[发明专利]冲击吸收结构体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击吸收结构体及其制造方法，更详细而言，涉及一种用于以人造关节、接骨板为代表的医用植入体、以汽车、航空器及船舶为代表的移动体等的冲击吸收结构体及其制造方法。

背景技术

日本特开2005-329179号公报(专利文献1)及日本特开平6-90971号公报(专利文献2)公开了金属植入体。这些文献所公开的金属植入体由以钛合金为代表的金属构成。

植入体被植入生物体内，在生物体内长期利用。因此，植入体要求具有与骨骼类似的力学特性。具体而言，植入体要求具有冲击吸收性。而且，植入体要求具有与骨骼近似的低杨氏模量与轻量性。

但是，专利文献1所公开的金属植入体由实心(Solid)的金属材料构成。因此，金属植入体的杨氏模量远远大于骨骼的杨氏模量。例如，相对于作为生物体用金属的Ti-6Al-4V合金的实心材料的杨氏模量为110GPa左右，骨骼(皮质骨(cortical bone))的杨氏模量为10GPa～30GPa左右。而且，实心材料的屈服应力较高，难以塑性变形。假设即使塑性变形，实心材料也会加工固化。因此，实心材料的冲击吸收性较低。

另一方面，专利文献2所公开的金属植入体在内部具有空心。因此，与实心的金属植入体相比，能够降低杨氏模量。但是，即使是具有空心部的金属植入体，冲击吸收性也较低。

因而，要求有具有比以往的植入体优异的冲击吸收性的新的植入体。

对于优异的冲击吸收性的要求并不限于植入体。例如，对于用于以汽车、航空器、船舶、铁路等为代表的移动体的结构体，也要求具有优异的冲击吸收性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的冲击吸收性的冲击吸收结构体。

本发明的其他目的在于提供一种具有优异的冲击吸收性、低杨氏模量、轻量性的冲击吸收结构体。

本发明的冲击吸收结构体具有凝固构件与烧结构件。凝固构件是通过熔化多个无机粉末颗粒而形成的。烧结构件是通过烧结多个无机粉末颗粒而形成的，该烧结构件与凝固构件相结合。在此，烧结构件可以通过烧结与凝固构件相结合，也可以是烧结构件或凝固构件的一部分熔化而使烧结构件与凝固构件相结合。

本发明的冲击吸收结构体是凝固构件与烧结构件的复合结构体，因此具有优异的冲击吸收性。

优选烧结构件包括多个颈部与间隙。多个颈部形成在多个无机粉末颗粒之间。间隙形成在多个无机粉末颗粒之间。

由于形成有颈部及间隙，本发明的冲击吸收结构体的应力-应变曲线具有平稳区域。因此，本发明的冲击吸收结构体具有优异的冲击吸收性。而且，烧结构件具有间隙，与实心材料相比密度较低。因此，与实心材料相比，具有轻量性及低杨氏模量。

优选凝固构件具有凝固壳体。烧结构件容纳在凝固壳体内，与凝固壳体相结合。

在该情况下，与实心材料相比，本发明的冲击吸收结构体重量轻且杨氏模量低，冲击吸收性高。

优选凝固构件还包括凝固壁、多个容纳室。凝固壁形成在凝固壳体内。多个容纳室配置在凝固壳体内，被凝固壁划分而成。冲击吸收结构体还具有多个烧结构件。多个烧结构件容纳在容纳室内，与凝固壳体和/或凝固壁相结合。

在该情况下，冲击吸收性进一步提高。

优选利用层叠造形法依次层叠多个凝固部而形成用于容纳多个无机粉末颗粒的凝固构件，在炉内以小于无机粉末颗粒的熔点的烧结温度对所所形成的凝固构件进行加热而形成烧结构件。

在本发明的冲击吸收结构体中，利用层叠造形法形成凝固构件。因此，本发明的冲击吸收结构体能够自由设定凝固构件的形状，与具有相同组成的实心材料相比，本发明的冲击吸收结构体能够获得轻量性、低杨氏模量及优异的冲击吸收性。另外，由于在利用层叠造形法造形而成的凝固构件内容纳有多个无机粉末颗粒，因此通过烧结处理能够在凝固构件内容易地形成烧结构件。

优选本发明的冲击吸收结构体是利用层叠造形法依次层叠多个冲击吸收层制造而成的。各个冲击吸收层包括：凝固部，其是通过向由多个无机粉末颗粒构成的粉末层照射第1射线束而熔化粉末层的第1区域而形成的；烧结部，其是通过向粉末层照射具有比第1射线束的注量(fluence)低的注量的第2射线束而对粉末层的与第1区域不同的第2区域进行烧结而形成的。

在该情况下，利用层叠造形法能够形成凝固构件，而且也能够形成烧结构件。因此，可以不对利用层叠造形法形成的凝固构件进行烧结处理。