3D打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统

3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统
技术领域
1.本发明属于医用3d打印合金样品应用技术领域，具体涉及3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统。


背景技术：

2.金属医用材料是人类最早利用的医用材料之一，医用金属材料也被称为外科植入金属材料，主要用于诊断、治疗，以及替换人体中的组织或增进其功能。
3.临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴合金、钛合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。
4.对目前正在使用的金属医用材料，采用如3d打印等新技术和新工艺，可完成医疗器械的定制化打印。因为现实中患者的病情不同，医生所要进行的手术也不同，每一个手术都有其独特性，所以针对这种不同情况的定制化打印，将为医生和患者提供便利，更有利于手术的成功。
5.医用不锈钢的生物相容性及相关问题，主要涉及到不锈钢植入人体后由于腐蚀或磨损造成金属离子溶出所引起的组织反应等。大量的临床资料显示，医用不锈钢的腐蚀造成其长期植入的稳定性差，加之其密度和弹性模量与人体硬组织相距较大，导致力学相容性差。由于腐蚀会造成金属离子或其它化合物进人周围的组织或整个机体，因而可在机体内引起某些不良组织学反应，如出现水肿、感染、组织坏死等，从而导致疼痛和过敏反应等。特别是不锈钢中镍离子析出诱发的严重病变（通常用的奥氏体医用不锈钢均含有10%左右的镍），近些年低镍和无镍的医用不锈钢正逐渐得到发展和应用。
6.医师及病人都希望采用最好的金属医用材料，长期使用的安全性及可靠性是对医用金属材料的基本要求，因此未来金属医用材料的开发仍以不断提高使用的安全性、可靠性及生物相容性为主。建立有关金属元素对人体毒性方面系统化的基础数据库，利用大数据研究分析金属元素在人体内外毒性的相关性，以及植入金属材料和人体的分子水平研究等。用分子生物学技术从分子水平上研究金属元素对人体组织的影响，这样才能进一步了解金属医用材料对人体的影响。
7.未来金属医用材料的种类有待进一步扩展，使用成本有待进一步降低。虽然在过去的几十年中，金属医用材料已经得到了很快的发展，然而在临床上使用的仍然是有限的几种，因此研究开发高耐蚀性、高耐磨性、高疲劳强度和高韧性生体合金依然重要。
8.对于医用金属材料的研究，金相蚀刻是金相样品制备中的一道工序，有2种方法：化学腐蚀法、电解腐蚀法，即将3d打印的合金样品进行研磨等处理后，露出内部的金属结晶组织，进而便于精确的测量晶粒度，分析质量缺陷等，进而进行产品改进，研发适用于医用的3d打印合金材料，符合医用标注要求。
9.而针对研磨后的合金样品为了便于后续的处理如酸洗、弱腐蚀，需要对研磨后的合金样品进行清洁，去除表面的杂质，对于清洗后的合金样品要进行干燥即将表面的清洗液进行去除，提高研发效率和不影响酸洗、弱腐蚀的效果。
10.基于上述问题，本发明提供3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统。


技术实现要素：

11.发明目的：本发明的目的是提供3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统，解决背景技术中3d打印合金样品研发中研磨清洁后所存在的问题。
12.技术方案：本发明的一方面提供3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置，包括若干个竖支撑腿和3d打印合金样品，所述若干个竖支撑腿一端设置有风干箱体组件，所述若干个竖支撑腿、风干箱体组件上设置有相配合使用的不锈钢合金样品放置组件，所述风干箱体组件连接有对3d打印合金样品进行干燥的进气管，所述进气管的一端与供气部连接；其中，3d打印合金样品放置在风干箱体组件内，供气部通过进气管对风干箱体组件内的3d打印合金样品进行干燥。
13.本技术方案的，所述风干箱体组件，包括设置在若干个竖支撑腿一端的圆形敞开式箱体，及设置在圆形敞开式箱体底部内的圆形敞开式箱体通孔，及设置在圆形敞开式箱体底部内壁，且与圆形敞开式箱体通孔位置相对应的轴承座，及设置在轴承座内的轴承，及一端依次贯穿轴承座、轴承、圆形敞开式箱体通孔，另一端位于圆形敞开式箱体内的旋转部，及设置在旋转部一端的限位部，及设置在旋转部一端端面，且位于圆形敞开式箱体内的圆形螺柱，及设置在圆形螺柱上的圆形网板，及设置在圆形网板一面的若干个敞开式合金样品放置网套。
14.本技术方案的，所述风干箱体组件，还包括对称设置在圆形敞开式箱体下部内的两组进气管通孔，及分别设置在进气管一端，且位于圆形网板下方的喇叭形布气口。
15.本技术方案的，所述风干箱体组件，还包括设置在旋转部另一端端面的带从动轮连杆，及设置在若干个竖支撑腿下部内的电机安装板，及设置在电机安装板上的立式电机，及设置在立式电机上的驱动轮，及分别与带从动轮连杆、驱动轮连接的传动带。
16.本技术方案的，所述风干箱体组件，还包括设置在圆形敞开式箱体上部外壁的圆形支撑圈，及对称设置在圆形支撑圈内的若干个圆形支撑圈限位卡孔，及分别设置在圆形支撑圈限位卡孔内的圆形限位卡柱，及分别设置在圆形限位卡柱一端的密封部，及设置在密封部内的若干个出气口。
17.本技术方案的，所述风干箱体组件，还包括对称设置在密封部外壁的一组板式手持部，及设置在密封部内，且位于若干个出气口内层的视窗。
18.本技术方案的，所述旋转部、圆形螺柱、带从动轮连杆的直径尺寸依次递减。
19.本技术方案的，所述密封部、一组板式手持部和若干个出气口为钢化玻璃一体成型制作。
20.本发明的另一方面提供一种检测系统，用于对3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置后经金相腐蚀后的医用级3d打印合金样品进行分析。
21.与现有技术相比，本发明的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置及系统的有益效果在于：整体结构作为医用级3d打印合金样品研磨后金相腐蚀分析前清洁的3d打印合金样品表面干燥处理，密封式干燥，不污染研磨后的3d打印合金样品表面，同时提高研发效率，以及保证后续酸洗、弱腐蚀的品质，即研磨的样品面蚀刻后组织结构明显，晶界显
示清晰，晶粒完整，便于测量和分析。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置的主视示意图；图2是本发明的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置的圆形网板、圆形网板通孔、敞开式合金样品放置网套的俯视结构示意图；图3是本发明的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置的圆形敞开式箱体、圆形支撑圈、若干个圆形支撑圈限位卡孔等的俯视结构示意图；图4是本发明的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置的密封部、一组板式手持部、若干个出气口、视窗等的俯视结构示意图；其中，图中标号如下：100-圆形敞开式箱体、101-圆形支撑圈、102-密封部、103-竖支撑腿、104-电机安装板、105-出气口、106-进气管通孔、107-进气管、108-供气部、109-立式电机、110-驱动轮、111-圆形敞开式箱体通孔、112-轴承座、113-轴承、114-旋转部、115-带从动轮连杆、116-传动带、117-限位部、118-喇叭形布气口、119-圆形网板、120-圆形网板通孔、121-圆形螺、122-带垫圈锁紧螺母、123-敞开式合金样品放置网套、124-视窗、125-圆形支撑圈限位卡孔、126-圆形限位卡柱、127-板式手持部、128-3d打印合金样品。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.实施例一如图1、图2、图3和图4所示的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置，包括若干个竖支撑腿103和3d打印合金样品128，
若干个竖支撑腿103一端设置有风干箱体组件，若干个竖支撑腿103、风干箱体组件上设置有相配合使用的不锈钢合金样品放置组件，风干箱体组件连接有对3d打印合金样品128进行干燥的进气管107，进气管107的一端与供气部108连接。
27.其中，3d打印合金样品128放置在风干箱体组件内，供气部108通过进气管107对风干箱体组件内的3d打印合金样品128进行干燥，3d打印合金样品128的研磨处面朝上。
28.实施例二在实施例一的基础上，风干箱体组件，包括设置在若干个竖支撑腿103一端的圆形敞开式箱体100，及设置在圆形敞开式箱体100底部内的圆形敞开式箱体通孔111，及设置在圆形敞开式箱体100底部内壁，且与圆形敞开式箱体通孔111位置相对应的轴承座112，及设置在轴承座112内的轴承113，及一端依次贯穿轴承座112、轴承113、圆形敞开式箱体通孔111，另一端位于圆形敞开式箱体100内的旋转部114，及设置在旋转部114一端的限位部117，及设置在旋转部114一端端面，且位于圆形敞开式箱体100内的圆形螺柱121，及设置在圆形螺柱121上的圆形网板119，及设置在圆形网板119一面的若干个敞开式合金样品放置网套123。
29.其中，圆形网板119内设置有圆形网板通孔120，圆形螺柱121、圆形网板119通过圆形螺柱121、圆形网板通孔120利用一组带垫圈锁紧螺母122固定装配，3d打印合金样品128放置在敞开式合金样品放置网套123内。
30.实施例三在实施例一或实施例二的基础上，风干箱体组件优选的，还包括对称设置在圆形敞开式箱体100下部内的两组进气管通孔106，及分别设置在进气管107一端，且位于圆形网板119下方的喇叭形布气口118。
31.其中，进气管107的一端分别通过进气管通孔106安装在圆形敞开式箱体100内，供气部108为热风机或风机。
32.实施例四在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，风干箱体组件优选的，还包括设置在旋转部114另一端端面的带从动轮连杆115，及设置在若干个竖支撑腿103下部内的电机安装板104，及设置在电机安装板104上的立式电机109，及设置在立式电机109上的驱动轮110，及分别与带从动轮连杆115、驱动轮110连接的传动带116。
33.其中，立式电机109启动后通过驱动轮110、传动带116、带从动轮连杆115联动旋转部114旋转，旋转部114利用圆形螺柱121带动圆形网板119、若干个敞开式合金样品放置网
套123旋转，对敞开式合金样品放置网套123内放置的3d打印合金样品128进行干燥，旋转时内部形成旋流干燥效率高。
34.实施例五实施例一或实施例二或实施例三或实施例四的基础上，风干箱体组件优选的，还包括设置在圆形敞开式箱体100上部外壁的圆形支撑圈101，及对称设置在圆形支撑圈101内的若干个圆形支撑圈限位卡孔125，及分别设置在圆形支撑圈限位卡孔125内的圆形限位卡柱126，及分别设置在圆形限位卡柱126一端的密封部102，及设置在密封部102内的若干个出气口105。
35.其中，密封部102设置为圆形，且密封部102、圆形支撑圈101的直径尺寸相同，当采用热风干燥时，干燥空气密封在圆形敞开式箱体100对3d打印合金样品128进行干燥，同时蒸汽由若干个出气口105溢出。
36.实施例六实施例一或实施例二或实施例三或实施例四或实施例五的基础上，风干箱体组件优选的，还包括对称设置在密封部102外壁的一组板式手持部127，及设置在密封部102内，且位于若干个出气口105内层的视窗124。
37.其中，一组板式手持部127用于控制密封部102的移除或放置，视窗124用于观察圆形敞开式箱体100内，敞开式合金样品放置网套123放置的3d打印合金样品128干燥状态。
38.另外，上述实施例中旋转部114、圆形螺柱121、带从动轮连杆115的直径尺寸依次递减；其中，旋转部114、圆形螺柱121、带从动轮连杆115为合金不锈钢一体成型制作，旋转时进行稳定的旋转，保证干燥作业的安全进行。
39.另外，上述实施例中密封部102、一组板式手持部127和若干个出气口105为钢化玻璃一体成型制作，便于观察旋转时干燥的状态，此种设计无视窗124。
40.本结构的3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置的工作原理或结构原理：（1）首先，通过一组板式手持部127将密封部102的移除，将3d打印合金样品128放置在敞开式合金样品放置网套123内；（2）然后，通过一组板式手持部127将密封部102放置圆形敞开式箱体100在上，此时圆形限位卡柱126贯穿圆形支撑圈限位卡孔125；（3）最后，启动供气部108通过进气管107对风干箱体组件内的3d打印合金样品128进行干燥，干燥完成后再反向进行（3）、（2）、（1）操作，取出3d打印合金样品128。
41.另外，干燥时依据需要选用热风机或风机（常规风机）对3d打印合金样品128进行干燥。
42.另外，干燥时依据需要启动立式电机109，通过驱动轮110、传动带116、带从动轮连杆115联动旋转部114旋转，旋转部114利用圆形螺柱121带动圆形网板119、若干个敞开式合金样品放置网套123旋转，对敞开式合金样品放置网套123内放置的3d打印合金样品128进行干燥，旋转时内部形成旋流干燥效率高（立式电机109的转速依需可调控制）。
43.另外，本发明的应用一种检测系统，用于对3d打印医用级合金样品金相腐蚀分析处理装置预处理后经金相腐蚀后的医用级3d打印合金样品进行分析。
44.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。