專利名稱：牙科用剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牙科用光纖照明器件，具體說是一種牙科用剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒。
背景技術(shù)：
牙科治療用照明通常為長距離(彡600cm)、寬亮場(16-18cmX6-8cm)的鹵素冷光照明，因光源在口腔外部且光線發(fā)散不集中，故在對牙齒實施精細(xì)治療時，很難消除因治療器械投影而造成工作區(qū)存有的陰影，從而影響治療效果和治療質(zhì)量。為此，在上世紀(jì)90年代，美國MDT公司首先研發(fā)光纖牙科治療儀，將光纖照明系統(tǒng)應(yīng)用于牙科治療儀上，可以直接將光送至口腔內(nèi)部并傳至工作區(qū)的工作點，使操作視野更加清晰光亮，實現(xiàn)了照明與操作的真正同步，大大提高了治療效率及質(zhì)量。該項技術(shù)得到大力推廣和應(yīng)用，我國于本世紀(jì)初開始引進(jìn)此項技術(shù)，由于設(shè)計和加工難度較大，在最初幾年未得到推廣，但最近幾年有開始盛行趨勢。
在光纖牙科治療儀(光纖牙鉆手機、光纖潔牙機等)中，根據(jù)專利號CN 201510366U、US 6561801B1中所述的光纖照明系統(tǒng)的核心部件為光纖束，其制造方法及結(jié)構(gòu)形式有2種①用若干根光纖單絲集束，兩頭采用環(huán)氧膠固，再經(jīng)研磨拋光而成；②用硬性樹脂整體膠固光纖，用熱縮樹脂定型光纖束外形，兩端再經(jīng)研磨拋光而成。以上兩種光纖束的應(yīng)用，雖然達(dá)到了照明的主要目的，但由于自身特點，使用時仍有如下缺陷①由于光纖牙科治療儀(光纖牙鉆手機、光纖潔牙機等)內(nèi)部有復(fù)雜的工作氣管道、霧化氣管道、 冷卻水管道及通電線路等，光纖束裝配需面對復(fù)雜的空間腔體，因光纖單絲直徑細(xì)(直徑 < 50um)，柔軟易折斷，故裝配難度大。②因光纖束兩端采用環(huán)氧浸膠，其端面微觀上存有空隙，治療時，由于毛細(xì)現(xiàn)象，血水會進(jìn)入光纖束，長時間使用后，血水中血紅素會影響照明效果，使影像失真，另光纖束端面微孔中的血水易造成交叉感染。③光纖束由于光纖間隙和膠縫等原因，光纖斂集率不大，光傳輸效率不高。④光纖束出光部彎曲角度大110° )，“頸伸”短l_2mm)，光纖束制作及拋磨難度大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有牙科治療用光纖束的不足，提供一種牙科剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，具有適應(yīng)復(fù)雜有效空間裝配，方便操作，不易折斷，端面致密無孔可抵制血水浸入，且光傳輸效率高等特點。
本發(fā)明所述剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒的棒體由圓棒區(qū)棒體和形變區(qū)棒體組成，形變區(qū)棒體至少經(jīng)過一次折彎。
上述棒體由光纖皮管以及穿在光纖皮管內(nèi)的光纖芯棒經(jīng)高溫拉制成棒后再經(jīng)高溫模壓融合形成，或由光纖皮管以及穿在光纖皮管內(nèi)的若干根光纖單絲經(jīng)高溫拉制成棒后再經(jīng)高溫模壓融合而成，也可以采用單一的折射率> 1的高透玻璃棒或有機玻璃棒直接構(gòu)成。
上述形變區(qū)棒體的截面呈月牙形、橢圓形、方形、長方形、直角或圓形，也可為其它幾何形狀，當(dāng)形變區(qū)棒體有一次以上的折彎時，位于不同折彎面的相鄰的棒體采用不同的截面形狀，從面構(gòu)成多種異形的組合棒體。
形變區(qū)棒體之所以采用上述異形形狀以及一次以上的折彎是為了滿足牙科治療儀內(nèi)部復(fù)雜，狹小的空間裝配的需要。
為滿足光纖牙科治療儀(光纖牙鉆手機、光纖潔牙機等)內(nèi)部狹小空間的裝配需要，本發(fā)明的圓棒區(qū)棒體的直徑一般應(yīng)< 3mm。
當(dāng)棒體由光纖皮管及位于其內(nèi)的若干根(即一根以上的)光纖單絲組成時，單根光纖單絲的直徑彡70um。
本發(fā)明所述的棒體采用如下現(xiàn)有常規(guī)工藝制備將光纖芯棒或多根光纖單絲和光纖皮管經(jīng)高溫拉制成棒再經(jīng)高溫模壓融合后，整個棒體因單絲與單絲、單絲與皮管或芯棒與皮管間高溫融合成一整體，棒體內(nèi)無孔洞和縫隙，從而形成致密無微孔結(jié)構(gòu)。
在高溫拉制成棒過程中，拉棒爐的溫度范圍控制在600°C 900°C之間，至于送棒速度和牽引速度，本領(lǐng)域技術(shù)人員則可根據(jù)所選的皮管直徑和所拉的光棒直徑來進(jìn)行相應(yīng)的選擇。
高溫模壓融合過程實質(zhì)為恒溫模壓過程，也是一種常規(guī)技術(shù)，具體是在550-800°C 的溫度下使棒體在模具的型腔內(nèi)發(fā)生型變。
上述微結(jié)構(gòu)特征在實際應(yīng)用中的作用有3點①棒體直徑細(xì)可適合狹小的空間裝配；②光纖單絲直徑細(xì)，可使微細(xì)的棒體所含光纖數(shù)量增多，傳輸能量增大，最關(guān)鍵的是在形變區(qū)中光纖相對變形量減小，不至于破壞光纖單絲的光傳導(dǎo)功能；③致密無微孔的光纖排列一方面可使使光纖的斂集率高，光傳輸效率高，另一方面可防止血水或消毒液的毛細(xì)進(jìn)入，避免交叉感染。
上述光纖芯棒或光纖單絲的材料質(zhì)是多組分玻璃光纖、石英光纖或塑料光纖。
本發(fā)明的光纖棒皮管可以是磨砂或高光亮，顏色可以是白色、透明、棕色或紫黑色或其他顏色。
由于只要滿足光纖芯料折射率>芯料折射率，即可實現(xiàn)光纖的全反射，因空氣折射率為1，故只要芯棒折射率> 1，即可建立光纖模型實現(xiàn)全反射，達(dá)到傳光的目的，故本發(fā)明的光纖棒也可是單一透明的光纖芯棒或其他折射率>1玻璃材料或有機玻璃材料，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯等，所制得的成品同樣具有異型微結(jié)構(gòu)特征和光傳輸效率高的效果。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點質(zhì)地致密、結(jié)構(gòu)小巧、光傳輸率高，可適合光纖牙科治療儀(光纖牙鉆手機、光纖潔牙機等)中微型腔體的安裝，不易折斷，方便操作，端面致密無孔可抵制血水浸入，且光傳輸效率高等特點。


圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例1棒體的圓棒區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例2棒體的圓棒區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例3棒體的圓棒區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明形變區(qū)棒體為月牙形時的截面或端面示意圖。
圖8是本發(fā)明形變區(qū)棒體為橢圓形時的截面或端面示意圖。
圖9是本發(fā)明形變區(qū)棒體為方形(長方形)時的截面或端面示意圖。
圖10是本發(fā)明形變區(qū)棒體為直角時的截面或端面示意圖。
圖11是本發(fā)明形變區(qū)棒體為圓形時的截面或端面示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
實施例1 參見圖1和圖2，實施例1的棒體由直徑為20mm的玻璃芯棒1外穿透明玻璃皮管2后， 經(jīng)高溫拉制成棒、再經(jīng)高溫模壓融合而制成，圓棒區(qū)棒體4的直徑為2. 5mm。形變區(qū)棒體5 有4次折彎，自形變區(qū)左端起，第一段形變區(qū)棒體A的截面為月牙形(參見圖7)，第二段形變區(qū)棒體B的截面仍為月牙形(參見圖7)，第三段形變區(qū)棒體C的截面為橢圓形(參見圖8)， 第四段形變區(qū)棒體D的截面是由橢圓向圓的轉(zhuǎn)變。圓棒區(qū)棒體的截面為圓形(參見圖2)在高溫拉制成棒過程中，拉棒爐的溫度范圍控制在700°C 750°C之間，送棒速度為 2-4mm/min和牽引速度30mm/min，高溫模壓融合過程的溫度為550_600°C。
本實施例皮管2外表為磨砂。
實施例2 參見圖3和圖4，本實施例是用約1700根直徑為380-450um的玻璃光纖原絲外穿透明玻璃皮管2后，經(jīng)高溫拉制成棒、再經(jīng)高溫模壓融合而制成，圓棒區(qū)棒體的直徑為2. 5mm，光纖單絲3直徑為55um的剛性玻璃光纖棒。形變區(qū)棒體5有2次折彎，自形變區(qū)左端起，第一段形變區(qū)棒體E的截面為橢圓形棒體(參見圖8)，第二段形變區(qū)棒體F的截面為長方形(參見圖9)，第三段形變區(qū)棒體G的截面為長方形到圓的轉(zhuǎn)變。圓棒區(qū)棒體的截面為圓形(參見圖4)。
在高溫拉制成棒過程中，拉棒爐的溫度范圍控制在700°C 750°C之間，送棒速度為2-4mm/min和牽引速度30mm/min，高溫模壓融合過程的溫度為550_600°C。
本實施例皮管外表為磨砂，皮管顏色為透明狀，光纖為多組分玻璃光纖。
實施例3參見圖5和圖6，是用有機玻璃11在模腔內(nèi)聚合而成直徑為2. 5mm的剛性微結(jié)構(gòu)光纖棒，形變區(qū)棒體5有4次折彎，自形變開始起，第一段形變區(qū)棒體H的截面為直角形棒體(參見圖10)，第二段形變區(qū)棒體I和第三段形變區(qū)棒體J的截面仍為直角形(參見圖10)，第四段形變區(qū)棒體K的截面為直角形到圓11的轉(zhuǎn)變。圓棒區(qū)棒體的截面為圓形(參見圖4)。實施例3外表為光滑透明狀，選用有機材料為丙烯酸酯。
權(quán)利要求
1.一種剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于棒體由圓棒區(qū)棒體和形變區(qū)棒體組成，形變區(qū)棒體至少經(jīng)過一次折彎。
2.如權(quán)利要求1所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于棒體由光纖皮管以及穿在光纖皮管內(nèi)的光纖芯棒經(jīng)高溫拉制成棒后再經(jīng)高溫模壓融合形成。
3.如權(quán)利要求1所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于棒體由光纖皮管以及穿在光纖皮管內(nèi)的若干根光纖單絲經(jīng)高溫拉制成棒后再經(jīng)高溫模壓融合而成。
4.如權(quán)利要求1所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于棒體為單一的折射率>1 的高透玻璃棒或有機玻璃棒。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于圓棒區(qū)棒體和形變區(qū)棒體不在同一個平面上，兩者之間形成夾角。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于形變區(qū)棒體的截面呈月牙形、橢圓形、方形、長方形、直角或圓形，或其它幾何形狀。
7.如權(quán)利要求6所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于形變區(qū)棒體有一次以上的折彎時，位于不同折彎面的相鄰的棒體采用不同的截面形狀，從面構(gòu)成多種異形的組合棒體。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于棒體圓棒區(qū)的直徑彡3mm。
9.如權(quán)利要求3所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于單根光纖單絲的直徑 ^ 70umo
10.如權(quán)利要求2或3所述的剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，其特征在于光纖皮管外表磨砂或高光亮，高光亮的顏色可白色、透明、棕色、紫黑色或其他顏色。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種牙科用剛性異型微結(jié)構(gòu)光纖棒，棒體由圓棒區(qū)棒體和形變區(qū)棒體組成，形變區(qū)棒體至少經(jīng)過一次折彎。形變區(qū)的棒體的截面或端面可為月牙形、橢圓形、方形或長方形、直角、圓形等，也可是多種異形的組合體。本發(fā)明克服了現(xiàn)有牙科治療用光纖束的不足，具有適應(yīng)復(fù)雜有效空間裝配，方便操作，不易折斷，端面致密無孔，且光傳輸效率高等特點。
文檔編號A61C19/06GK102488565SQ201110368830
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者張振遠(yuǎn), 朱云青, 潘維超, 趙錦琳, 黃曉云, 龔峰云 申請人:南京春輝科技實業(yè)有限公司