随着科技的进步和工业的发展,越来越多的硬脆材料和复杂型面零部件被广泛应用于航空、航天、医疗器械等领域,由于对这些材料加工比较困难和对加工精度、表面粗糙度和质量稳定性要求的提高,使得磨削加工,特别是使用超硬磨料有序排布的异型砂轮进行高效精密加工的需求日益增加。虽然国内外学者提出了多种方法实现磨料的有序排布和制备异型砂轮,但仍然存在磨粒有序排布工艺复杂,砂轮残余应力过大等问题,因此开发一种新的制备工艺简单,减小残余应力的砂轮制备技术十分必要。本文针对传统砂轮制备方法存在磨粒排布工艺复杂,残余应力过大等问题,基于选区激光烧结技术和超声振动理论,提出了一种新型的超声辅助激光烧结技术,并进行了以下研究。首先,对超声辅助激光烧结技术进行理论和实验条件分析,搭建了超声辅助激光烧结实验平台。其次,采用ANSYS仿真软件对激光烧结中砂轮温度场进行模拟,分析了激光工艺参数对温度场的影响,结果表明:激光烧结中的升温和冷却速度都很大,熔池的最高温度随激光功率的增大和扫描速度的减小而增大,扫描速度越小,熔池温度升高的幅值越大。最后,进行了超声辅助激光烧结实验,分析了超声振动对成型件表面形貌和微观组织的影响,揭示了超声振动辅助激光烧结金刚石磨粒的成型机理;分析了激光烧结后金刚石的残余应力分布,探究了超声振动对残余应力的影响机理。结果表明:在超声作用下,金刚石被结合剂包埋深度比较均匀,结合剂爬升高度较高,粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶,组织更加致密均匀,镍基结合剂和金刚石的结合机理为:C元素和Cr元素发生化学反应生成Cr₃C₂,使金刚石和结合剂形成良好的化学冶金结合;金刚石的最大残余应力出现在金刚石出露结合剂的棱边上;在超声的声流效应和机械振动特性下,激光烧结后的金刚石残余应力会降低。