[發(fā)明專利]一種鈦合金醫(yī)用內(nèi)固定板的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811471027.3
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109299583B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張佳楫;左國坤;梁燁;許仁杰;蔣燦華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;中南大學(xué)湘雅醫(yī)院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F17/11;B21D5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

1.一種鈦合金醫(yī)用內(nèi)固定板的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：制作一個與未彎曲的標(biāo)準(zhǔn)鈦合金條具有相同幾何輪廓尺寸的對比件，對比件具有易于變形的特點，且由若干順次排列的圓面段和用于連接相鄰兩圓面段的連接段組成；

步驟二：將對比件沿著目標(biāo)患者已打印出的下頜骨3D模型進(jìn)行物理彎折，彎折過程中，保證圓面段不發(fā)生變形，保證彎折后的對比件與目標(biāo)患者的下頜骨緊密貼合；

步驟三：將已彎折對比件進(jìn)行CT掃描，獲得彎曲后的對比件在空間上的三維形狀信息文件；

步驟四：對三維形狀信息文件進(jìn)行分析求解，獲得每個圓面段的中心坐標(biāo)C_i＝[c_xi,c_yi,c_zi]以及坐標(biāo)軸的法向量得到對比件彎曲后的輪廓信息

步驟五：將上述輪廓信息轉(zhuǎn)換為鈦合金條的彎曲工藝參數(shù)，并導(dǎo)入彎曲機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的控制軟件中，利用該彎曲工藝參數(shù)驅(qū)動彎曲機(jī)構(gòu)的夾頭做相應(yīng)動作進(jìn)行實際彎曲，即可制作得到鈦合金醫(yī)用內(nèi)固定板。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，在彎曲加工時，專用彎曲機(jī)構(gòu)包括兩個夾頭，分別為定夾頭和動夾頭，在未進(jìn)行彎曲操作時，定夾頭固定于鈦合金條的第i個圓面段的中心孔位處，動夾頭固定于鈦合金條的第i-1個圓面段的中心孔位處，當(dāng)開始彎曲時，定夾頭端固定不動，而動夾頭端由電機(jī)帶動繞定夾頭端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以對鈦合金進(jìn)行彎曲變形，其具體旋轉(zhuǎn)的角度由以下方法確定：

令鋁合金條第i個面段的圓心坐標(biāo)與坐標(biāo)軸向量分別為

鋁合金條第i-1個圓面段的圓心坐標(biāo)與坐標(biāo)軸向量分別為

取為新的相對坐標(biāo)系的原點與X、Y、Z軸，重新計算第i-1各圓面段的圓心坐標(biāo)與坐標(biāo)軸向量在新的坐標(biāo)系下的相對坐標(biāo)位置與矢量坐標(biāo)記為：則可控制動夾頭的各自由度對應(yīng)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)彎曲時將旋轉(zhuǎn)角度與夾頭位置運(yùn)動至新計算得到的位置，由此可獲得精確的彎折加工精度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，對比件彎曲后的輪廓信息的具體求解過程如下：

第一步：指定第i個圓面段上的任意三點，計算該三點所決定的平面方程；

第二步：計算三維形狀信息文件中所有點相對該平面的距離，以距離為判斷依據(jù)，當(dāng)某點的距離小于預(yù)設(shè)閥值時則判定該點在第i個圓面段上，得到新的空間點集合{P1}i,屬于該集合的點，構(gòu)成第i個圓面段；

第三步：指定點集合{P1}_i中位于邊緣的任意兩點P_A、P_B，以及圓面段與連接段的交點P_C，得到以上三點的空間坐標(biāo)值；

第四步：結(jié)合P_A、P_B、P_C的坐標(biāo)值以及該點所在平面方程以及圓面段的直徑D₀，相鄰兩圓面段的連接段的寬度k₀，解出第i個圓面段圓心坐標(biāo)C_i＝[c_xi,c_yi,c_zi]以及坐標(biāo)軸的法向量

第五步：按以上方法，依次解得每個圓面段的圓心坐標(biāo)及其坐標(biāo)軸向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于：對比件采用鋁合金條。