[發明專利]一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法

有效

• 申請號: 201010504733.0
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102033980A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 韓飛;鄧穎哲;莫健華;王培
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;A61F2/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，其特征在于，以CT機采集顱骨缺損部位信息，經過如下加工工藝過程制備而成：

(1)圖像處理軟件處理后進行顱骨三維模型重構；

(2)運用逆向工程軟件構造修復體曲面，再運用CAD軟件設計顱骨修復體的三維模型；

(3)導入快速原型系統制作參照修復體，同時對修復體進行成形及回彈過程的數值模擬分析，獲得修復體的回彈大小，反復修改加工軌跡和支撐模，直至模擬回彈量符合要求，導出加工軌跡；

(4)將加工軌跡數據導入板材動圈電磁漸進成形系統進行修復體成形，最后與參照修復體反復對比裁剪獲得最終顱骨修復體。

2.根據權利要求1所述的一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，其特征在于，所述CT機采集顱骨缺損部位信息，設定掃描層間距為1～1.5mm，根據掃描處的結構復雜程度而設定，在結構復雜區域設定為1mm，較平緩區域設定為1.5mm。

3.根據權利要求1所述的一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，其特征在于，所述運用逆向工程技術提取缺損部位的數據后進行修復體的曲面重建，運用3-matic軟件進行修復體曲面的構造，具體步驟如下：

(1)將顱骨三維模型導入3-matic軟件中，調整好模型的位置；

(2)分別對顱骨三維模型進行橫向、縱向切去二維圖層并參照缺損部位進行參照曲線的設計；

(3)參照顱骨缺損部位邊界繪制出修復體的邊界曲線；

(4)運用曲面生成工具依照參考曲線和邊界曲線生成最終修復體的三維曲面。

4.根據權利要求1所述的一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，其特征在于，對修復體進行成形及回彈過程的數值模擬分析，獲得修復體的回彈大小，反復修改加工軌跡和支撐模，直至模擬回彈量符合要求，具體步驟如下：

(1)根據修復體設計的形狀建立支持模CAD型面，確定漸進成形的加工路徑和工藝參數；

(2)對支撐模及板料模型劃分網格，進行成形及回彈過程的數值模擬分析，獲得修復體各個網絡節點的回彈大小；

(3)根據各個網格節點的回彈量乘以一個補償系數后，對初始的支撐模各個節點作相應的反向變形處理，得到回彈補償后的支撐模型面和加工路徑；

(4)然后在相同的工藝參數下再次進行修復體成形及回彈過程的數值模擬分析；

(5)獲得修復體成形回彈后的成形件形狀，并與初始設計的形狀比較，測量回彈變形誤差是否滿足修復體精度要求；

(6)如不滿足精度要求，則繼續進行支持模型面的回彈補償處理和成形及回彈數值模擬分析，反復迭代至最終修復體回彈變形后的尺寸滿足要求；

(7)將符合要求的支撐模CAE網絡模型導入回彈補償后支撐模型面CAE網格模型；

(8)建立支持模面的補償矢量；

(9)根據補償矢量重構支撐模型面CAD三維模型；

(10)加工支撐模，保存最終加工路徑數據為后續工作準備。

5.根據權利要求1所述的一種鈦網顱骨修復體數字化制備方法，其特征在于，采用板材動圈電磁漸進成形系統進行修復體成形，具體實施步驟如下：

(1)將仿真得到的加工路徑數據導入成形系統中；

(2)將支撐模安裝在支撐模型架上；

(3)將鈦合金網板夾在兩片金屬薄板間，金屬薄板可以是鋁、鎂等合金薄板，一起用板材夾持升降裝置固定好；

(4)開始成形直至完成修復體的加工。