基于SLS的树脂结合剂金刚石砂轮的3D打印制备研究

摘要

传统树脂结合剂金刚石砂轮使用酚醛树脂与金刚石混合热压固化而成，该方法难以实现砂轮内部微细结构的设计，本文提出使用选区激光烧结SLS这种3D打印方法制备树脂结合剂金刚石砂轮，研究选区激光烧结树脂金刚石砂轮的结合剂配方、制备工艺、制备了不同内冷却流道微结构，研究了不同内冷却流道设计金刚石砂轮的磨削力特征、被加工材料表面及砂轮磨损机理。
　　首先，研究了SLS选区激光烧结金刚石砂轮的配方设计、烧结工艺。实验表明， SLS烧结工艺参数为：激光功率25W，扫描速度2000mm/s，单层层厚0.1mm，未添加白刚玉填料结合剂SLS烧结温度171.5℃。添加白刚玉填料结合剂SLS烧结温度173.5℃。添加白刚玉粉末的砂轮节块抗弯强度降低，气孔率降低，硬度增大。
　　采用SLS选区激光烧结树脂金刚石砂轮对玻璃、YG15硬质合金和氧化铝陶瓷这三种材料进行了磨削，结果表明：增大砂轮磨削深度，砂轮切向、法向磨削力都增大。增大砂轮的转速，砂轮切向、法向磨削力都下降。选区激光烧结3D打印制备砂轮的内冷却微流道可以降低金刚石砂轮磨削力。流道直径越大,砂轮切向、法向磨削力减小。流道数量越多，砂轮切向、法向磨削力减小。
　　SLS选区激光烧结树脂（尼龙）结合剂金刚石砂轮经打印工艺优化、配方及内冷却流道设计，可以有效加工玻璃、YG15硬质合金，由于氧化铝陶瓷硬度较高，难以实现有效磨削。SLS选区激光烧结树脂金刚石砂轮加工YG15硬质合金时金刚石是以磨耗磨损及微破碎的形式磨损，同时也伴随尼龙结合剂热软化塑形流动。

目录

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题的提出及研究内容

第二章 实验系统及实验方案

2.1实验材料

2.2实验装置与检测仪器

2.3实验路线及实验内容

第三章 选区激光烧结3D打印树脂金刚石砂轮设计

3.1配方设计

3.2 SLS烧结工艺

3.3结构设计

3.4节块性能表征

第四章 SLS选区激光烧结树脂金刚石砂轮磨削力特征

4.1加工参数对磨削力的影响

4.2流道尺寸及数量对磨削力的影响

第五章 被加工材料表面及砂轮磨损机理分析

5.1被加工材料表面形貌分析

5.2被加工材料表面粗糙度分析

5.3 SLS烧结树脂金刚石砂轮加工硬脆材料磨损机理

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

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