轉運動臺上安裝 有砂輪基體。所述支撐架與所述平移平臺連接，所述升降平臺連接在 所述平移平臺上，且所述升降平臺能在所述平移平臺上左右滑動。所 述金剛石磨粒噴嘴上端和所述結合劑噴嘴的上端與所述噴嘴支撐板連 接。所述噴嘴支撐板與所述升降平臺下端連接，且能進行上下的升降 運動。所述傳送管Ⅰ下端與所述噴嘴支撐板連接，上端與所述金剛石 磨粒盒連接。所述氣管Ⅰ一端與所述金剛石磨粒盒連接，另一端與所 述氣源連接。所述氣管Ⅱ一端與所述金屬結合劑粉末盒連接，另一端 與所述氣源連接。所述傳送管Ⅱ上端與所述金屬結合劑粉末盒連接， 下端與所述噴嘴支撐板連接。所述激光光路的一端與所述激光源連接， 另一端與所述噴嘴支撐板連接。所述氣管Ⅲ一端與所述氣源連接，另 一端與所述噴嘴支撐板連接。
　　3.根據(jù)權利要求1所述的一種磨粒規(guī)則排布的3D打印金剛石砂輪的制 備方法，其特征在于，制備時包括如下步驟： (1).將所述砂輪基體安裝于所述回轉運動臺上，啟動所述運動控制裝置， 控制所述升降平臺的上下升降和所述平移平臺的左右水平運動，調節(jié)所述結合 劑噴嘴與所述砂輪基體的距離。控制所述回轉運動臺轉動，從而由所述回轉運 動臺帶動所述砂輪基體轉動； (2).啟動所述氣源，打開氣閥Ⅰ，關閉氣閥Ⅱ和氣閥Ⅲ，將一定壓力的氣 體通過所述氣管Ⅱ將所述金屬結合劑粉末盒中的金屬結合劑粉末壓入傳送管 Ⅱ，進入所述噴嘴支撐板，并通過所述結合劑噴嘴使所述金屬結合劑粉末均勻 噴到旋轉的砂輪基體上。同時啟動所述激光源，所述激光束通過所述激光光路 進入所述結合劑噴嘴，并對砂輪基體上的金屬結合劑粉末進行燒結熔化，實現(xiàn) 金屬結合劑增材加工。砂輪基體轉動一周后停止，所述砂輪基體表面形成一層 均勻的金屬結合劑層； (3).關閉所述激光源，關閉所述氣閥Ⅰ； (4).控制所述升降平臺沿所述水平平臺進行水平移動，帶動所述噴嘴支撐 板及所述結合劑噴嘴進行水平移動，當所述金剛石磨粒噴嘴移至所述砂輪基體 上方時，停止移動； (5).關閉所述氣閥Ⅰ和所述氣閥Ⅱ，打開所述閥門Ⅲ，將一定壓力的氣體 通過所述氣管Ⅰ將所述金剛石磨粒盒中的金剛石磨粒壓入所述傳送管Ⅰ，進入 所述噴嘴支撐板，并通過所述金剛石磨粒噴嘴將金剛石磨粒均勻噴散在步驟(2) 的金屬結合劑表面，砂輪基體轉動一周后停止，所述金屬結合劑表面形成一層 均勻的金剛石磨粒； (6).關閉所述氣閥Ⅲ； (7).控制所述升降平臺沿所述水平平臺進行水平移動，帶動所述噴嘴支撐 板及所述結合劑噴嘴進行水平移動，當所述結合劑噴嘴移至所述砂輪基體上方 時，停止移動； (8).啟動所述激光源，同時運動控制裝置控制所述回轉運動臺、所述升降 平臺和所述水平平臺進行運動。所述激光束通過所述激光光路進入所述結合劑 噴嘴，在所述運動控制裝置控制下對預先均勻布在砂輪表面結合劑層上的金剛 石磨粒按照規(guī)定的排布要求掃描燒結到砂輪結合劑，砂輪基體的轉動一周后停 止； (9).關閉所述激光源，打開所述氣閥Ⅱ，一定壓力的氣體通過所述氣管Ⅲ， 進入所述噴嘴支撐板，并通過所述結合劑噴嘴吹出，吹掉未被激光掃描燒結到 的磨粒，砂輪基體轉動一周后獲得單層磨粒規(guī)則排布的金剛石砂輪層； (10).關閉所述氣閥Ⅱ； (11).從步驟(2)開始重復上面步驟； (12).通過這種方法逐層增材累加，可得到多層磨粒規(guī)則排布的3D打印金 剛石砂輪。