增材制造可以实现砂轮磨料层的三维结构化,提高砂轮容屑空间与冷却效率,降低磨削力和磨削温度,提高工件的磨削质量,同时可以提高砂轮结构的使用寿命。本文从磨削加工的角度探索结构化金刚石砂轮的设计理论,基于磨削力稳定性与冷却作用一致性构建砂轮结构的设计原则,开展金刚石砂轮选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）成型特征与质量优化的研究,研究SLM工艺参数对金刚石砂轮成型特征的影响规律,探究金刚石飞溅对材料球化的影响关系,揭示SLM成型中金刚石飞溅的形成机理与对砂轮成型的影响机制,针对金刚石飞溅问题提出SLM/烧结复合工艺,并研究基于增材制造结构化砂轮的磨削性能。根据砂轮结构化参数对未变形切屑厚度以及传入工件的磨削热分配系数的影响,分别建立了结构化砂轮的磨削力模型与磨削温度模型,探究了结构化参数对磨削力与磨削温度的影响。结果表明结构化砂轮磨料单元在磨削区内的边界长度变化,直接影响磨削力的稳定性;结构化砂轮孔隙结构占比的周向变化,影响冷却作用的一致性,冷却作用随孔隙结构占比的增加而增加。从磨削力的稳定性与冷却作用的一致性两方面出发,提出了结构化砂轮的设计原则。探究了SLM工艺参数对金刚石砂轮成型特征的影响规律,建立了材料球化与砂轮表面形貌、显气孔率、抗弯强度的影响关系。结果表明材料球化是影响砂轮成型特征的关键因素,砂轮显气孔率随激光线能量密度（Linear Energy Density,LED）的增加先降低后增加,成型的砂轮抗弯强度最大为213.37 MPa。探索了镀铜金刚石、重熔策略以及复合结合剂对砂轮成型的影响规律,采用镀铜金刚石颗粒可以降低砂轮的球化尺寸与显气孔率,提高砂轮抗弯强度;重熔策略虽然可以降低砂轮的球化尺寸,然而对砂轮抗弯强度的提升有限;复合结合改善了对金刚石颗粒的结合状态,提高了砂轮基体硬度和材料的脆性。研究了金刚石颗粒的飞溅行为,分析环境气体、羽辉对金刚石颗粒的气固作用以及与熔池之间的气固液作用机制,揭示了金刚石飞溅的形成机理。结果表明SLM中高速喷射的羽辉和流动的环境气体是飞溅形成的主要原因,羽辉引起环境气体向熔池方向流动,环境气体的夹带作用使金刚石颗粒向熔池方向运动;动态变化的羽辉冲击熔池周围的金刚石颗粒形成飞溅;羽辉冲击熔池内部的金刚石颗粒使其脱离熔池表面张力的束缚而形成飞溅。通过对砂轮表面形貌演变的研究,明确了金刚石飞溅对砂轮表面材料球化的影响机制。金刚石飞溅引起的粉末团聚、金刚石/粉末团聚、粉末剥蚀区和冲击区影响粉层厚度的均匀性,逐层沉积之后的团聚材料和不连续熔道逐渐演化为球化材料。金刚石飞溅引起的球化机理,同样适用于其他颗粒增强复合材料,减小增强颗粒尺寸和体积分数,增加金属材料对增强颗粒的润湿性有利于减弱飞溅现象。针对SLM成型中金刚石飞溅引起的问题,本文提出了SLM/烧结复合工艺。探究烧结温度对砂轮显气孔率、抗弯强度、耐磨性的影响,烧结工艺可以提高砂轮的磨削比。通过制备内部具有正交结构和菱形结构的砂轮节块,探索了SLM/烧结复合工艺制造结构化金刚石砂轮的可行性。采用SLM/烧结复合工艺制备了三维结构化的V型槽结构砂轮和正交结构砂轮,与烧结金刚石砂轮对比研究砂轮的磨削性能。实验结果表明,V型槽结构砂轮能够有效地降低磨削力,提高钛合金磨削表面与亚表面质量。SLM/烧结复合工艺为结构化砂轮的增材成型提供了新思路。