一种3D打印助听器及其制造方法技术

一种3D打印助听器，具有根据人体耳道模型或医学影像打印的助听器壳体，该助听器壳体采用形状记忆合金材料一体打印而成，电子器件直接安装在该助听器壳体，助听器壳体沿耳道轴方向包括至少一个非变形区域和至少一个与非变形区域直接连接的变形区域，变形区域能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形。该3D打印助听器采用SLM打印设备以NiTi合金粉末为材料打印而成，打印中在变形区域和非变形区域施加不同的激光加工参数以获得差异化形变功能，利用3D打印能量控制技术实现了快速制造和形变功能分区，获得了力学性能好、材料节约、相变控制精度高的单层薄壁助听器壳体。精度高的单层薄壁助听器壳体。精度高的单层薄壁助听器壳体。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印助听器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及金属材料3D打印
，尤其涉及一种3D打印助听器及其制造方法。

技术介绍

[0002]助听器是将声音以某种方式放大，使听力障碍者能以一定方式有效地利用其残余听力的放大设备，助听器的结构包括壳体和安装在壳体上或者被壳体封装的电子元件，主要包括麦克风、放大器、接收器、电源等。由于个体用户耳道构造不同，目前助听器的制作已经越来越倾向于采用定制化手段比如3D打印。
[0003]目前市场上出现的3D打印助听器，其壳体材料更多沿用了传统印模方式生产中所利用的聚合物材料例如光敏树脂，并且在此基础上开发了具有形状记忆功能的树脂材料以提高与耳道或者颅部的贴合，增加佩戴后的舒适感，但是，具有形状记忆功能的非金属助听器壳体无法作为一体件来制作助听器，因为壳体整体发生形变会直接影响电子器件在壳体上和壳体内的安装或封装，影响助听器的正常功能，所以，非金属助听器壳体如果制作成具有形状记忆功能，形状记忆部分必须以套壳的形式制作，电子器件仍然安装在非形变材料制作的内壳内，聚合物材料本身强度比金属低，如果再制作成多层壳体，实际上又变相增加了助听器的整体壁厚和重量，缩减了内部电子器件的安装空间。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种3D打印助听器及其制造方法，采用形状记忆合金材料一体打印3D打印助听器壳体，利用3D打印能量控制技术实现快速制造和形变功能分区，获得了力学性能好、材料节约、相变控制精度高的单层薄壁助听器壳体。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种3D打印助听器，具有根据人体耳道模型或医学影像打印的助听器壳体，该助听器壳体采用形状记忆合金材料一体打印而成，电子器件直接安装在该助听器壳体。
[0007]上述3D打印助听器，电子器件直接安装在该助听器壳体内侧和/或外侧。
[0008]上述3D打印助听器，所述助听器壳体沿耳道轴方向包括至少一个非变形区域和至少一个与非变形区域直接连接的变形区域，所述变形区域能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，所述非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形，电子器件直接安装在该助听器壳体的该非变形区域。
[0009]上述3D打印助听器，所述助听器壳体沿耳道轴方向自下而上至少包括相连的第一非变形区域、变形区域和第二非变形区域，电子器件直接安装在该助听器壳体的该第一非变形区域和/或第二非变形区域。
[0010]上述3D打印助听器，所述变形区域为双层结构，包括内壳层、外壳层和二者之间的间隙，所述外壳层能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，所述内壳层在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形。
[0011]上述3D打印助听器，所述内壳层的厚度大于等于所述外壳层的厚度。
[0012]上述3D打印助听器，与所述变形区域相连的非变形区域均打印为实心。
[0013]上述3D打印助听器的制造方法，根据人体耳道模型或医学影像设计3D打印助听器壳体模型，在进行壁厚设计和修型处理后，将处理得到的3D打印助听器壳体模型导入SLM打印设备，以耳道轴为打印方向，对3D打印助听器壳体模型分层切片设计，确定每层切片的激光加工路径和激光加工参数，SLM打印设备以NiTi合金粉末为打印材料，在基板达到预热温度后按程序进行NiTi合金粉末的铺粉和扫描熔化，铺粉和扫描熔化交替进行，直至得到3D打印助听器壳体，对3D打印助听器壳体进行机械加工和/或后处理后，在3D打印助听器壳体上安装电子器件。
[0014]上述制造方法，在逐层铺粉和扫描熔化过程中，所铺设的NiTi合金粉末成分不变化，在变形区域和非变形区域施加不同的激光加工参数，以使所述变形区域能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，所述非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形。
[0015]上述制造方法，所述激光加工参数包括扫描功率、扫描速度、扫描间距中的至少一种，优选二种以上。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术的3D打印助听器及其制造方法，采用形状记忆合金材料一体打印3D打印助听器壳体，利用3D打印能量控制技术实现快速制造和形变功能分区，获得了力学性能好、材料节约、相变控制精度高的单层薄壁助听器壳体，电子器件可以直接安装在助听器壳体上。
[0018]本专利技术通过将3D打印助听器壳体沿耳道轴方向自下而上设计为第一非变形区域、变形区域和第二非变形区域，结合变形区域的局部双层结构，使全部非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形，最大程度满足了电子器件的无障碍安装，使变形区域能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，提高了助听器与耳道或者颅部的贴合度，增加了佩戴后的舒适感，通过对激光加工参数的设计和验证选择，使用同一种记忆合金材料即可得到差异化功能的一体打印件，并使得力学性能和形变能力达到统一。
附图说明
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在附图中：
[0020]图1和图2为本专利技术实施例1的3D打印助听器结构示意图。
[0021]图中：第一非变形区域1，变形区域2，内壳层21，外壳层22，间隙23，第二非变形区域3。
具体实施方式
[0022]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。
[0023]实施例1
[0024]如图1和图2所示，图1和图2为本专利技术实施例1的3D打印助听器结构示意图，该3D打
印助听器具有根据人体耳道模型或医学影像打印的助听器壳体，该助听器壳体采用NiTi形状记忆合金材料一体打印而成，电子器件(图中未示出)直接安装在该助听器壳体，电子器件是指助听器的麦克风、放大器、接收器、电源等组件，根据需要，这些电子器件直接安装在该助听器壳体内侧和/或外侧。
[0025]在图中可以看到，3D打印助听器壳体沿耳道轴方向自下而上包括相连的第一非变形区域1、变形区域2和第二非变形区域3，这种构造满足了电子器件的无障碍安装，其中，根据本专利技术的方案，所述变形区域2能够在以人体体温为基准的相变温度范围内例如以37℃为基准向上不超过5℃、向下不超过10℃发生自膨胀弹性变形，所述非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形，这里自然环境温度可以根据区域气候环境选择尽量大的范围，例如
±
40℃。电子器件可以直接安装在该助听器壳体的该第一非变形区域1和/或第二非变形区域3。
[0026]进一步参见附图，本实施例的3D打印助听器，所述变形区域2为双层结构，包括内壳层21、外壳层22和二者之间的间隙23，前面说的形变能力依靠该外壳层22来实现，即：所述外壳层22能够在以人体体温为基准的相变温度范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印助听器，具有根据人体耳道模型或医学影像打印的助听器壳体，其特征在于，该助听器壳体采用形状记忆合金材料一体打印而成，电子器件直接安装在该助听器壳体。2.根据权利要求1所述的一种3D打印助听器，其特征在于，电子器件直接安装在该助听器壳体内侧和/或外侧。3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印助听器，其特征在于，所述助听器壳体沿耳道轴方向包括至少一个非变形区域和至少一个与非变形区域直接连接的变形区域(2)，所述变形区域(2)能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，所述非变形区域在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形，电子器件直接安装在该助听器壳体的该非变形区域。4.根据权利要求3所述的一种3D打印助听器，其特征在于，所述助听器壳体沿耳道轴方向自下而上至少包括相连的第一非变形区域(1)、变形区域(2)和第二非变形区域(3)，电子器件直接安装在该助听器壳体的该第一非变形区域(1)和/或第二非变形区域(3)。5.根据权利要求4所述的一种3D打印助听器，其特征在于，所述变形区域(2)为双层结构，包括内壳层(21)、外壳层(22)和二者之间的间隙(23)，所述外壳层(22)能够在以人体体温为基准的相变温度范围内发生自膨胀弹性变形，所述内壳层(21)在人体体温温度和自然环境温度下均不发生自膨胀弹性变形。6.根据权利要求5所述的一种3D打印助听器，其特征在于，所述内壳层(21)的厚度大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，
申请(专利权)人：山东第一医科大学附属省立医院山东省立医院，
类型：发明
国别省市：