砂轮供应商Norton/Saint-Gobain并不生产或销售冷却剂喷嘴，但冷却剂喷嘴直接影响其产品的性能。该公司应用工程师David Graham表示：“在每种类型的磨削技术过程中，标准机床冷却剂喷嘴通过将砂轮保持覆盖在冷却剂中的状态足以控制砂轮的温度，而内圆磨削是个例外。”

在内圆磨削中，利用直径一般约为钻孔直径80%的砂轮对钻孔内表面进行加工。对于一个1.35 in(1 in=25.4 mm)的钻孔，可能使用1.125 in砂轮对其进行内圆磨削，二者之间的间隙(后退和偏心之后)仅为0.2 in。在机加工过程中，冷却剂喷嘴就必须通过此间隙将流体输送给砂轮和磨削区域。

通过直接金属激光烧结加工的喷嘴能解决让冷却剂进入砂轮与内圆磨削应用中零件之间狭小空间的问题

当然，喷嘴经常未能达到这一功能。随着钻孔深度加深，难度甚至变得更大。内圆磨削中冷却不足会导致精加工效果差、周期时间长，甚至对零件产生热损伤。

Graham几年前曾参与Norton/Saint-Gobain公司的一个内部项目，该项目旨在寻找此问题的解决方案。他说：“该公司寻找到的最有效的解决方案涉及到增材制造。”

传统制造方法，即成型和焊接，首先被用来尝试加工定制喷嘴，这种喷嘴可进入砂轮与工件之间的月牙形空间中。“鹅颈形”喷嘴，非常像在侧面具有裂缝的弯曲和扁平导管，是能配合到这种空间中的一种设计。该喷嘴专门用来将冷却剂导向到砂轮上，但其未能很好地控制冷却剂流向，从而会以某个角度将冷却剂喷洒到偏离于砂轮的方向。

这里的“鹅颈形”设计是利用传统制造方法开发出的一种替代喷嘴形状

更好的设计是“鞋形”喷嘴，沿着砂轮弯曲，像汽车挡泥板的形状，通过钻孔为挡泥板形状下侧上的冷却剂提供喷口。这种设计成功将更多的冷却剂喷射到砂轮上，但其也未能充分控制流向。冷却剂会以各种方向喷洒，包括由于压力导致其从喷嘴焊缝中的间隙中喷出。Graham说：“这些喷嘴缺乏任何内部几何形状将高压流体导出，由此导致其难度过大。”

因此，公司放弃了传统制造，尝试用增材制造方式整体成型金属零件。Graham设计了他认为会实现此功能的喷嘴，这次没有考虑内部复杂度，Norton/Saint-Gobain在EOS公司的一台机床上实施直接金属激光烧结(DMLS)工艺，采用17-4 PH不锈钢成型此零件。增材制造服务提供商Vaupell Rapid Solutions位于New Hampshire，其利用Graham的设计加工零件，该设计必须经过修改，才能通过增材制造工艺生产这种零件。

 另一种是此处显示的“鞋式”喷嘴

Graham开发的这种设计是对鞋式喷嘴的改进，利用挡泥板内部的翅片捕捉和控制冷却剂，这样就减少了湍流，并且流体会以一种覆盖砂轮且更均匀的流退出喷嘴。

通过测试确认了DMLS喷嘴的有效性。虽然砂轮的性能在八个零件加工后明显降低(无论砂轮是通过第一个鞋式喷嘴，还是常规冷却剂喷嘴冷却)，被DMLS喷嘴冷却的砂轮能继续发挥优异性能。在涉及到客户的内圆磨削的滚珠轴承滚道的测试中，DMLS喷嘴允许粗磨进给率产生50%的提升，粗加工道数50%的降低，而不会导致零件指令的任何损失。

Graham表示，他确实必须改变喷嘴的设计。他能让流体流速正确，但不能让增材制造正确。在零件从立柱过渡到挡泥板的过程中，他想让流体通道尽可能开放，但结果是Vaupell认为形状可能在几何形状上不稳定，而无法制造。Graham通过在此腔室内部增加支撑进行妥协，最终实现了通过测试的设计。

另外，Graham的公司并没有从事喷嘴业务，项目的探索目的在于可实现有效冷却的情况下在内圆磨削过程中可能发生什么。DMLS喷嘴目前在市场上并不能获得，但通过测试已经证明，增材制造的喷嘴是内圆磨削问题的可能解决方案。

在增材制造喷嘴的成功中可能也有更多的经验需要吸取。由于制造精确、内部复杂的形状使其能配合到狭小包络间隙中的解决方案，通过传统制造方法是非常难以实现的，内圆磨削中的冷却问题就长期被接受，但增材制造技术使这种问题非常容易被解决。在增材制造允许的几何自由度下，可能是时候重新发现我们已经长期接受的其他制造问题，因为DMLS或甚至更简单的3D打印技术可能使这些问题易于克服。