【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种骨骼的成形装置及方法，尤其涉及一种人工颅骨可控形态成形装置及方法
技术介绍
1、当人体颅骨缺损时，需要在受伤部位用钛合金人工颅骨进行修补。传统的颅骨成形装置包含一套凸模和凹模，只能成形唯一造型的颅骨。由于每个病人颅骨形状不同、尺寸不一致，这就意味着针对不同病人需要开发不同模具。模具开发不但周期长、成本高，造成了人工颅骨成形慢，不利于病人的及时救助，而且效率低下，使得人工颅骨替代手术费用较高；钛合金板料模量高，传统模具冲压过程中钣金容易起皱、“叠料”、回弹较大，造成成形工艺复杂困难。
2、现有技术中有用低熔点合金作为成形用的介质，然而低熔点合金价格高，硬度不可调，无法重复利用。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种可重复利用，并能提高颅骨造形效率，提高冲压质量的人工颅骨可控形态成形装置；
2、本专利技术的第二个目的是提供利用上述的装置进行人工颅骨成形的方法。
3、技术方案：本专利技术所述的人工颅骨可控形态成形装置，包括上模和下模，所述下模包括下箱体，所述上模包括若干可上下移动的移动块，用于控制各移动块移动的控制系统，若干移动块的端面用于形成颅骨造形的包络面；所述下箱体内填充有可控黏度磁流变液，所述下箱体上缠绕有与电源系统连接的线圈；所述下箱体上设有与下箱体内腔连通的用于容纳成形过程中被挤压出的磁流变液的挤出槽。
4、其中，线圈无电流时不产生磁场，磁流变液黏度低，呈现低黏度、高流动性的牛顿流体特性；
5、其中，所述挤出槽带有坡度，使被挤压出来的磁流变液可由重力作用重新流入下箱体内。所述挤出槽的槽口开设于下箱体内壁上，挤出槽沿下箱体外壁周向布置。
6、其中，所述移动块的末端与颅骨板材之间设有用于防止压边时产生起皱或叠料的非连续压边结构。钛合金板利用连续刚性压边的工艺时，由于钛合金板的非均匀变形，板料很容易出现起皱、叠料和回弹较大的情况，造成加工产品质量不合格。本专利技术采用非连续压边结构，将数字化点阵柔性成形与非连续压边相结合，进行柔性化成形，能够实现薄板的快速、高质量、高效成形。优选非连续压边结构包括弹性垫，设于弹性垫上离散分布的压边块。压边块的材质采用弹簧钢，保证在成形过程中，钛合金板料随着塑性变形的进行不发生应力集中，进而抑制板料成形时的起皱、叠料缺陷和回弹较大等情况的发生。
7、其中，所述移动块螺纹连接于调节杆上，所述控制系统与调节杆连接可驱动调节杆转动从而带动移动块上下移动。优选移动块末端为弧形端面，若干移动块呈点阵分布。移动块与螺杆通过螺纹进行配合，螺杆旋转驱动移动块上下移动，进而使移动块末端形成一定包络的形状，这个形状与所要进行手术的人工颅骨形状一致。
8、其中，所述调节杆上固定有垫块，所述垫块卡设于上、下限位板之间从而使上、下限位板可带动调节杆上下移动；所述上、下限位板沿固定于下箱体上的导向机构上下移动。
9、利用上述的人工颅骨可控形态成形装置进行人工颅骨成形的方法，包括以下步骤：
10、在移动块端面的下方放置非连续压边结构，非连续压边块结构对成形前的颅骨板材进行压边预紧；控制系统控制每个调节杆进行不同距离旋转，使移动块端面进行不同距离的上下移动从而形成颅骨造形的包络面，非连续压边结构对成形前的颅骨板材进行压边；电源系统对线圈通电，下箱体周围产生磁场，此时磁流变液的流动性降低、黏度提高，然后控制系统控制各移动块整体向下运动对弹性垫和颅骨板材进行挤压进而使多余的磁流变液通过下箱体内壁流至挤出槽内，此动作直至颅骨板材成形完毕；
11、取出成形后的颅骨板材，停止给电感线圈通电，磁场消失，磁流变液的流动性提高；随之被挤出的磁流变液从挤出槽内重新流进下箱体中，以备后续重复利用。
12、其中，在非连续压边结构的下方放置成形前的颅骨板材，弹性垫置于颅骨板材上，压边块对弹性垫和颅骨板材进行非连续压边预紧。
13、其中，控制系统控制各移动块整体向下运动，对弹性垫和成形前的颅骨板材进行双向挤压，在挤压过程中，多余的磁流变液通过下箱体内壁流至挤出槽内，此动作直至颅骨板材成形完毕。
14、有益效果：本专利技术与现有技术相比，取得如下显著效果：(1)本专利技术无需使用传统的固定模具，减少模具调试和颅骨成形时间、节约成本，可重复利用，并能提高颅骨造形效率，可有效提高冲压质量，降低病人手术费用，本专利技术集快速、柔性化、低成本、定制化于一体。(2)本专利技术通过磁流变液及通电线圈的配合，使得下箱体周围能产生磁场，进而能改变磁流变液的黏度，让磁流变液能在高黏度和低黏度之间来回转化，因此，本专利技术可以重复利用磁流变液，无需更换介质。同时也可以达到高效，快速，可重复的成形。(3)本专利技术的移动块末端为弧形端面，多个移动块呈点阵分布。移动块与螺杆通过螺纹进行配合，螺杆旋转驱动移动块上下移动，进而使移动块末端形成一定包络的形状，这个形状与所要进行手术的人工颅骨形状一致。(4)成形的钛合金板料周边采用非连续压边结构可防止成形时钛合金板料“叠料”。
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1.一种人工颅骨可控形态成形装置，包括上模和下模，所述下模包括下箱体，其特征在于，所述上模包括若干可上下移动的移动块(3)，用于控制各移动块(3)移动的控制系统，若干移动块(3)的端面用于形成颅骨造形的包络面(15)；所述下箱体内填充有可控黏度磁流变液(8)，所述下箱体上缠绕有与电源系统连接的线圈(10)；所述下箱体上设有与下箱体内腔连通的用于容纳成形过程中被挤压出的磁流变液(8)的挤出槽(9)。
2.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述挤出槽(9)带有坡度，使被挤压出来的磁流变液(8)可由重力作用重新流入下箱体内。
3.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述挤出槽(9)的槽口(18)开设于下箱体内壁上，挤出槽(9)沿下箱体外壁周向布置。
4.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述移动块(3)的末端与颅骨板材(6)之间设有用于防止压边时产生起皱或叠料的非连续压边结构。
5.根据权利要求4所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述非连续压边结构包括弹性垫(
6.根据权利要求5所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述压边块(4)为弹簧钢。
7.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述移动块(3)螺纹连接于调节杆(1)上，所述控制系统与调节杆(1)连接可驱动调节杆(1)转动从而带动移动块(3)上下移动。
8.根据权利要求7所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述调节杆(1)上固定有垫块(11)，所述垫块(11)卡设于上、下限位板(2)之间从而使上、下限位板(2)可带动调节杆(1)上下移动；所述上、下限位板(2)沿固定于下箱体上的导向机构(5)上下移动。
9.一种利用权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置进行人工颅骨成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种人工颅骨可控形态成形装置，包括上模和下模，所述下模包括下箱体，其特征在于，所述上模包括若干可上下移动的移动块(3)，用于控制各移动块(3)移动的控制系统，若干移动块(3)的端面用于形成颅骨造形的包络面(15)；所述下箱体内填充有可控黏度磁流变液(8)，所述下箱体上缠绕有与电源系统连接的线圈(10)；所述下箱体上设有与下箱体内腔连通的用于容纳成形过程中被挤压出的磁流变液(8)的挤出槽(9)。
2.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述挤出槽(9)带有坡度，使被挤压出来的磁流变液(8)可由重力作用重新流入下箱体内。
3.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述挤出槽(9)的槽口(18)开设于下箱体内壁上，挤出槽(9)沿下箱体外壁周向布置。
4.根据权利要求1所述的人工颅骨可控形态成形装置，其特征在于，所述移动块(3)的末端与颅骨板材(6)之间设有用于防止压边时产生起皱或叠...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，李志恒，吴楠楠，杨权权，梁晓波，谷洲之，刘玉伟，李章，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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