基于3D打印的砂轮的制备方法及砂轮与流程

本发明属于砂轮技术领域，尤其涉及一种基于3d打印的砂轮的制备方法及砂轮。

背景技术：

减薄砂轮为改善磨削过程中的排屑和冷却效果，砂轮面一般由很多小的磨料块排列组合而成。通常的制作方法是模具高压成型混合粉末，再烧结成独立的小块，再将该小块粘接或焊接在金属基盘上，最后整体端面修平。此种方法面临的问题是，独立烧结单元如果体积过小数量过多，那粘接在基盘上时，小块的排列对齐费时费力，各单元的高低误差也会增加端面修平时间。如果独立单元体积过大，会影响磨削时的冷却和排屑效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于3d打印的砂轮的制备方法，旨在解决现有技术中的现有的砂轮加工时间长且制成的砂轮的冷却和排屑效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于3d打印的砂轮的制备方法，包括以下步骤：

提供3d打印设备，并在所述3d打印设备内预设砂轮尺寸以及所述3d打印设备的打印机参数；

将预制砂轮安装固定于所述3d打印设备内；

将混合粉料放入所述3d打印设备的粉料箱内；

启动所述3d打印设备并将所述预制砂轮打印成型为砂轮。

进一步地，所述砂轮尺寸包括第一预设槽宽、第一预设间距、第二预设槽宽以及第二预设间距，在所述预制砂轮的加工面上根据所述第一预设槽宽形成多个横向槽，相邻所述横向槽之间的间距等于所述第一预设间距；在所述预制砂轮的加工面上根据所述第二预设槽宽形成与多个所述横向槽呈纵横交错设置的多个纵向槽，相邻所述纵向槽之间的间距等于所述第二预设间距。

进一步地，所述横向槽与所述纵向槽的槽深为10mm。

进一步地，所述混合粉料包括粘结粉末与金刚石粉末，所述粘结粉末与所述金刚石粉末的重量配比为5:1～3:1。

进一步地，所述打印机参数为激光功率500w，扫描速度1200mm/s，单次铺粉厚度为0.5mm。

进一步地，打印成型所述砂轮还包括：放电加工所述砂轮，并使得所述砂轮的平面度小于0.03mm。

本发明还提供一种砂轮，通过上述的基于3d打印的砂轮的制备方法制成。

进一步地，所述砂轮包括基材板和设于所述基材板上的横向凸起与纵向凸起，所述横向凸起与所述纵向凸起相互垂直设置。

进一步地，所述砂轮中部开设有用于固定所述砂轮的固定孔。

进一步地，所述横向凸起与所述纵向凸起的宽度均为0.8mm～1.2mm，高度均为9mm～11mm。

本发明的有益效果：本发明的基于3d打印的砂轮的制备方法，通过使用3d打印设备实现对砂轮的制备，且该砂轮通过3d金属打印技术按照预设的打印参数将混合粉料烧结至预制砂轮上，进而能够高效地制作该砂轮，有效提高生产效率；由于3d金属打印具有精确性高且在打印过程中会通过冷却液实现对打印物品的降温，这样，一方面，可以通过冷却液带走在烧结混合粉料的过程中产生的热量，防止热量淤积导致的烧结后的混合粉料持续变形，进而实现保障该砂轮的加工精度；另一方面，冷却液可带走烧结过程中产生的残渣，避免残渣影响砂轮的性能，进而有效保障砂轮的高性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于3d打印的砂轮的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的砂轮的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的砂轮的结构示意图二。

其中，图中各附图标记：

10—基材板；20—横向凸起；30—纵向凸起；

40—横向槽；50—纵向槽；60—固定孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～3描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于3d打印的砂轮的制备方法，包括以下步骤：s1：提供3d打印设备，并在3d打印设备内预设砂轮尺寸以及3d打印设备的打印机参数；具体地，砂轮尺寸是指设置于基材板10上的横向凸起20和纵向凸起30的长度、宽度、高度以及间距，打印机参数是指3d打印设备的功率、单次打印高度以及扫描速度等；

s2：提供预制砂轮，具体地，该预制砂轮为基材板10，安装固定于3d打印设备内；具体地，基材板10中部开设有用于将该基材板10固定的固定孔，且该3d打印设备上通过与该固定孔连接以固定该基材板10，以保障砂轮的打印质量。

s3：提供混合粉料，将该混合粉料放入3d打印设备的粉料箱内；具体地，该混合粉料包括粘结粉末与金刚石粉末，粘结粉末包括青铜粉末、钛合金粉末以及不锈钢粉末中的至少一种，这样，制成的砂轮的硬度、熔点以及强度均较高，满足用户的任意使用需求。

s4：启动3d打印设备并将该预制砂轮打印成型为砂轮。3d打印设备包括铺粉组件、烧结组件以及冷却组件，在打印成型该砂轮时，先通铺粉组件对将混合粉料铺于基材板10上，再通过烧结组件将混合粉料烧结呈固态以形成预制砂轮，再通过冷却组件对该预制砂轮进行冷却，具体地，是采用冷却液流经该预制砂轮实现的冷却，重复上述铺粉、烧结以及冷却的步骤，直至该预制砂轮的尺寸与预设的砂轮尺寸对应，这样，便能实现砂轮的制作。

本发明的基于3d打印的砂轮的制备方法，通过使用3d打印设备实现对砂轮的制备，且该砂轮通过3d金属打印技术按照预设的打印参数将混合粉料烧结至基材板10上，进而能够高效地制作该砂轮，有效提高生产效率；由于3d金属打印具有精确性高且在打印过程中会通过冷却液实现对打印物品的降温，这样，一方面，可以通过冷却液带走在烧结混合粉料的过程中产生的热量，防止热量淤积导致的烧结后的混合粉料持续变形，进而实现保障该砂轮的加工精度；另一方面，冷却液可带走烧结过程中产生的残渣，避免残渣影响砂轮的性能，进而有效保障砂轮的高性能。

具体地，该基材板10的半径大于150mm，以便于制作减薄砂轮。

进一步地，如图1～3所示，在本实施例中，砂轮尺寸包括第一预设槽宽、第一预设间距、第二预设槽宽以及第二预设间距，在预制砂轮的加工面上根据第一预设槽宽形成多个横向槽，相邻横向槽之间的间距等于第一预设间距；在打印基材板的加工面上根据所述第二预设槽宽形成与多个所述横向槽呈纵横交错设置的多个纵向槽，相邻所述纵向槽之间的间距等于所述第二预设间距。具体地，相邻两横向槽之间设置有横向凸起20，相邻两纵向槽之间设有纵向凸起30，相邻两个横向凸起20的间距为1mm，相邻两个纵向凸起30的间距为1mm。相邻两横向凸起20之间形成有横向槽40，相邻两纵向凸起30直径形成有纵向槽50，通过设置横向凸起20与纵向凸起30，且相邻两个横向凸起20的间距为1mm，相邻两个纵向突起的间距为1mm，这样，该尺寸的砂轮具有较佳的磨削效果，且能够通过该宽度为1mm横向槽40与纵向槽50将磨削过程中产生的粉末以及热量带走，以满足用户的更高的使用需求。

进一步地，如图1～3所示，在本实施例中，横向槽与纵向槽的槽深为10mm，即横向凸起20与纵向凸起30的高度为10mm。通过将横向凸起20与纵向凸起30的高度设置为10mm，使得形成的横向槽40与纵向槽50的尺寸较大，便于将磨削过程中产生的粉末以及热量带走。

进一步地，在本实施例中，混合粉料包括粘结粉末与金刚石粉末，粘结粉末与金刚石粉末的重量配比为5:1～3:1。通过将粘结粉末与金刚石粉末的重量配比设置为5:1～3:1，通过将粘结粉末的重量配比设置为大于5:1，可在保障砂轮的硬度以及强度；通过将粘结粉末的重量配比设置为小于3:1，可进一步提高砂轮的硬度与强度的同时有效控制生产成本。

进一步地，在本实施例中，打印参数为激光功率500w，扫描速度1200mm/s，单次铺粉厚度为0.5mm。

进一步地，在本实施例中，打印成型砂轮还包括：放电加工砂轮，并使得砂轮的平面度小于0.03mm。本申请中的平面度均是指平面的高度差值，该3d打印设备还包括放电组件，该放电组件在砂轮铺粉、烧结以及冷却等步骤完成之后，通过放电组件实现对砂轮的表面进行处理，直至该砂轮的平面度小于0.03mm，使得该砂轮在使用时磨削效果更佳。

本发明实施例还提供一种砂轮，通过上述的基于3d打印的砂轮的制备方法制成。由于使用上述方法制作形成该砂轮，使得该砂轮的生产较方便，且该砂轮的品质较高。

进一步地，如图2～3所示，在本实施例中，砂轮包括基材板10和设于基材板10上的横向凸起20与纵向凸起30，横向凸起20与纵向凸起30相互垂直设置。相邻两横向凸起20之间形成有横向槽40，相邻两纵向凸起30直径形成有纵向槽50，通过设置横向凸起20与纵向凸起30，且相邻两个横向凸起20的间距为1mm，相邻两个纵向突起的间距为1mm，这样，该尺寸的砂轮具有较佳的磨削效果，且能够通过该宽度为1mm横向槽40与纵向槽50将磨削过程中产生的粉末以及热量带走，以满足用户的更高的使用需求。

进一步地，如图2～3所示，在本实施例中，砂轮中部开设有用于固定砂轮的固定孔。具体地，在砂轮中部设置固定孔，即基材板10中部开设有该固定孔，一方面，当制作该砂轮时，基材板10能够固定于3d打印设备上，便于提高该砂轮的精度；另一方面，该砂轮便于固定，使得使用该砂轮进行磨削时，具有较佳的磨削效果。

进一步地，如图2～3所示，在本实施例中，横向凸起20与纵向凸起30的宽度均为0.8mm～1.2mm，高度均为9mm～11mm。优选地，横向凸起20与纵向凸起30的宽度均为1mm，高度均为10mm。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。