一种新型根管锉加工工艺及根管锉的制作方法

本发明涉及一种医疗器械领域，具体涉及一种新型根管锉加工工艺及使用该工艺加工的根管锉。

背景技术：

机用钛镍合金根管锉出现于上世纪90年代，我国在2010年左右开始普及应用，极大的提高了口腔内科根管治疗的水平和效率。特别是在对于复杂、细小根管的预备方面，其相对于传统的不锈钢根管锉具有明显的优势。由于镍钛合金锉体相较不锈钢锉体具有弹性好、硬度低、柔韧性佳等特点，能够在更短的时间完成根管预备且同时避免根管内牙本质被过度切削，深受口腔临床医生的青睐。

由于镍钛合金价格昂贵，且根管锉为一次性耗材，为了降低成本，目前市场上的钛镍合金根管锉均采用镍钛锉体和不锈钢手柄分别加工生产。由于镍钛合金材料的焊接性能很差，无法通过焊接的方式与不锈钢手柄结合，因此各厂家均采取胶粘或装配的方式对二者进行组装。组装工艺普遍存在“抱合”结构强度差、装配精准度难以保证等问题。尤其是在产品的应用过程中，即装配在根管马达上，并以较高的转速旋转磨削牙齿根管时，易发生松动甚至分离的情况，对口腔临床医生的治疗带来极为不利的影响。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种先通过多层材料复合制作胚体，之后通过一体或分体的方式加工手柄和锉体的根管锉加工工艺，以及通过该工艺加工的根管锉。相比于使用单一材料的现有技术，本发明的复合胚体可叠加其他焊接性能好的材料，改善镍钛合金焊接性能差的问题，且极大地降低贵价材料的使用率，并提高加工过程的效率，从而大幅度降低根管锉的制作成本。

本发明的技术方案如下：

一种新型根管锉加工工艺，其步骤包括：

制作复合胚体：

s1所述复合胚体包括金属管和一根或一根以上的金属棒，将所述金属棒置于所述金属管中进行一体拉拔及退火，使所述金属管在所述金属棒之外形成致密包裹；s2将所述复合胚体进行冷拔；

减材加工：

t1将所述复合胚体分为连接杆和锉体两部分；部分去除所述连接杆外层的金属管；通过磨削或化学方式的方法去掉所述锉体的外层金属管，露出内部的金属棒；t2通过磨削的方法将所述锉体加工成外表面具有螺纹的锥体；t3将另外加工的手柄与所述连接杆固定。

一种新型根管锉加工工艺，其步骤包括：

制作复合胚体：

s1所述复合胚体包括金属管和一根或一根以上的金属棒，将所述金属棒置于所述金属管中进行一体拉拔及退火，使所述金属管在所述金属棒之外形成致密包裹；s2将所述复合胚体进行冷拔；

减材加工：

t1’截取两倍于连接杆和锉体长度的复合胚体；部分去除所述连接杆外层的金属管；通过磨削或化学方式的方法去掉所述锉体的外层金属管，露出内部的金属棒；t2’以所述复合胚体的中点为中心，对称地将两侧分为锉体和连接杆，其中两侧的锉体部分在中点处相连；t3’分别在两侧锉体的近中点位置设置第一拧制端和第二拧制端，并将第一拧制端和第二拧制端分别固定并相向旋转，在第一拧制端和第二拧制端之间形成螺纹；t4’对螺纹进行定型；t5’分别对称地在两侧锉体第一拧制端和第二拧制端的远中位置上设置第三拧制端和第四拧制端，重复所述步骤t3’和t4’，最终得到两侧锉体的螺纹分布呈现中部紧密两端稀疏的状态；t6’将两侧锉体从中点处截断；t7’将另外加工的手柄与所述连接杆固定。

所述t3或t7’中，所述手柄与连接杆的组装方式为过盈配合，即锉体塞入手柄底部孔的部分的尺寸略大于所述底部孔的尺寸；或为焊接，即连接杆上部塞入手柄底部孔后，在连接处将两者焊接在一起。

一种新型根管锉加工工艺，其步骤包括：

制作复合胚体：

s1所述复合胚体包括金属管和一根或一根以上的金属棒，将所述金属棒置于所述金属管中进行一体拉拔及退火，使所述金属管在所述金属棒之外形成致密包裹；s2将所述复合胚体进行冷拔，冷拔变形量为20％-50％；

减材加工：

t1”截取两倍于根管锉长度的复合胚体；部分去除所述连接杆外层的金属管；通过磨削或化学方式的方法去掉所述锉体的外层金属管，露出内部的金属棒；t2”以所述复合胚体的中点为中心，对称地将两侧分为手柄、锉体和连接杆，其中两侧的锉体部分在中点处相连；t3”分别在两侧锉体的近中点位置设置第一拧制端和第二拧制端，并将第一拧制端和第二拧制端分别固定并相向旋转，在第一拧制端和第二拧制端之间形成螺纹；t4”对螺纹进行定型；t5”分别对称地在两侧锉体第一拧制端和第二拧制端的远中位置上设置第三拧制端和第四拧制端，重复所述步骤t3”和t4”，最终得到两侧锉体的螺纹分布呈现中部紧密两端稀疏的状态；t6”将两侧锉体从中点处截断；t7”加工手柄的形状。

所述t1、t1’或t1”中，连接杆部分保留的金属管厚度为0.05-0.4mm。

步骤s1具体包括：s1.1将所述金属杆的中心部分去除，形成具有中空结构的金属管；s1.2将所述金属棒置入所述金属管的中空结构内，所述金属棒的截面形状与中空结构的截面形状相适应；s1.3将所述金属管和金属棒的复合体进行一体拉拔及单次或数次退火，退火温度为600-900℃；s1.4将所述金属管和金属棒的复合体进行冷拔直至其直径略大于或等于根管锉所需的手柄直径，形成复合胚体；冷拔变形量为20％-50％，优选变形量为30％-40％。

一种使用上述工艺制作的根管锉，其特征在于：它包括金属管和一根或一根以上的金属棒，所述金属管的内表面形状与所述金属棒的外表面形状相配合；所述金属棒置于所述金属管中，所述金属管在金属棒之外形成致密包裹；所述根管锉的锉体和连接杆为一体，连接杆与手柄固定；锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述锉体部分的金属棒为表面具有螺纹的锥体。

一种使用上述工艺制作的根管锉，其特征在于：它包括金属管和一根或一根以上的金属棒，所述金属管的内表面形状与所述金属棒的外表面形状相配合；所述金属棒置于所述金属管中，所述金属管在金属棒之外形成致密包裹；所述根管锉的锉体、连接杆和手柄为一体，锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述锉体部分的金属棒为表面具有螺纹的锥体。

所述连接杆外层的金属管被部分去除，保留的厚度为0.05-0.4mm。

所述锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向不断变化。

所述锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐变化的图形可为斜边具有凹陷的三角形、正三角形、矩形曲边四边形、两个错位半圆形或四齿楞形。

锉体螺纹倾斜方向与锉体径向方向之间的夹角大小，自手柄方向往尖端方向不断变化。

所述夹角自手柄方向往尖端方向逐渐变大，或所述夹角自手柄方向往尖端方向逐渐减小，或所述夹角中间小、两端大，或所述夹角中间大、两端小。

本发明的技术效果如下：

本发明针对现有技术中根管锉的材料昂贵、加工成本高、加工效率低的缺点，提出一种采用复合胚体工艺加工的一体式根管锉。该根管锉的坯料为两种或同种材质拉拔复合而成复合胚体，然后在复合胚体的不同部分分别加工出手柄、连接杆和锉体。该工艺的优势在于，内外材料可灵活搭配，复合胚体的金属管和金属棒可使用不同材料，在保证锉体的材质满足手术要求的同时不影响使用效果，便于成本控制。

进一步，当手柄和连接杆分体加工再焊接固定时，由于连接杆外保留的金属层可为焊接性能好的金属材料，极大地改善了连接杆和手柄之间的焊接可靠性。

进一步，在拧制锉体螺纹时，同时对两个相连的复合胚体进行加工，以复合胚体中点对称地固定两拧制端，并相向旋转拧制。之后逐级重复操作，使锉体上的螺纹叠加，在连接杆之间形成具有密度逐渐增大的螺纹的锉体。最终在中点部位截断，同时完成两个根管锉的加工，提高加工效率。

进一步，本发明的复合胚体工艺通过将金属杆置入金属管中后多次同步一体拉拔、退火，使金属杆和金属管之间适度变形，金属管紧密包裹其内部的金属棒或金属棒束，进而使金属管和金属棒之间形成稳定连接结构。将两种不同或相同的金属材料高强度以及完全无缝的进行结合，结合强度远胜胶粘和机械组装的方法。在制作锉体时，由于是对一整个坯料直接进行减材加工，加工工艺连续且没有误差叠加，因此简化加工工艺、提高准确度。

进一步，由于金属管的内表面的形状与金属棒的外表面的形状相配合，金属棒的截面形状为圆形、椭圆或具有突出部的多边形。在进行根管手术过程中，使用根管锉进行磨钻作业时，由于金属管紧密包裹金属棒，锉体和手柄不会发生相对位移，即使金属管和金属棒之间没有焊接或粘合，也能保证根管锉在手术过程中具有极高的操控性能。

附图说明

图1是实施例1的金属管结构示意图

图2是实施例1的金属棒置于金属管内的截面示意图

图3是实施例1的去掉锉体和连接杆部分的金属管后的示意图

图4是实施例1的具有螺纹的锉体示意图

图5是实施例1的一体加工手柄的示意图

图6是实施例1的双向加工锉体的示意图

图7是实施例1的锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由斜边具有凹陷的三角形变为正三角形示意图

图8是实施例1的锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由长宽比较小的矩形变化为长宽比较大的矩形示意图

图9是实施例1的锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由曲边四边形变化成错位半圆形示意图

图10是实施例1的锉体的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由四齿楞形变化成矩形示意图

图11是实施例1的锉体截面可选的中心不对称形状

图12是实施例1的锉体截面可选的中心对称形状

图13是实施例1的锉体螺纹的角度自手柄方向往尖端方向逐渐变大示意图

图14是实施例1的锉体螺纹的角度自手柄方向往尖端方向逐渐减小示意图

图15是实施例1的锉体螺纹的角度中间小、两端大示意图

图16是实施例1的锉体螺纹的角度中间大、两端小示意图

图17是实施例2的双向加工锉体时设置拧制端的示意图

图18是实施例2的再次设置拧制端的示意图

图19是实施例2的锉体螺纹密度逐渐增大的示意图

图20是实施例2的锉体螺纹分布呈现中部紧密两端稀疏的形状的示意图

图21是实施例2的锉体从中点处截断的示意图

图22是实施例3的截取复合胚体的示意图

图23是实施例3的去掉锉体和连接杆部分的金属管后的示意图

图24是实施例3的另行加工手柄后与连接杆连接固定的示意图

图25是实施例3的锉体从中点处截断的示意图

图26是实施例3的另行加工手柄后与连接杆连接固定的示意图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1：

本发明的新型根管锉加工工艺，主要包括制作复合胚体和减材加工两部分。其中复合胚体内包括金属管1和一根或一根以上的金属棒2，金属棒2在金属管1中并于金属管1同步拉拔，金属管1在金属棒2之外形成致密包裹。

制作复合胚体的步骤包括：

s1如图1所示，通过电火花打孔机、电火花线切割机、电火花成型机床等工具，将一金属杆中心部分加工成具有中空结构的金属管1；金属管1的材质可以是镍钛合金、不锈钢、钴铬合金、铜等；金属棒2的材质可以是镍钛合金、不锈钢、钴铬合金、铜等；

s2如图2所示，将金属棒2置入金属管1的中空结构内，金属棒2的截面形状与中空结构的截面形状相适应；

s3将金属管1和金属棒2的复合体进行一体拉拔及多次退火，退火温度为600-900℃，优选温度为700-800℃；拉拔后，金属管1紧密包裹其内部的金属棒2，进而使金属管1和金属棒2之间形成致密、稳定的连接结构；

s4将金属管1和金属棒2的复合体进行冷拔直径减小，直至其直径略大于或等于根管锉所需的手柄直径，形成复合胚体；冷拔变形量为20％-50％，优选变形量为30％-40％。

减材加工的步骤包括：

t1如图3所示，截取略大于根管锉长度的复合胚体，之后将复合胚体分为手柄3、锉体4和连接杆5三部分；部分去除连接杆5外层的金属管1，使连接杆5外贴附的金属管1厚度为0.05-0.4mm；通过磨削或化学方式的方法去掉锉体4的外层金属管1，露出内部的金属棒2；

t2如图4所示，通过磨削的方法，将去除外层金属管1之后的金属棒2制成表面具有螺纹的锉体4；

t3如图5所示，将手柄3采用机加工的方式加工成所需的形状。

具体的：

在步骤t2中，如图6所示，当采用拧制的方式加工锉体4时，将上拧制端6和下拧制端7分别固定，使上拧制端6和下拧制端7相向旋转，对上拧制端6和下拧制端7中间的金属棒2部分进行单次或多次拧制。每次拧制后，将根管锉进行热定型来保持已缠绕好的形态。热定型温度为350-600℃，优选温度为400-550℃。

本实施例中锉体4的截面形状可以自手柄方向往尖端方向不断变化。如图7所示，锉体4的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由斜边具有凹陷的三角形变为正三角形。如图8所示，锉体4的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由长宽比较小的矩形变化为长宽比较大的矩形。如图9所示，锉体4的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由曲边四边形变化成错位半圆形。如图10所示，锉体4的截面形状自手柄方向往尖端方向逐渐由四齿楞形变化成矩形。

由此，锉体4的截面形状可为自手柄方向往尖端方向相同的，也可以是各种形状的组合。截面形状可选如图11所示的中心不对称形状，也可选如图12所示的中心对称形状。

本实施例中锉体4螺纹的倾斜方向与锉体径向方向之间的夹角大小，可以自手柄方向往尖端方向不断变化。如图13所示，螺纹的角度自手柄方向往尖端方向逐渐变大，例如靠近手柄3方向为30°，中部为40°，尖端为50°。如图14所示，螺纹的角度自手柄方向往尖端方向逐渐减小，例如靠近手柄3方向为50°，中部为40°，尖端为30°。如图15所示，螺纹的角度中间小、两端大，例如靠近手柄3方向为40°，中部为30°，尖端为40°。如图16所示，螺纹的角度中间大、两端小，例如靠近手柄3方向为30°，中部为40°，尖端为30°。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，当采用机械拧制的方式加工锉体4，减材加工过程为下步骤：

t1’如图17所示，截取两倍于根管锉长度的复合胚体，之后以复合胚体的中点为中心，对称地将两侧分为手柄3、锉体4和连接杆5三部分，其中两侧的复合胚体锉体4部分在中点处相连；通过磨削或化学方式的方法去掉锉体4的外层金属管1，露出内部的金属棒2；部分去除连接杆5外层的金属管1，使连接杆5外贴附的金属管1厚度为0.05-0.4mm；

t2’如图18所示，第一拧制端8和第二拧制端9分别位于两侧锉体4的中部且之间的距离较小，本实施例第一拧制端8和第二拧制端9相距2-10mm；将第一拧制端8和第二拧制端9分别固定，并相向旋转，在锉体4位置拧制出螺纹；

t3’经过热处理对螺纹进行定型，热处理定型的温度为350-600℃，优选温度为400-550度；

t4’如图19所示，在第一拧制端8和第二拧制端9的远中方向再固定第三拧制端10和第四拧制端11，将第三拧制端10和第四拧制端11沿原旋转方向继续相向旋转，则第三拧制端10和第四拧制端11之间出现螺纹，且第一拧制端8和第二拧制端9之间的螺纹密度增大；再重复t3’的热处理；

t5’以此类推，不断增加两个拧制端的距离并继续拧制，每次拧制螺纹后进行热处理定型，最终得到如图20所示螺纹分布呈现中部紧密两端稀疏的形状；

t6’如图21所示，将加工好螺纹的锉体4从中点处截断，再分别加工截断后两个根管锉的手柄3，则成为两支带有手柄3、锉体4和连接杆5根管锉。

实施例3：

本实施例与实施例1的主要区别在于根管锉不是一体成型。即在减材加工的过程中：

t1”如图22所示，截取略大于锉体4+连接杆5长度的复合胚体，再将复合椎体分为锉体4和连接杆5两部分；部分去除连接杆5外层的金属管1，使连接杆5外贴附的金属管1厚度为0.05-0.4mm；通过磨削或化学方式的方法去掉锉体4的外层金属管1，露出内部的金属棒2；

t2”如图23所示，通过磨削或机械拧制的方法，将去除外层金属管1之后的金属棒2制成表面具有螺纹的锉体4；

t3”如图24所示，另行加工手柄3，将连接杆5与手柄3进行组装。

步骤t3”中，手柄3与连接杆5的组装方式可以是过盈配合，即锉塞入手柄3底部孔的部分的尺寸略大于孔的尺寸；也可以焊接的方式，即在步骤t1”中，在连接杆5外保留容易焊接性能好的金属层，之后将连杆5上部塞入手柄3上的孔后，在连接处将两者焊接在一起。

由于手柄3与连接杆5分别制作，则本实施例中采用拧制方式加工锉体4时，减材加工过程与实施例1的区别在于：

t1”’截取两倍于锉体4+连接杆5长度的复合胚体；以复合胚体的中点为中心，对称地将两侧分为锉体4和连接杆5，其中两侧的复合胚体锉体4部分在中点处相连；

t2”’～t5”’对锉体4螺纹拧制过程与实施例1中t2”～t5”相同；

t6”’如图25所示，将加工好螺纹的锉体4从中点处截断，形成两组连接杆5和锉体4；

t7”’如图26所示，通过步骤t3”的方法，对手柄3和连接杆5进行组装。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。