CN104015358A - 一种编码准直器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种编码准直器的制作方法，包括：对金属块进行切割制得多个挡块；通过3D打印制得底座，所述底座包括底部、侧部以及位于所述底部与所述侧部所围成的空腔内的多个填充块，在所述多个填充块之间形成有多个安装槽，其中，所述底部、侧部及填充块一体形成；将所述多个挡块安装于所述底座的多个安装槽中；对所述底座进行封顶。本发明的编码准直器的制作方法，采用3D打印的方式制作底座，使得底座的设计和制作比较自由，可方便地选择所需的编码数、修改尺寸参数。且工艺简单、高效，成本小。
Description
技术领域
本发明涉及一种编码准直器的制作方法，具体为一种用于放射性成像仪的编码准直器的制作方法。
背景技术
编码成像技术是通过按特定的方式增加开孔率来提高透过率的技术，特别适用于对X和γ射线的高效率探测和成像。编码准直器是其中的关键部件之一，常见的编码开孔方式有MURA(Modified Uniformly Redundant Arrays，修正均匀冗余阵列)和RA(Random Arrays，随机阵列)等。
以MURA为例，图1所示为编码数为19的MURA编码图像，其中，白色区域为伽玛射线的透过区域，黑色区域为伽玛射线的阻挡区域。在编码准直器的实现中，其黑色区域可采用对γ射线阻挡能力较好的重金属挡块，白色区域应为允许射线透过的开孔。从图1中黑色区域与白色区域的排列方式可以看出，黑色挡块互相之间无支撑，如何很好地对挡块按特定的图样进行安装，以保证结构的稳定性和安装精度，是编码准直器制作所需解决的主要问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种编码准直器的制作方法，包括：对金属块进行切割制得多个挡块；通过3D打印制得底座，所述底座包括底部、侧部以及位于所述底部与所述侧部所围成的空腔内的多个填充块，在所述多个填充块之间形成有多个安装槽，其中，所述底部、侧部及填充块一体形成；将所述多个挡块安装于所述底座的多个安装槽中；对所述底座进行封顶。
根据本发明的一实施方式，所述填充块为长方体，在所述长方体的四条沿高度方向的边上分别设置有倒角。
根据本发明的另一实施方式，所述填充块与所述挡块的高度相等。
根据本发明的另一实施方式，使用环氧胶对所述底座进行封顶。
根据本发明的另一实施方式，采用3D打印的方式对所述底座进行封顶，使得准直器外部一体无缝。
根据本发明的另一实施方式，在所述底座的侧部开设有安装孔。
根据本发明的另一实施方式，所述挡块的材质选自铀、铂、金、钨、铅或包含其中一种或几种的合金。
根据本发明的另一实施方式，所述挡块为钨镍铜合金。
根据本发明的另一实施方式，所述3D打印材料为轻质材料。
根据本发明的另一实施方式，所述3D打印材料为ABS树脂。
本发明的编码准直器的制作方法，采用3D打印的方式制作底座，使得底座的设计和制作比较自由，可方便地选择所需的编码数、修改尺寸参数。且工艺简单、高效，成本小，制作周期短。
附图说明
图1为MURA编码的示意图；
图2为本发明一实施例的编码准直器的立体结构示意图；
图3为本发明一实施例的编码准直器的局部俯视图；
图4为本发明的一种编码准直器的制作方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
1、底座；2、挡块；11、填充块；12、倒角；13、安装孔。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
根据MURA编码图样制得的现有的编码准直器，挡块之间无互相支持，为使各挡块更加稳固，本发明采用由轻质材料制成的与底座底部一体成型的填充块填充开孔，既可保证伽玛射线能够良好地透过，又为挡块提供了支撑。
如图2所示，本发明实施例的编码准直器包括底座1和多个挡块2，其中，底座1包括水平放置的底部、沿底部的边缘向底座1高度方向(竖直方向)延伸形成的侧部、以及位于底部与侧部所围成的空腔内的多个填充块11，底部、侧部与填充块11一体成型。
填充块11为一长方体，包括上表面、下表面和连接上、下表面的四个侧面。下表面与底座1的底部相接一体成型，四个侧面与底座1的侧部相平行。四个填充块11的侧面与底部围成一长方体状的安装槽。挡块2位于安装槽内。
挡块2为与安装槽形状相匹配的长方体，其高度与填充块11的高度相同，略小于侧部的高度，使得经环氧胶或其它物质封顶后，准直器的表面可保持水平。
本发明中，可在填充块11侧面的四条沿高度方向的边上设置倒角，使得两侧面的相交之处由侧边变为弧形的过渡面。
本发明中，对底座、填充块及挡块的具体形状及尺寸没有特别限定，可根据需要选择相应的形状、尺寸。
本发明中，对编码准直器中挡块2与填充块11的排列方式没有限制，可根据实际需要按照MURA编码或其它编码方式排列。
如图4所示，本发明进一步提供了上述编码准直器的制作方法，包括以下步骤：
挡块切割
根据所需的编码图样及尺寸对金属块进行切割来制作挡块2。本发明中，用于制作挡块2的重金属可以为对伽玛射线阻挡能力较好的单质材料，例如铀、铂、金、钨、铅等，也可以为上述单质的合金。考虑成本、加工性、性能等方面的因素，优选为采用高比重钨合金，例如钨铜合金。本实施方式中，挡块2由95％的钨镍铜切割制得。本发明中，对重金属的切割方式没有限制，可采用线切割的方式进行重金属块切割。
底座制作
底座1采用3D打印制作，所选用的打印材料为ABS树脂；本发明中，对底座的材质没有特别限定，可以为适于3D打印的轻质材料。
本发明中，对底座1的大小、形状没有特别限定，可根据实际需要选择适当的尺寸。底座1底部有一定厚度(即前述高度)，例如可以为1mm；填充块11自底部沿底座高度方向延伸形成，并平行于侧部，在底座1内、多个填充块11之间形成有容纳挡块2的安装槽。填充块11的高度与挡块2的高度一致，可以为8mm，位于周边的侧部稍高于填充块11和挡块2的高度，例如可以为10mm。
如图3所示，为便于后续挡块2的***，可在填充块11侧面的四条沿高度方向的边上设置倒角，使得两侧面的相交之处由侧边变为弧形的过渡面。
本发明中，底座1的侧部可以加工成便于安装的任意形状，还可在底座1的侧部加工安装孔13，安装孔13可与模具盖配合将准直器固定于设备上。
挡块安装
将切割好的金属挡块2***底座1的安装槽中。
封顶
安装好挡块2之后，可使用高强度环氧胶粘接封顶，使挡块2固定于底座1内，由于填充块11和挡块2的高度小于底座侧部的高度，可使得胶封平面与底座侧部保持平齐。本发明中，对编码准直器封顶的具体方式没有限定，例如也可采用3D打印的方式进行封顶，使得准直器外部一体无缝；最后可通过开设在底座1侧部的安装孔13与模具盖配合，在模具中***屏蔽块后覆盖在模具上，固定组装成一个整体，便于放置使用。其中，对模具盖的形状没有特别的限定。
待用于封顶的胶冷却、固化后，即得到成品编码准直器。
本发明中，编码准直器的制作不限于上述排序，可根据实际情况对上述各步骤的顺序进行调整。
本发明采用3D打印的方式制作底座，其底部、侧部与填充块一体成型，使得底座的设计和制作比较自由，可方便地选择所需的编码数、修改尺寸参数。
本发明的编码准直器，底部和填充块一体成型，底部一方面起到支撑填充块的作用，另一方面可作为一个“基板”以便于填充块位置精度的控制，填充块的位置精度决定了挡块的位置精度。相较于填充块和挡块均采用切割成块，并以“搭积木”的方式安装于底座的准直器，本发明的编码准直器在制作过程中出现的误差更少，挡块与填充块排布的精确度更高。
本发明以MURA编码为例说明编码准直器的制作方法，该方法同样适用于其它编码，如RA编码。且本发明提供的方法工艺简单、高效，成本小，制作周期短。如采用开模制作塑料模具，则模具制作成本较、高难度较大，且模具一经做好该设计就无法更改，若要制造不同编码模式的准直器需再制作相应的模具，从而使得过程更为复杂；如采用传统工艺单个加工塑料安装底座则较难控制精度，且加工成本较高、加工难度很大。
本发明中，填充块的倒角设计便于挡块的***，由于倒角空隙较小，采用模具制作难度较大；单件加工则加工风险很高；而采用3D打印可很好地实现。
本发明中，填充块的高度与挡块的高度一致，可避免挡块在填充块形成的安装槽内出现歪斜，影响安装精度。
虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种编码准直器的制作方法，包括：
对金属块进行切割制得多个挡块；
通过3D打印制得底座，所述底座包括底部、侧部以及位于所述底部与所述侧部所围成的空腔内的多个填充块，在所述多个填充块之间形成有多个安装槽，其中，所述底部、侧部及填充块一体形成；
将所述多个挡块安装于所述底座的多个安装槽中；
对所述底座进行封顶。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述填充块为长方体，在所述长方体的四条沿高度方向的边上分别设置有倒角。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述填充块与所述挡块的高度相等。
4.根据权利要求1的方法，其中，使用环氧胶对所述底座进行封顶。
5.根据权利要求1的方法，其中，采用3D打印的方式对所述底座进行封顶，使得编码准直器外部一体无缝。
6.根据权利要求1的方法，其中，在所述底座的侧部开设有安装孔。
7.根据权利要求1的方法，其中，所述挡块的材质选自铀、铂、金、钨、铅或包含其中一种或几种的合金。
8.根据权利要求7的方法，其中，所述挡块为钨镍铜合金。
9.根据权利要求1的方法，其中，所述3D打印材料为轻质材料。
10.根据权利要求9的方法，其中，所述3D打印材料为ABS树脂。
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