[發(fā)明專利]一種輕量化骨科支架的加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810628802.5
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108707744B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永康;張崢;楊青天;于秋云
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00;C21D9/00;A61F5/05
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種輕量化骨科支架的加工方法，其特征在于，包括：

根據(jù)骨科支架的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支架服役區(qū)間的載荷譜對所述骨科支架進(jìn)行測試確定所述骨科支架的強(qiáng)化前疲勞壽命；

對所述骨科支架進(jìn)行力學(xué)分析確定失效區(qū)域，以便控制支架加工設(shè)備對試樣支架的所述失效區(qū)域執(zhí)行激光噴丸處理；其中，所述試樣支架與所述骨科支架為完全相同的支架；

測試所述試樣支架的強(qiáng)化后疲勞壽命并根據(jù)所述強(qiáng)化前疲勞壽命與所述強(qiáng)化后疲勞壽命確定優(yōu)選厚度；

根據(jù)所述優(yōu)選厚度生成加工指令，以便利用所述加工指令控制所述支架加工設(shè)備加工厚度為所述優(yōu)選厚度的骨科支架并對所述失效區(qū)域執(zhí)行所述激光噴丸處理得到輕量化骨科支架；

其中，根據(jù)所述強(qiáng)化前疲勞壽命與所述強(qiáng)化后疲勞壽命確定厚度增益包括：

根據(jù)所述強(qiáng)化前疲勞壽命與所述強(qiáng)化后疲勞壽命計(jì)算疲勞壽命增益；

根據(jù)所述疲勞壽命增益與材料厚度變化的對應(yīng)關(guān)系確定所述厚度增益，并根據(jù)所述厚度增益與所述骨科支架的厚度計(jì)算所述優(yōu)選厚度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)所述骨科支架的使用者的身高、體重、步態(tài)和所述骨科支架使用部位的參數(shù)計(jì)算支架服役區(qū)間的所述載荷譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工方法，其特征在于，控制支架加工設(shè)備對試樣支架的所述失效區(qū)域執(zhí)行激光噴丸處理包括：

利用掃描電子顯微鏡采集已失效骨科支架的失效區(qū)域的裂紋擴(kuò)展形式，并根據(jù)所述裂紋擴(kuò)展形式和所述載荷譜判斷所述失效類型是否為低循環(huán)失效；

若是，則控制所述支架加工設(shè)備對所述試樣支架的所述失效區(qū)域執(zhí)行所述激光噴丸處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述加工方法，其特征在于，還包括：

對所述失效區(qū)域進(jìn)行激光噴丸參數(shù)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)確定優(yōu)選工藝參數(shù)：其中，所述優(yōu)選工藝參數(shù)包括激光功率密度范圍、覆蓋率和脈寬；

相應(yīng)的，對所述失效區(qū)域執(zhí)行激光噴丸處理包括：

對所述失效區(qū)域執(zhí)行所述優(yōu)選工藝參數(shù)對應(yīng)的激光噴丸處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述加工方法，其特征在于，所述對所述失效區(qū)域進(jìn)行激光噴丸參數(shù)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)確定優(yōu)選工藝參數(shù)包括：

在所述試樣支架所述失效區(qū)域涂上黑漆作為犧牲層，并將所述失效區(qū)域浸沒于水槽中，并使水約束層的厚度為1～2mm；

對預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)所述試樣支架的失效區(qū)域進(jìn)行所述激光噴丸參數(shù)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，并將進(jìn)行所述激光噴丸參數(shù)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)后的所有所述試樣支架使用電火花加工設(shè)備沿厚度方向切開，使用顯微硬度儀測量橫截面的硬度沿深度方向的曲線，選擇激光噴丸處理層深最大的激光噴丸參數(shù)作為所述優(yōu)選工藝參數(shù)。