CN110693615A - 一种三维自调整根管锉及其加工工艺 - Google Patents

一种三维自调整根管锉及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明的一种三维自调整根管锉及其加工工艺，先将两种或同种材质拉拔复合制成成复合胚体，作为根管锉的坯料，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，以复合胚体的方法巧妙的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。由于是对一整个坯料直接进行减材加工，加工精度要远高于加工两个组件在对其进行组装的情况。本发明通过打孔塞丝、套管切割或套管塞丝的方法，在金属棒的芯棒上制作自由端向外张开的金属刷丝。结合金属棒与金属管拉拔复合的制作工艺，使金属刷丝与芯棒、金属管同步拉拔及退火，金属刷丝也能牢固地连接在芯棒上。

Description

一种三维自调整根管锉及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种医疗器械领域，具体涉及一种能够适应牙齿根管根管内部形态，并在锉体外形上进行三维自调整的根管锉及其加工工艺。
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。
目前上面在售的镍钛合金根管锉多采用拧制、磨削、化学处理等方式，锉体为单股、带螺纹的椎形，锉体的横截面为三角形、矩形等带有突出部的形状。根管治疗术中，根管锉的锉体在根管马达的带动下，在患者的根管中高速对心旋转，锉体的突出部在旋转的过程中对根管壁产生切削，从而实现高效的清洁和预备根管的效果，为下一步的根管治疗步骤打好基础。然后，由于根管锉锉体的旋转轨迹是圆形的，而多数根管的断面形态是椭圆形或者眼裂形的，常规的镍钛根管锉难以对根管的边角进行充分的清洁预备。
为了在根管治疗术过程中对根管进行更为彻底的清洁预备，如美国专利(公开号：US20030099916A1)公开一种植绒根管锉。植绒根管锉是在锉体植绒段的外周表面进行植绒，以充分对根管区域进行清洁，捕获松散的碎屑并将其从根管中运出，达到清洁根管的目的。通常植绒材料为粘附在锉体上的柔性纤维，或焊接在锉体上的金属丝，但由于纤维、金属丝只是附着于锉体的外表面，连接点细小，导致连接强度不足，在术中锉体高速旋转时容易脱落在根管内部，不但达不到清洁根管的效果，还会导致根管内进入异物。
柔性纤维本身还存在容易磨损的问题，在高速旋转的情况下难以对根管的内壁产生切削，无法完全去除附着在根管内壁上的菌斑、残渣、结石等，因此难以完成根管预备的对于根管充分清洁的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种先通过在已置入金属刷丝的金属棒之外复合多层材料制作胚体，之后在同一胚体的不同部分分别加工出手柄和锉体的带金属刷丝的三维自调整根管锉，以及该根管锉的加工工艺。相比于现有技术中将纤维或金属刷毛通过粘合或焊接的方式附着于锉体，本发明的金属刷丝随着根管的形态发生弹性弯曲变形时不易脱落，极大的提高了金属刷丝的结构强度手术的精准度和效果，降低临床使用时的故障机率。
本发明的技术方案如下：
一种三维自调整根管锉的加工工艺，其步骤包括：
S1制作金属棒，在一芯棒的表面制作金属刷丝；
S2制作复合胚体，复合胚体包括金属管和金属棒，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；
S3将所述复合胚体进行冷拔直至其直径略大于或等于根管锉的最大直径；
S4将所述复合胚体分为手柄和锉体两部分；去掉所述锉体的外层金属管，露出内部的金属棒；
S5对所述金属棒上的金属刷丝进行整形。
所述步骤S1中，所述芯棒为中空管体，在所述芯棒上打孔，在孔中塞入金属刷丝；所述金属刷丝的一部分在所述孔内，一部分贴合在所述芯棒的外表面。
所述步骤S1中，在所述芯棒之外嵌套多层管材制成所述金属棒。
所述步骤S4中，除所述芯棒外，沿周向将所述管材截成多段圆环，所述圆环远离手柄的一部分切割成沿轴向方向的细长条。
所述步骤S1中，在所述芯棒的外表面间隔设置多个圆环，所述圆环与芯棒之间塞入金属刷丝；所述金属刷丝的自由端伸出所述圆环之外。
每个所述圆环上金属刷丝的伸出方向相同或不同。
一种使用所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的表面设置自由端向外张开的金属刷丝。
一种使用所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒为带有孔的中空芯棒，金属刷丝一段置入所述孔中，另一端向外张开形成金属刷丝。
一种使用所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的芯棒外嵌套多层管材，所述管材被截成多段圆环，所述圆环远离手柄的部分被切割成细长条；所述细长条的自由端向外张开，形成金属刷丝。
一种使用所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的芯棒外表面间隔设置多个圆环，所述圆环与芯棒之间塞入金属刷丝；所述金属刷丝的自由端伸出所述圆环之外。
本发明的技术效果如下：
本发明三维自调整根管锉的加工工艺，针对根管锉锉体旋转轨迹为圆形、转速快，附着的纤维或金属刷毛容易脱落的缺点，提出一种采用复合胚体工艺加工的带金属刷丝的根管锉。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，以复合胚体的方法巧妙的将两种不同或相同的金属材料高强度以及完全无缝的方式结合，结合强度远胜胶粘和机械组装的方法。在制作锉体和手柄形状时，由于是对一整个坯料直接进行减材，加工工艺连续且没有误差叠加，因此加工精度要远高于先分别加工手柄和锉体，再对其进行组装连接的情况。
本发明三维自调整根管锉的复合胚体是通过将金属棒置入金属管中后多次同步一体拉拔、退火，使金属棒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。
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。
本发明通过打孔塞丝、套管切割或套管塞丝的方法，在金属棒的芯棒上制作自由端向外张开的金属刷丝。结合金属棒与金属管拉拔复合的制作工艺，使金属刷丝与芯棒、金属管同步拉拔及退火，金属刷丝也能牢固地连接在芯棒上。以此克服了现有技术在芯棒表面植绒，绒毛纤维容易脱落的问题，保证术中器材稳定性以及使用效果。
本发明的复合胚体制作工艺简单，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。
附图说明
图1是实施例1中使用的中空的芯棒示意图
图2是实施例1中在芯棒上打孔的示意图
图3是实施例1中在芯棒孔中塞入金属刷丝制成金属棒的示意图
图4是实施例1中将金属棒置入金属管的示意图
图5是实施例1中截取复合胚体的示意图
图6是实施例1中去除锉体部分金属管的示意图
图7是实施例1中金属刷丝自由端向外张开呈辊刷刷丝形态的示意图
图8是实施例1中加工手柄的示意图
图9是实施例1中将锉体外观制成倒锥体的示意图
图10是实施例2中在芯棒外嵌套多层金属管材的示意图
图11是实施例2中将金属棒置入金属管的示意图
图12是实施例2中截取复合胚体的示意图
图13是实施例2中去除锉体部分金属管的示意图
图14是实施例2中将管材切割成连着圆环的细长条的示意图
图15是实施例2中定型制作自由端向外侧张开的金属刷丝的示意图
图16是实施例3中在圆环内嵌入伸出方向相同的金属刷丝的示意图
图17是实施例3中将金属棒置入金属管的示意图
图18是实施例3中去除锉体部分金属管的示意图
图19是实施例3中加工手柄的示意图
图20是实施例3中将金属刷丝制成自由端向外张开形态
图21是实施例4中圆环内嵌入伸出方向不同的金属刷丝的示意图
图22是实施例4中将金属刷丝制成自由端向外张开形态
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：
本发明的一种带金属刷丝的三维自调整根管锉，其制作工艺的步骤包括：
S1制作外表面带有金属刷丝的金属棒2；在中空的芯棒上打孔后塞丝；如图1所示，制作一个中空的芯棒21；如图2所示，在芯棒21上打孔22；如图3所示，每个孔中塞入3-30根金属刷丝23，制成金属棒2；本实施例优选沿着中空的芯棒21轴线对称的两侧打孔；
S2制作复合胚体，复合胚体包括金属管1和金属棒2，金属管1在金属棒2之外形成致密包裹；
S2.1如图4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；
S2.2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；
S2.3将金属管1和金属棒2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％；
S3如图5所示，截取长度大于或等于根管锉成品的复合胚体；如图6所示，将复合胚体分为手柄3和锉体4两部分，通过磨削或化学方式的方法去掉手柄3以外其他部分外层金属管1，露出内部的金属棒2；如图6所示，金属刷丝23呈贴合状态附着在芯棒21外表面；如图7所示，将金属刷丝23做定型处理，使金属刷丝23的自由端向外侧张开，形成呈辊刷刷丝状态；
S4如图8所示，采用化学或磨削的方式加工手柄3；
S5如图9所示，通过磨削、剪切或化学将锉体4的外观处理成倒锥体。
具体的：
在S1.1和S1.2中，金属管1的中空结构可通过电火花打孔机、电火花线切割机、电火花成型机床加工。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。
在S3中，还可根据连接杆的长度，将除工作部分之外的操作部分的外层金属管去掉一部分，使内部的金属棒外部贴附一层金属管，贴附在金属棒上的金属管的厚度为0.05-0.4mm。
本实施例优选金属棒2的截面为圆形、椭圆等，金属管1内空间的截面形状与配合金属棒的截面形状相配合，使金属管和金属棒之间形成更稳定的致密包裹的连接结构。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，通过嵌套多层管材再切割成型的方式制作外表面带有金属刷丝的锉体4。具体步骤包括：
S1制作金属棒2，如图10所示，在一芯棒21之外嵌套多层金属的管材24制成金属棒2，本实施例优选管材24为4-10层；
S2制作复合胚体，复合胚体包括金属管1和金属棒2，金属管1在金属棒2之外形成致密包裹；
S2.1如图11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；
S2.2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；
S2.3将金属管1和金属棒2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％；
S3如图12所示，截取长度大于或等于根管锉成品的复合胚体；如图13所示，将复合胚体分为手柄3和锉体4两部分，通过磨削或化学方式的方法去掉手柄3以外其他部分外层金属管1，露出内部的金属棒2；
S4如图14所示，除最内部的芯棒21外，用激光或磨削的方式沿周向将管材24截成多段圆环25，圆环25远离手柄3的一部分沿轴向方向切割成细长条；
S5如图15所示，将细长条定型处理，形成一端与圆环25连接，自由端向外侧张开的金属刷丝26。
本实施例中，定型处理采用热定型，定型温度为450-600℃，优选500-550℃。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，通过设置圆环塞丝的方式制作外表面带有金属刷丝的金属棒2。具体步骤包括：
S1制作金属棒2，如图16所示，在一芯棒21的外表面间隔设置多个圆环27，圆环27与芯棒21之间沿周向设置金属刷丝28；金属刷丝28的自由端伸出圆环27之外，且每个圆环27上的金属刷丝28伸出方向相同；
S2制作复合胚体，复合胚体包括金属管1和金属棒2，金属管1在金属棒2之外形成致密包裹；
S2.1如图17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；
S2.2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°G，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；
S2.3将金属管1和金属棒2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％；
S3截取长度大于或等于根管锉成品的复合胚体；如图18所示，将复合胚体分为手柄3和锉体4两部分，通过磨削或化学方式的方法去掉手柄3以外其他部分外层金属管1，露出内部的金属棒2；
S4如图19所示，采用化学或磨削的方式加工手柄3；
S5如图20所示，将贴合在芯棒21外表面的金属刷丝28进行定型处理，使之成为自由端向外侧张开呈辊刷刷丝状态的金属刷丝。
本实施例中，定型处理采用热定型，定型温度为450-600℃，优选500-550℃。
实施例4：
本实施例与实施例3的区别在于，在同一圆环27上设置的金属刷丝28的伸出方向不同。具体步骤包括：
在步骤S1中，如图21所示，在一芯棒21的外表面间隔设置多个圆环27，圆环27与芯棒21之间沿周向设置金属刷丝28；金属刷丝28的自由端伸出圆环27之外，每个圆环27上的金属刷丝28伸出方向不同；
本实施例优选，圆环27向外伸出靠近手柄3的近半圆环271和远离手柄3的远半圆环272，其中近半圆环271上的金属刷丝28向手柄3的方向伸出，远半圆环272上的金属刷丝28向远手柄3的方向伸出。
在步骤S5中，如图22所示，将贴合在芯棒21外表面的金属刷丝28进行定型处理，使之成为自由端向外侧张开呈辊刷刷丝状态。
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。

Claims (10)

1.一种三维自调整根管锉的加工工艺，其步骤包括：
S1制作金属棒，在一芯棒的表面制作金属刷丝；
S2制作复合胚体，复合胚体包括金属管和金属棒，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；
S3将所述复合胚体进行冷拔直至其直径略大于或等于根管锉的最大直径；
S4将所述复合胚体分为手柄和锉体两部分；去掉所述锉体的外层金属管，露出内部的金属棒；
S5对所述金属棒上的金属刷丝进行整形。
2.如权利要求1所述的一种三维自调整根管锉的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述芯棒为中空管体，在所述芯棒上打孔，在孔中塞入金属刷丝；所述金属刷丝的一部分在所述孔内，一部分贴合在所述芯棒的外表面。
3.如权利要求1所述的一种三维自调整根管锉的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中，在所述芯棒之外嵌套多层管材制成所述金属棒。
4.如权利要求3所述的一种三维自调整根管锉的加工工艺，其特征在于：所述步骤S4中，除所述芯棒外，沿周向将所述管材截成多段圆环，所述圆环远离手柄的一部分切割成沿轴向方向的细长条。
5.如权利要求1所述的一种三维自调整根管锉的加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中，在所述芯棒的外表面间隔设置多个圆环，所述圆环与芯棒之间塞入金属刷丝；所述金属刷丝的自由端伸出所述圆环之外。
6.如权利要求5所述的一种三维自调整根管锉的加工工艺，其特征在于：每个所述圆环上金属刷丝的伸出方向相同或不同。
7.一种使用如权利要求1所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的表面设置自由端向外张开的金属刷丝。
8.一种使用如权利要求2所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒为带有孔的中空芯棒，金属刷丝一段置入所述孔中，另一端向外张开形成金属刷丝。
9.一种使用如权利要求3或4所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的芯棒外嵌套多层管材，所述管材被截成多段圆环，所述圆环远离手柄的部分被切割成细长条；所述细长条的自由端向外张开，形成金属刷丝。
10.一种使用如权利要求5所述工艺制作的三维自调整根管锉，其特征在于：它包括金属管和金属棒，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；所述根管锉的锉体部分的金属管被去除，内部金属棒裸露在外；所述金属棒的芯棒外表面间隔设置多个圆环，所述圆环与芯棒之间塞入金属刷丝；所述金属刷丝的自由端伸出所述圆环之外。
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