一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片制造技术

本发明专利技术公开了一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，包括有与人体具有相容性的金属底片，所述金属底片上通过3D打印技术依次设置有内构造层、中构造层和外构造层且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层的孔隙率小于中构造层的孔隙率；本发明专利技术通过预先制造好统一规格的金属底片，在需要使用时微调方便；便于满足不同患者的需求；本发明专利技术可以直接通过激光扫描仪进行扫描得到微调后的图形以及尺寸，节省测量以及绘图时间，便于进行快速建模；本发明专利技术在三维软件中预设有内、中、外三个构造层的模型，并可以进行厚度以及孔隙率的调整，可以快速实现个性化的构造，降低了对操作人员的要求。

A kind of metal gasket based on 3D printing technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片
本专利技术属于仿骨小梁制造
，具体涉及一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片。
技术介绍
骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。骨小梁形成后至20岁左右，骨小梁表面被覆一层骨原细胞或成骨细胞，因为都在骨髓腔内表面，故通称骨内膜细胞。成骨细胞，排列在骨小梁表面，胞浆突起可与周围的成骨细胞胞浆相接，它是由紧贴骨内膜表面扁平的骨原细胞发育来的，骨小梁是骨内的一种结构，与骨的生成有关。3D打印（又称增材制造、积层制造）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。3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。由于科学以及医学的快速发展，通过3D打印技术构造人体假肢成为了一种必然的潮流，而在仿骨小梁的制造时，由于位置以及患者的不同，需要各种各样的骨小梁结构。如果每个患者或患者的每个受伤部位都需要特定制造的规格结构不一的骨小梁结构，就会变得非常复杂，不仅对操作人员的要求较高，且耗费时间较长，经常会延误患者的治疗。因此，我们提出一种基于3D打印技术的可以实现快速建模制造的个性化仿骨小梁结构金属垫片。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中仿骨小梁制造繁琐、对操作人员要求较高、且个性化设计制造效率较低的问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，包括有与人体具有相容性的金属底片，该金属底片上设置有根据需求而个性化设计的通口，所述金属底片上通过3D打印技术依次设置有内构造层、中构造层和外构造层且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层的孔隙率小于中构造层的孔隙率，中构造层的孔隙率小于外构造层的孔隙率；所述金属垫片采用以下方法制备：S1、选择合适厚度的具有人体相容性的金属原料板材，通过设计的多样化模具进行冲孔加工，制作出带有通口的金属底片；S2、将完成S1加工的金属底片清洗干燥后，按规格以及形状的不同进行分类包装，待用；S3、在医疗使用时，根据患者或医患部位的不同，挑选合适规格及形状的金属底片，然后根据患者具体的身体骨骼细节适应需求的不同对金属底片进行微打磨抛光或切割，实现金属底片针对患者不同的个性化设计要求；S4、将完成S3步骤的金属底片放置在激光扫描测量仪的测量平台上，通过激光扫描测量仪进行扫描成图片并测量其大小，激光扫描测量仪的输出端口与3D打印机的电脑端连接，电脑端接收到扫描的图片以及尺寸，并将之导入到电脑端的三维软件中，然后通过三维软件中的预设模型与扫描的图片进行组合建模，预设模型包括有在金属底片上设置的内构造层、中构造层以及外构造层，分别设置好内、中、外三个构造层的厚度以及孔隙率后，完成建模；S5、然后将金属底片放置到3D打印机的打印平台上，寻找并定位好打印起始点，准备好与金属底片同种材质的3D打印用金属原料，然后启动3D打印机在金属底片的上部表面一体成型打印完成内构造层、中构造层以及外构造层的制造，冷却成型后则完成了个性化仿骨小梁结构金属垫片的制备。优选的，与人体具有相容性的金属底片设置为钽金属底片、钛金属底片或钽钛合金金属底片。优选的，所述金属底片的厚度设置为0.8mm、1.0mm、1.2mm或1.5mm，且四种规格的金属底片的厚度误差为±0.05mm。优选的，所述S1的冲孔加工过程中，在金属原料板材的表面喷涂一层便于起到润滑作用且环保无害的二甲基硅油。优选的，在S2的清洗干燥过程中均在低于15℃的低温下进行，采用蒸馏水进行冲洗，干燥时进行采用风干干燥。优选的，在S3中进行切割时采用超微粒钨钢圆锯片进行切割，在抛光时采用LCD抛光布对金属底片抛光处理。优选的，在S4中，所述三维软件设置为solidworks、3Dmax或CAD。优选的，在S4中，内构造层、中构造层以及外构造层的总厚度设置为3-5mm。优选的，在S2中，金属底片在包装时采用真空包装，且在包装前需要经过紫外线进行杀菌。本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术通过预先制造好统一规格的金属底片，在需要使用时，根据人体或患者部位的不同可以进行微调整，且微调方便；且本专利技术可设置有多种规格，便于满足不同患者的需求；2、本专利技术在对统一规格的金属底片进行个性化的微调整后，可以直接通过激光扫描仪进行扫描得到微调后的图形以及尺寸，节省测量以及绘图时间，便于进行快速建模；3、本专利技术在三维软件中预设有内、中、外三个构造层的模型，并可以进行厚度以及孔隙率的调整，可以快速实现个性化的构造，快速建模并进行实施，易于进行操作，降低了对操作人员的要求。附图说明图1为本专利技术仿骨小梁结构金属垫片的结构示意图；图2为本专利技术金属底片的结构示意图；图3为本专利技术在实施时钛金属底片的结构示意图。图中：1、金属底片；2、内构造层；3、中构造层；4、外构造层；5、通口；11、钛金属底片；15、不规则异形通口。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了如图1-3所示的一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，包括有与人体具有相容性的金属底片1，该金属底片1上设置有根据需求而个性化设计的通口5，所述金属底片1上通过3D打印技术依次设置有内构造层2、中构造层3和外构造层4且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层2的孔隙率小于中构造层3的孔隙率，中构造层2的孔隙率小于外构造层4的孔隙率；内构造层、中构造层以及外构造层的总厚度设置为3-5mm。所述金属垫片采用以下方法制备：S1、选择合适厚度的具有人体相容性的金属原料板材，通过设计的多样化模具进行冲孔加工，制作出带有通口的金属底片；冲孔加工过程中，在金属原料板材的表面喷涂一层便于起到润滑作用且环保无害的二甲基硅油；S2、将完成S1加工的金属底片清洗干燥后，按规格以及形状的不同进行分类包装，待用；清洗干燥过程中均在低于15℃的低温下进行，采用蒸馏水进行冲洗，干燥时进行采用风干干燥；金属底片在包装时采用真空包装，且在包装前需要经过紫外线进行杀菌；S3、在医疗使用时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，其特征在于，包括有与人体具有相容性的金属底片（1），该金属底片（1）上设置有根据需求而个性化设计的通口（5），所述金属底片（1）上通过3D打印技术依次设置有内构造层（2）、中构造层（3）和外构造层（4）且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层（2）的孔隙率小于中构造层（3）的孔隙率，中构造层（2）的孔隙率小于外构造层（4）的孔隙率；/n所述金属垫片采用以下方法制备：/nS1、选择合适厚度的具有人体相容性的金属原料板材，通过设计的多样化模具进行冲孔加工，制作出带有通口的金属底片；/nS2、将完成S1加工的金属底片清洗干燥后，按规格以及形状的不同进行分类包装，待用；/nS3、在医疗使用时，根据患者或医患部位的不同，挑选合适规格及形状的金属底片，然后根据患者具体的身体骨骼细节适应需求的不同对金属底片进行微打磨抛光或切割，实现金属底片针对患者不同的个性化设计要求；/nS4、将完成S3步骤的金属底片放置在激光扫描测量仪的测量平台上，通过激光扫描测量仪进行扫描成图片并测量其大小，激光扫描测量仪的输出端口与3D打印机的电脑端连接，电脑端接收到扫描的图片以及尺寸，并将之导入到电脑端的三维软件中，然后通过三维软件中的预设模型与扫描的图片进行组合建模，预设模型包括有在金属底片上设置的内构造层、中构造层以及外构造层，分别设置好内、中、外三个构造层的厚度以及孔隙率后，完成建模；/nS5、然后将金属底片放置到3D打印机的打印平台上，寻找并定位好打印起始点，准备好与金属底片同种材质的3D打印用金属原料，然后启动3D打印机在金属底片的上部表面一体成型打印完成内构造层、中构造层以及外构造层的制造，冷却成型后则完成了个性化仿骨小梁结构金属垫片的制备。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的个性化仿骨小梁结构金属垫片，其特征在于，包括有与人体具有相容性的金属底片（1），该金属底片（1）上设置有根据需求而个性化设计的通口（5），所述金属底片（1）上通过3D打印技术依次设置有内构造层（2）、中构造层（3）和外构造层（4）且并不仅限于三层的仿古小梁结构层，所述内构造层（2）的孔隙率小于中构造层（3）的孔隙率，中构造层（2）的孔隙率小于外构造层（4）的孔隙率；
所述金属垫片采用以下方法制备：
S1、选择合适厚度的具有人体相容性的金属原料板材，通过设计的多样化模具进行冲孔加工，制作出带有通口的金属底片；
S2、将完成S1加工的金属底片清洗干燥后，按规格以及形状的不同进行分类包装，待用；
S3、在医疗使用时，根据患者或医患部位的不同，挑选合适规格及形状的金属底片，然后根据患者具体的身体骨骼细节适应需求的不同对金属底片进行微打磨抛光或切割，实现金属底片针对患者不同的个性化设计要求；
S4、将完成S3步骤的金属底片放置在激光扫描测量仪的测量平台上，通过激光扫描测量仪进行扫描成图片并测量其大小，激光扫描测量仪的输出端口与3D打印机的电脑端连接，电脑端接收到扫描的图片以及尺寸，并将之导入到电脑端的三维软件中，然后通过三维软件中的预设模型与扫描的图片进行组合建模，预设模型包括有在金属底片上设置的内构造层、中构造层以及外构造层，分别设置好内、中、外三个构造层的厚度以及孔隙率后，完成建模；
S5、然后将金属底片放置到3D打印机的打印平台上，寻找并定位好打印起始点，准备好与金属底片同种材质的3D打印用金属原料，然后启动3D打印机在金属底片的上部表面一体成型打印完成内构造层、中构造层以及外构造层的制造，冷却成型后则完成了个性化仿骨小梁结构金属垫片的制备。


2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张存柱，
申请(专利权)人：安徽中健三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34