本發(fā)明涉及一種鍛壓成形設(shè)備，特別涉及一種用于聚乳酸的鍛壓強(qiáng)化設(shè)備。

背景技術(shù)：

聚乳酸作為一種可降解材料，有良好的組織相容性，因此在醫(yī)學(xué)用上有廣泛的用途，但是常規(guī)方法制備的聚乳酸因?yàn)閺?qiáng)度和保持性低，制約了其應(yīng)用。

由于聚乳酸可以通過自增強(qiáng)技術(shù)加工成型，不需要引入增強(qiáng)相，即不會增加增強(qiáng)相與集體在化學(xué)結(jié)構(gòu)上的界面，因此通過自增強(qiáng)技術(shù)加工成型來提高聚乳酸強(qiáng)度，是研究聚乳酸材料作為骨折內(nèi)固定器件的理想方法。聚乳酸的自增強(qiáng)技術(shù)主要有纖維集束模壓成型技術(shù)、定向自由拉伸技術(shù)、收縮拉伸技術(shù)和固態(tài)擠出技術(shù)，這些技術(shù)可以獲得初始彎曲強(qiáng)度為200MPa以上的聚乳酸棒材，但是對技術(shù)和設(shè)備要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于骨折內(nèi)固定器件的骨螺釘?shù)木廴樗岵牧襄憠簭?qiáng)化設(shè)備，設(shè)備要求不高，且材料無需經(jīng)受長時(shí)間高溫，分子量損失較小。

本發(fā)明公開了一種聚乳酸胚材鍛壓強(qiáng)化設(shè)備，包括設(shè)備活動板和設(shè)備工作臺，設(shè)備活動板通過設(shè)備導(dǎo)向柱固定在設(shè)備工作臺上方，設(shè)備活動板的底部設(shè)有壓塊，壓塊通過前模板固定在設(shè)備活動板的底部；設(shè)備工作臺上設(shè)有底板，底板上設(shè)有頂塊和后模板，后模板中設(shè)有型腔，頂塊設(shè)置在型腔中；

底板上設(shè)有頂針底板和頂針面板，頂針面板通過螺栓固定在頂針底板上方，頂針面板上設(shè)有頂塊固定槽，頂塊使用定位銷固定在頂針面板中；

設(shè)備活動板沿設(shè)備導(dǎo)向柱向下運(yùn)動，帶動頂塊卡入型腔。

優(yōu)選的，后模板包括可拆卸的模芯，型腔設(shè)置在模芯中。鍛壓結(jié)束后，可以直接取出模芯進(jìn)行冷卻，而不是將整個(gè)后模板進(jìn)行冷卻；如此就可以放入其他模芯繼續(xù)進(jìn)行下一次鍛壓強(qiáng)化，避免加工中斷，節(jié)約時(shí)間。另外，更換的模芯可以有不同尺寸、形狀的型腔，可以使用同一套設(shè)備加工出不同形狀尺寸的聚乳酸型材。

優(yōu)選的，后模板包括加熱回路，加熱回路為設(shè)置在后模板中的多個(gè)相互連通的圓柱孔。在加熱回路中灌入熱油，就可以對后模板進(jìn)行加熱，也可以在加熱回路中插入電熱棒對后模板進(jìn)行加熱。

優(yōu)選的，后模板包括冷卻回路，冷卻回路為設(shè)置在后模板中的多個(gè)相互連通的圓柱孔。在冷卻回路中灌入冷水即可冷卻后模板，進(jìn)而達(dá)到迅速冷卻型材的目的，避免型材長時(shí)間在高溫環(huán)境中發(fā)生晶粒長大，強(qiáng)度下降。

頂針底板的左右兩側(cè)設(shè)有模腳，模腳設(shè)置在設(shè)備工作臺上，模腳中設(shè)有螺釘，螺釘將模腳固定在底板和后模板中間，形成一個(gè)可以讓頂塊活動的空間，螺釘?shù)牡锥嗽O(shè)置在設(shè)備工作臺中，螺釘?shù)捻敹嗽O(shè)置在后模板中。

優(yōu)選的，后模板與頂針面板之間通過回針連接，回針處設(shè)有彈簧。彈簧對壓塊下壓起到緩沖作用，減小壓塊對頂塊的沖擊，延長模具使用壽命，并且能夠輔助頂塊回位。

型腔的橫截面積為(4X50)mm²-(10X100)mm²，在此范圍內(nèi)，胚材發(fā)生的形變能夠?qū)崿F(xiàn)最終型材中的取向結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增強(qiáng)型材的強(qiáng)度。

胚材的高度變化范圍為6:1-2:1，在此范圍內(nèi)，胚材發(fā)生的形變能夠?qū)崿F(xiàn)最終型材中的取向結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增強(qiáng)型材的強(qiáng)度。

優(yōu)選的，型腔的橫截面積為(6X80)mm²-(8X80)mm²，胚材的高度變化為5:1-3:1，在此條件下，型材的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到310Mpa。

本發(fā)明還公開了一種使用聚乳酸胚材鍛壓強(qiáng)化設(shè)備的鍛壓工藝，步驟如下：

A、將胚材放入溫度在120℃至180℃的型腔；

B、胚材放入型腔3-10分鐘后壓塊下壓，合模鍛壓，并以5-20mm/min的速度下壓至預(yù)定位置；

C、壓塊下壓至預(yù)定位置后，進(jìn)行保壓，并在2分鐘內(nèi)將型腔溫度冷卻至60℃以下；

D、當(dāng)型腔溫度低于40℃時(shí)，解除壓力，取出成品型材。

優(yōu)選的，當(dāng)壓塊下壓至預(yù)定位置后，取出模芯冷卻。直接取出模芯進(jìn)行冷卻，而不是將整個(gè)后模板進(jìn)行冷卻，可以放入其他模芯繼續(xù)進(jìn)行下一次鍛壓強(qiáng)化，避免加工中斷，節(jié)約時(shí)間。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明的工藝及設(shè)備，對設(shè)備要求不高，加工條件要求也較低，可以制備出彎曲強(qiáng)度在310MPa以上的聚乳酸型材。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖2為本發(fā)明的后模板的右視圖；

圖3為圖2的A-A剖面示意圖；

圖4為圖2的B-B剖面示意圖；

圖5為后模板的主視圖；

圖6為圖5的C-C剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

本發(fā)明提供一種用于骨折內(nèi)固定器件的骨螺釘?shù)木廴樗岵牧襄憠簭?qiáng)化設(shè)備，設(shè)備要求不高，且材料無需經(jīng)受長時(shí)間高溫，分子量損失較小。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種聚乳酸胚材鍛壓強(qiáng)化設(shè)備，包括設(shè)備活動板1和設(shè)備工作臺2，設(shè)備活動板1通過設(shè)備導(dǎo)向柱3固定在設(shè)備工作臺上方，設(shè)備活動板1的底部設(shè)有壓塊5，壓塊通過前模板4固定在設(shè)備活動板1的底部；設(shè)備工作臺2上設(shè)有底板10，底板10上設(shè)有頂塊6和后模板7，后模板7中設(shè)有型腔7d，頂塊6設(shè)置在型腔7d中；

底板10上設(shè)有頂針底板8和頂針面板9，頂針面板9通過螺栓固定在頂針底板8的上方，頂針面板9上設(shè)有頂塊固定槽，頂塊6使用定位銷固定在頂針面板中；

設(shè)備活動板沿設(shè)備導(dǎo)向柱向下運(yùn)動，帶動頂塊卡入型腔。

制備型材時(shí)，首先對后模板進(jìn)行預(yù)熱，然后將聚乳酸胚材放入型腔中，聚乳酸胚材在高溫作用下軟化，然后設(shè)備活動板帶動壓塊向下運(yùn)行至指定位置，使聚乳酸胚材達(dá)到預(yù)定尺寸。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，后模板包括可拆卸的模芯，型腔設(shè)置在模芯中。鍛壓結(jié)束后，可以直接取出模芯進(jìn)行冷卻，而不是將整個(gè)后模板進(jìn)行冷卻；如此就可以放入其他模芯繼續(xù)進(jìn)行下一次鍛壓強(qiáng)化，避免加工中斷，節(jié)約時(shí)間。另外，更換的模芯可以有不同尺寸、形狀的型腔，可以使用同一套設(shè)備加工出不同形狀尺寸的聚乳酸型材。

如圖2-4所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，后模板包括加熱回路7a和7b，圖2為本發(fā)明的后模板的右視圖，圖3和圖4分別為后模板的A-A剖面示意圖何B-B剖面示意圖。加熱回路為設(shè)置在后模板中的多個(gè)相互連通的圓柱孔。在加熱回路中灌入適當(dāng)溫度的熱油，就可以對后模板進(jìn)行加熱，也可以在加熱回路中插入電熱棒對后模板進(jìn)行加熱。

如圖5和圖6所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，后模板包括冷卻回路7c，圖5為本發(fā)明的后模板的主視圖，圖6為后模板的C-C剖面示意圖。冷卻回路7c為設(shè)置在后模板中的多個(gè)相互連通的圓柱孔。在冷卻回路中灌入冷水即可冷卻后模板，進(jìn)而達(dá)到迅速冷卻型材的目的，避免型材長時(shí)間在高溫環(huán)境中發(fā)生晶粒長大，強(qiáng)度下降。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置可拆卸的模芯，就不需要設(shè)置冷卻回路，直接取出模芯冷卻即可。

頂針底板的左右兩側(cè)設(shè)有模腳，模腳設(shè)置在設(shè)備工作臺上，模腳中設(shè)有頂螺栓，螺栓的底端設(shè)置在設(shè)備工作臺中，螺栓的頂端設(shè)置在后模板中，螺釘將模腳固定在底板和后模板中間，形成一個(gè)可以讓頂塊活動的空間。

優(yōu)選的，后模板與頂針面板之間通過回針連接，回針處設(shè)有彈簧。彈簧對壓塊下壓起到緩沖作用，減小壓塊對頂塊的沖擊，延長模具使用壽命。

型腔的橫截面積范圍為(4X50)mm²-(10X100)mm²(胚材橫截面積與型腔橫截面積比例)，在此范圍內(nèi)，胚材發(fā)生的形變能夠?qū)崿F(xiàn)最終型材中的取向結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增強(qiáng)型材的強(qiáng)度。

胚材的高度變化范圍為6:1-2:1，在此范圍內(nèi)，胚材發(fā)生的形變能夠?qū)崿F(xiàn)最終型材中的取向結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增強(qiáng)型材的強(qiáng)度。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，型腔的橫截面積為(6X80)mm²-(8X80)mm2，胚材的高度變化為5:1-3:1，在此條件下，型材的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到310Mpa。

本發(fā)明還公開了一種使用聚乳酸胚材鍛壓強(qiáng)化設(shè)備的鍛壓工藝，步驟如下：

A、將胚材放入溫度在120℃至180℃的型腔；

B、胚材放入型腔3-10分鐘后壓塊下壓，合模鍛壓，并以5-20mm/min的速度下壓至預(yù)定位置；

C、壓塊下壓至預(yù)定位置后，進(jìn)行保壓，并在2分鐘內(nèi)將型腔溫度冷卻至60℃以下；

D、當(dāng)型腔溫度低于40℃時(shí)，解除壓力，取出成品型材。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)壓塊下壓至預(yù)定位置后，取出模芯冷卻。直接取出模芯進(jìn)行冷卻，而不是將整個(gè)后模板進(jìn)行冷卻，可以放入其他模芯繼續(xù)進(jìn)行下一次鍛壓強(qiáng)化，避免加工中斷，節(jié)約時(shí)間。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，型腔的橫截面積為(6X80)mm²-(8X80)mm²，胚材的高度變化為4:1-3:1，在此條件下，型材的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到310Mpa。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用聚乳酸胚材鍛壓強(qiáng)化設(shè)備的鍛壓工藝，步驟如下：

A、將胚材放入溫度在140℃至160℃的型腔；

B、胚材放入型腔5-8分鐘后壓塊下壓，合模鍛壓，并以10-15mm/min的速度下壓至預(yù)定位置；

C、壓塊下壓至預(yù)定位置后，進(jìn)行保壓，并在2分鐘內(nèi)將型腔溫度冷卻至60℃以下；

D、當(dāng)型腔溫度低于40℃時(shí)，解除壓力，取出成品型材。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明的工藝及設(shè)備，對設(shè)備要求不高，加工條件要求也較低，可以制備出彎曲強(qiáng)度在310MPa以上的聚乳酸型材。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。