一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具及其制作工艺制造技术

一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，分为工作部分刀头和夹持手柄两部分，工作部分是由刀头基体、金刚石磨粒和钎焊金属结合剂三部分组成，工作部分和夹持部分为一体的；工作部分刀头是微型球体，其上排布的金刚石磨粒呈有序排布。以及提供一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具的制作工艺。本发明专利技术提供了一种磨削热不易堆积、不易出现磨头堵塞的磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具及其制作工艺。

A medical micro bone grinding tool with orderly arrangement of abrasive grains and its manufacturing process

It is divided into two parts of the working part of the knife and the grip handle, the working part is composed of three parts, the base of the cutter head, the diamond grit and the brazing metal bond, the working part and the clamping part are integrated. The stone particles are arranged in an orderly manner. And the manufacturing process of a medical micro bone grinding tool with orderly arrangement of abrasive grains. The invention provides a medical miniature bone grinding tool for grinding grinding grains arranged orderly, which is not easy to accumulate and is difficult to cause grinding head blockage, and a manufacturing process thereof.

【技术实现步骤摘要】
一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具及其制作工艺
本专利技术涉及一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具及其制作工艺，属于精密磨削加工
，多用于医学方面。
技术介绍
骨组织磨削技术因其细腻、不锐利的加工特点而广泛应用于神经外科手术、脊柱外科手术、牙科等领域。相对于产生大切屑的切削工具，金刚石磨削工具带来的机械损伤较小。目前市面上出售的金刚石微型磨头，直径4-5mm，磨粒尺寸为几十到几百微米，磨粒呈随机排布，粘结方式为电镀镍。电镀砂轮磨削骨组织存在两个关键问题。其一为磨削热，由于磨削是能量密集型加工方式，且大部分能量消耗均转化为热能，研究表明金刚石磨具在磨削过程的产热量明显高于切削钻头的产热量。而人体耐受高温的能力较差，当温度高于50℃，骨头会出现不同程度的热损伤，神经组织对温度更为敏感，其热损伤的临界温度值为43℃。其二为磨头堵塞问题，由于骨组织中含有一定量的多糖蛋白，在磨削过程中骨组织磨屑在较高的磨削温度和挤压应力作用下很容易粘附在磨头表面形成堵塞。研究表明，当采用金刚石球形磨具进行骨组织湿磨削时，亦遇到严重的磨头堵塞问题，磨削完后大量骨屑粘附在磨具上，尤其是结合剂材料处。
技术实现思路
为了克服已有骨组织磨削技术的磨削热较高、容易出现堵塞的不足,本专利技术提供了一种磨削热不易堆积、不易出现磨头堵塞的磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具及其制作工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，分为工作部分刀头和夹持手柄两部分，工作部分是由刀头基体、金刚石磨粒和钎焊金属结合剂三部分组成，工作部分和夹持部分为一体的；工作部分刀头是微型球体，其上排布的金刚石磨粒呈有序排布。进一步，所述有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式水平排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的，不同层之间的磨粒沿着球体表面的距离也是相等的。或者是：所述有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式斜排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的，不同层之间的磨粒沿着球体表面的距离也是相等的。再或者是：所述有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分表面螺旋排布，螺旋线上金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的。一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具的制备方法，包括以下步骤：(1)根据实际制备需要筛选磨粒大小，种类和粒度范围；(2)将制备好尺寸的磨具基体，尤其是工作部分进行表面清理；(3)在工作部分球头上有序排布钻孔；(4)将磨粒和钎焊剂填充到排布孔中，放置在真空炉中；(5)先加热至设定温度，并保温放置一段时间，最终炉冷后去除多余粘结剂和未固定完全的金刚石磨粒。本专利技术中，钎焊技术可使金刚石与钎料之间形成化学冶金结合，有利于提高单颗金刚石的出刃高度和工作时间，进而提高工具的切削效率和使用寿命；有序排布可以形成较为理想的磨削地貌，实现一致的磨粒裸露高度和合理的磨粒间距，提高磨具的排屑能力，解决磨削热的堆积和磨头的堵塞问题。本专利技术的关键点在于如何在微小直径(4-5mm)的球头上实现磨粒的有序排布。本专利技术的有益效果主要表现在：解决磨削热的堆积和磨头的堵塞问题，磨削热不易堆积、不易出现磨头堵塞。附图说明图1为本专利技术磨粒圆周水平排布微型骨磨削刀具的主视图。图2为本专利技术磨粒圆周水平排布微型骨磨削刀具的俯视图。图3为本专利技术磨粒圆周斜排布微型骨磨削刀具的主视图。图4为本专利技术磨粒螺旋排布微型骨磨削刀具的主视图。图5为本专利技术磨粒螺旋排布微型骨磨削刀具的俯视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图5，一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，分为工作部分刀头和夹持手柄两部分，工作部分是由刀头基体、金刚石磨粒和钎焊金属结合剂三部分组成，工作部分和夹持部分为一体的。工作部分刀头是微型球体，其上排布的金刚石磨粒呈有序排布。有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式水平排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的，不同层之间的磨粒沿着球体表面的距离也是相等的。有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式斜排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的，不同层之间的磨粒沿着球体表面的距离也是相等的。有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分表面螺旋排布，螺旋线上金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的。本实施例的磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，包括磨具基体、软体模板、金刚石磨料和固定金刚石磨料的钎焊金属结合剂。考虑到磨具应用于医学场合，以及钎焊过程对基体材料性能有一定的要求，磨具基体选用45号钢，表面进行涂层防锈处理。模具基体的夹持部分1横截面的几何形状为圆形，工作部分(刀头)3为球形，两者为一体式结构。金刚石球头磨具主要用于医疗中的骨磨削，尤其当应用于颅底肿瘤摘除手术过程时，受人体生理结构的限制，其经鼻入路较为狭窄，因此优选较小直径尺寸的刀头3。为了便于对本专利技术的理解，将参照附图1-4，通过实施例对本专利技术进行解释说明：实施例1：如图1所示，一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，夹持部分1横截面直径优选为2.7mm，工作部分3直径优选为4mm，夹持部分1与工作部分3为一体式结构。有序排布是指金刚石磨粒2沿工作部分3表面圆周方式水平排布，每一层中金刚石磨粒2与左右相邻磨粒2的距离是相等的，不同层之间的磨粒2沿着球体表面的弧长距离也是相等的。实施例2：如图1所示，一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，夹持部分1横截面直径优选为2.7mm，工作部分3直径优选为4mm，夹持部分1与工作部分3为一体式结构。有序排布是指金刚石磨粒2沿工作部分3圆周方式斜排布，每一层中金刚石磨粒2与左右相邻磨粒2的距离是相等的，不同层之间的磨粒2沿着球体表面的弧长距离也是相等的，斜排角度为45°。实施例3：如图1所示，一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，夹持部分1横截面直径优选为2.7mm，工作部分3直径优选为4mm，夹持部分1与工作部分3为一体式结构。有序排布是指金刚石磨粒2沿工作部分3表面螺旋排布，螺旋线上金刚石磨粒2与左右相邻磨粒2的距离是相等的。实施例4：一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具的制备工艺，包括以下步骤：(1)根据实际制备需要筛选磨粒大小，种类和粒度范围；(2)将制备好尺寸的磨具基体，尤其是工作部分进行表面清理；(3)在工作部分3球头上有序排布钻孔，优选磨粒为粒度120#(100-125μm)的SDBVB金刚石；(4)钎焊剂选择Ni-Cr合金粉末，将磨粒和钎焊剂填充到排布孔中，放置在真空炉中；(5)先加热至500℃，保温放置30min，再加热至1000℃，保温放置6min，最终炉冷后去除多余粘结剂和未固定完全的金刚石磨粒。如上所述,对本专利技术的实施例进行了详细地说明,但是只要实质上没有脱离本专利技术的专利技术点及效果可以有很多的变形,这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,这样的变形例也全部包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，其特征在于：分为工作部分刀头和夹持手柄两部分，工作部分是由刀头基体、金刚石磨粒和钎焊金属结合剂三部分组成，工作部分和夹持部分为一体的；工作部分刀头是微型球体，其上排布的金刚石磨粒呈有序排布。

【技术特征摘要】
1.一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，其特征在于：分为工作部分刀头和夹持手柄两部分，工作部分是由刀头基体、金刚石磨粒和钎焊金属结合剂三部分组成，工作部分和夹持部分为一体的；工作部分刀头是微型球体，其上排布的金刚石磨粒呈有序排布。2.如权利要求1所述的一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，其特征在于：所述有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式水平排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相等的，不同层之间的磨粒沿着球体表面的距离也是相等的。3.如权利要求1所述的一种磨粒有序排布的医用微型骨磨削刀具，其特征在于：所述有序排布是指金刚石磨粒沿工作部分圆周方式斜排布，每一层中金刚石磨粒与左右相邻磨粒的距离是相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽慧，陈珍珍，邹磊，杨杰，梁军，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33