[发明专利]一种基于3D打印的金刚石多孔研磨块的制造方法及应用

权利要求书

1.一种基于3D打印的金刚石多孔研磨块的制造方法，其特征在于，包括：

1） 根据研磨过程所需的磨屑内冷空间设计孔隙率，所述孔隙率为0.3~0.8，基于数学函数关系式通过设计软件得到具有所述孔隙率的研磨块晶胞单元体的三维模型；具体为

1.1）选择数学函数Gyroid作为生成研磨块晶胞单元体的曲面函数，根据给定x、y、z取值范围，建立立方体点集，再采用函数isosurface根据曲面表达式获得等值面，进一步采用isocaps函数封闭模型，于MATLAB软件上建模得到所述孔隙率的研磨块晶胞单元体的三维模型的STL文件格式；

1.2）导入三维建模处理软件SOLIDWORKS，得到研磨块晶胞单元体的三维模型；

2） 在Magics软件上创建多孔研磨块的形状，导入所述研磨块晶胞单元体的三维模型填充到多孔研磨块内部，设置多孔研磨块的尺寸，得到多孔研磨块的三维模型；

3） 打印粉料为金刚石磨粒和铝合金系列结合剂的混合粉末，其中金刚石磨粒的体积分数为10%~30%，通过激光选区熔化技术进行3D打印成形，得到金刚石多孔研磨块；所述激光选区熔化技术的激光功率200~400 w，扫描速度2500~3500 mm/s，扫描间距100~150 μm，光斑直径70~90μm。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的金刚石多孔研磨块的制造方法，其特征在于：所述步骤3）中，所述金刚石磨粒的平均粒径为40~80 μm，所述铝合金系列结合剂为AlSi7Mg，通过机械混合方式制备成所述混合粉末，混合时间为8~15小时。

3.根据权利要求2所述的基于3D打印的金刚石多孔研磨块的制造方法，其特征在于：所述混合粉末在打印前通过真空干燥箱烘干，烘干温度为80~100℃，烘干时间为8~15小时。

4.由权利要求1~3任一项所述制造方法制造的金刚石多孔研磨块，其特征在于：所述金刚石多孔研磨块具有三维空间连通的孔洞。

5.一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘，其特征在于：由权利要求4所述的金刚石多孔研磨块拼接形成。

6.根据权利要求5所述的用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘，其特征在于：所述金刚石多孔研磨块的形状为六面体，八面体或十二面体。