CN112662908A - 一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置及方法，所述多孔低熔点金属外骨骼的制备装置包括:壳体、发泡装置和气体发生装置；所述发泡装置和所述气体发生装置位于所述壳体内部，所述发泡装置包括发泡腔体、电极板和低熔点金属与发泡剂混合物。本发明提供的制备装置能结合低熔点金属自身独特的物化特性与多孔结构轻质高强度的机械性能优势，能够有效用于医用机械外骨骼。

Description

一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置及方法

技术领域

本发明涉及医用机械外骨骼技术领域，尤其涉及一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置及方法。

背景技术

外骨骼是一种能够提供对生物柔软内部器官进行构型、支撑和保护的坚硬的外部结构，具有一定的自我修复能力，被广泛应用于固定和矫正骨骼、帮助少肌症患者恢复身体机能以及帮助轻偏瘫患者重获力量和控制能力。现有的外骨骼材料多采用高熔点金属及其合金，制备能耗高，加工周期长，且外骨骼整体重量大，用户体验差，加之价格高昂，导致其推广应用受阻。

低熔点金属常指以镓基和铋基为代表的低熔点金属在室温或更高一些温度下呈现液态，具有沸点高、热导率高、导电性强、流体流动性、良好的生物相容性等特点，这使得此类金属材料表现出卓越的功能特性。与传统金属材料相比，低熔点金属由于其自身独特的物化性质，如熔点低，内聚能低，具有良好的导热性、导电性等特性。

现有的外骨骼材料多采用高熔点金属及其合金，制备能耗高，加工周期长，且外骨骼整体重量大，用户体验差，加之价格高昂，导致其推广应用受阻。目前基于多孔低熔点金属制备外骨骼的技术仍处于空白。关于多孔低熔点金属外骨骼的研发应用以助力医用机械外骨骼的发展是是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明实施例提供一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述制备装置能结合低熔点金属自身独特的物化特性与多孔结构轻质高强度的机械性能优势，能够有效用于医用机械外骨骼。

本发明实施例提供一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述制备装置包括：壳体、发泡装置和气体发生装置；所述发泡装置和所述气体发生装置位于所述壳体内部，所述发泡装置包括发泡腔体、电极板和低熔点金属与发泡剂混合物。本发明中，所述制备装置能结合低熔点金属自身独特的物化特性(如低熔点特性、导电性、导热性等)与多孔结构轻质高强度的机械性能优势，能够有效用于医用机械外骨骼。尤其是，采用气体发生装置与发泡装置复合的造孔方法，制备的多孔低熔点金属外骨骼不仅具有梯度孔隙，而且还具有轻质高强度的结构特点，有效解决了现有外骨骼轻量化难的痛点。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述发泡装置和所述气体发生装置采用格栅分隔。本发明中，所述格栅使得所述气体发生装置中产生的气体通过，同时对所述低熔点金属与发泡剂混合物起到封装作用。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述发泡装置内部设有温度传感器和/或高度显示器。本发明中，发泡装置的发泡腔体内部布置的温度传感器、高度显示器用于监测所述低熔点金属与发泡剂混合物的温度、高度。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述气体发生装置中设有加热装置和/或温度传感器。本发明中，气体发生装置中布置的温度传感器用于监测所述气体发生装置内部的温度。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述加热装置为柔性材质，优选选用柔性的电加热薄膜；和/或，所述壳体为柔性壳体，优选选用PDMS或Ecoflex。本发明中，外壳具有柔性为外骨骼塑型和适形化地安装提供便利，能够隔绝腔体内部与外界的反应。所述柔性壳体优选PDMS，Ecoflex，但不限于此。所述加热装置优选柔性的电加热薄膜，但不限于此，选用柔性的电加热薄膜效果更好。所述加热装置用于为化学反应提供适宜的反应温度或加热低沸工质。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述气体发生装置中装有低沸工质；所述低沸工质优选包括酒精、干冰或液氮。本发明中，所述气体发生装置用于提供安全无毒的气体。所述气体发生装置用于为化学反应提供适宜的反应温度和加热低沸工质。在所述加热装置的加热下，所述低沸工质变为气体，然后经格栅通过低熔点金属与发泡剂的混合物实现造孔的目的。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述电极板设置于所述发泡腔体的侧面；和/或，所述电极板优选选用铜箔或不锈钢箔。本发明中，所述电极板能够通过电加热的方式实现所述低熔点金属与发泡剂混合物整体的加热发泡。所述电极板应尽可能避免与低熔点金属间发生腐蚀，同时应具有一定柔性，优选铜箔、不锈钢箔等，所述电极板具有柔性且不与低熔点金属发生腐蚀。

根据本发明实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述低熔点金属为熔点在300℃以下的金属单质、合金或衍生金属材料；优选的，所述低熔点金属选自镓、铋、铟、锡、铋铟、镓铟、铋铟锡、镓铟锡、铋铟锡锌和镓铟锡锌中的一种或多种；和/或，所述发泡剂的分解温度不低于所述低熔点金属的熔点。

本发明中，所述多孔低熔点金属外骨骼的制备装置能在室温条件下实现多孔低熔点金属外骨骼的及时快速制备，且制备能耗低，装置结构紧凑，拆装方便，维护便利，环境适应性强，便于更换零部件，便于按需定制，灵活性强，工作寿命长，稳定可靠。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，采用所述多孔低熔点金属外骨骼的制备装置；优选的，包括如下步骤：

1)将按比例混合的低熔点金属与发泡剂混合物置于发泡腔体中；

2)向电极板提供电压，使所述低熔点金属与发泡剂混合物进行加热发泡，进行一次造孔；本发明利用所述低熔点金属与发泡剂混合物自身的电阻，通过电加热的方式，进行所述低熔点金属与发泡剂混合物整体的加热发泡；

3)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体；所述气体经过所述格栅的气孔位置进入发泡腔体，进行二次造孔；本发明采用上述装置制备可更好的实现局部孔隙的调整，制备具有梯度孔隙结构的多孔低熔点金属基体；

4)将制备装置贴附于需进行外骨骼支撑的位置；优选整个制备装置具有柔性机械性能，能够更好的实现多孔低熔点金属外骨骼适形化安装；

5)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体，进行冷却固型，然后停止加热，即得多孔低熔点金属外骨骼。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，步骤1)中，所述混合采用粉末颗粒融合或将低熔点金属融化后溶解发泡剂。本发明中，发泡剂分解的温度应高于低熔点金属的熔点，优选接近熔点温度的发泡剂，目的在于低熔点金属融化后，发泡剂开始分解发泡。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，还包括步骤6)：当所述多孔低熔点金属外骨骼使用结束，通过所述电极板和/或所述加热装置进行加热融化；优选的，通过向所述电极板通电，使低熔点金属与发泡剂混合物升温融化；和/或，通过所述加热装置对所述气体发生装置提供的气体进行加热，利用高温气体对低熔点金属与发泡剂混合物进行加热，使低熔点金属与发泡剂混合物升温融化。

本发明采用低熔点金属容易在室温条件下的快速制备成多孔结构，多孔低熔点金属材料有效结合了低熔点金属和多孔结构的基本特性，将其应用于医用机械外骨骼表现出极大优势：1)多孔低熔点金属外骨骼具有轻质高强度的结构特点，可有效实现外骨骼轻量化；2)由于低熔点金属内聚能低，多孔低熔点金属外骨骼易于在室温或更高温度条件下实现其固态、过渡态、液态之间的可逆转变，这便于外骨骼的适形化安装和拆卸；3)结合融化后低熔点金属的流动性，多孔低熔点金属外骨骼还具有一定的自修复性；4)基于低熔点金属的焊接性，便于通过基元结构的焊接实现复杂外骨骼结构的制备；5)多孔结构低熔点金属的用量小，可以实现轻量化的同时大幅度降低材料成本；6)多孔金属材料具有良好的能量吸收性能，可以有效防止机械冲击；多孔低熔点金属外骨骼的研发应用将助力于医用机械外骨骼的发展，具有广泛的市场应用前景和推广价值。

本发明的有益效果至少在于：1)本发明提供的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置及方法，可在室温条件下实现多孔低熔点金属外骨骼的及时快速制备，制备能耗低。利用低熔点金属与发泡剂混合物自身电阻，采用电加热方式，可实现混合物整体的均匀加热，制备的多孔低熔点金属材料孔隙均匀，此外，随着发泡过程的进行，低熔点金属与发泡剂混合物的宏观导电性降低，电阻增大，相同电流条件下，加热功率增加，便于实现快速发泡；2)采用气体发生装置与发泡装置复合的造孔过程可制造具有梯度孔隙的多孔低熔点金属外骨骼；3)制备的多孔低熔点金属外骨骼具有轻质高强度的结构特点，有效实现外骨骼轻量化；4)低熔点金属原材料的用量小，另外，低熔点金属能够回收反复利用，材料利用率高，大幅度降低了材料成本；5)采用的低熔点金属内聚能低，在室温或更高温度条件下便可以实现多孔低熔点金属外骨骼固态、过渡态、液态之间的可逆转变，便于外骨骼的适形化安装和拆卸；6)采用的低熔点金属融化后具有流动性，这使得多孔低熔点金属外骨骼具有一定的自修复性，能够修复内部局部破损的结构；7)采用的低熔点金属具有金属焊接性，通过基元结构的焊接能实现复杂多孔低熔点金属外骨骼结构的制备；8)制备的多孔低熔点金属外骨骼具有良好的能量吸收性能，能够有效防止机械冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置示意图。

附图标记说明：

1—发泡腔体； 2—电极板； 3—格栅；

4—气体发生装置； 5—加热装置； 6—柔性壳体；

7—低熔点金属与发泡剂混合物。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1描述本发明以下实施例的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述制备装置包括：壳体、发泡装置和气体发生装置4，其中，所述发泡装置和所述气体发生装置4位于所述壳体内部，所述发泡装置包括发泡腔体1、电极板2、低熔点金属与发泡剂混合物7。所述制备装置能结合低熔点金属自身独特的物化特性(如低熔点特性、导电性、导热性等)与多孔结构轻质高强度的机械性能优势，能够有效用于医用机械外骨骼。尤其是，采用气体发生装置与发泡装置复合的造孔方法，制备的多孔低熔点金属外骨骼不仅具有梯度孔隙，而且还具有轻质高强度的结构特点，有效解决了现有外骨骼轻量化难的痛点。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述发泡装置和所述气体发生装置4采用格栅3分隔。本发明实施例中，所述格栅3允许所述气体发生装置4中产生的气体通过，同时又可以对所述低熔点金属与发泡剂混合物7起到封装作用。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述发泡装置位于所述柔性壳体6内部上层，所述气体发生装置4位于所述柔性壳体6内部下层。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述发泡装置的发泡腔体1内部布置有温度传感器和高度显示器，用于监测所述低熔点金属与发泡剂混合物7的温度和高度。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述气体发生装置4中设有加热装置5和/或温度传感器。本发明实施例中，所述气体发生装置4中布置有温度传感器，用于监测所述气体发生装置4内部的温度。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述加热装置为柔性材质，优选选用柔性的电加热薄膜；和/或，所述壳体为柔性壳体6，优选选用PDMS或Ecoflex。本发明实施例中，所述柔性壳体用于隔绝腔体内部与外界的反应，并且具有柔性，为外骨骼塑型提供便利。所述加热装置5具有柔性，选用柔性的电加热薄膜，用于为化学反应提供适宜的反应温度或加热低沸工质，同时为外骨骼塑型提供便利。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述气体发生装置中装有低沸工质；所述低沸工质优选包括酒精、干冰或液氮。本发明实施例中，所述气体发生装置4用于提供安全无毒的气体，采用可安全快速产生二氧化碳、氢气、氮气等的化学反应，例如镓催化铝水反应产生氢气；优选在所述气体发生装置4中加入低沸工质，低沸工质优选选用酒精、干冰、液氮等。在所述加热装置5的加热下变为气体，然后经格栅3通过低熔点金属与发泡剂的混合物更好的实现造孔。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述电极板设置于所述发泡腔体的侧面；和/或，所述电极板优选选用铜箔或不锈钢箔。本发明实施例中，所述电极板能够通过电加热的方式实现所述低熔点金属与发泡剂混合物整体的加热发泡。所述电极板2与低熔点金属间不发生腐蚀，同时应具有一定柔性，可以选用铜箔或不锈钢箔等。

本发明具体实施例提供的一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，所述低熔点金属为熔点在300℃以下的金属单质、合金或衍生金属材料；优选的，所述低熔点金属选自镓、铋、铟、锡、铋铟、镓铟、铋铟锡、镓铟锡、铋铟锡锌和镓铟锡锌中的一种或多种；和/或，所述发泡剂的分解温度不低于所述低熔点金属的熔点。

本发明具体实施例中所提供的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，能在室温条件下实现多孔低熔点金属外骨骼的及时快速制备，且制备能耗低，装置结构紧凑，拆装方便，维护便利，环境适应性强，便于更换零部件，便于按需定制，灵活性强，工作寿命长，稳定可靠。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，采用所述多孔低熔点金属外骨骼的制备装置；优选的，包括如下步骤：

1)将按比例混合的低熔点金属与发泡剂混合物置于发泡腔体中；

2)向电极板提供电压，使所述低熔点金属与发泡剂混合物进行加热发泡，进行一次造孔；本发明利用所述低熔点金属与发泡剂混合物自身的电阻，通过电加热的方式，进行所述低熔点金属与发泡剂混合物整体的加热发泡；

3)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体；所述气体经过所述格栅的气孔位置进入发泡腔体，进行二次造孔；本发明采用上述装置制备可更好的实现局部孔隙的调整，制备具有梯度孔隙结构的多孔低熔点金属基体；

4)将制备装置贴附于需进行外骨骼支撑的位置；整个制备装置具有柔性机械性能，能够更好的实现多孔低熔点金属外骨骼适形化安装；

5)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体，进行冷却固型，然后停止加热，即得多孔低熔点金属外骨骼。本发明具体实施例提供的所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，利用低熔点金属与发泡剂混合物自身电阻，采用电加热方式，实现低熔点金属与发泡剂混合物整体的均匀加热，制备的多孔低熔点金属材料孔隙均匀，此外，随着发泡过程的进行，低熔点金属与发泡剂混合物的宏观导电性降低，电阻增大，相同电流条件下，加热功率增加，进一步加速了发泡过程。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，步骤1)中，所述混合采用粉末颗粒融合或将低熔点金属融化后溶解发泡剂。本发明实施例中，发泡剂分解的温度应高于低熔点金属的熔点，优选接近熔点温度的发泡剂，目的在于低熔点金属融化后，发泡剂开始分解发泡。

本发明实施例还提供了一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，还包括步骤6)：当所述多孔低熔点金属外骨骼使用结束，通过所述电极板和/或所述加热装置进行加热融化；优选的，通过向所述电极板通电，使低熔点金属与发泡剂混合物升温融化；和/或，通过所述加热装置对所述气体发生装置提供的气体进行加热，利用高温气体对低熔点金属与发泡剂混合物进行加热，使低熔点金属与发泡剂混合物升温融化。

本发明具体实施例提供一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，包括如下步骤：

S1、将低熔点金属与发泡剂按一定的质量分数混合均匀，并记录低熔点金属与发泡剂混合物7的初始质量m₀和初始密度ρ₀。

在步骤S1中，混合方式优选粉末颗粒融合或将低熔点金属融化后溶解发泡剂，其中，发泡剂分解的温度应高于低熔点金属的熔点，优选接近熔点温度的发泡剂，目的在于低熔点金属融化后，发泡剂开始分解发泡。所述低熔点金属为熔点在300℃以下的金属单质、合金或及其衍生金属材料，可以选用镓、铋、铟、锡金属单质以及铋铟、镓铟、铋铟锡、镓铟锡、铋铟锡锌、镓铟锡锌合金。所述发泡剂选用碳酸氢钠、氯化铵、碳酸钙或碳酸镁。所述发泡剂的质量与所述低熔点金属比为2％～50％。

S2、将所述低熔点金属与发泡剂混合物7平铺放入发泡腔体1中，记录所述低熔点金属与发泡剂混合物7在所述发泡腔体1中高度为h₀。

S3、给所述电极板2提供电压，利用所述低熔点金属与发泡剂混合物7自身的电阻，通过电加热的方式，实现所述低熔点金属与发泡剂混合物7整体的加热发泡，待发泡结束后，记录所述低熔点金属与发泡剂混合物7在发泡腔体1中高度为h₁。

S4、给所述加热装置5通电，为所述气体发生装置4中的化学反应提供适宜的反应温度，或加热所述气体发生装置4中的低沸工质，所述气体发生装置4产生的气体经过所述格栅3气孔位置进入所述低熔点金属与发泡剂混合物7，实现局部孔隙的调整，制备具有梯度孔隙结构的多孔低熔点金属基体，记录所述低熔点金属与发泡剂混合物7在发泡腔体1中高度为h₂。

进一步地，根据步骤S1记录的初始质量m₀和初始密度ρ₀，步骤S2记录的所述低熔点金属与发泡剂混合物7在所述发泡腔体1中高度h₀，步骤S3中记录的所述低熔点金属与发泡剂混合物7在所述发泡腔体1中高度h₁，步骤S4中记录的所述低熔点金属与发泡剂混合物7在所述发泡腔体1中高度h₂，可以计算出：

所述发泡装置使多孔低熔点金属的孔隙率增加为ε₁，ε₁＝(h₁-h₀)/h₁，此时，多孔低熔点金属的密度为ρ₁，ρ₁＝(1-ε₁)*ρ₀＝h₀/h₁*ρ₀；

所述气体发生装置4使多孔低熔点金属的孔隙率增加为ε₂，ε₂＝(h₂-h₀)/h₂，此时，多孔低熔点金属的密度为ρ₂，ρ₂＝(1-ε₂)*ρ₀＝h₀/h₂*ρ₀；

所述发泡装置对多孔低熔点金属的孔隙率增加的贡献为η₁，η₁＝ε₁/ε₂*100％；

所述气体发生装置4对多孔低熔点金属的孔隙率增加的贡献为η₂，η₂＝(ε₂-ε₁)/ε₂*100％。

S5、将整个装置贴附在需要外骨骼支撑的位置，由于整个装置具有柔性机械性能，可以实现多孔低熔点金属外骨骼很好的附型。

S6、贴附完成后，继续给所述加热装置5通电，利用所述气体发生装置4产生的气体，实现对完成造孔后的所述低熔点金属与发泡剂混合物7的冷却固型。

S7、待低熔点金属与发泡剂混合物7冷却固型后，所述加热装置5断电，完成多孔低熔点金属外骨骼的制备过程。

S8、待多孔低熔点金属外骨骼使用结束后，通过给所述电极板2通电，低熔点金属与发泡剂混合物7升温融化，或采用所述加热装置5加热所述气体发生装置4中的气体，利用高温气体加热低熔点金属与发泡剂混合物7，实现升温融化，最后将多孔低熔点金属外骨骼拆下。

本发明实施例提供的所述多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，有效结合了低熔点金属和多孔结构的基本特性，使得外骨骼具有一系列卓越的优点：1)采用的低熔点金属内聚能低，在室温或更高温度条件下便可以实现多孔低熔点金属外骨骼固态、过渡态、液态之间的可逆转变，便于外骨骼的适形化安装和拆卸；2)采用的低熔点金属融化后具有流动性，这使得多孔低熔点金属外骨骼具有一定的自修复性，可以修复内部局部破损的结构；3)采用的低熔点金属具有金属焊接性，通过基元结构的焊接可实现复杂多孔低熔点金属外骨骼结构的制备；4)制备的多孔低熔点金属外骨骼具有良好的能量吸收性能，可以有效防止机械冲击。

本发明实施例所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，低熔点金属原材料的用量小，另外，低熔点金属可可回收反复利用，材料利用率高，大幅度降低了材料成本。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，包括:壳体、发泡装置和气体发生装置；所述发泡装置和所述气体发生装置位于所述壳体内部，所述发泡装置包括发泡腔体、电极板和低熔点金属与发泡剂混合物。

2.根据权利要求1所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述发泡装置和所述气体发生装置采用格栅分隔。

3.根据权利要求2所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述发泡装置内部设有温度传感器和/或高度显示器。

4.根据权利要求2所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述气体发生装置中设有加热装置和/或温度传感器。

5.根据权利要求4所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述加热装置为柔性材质，优选选用柔性的电加热薄膜；和/或，所述壳体为柔性壳体，优选选用PDMS或Ecoflex。

6.根据权利要求5所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述气体发生装置中装有低沸工质；所述低沸工质优选包括酒精、干冰或液氮。

7.根据权利要求1所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述电极板设置于所述发泡腔体的侧面；和/或，所述电极板优选选用铜箔或不锈钢箔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备装置，其特征在于，所述低熔点金属为熔点在300℃以下的金属单质、合金或衍生金属材料；优选的，所述低熔点金属选自镓、铋、铟、锡、铋铟、镓铟、铋铟锡、镓铟锡、铋铟锡锌和镓铟锡锌中的一种或多种；和/或，所述发泡剂的分解温度不低于所述低熔点金属的熔点。

9.一种多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述多孔低熔点金属外骨骼的制备装置；优选的，包括如下步骤：

1)将按比例混合的低熔点金属与发泡剂混合物置于发泡腔体中；

2)向电极板提供电压，使所述低熔点金属与发泡剂混合物进行加热发泡，进行一次造孔；

3)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体；所述气体经过所述格栅的气孔位置进入发泡腔体，进行二次造孔；

4)将制备装置贴附于需进行外骨骼支撑的位置；

5)通过加热装置进行加热，使所述气体发生装置提供气体，进行冷却固型，然后停止加热，即得多孔低熔点金属外骨骼。

10.根据权利要求9所述的多孔低熔点金属外骨骼的制备方法，其特征在于，还包括步骤6)：当所述多孔低熔点金属外骨骼使用结束，通过所述电极板和/或所述加热装置进行加热融化。

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