Procédé de moulage d'un objet creux. La présente invention est relative, de façon générale, au moulage et a trait, en par ticulier,<B>à</B> certains procédés appliqués<B>à</B> la production d'objets coulés dont l'intérieur est creux.
Bien que l'invention ne soit pas nécessai- renient limitée au moulage d'un type parti culier d'objet creux, ni<B>à</B> la matière dont sa pièce coulée est faite, elle est surtout inté ressante polir la fabrication d'objets métalli ques coulés de contour relativement conipli- qué, dont l'intérieur creux est de forme irré gulière, en particulier d'objets de dimensions relativement faibles et qui doivent être pré cises.
Les arts mécaniques comportent, en abondance, des exemples de ces types d'ob jets, mais on a choisi comme exemple,<B>polir</B> la présente description, des appareils chirur gicaux destinés<B>à</B> être placés<B>à</B> demeure dans, le corps, polir renforcer ou remplacer des par- tics du squelette. Comme exemple spécifique, on a représenté dans le dessin annexé Lui membre artificiel. fait pour être fixé chirur- gicalement sur l'extrémité supérieure de la tige du fémur humain, de manière<B>à</B> rempla cer<B>à</B> demeure la tête de cet os.
Bien qu'un objet de ce genre comporte des courbures spéciales et possède certaines dimensions re lativement critiques et que l'intérieur ait une forme irrégulière et comporte de nombreux évidements plus larges<B>à</B> la base qu'à l'orifice, la présente invention permet de faire des ob jets irréguliers de ce genre sous une forme finie, en quantités industrielles, par de pures opérations de moulage. En général, la pièce coulée est en un alliage non sujet<B>à</B> se corro der et résistant, tel qu'un alliage de chrome- cobalt-molybdène, et on la coule<B>à</B> des tem pératures élevées, dans des moules de nature réfractaire appropriée.
La pièce coulée finale ne sera pas faite nécessairement dans un moule en une seule pièce, mais on comprendra mieux l'avantage <B>M</B> <B>de</B> la présente invention et son utilité dans différentes applications, en décrivant la façon suivant laquelle elle permet la création clé ces moules.
Lorsqu'on fait un moule réfractaire en. une seule pièce, il est de pratique courante d'établir un modèle en une matière destrue- tible, (par exemple en cire) qui est, unie répli que de l'objet désiré. Ce modèle est enrobé dans la matière du moule, puis détruit (par exemple en faisant fondre la cire), ce qui laisse dans le moule une cavité correspon dante dans laquelle on peut couler l'objet final.
La présente invention est relative, entre autres,<B>à</B> un procédé de fabrication d'un mo dèle de coulée-moulage se supportant de lui- même, fait entièrement en une matière des-# tructible et qui est une réplique d'un objet dont l'intérieur est creux et de forme irrégu lière. PILis particulièrement, le présent pro <B>cédé</B> permet de fabriquer ces modèles destrue- tibles en quantités industrielles par des opé rations de coulée.
Par l'expression matière destructible utilisée ici, il<B>f</B> aut entendre, de façon générale, les types de matières que l'on -utilise couram ment pour faire des modèles qui doivent être enrobés dans la matière du moule, puis<B>dé-</B> truits. Théoriquement, il n'y a pas de ma tière connue qui ne soit destructible , mais, tel qu'il est utilisé ici, ce mot signifie l'apti- tu-de <B>à</B> la destruction par des opérations in dustrielles relativement simples, telles qu'un traitement thermique qui fait fondre, brûler ou volatiliser la matière ou qui la désagrège, ou un traitement par un liquide qui la dissout ou a sur elle un effet chimique équivalent.
On indiquera plus loin,<B>à</B> titre d'exemples, plu sieurs matières qui sont destructibles de cette façon.
Le procédé permet l'utilisation d'un mo dèle -de l'objet final,désiré, -dans le but g6né- raI de faire un moule<B>à</B> noyau (et dans le but particulier de faire un moule<B>à</B> noya-Li en plusieurs pièces), dans lequel on peut couler des modèles destructibles tels que ceux indi qués ci-dessus.
La présente invention a pour objet un procédé de moulage d'un objet creux, carac térisé en ce qu'il consiste<B>à</B> utiliser un noyau en matière destructible dont la forme coires- pond <B>à</B> celle de la cavité intérieure dudit ob jet,<B>à</B> placer ce noyau dans un moule dont la cavité a la forme et les dimensions de l'e.xté- rieur dudit objet,<B>à</B> couler dans l'intervalle libre entre ledit noyau et la paroi intérieure de ce moule une matière destructible diffé rente de celle du noyau,<B>à</B> détruire ensuite ce noyau.
sans altérer l'enveloppe formée par la seconde matière destructible, laquelle consti tue alors un modèle creux ayant la forme de l'objet creux voulu tant<B>à</B> Fintérieur qu'à l'extérieur,<B>à</B> noyer ce modèle dans une ma tière fluide susceptible de se solidifier, de façon que cette matière en remplisse l'inté rieur eten recouvre l'extérieur,<B>à</B> détruire le dit modèle après solidification de ladite ma tière en un bloc, de sorte qu'il reste<B>à</B> l'inté rieur -de ce bloc -un espace vide ayant la forme de l'objet creux voulu,<B>à</B> couler dans cet espace vide la matière dont ledit objet doit finalement être constitué,
et<B>à</B> détruire ledit bloc tant<B>à</B> l'intérieur qu'à l'extérieur<B>de</B> l'ob jet ainsi formé lorsque ladite matière est soli- dif iée.
On obtient les avantages ci-dessus de la, la- c.on indiquée,<B>à</B> titre d'exemple, dans le des sin annexé qui illustre les différentes étapes <B>du</B> procédé.
La fig. <B>1</B> est -une vue perspective d'un noyau dont la formation est la première étape du procédé.
La fig. 2 est une coupe longitudinale schématique faite selon le plan de séparation des4eux parties<B>17</B> montrées<B>à</B> la fig. <B>3.</B>
La fig. <B>3</B> est une coupe faite sensiblement suivant la ligne<B>3-3</B> -de la fi-. 2.
La fig. 4 est une vue en perspective du produit intermédiaire obtenu en utilisant le moule des fig. 2 et<B>3.</B>
La fig. <B>5</B> est une coupe transversale du modèle destructible qui est obtenu en enlevant le noyau du produit représenté<B>à</B> la fig. 4.
La fign. <B>6</B> est une coupe transversale sché matique d'un moule réfractaire en une pièce, dans lequel a été noyé le modèle de la filg. <B>5</B> et d'où il a été ensuite éliminé.
La fig. <B>7</B> est une vue en perspective de l'objet final coulé dans le moule de la fig. <B>6.</B> L'objet<B>10</B> qui a été #choisi, <B>à</B> titre d'exem ple (fi-.<B>7),</B> est une tête de fémur artificielle creux, mais il est entendu que ce n'est qu#un exemple des nombreux objets que l'on peut fabriquer au moyen (lu procédé selon l'inven tion. Il est entendu également que lobjet <B>10,</B> tel qu'il est représenté, ne doit pas être con sidéré comme étant une représentation abso lument exacte de l'appareil chirurgical, de nombreux contours et d'autres détails avant été supprimés pour simplifier le dessin.
L'objet<B>10</B> (fig. <B>7)</B> comporte une<U>tige</U> sen siblement cylindrique<B>11,</B> prolongée par un col oblique 1-2 portant une tête sensiblement sphérique<B>13.</B> La tige<B>11</B> doit finalement être fixée, selon la technique de la chirurgie des os, sur la partie de tige du fémur qui est<B>à</B> refaire, tandis que la tête ronde<B>13</B> sert<B>à</B> établir une liaison<B>à</B> pivot avec le creux cor- respondant de l'acétabule. <B>A</B> la jonction du col<B>12</B> avec la partie de la tige<B>11</B> se trou vent des protubérances irrégulières (désignées de faqon générale par 14)
qui correspondent aux saillies qui existent normalement sur un fémur naturel (les trochanters) et servant<B>à</B> l'attache des muscles. Dans un dispositif artificiel, ces protubérances 14 peuvent être munies de boucles ou organes analogues pour faciliter la ligature.
Pour qu'il soit léger, l'appareil artificiel est creux, comme cela est représenté<B>à</B> la fi-.<B>7,</B> cet appareil étant, en fait, une simple coquille en une matière appropriée (par exemple en un alliage du genre indiqué plus haut) dont la résistance mécanique, la stabi lité, la résistance chimique et d'autres pro priétés conviennent au but visé. L'ouverture de l'extrémité de la tête<B>13,</B> qui résulte de la saillie eorrespondante <B>16</B> (voir fig. <B>1),</B> est fermée par un bouchon ou organe analogue que l'on peut souder en place lors des opéra tions finales de la fabrication.
Dans la mise en #uvre du procédé selon l'invention, on fait d'abord un noya-Li <B>1.5</B> (fic. <B>1)</B> dont la forme et les dimensions cor respondent<B>à</B> celles de la cavité intérieure de la pièce<B>10.</B> Ce noyau est en une matière des- tructible et il comporte sur ses côtés opposés de-, prolongements permettant de le placer convenablement -dans un moule en plusieurs parties, tel que celui représenté dans les fi-. 2 et<B>3.</B>
Ce moule est fait de deux ou<B>plus</B> de, deux parties complémentaires séparables (par exemple les quatre parties<B>17</B> représentées dans la fig. <B>3),</B> ces parties comportant des ouvertures spéciales dans lesquelles sont lo- CY <B>s</B> <B>-lé,,</B> les prolongements<B>16,</B> comme cela est re présenté, et une cavité de moulage<B>18</B> dont la forme et les dimensions correspondent au contour extérieur de l'objet désiré.
Le moule est fait en une matière permanente, telle que du métal, et il peut être d'une construction ordinaire quelconque, munie de goujons de repérage oit d'or---anes analogues (non repré sentés), de manière<B>à</B> faciliter le montage et le démontage des parties du moule. En un en- droit convenable, on ménage un ou plusieurs conduits de coulée pour permettre l'introduc tion de la matière qui doit être coulée autour du noyau<B>15.</B>
Dans ce moule, on introduit -une matière destructible, différente de celle du noyau<B>15,</B> et le résultat final est une pièce coulée telle qu'on la voit<B>à</B> la fig. 4, dans laquelle le noyaLi <B>15</B> est noyé. Le corps coulé<B>19</B> est une réplique cl-Li corps<B>10</B> et, en détruisant le noyau<B>15</B> pour le retirer de la matière qui l'entoure, on obtient un corps tel que celui représenté<B>à</B> la fig. <B>5.</B> La forme, les dimen sions et les détails du contour de ce corps sont identiques<B>à</B> ceux,du corps<B>10,</B> sauf qu'il est fait entièrement en -une matière<B>à</B> modèle destructible.
On noie alors le modèle destructible dans la matière 20<B>da</B> moule (voir fig. <B>6),</B> qui peut être, par exemple, une composition réfrac taire. Après que la matière du moule a f ait prise, le modèle<B>19</B> est détruit et éliminé en laissant ainsi une cavité de coulée 21 de con tour et de forme correspondants. Pour obte nir ce résultat, on munit d'abord le modèle <B>19</B> d'une ou plusieurs parties en saillie faites de la même matière destructible et destinée<B>à</B> former l'ouverture de coulée 22 dans le moule 20.
C'est par cette ouverture et d'a-Litres ouvertures analogues pouvant être pré vues dans le même but, que peut s'échap- per la matière du modèle<B>19</B> lorsqu'on le détruit. Par exemple, si le modèle est en une matière fusible, on retire celle-ci du moule <B>20</B> en la ehauffant et en la laissant couler par l'ouverture 22.
L'ouvert-Lire 22 sert également de passage pour l'introduction de la matière métallique destinée<B>à</B> former la. pièce coulée. Si cette pièce doit être faite d'un alliage de chrome- cobalt-molybdène, par exemple, on chauffe<B>à</B> l'avance le moule 20, en général<B>à</B> une tem pérature d'environ<B>1095";</B> on chauffe, en<B>gé-</B> néral, l'alliage fondu<B>à</B> une température d'en viron 15400 et on l'introduit dans le moule 20 sous pression. Finalement, on détruit le moule 20 pour libérer la pièce coulée qui<B>y</B> a été faite.
Pour faire le moule<B>à</B> noyau des fig. 2 et <B>3,</B> il est préférable de procéder comme suit: On fait d'abord un modèle plein en bois, ivoire, métal ou toute a-Litre matière, modèle dont la forme et la dimension extérieures correspon dent au contour extérieur de l'objet désiré. Ce inodèle a l'aspect extérieur qui est représenté<B>à</B> la fig. 4. On s'en sert pour établir, de toute façon habituelle ou appropriée, les parties complémentaires<B>17</B> du moule.
On modifie ensuite le modèle en le taillant ou le sculp tant ou en réduisant ou modifiant autrement sa forme et, le cas échéant, en ajoutant des languettes de mise en place ou organes ana- logués, de façon qu'il présente finalement la 'forme représentée<B>à</B> la fig. <B>1.</B> La partie ecorps a alors la foi-me et la dimension de l'intérieur creux de l'objet que l'on désire obtenir. On utilise ensuite ce modèle modifié, de toute fa çon convenable ou désirée, pour établir un autre jeu de parties complémentaires et sépa rables de moule (non représentées) qui sont également faites en métal ou matière perma nente équivalente.
Le modèle a alors rempli son rôle et on peut le rejeter.
On dispose alors de deux moules de cou lée, laits de plusieurs pièces et que l'on peut utiliser d'une façon répétée. L'un d'eux per met de faire -des noyaux tels que celui repré senté<B>à</B> la fig. <B>1.</B> L'autre est représenté dans les fig. 2 et<B>3</B> et utilisé d'une façon répétée comme décrit ici, pour faire des ensembles modèle-noyau tels que celui représenté<B>à</B> la fig. 4. Evidemment, si on le désire, le moule qui forme le noyau<B>15</B> peut être<B>f</B>ait avec plusieurs cavités de moulage permettant de couler plusieurs noyaux en même temps.
Le moule des fig. 2 et<B>3</B> peut aussi être fait, si on le désire, avec une série de cavités de mou lage séparées, de préférence communiquant les 1,mes avec, les autres, de sorte que l'on peut faire, en une seule opération, plusieurs mo dèles destructibles.
Les matières dont sont faits le noyau et le modèle peuvent être de différents genres. Par exemple, on peut les choisir de façon qu'elles aient des degrés de,solubilité diffé rents. Ainsi, le noyau peut être en une ma- tière qui est soluble dans Feau (ou dispersi- blé dans l'eau), tandis que la matière du mo dèle ne Fest pas.
Comme matières solubles ou dispersibles dan.s l'eau, dont on peut faire le noyau, on peut citer certains des esters d'alcools polyvalents tels que le di-glycol stéarate, le di-éthylène glycol monostéarate, le glycéryl tartrate, etc., ou certains gl-.ycols,
condensés déshydratés tels que les polyglycols ou certains des oxydes de poly-alkylène (que l'on trouve couramment sous le nomde car- bowax ) ou l'acétamide. <B>A</B> l'une ou<B>à</B> plusieurs des matières choisies, on peut ajouter de l'al cool polyvinylique pour obtenir une plus, grande résistance mécanique.
Parmi d'autres matières solubles dans l'eau que l'on peut utiliser pour<B>f</B> aire le noyau, on peut, citer de nombreux sels qui sont très solubles dans des solutions chaudes et le sont moins dans des solutions froides et qui absorbent de l'eau de cristallisation. Par exemple, des sels tels que le thiosulfate de sodium, le chlorure de magnésium, le bi chromate de sodium et le sulfate d'aluminium et d'ammonium sont. de ce type, et l'on a constaté qu'ils donnent des noyaux robustes ayant des surfaces lisses. On peut faire les noyaux par cristallisation<B>à</B> partir de solu tions chaudes sursaturées des sels, par exem <B>ple</B> en introduisant ces solutions chaudes dans les moules de noyau et en laissant l'hydrate cristallin se former<B>à</B> mesure que le refroi dissement progresse.
Le chlorure de calcium est un exemple typique dun autre type de sel que l'on peut utiliser de façon très ana logue, sauf que le chlorure de calcium absorbe l'alcool<B>de</B> cristallisaition pour donner une matière cristalline soluble dans l'eau qui peut être utilisée polir faire le noyau. En consé quence, l'utilisation de sels dans le procédé selon l'invention n'est, pas nécessairement limitée aux solutions dans l'eau, mais peut s'étendre aussi bien aux solutions dans l'al cool ou aux solutions dans l'eau et l'alcool.
Avec un noyau de ce type, qu'on peut détruire et éliminer en le soumettant<B>à</B> un traitement aqueux, on peut utiliser, pour le modèle extérieur, l'une quelconque des nom- breuse#s matières insolubles dans l'eau ou non attaquées par l'eau. Par exemple, on peut utiliser l'un quelconque des mélanges de cires couramment employés, tels qu'un mélange de carnauba, <B>de</B> candellila et de cire d'abeilles, avec ou sans paraffine, ou un mélange des corps précédents avec du terpène polymérisé ou un mélange de carnauba, de paraffine et de polybutène. Comme autres matières pos sibles,
il<B>y</B> a la résine acrylique ou la résine de polystyrène ou des mélanges de ces subs tances avec d'autres résines, cires ou corps analogues. Dans tous les cas, la matière du modèle est de nature moulable (Ast-à-dire pouvant se couler) et elle est destructible, afin de pouvoir être éliminée finalement du moule en une pièce dans lequel elle est des tinée<B>à</B> être noyée. Par exemple, si l'on uti lise des mélanges de cire, on peut les éliminer par l'action dissolvante d'un solvant appro prié, par fusion ou par d'autres moyens. Si l'on utilise des résines acryliques ou de poly styrène ou analogues, on peut les éliminer par l'aetîon de décomposition ou de combustion destructive de la chaleur, ou par d'autres moyens.
La plupart des matières<B>à</B> modèle données ci-dessus,<B>à</B> titre d'exemples, ne sont pas solu bles dans l'alcool éthylique. Par suite, une autre façon de mettre en #uvre le procédé consiste<B>à</B> utiliser l'une quelconque de ces matières pour faire un modèle que l'on coule autour d'un noyau fait d'une matière qui se dissout dans l'alcool éthylique. Parmi ces ma tières solubles dans lalcool et convenant pour le procédé, on peut citer le lactate de sorbitol, le di-stéarate de sorbitol, la résine<B>à</B> l'acétate polyvinylique, l'acétamide ou des corps ana logues.
Une autre façon de faire le noyau et le modèle en matières différemment destructibles consiste<B>à</B> faire le noyau en une substance<B>à</B> point de fusion relativement bas. Par exem ple, si le modèle extérieur est fait d'un des mélanges de cires couramment -utilisés, il peut avoir un point de fusion d'environ<B>76'.</B> Dans le cas de mélanges de cires de carnauba, le point de fusion peut être d'environ<B>83 à</B> <B>86'.</B> Le noyau peut alors être composé, par exemple, de l'une des matières données ci- dessous:
cire d'abeilles jaune, fondant<B>à</B> 611, beurre de cacao fondant<B>à</B> 30---350 stéarate di-glycolique fondant<B>à 530</B> acide lévulinique fondant<B>à</B> 3ÔO acétate bornylique fondant<B>à</B> 2911 tétrachloro, <B>(1,</B> 2,<B>3,</B> 4) benzène fondant<B>à</B> 47',5 ou toute autre matière ayant -un point de lu- sion sensiblement plus faible que celui de la matière du modèle, en ayant soin, évidem ment,
lorsqu'on entoure le noyau de la ma tière<B>à</B> modèle, que le noyau soit refroidi au préalable de façon adéquate ou soit autrement protégé contre la destruction<B>à</B> ce moment. Finalement, on peut détruire le noyau et l'en lever du modèle simplement en le soumettant, sous des conditions réglées (par exemple dans un bain d'eau ou de façon analogue)<B>à</B> la température plus basse.
Dans chaeun des cas, on peut utJ*U#er un certain nombre de types de matière de charge pulvérulente ou broyée, soit dans la matière du noyau, soit dans celle du modèle, soit dans les deux. Ces charges peuvent consister, par exemple, en résines acryliques ou vinyliques ou en composés organiques ou inorganiques simples et en cires et, si elles sont convenable ment eboisies, elles servent<B>à</B> réduire la con traction du noyau ou du modèle, suivant le cas, et elles permettent d'obtenir des résul tats plus exacts.
Evidemment, l'invention n'est pas limitée <B>à</B> lutilisation des matières particulières pré citées, qui ne sont données qu'à titre d'exem ple, ni aux moyens particuliers de destruc tion du noyau ou du modèle qui ont été indi qués. On peut détruire le noyau et l'enlever du modèle (le toutes façons convenables ou désirées, poumi qu'il laisse intact le modèle destructible pour qu'on puisse l'enrober en suite. De même, on peut effectuer, de toutes façons convenables ou désirées, la destruction du modèle pour le retirer de la matière du moule dans laquelle il est noyé.
Une carac téristique importante de l'invention consiste dans le choix convenable des matières destruc tibles -utilisées pour former le noyau et le ino- dèle, ce qui permet de réaliser de façon satis faisante, de la manière décrite, toute l'opé ration d'une façon réalisable industriel lenient.
A method of molding a hollow object. The present invention relates generally to molding and relates, in particular, to <B> </B> certain processes applied <B> to </B> the production of cast objects whose interior is hollow.
Although the invention is not necessarily limited to the molding of a particular type of hollow object, nor to the material of which its casting is made, it is above all of interest to polish the hollow object. manufacture of cast metal objects of relatively coniplated contour, the hollow interior of which is irregular in shape, in particular objects of relatively small dimensions and which must be precise.
The mechanical arts include, in abundance, examples of these types of objects, but we have chosen as an example, <B> polishing </B> the present description, surgical devices intended <B> for </B> to be placed <B> to </B> remains in, the body, to polish to strengthen or to replace parts of the skeleton. As a specific example, the attached drawing shows him an artificial limb. made to be surgically fixed to the upper end of the shaft of the human femur, so that <B> à </B> replaces the <B> à </B> cer- tain head of this bone.
Although such an object has special curvatures and has certain relatively critical dimensions and the interior is irregular in shape and has many recesses larger <B> at </B> the base than at the bottom. orifice, the present invention allows irregular objects of this kind to be made in finished form, in industrial quantities, by pure molding operations. In general, the casting is of an alloy which is not subject to corrosion and resistance, such as a chromium-cobalt-molybdenum alloy, and is cast <B> to </B> at high temperatures, in molds of suitable refractory nature.
The final casting will not necessarily be made in a one-piece mold, but the advantage of the present invention and its utility in different applications will be better understood. by describing how it enables the key creation of these molds.
When making a refractory mold out of. a single piece, it is common practice to establish a model of a destructible material (eg wax) which is a smooth replica of the desired object. This model is embedded in the material of the mold, then destroyed (for example by melting the wax), which leaves in the mold a corresponding cavity in which the final object can be poured.
The present invention relates, inter alia, to <B> to </B> a method of manufacturing a self-supporting cast-mold pattern, made entirely of a destructible material and which is a replica of an object with a hollow interior of irregular shape. PILis in particular, the present <B> assigned </B> process makes it possible to manufacture these destructive models in industrial quantities by casting operations.
By the expression destructible material used here, it <B> f </B> means, in a general way, the types of materials which are commonly used to make models which must be embedded in the material of the mold. , then <B> destroyed </B>. Theoretically, there is no known material that is not destructible, but, as used here, this word signifies the ability-of <B> to </B> destruction by operations. relatively simple industrial processes, such as a heat treatment which melts, burns or volatilizes the material or which disintegrates it, or a treatment with a liquid which dissolves it or has an equivalent chemical effect on it.
We will indicate later, <B> to </B> as examples, several materials which are destructible in this way.
The process allows the use of a model -of the final object, desired, -with the general aim of making a <B> core </B> mold (and with the particular aim of making a core mold). <B> à </B> noya-Li in several pieces), in which destructible models such as those indicated above can be cast.
The present invention relates to a method of molding a hollow object, characterized in that it consists <B> in </B> using a core made of destructible material, the shape of which is <B> to </ B> that of the interior cavity of said object, <B> to </B> placing this core in a mold whose cavity has the shape and dimensions of the exterior of said object, <B> to < / B> pour in the free space between said core and the interior wall of this mold a destructible material different from that of the core, <B> to </B> then destroy this core.
without altering the envelope formed by the second destructible material, which then constitutes a hollow model having the shape of the desired hollow object both <B> inside </B> and outside, <B> at < / B> drown this model in a fluid material liable to solidify, so that this material fills the interior and covers the exterior, <B> to </B> destroy the said model after solidification of the said ma whole in a block, so that it remains <B> inside </B> inside - of this block - an empty space having the shape of the desired hollow object, <B> to </B> to flow in this empty space the matter of which the said object must finally be made,
and <B> to </B> destroy said block both <B> inside </B> and outside <B> of </B> the object thus formed when said material is solid. dif ied.
The above advantages are obtained from the, as indicated, <B> to </B> by way of example, in the appended des sins which illustrates the different steps <B> of the </B> process.
Fig. <B> 1 </B> is a perspective view of a nucleus whose formation is the first step in the process.
Fig. 2 is a schematic longitudinal section taken along the plane of separation of the 4eux parts <B> 17 </B> shown <B> to </B> in FIG. <B> 3. </B>
Fig. <B> 3 </B> is a cut made substantially along the line <B> 3-3 </B> -of the fi-. 2.
Fig. 4 is a perspective view of the intermediate product obtained using the mold of FIGS. 2 and <B> 3. </B>
Fig. <B> 5 </B> is a cross section of the destructible model which is obtained by removing the core of the product shown <B> in </B> in fig. 4.
The fign. <B> 6 </B> is a dry cross section of a one-piece refractory mold, in which the filg model has been embedded. <B> 5 </B> and from where it was subsequently eliminated.
Fig. <B> 7 </B> is a perspective view of the final object cast in the mold of FIG. <B> 6. </B> The object <B> 10 </B> which has been #selected, <B> as </B> as an example (fi-. <B> 7), < / B> is a hollow artificial femoral head, but it is understood that this is only one example of the many objects which can be manufactured by means of the process according to the invention. It is also understood that the object <B> 10, </B> as shown, should not be taken to be an absolutely accurate representation of the surgical apparatus, many outlines and other details have been removed to simplify the drawing .
Object <B> 10 </B> (fig. <B> 7) </B> has a <U> stem </U> sen sibly cylindrical <B> 11, </B> extended by an oblique neck 1-2 carrying a substantially spherical head <B> 13. </B> The stem <B> 11 </B> must finally be fixed, according to the technique of bone surgery, on the part of the stem of the femur which is <B> to </B> redo, while the round head <B> 13 </B> serves <B> to </B> establish a <B> to </B> pivot connection with the corresponding hollow of the acetabulum. <B> A </B> the junction of the neck <B> 12 </B> with the part of the stem <B> 11 </B> is formed by irregular protuberances (generally designated by 14)
which correspond to the protrusions that normally exist on a natural femur (the trochanters) and which serve <B> for </B> the attachment of the muscles. In an artificial device, these protuberances 14 may be provided with loops or the like to facilitate ligation.
In order to be light, the artificial device is hollow, as shown <B> at </B> fig. <B> 7, </B> this device being, in fact, a simple shell made of a suitable material (for example an alloy of the kind indicated above) whose mechanical strength, stability, chemical resistance and other properties are suitable for the intended purpose. The opening of the end of the head <B> 13, </B> which results from the corresponding projection <B> 16 </B> (see fig. <B> 1), </B> is closed by a plug or the like that can be welded in place during the final manufacturing operations.
In the implementation of the method according to the invention, we first make a nucleus-Li <B> 1.5 </B> (fic. <B> 1) </B> whose shape and dimensions correspond <B> to </B> those of the interior cavity of the part <B> 10. </B> This core is made of a destructible material and it has on its opposite sides of- extensions allowing it to be placed properly -in a mold in several parts, such as that shown in fi-. 2 and <B> 3. </B>
This mold is made of two or <B> more </B> of, two separable complementary parts (for example the four parts <B> 17 </B> shown in fig. <B> 3), </B> these parts comprising special openings in which are lo- CY <B> s </B> <B> -lé ,, </B> the extensions <B> 16, </B> as shown, and a <B> 18 </B> mold cavity, the shape and dimensions of which correspond to the outer contour of the desired object.
The mold is made of a permanent material, such as metal, and it can be of any ordinary construction, fitted with gold-plated locating studs --- like handles (not shown), so <B> to </B> facilitate assembly and disassembly of the mold parts. In a suitable place, one or more pouring ducts are provided to allow the introduction of the material which is to be poured around the core <B> 15. </B>
In this mold, we introduce -a destructible material, different from that of the core <B> 15, </B> and the final result is a casting as seen <B> in </B> in fig. 4, in which the nucleus <B> 15 </B> is embedded. The cast <B> 19 </B> body is a cl-Li body <B> 10 </B> replica and, by destroying the core <B> 15 </B> to remove it from the surrounding material , we obtain a body such as the one shown <B> in </B> in fig. <B> 5. </B> The shape, dimensions and outline details of this body are identical <B> to </B> those of body <B> 10, </B> except that it is made entirely of a <B> to </B> destructible model material.
The destructible model is then drowned in the mold material (see FIG. <B> 6), </B> which can be, for example, a refractory composition. After the mold material has set, the pattern <B> 19 </B> is destroyed and discarded, thus leaving a casting cavity 21 of corresponding shape and shape. To obtain this result, the model <B> 19 </B> is first provided with one or more protruding parts made of the same destructible material and intended <B> to </B> form the opening of casting 22 in the mold 20.
It is through this opening, and similar openings which can be provided for the same purpose, that the material of the <B> 19 </B> model can escape when it is destroyed. For example, if the model is made of a fusible material, it is removed from the mold <B> 20 </B> by heating it and allowing it to flow through the opening 22.
The open-Lire 22 also serves as a passage for the introduction of the metallic material intended <B> to </B> form the. casting. If this part is to be made of a chromium-cobalt-molybdenum alloy, for example, the mold 20 is heated <B> at </B> in advance, generally <B> to </B> a temperature of about <B> 1095 "; </B> the molten alloy is <B> generally </B> heated <B> to </B> a temperature of about 15400 and 'introduced into the pressurized mold 20. Finally, the mold 20 is destroyed to free the casting which has been made.
To make the <B> core </B> mold of fig. 2 and <B> 3, </B> it is preferable to proceed as follows: We first make a solid model in wood, ivory, metal or any a-Liter material, model whose shape and external dimension correspond to the outer contour of the desired object. This inodel has the external appearance which is represented <B> in </B> in fig. 4. It is used to establish, in any usual or appropriate manner, the complementary parts <B> 17 </B> of the mold.
The model is then modified by trimming or sculpting it or by reducing or otherwise modifying its shape and, if necessary, by adding locating tabs or the like, so that it finally presents the shape. shown <B> to </B> in fig. <B> 1. </B> The body part then has the faith and dimension of the hollow interior of the object that we want to obtain. This modified pattern is then used, in any suitable or desired fashion, to establish another set of complementary and separable mold parts (not shown) which are also made of metal or equivalent permanent material.
The model has then fulfilled its role and can be rejected.
We then have two casting molds, milks of several pieces and which can be used repeatedly. One of them makes it possible to make nuclei such as the one shown <B> in </B> in fig. <B> 1. </B> The other is shown in fig. 2 and <B> 3 </B> and used repeatedly as described herein, to make model-kernel assemblies such as the one shown <B> through </B> in fig. 4. Obviously, if desired, the mold which forms the core <B> 15 </B> can be <B> f </B> with several mold cavities allowing several cores to be cast at the same time.
The mold of fig. 2 and <B> 3 </B> can also be made, if desired, with a series of separate mold cavities, preferably communicating the 1, mes with, the others, so that one can do , in a single operation, several destructible models.
The materials from which the core and the model are made can be of different kinds. For example, they can be chosen so that they have different degrees of solubility. Thus, the nucleus can be of a material which is soluble in water (or dispersible in water), while the material of the template is not.
As materials soluble or dispersible in water, of which one can make the core, there may be mentioned some of the esters of polyvalent alcohols such as di-glycol stearate, di-ethylene glycol monostearate, glyceryl tartrate, etc. , or some gl-.ycols,
dehydrated condensates such as polyglycols or some of the polyalkylene oxides (commonly found as carbowax) or acetamide. <B> To </B> one or <B> to </B> several of the materials chosen, polyvinyl alcohol can be added to obtain greater mechanical strength.
Among other water soluble materials which can be used to <B> f </B> area the nucleus, there may be mentioned many salts which are very soluble in hot solutions and less so in hot solutions. cold solutions which absorb water of crystallization. For example, salts such as sodium thiosulfate, magnesium chloride, sodium bi chromate, and aluminum ammonium sulfate are. of this type, and have been found to give strong cores with smooth surfaces. The nuclei can be made by <B> à </B> crystallization from hot supersaturated salt solutions, for example <B> ple </B> by introducing these hot solutions into the kernel molds and leaving the hydrate lens will form <B> to </B> as the cooling progresses.
Calcium chloride is a typical example of another type of salt which can be used in a very similar fashion, except that calcium chloride absorbs the crystallizing <B> </B> alcohol to give a soluble crystalline material. in the water that can be used polish make the core. Accordingly, the use of salts in the process according to the invention is not necessarily limited to solutions in water, but can extend equally to solutions in alcohol or solutions in water. water and alcohol.
With a nucleus of this type, which can be destroyed and eliminated by subjecting it to <B> </B> an aqueous treatment, any of the many insoluble materials can be used for the exterior model. in water or not attacked by water. For example, one can use any of the wax mixtures commonly employed, such as a mixture of carnauba, <B> candellila </B> and beeswax, with or without paraffin, or a mixture of previous bodies with polymerized terpene or a mixture of carnauba, paraffin and polybutene. As other possible materials,
there is acrylic resin or polystyrene resin or mixtures of these substances with other resins, waxes or the like. In all cases, the material of the model is of a moldable nature (i.e. able to flow) and it is destructible, in order to be able to be finally eliminated from the mold in one part in which it is tinée <B> to < / B> be drowned. For example, if wax mixtures are used, they can be removed by the dissolving action of a suitable solvent, by melting or by other means. If acrylic or poly styrene resins or the like are used, they can be removed by decomposition or destructive combustion of heat, or by other means.
Most of the <B> to </B> model materials given above, <B> to </B> by way of example, are not soluble in ethyl alcohol. Hence, another way of carrying out the process is to <B> </B> use any of these materials to make a pattern that is cast around a core made of a material that dissolves in ethyl alcohol. Among these alcohol soluble materials which are suitable for the process, mention may be made of sorbitol lactate, sorbitol di-stearate, polyvinyl acetate resin, acetamide or analogs. logues.
Another way to make the nucleus and model out of differently destructible matter is to <B> </B> make the nucleus a relatively low melting point <B> </B> substance. For example, if the exterior pattern is made from one of the commonly used wax mixtures, it may have a melting point of about <B> 76 '. </B> In the case of carnauba wax mixtures , the melting point can be about <B> 83 to </B> <B> 86 '. </B> The core can then be composed, for example, of one of the materials given below:
yellow beeswax, melting <B> to </B> 611, cocoa butter melting <B> to </B> 30 --- 350 di-glycolic stearate melting <B> to 530 </B> levulinic acid flux <B> at </B> 3ÔO bornyl acetate flux <B> at </B> 2911 tetrachloro, <B> (1, </B> 2, <B> 3, </B> 4) benzene flux < B> to </B> 47 ', 5 or any other material having -a melting point appreciably lower than that of the material of the model, taking care, of course,
when surrounding the kernel with <B> to </B> template material, that the kernel be adequately pre-cooled or otherwise protected from destruction <B> at </B> that time. Finally, the nucleus can be destroyed and removed from the model simply by subjecting it, under controlled conditions (eg in a water bath or the like) to <B> </B> the lower temperature.
In either case, a number of types of powdery or ground filler material can be used, either in the core material or in the model material or in both. These fillers can consist, for example, of acrylic or vinyl resins or of simple organic or inorganic compounds and waxes and, if suitably trimmed, they serve <B> to </B> reduce the con traction of the core or the core. model, as the case may be, and they make it possible to obtain more exact results.
Obviously, the invention is not limited <B> to </B> the use of the particular materials mentioned above, which are given only by way of example, nor to the particular means of destroying the core or the model. which have been indicated. We can destroy the kernel and remove it from the model (any suitable or desired way, so that it leaves the destructible model intact so that we can wrap it in a suite. Similarly, we can perform, anyway suitable or desired, the destruction of the model to remove it from the material of the mold in which it is embedded.
An important feature of the invention is the proper selection of the destructible materials used to form the core and the inodel, which allows the entire operation to be performed satisfactorily in the manner described. 'an industrial feasible way lenient.