技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于醫(yī)療器材制備領(lǐng)域，具體涉及一種光固化成型制作樹脂注塑模具及注塑方法。

背景技術(shù)：
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隨著3d打印技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療植入物開始走個性化制造的路線，性能優(yōu)良的高分子材料(聚醚醚酮等)獲得了巨大的關(guān)注。高分子材料的現(xiàn)有加工工藝主要有數(shù)控加工、注塑、3d打印三種。

數(shù)控加工雖然能達(dá)到很高的加工精度，但它的材料浪費(fèi)嚴(yán)重，加工的成本極高，而且對于加工薄壁類的零件非常困難；3d打印雖然能有效降低個性化零件的加工成本，但其制作出的零件普遍存在材質(zhì)疏松等問題，機(jī)械性能也很難滿足行業(yè)使用的要求；注塑加工高分子材料，由于需要高昂的金屬模具加工成本，只有極少數(shù)應(yīng)用于科研實驗環(huán)節(jié)。

因此，如何用較低的成本制作優(yōu)異機(jī)械性能的個性化零件成為當(dāng)代工程師極需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的制造方法存在的缺陷或不足，提供了一種光固化成型制作樹脂注塑模具及注塑方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種利用光固化成型制作樹脂注塑模具，包括外部框架以及設(shè)置在外部框架內(nèi)的3d打印模具，其中，

3d打印模具為樹脂模具，3d打印模具外側(cè)與外部框架的內(nèi)壁之間通過金屬桿陣列，或者墊塊和側(cè)墊板結(jié)合進(jìn)行均勻的力學(xué)支撐。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，外部框架包括平行設(shè)置的前夾板和后夾板，以及設(shè)置在前夾板和后夾板之間的左夾板、右夾板和下夾板，形成頂部開口的外部框架。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，該樹脂模具采用的注塑材料為能夠熔融注塑的高分子材料。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高分子材料選用聚芳醚酮、聚醚醚酮\聚醚酮\聚醚酮酮、聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚酰亞胺或者聚醚砜。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，注塑機(jī)加熱高分子材料的溫度應(yīng)高于其熔點10-80℃，壓力在1-50mpa。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，3d打印模具的壁厚不低于0.5mm。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，金屬桿與3d打印模具之間的接觸面為針狀點接觸、平面接觸、半球面接觸或者曲面接觸。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，金屬桿與3d打印模具之間通過填充劑傳遞支撐力，填充劑選用速干水泥或者石膏。

一種利用光固化成型制作樹脂注塑方法，該方法基于上述一種利用光固化成型制作樹脂注塑模具，包括以下步驟：

1)根據(jù)患者的ct掃描數(shù)據(jù)設(shè)計個性化植入物，然后根據(jù)個性化植入物得到的負(fù)型設(shè)計出個性化植入物的注塑模具模型；

2)根據(jù)注塑模具模型，光固化成型制作樹脂模具，即3d打印模具；

3)將3d打印模具與外部框架的內(nèi)壁通過金屬桿或墊塊均勻分布式支撐，進(jìn)而完成注塑。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，步驟2)中，光固化成型材料選用光敏樹脂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：

本發(fā)明提供的一種利用光固化成型制作樹脂注塑模具，包括外部框架和設(shè)置在外部框架內(nèi)的3d打印模具，且3d打印模具樹脂模具，3d打印模具外側(cè)與外部框架的內(nèi)壁之間通過金屬桿陣列，或者墊塊和側(cè)墊板結(jié)合進(jìn)行均勻的力學(xué)支撐，由于3d打印模具的型腔可以根據(jù)患者的ct掃描數(shù)據(jù)設(shè)計個性化植入物，然后根據(jù)個性化植入物得到的負(fù)型設(shè)計，因此，使得本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多種作何模具，進(jìn)而注塑個性化產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，外部框架由前夾板、后夾板、左夾板和下夾板形成頂部開口的外部框架，并且可以重復(fù)利用，成本低廉。

進(jìn)一步的，樹脂模具采用3d打印個性化生產(chǎn)制造，成本低，容易操作，精度高。

本發(fā)明提供的一種利用光固化成型制作樹脂注塑方法，采用塑料模芯，可以注塑生產(chǎn)耐高溫特種工程塑料，有以下幾處優(yōu)點：

1、3d打印樹脂模芯在60度左右軟化，但經(jīng)過填充材料和金屬框架夾持穩(wěn)定，可以注塑生產(chǎn)370度以上的特種工程塑料如聚醚醚酮等。

2、光固化成型制作樹脂注塑模具可以實現(xiàn)“多種材料，一套工藝”。

3、光固化成型制作樹脂注塑模具可以進(jìn)行高壓注塑，相比于傳統(tǒng)的3d打印技術(shù)，可以有效解決3d打印零件材質(zhì)疏松、機(jī)械性能不足的問題，非常適合于制作高性能薄板類的個性化零件。

綜上所述，本發(fā)明通光固化成型制作樹脂注塑模具，然后通過注塑制得所需要的個性化零件，是一種獲得高性能高分子材料個性化植入物的有效方式。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明所述的墊塊均勻支撐樹脂模具的模具結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明所述的利用金屬條均勻支撐內(nèi)模具原理圖；

圖3是本發(fā)明所述的無支撐樹脂模具(厚度較大)注塑原理圖；

圖4是本發(fā)明所述的利用填充劑支撐樹脂模具注塑原理圖。

圖中：1-前夾板，2-左夾板，3-下夾板，4-后夾板，5-右夾板，6-墊塊，7-3d打印模具，8-側(cè)墊板，9-擰緊螺釘，10-金屬桿陣列，11-高分子材料，12-填充劑，13-外部框架；

701-注塑口，702-排氣孔。

具體實施方式：

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種利用光固化成型制作樹脂注塑模具，包括外部框架13以及設(shè)置在外部框架13內(nèi)的3d打印模具7，其中，3d打印模具7為樹脂模具，3d打印模具7外側(cè)與外部框架13的內(nèi)壁之間通過金屬桿陣列10，或者墊塊6和側(cè)墊板8結(jié)合進(jìn)行均勻的力學(xué)支撐，3d打印模具7上開設(shè)有相對設(shè)置的注塑口701和排氣孔702。

其中，外部框架包括平行設(shè)置的前夾板1和后夾板4，以及設(shè)置在前夾板1和后夾板4之間的左夾板2、右夾板5和下夾板3，形成頂部開口的外部框架。

優(yōu)選的，該樹脂注塑模具采用的注塑材料為能夠熔融注塑的高分子材料11，高分子材料11的原料為粒料，如聚芳醚酮(paek)、聚醚醚酮\聚醚酮\聚醚酮酮(peek\pek\pekk)、聚己內(nèi)酯(pcl)、聚乳酸(pla)、聚酰亞胺(pi)、聚醚砜(pes)。

優(yōu)選的，3d打印模具7的結(jié)構(gòu)是根據(jù)個性化植入物的三維模型得到的負(fù)型(凹模)進(jìn)行設(shè)計，模具壁厚不低于0.5mm。

注塑時，利用金屬桿陣列10或墊塊在3d打印模具7外側(cè)對其進(jìn)行均勻的力學(xué)支撐，金屬桿陣列10橫向?qū)挾葹?-20mm。此外，注塑機(jī)加熱高分子材料11的溫度應(yīng)高于其熔點10-80℃，壓力在1-50mpa。

金屬桿陣列10與3d打印模具7之間的接觸面為針狀點接觸、平面、半球面、曲面接觸均可。

金屬桿陣列10與3d打印模具7之間通過填充劑12傳遞支撐力，填充劑12種類包括：速干水泥、石膏等速干加強(qiáng)材料，其共同特征是速干和干后硬度高。

本發(fā)明提供的一種利用光固化成型制作樹脂注塑方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)患者的ct掃描數(shù)據(jù)設(shè)計個性化植入物，然后根據(jù)個性化植入物得到的負(fù)型設(shè)計出個性化植入物的注塑模具模型；

2)根據(jù)注塑模具模型，光固化成型制作樹脂模具，即3d打印模具7，其中，光固化成型材料為光敏樹脂；

3)將3d打印模具7與外部框架的內(nèi)壁通過金屬桿陣列10或墊塊均勻分布式支撐，進(jìn)而完成注塑。

需要注意的是，注塑過程中包含3d打印模具7清洗消毒，注塑機(jī)料倉清洗等安全保護(hù)過程。