[发明专利]基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置及方法

说明书

本发明属于模具领域，提供一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置及方法。基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置包括变形体和封装体，变形体的材质为低熔点金属，低熔点金属常指熔点在300℃以下的金属单质及其合金，在熔融态时，低熔点金属具有优异的流动性和顺应性，在凝固态时，具有较强的刚性。封装体包覆在变形体的外侧，可随变形体的变形发生适应性的形变。基于低熔点金属变刚度的可重构印模方法主要是利用低熔点金属熔融状态优异的流动性和顺应性，使该印模装置与周围物体紧密贴合，当变形体凝固后具有较强的刚度，可以锁定记忆物体表面轮廓，结束使用后通过再次加热可以恢复原状，以便重复使用。

技术领域

本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置及方法。

背景技术

印模，也称为3D拓印，可通过形成物体的阴模或阳模来较精确的记录并保持物体形状及外貌，常用于材料加工制造、口腔临床修复等领域。理想的印模材料应具有优秀的流动性、弹性和可塑性以便与物体紧密贴合，并易于从物体上剥离，锁定形状长久不变。现有的印模材料主要有泥土、石膏、凝胶、热塑性塑料、硅橡胶及复合材料等。它们通常无法兼顾良好的顺应性和优异的脱模以及形状固定能力，无法重复利用，导致材料消耗高、用户体验不佳。

发明内容

本发明提供一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置及方法，用以解决现有技术中的印模无法兼顾良好的顺应性和优异的脱模、形状固定能力以及无法重复利用的缺陷，实现在熔融态时具有优异的流动性和顺应性，在凝固态时具有较高的刚度的效果。

本发明提供一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，包括：变形体，所述变形体的材质为低熔点金属；封装体，所述封装体包覆在所述变形体的外侧，所述封装体可随所述变形体的变形而发生形变。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述低熔点金属包括金属镓、镓铟合金、镓锡合金、镓铟锡合金、金属铋、铋铟合金、铋锡合金和铋铟锡合金中的一种或多种。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述封装体的材质为柔性材质。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述封装体上还设置有变温组件，且所述变温组件可随所述变形体的变形而发生形变。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述变温组件包括加热器件和\或散热器件。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述变形体包括多个变形单元，多个所述变形单元离散或连续的分布在所述封装体的内部。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，多个所述变形单元分布在二维平面或三维空间内。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，所述变形单元为颗粒形、线形或面形。

本发明还提供一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模方法，利用上述任一所述的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，包括：

加热所述基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，使温度达到所述低熔点金属的熔点以上；

将熔融态的所述基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置贴合到目标物体上；

冷却所述基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，使温度降低到所述低熔点金属的凝固点以下；

分离所述基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置与所述目标物体。

根据本发明提供的一种基于低熔点金属变刚度的可重构印模方法，使用结束后，重新加热所述基于低熔点金属变刚度的可重构印模装置，使温度达到所述低熔点金属的熔点以上。