CN213916106U - 一种多孔钛合金层种植体的成型模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多孔钛合金层种植体的成型模具，包括前模和后模，合模后的前模和后模形成对应致密结构种植体内层成型的第一型腔和对应种植体外围多孔钛合金层的第二型腔，第一型腔成型的致密结构种植体内层作为第二型腔的模芯；第一型腔和第二型腔与阀门上设置的料道阀门对接，料道阀门转动装配于模具上，其内设有进料道，进料道末端的料道阀门上设有唯一的料道出口，料道出口随料道阀门转动与第一型腔和第二型腔择一对接。本实用新型能在一台普通注射机上完成具有致密层和多孔层的钛合金种植体的共注射一体成型，成型后的种植体经过脱脂烧结能直接得到多孔钛合金种植体成品，无需后续加工，且种植体致密层和多孔层结合紧密。
Description
技术领域
本实用新型涉及含多孔层的钛合金种植体制备技术，具体涉及一种含多孔钛合金层种植体的成型模具。
背景技术
全致密的钛种植体通常采用机械加工的方法加工，机械方法工序繁多，加工中存在材料损耗，耗时长，成本高。并且由于全致密结构的钛种植体弹性模量与人体骨质弹性模量不匹配，容易造成疲劳性破坏，造成种植体松动失效。针对上述问题多孔钛合金种植体出现，多孔钛合金种植体是在全致密种植体的外层包覆一层多孔钛合金层，种植体外壁的多孔钛合金能促使新生骨长入孔隙，促进组织再生与重建的同时，实现了种植体与被替换硬组织的力学性能相匹配，同时内部的全致密钛种植体能够保证种植强度。
当前制作多孔钛合金的主要制作方法是采用等离子热喷涂法，等离子喷涂仪器昂贵，且多用于制作多孔钛合金涂层，而且存在涂层的结合强度低的问题；而另一种粉末冶金制备多孔钛合金方法，如冷压加烧结、冷压加自蔓延高温合成、冷等静压加烧结等，比较难以实现产品的净成型，需要后续加工处理，不仅浪费材料，而且后续加工容易破坏种植体的多孔结构。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是：针对现有多孔钛合金种植体制备方法存在的上述问题，提供一种实现多孔钛合金种植体共注射成型的成型模具，简化多孔钛合金种植体原本的制作工艺，降低生产成本，增加种植体致密层和多孔层的结合强度。
本实用新型采用如下技术方案实现：
一种多孔钛合金层种植体的成型模具，包括前模和后模，合模后的前模和后模形成对应致密结构种植体内层成型的第一型腔和对应种植体外围多孔钛合金层的第二型腔，所述第一型腔成型的致密结构种植体内层作为第二型腔的模芯；
所述第一型腔和第二型腔与阀门上设置的料道阀门对接，所述料道阀门转动装配于模具上，其内设有进料道，所述进料道末端的料道阀门上设有唯一的料道出口，所述料道出口随料道阀门转动与第一型腔和第二型腔择一对接。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述第一型腔和第二型腔分别对接设有独立的料道，所述料道阀门的料道出口与所述第一型腔的料道和第二型腔的料道旋转对接。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述料道阀门内的进料道沿料道阀门的旋转轴线贯穿设置，所述进料道的末端在前模和后模合模后封闭，所述料道出口位于进料道末端的料道阀门侧壁，所述第一型腔的料道入口和第二型腔的料道入口位于料道阀门的料道出口旋转圆周外侧。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述第一型腔和第二型腔于料道阀门两侧布置，所述第一型腔的料道入口和第二型腔的料道入口间隔180°对称布置在料道阀门的旋转圆周外侧。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述料道阀门以旋转轴心为中心设有回转凸台，所述回转凸台上的非中心位置设置固定孔，所述固定孔在料道阀门旋转对接第一型腔和第二型腔的状态下，分别与模具上的两组螺孔对齐，所述料道阀门通过同时装配在固定孔和螺孔中的螺栓周向锁定。
在本实用新型的一种多孔钛合金层种植体的成型模具中，所述料道阀门内的进料道为进料横截面逐渐扩大的锥形通道。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述进料道的锥度为10°。
上述方案中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，进一步的，所述进料道的进料端一侧料道阀门上设有聚料槽，所述聚料槽横截面大于进料道横截面，所述进料道的进料端位于聚料槽底部。
本实用新型提供的一种多孔钛合金层种植体的成型模具包括不同的两个型腔，一个为种植体致密结构内层模具型腔，一个为种植体多孔外层模具型腔，通过料道阀门切换对接的型腔，可以实现在普通注塑机上进行种植体注射成型，同时在一台模具上注射出具有致密和多孔两种结构的种植体产品，注射时可以旋转料道阀门选择喂料注射的型腔，又通过两个型腔的不同结构能在一个模具内完成具有致密内层和多孔外层两种结构的种植体的一体成型。不仅简化了多孔钛合金种植体的制备工艺，生产成本低廉，同时使得钛合金种植体致密层和多孔层能一次性脱脂烧结，致密层和多孔层结合强度高。
本实用新型能使多孔钛合金层种植体实现金属粉末注射成型，能在一台普通注射机上完成具有致密层和多孔层的钛合金种植体的共注射一体成型，成型后的种植体经过脱脂烧结能直接得到多孔钛合金种植体成品，无需后续加工，且种植体致密层和多孔层结合紧密。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具对第一型腔进行注射成型的状态示意图。
图2为实施例中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具对第二型腔进行注射成型的状态示意图。
图3为实施例中的料道阀门的主剖视图。
图4为实施例中的料道阀门的仰视图。
图中标号：1-前模，2-后模，3-料道阀门，31-进料道，32-料道出口，33-聚料槽，34-固定孔，41-第一型腔，42-第二型腔，51-第一料道，52-第二料道。
具体实施方式
实施例
参见图1和图2，图示中的一种多孔钛合金层种植体的成型模具为本实用新型的一种具体实施方案，具体包括前模1、后模2和料道阀门3，前模1和后模 2之间通过合模形成第一型腔41和第二型腔42，通过料道阀门3构建的料道分别对两个型腔进行种植体的致密层和多孔层的喂料注射成型，其中第一型腔41 内部结构特征用于致密结构种植体内层成型，第二型腔42内部结构特征用于致密结构种植体内层外围多孔钛合金层成型，在第二型腔42注射成型的过程中，第一型腔41内部成型的致密结构种植体内层移动放置到第二型腔42内作为第二型腔42的模芯。
关于前模1和后模2之间的合模和分模结构以及型腔内的成型工件顶出结构均可参照现有成熟模具设计方案，本实施例在此不做赘述。
针对本实施例中同一模具上具备前后两种针对种植体的成型型腔，本实施例将第一型腔41和第二型腔42与阀门上设置的料道阀门3对接，通过料道阀门3控制喂料的顺序。如图1和图2中所示，料道阀门3转动装配于前模1上，料道阀门3内部设有进料道31，进料道31末端的料道阀门上设有唯一的料道出口32，所述料道出口32随料道阀门3转动与第一型腔41和第二型腔42择一对接，按照加工工艺先对第一型腔41喂料注射形成致密结构种植体内层，然后从第一型腔41内取出成型的致密结构种植体内层后放入第二型腔42内，切换料道阀门3对第二型腔42喂料注射。
第一型腔41和第二型腔42在合模后分别对接有独立的料道，其中第一型腔41与第一料道51对接，第二型腔42与第二料道52对接，料道阀门3的料道出口32直接与第一料道51和第二料道52之间旋转对接，实现与第一型腔41 和第二型腔42的择一连通。
结合参见图3和图4，料道阀门3内的进料道31沿料道阀门的旋转轴线贯穿设置，所述进料道31的末端在前模1和后模2合模后封闭，料道出口32位于进料道31末端的料道阀门侧壁上，为料道阀门3在进料道31末端侧面开设的一圆弧缺口，第一型腔41对应的第一料道51入口和第二型腔42对应的第二料道52入口位于料道阀门3的料道出口旋转圆周外侧，料道阀门3通过旋转至制定角度即可将进料道31的料道出口32与第一料道51或第二料道52对接。
在本实施例中，所述第一型腔41和第二型腔42对称布置在料道阀门3的两侧模具中，第一型腔41的第一料道51入口和第二型腔42的第二料道52入口间隔180°对称布置在料道阀门3的旋转圆周两侧，这样保证料道阀门3在与其中一个料道入口对接的同时将另一料道入口封闭，保证只有料道阀门只与其中一个型腔对接，通过旋转180°即可切换至与另一料道入口对接。
具体如图3和图4中所示，所述料道阀门3为旋转装配在前模1上的柱形回转体，料道阀门3与前模1之间通过间隙配合实现旋转装配。料道阀门3在远离料道出口的进料端以旋转轴心为中心设置回转凸台，料道阀门3装配于前模1上后，该回转凸台凸出于前模1表面，对料道阀门3进行轴向定位。回转凸台上的非中心位置设置固定孔34，即固定孔34相对料道阀门3的旋转中心偏心设置，固定孔34在料道阀门3旋转对接第一型腔41和第二型腔42的状态下，分别与模具上的两组螺孔对齐，本实施例中阿两组螺孔之间间隔180°设置，料道阀门3通过同时装配在固定孔34和螺孔中的螺栓周向锁定，将料道阀门3在对第一型腔41和第二型腔42进行分布喂料注射的时候进行锁定。
所述料道阀门3内的进料道31沿料道阀门的旋转轴线贯穿设置，进料道31 在料道阀门3内为进料横截面逐渐扩大的尖嘴锥形通道，本实施例的进料道31 优选为锥度为10°的尖嘴锥形通道，该锥形通道在回转凸台端面为小端，靠近料道出口一端为大端，料道阀门3内的进料道31设置成锥形通道便于进料道内的废料从进料道31中脱模。由于喂料注射时，通过料道阀门3的进料道31小端进行喂料，为了提高喂料的精准性，本实施例在进料道31位于料道阀门回转凸台端面上设有聚料槽33，聚料槽33为球面凹槽，横截面远大于进料道31的小端横截面，进料道31的小端进料口位于聚料槽33底部，形成一个漏斗结构，实现装入聚料槽33的原料准确进入进料道31内。
通过本实施例加工多孔钛合金层种植体的具体过程如下：
首先注射多孔钛合金种植体的致密内层，如图1所示，将料道阀门3调到关闭第二型腔42的位置锁定，使得注射时致密内层的喂料通过料道阀门3流入第一型腔41，注射完致密内层后分模，将致密内层工件从第一型腔41内取出，切除废料后，将致密内层工件放入第二型腔42作为模芯，致密内层工件在多孔材料的上下两端都有一段矩形部分，在第二型腔42有两个和产品矩形区域相匹配的槽，便于致密内层工件砸第二型腔42内进行定位，将料道阀门3旋转180°到关闭第一型腔41的位置锁定，然后将多孔外层喂料通过料道阀门3注射入第二型腔42，注射完成后分模，取出第二型腔42内成型的多孔钛合金层种植体，切除废料后即可进行后续的烧结等工序。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种多孔钛合金层种植体的成型模具，包括前模和后模，其特征在于：合模后的前模和后模形成对应致密结构种植体内层成型的第一型腔和对应种植体外围多孔钛合金层的第二型腔，所述第一型腔成型的致密结构种植体内层作为第二型腔的模芯；
所述第一型腔和第二型腔与阀门上设置的料道阀门对接，所述料道阀门转动装配于模具上，其内设有进料道，所述进料道末端的料道阀门上设有唯一的料道出口，所述料道出口随料道阀门转动与第一型腔和第二型腔择一对接。
2.根据权利要求1所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述第一型腔和第二型腔分别对接设有独立的料道，所述料道阀门的料道出口与所述第一型腔的料道和第二型腔的料道旋转对接。
3.根据权利要求2所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述料道阀门内的进料道沿料道阀门的旋转轴线贯穿设置，所述进料道的末端在前模和后模合模后封闭，所述料道出口位于进料道末端的料道阀门侧壁，所述第一型腔的料道入口和第二型腔的料道入口位于料道阀门的料道出口旋转圆周外侧。
4.根据权利要求3所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述第一型腔和第二型腔于料道阀门两侧布置，所述第一型腔的料道入口和第二型腔的料道入口间隔180°对称布置在料道阀门的旋转圆周外侧。
5.根据权利要求4所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述料道阀门以旋转轴心为中心设有回转凸台，所述回转凸台上的非中心位置设置固定孔，所述固定孔在料道阀门旋转对接第一型腔和第二型腔的状态下，分别与模具上的两组螺孔对齐，所述料道阀门通过同时装配在固定孔和螺孔中的螺栓周向锁定。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述料道阀门内的进料道为进料横截面逐渐扩大的锥形通道。
7.根据权利要求6所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述进料道的锥度为10°。
8.根据权利要求6所述的一种多孔钛合金层种植体的成型模具，其特征在于：所述进料道的进料端一侧料道阀门上设有聚料槽，所述聚料槽横截面大于进料道横截面，所述进料道的进料端位于聚料槽底部。
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