CN106205321A - 发泡注射成型的骨模型及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发泡注射成型的骨模型及方法，采用注射成型工艺一次性用热塑性塑料注射成型所述骨模型的骨质，该骨质按临床要求分为骨皮质和骨松质，并能通过拍X片显示。骨皮质和骨松质使用性能接近临床实习需要，且可以通过改变注塑机的成型条件或者材料配方对骨皮质的厚度和质地及骨松质的疏松度进行调节，成型时间不超过5分钟一模，大大提高了成型效率，且成型的产品尺寸稳定，不需要修正飞边，废料可重复利用，企业投入不大。

Description

发泡注射成型的骨模型及方法
技术领域
本发明涉及一种医疗教育用骨模型，具体是涉及一种发泡注射成型的骨模型及方法。
背景技术
现有的医疗教育用骨模型，为模拟骨皮质和骨松质效果，一般采用两种工艺。
一种是：先用硬质塑料成型骨模型外层的骨皮质，然后用发泡材料(主要是聚氨酯发泡材料)浇注在外层骨皮质内模拟骨松质，等凝固后修正。这种工艺成型效率低(成型速度慢、劳动强度高、生产环境差)，产品翻制出来后还要大量人工修正，原料价格高，原料浪费严重，产品成型精度差。成型速度慢是因为发泡材料凝固时间长，不仅如此，还要留出很长的放置尺寸稳定时间。如果没有昂贵和占地大的自动化生产线，模具的浇注和翻制将都是靠人工，浇注设备需要及时清洗，清洗设备的成本和劳动强度高。发泡材料需要多种材料现场混合，浇注时溢出是工艺上常有的，由于混合物粘性很大，有刺激性，因此，导致生产环境差。原料是化学固化的，废料无法回收利用，混合的料必须当日用完，原料成本很高。
另外一种工艺是：利用自结皮的发泡聚氨酯一次性浇注成型，但这种工艺和材料模拟出来的骨模型，要么骨皮质硬度离临床相差很远，要么发泡密度分布离临床相差很远，没被市场接受；而且仍旧采用的是浇注聚氨酯工艺，生产效率低、原料浪费严重、生产环境差、劳动强度高的缺陷仍旧存在。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种发泡注射成型的骨模型及方法，采用发泡注射成型工艺一次性用热塑性塑料注射成型骨模型的骨质，骨质能通过拍X片显示，骨质的骨皮质和骨松质使用性能接近临床实习需要，且可对骨皮质的厚度和质地及骨松质的疏松度进行调节，成型时间不超过5分钟一模。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种发泡注射成型的骨模型，采用注射成型工艺一次性用热塑性塑料注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质和包裹在该骨松质外的骨皮质。
进一步的，所述骨模型为牙槽骨。
进一步的，所述热塑性塑料中添加有X射线阻射的粉末。
一种发泡注射成型骨模型的方法，包括如下步骤：
1)制备骨模型发泡注射成型所需的原料；
2)设计制作骨模型形态的发泡注射模具；
3)在注塑机上安装弹簧射嘴，采用注射成型工艺一次性注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质和包裹在该骨松质外的骨皮质；成型时通过成型温度来控制骨松质的发泡密度，通过模具温度来控制骨皮质的厚度；成型时的注塑压力在10～150Mpa，成型温度在180～300度，保压压力在0～20Mpa，保压时间在1～10分钟，发泡注射模具温度在20～100度。
进一步的，通过选择发泡注射模具的浇口位置来控制骨模型局部的发泡密度差异。
进一步的，发泡注射模具的浇口位置选在骨模型厚壁的地方，该浇口的直径在1mm以上。
进一步的，所述骨模型为牙槽骨，该牙槽骨顶面形成有若干牙槽窝，牙槽骨底面形成有定位连接结构，牙槽骨周侧靠近底面处形成有包胶槽。
进一步的，该原料为发泡树脂原料，选用可注射加工的热塑性塑料粒子为基础树脂，添加无机填料、偶联剂、X射线阻射的粉末、发泡剂、发泡助剂、色粉、分散剂进行改性制备而成；其中，
添加无机填料，以基础树脂质量比来算是5％～50％；
添加偶联剂，以无机填料质量比来算是0.5～5％；
添加X射线阻射的粉末，以基础树脂质量比来算是5％～40％；
添加发泡剂，以基础树脂质量比来算是0.5～8％；
添加发泡助剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％
添加色粉，以基础树脂质量比来算是0.1～10％；
添加分散剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％。
进一步的，先把无机填料、偶联剂和分散剂混合30分钟到3小时，60～120度烘干3～24小时，制成偶联化的无机填料；然后，再把偶联化的无机填料、基础树脂、发泡剂、发泡助剂、X射线阻射的粉末和色粉，混合6小时～24小时，60～120度烘干3～6小时，制成发泡树脂原料。
本发明的有益效果是：
1.本发明可以一次性5分钟内成型骨模型的骨松质和骨皮质，出模后尺寸稳定；而已有技术要么必须分次成型，要么成型时间长(一天一套模具只能成型两个产品)且成型后有后膨胀现象导致尺寸超差。
2.本发明只需利用现有传统的热塑性塑料成型设备进行改造即可，除了成型模具外，企业投入不大；而已有技术要么是手工浇注，劳动强度大，要么是大规模的自动化浇注生产线，设备和场地投入大，而且因为原料的特性，环境脏污难以避免。已有技术因客户需要改变原料配方的话，有可能需要更换混料浇注设备。
3.骨皮质厚度可以根据成型条件调整；而已有技术只能通过更改产品设计和浇注模具来调整。
4.骨皮质硬度可以根据原料配方调整，原料准备无严苛要求。而已有技术原料要求特殊的话配方复杂，需要专业原料厂多次试验配置，不是成型厂现有硬件和知识储备能做的，而且各组份的原料存储时间半年到一年，一旦混合后必须当日连续不间断的用掉。
5.骨松质的发泡比例(就是骨松质的密度)可以根据成型条件和原料配方稳定调整。而已有技术只能通过原料配方进行调整，通过原料配方比例调整过大的话，还需要更换混合设备。
6.骨质配料中添加X线阻射物质，对发泡程度影响不大。而已有技术对于原料，一旦要特殊需求的话，只有通过专业原料厂多次试验来配置，而且原料的变化可能会导致更换混合设备。
7.成型后的水口料和不良品料可以重复粉碎利用。而已有技术不仅无法重复利用废料，而且当日配置的原料要当日用掉，否则会堵塞混合设备。
8.成型后的产品不需要修正飞边；而已有技术因是浇注模具，飞边无法避免。
附图说明
图1为本发明骨模型为牙槽骨时的结构示意图；
图2为本发明应用于口腔实习模型时的结构示意图；
图3为本发明应用于口腔实习模型时牙齿位置剖面图。
结合附图，作以下说明：
1-牙槽骨，11-牙槽窝，12-定位连接结构，13-包胶槽，14-骨松质，15-骨皮质，2-软组织，21-牙周膜，3-牙齿。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
如图3所示，一种发泡注射成型的骨模型，该骨模型为牙槽骨，采用注射成型工艺一次性用热塑性塑料注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质14和包裹在该骨松质外的骨皮质15；热塑性塑料中添加有X射线阻射的粉末，使骨皮质和骨松质能通过拍X片显示。
图1、图2和图3为本发明牙槽骨骨模型应用于口腔实习模型的一种示例，该口腔实习模型包括注射成型的牙槽骨1，牙槽骨顶面按照实习需要形成有若干牙槽窝11，所述牙槽骨底面形成有用于固定到包胶模具模腔上及仿头模上的定位连接结构12，所述牙槽骨周侧靠近底面处形成有包胶槽13，包胶槽能够使软组织与牙槽骨注射成型结合的更加紧密，所述牙槽骨顶面及周侧上包胶注射成型有软组织2，该软组织延伸到所述牙槽窝内壁上的部分为牙周膜21，所述牙槽窝内的牙周膜上固定有牙齿3。
本发明利用改造的传统注塑机和按发泡注塑要求设计好的发泡注射模具，一次性用热塑性塑料注射成型骨模型的骨质；骨质按临床要求分为骨皮质和骨松质，并能通过拍X片显示。骨皮质和骨松质使用性能接近临床实习需要，且可以通过改变注塑机的成型条件或者材料配方对骨皮质的厚度和质地及骨松质的疏松度进行调节，成型时间不超过5分钟一模。
一种发泡注射成型骨模型的方法，包括如下步骤：
1)制备骨模型发泡注射成型所需的原料；较佳的，该原料为发泡树脂原料，选用可注射加工的热塑性塑料粒子为基础树脂，添加无机填料、偶联剂、X射线阻射的粉末、发泡剂、发泡助剂、色粉、分散剂进行改性制备而成；其中，
添加无机填料，以基础树脂质量比来算是5％～50％；
添加偶联剂，以无机填料质量比来算是0.5～5％；
添加X射线阻射的粉末，以基础树脂质量比来算是5％～40％；
添加发泡剂，以基础树脂质量比来算是0.5～8％；
添加发泡助剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％
添加色粉，以基础树脂质量比来算是0.1～10％；
添加分散剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％。
制备发泡树脂原料时，先把无机填料、偶联剂和分散剂混合30分钟到3小时，60～120度烘干3～24小时，制成偶联化的无机填料；然后，再把偶联化的无机填料、基础树脂、发泡剂、发泡助剂、X射线阻射的粉末和色粉，混合6小时～24小时，60～120度烘干3～6小时，制成发泡树脂原料。
2)设计制作骨模型形态的发泡注射模具；该发泡注射模具使牙槽骨顶面形成若干牙槽窝，牙槽骨底面形成定位连接结构，牙槽骨周侧靠近底面处形成包胶槽，参见图1和图2；这里，定位连接结构可以是槽，也可以是孔，不限于具体形式，用于将注射成型好的牙槽骨固定到包胶注射模具的膜腔中进行包胶注射。包胶槽用于使软组织与牙槽骨注射成型结合的更加紧密。
3)在注塑机上安装弹簧射嘴，采用注射成型工艺一次性注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质和包裹在该骨松质外的骨皮质；成型时通过成型温度来控制骨松质的发泡密度，通过模具温度来控制骨皮质的厚度；成型时的注塑压力在10～150Mpa，成型温度在180～300度，保压压力在0～20Mpa，保压时间在1～10分钟，发泡注射模具温度在20～100度。
成型过程中，可通过选择发泡注射模具的浇口位置来控制骨模型局部的发泡密度差异。优选的，发泡注射模具的浇口位置选在骨模型厚壁的地方，该浇口的直径在1mm以上。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发泡注射成型的骨模型，其特征在于：采用注射成型工艺一次性用热塑性塑料注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质(14)和包裹在该骨松质外的骨皮质(15)。
2.根据权利要求1所述的发泡注射成型的骨模型，其特征在于：所述骨模型为牙槽骨。
3.根据权利要求1所述的发泡注射成型的骨模型，其特征在于：所述热塑性塑料中添加有X射线阻射的粉末。
4.一种发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备骨模型发泡注射成型所需的原料；
2)设计制作骨模型形态的发泡注射模具；
3)在注塑机上安装弹簧射嘴，采用注射成型工艺一次性注射成型所述骨模型的骨质，该骨质包括骨松质和包裹在该骨松质外的骨皮质；成型时通过成型温度来控制骨松质的发泡密度，通过模具温度来控制骨皮质的厚度；成型时的注塑压力在10～150Mpa，成型温度在180～300度，保压压力在0～20Mpa，保压时间在1～10分钟，发泡注射模具温度在20～100度。
5.根据权利要求4所述的发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：通过选择发泡注射模具的浇口位置来控制骨模型局部的发泡密度差异。
6.根据权利要求5所述的发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：发泡注射模具的浇口位置选在骨模型厚壁的地方，该浇口的直径在1mm以上。
7.根据权利要求4所述的发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：所述骨模型为牙槽骨(1)，该牙槽骨顶面形成有若干牙槽窝(11)，牙槽骨底面形成有定位连接结构(12)，牙槽骨周侧靠近底面处形成有包胶槽(13)。
8.根据权利要求4所述的发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：该原料为发泡树脂原料，选用可注射加工的热塑性塑料粒子为基础树脂，添加无机填料、偶联剂、X射线阻射的粉末、发泡剂、发泡助剂、色粉、分散剂进行改性制备而成；其中，
添加无机填料，以基础树脂质量比来算是5％～50％；
添加偶联剂，以无机填料质量比来算是0.5～5％；
添加X射线阻射的粉末，以基础树脂质量比来算是5％～40％；
添加发泡剂，以基础树脂质量比来算是0.5～8％；
添加发泡助剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％
添加色粉，以基础树脂质量比来算是0.1～10％；
添加分散剂，以基础树脂质量比来算是0.1～5％。
9.根据权利要求8所述的发泡注射成型骨模型的方法，其特征在于：先把无机填料、偶联剂和分散剂混合30分钟到3小时，60～120度烘干3～24小时，制成偶联化的无机填料；然后，再把偶联化的无机填料、基础树脂、发泡剂、发泡助剂、X射线阻射的粉末和色粉，混合6小时～24小时，60～120度烘干3～6小时，制成发泡树脂原料。
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