CN113510220B

CN113510220B - 一种运用数字化3d打印技术的人造骨骼成型装置

Info

Publication number: CN113510220B
Application number: CN202110420478.XA
Authority: CN
Inventors: 章智敬; 徐雷; 葛怀志; 吴爱琴
Original assignee: Second Affiliated Hospital and Yuying Childrens Hospital of Wenzhou Medical University
Current assignee: Second Affiliated Hospital and Yuying Childrens Hospital of Wenzhou Medical University
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2041-04-19
Also published as: CN113510220A

Abstract

本发明属于3D打印技术领域，尤其是一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，针对现有的人造骨骼成型装置操作复杂，人工参与度高，浪费了大量的人力，铸造速率低，且铸造后不能够对磨具组进行很好的冷却的问题，现提出如下方案，其包括安装板，所述安装板的顶部对称固定连接有支撑板，所述支撑板相互靠近的一侧均固定连接有转动辊，两个所述转动辊相互靠近的一侧转动连接有同一个熔炉，本发明中，该人造骨骼成型装置操作简单，机械化水平高，节约了大量的人力，且铸造后能够对磨具组进行很好的冷却，防止了模具长时间处于高温状态造成损坏，有利于人造骨骼的快速成型，从而提高了人造骨骼的铸造速率。

Description

一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置。

背景技术

3D打印快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，在人造骨骼成型过程中，通常采用数字化3D打印技术打印出骨骼的模具，然后再进行铸造。

现有的人造骨骼成型装置操作复杂，人工参与度高，浪费了大量的人力，铸造速率低，且铸造后不能够对磨具组进行很好的冷却，容易对模具造成损坏，也不利于人造骨骼的快速成型。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在操作复杂，人工参与度高，浪费了大量的人力，铸造速率低，且铸造后不能够对磨具组进行很好的冷却的缺点，而提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，包括安装板，所述安装板的顶部对称固定连接有支撑板，所述支撑板相互靠近的一侧均固定连接有转动辊，两个所述转动辊相互靠近的一侧转动连接有同一个熔炉，所述支撑板上设置有保持熔炉平稳的稳定组件，所述熔炉的一侧固顶连接有熔浆流导管，所述熔炉的顶部固定连接有弧形挡板，所述安装板的顶部固定安装有冷却箱，所述冷却箱内加入有水，所述冷却箱的底部内壁固定连接有空心滑管，所述空心滑管的内壁滑动连接有轴杆，所述轴杆的顶部固定连接有第一模具，所述轴杆的外壁上套设有弹簧，所述弹簧的底部和空心滑管的顶部固定连接，所述弹簧的顶部和第一模具的底部固定连接，所述冷却箱上设置有对冷却箱中水进行冷却的冷却组件，所述冷却箱的一侧外壁固定连接有L形板，所述L形板的一侧内壁滑动连接有滑动板，所述滑动板的底部固定连接有支杆，所述支杆的底部固定连接有第二模具，所述第二模具上设置有熔浆流入口，所述L形板的对称滑动连接有滑杆，两个所述滑杆的底部均和滑动板的顶部固定连接，两个所述滑杆的顶部连接有同一个连接板，所述L形板上设置有带动连接板升降的的动力组件。

优选地，所述稳定组件包括支撑板的一侧固定连接的限位块，所述限位块的顶部和熔炉的底部外壁相接触，所述转动轴的外壁上套设有扭簧，两个所述扭簧相互远离的一端分别和两个支撑板相互靠近的一侧固定连接，两个所述扭簧相互靠近的一端均和熔炉的外壁固定连接。

优选地，所述安装板的顶部固定连接有隔热板，所述隔热板位于支撑板和冷却箱之间。

优选地，所述轴杆的底部固定连接有滑块，所述空心滑管的内壁开设有滑槽，所述滑块和滑槽滑动连接。

优选地，所述第一模具的顶部固定连接有密封条，所述第二模具的顶部固定开设有和密封条相适配的限位槽。

优选地，所述冷却组件包括冷却箱的外壁上固定盘设的散热管，所述散热管的一端贯穿冷却箱的一侧外壁并延伸到冷却箱内，所述安装板的顶部固定连接有水泵和过滤箱，所述冷却箱的一侧固定连接有第二水管，所述第二水管的一端贯穿过滤箱的一侧并延伸到过滤箱内，所述水泵的进液口固定连接有第三水管，所述第三水管的一端贯穿过滤箱的一侧外壁并延伸到过滤箱内，所述水泵的出液口固定连接有第一水管，所述第一水管的一端和散热管的另一端固定连接。

优选地，所述过滤箱的内壁固定设置有滤网，所述第二水管位于滤网的上方，第三水管位于滤网的下方。

优选地，所述动力组件包括L形板的顶部外壁对称固定连接的固定板，两个所述固定板相互靠近的一侧转动连接有同一个转动轴，所述转动轴的外壁上固定套设有第一转动杆，所述第一转动杆的顶部转动连接有第二转动杆，所述第二转动杆的顶部和连接板的底部转动连接，所述转动轴的一端贯穿其中一个固定板并延伸到固定板的一侧，所述固定板的外壁上固定套设有齿轮，所述L形板的顶部外壁滑动连接有齿条板，所述齿条板和齿轮相啮合，所述L形板的顶部外壁固定安装有液压缸，所述液压缸的活塞杆和齿条板的一侧固定连接。

当需要铸造人造骨骼时，将所需要的金属钛加入到熔炉中进行熔化，熔化后，开启液压缸的工作，液压缸的伸缩带动带动滑动板滑动，滑动板的滑动带动二模具移动，当第二模具移动到和第一模具相卡合时，滑动板的底部刚好和弧形挡板的顶部将接触，滑动板的继续移动带动熔炉转动和第一模具移动，熔炉的转动将熔炉中熔化的金属钛通过熔浆流导管不断流入到第二模具和第一模具形成的空腔内，在金属钛流入的同时，第一模具的移动压缩弹簧，第一模具不断的侵入冷却箱中的水中进行冷却，在第一模具向下移动的过程中，开启水泵的工作，水泵的工作将冷却箱中的水抽入到过滤箱中进行过滤，过滤后流入到散热管中进行冷却，冷却后回流到冷却箱中，以提高水对第一模具和第二模具的冷却效果，当)和第一模具形成的空腔内灌满金属钛后，在水的作用下也冷却成型了，此时开启液压缸将第二模具升至最初的位置，在滑动板解除对弧形挡板的挤压后，熔炉在扭簧的扭力下，也回到最初的位置，此时关闭水泵的工作，从第一模具内取出成型的人造骨骼进一步加工即可。

本发明中，该人造骨骼成型装置操作简单，机械化水平高，节约了大量的人力，且铸造后能够对磨具组进行很好的冷却，防止了模具长时间处于高温状态造成损坏，有利于人造骨骼的快速成型，从而提高了人造骨骼的铸造速率。

附图说明

图1为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的主视剖视结构示意图；

图2为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的主视结构示意图；

图3为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的A部分放大结构示意图；

图4为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的B部分放大结构示意图；

图5为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的空心滑管的主视剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的熔炉的俯视结构示意图；

图7为本发明提出的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置的L形板的三维结构示意图。

图中：1、安装板；2、支撑板；3、限位块；4、熔炉；5、弧形挡板；6、隔热板；7、散热管；8、冷却箱；9、空心滑管；10、弹簧；11、水泵；12、第一水管；13、轴杆；14、第一模具；15、密封条；16、L形板；17、第二模具；18、滑动板；19、滑杆；20、连接板；21、熔浆流入口；22、第一转动杆；23、第二转动杆；24、熔浆流导管；25、扭簧；26、固定板；27、转动轴；28、齿轮；29、齿条板；30、液压缸；31、第二水管；32、过滤箱；33、滤网；34、第三水管；35、滑块；36、滑槽；37、转动辊；38、支杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1-7，一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，包括安装板1，安装板1的顶部对称固定连接有支撑板2，支撑板2相互靠近的一侧均固定连接有转动辊37，两个转动辊37相互靠近的一侧转动连接有同一个熔炉4，支撑板2上设置有保持熔炉4平稳的稳定组件，熔炉4的一侧固顶连接有熔浆流导管24，熔炉4的顶部固定连接有弧形挡板5，安装板1的顶部固定安装有冷却箱8，冷却箱8内加入有水，冷却箱8的底部内壁固定连接有空心滑管9，空心滑管9的内壁滑动连接有轴杆13，轴杆13的顶部固定连接有第一模具14，轴杆13的外壁上套设有弹簧10，弹簧10的底部和空心滑管9的顶部固定连接，弹簧10的顶部和第一模具14的底部固定连接，冷却箱8上设置有对冷却箱8中水进行冷却的冷却组件，冷却箱8的一侧外壁固定连接有L形板16，L形板16的一侧内壁滑动连接有滑动板18，滑动板18的底部固定连接有支杆38，支杆38的底部固定连接有第二模具17，第二模具17上设置有熔浆流入口21，L形板16的对称滑动连接有滑杆19，两个滑杆19的底部均和滑动板18的顶部固定连接，两个滑杆19的顶部连接有同一个连接板20，L形板16上设置有带动连接板20升降的的动力组件。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上进行改进：稳定组件包括支撑板2的一侧固定连接的限位块3，限位块3的顶部和熔炉4的底部外壁相接触，转动轴27的外壁上套设有扭簧25，两个扭簧25相互远离的一端分别和两个支撑板2相互靠近的一侧固定连接，两个扭簧25相互靠近的一端均和熔炉4的外壁固定连接，安装板1的顶部固定连接有隔热板6，隔热板6位于支撑板2和冷却箱8之间，轴杆13的底部固定连接有滑块35，空心滑管9的内壁开设有滑槽36，滑块35和滑槽36滑动连接，第一模具14的顶部固定连接有密封条15，第二模具17的顶部固定开设有和密封条15相适配的限位槽，冷却组件包括冷却箱8的外壁上固定盘设的散热管7，散热管7的一端贯穿冷却箱8的一侧外壁并延伸到冷却箱8内，安装板1的顶部固定连接有水泵11和过滤箱32，冷却箱8的一侧固定连接有第二水管31，第二水管31的一端贯穿过滤箱32的一侧并延伸到过滤箱32内，水泵11的进液口固定连接有第三水管34，第三水管34的一端贯穿过滤箱32的一侧外壁并延伸到过滤箱32内，水泵11的出液口固定连接有第一水管12，第一水管12的一端和散热管7的另一端固定连接，过滤箱32的内壁固定设置有滤网33，第二水管31位于滤网33的上方，第三水管34位于滤网33的下方，动力组件包括L形板16的顶部外壁对称固定连接的固定板26，两个固定板26相互靠近的一侧转动连接有同一个转动轴27，转动轴27的外壁上固定套设有第一转动杆22，第一转动杆22的顶部转动连接有第二转动杆23，第二转动杆23的顶部和连接板20的底部转动连接，转动轴27的一端贯穿其中一个固定板26并延伸到固定板26的一侧，固定板26的外壁上固定套设有齿轮28，L形板16的顶部外壁滑动连接有齿条板29，齿条板29和齿轮28相啮合，L形板16的顶部外壁固定安装有液压缸30，液压缸30的活塞杆和齿条板29的一侧固定连接。

工作原理：当需要铸造人造骨骼时，将所需要的金属钛加入到熔炉4中进行熔化，熔化后，开启液压缸30的工作，液压缸30的伸缩带动齿条板29滑动，齿条板29的滑动带动齿轮28转动，齿轮28的转动带动转动轴27转动，转动轴27的转动带动第一转动杆22转动，第一转动杆22的转动带动第二转动杆23转动，第二转动杆23的转动带动连接板20移动，连接板20的移动带动滑杆19滑动，滑杆19的滑动带动滑动板18滑动，滑动板18的滑动带动支杆38移动，支杆38的移动带动第二模具17移动，当第二模具17移动到和第一模具14相卡合时，滑动板18的底部刚好和弧形挡板5的顶部将接触，滑动板18的继续移动带动熔炉4转动和第一模具14移动，熔炉4的转动将熔炉4中熔化的金属钛通过熔浆流导管24不断流入到第二模具17和第一模具14形成的空腔内，在金属钛流入的同时，第一模具14的移动压缩弹簧10，第一模具14不断的侵入冷却箱8中的水中进行冷却，在第一模具14向下移动的过程中，开启水泵11的工作，水泵11的工作将冷却箱8中的水抽入到过滤箱32中进行过滤，过滤后流入到散热管7中进行冷却，冷却后回流到冷却箱8中，以提高水对第一模具14和第二模具17的冷却效果，当第二模具17和第一模具14形成的空腔内灌满金属钛后，在水的作用下也冷却成型了，此时开启液压缸30将第二模具17升至最初的位置，在滑动板18解除对弧形挡板5的挤压后，熔炉4在扭簧25的扭力下，也回到最初的位置，此时关闭水泵11的工作，从第一模具14内取出成型的人造骨骼进一步加工即可。

然而，如本领域技术人员所熟知的，水泵11、液压缸30的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，包括安装板（1），其特征在于，所述安装板（1）的顶部对称固定连接有支撑板（2），所述支撑板（2）相互靠近的一侧均固定连接有转动辊（37），两个所述转动辊（37）相互靠近的一侧转动连接有同一个熔炉（4），所述支撑板（2）上设置有保持熔炉（4）平稳的稳定组件，所述熔炉（4）的一侧固顶连接有熔浆流导管（24），所述熔炉（4）的顶部固定连接有弧形挡板（5），所述安装板（1）的顶部固定安装有冷却箱（8），所述冷却箱（8）内加入有水，所述冷却箱（8）的底部内壁固定连接有空心滑管（9），所述空心滑管（9）的内壁滑动连接有轴杆（13），所述轴杆（13）的顶部固定连接有第一模具（14），所述轴杆（13）的外壁上套设有弹簧（10），所述弹簧（10）的底部和空心滑管（9）的顶部固定连接，所述弹簧（10）的顶部和第一模具（14）的底部固定连接，所述冷却箱（8）上设置有对冷却箱（8）中水进行冷却的冷却组件，所述冷却箱（8）的一侧外壁固定连接有L形板（16），所述L形板（16）的一侧内壁滑动连接有滑动板（18），所述滑动板（18）的底部固定连接有支杆（38），所述支杆（38）的底部固定连接有第二模具（17），所述第二模具（17）上设置有熔浆流入口（21），所述L形板（16）的对称滑动连接有滑杆（19），两个所述滑杆（19）的底部均和滑动板（18）的顶部固定连接，两个所述滑杆（19）的顶部连接有同一个连接板（20），所述L形板（16）上设置有带动连接板（20）升降的动力组件；

所述稳定组件包括支撑板（2）的一侧固定连接的限位块（3），所述限位块（3）的顶部和熔炉（4）的底部外壁相接触，所述转动辊（37）的外壁上套设有扭簧（25），两个所述扭簧（25）相互远离的一端分别和两个支撑板（2）相互靠近的一侧固定连接，两个所述扭簧（25）相互靠近的一端均和熔炉（4）的外壁固定连接；

所述冷却组件包括冷却箱（8）的外壁上固定盘设的散热管（7），所述散热管（7）的一端贯穿冷却箱（8）的一侧外壁并延伸到冷却箱（8）内，所述安装板（1）的顶部固定连接有水泵（11）和过滤箱（32），所述冷却箱（8）的一侧固定连接有第二水管（31），所述第二水管（31）的一端贯穿过滤箱（32）的一侧并延伸到过滤箱（32）内，所述水泵（11）的进液口固定连接有第三水管（34），所述第三水管（34）的一端贯穿过滤箱（32）的一侧外壁并延伸到过滤箱（32）内，所述水泵（11）的出液口固定连接有第一水管（12），所述第一水管（12）的一端和散热管（7）的另一端固定连接；

所述动力组件包括L形板（16）的顶部外壁对称固定连接的固定板（26），两个所述固定板（26）相互靠近的一侧转动连接有同一个转动轴（27），所述转动轴（27）的外壁上固定套设有第一转动杆（22），所述第一转动杆（22）的顶部转动连接有第二转动杆（23），所述第二转动杆（23）的顶部和连接板（20）的底部转动连接，所述转动轴（27）的一端贯穿其中一个固定板（26）并延伸到固定板（26）的一侧，所述固定板（26）的外壁上固定套设有齿轮（28），所述L形板（16）的顶部外壁滑动连接有齿条板（29），所述齿条板（29）和齿轮（28）相啮合，所述L形板（16）的顶部外壁固定安装有液压缸（30），所述液压缸（30）的活塞杆和齿条板（29）的一侧固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，其特征在于，所述安装板（1）的顶部固定连接有隔热板（6），所述隔热板（6）位于支撑板（2）和冷却箱（8）之间。

3.根据权利要求1所述的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，其特征在于，所述轴杆（13）的底部固定连接有滑块（35），所述空心滑管（9）的内壁开设有滑槽（36），所述滑块（35）和滑槽（36）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，其特征在于，所述第一模具（14）的顶部固定连接有密封条（15），所述第二模具（17）的顶部固定开设有和密封条（15）相适配的限位槽。

5.根据权利要求1所述的一种运用数字化3D打印技术的人造骨骼成型装置，其特征在于，所述过滤箱（32）的内壁固定设置有滤网（33），所述第二水管（31）位于滤网（33）的上方，第三水管（34）位于滤网（33）的下方。