一种基于数控加工的隐形矫治器的制造方法 |
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| 申请号 | CN201510897464.1 | 申请日 | 2015-12-07 | 公开(公告)号 | CN105361963A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 肖然; 肖建中; | 发明人 | 肖然; 肖建中; 方瑞; 罗敏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于数控加工的隐形矫治器的制造方法，包括首先构建原始三维牙颌数据，其次构建矫治过程中总共5个～80个阶段的牙颌三维模型，然后以环 氧 树脂 块 为原料，利用数控加工的方法将牙颌三维模型分别加工为实体 牙颌模型 ，最后利用该实体牙颌模型压制出隐形矫治器，剪切、 抛光 打磨后交付患者使用，通过本发明，制造得到的隐形矫治器 精度 达到0.005mm，从而提高了矫治效果，并且不需要用到昂贵的光 固化 树脂，原料可反复回收使用，节省了生产成本，具有广阔的应用前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于数控加工的隐形矫治器的制造方法，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种基于数控加工的隐形矫治器的制造方法技术领域背景技术[0002] 无托槽隐形矫治器最先由美国AlignTech公司于1998年推出，之后由国内首都医科大学和北京时代天使公司引入国内市场，并自2006年开始在国内推广使用。与传统的固定托槽矫治技术既固定矫治或者牙箍相比，无托槽隐形矫治器更加安全，舒适，不会因为固定托槽而划破口腔组织。同时无托槽隐形矫治器在患者佩戴后不会影响口腔美观。患者可以自行取带，佩戴方便，椅旁操作时间短，并且无需频繁复诊，故隐形矫治器收到越来越多的患者以及正畸医生的欢迎。 [0003] 目前的隐形矫治器的制作方法是先取得患者牙颌数据模型，通过软件模拟生成分步矫治数据模型，再用过3D打印以及快速成型技术得到相应实体牙颌模型，最后用过真空热压的方法将正畸膜片压制为隐形矫治器，最后经过切割打磨后交付给病人使用。而在3D打印制造中，精度最高的材料为光固化树脂，不仅价格昂贵，提高了隐形矫治器的制造成本，而且其精度仍仅能达到0.01mm。 发明内容[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种隐形矫治器的制造方法，包括以下步骤： [0006] S1.通过患者的原始牙颌数据，构建患者的原始三维牙颌数据； [0007] S2.通过矫治目标以及所述原始三维牙颌数据，构建矫治过程中总共5个～80个阶段的牙颌三维模型； [0008] S3.将所述步骤(2)中的牙颌三维模型分别加工为实体牙颌模型，具体方法为： [0010] S32.设置走刀速度为1mm/s～3mm/s，进刀深度为0.01mm～3mm，将所述环氧树脂块利用数控加工方法切割成为实体牙颌模型； [0011] S33.将所述实体牙颌模型抛光以及打磨直至表面粗糙度≤0.1； [0012] S34.重复步骤S31-S33，直至制备出所有阶段的实体牙颌模型； [0013] S4.在所述步骤S3.中的实体牙颌模型表面，将正畸膜片压制为隐形矫治器； [0014] S5.将所述隐形矫治器剪切、抛光以及打磨。 [0015] 优选地，在所述步骤S2.中，相邻阶段的所述牙颌数据模型中，待矫治牙齿的最大位移量为0.25mm，在保证矫治效果的同时，不致于由于位移过大而导致牙齿松动。 [0018] 优选地，在所述步骤S5.中，抛光以及打磨直至所述矫治器的表面粗糙度≤0.1，从而保证患者佩戴舒适。 [0019] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于利用数控加工方法获得实体牙颌模型，能够取得下列有益效果： [0021] 2、环氧树脂块能耐受120MPa～140MPa的高压以及高达200℃的高温，其不仅易于加工为实体牙颌模型的原料，还可以防止在后续的压制过程中材料变形导致制备获得的隐形矫治器的精度降低； [0022] 3、环氧树脂材料为可循环再生材料，利用实体牙颌模型压制出矫治器后，原本的实体牙颌模型以及加工切割下的余料，可以融为环氧树脂块重新投入生产制造，从而进一步节省了成本； [0024] 图1是本发明隐形矫治器的制造方法流程图； [0025] 图2是隐形矫治器示意图。 具体实施方式[0026] 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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 [0027] 本发明提供了一种隐形矫治器的制造方法，包括以下步骤： [0028] S1.构建原始三维牙颌数据 [0029] 用口内三维扫描仪获得患者的原始牙颌数据，或者预先取得患者的牙颌石膏原型，再通过三维扫描技术获得患者的原始牙颌数据；在该牙颌数据原型基础上通过CAD等三维设计软件，构建患者的原始三维牙颌数据模型； [0030] S2.构建牙颌三维模型 [0031] 通过患者的矫治目标以及原始三维牙颌数据模型，牙医进行矫治方案的设计，然后根据矫治过程中5个～80个阶段(具体矫治阶段的数量根据患者的具体情况以及医师针对患者制定的矫治方案而定)的矫治目标，利用三维设计软件创建出对应的牙颌三维模型，其中每次待矫治牙齿每步矫治的最大位移量为0.25mm，以保证牙齿在矫治的同时不至于牙床松动，而由于不同牙齿的矫治量不同，每阶段不同牙齿的位移量皆不同，但都不会超过0.25mm；在实际治疗过程中，可以根据患者复诊的情况，对下一阶段的牙颌三维模型的细节进行调整，例如，如果患者出现牙周状况，则可在牙颌三维模型中减少待矫治牙齿的最大位移量； [0032] S3.数控加工制造实体牙颌模型 [0033] 将所述步骤(2)中的牙颌三维模型分别加工为实体牙颌模型，具体方法为： [0034] S31.根据牙颌三维模型的大小和形状，选取长度和宽度为80mm～100mm，高度为45mm～55mm的环氧树脂块作为原料；环氧树脂不仅成本低廉，其抗压程度为120MPa～140MPa，其硬度不仅适于数控加工，对刀具的磨损小，且不至于在后续的压制过程中材料变形导致制备获得的隐形矫治器的精度降低；环氧树脂块的材料优选为缩水甘油酯型环氧树脂； [0035] S32.根据环氧树脂块的物理性能，设置走刀速度为1mm/s～3mm/s，进刀深度为0.01mm～3mm，使其在被加工时能保持其形状，同时也不会发生因为过大的加工应力带来的不必要形变或者是破裂，将所述环氧树脂块利用数控加工方法切割成为75g～150g的实体牙颌模型； [0036] S33.将所述实体牙颌模型抛光以及打磨直至表面粗糙度≤0.1； [0037] S34.重复步骤S31-S33，直至制备出所有阶段的实体牙颌模型； [0038] S4.压制隐形矫治器 [0039] 在所述步骤S3.中的实体牙颌模型表面，将正畸膜片压制为隐形矫治器； [0040] S5.剪切、抛光打磨 [0041] 将所述隐形矫治器按照沿龈圆向齿冠偏离1mm～2mm切割，最后抛光以及打磨直至所述矫治器的表面粗糙度≤0.1，即完成整个制造过程。 [0042] 实施例1无托槽隐形矫治器的制造 [0044] 2.根据牙颌阴模制作患者石膏牙颌原型。 [0045] 3.通过激光三维扫描仪对患者石膏牙颌原型进行扫描，获得患者口腔数据，根据该口腔数据建立患者口腔的三维模型，三维模型中包括牙齿和牙龈数据。 [0046] 4.由牙医根据三维牙颌模型设计矫治方案，将待矫治的牙齿调整至目标矫治位置，得到最终移动牙颌模型。 [0047] 5.根据最终移动牙颌模型上待矫治牙的运动路径，运用CAD模拟软件生成一系列各个阶段矫治牙颌模型，其中每次待矫治牙齿每步矫治的最大位移量为0.25mm。 [0048] 6.利用CAD辅助设计软件生成加工轨迹，用数控加工技术，按照各个矫治牙颌三维模型的设计，将尺寸为90mm×90mm×50mm的甘油酯类环氧树脂块加工成实体牙颌模型； [0049] 加工过程中使用的是直径为1mm～3mm的硬质合金铣刀，并根据实体牙颌模型，设置走刀速度为2mm/s，进刀深度为0.01mm～1mm，并控制加工误差≤0.005mm。加工时无需加热，先选择X轴、Y轴或者Z轴其中一个方向上两面的投影进行加工，再转到其它方向，从而依次加工出六面投影的所有内容。每一阶段的实体牙颌模型制造完成后，都需要重新打磨以及校准铣刀，以确保加工精度。加工中心功率为1000W～2000W，根据其模型精度以及模型表面光洁度决定，光洁度高则需要增加中心功率以提高铣刀转速，同时降低走刀速度和进刀量。 [0050] 7.对实体牙颌模型清洗，用羊毛抛光轮对模型进行打磨和抛光，直至表面光洁无毛刺，同时将加工剩下的环氧树脂块余料回收备以后利用； [0051] 9.用真空热压的方式将膜片覆盖在实体牙颌模型上。 [0052] 10.将覆盖有膜片的实体牙颌模型按照三维牙颌模型的切割线沿龈圆向齿冠偏离2mm进行切割，切割完成后，膜片脱模经过打磨抛光至表面粗糙度≤0.1后形成矫治器。 |
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