[发明专利]具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮、装置及方法

权利要求书

1.一种具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮，其特征在于，包括砂轮基体和套设在所述砂轮基体外侧的砂轮磨削主体，所述砂轮磨削主体由3D打印成型，所述砂轮磨削主体具有随机多孔结构且包括金属结合剂和超硬磨料，所述随机多孔结构的体积与所述砂轮磨削主体的体积之比的范围为15％～45％。

2.根据权利要求1所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮，其特征在于，所述金属结合剂制备成微粉形式且所述金属结合剂的粒径为20微米到50微米。

3.根据权利要求1所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮，其特征在于，所述超硬磨料为金刚石磨料和立方氮化硼磨料中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮，其特征在于，所述超硬磨料的粒径为20微米到200微米。

5.根据权利要求1所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮，其特征在于，所述随机多孔结构通过三维建模软件生成。

6.一种制造根据权利要求1-5中任一项所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮的装置，其特征在于，包括：

运动控制平台；和

激光打印装置，所述激光打印装置与所述运动控制平台相连；

其中，所述运动控制平台包括：

基座；

回转工作台，所述回转工作台可旋转地设在所述基座上；

龙门架，所述龙门架设在所述基座上；

水平运动平台，所述水平运动平台设在所述龙门架上且水平可移动；

竖直运动平台，所述竖直运动平台与所述水平运动平台相连且竖直可移动；

控制系统，所述控制系统分别与所述回转工作台、所述水平运动平台和所述竖直运动平台信号传输。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述激光打印装置包括：喷嘴装置，所述喷嘴装置与所述竖向运动平台相连并与所述回转工作台相对；

其中，所述激光打印装置还包括送料组件和激光器组件，所述喷嘴装置分别与所述送料组件和所述激光器组件相连。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述送料组件包括：

气源；

混料箱，所述混料箱内盛放有金属结合剂粉末和超硬磨料的混合粉料，所述混料箱通过气体输送管与所述气源相连，所述混料箱通过粉料输送管与所述喷嘴装置相连；

所述激光器组件包括激光器，所述激光器通过光纤向所述喷嘴装置发射激光束以对所述混合粉料进行选择性烧结；

所述控制系统分别与所述气源和所述激光器信号传输。

9.一种制备根据权利要求1-5中任一项所述的具有随机多孔结构的金属结合剂3D打印砂轮的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将所述金属结合剂粉末和所述超硬磨粒均匀混料并放入混料箱；

S2：启动控制系统；

S3：所述控制系统控制气源，将一定压力的气体通过气体输送管将混料箱中的混合粉料压入粉料输送管，进入喷嘴装置，并且均匀喷洒到回转工作台上；同时所述控制系统控制激光器，激光束通过光纤进入所述喷嘴装置，并对已打印砂轮磨削主体上的混合粉料进行烧结熔化；

S4：重复步骤S2和步骤S3，得到具有随机多孔结构的所述砂轮磨削主体；

S5：所述砂轮磨削主体进行中心孔加工；

S6：加工所述砂轮基体，并装配所述砂轮磨削主体与所述砂轮基体，所述金属结合剂3D打印砂轮修整开刃。