[发明专利]仿生股骨头生产方法与设备

摘要

本发明采用高频快速熔炼与压铸成型模具一体化技术，设计了以低比重大块非晶金属合金为原料，经高频熔炼为粘稠合金液体，将惰性气体通入粘稠合金液体中，在气体膨胀力作用下，使合金液体形成中空球体，在导热良好的陶瓷模具中快速膨胀成型，制造具有中空结构仿生人体股骨头的方法与设备。这种技术制造的股骨头，与现有金属合金或陶瓷类材料制造的同类产品相比，不仅减轻了重量，而且具有更佳的耐磨损性、耐腐蚀性、及更好的刚性、弹性、韧性，从而大幅度提高了使用性能和寿命，并且可以一次成型，既简化了制造工艺，又降低了制造成本。本发明属于仿生医学与金属铸造加工工艺交叉领域，适用于人造关节、人造骨骼及中空金属制品制造行业。

主权项

本发明采用高频快速熔炼与压铸成型模具一体化技术，设计了以低比重大块非晶金属合金为原料，经高频熔炼为粘稠合金液体，将惰性气体通入粘稠合金液体中，在气体膨胀力作用下，使合金液体形成中空球体，在导热良好的陶瓷模具中快速膨胀成型，制造具有中空结构仿生人体股骨头的方法与设备。这种技术制造的股骨头，与现有金属合金或陶瓷类材料制造的同类产品相比，不仅减轻了重量，而且具有更佳的耐磨损性、耐腐蚀性、及更好的刚性、弹性、韧性，从而大幅度提高了使用寿命，并且可以一次成型，既简化了制造工艺，又降低了制造成本。本发明属于仿生医学与金属铸造加工工艺交叉领域，适用于人造关节、人造骨骼及中空金属制品制造行业。本发明独有的，与现有技术不同的技术特征为：1 )将高频熔炼炉陶瓷坩埚(15)直接设计为股骨头(9)模具(15)、(4)、(5)、(12)，使模具(15)、(4)、(5)、(12)腔体(16)同时具备高频熔炼炉坩埚(15)功能。2) 将惰性气体(10)通过陶瓷插管(11)通入模具(15)腔体(16)大块非晶金属合金液体(7)内部，使通气插管(11)末端形成大块非晶金属合金液体(7)构成液体中空球体(8)，持续充气使之不断膨胀，直至完全充满成型腔体(16)，实现一次成型精密铸造中空仿生股骨头(9)。除上述独有的，以及与现有技术不同的技术特征外，本发明还要求保护以下技术范围：3 )包括但不限于采用以铝、钛、锆、镍、铜、锌、铬等金属元素为主要成分的大块非晶金属合金材料(6)为原料。4) 包括但不限于采用循环热油(13)、(14)、(3)装置调控陶瓷模具(15)、(16)、(4)、(5)、(9)的恒温功能。5) 包括但不限于采用惰性气体(10)之外的不活泼气体作为非晶金属合金液体(7)的膨胀气体和保护气体。6) 包括但不限于采用氧化铝陶瓷制作导热性能优良的陶瓷模具(15)、(4)、(5)及通气插管(11)。7 )包括但不限于使用本发明技术与设备生产制造仿生股骨头(9)产品。例如利用本发明制造各种中空板材、线材或异型材，均属于受保护的技术范围。