CN109155893B - 利用二次材料注入的定制弹性体耳模 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制作模具的方法，该模具具有用于容纳第一材料和第二材料的内部腔，其中模具具有被配置为接收第一材料的第一端口、被配置为接收第二材料的第二端口、以及用于将第二材料引导到第一材料内的第一通道，该方法包括：确定具有表示耳部形状的数据的电子文件；处理电子文件以创建模具的电子模型，模具的电子模型具有浇口特征；以及基于模具的电子模型创建模具。

Description

利用二次材料注入的定制弹性体耳模
相关申请数据
本申请要求于2016年4月26日提交的未决的美国临时专利申请No.62/327,723以及2017年4月25日提交的未决的美国专利申请No.15/496,773的优先权和权益。
美国专利申请No.15/496,773要求美国临时专利申请No.62/327,723的优先权和权益。
技术领域
本公开涉及用于制作听力设备部件的系统和方法，并且更具体地涉及用于制作耳模的系统和方法。
背景技术
可采用各种技术设计和制造定制耳模和助听器壳。例如，已利用数字数据处理和3D打印(快速原型)来制作定制耳模。这些技术提供了向定制产品添加复杂特征同时保持合理的基于机器的制造的能力。
许多声音产生设备(助听器和耳机)和听力保护设备(耳塞和音乐家耳塞)需要：1)设备提供良好的声密封，这对设备性能和声音质量很重要，并且2)设备舒适地贴合在耳部中。存在许多用于通过使用包括各种形状、大小和工艺的弹性体和泡沫的各种材料实现这一点的概念。
然而，在复合设备的所有示例中，弹性体部分和泡沫部分作为单独物品被添加(其中泡沫件在二次操作中被添加到弹性体)或者被泵送到可充气容器中。
发明内容
本文描述了用于制作在有源声音处理单元(助听器、耳机)和无源设备(耳塞、游泳耳塞)两者中使用的定制弹性体耳模的新工艺。该工艺创建由被输注相容的可压缩泡沫或其他柔软材料的柔软的生物相容性材料(诸如，硅酮或聚氨酯)制成的产品，以便实现耳模上的特定区域的柔软性和柔顺性。结果是通过实现较高的舒适度、改进的声密封并且通过允许更深地贴合在耳道中来超过现有技术的具有局部柔软性和柔顺性的耳模能够防止堵耳效应。
材料与两种设计概念的组合实现了以下中的一个或多个：1)由于外耳定制而创建了在耳部中具有优异保持性的产品；2)创建了具有随耳道移动而移动的改进的柔顺性、改进的舒适性、增加的柔韧性、优异的声密封、和导致耳道堵耳减小的更深密封的产品。这种改进是比固体弹性体材料更加柔软、更加可压缩，但更加有弹力(例如，更加可变形、更加弹性等)的泡沫输注区域的结果并且因此在与全定制模具相比时变得更加适应耳道的动态特性。泡沫材料的轻弹簧力提供了改进的声密封而没有不适；3)创建了具有改进的且比全定制产品更深的声密封的舒适产品，这是因为硅酮/硅酮泡沫组合提供了当佩戴者移动他的头部或下巴时不会破坏的柔顺密封。
在一些实施例中，产品可使用与助听器产品的制造共用的数字过程创建。在这种情况下，该过程用于制作用于铸造硅酮或聚氨酯弹性体的一次性模具，但是除注入一次弹性体外，还执行另外的过程步骤以添加完全包含在一次弹性体内的二次内部材料。该过程利用一次材料的表面张力效应保持粘附到模具的外部壁的内部表面。这允许二次材料占据内部而不从外部置换基本弹性体。
本文描述的实施例将改进任何耳内式产品的性能，耳内式产品包括但不限于：1)助听器，2)护耳用具，和3)定制耳机。
本文描述的实施例涉及使用耳部的定制模具。在一些实施例中，定制模具具有仅限于外耳和耳道入口的定制部分。在其他实施例中，定制模具可具有(一个或多个)非定制部分，和/或可不限于外耳和耳道入口。例如，在其他实施例中，定制模具可延伸到用户耳部的其他部分，诸如耳道的外部分和/或耳道的内部分。模具由将弹性体材料注入在3D打印过程中制成的一次性注塑中制成。模具的任何部分能够通过注入二次材料来增强，由于将一次材料保持粘附到注塑模具表面的一次弹性体材料的表面张力特性，二次材料仅从模具的内部置换原始材料。
在需要与人接触的物品的柔顺性和舒适性的任何应用中泡沫优于整体材料(monolithic material)或固体材料。泡沫通常用于增强从家具到鞋子到头盔范围内的产品的舒适性。几十年来泡沫已用于耳塞中，但是通常是以预模制的形式用于耳塞中。泡沫也已应用到耳模以改进舒适性并且也通过提供更好的声密封来改进性能。
然而，由于与生产相关联的问题(工作时间短、材料选择的局限性)以及与插入(泡沫太松弛而无法允许插入)、清洁度(泡沫允许外来材料被困在泡沫细胞中)、和强度(如果模具贴合地太紧密或处理地太粗糙，泡沫的撕裂强度限制其从耳部移除的能力)相关联的客户使用，泡沫在定制耳模应用方面具有一些局限性。由于这些局限性，大多数定制的柔软耳模由整体弹性体(硅酮、PVC和聚氨酯)而不是泡沫制成。
在一些情况下，可尝试提供硅酮与泡沫或聚氨酯与泡沫的组合以便利用每种的有益属性。例如，泡沫可使用某些装配过程作为模具的单独件而被添加。在非定制耳塞应用中，泡沫可单独地使用或者与其他预模制物品结合以形成更加复杂的设备。
本文描述的实施例提供了用于通过使用由3D打印提供的铸造技术在定制应用中结合泡沫与硅酮的改进方法。3D模具能够用作用于各种材料的一次性注塑模具。至少一个实施例使用了单发模具的基本概念，但是使用了材料的二次注入的概念来创建注入模具中的一次材料和注入模具中的二次材料两者的复合模具。该过程也利用了表面张力的化学特性来将一次材料保持为最终设备的“外”皮或层，同时将二次材料限制到设备的内部。以这种方式，外层保持一次材料的优点，而内部保持二次材料的优点。
材料的组合是不受限的，只要材料是化学相容的并且能够注入3D打印模具中。通过非限制性示例，一些组合为：
一次材料：硅酮；二次材料：硅酮泡沫
一次材料：A硬度的硅酮；二次材料：不同硬度(例如，更低硬度)的硅酮
一次材料：硅酮；二次材料：硅凝胶
一次材料：硅酮；二次材料：另一颜色的硅酮
一次材料：聚氨酯；二次材料：聚氨酯泡沫
一次材料：A硬度的聚氨酯；二次材料：不同硬度(例如，更低硬度)的聚氨酯
一次材料：聚氨酯；二次材料：聚氨酯凝胶
一次材料：聚氨酯；二次材料：另一颜色的聚氨酯
一次材料：聚氨酯，或者聚氨酯和聚氨酯泡沫。
一次材料：硅酮；二次材料：空气
一次材料：硅酮；二次材料：相容性液体。
一次材料：硅酮；二次材料：聚氨酯
复合模具具有结合两种材料的可期望属性的优点。例如，硅酮(一次)和硅酮泡沫(二次)复合材料具有泡沫的柔软性和柔顺性的优点，但是具有硅酮的刚度、强度、和化学稳定性。这样得到了优越性能的耳模，这是因为耳模由于泡沫而非常舒适，由于这种舒适性而能够深入耳部，由于泡沫的柔顺性而将提供更好的声密封，但是由于硅酮外层的刚度，耳模能够容易插入，提供生物相容性表面，容易清洁，并且提供关于撕裂强度和耐化学性的耐久性能。
复合耳模实现了以下中的一种或多种：1)由于泡沫的改进的柔顺性(柔软性)和形状改变能力而实现了比紧密贴合的全定制耳道更好的声密封；2)由于改进的柔顺性和形状改变的相同原因改进了设备的舒适性，同时容许不完整的耳部印模；3)复合模具由于改进的柔软性和柔韧性而能够深入耳道，这具有减小堵耳效应的优点；4)实现了与下巴移动相关联的较低噪音级和与使用紧密贴合的整体材料经历的声密封的连续损耗和重新获得相关联的泄露。
将二次材料截留在模具内部上的模制过程的另一优点是允许液体或凝胶作为二次材料。这允许使用由各种材料选择引起的优越声阻尼。
定制注塑模具和铸造可在各种过程中使用/执行，诸如数字数据处理，3D打印(快速原型)等。
在这种情况下，人的耳部形状通过将硅酮注入耳部和耳道中来实现，或者利用激光或白光扫描器扫描外耳和耳道入口区域。所扫描的图像用于塑造或雕刻产品的最终形状，并且将预先设计的特征添加到模具中，该预先设计的特征融入模具的数字图像中。最终产品设计的数字文件然后输出到3D快速原型/制造机器。在该过程中，在3D打印机上制成的对象是注塑模具，该注塑模具然后被填充硅酮(马丁(Martin))。一旦硅酮固化，模具的外“壳”裂开并且被移除以露出内部的硅酮模具。
在一些实施例中，可捕获人的耳部图像，并且可提供软件来设计模具。在一些实施例中，软件内的对象可用于将复杂性添加到注塑模具和耳模设计。添加到耳模设计的一个独特的对象是注塑模具浇口系统：1)预先设计的形状，该形状被选择和定位为优化二次材料的数量和位置，这通常在耳道区域中但是也能够在当佩戴者将头部的一侧靠在表面上时耳部移动或被压住的外耳区域中。
本文提供的实施例涉及将第二材料(例如，泡沫)输注到弹性体铸造的内部中的二次铸造操作。因此，本文描述的弹性体复合系统和技术的独特之处在于第二材料(例如，泡沫)的递送是铸造过程的一体部分。
在一些情况下，可使用一次性3D打印模具铸造定制弹性体模具。本文描述的实施例利用该过程，但是不仅通过创建专用外部形状而且通过创建由相容性泡沫制成的专用内部而超越该过程。
在一些实施例中，该过程利用弹性体铸造过程中涉及的表面张力。当弹性体注入3D打印单发注塑模具中时，原始材料或一次材料的表面张力引起弹性体粘附到模具的表面。当处理流动性特性的任何二次材料(诸如，另一弹性体、空气、水、其他液体、糊剂(paste)或泡沫)注入模具中时，二次材料无法从模具的内部表面置换原始材料。相反，二次材料仅能够从模具内部置换原始一次材料。这意味着原始弹性体将沿模具的内部表面保留并且将形成最终设备的外“皮”或“层”，而二次材料将形成设备的内部。
存在各种可用的过程控制，该过程控制提供对残留的一次材料和二次输注材料的位置和量两者的控制。
一种过程控制为一次材料固化和二次材料注入的定时。如果一次材料的固化取决于时间，则一次材料的外层的厚度可由时间控制。这是因为如果一次材料是两部分催化剂固化体系，则一次材料的固化是时间的函数。通过利用取决于热的一次材料进行热暴露，将实现相同的效果。
另一过程控制为在注塑成型过程中使用专用浇口和通风口。浇口和通风口的放置及形状控制注入过程并且确定注入期间每种材料的位置和体积。
在一些实施例中，在二次材料置于一次材料内之前，可排空一次材料的内部部分。在此类情况下，另一过程控制可为在输注二次材料之前排空一次材料。可通过使用加压空气或液体(诸如，水)移除一次材料，在将二次材料输注到一次材料的内部腔中之前该加压空气或液体充当一次材料的临时置换。
用于形成听力设备的部件的装置，该部件包括具有壳体的耳承(earpiece)，壳体包括由第一材料制成的壁，其中壳体的壁包括被第一材料包围的第二材料，该装置包括：具有用于容纳第一材料和第二材料的内部腔的模具；其中模具包括被配置为接收第一材料的第一端口；其中所述模具包括被配置为接收第二材料的第二端口，以及用于将第二材料引导到第一材料内的第一通道。
任选地，该模具包括一次性模具。
任选地，该装置进一步包括第一材料的第一来源。
任选地，第一材料包括硅酮或聚氨酯。
任选地，该装置进一步包括第二材料的第二来源。
任选地，模具也包括用于将第二材料引导到第一材料内的第二通道。
任选地，第二材料包括硅凝胶、硅酮泡沫、聚氨酯凝胶、或聚氨酯泡沫。
任选地，该装置进一步包括用于在第一材料递送在模具内之后置换第一材料中的一些(一部分)的液体或空气的来源。
任选地，模具包括定制模具。
用于听力设备的部件包括：具有壳体的耳承，其中壳体包括由第一材料形成的壁；其中壳体的壁包括被第一材料包围的第二材料。
任选地，壳体包括通道，其中壁包围该通道。
任选地，耳承包括定制壳(custom shell)。
任选地，第二材料被配置为改进与听力设备相关联的低音效应(bass effect)。
任选地，第二材料被配置为通过减弱外部声音提供声密封。
任选地，第二材料被配置为减小与听力设备相关联的堵耳效应(occlusioneffect)。
任选地，第一材料包括第一硅酮。
任选地，第二材料包括与第一硅酮不同的第二硅酮。
任选地，第一硅酮具有第一硬度，并且第二硅酮具有与第一硬度不同的第二硬度。
任选地，第二硅酮包括硅凝胶。
任选地，第二硅酮包括硅酮泡沫。
任选地，第一材料包括第一聚氨酯。
任选地，第二材料包括与第一聚氨酯不同的第二聚氨酯。
任选地，第一聚氨酯具有第一硬度，并且第二聚氨酯具有与第一硬度不同的第二硬度。
任选地，第二聚氨酯包括聚氨酯凝胶。
任选地，第二聚氨酯包括聚氨酯泡沫。
任选地，第二材料包括液体。
任选地，第二材料包括泡沫。
任选地，第二材料包括空气。
用于制作模具的方法，该模具具有用于容纳第一材料和第二材料的内部腔，其中模具包括被配置为接收第一材料的第一端口、被配置为接收第二材料的第二端口、以及用于将第二材料引导到第一材料内的第一通道，该方法包括：确定具有表示耳部形状的数据的电子文件；处理电子文件以创建模具的电子模型，模具的电子模型具有浇口特征；以及基于模具的电子模型创建模具。
任选地，电子模型包括CAD模型。
任选地，数据表示耳甲、外耳道、和内耳道的形状。
任选地，使用3D打印机创建模具。
任选地，浇口特征包括表示用于递送第一材料的第一浇口的第一浇口特征。
任选地，浇口特征也包括表示用于递送第二材料的第二浇口的第二浇口特征。
用于使用上述模具制作听力设备的部件的方法，该方法包括：将第一材料注入模具中；以及将第二材料注入模具中使得第二材料被第一材料包围；其中第一材料和第二材料形成部件的部分。
任选地，该方法进一步包括破坏模具以移除部件。
任选地，该方法进一步包括移除第一材料的内部以在第一材料内创建腔，其中第二材料注入第一材料内的腔中。
任选地，移除动作包括将液体或空气递送到第一材料中。
任选地，部件包括耳承。
用于形成第一听力设备的第一部件的装置，第一部件包括具有壳体的耳承，壳体包括由第一材料制成的壁，其中壳体的壁包括被第一材料包围的第二材料，该装置包括：具有用于容纳第一材料和第二材料的第一内部腔的模具，其中模具包括被配置为接收第一材料的第一端口；以及用于将第二材料递送到第一内部腔中使得第二材料在第一材料内的第二材料的第一来源。
任选地，第二材料的第一来源包括第一注射器。
任选地，该装置也用于形成第二听力设备的第二部件，该装置包括第二内部腔和用于将第二材料递送到第二内部腔中的第二材料的第二来源。
任选地，第一来源包括第一注射器，并且第二来源包括第二注射器。
通过阅读以下详细描述，其他和进一步的方面和特征将显而易见。
附图说明
附图示出实施例的设计和实用性，在附图中类似元件由共用的附图标记指代。为了更好地理解如何获得优点和目的，将参考附图描述实施例的更加特别的描述。应当理解，这些附图仅描绘示例性实施例并且因此不被认为限制所要求保护的本发明的范围。
图1示出制作听力设备的部件的方法。
图2示出制作听力设备的部件的另一方法，该方法包括在添加二次材料之前使用介质用于置换一次材料。
图3A和图3B示出利用3D扫描捕获的耳部印模。这是用于创建听力设备的部件的起点图像。该图示出耳道/内耳的前视图(右)和后视图(左)。
图4A和图4B示出用于将一次材料和二次材料注入模具中的浇口。
图5A至图5C示出一次性注塑模具，该注塑模具具有两个注塑端口以允许由两种不同材料(诸如，软和硬，或者不同颜色)创建复合模具。
图6示出被配置为创建耳模的图5A至图5C的注塑模具的横截面视图，该横截面视图特别地示出浇口是如何被配置为将材料引入一次性注塑模具中。
图7示出在从一次性注塑模具中移除耳模的“脱模”步骤期间一次性注塑模具内部的耳模。
图8A和图8B示出由硅酮或硅酮弹性体的一次材料制成的设备(例如，听力设备的部件)的示例，该一次材料可被输注与一次材料不同硬度或特性的二次材料(诸如，泡沫、凝胶、弹性体)的内部。
图9A和图9B示出如从下方视图(左)示出并且具有通过前视图的横截面的图8A和图8B的设备以示出一次材料和二次材料的位置。一次材料保留在其与注塑模具壁接触的区域中，但是在特定区域中被二次材料置换。
图10A和图10B示出如从耳道(左)的端部示出的具有通过耳道视图的横截面的图8A和图8B的设备以示出一次材料和二次材料的位置。一次材料保留在其与注塑模具壁接触的区域中，但是在特定区域中被二次材料置换。
图11示出如从耳道(左)的端部示出的具有通过耳道视图的横截面的图8A和图8B的设备以示出一次材料和二次材料的位置。
图12A和图12B示出一次性注塑模具的另一示例和一次性注塑模具的剖面图。
图13示出填充有一次材料的图12A和图12B的注塑模具。
图14示出填充有一次材料的图12A和图12B的注塑模具，并且一次材料的内部区域已用空气或水置换以在一次材料中创建中空区域。
图15示出填充有排空的一次材料的图12A和图12B的注塑模具，该排空的一次材料抵靠注塑模具的内部表面形成薄壁。排空的内部填充有二次材料以形成柔顺内部。
图16示出用于形成一个或多个听力设备的一个或多个部件的另一装置。
具体实施方式
以下参考附图描述各种实施例。应当注意，附图可按比例绘制或可不按比例绘制，并且贯穿整个附图，类似结构或功能的元件由相似附图标记表示。也应当注意，附图仅旨在便于实施例的描述。他们并非旨在作为所要求保护的本发明的详尽描述或作为所要求保护的本发明的范围的限制。另外，示出的实施例未必具有所示出的本发明的所有方面或优点。结合特别实施例描述的方面或优点不一定局限于该实施例并且即使没有如此示出或即使没有如此明确地描述，仍能够在任何其他实施例中实践。
图1示出创建听力设备的部件的方法100。在所示示例中，部件为听力设备的耳承。然而，在其他实施例中，部件可为听力设备的任何其他部分。通过非限制性示例，听力设备可为助听器(诸如，耳内式助听器、深耳道式助听器、耳背式助听器等)、耳机、耳塞、耳贴片、用于测试探针的耳承、护耳用具等。
如图所示，首先，创建耳部的数字扫描(项目102)。可采用各种技术获得数字扫描。例如，基于光的扫描探针可用于扫描耳部。作为另一示例，基于超声的扫描探针可用于扫描耳部。在不同的实施例中可采用本领域已知的手持式扫描器。另外，可获得耳部印模(例如，耳腔的直接材料铸造和形状)，然后可扫描耳部印模以创建耳部的数字扫描。数字扫描可以具有表示耳部特征的数据的数字文件的形式体现。耳部特征可包括人类耳道的内部腔和外耳区域。另外，在一些实施例中，数字文件中的数据可表示耳甲、外耳道、和内耳道的形状。在其他实施例中，可采用其他技术创建数字文件，这可涉及或可不涉及耳部的扫描。
然后，计算机辅助设计(CAD)软件或工具用于基于数字文件创建耳部模型(项目104)。例如，数字文件可转换为CAD格式以获得耳部的CAD模型。CAD工具可用于修改耳部模型。例如，模型的某些不期望的特征可删除，模型的某些部分可在形状和/或尺寸等上进行调整。CAD软件或工具可为能够用于产品设计的任何设计工具。例如，在一些实施例中，设计工具可为eSculpting。在一种实施方式中，表示耳部特征的数字文件可加载到软件(例如，eSculpting)中，该软件具体被配置用于由数字扫描的图像创建耳模产品。
然后，浇口特征添加到耳部的CAD模型以获得修改的耳部模型(项目106)。在一些实施例中，浇口特征包括表示用于将第一材料递送到待创建的注塑模具中的第一浇口的第一浇口特征和表示用于将第二材料递送到待创建的注塑模具中的第二浇口的第二浇口特征。在其他实施例中，浇口特征可包括超过两个浇口特征。在一些实施例中，第一浇口可包括用于容纳第一材料的腔，以及用于将第一材料递送到待创建的注塑模具的腔中的一个或多个通道或管。类似地，第二浇口可包括用于容纳第二材料的腔，以及用于将第二材料递送到待创建的注塑模具的腔中的一个或多个通道或管。在一些实施例中，不需要项目106。
然后，设计工具可用于获得待创建的注塑模具的模型(项目108)。该注塑模具模型可为注塑模具的数字表示。在一些实施例中，设计工具可被配置为使用耳部模型或修改的耳部模型创建注塑模具模型。这可通过创建与耳部模型或期望创建的设备(即，听力设备的部件)的模型的偏移来实现。这样得到中空的注塑模具的模型，其中内部具有待创建的所期望部件的形状。在所示实施例中，注塑模具的所创建的模型也包括用于第一(一次)材料和第二(二次)材料两者的浇口的预先设计的特征。在一些实施例中，浇口特征并入项目106中。在其他实施例中，当正创建注塑模具模型时，在项目108中浇口的特征可插入注塑模具模型。在此类情况下，可不需要项目106。在进一步的实施例中，在项目106中可插入浇口特征的(一个或多个)部分，并且在项目108中可插入浇口特征的(一个或多个)其他部分。
在一种实施方式中，eSculpting可用于改动耳部模型的形状以创建注塑模具模型的形状。注塑模具模型包括用于创建第一材料的浇口和第二材料的浇口的对象。
然后，基于注塑模具模型创建注塑模具(项目110)。在所示示例中，注塑模具是一次性注塑模具。在此类情况下，在使用注塑模具创建听力设备的部件之后，毁坏注塑模具以便取回所创建的部件。在其他实施例中，注塑模具可不为一次性注塑模具。例如，注塑模具可替代地具有能够可拆卸地彼此联接的多个部件。在此类情况下，在制成听力设备的部件之后，模具部件可彼此拆卸，并且然后可重新装配以重复创建注塑模具。另外，在一些实施例中，可使用3D打印机执行项目108，3D打印机接收表示注塑模具的电子文件并且基于所接收的电子文件创建注塑模具。3D打印过程可由现今市场上使用各种材料的各种3D打印机中的任一个执行。在一些实施例中，注塑模具材料可与用于制作听力设备的部件的材料(例如，第一材料)化学相容。
在制成注塑模具之后，注塑模具然后可用于创建听力设备的部件。如图所示，第一材料(一次材料)首先置于注塑模具中(项目112)。一次材料可为弹性体，或者可适于正创建的部件的其他类型材料中的任一种。通过非限制性实施例，第一材料可为硅酮、聚氨酯等。在所示实施例中，因为注塑模具具有被配置为递送第一材料的第一浇口，所以第一浇口可用于将第一材料递送到注塑模具的内部腔。第一材料可注入注塑模具中，直到注塑模具的整个内部表面或基本上整个内部表面被第一材料覆盖。
然后，第二材料(二次材料)可置于(例如，注入)注塑模具中(项目114)。第二材料可为液体、凝胶、泡沫、或其他类型材料中的任一种。通过非限制性示例，第二材料可为硅凝胶、硅酮泡沫、聚氨酯凝胶、聚氨酯泡沫等。在一些实施例中，第二材料具有与第一材料的特性不同的特性(例如，硬度、颜色等)。在所示实施例中，因为注塑模具具有被配置为递送第二材料的第二浇口，所以第二浇口可用于将第二材料递送到注塑模具内。
在所示实施例中，由于表面张力效应，所以第一材料将粘附到注塑模具的外壁的内部表面，而第二材料递送到注塑模具中。这允许二次材料占据注塑模具的内部，而不沿注塑模具腔的壁从注塑模具腔的外部或外部分置换第一材料。这允许一次材料形成部件的“外”皮或层，同时将二次材料限制到部件的内部。因此，在所创建的部件中，外层将具有由第一材料提供的优点和特征，而部件的内部部分将具有由第二材料提供的优点和特征。
在所示实施例中，第二材料使用旨在用于第二材料的(一个或多个)浇口注入注塑模具中。这将第二材料置于被选择为优化注塑模具的性能的特定位置中并且有助于平衡材料流入注塑模具的特定区域。在一些情况下，可存在位于注塑模具的不同部分处的多个浇口以用于将第二材料递送到注塑模具中。在一些实施例中，经由一个或多个浇口注入第二材料的定时，和/或注入压力可被选择为影响注入结果。另外，在一些实施例中，如果第一材料的固化反应取决于时间或温度，则在第一注入和第二注入之间所允许的时间量和/或过程的温度可影响由第一材料形成的部件部分的厚度。
然后第一材料和第二材料固化以形成部件。在使用第一材料和第二材料形成听力设备的部件之后，听力设备的部件然后从注塑模具中移除(项目116)。在所示实施例中，注塑模具是一次性注塑模具，并且项目116涉及破坏注塑模具以从注塑模具中移除听力设备的部件。在其他实施例中，注塑模具可包括可拆卸地彼此联接的模具部件。在此类情况下，模具部件彼此分开以移除听力设备的部件。
然后，可对听力设备的部件执行一个或多个另外的过程(项目118)。例如，附接到部件的额外的不期望的材料可通过切割、研磨等从部件中移除。另外，部件的表面可被处理为创建部件的可期望的表面。在其他实施例中，不需要项目118，并且在执行项目116之后听力设备的部件可被认为完成。
经由上述技术制成的听力设备的部件(例如，示例中的耳模)具有位于部件的外部分上的第一材料，其中第二材料包在第一材料内。在一些实施例中，第一材料可形成耳模的壁，并且第二材料可位于壁中并且可被第一材料包围(例如，第一材料可形成壁的两个相对的表面/层，其中第二材料夹在第一材料的两个层之间)。在一些情况下，壁可包围通道，其中通道由壁限定。在其他实施例中，第一材料可形成耳模的壁，其中第二材料位于由第一材料包围的耳模的腔内。
应当注意，如在本说明书中所用的术语“被包围”或者其他类似术语中的任一个指完全被另一物品围住或者基本上被另一物品围住的物品。例如，当第二材料被描述为被第一材料“包围”时，第二材料可完全被第一材料围住或者可基本上被第一材料围住(例如，第二材料的至少80％、90％、95％、或99％的表面区域可被第一材料覆盖)。
图2示出创建听力设备的部件的另一方法100。图2的方法100与图1的方法相同，除了图2的方法100进一步包括在项目112之后执行的项目113。在项目113中，移除第一材料的内部以在第一材料内创建腔，其中第二材料能够稍后注入第一材料内的腔中(在项目114中)。在一些实施例中，移除第一材料的内部的动作可包括将液体或空气递送到第一材料中。在一种实施方式中，第一材料的内部部分(interiorpart)的移除可通过使用置换第一材料的内部部分(interior portion)的介质来实现。介质可为用于排空第一材料的内部的压缩空气或加压液体。第二材料然后通过(一个或多个)浇口注入注塑模具中并且填充所排空的内部。图2的方法100实现了第一材料的更多置换，从而允许更多的第二材料置于最终的设备内部。时间和/或注入压力也可用于影响注入结果。
在上述实施例中，浇口被描述为附接到模具，与模具一起形成。在其他实施例中，浇口可与模具分开形成，并且可不与模具一体形成。
图3A和图3B示出利用数字3D扫描捕获的耳部印模(1)。这是用于创建听力设备(例如，耳机设备)的部件的起点图像。该附图示出耳道/内耳的前视图(右)和后视图(左)。
图4A和图4B示出用于将一次材料和二次材料注入模具(4)中的浇口(2和3)。
图5A至图5C示出注塑模具(4)的不同视图，该不同视图示出两个注入端口(2、3)以允许由两种不同材料(诸如，软和硬，或者不同颜色)创建复合耳模。
图6示出用于创建耳模(5)的图5A至图5C的注塑模具(4)的横截面视图，该横截面视图特别地示出浇口(2、3)是如何用于将材料引入注塑模具(4)中。
图7示出在从注塑模具(4)中移除耳模的“脱模”步骤期间被示为在注塑模具(4)内部的耳模(5)。
图8A和图8B示出由硅酮或硅酮弹性体的一次材料制成的耳模(5)，该一次材料被输注与一次材料不同硬度或特性的二次材料(诸如，泡沫、凝胶、弹性体)的内部。
图9A和图9B示出如从下方视图(左)示出并且具有通过前视图的横截面的耳模(5)以示出一次材料和二次材料(7)的位置。一次材料(6)保留在其与注塑模具内部壁接触的区域中，但是在特定区域中被二次材料(7)置换。
图10A和图10B示出如从耳道(左)的端部示出的具有通过耳道视图的横截面的耳模(5)以示出一次材料(6)和二次材料(7)的位置。一次材料(6)保留在其与注塑模具内部壁接触的区域中，但是在特定区域中被二次材料(7)置换。
图11示出如从耳道(左)的端部示出的具有通过耳道视图的横截面的耳模(5)以示出一次材料(6)和二次材料(7)的位置。
图12A和图12B示出另一注塑模具(4)和注塑模具(4)的剖面图。
图13示出填充有一次材料(6)的图12A和图12B的注塑模具(4)。
图14示出填充有一次材料(6)的图12A和图12B的注塑模具(4)，并且一次材料(6)的内部区域已用空气或水置换以在一次材料(6)中创建中空区域(8)。
图15示出填充有排空的一次材料(6)的注塑模具(4)，该排空的一次材料抵靠注塑模具(4)的侧面形成薄壁。排空的内部填充有二次材料(7)以形成柔性内部。
在一些实施例中，第二材料可被配置(例如选择和/或定位设计)为改进与听力设备相关联的低音效应。另外，在一些实施例中，第二材料可被配置为通过减弱外部声音来提供声密封。此外，在一些实施例中，第二材料可被配置为减小与听力设备相关联的堵耳效应。
用于创建耳模(5)的上述技术是有利的。通过利用专用软件和3D打印的能力，所实现的耳模(5)是结合各种材料的复杂的复合结构以提高所得耳模(5)的属性、性能和外观。另外，耳模(5)的内部特征不再受限于内部空间的设定布置。相反，耳模(5)具有定制的外形，并且也具有内部特性的定制布置。
图16示出用于形成一个或多个听力设备的一个或多个部件的另一装置300。
在一些实施例中，一个或多个听力设备包括第一听力设备。一个或多个部件包括第一部件，该第一部件包括具有壳体的耳承，壳体包括由第一材料制成的壁，其中壳体的壁包括被第一材料包围的第二材料。在所示实施例中，装置300包括具有用于容纳第一材料和第二材料的第一内部腔304a的模具302，其中模具302包括被配置为接收第一材料的第一端口。装置300也包括用于将第二材料递送到第一内部腔304a中使得第二材料在第一材料内的第二材料的第一来源310a。
在所示实施例中，装置300也用于形成第二听力设备的第二部件。装置300包括第二内部腔304b和用于将第二材料递送到第二内部腔中的第二材料的第二来源310b。
在一些实施例中，第二材料的第一来源310a包括第一注射器。如在本说明书中使用的术语“注射器”可指包括用于容置流体的容器的任何流体递送设备。
另外，在一些实施例中，第一来源310a包括第一注射器，并且第二来源310b包括第二注射器。
在一些实施例中，腔304用于形成相应的听力设备的相应部件。每个腔304被配置为接收第一材料和第二材料使得第二材料被第一材料包围。在一些情况下，模具302包括用于允许第一材料递送到相应的腔304中的多个第一端口。第一端口也可允许第二材料递送到相应腔304中。另选地，模具302可包括用于允许第二材料递送到相应腔中的多个第二端口。另外，在一些实施例中，装置300可包括用于将第二材料同时注入相应腔304中的多个注射器。在此类情况下，注射器布置在与相应腔304的位置相对应的相对位置中。注射器可安装到共用定位器，该定位器被配置为同时移动所有注射器使得注射器的注入端移动到与相应的内部腔304流体连通的模具302的相应端口中。
应当注意，上述技术不限于创建用于听力设备的定制部件。在其他实施例中，上述技术可用于创建用于听力设备的标准部件，或者具有定制特征或非定制特征两者的部件。例如，在其他实施例中，耳模(5)的外部形状可为标准的，而内部特性是定制的。
另外，上述技术可用于创建用于各种听力设备的部件，并且不仅仅是附图中示出的示例。通过非限制性示例，可利用本文描述的技术创建用于助听器(诸如，耳内式助听器、深耳道式助听器、耳背式助听器等)、耳机、耳塞、耳贴片、用于测试探针的耳承、护耳用具等的部件。
虽然已经示出和描述特别特征，但是应当理解他们不旨在限制所要求保护的本发明，并且在不偏离所要求保护的本发明的精神和范围的情况下可作出各种改变和修改对本领域技术人员是显而易见的。因此说明书和附图被视为具有说明性而非限制性的意义。所要求保护的本发明旨在涵盖所有替换方案、修改和等效方案。

Claims (34)

1.用于形成听力设备的部件的装置，所述部件包括具有壳体的耳承，所述壳体包括由第一材料制成的壁，其中所述壳体的所述壁包括由被所述第一材料包围的第二材料提供的内部，其中所述内部通过所述第一材料的置换形成，所述装置包括：
具有用于容纳所述第一材料和所述第二材料的内部腔的模具；
其中所述模具包括被配置为接收所述第一材料的第一端口；
其中所述模具包括被配置为接收所述第二材料的第二端口和用于将所述第二材料引导到所述第一材料内的第一通道。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述模具包括一次性模具。
3.根据权利要求1或2所述的装置，进一步包括所述第一材料的第一来源。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述第一材料包括硅酮或聚氨酯。
5.根据权利要求1或2所述的装置，进一步包括所述第二材料的第二来源。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述模具也包括用于将所述第二材料引导到所述第一材料内的第二通道。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述第二材料包括硅凝胶、硅酮泡沫、聚氨酯凝胶、或聚氨酯泡沫。
8.根据权利要求1或2所述的装置，进一步包括用于在所述第一材料被递送到所述模具内之后置换所述第一材料中的一些的液体或空气的来源。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述模具包括定制模具。
10.一种用于听力设备的部件，包括：
具有壳体的耳承，其中所述壳体包括由第一材料制成的壁；
其中所述壳体的所述壁包括由被所述第一材料包围的第二材料提供的内部，所述第二材料与所述第一材料不同，并且其中所述内部通过所述第一材料的置换形成。
11.根据权利要求10所述的部件，其中所述壳体包括通道，并且其中所述壁包围所述通道。
12.根据权利要求10所述的部件，其中所述耳承包括定制壳。
13.根据权利要求10所述的部件，其中所述第一材料的置换是通过注射所述第二材料来提供，或者所述第一材料的置换是通过注射另一介质以在所述第一材料内创建腔、然后向所述腔内提供所述第二材料来提供。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的部件，其中所述第一材料包括第一硅酮。
15.根据权利要求14所述的部件，其中所述第二材料包括与所述第一硅酮不同的第二硅酮。
16.根据权利要求15所述的部件，其中所述第一硅酮具有第一硬度，并且所述第二硅酮具有与所述第一硬度不同的第二硬度。
17.根据权利要求15或16所述的部件，其中所述第二硅酮包括硅凝胶。
18.根据权利要求15或16所述的部件，其中所述第二硅酮包括硅酮泡沫。
19.根据权利要求10至12中任一项所述的部件，其中所述第一材料包括第一聚氨酯。
20.根据权利要求19所述的部件，其中所述第二材料包括与所述第一聚氨酯不同的第二聚氨酯。
21.根据权利要求20所述的部件，其中所述第一聚氨酯具有第一硬度，并且所述第二聚氨酯具有与所述第一硬度不同的第二硬度。
22.根据权利要求20或21所述的部件，其中所述第二聚氨酯包括聚氨酯凝胶。
23.根据权利要求20或21所述的部件，其中所述第二聚氨酯包括聚氨酯泡沫。
24.根据权利要求10至12中任一项所述的部件，其中所述第二材料包括液体或凝胶。
25.根据权利要求10至12中任一项所述的部件，其中所述第二材料包括泡沫。
26.根据权利要求10至12中任一项所述的部件，其中所述第二材料包括空气。
27.一种用于使用模具制作听力设备的部件的方法，所述模具具有用于容纳第一材料和第二材料的内部腔，其中所述模具包括被配置为接收所述第一材料的第一端口、被配置为接收所述第二材料的第二端口、以及用于将所述第二材料引导到所述第一材料内的第一通道，所述方法包括：
将第一材料注入所述模具中；
移除所述第一材料的内部以在所述第一材料内创建腔；以及
将第二材料注入所述第一材料内的所述腔中，使得所述第二材料被所述第一材料包围；
其中移除动作包括使用对所述第一材料的内部部分进行置换的介质，其中所述第一材料和所述第二材料形成所述部件的部分。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：破坏所述模具以移除所述部件。
29.根据权利要求27所述的方法，其中移除动作包括将液体或空气递送到所述第一材料中。
30.根据权利要求27至29中任一项所述方法，其中所述部件包括耳承。
31.一种用于形成第一听力设备的第一部件的装置，所述第一部件包括具有壳体的耳承，所述壳体包括由第一材料制成的壁，其中所述壳体的所述壁包括由被所述第一材料包围的第二材料提供的内部，其中所述内部通过所述第一材料的置换形成，所述装置包括：
具有用于容纳所述第一材料和所述第二材料的第一内部腔的模具，其中所述模具包括被配置为接收所述第一材料的第一端口；以及
用于将所述第二材料递送到所述第一内部腔中使得所述第二材料在所述第一材料内的所述第二材料的第一来源。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述第二材料的所述第一来源包括第一注射器。
33.根据权利要求31或32所述的装置，其中所述装置也用于形成第二听力设备的第二部件，所述装置包括第二内部腔和用于将所述第二材料递送到所述第二内部腔中的所述第二材料的第二来源。
34.根据权利要求33所述的装置，其中所述第一来源包括第一注射器，并且所述第二来源包括第二注射器。
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