個性化舌側正畸矯治器的製造方法
2023-06-13 08:22:06 1
專利名稱：個性化舌側正畸矯治器的製造方法
技術領域：
本發明涉及用於矯正牙齒的正畸矯治器製造技術，特別是一種個
體化舌側正畸矯治器的DLP數碼影像投射技術快速成型製造方法。
背景技術：
為了將不整齊的牙齒排列整齊，臨床應用廣泛採用正畸技術。唇 側多託槽矯治系統經過不斷的改進，其外觀大小己經基本穩定下來。 隨著成人患者的增多，正畸材料和技術的美觀與否已經成為選擇託槽 系統的重要指標。唇側託槽固定矯治系統儘管進行了小型化託槽、陶 瓷或塑料透明質材等方面的改進，但矯治器始終無法真正實現隱形的 效果。舌側矯治器由於託槽和弓絲均粘接在舌側，應該是最理想的美 觀矯治器。但是舌側異物出現對舌體的刺激、對發音的影響以及對具 體操作的苛刻要求影響了該矯治器的推廣應用。經過近三十年的摸索 和改進，舌側矯治器和矯治技術日趨成熟，形成了獨具特色的治療體 系，而對患者日常功能活動的影響也降低到可以容忍和適應的程度。 在我國，由於高收入階層、演員等特定人群的需要，舌側矯治技術也 逐步推廣開來，在各大專院校正畸專科以至個體診所均開始實施該項 技術。
正畸矯治器按其在口腔內固位的方式可分為可摘矯治器和固定 矯治器兩大類。固定矯治器是標準化生產帶有底板並由鋼片連接的通 用產品，對於不同個體的牙齒而言，適合程度比較低。因為不同個體
5牙齒的表面形態存在差異，矯治器底板與牙齒表面的空隙由粘接劑填 補。如果牙齒表面曲率變化較大，則需要的粘接劑較多，造成矯治器 底板遠離牙表面，使患者感到不舒適，容易鬆脫，最終影響矯治效果， 而且臨床操作難度大。可摘矯治器結構簡單，可自行摘戴，有利於口 腔衛生的維護，但對矯治力的控制不夠精確。
發明內容
為了解決上述的技術問題，克服上述現有技術的缺點和不足，本
發明的目的是提供個體化舌側正畸矯治器的DLP數碼影像投射技術 快速成型製造方法，該方法不僅能根據個體差異實現定製化高精度 製造，且利用該方法生產出的正畸矯治器矯正效果穩定、可靠、佩 戴舒適，而且臨床操作十分方便。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
個性化舌側正畸矯治器的製造方法，其特徵在於包括以下步驟
(1) 取兩付以上原始牙模並對其中一付牙模進行排牙；
(2) 將排好的牙模和一付原始牙模轉化成STL模型或者三維
CAD模型並存儲於計算機中；
(3) 將排好的牙模的STL模型或三維CAD模型導入三維CAD 設計軟體中，取弓絲平面，根據牙弓形狀在該平面中繪出弓絲形狀 CAD平面模型，再依據STL模型或三維CAD模型設計個性化託槽 底板，再根據繪出的弓絲形狀和走向設計矯治器翼和槽溝，最終得到 完整的託槽CAD模型；
4) 將所述的託槽CAD模型導入臘型機中，製作出託槽臘型；(5) 將所述的託槽臘型進行精密鑄造，並根據臨床需要，對鑄 造後的託槽做表面處理；
(6) 根據步驟(3)所述的託槽CAD模型在三維CAD軟體中 匹配地放置在步驟(2)所述的原始STL模型或者三維CAD模型上 並導出，得到整體三維CAD模型；
(7) 將步驟(6)得到的整體三維CAD模型用臘型機製作出臘
型；
(8) 對步驟(7)所述的臘型進行壓膜，得到託槽在原始牙模上 的定位託盤；或者將步驟(5)得到的託槽匹配的放置到原始牙模上 進行壓膜，得到託槽在原始牙模上的定位託盤；
(9) 將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型彎制弓絲。 進一步，步驟(1)用硬模材料取牙模並按照正畸治療方案對牙
模進行排牙。
步驟(2)將步驟(1)排好的牙模以及原始牙模用掃描儀進行測 量，轉化成可供計算機識別的STL模型；或者採用束狀CT (CONE BEAM CT)掃描患者的牙齒得到齒係數據，再採用反求工程的方法 建立牙齒的三維CAD模型並存儲於計算機中。
步驟(3)所述三維CAD設計軟體為Pro/ENGINEER。 步驟(6)所述三維CAD設計軟體為Clay Tool。 步驟(4)和步驟(7)所述的臘型機為DLP快速臘型機。 步驟(4)中製作出矯治器臘型的方法為分層製作方法，所述分 層製作的方法是指運用切片軟體將矯治器的三維CAD結構模型進行分層，得到各個分層截面的二維模型，根據所述二維模型通過DLP 快速臘型機得到託槽臘型。
步驟(9)將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型從計算 機中以DXF、 CDR、 PLT格式輸出並用精密打標機雕刻出弓絲實際 形狀大小的圖樣，'按照雕刻圖樣手工彎制弓絲，或採用機械手直接根 據弓絲CAD模型彎制弓絲。
所述分層厚度為15~35pm，並採用層間累計誤差補償方式控制制 造精度。
所述矯治器的託槽底板的厚度為0.3~0.6mm。 所述矯治器的製造材料為金合金、鈦合金、鈷鉻合金、鈀銀合金 或不鏽鋼中的一種牙科金屬。
所述弓絲的製造材料為不鏽鋼、鈦合金或形狀記憶合金中的一種。
本發明的有益效果是個體化舌側正畸矯治器的製造方法可以根 據個體需求實現定製化生產，實現了量身定做的目的，利用該製造方 法所製備的矯治器與牙齒形狀匹配，精度高，託槽總高度薄，佩戴舒 適；採用了計算機精密定位轉移託盤，極大的方便了正畸矯治器臨床 的安裝使用；個性化設計，真正實現了託槽因患者差異而不同，適合 各類牙齒錯頜畸形的矯正，支抗穩定性好，打開咬合快，正畸時間短。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明個性化舌側正畸矯治器的製造方法步驟流程圖；圖2是本發明個體化舌側正畸矯治器的DLP數碼影像投射技術 快速成型製造方法的工藝流程圖3是在牙模三維CAD模型上設計的託槽結構示意圖4是在牙模三維CAD模型上建立的弓絲平面及弓絲大小示意
圖5是託槽三維CAD模型還原到原始牙模三維CAD模型的整 體機構示意圖6是託槽三維CAD模型與弓絲三維CAD模型匹配結構示意圖。
具體實施例方式
參照圖l，個性化舌側正畸矯治器的製造方法，其特徵在於包括 以下步驟
(1) 取兩付以上原始牙模並對其中一付牙模進行排牙；
(2) 將排好的牙模和一付原始牙模轉化成STL模型或者三維 CAD模型並存儲於計算機中；
(3) 將排好的牙模的STL模型或三維CAD模型導入三維CAD 設計軟體中，取弓絲平面，根據牙弓形狀在該平面中繪出弓絲形狀 CAD平面模型，再依據STL模型或三維CAD模型設計個性化託槽 底板，再根據繪出的弓絲形狀和走向設計矯治器翼和槽溝，最終得到 完整的託槽CAD模型；
(4) 將所述的託槽CAD模型導入臘型機中，製作出託槽臘型；
(5) 將所述的託槽臘型進行精密鑄造，並根據臨床需要，對鑄造後的託槽做表面處理；
(6) 根據步驟(3)所述的託槽CAD模型在三維CAD軟體中 匹配地放置在步驟(2)所述的原始STL模型或者三維CAD模型上 並導出，得到整體三維CAD模型；
(7) 將步驟(6)得到的整體三維CAD模型用臘型機製作出臘
型；
(8) 對步驟(7)所述的臘型進行壓膜，得到託槽在原始牙模上 的定位託盤；或者將步驟(5)得到的託槽匹配的放置到原始牙模上 進行壓膜，得到託槽在原始牙模上的定位託盤；
(9) 將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型彎制弓絲。 進一步，步驟(1)用硬模材料取牙模並按照正畸治療方案對牙
模進行排牙。
進一步，步驟(2)將步驟(1)排好的牙模以及原始牙模用掃描 儀進行測量，轉化成可供計算機識別的STL模型；或者採用束狀CT (CONE BEAM CT)掃描患者的牙齒得到齒係數據，再採用反求工 程的方法建立牙齒的三維CAD模型並存儲於計算機中。
作為優選的實施方式，步驟(3)所述三維CAD設計軟體為 Pro/ENGINEER。所述步驟(3)根據牙齒三維CAD模型確定弓絲平 面，並按照牙齒內側個體特徵確定弓絲走向並建立二維CAD模型； 再根據牙齒內側表面個體曲面特徵確定託槽底面放置位置，並通過三 維CAD軟體建立與之匹配的個性化底面，最後依據託槽底面和弓絲 大小及其走向確定託槽翼及槽溝的方向和大小，從而建立託槽的三維CAD模型。
所述託槽底板的厚度為0.3~0.6mm之間，並因選用材料的不同可 選擇不同的厚度，為實現較好的矯正效果，每個託槽的槽溝位置及形 狀可根據具體要求確定。
作為優選的實施方式，步驟(4)和步驟(7)所述的臘型機為 DLP快速臘型機。
步驟(4)將所述託槽三維CAD結構模型導入到快速臘型機中， 採用分層製造的方法製造出臘型託槽實體，所述分層厚度為 15~35pm，並採用層間累計誤差補償方式控制製造精度。所述分層制 造的方法是指運用切片軟體將託槽的三維CAD結構模型進行分層， 得到各個分層截面的二維模型，根據所述二維模型通過快速臘型機成 型為臘材料的託槽。
作為優選的實施方式，步驟(5)將託槽臘型進行精密鑄造，並 根據臨床需要，對鑄造後的託槽做表面處理。表面處理包括拋光，電 解以及檢測槽溝精密度。
作為優選的實施方式，步驟(6)將託槽三維CAD模型在Clay Tool 軟體中匹配地放置在步驟(2)所述的原始牙模STL模型上並整體導 出，得到整體三維CAD模型。其中格式為STL格式，STL格式能為 快速臘型機所識別。
作為優選的實施方式，步驟(7)用步驟(4)中同樣的方法製造 出託槽與原始牙模整體臘型。
作為優選的實施方式，步驟(9)將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型從計算機中以DXF、 CDR、 PLT格式輸出，輸入精密
打標機中雕刻出弓絲實際形狀大小的圖樣，按照雕刻圖樣手工彎制弓 絲，或採用機械手直接根據弓絲CAD模型彎制弓絲。
所述矯治器的製造材料為金合金、鈦合金、鈷鉻合金、鈀銀合金 或不鏽鋼中的一種牙科金屬。
所述弓絲的製造材料為不鏽鋼、鈦合金或形狀記憶合金中的一種。
參照圖2，作為優選的實施方式，圖2把上述製造方法步驟轉換 為具體的工藝流程圖，更進一步把上述方法流程具體化為可以在工業 上實施的步驟流程，便於實施。
參照圖3，圖3是步驟(3)中導入三維CAD設計軟體 Pro/ENGINEER中的牙模託槽結構示意圖，通過計算機輔助設計軟體 來完成，自動化程度高，而且精度高。
參照圖4，圖4是在牙模三維CAD模型上建立的弓絲平面及弓 絲大小示意圖，這是製造方法過程中生成的中間示意圖文件。
參照圖5,圖5是步驟(6)託槽三維CAD模型還原到原始牙模 三維CAD模型的整體機構示意圖，採用的三維CAD設計軟體Clay Tool,通過這種計算機輔助設計軟體使製造過程自動化程度高，並且 快速、準確和精度高。
圖6是託槽三維CAD模型與弓絲三維CAD模型匹配結構示意圖。 以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提 下還可作出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在 本申請權利要求所限定的範圍內。
權利要求
1、個性化舌側正畸矯治器的製造方法，其特徵在於包括以下步驟(1)取兩付以上原始牙模並對其中一付牙模進行排牙；(2)將排好的牙模和一付原始牙模轉化成STL模型或者三維CAD模型並存儲於計算機中；(3)將排好的牙模的STL模型或三維CAD模型導入三維CAD設計軟體中，取弓絲平面，根據牙弓形狀在該平面中繪出弓絲形狀CAD平面模型，再依據STL模型或三維CAD模型設計個性化託槽底板，再根據繪出的弓絲形狀和走向設計矯治器翼和槽溝，最終得到完整的託槽CAD模型；(4)將所述的託槽CAD模型導入臘型機中，製作出託槽臘型；(5)將所述的託槽臘型進行精密鑄造，並根據臨床需要，對鑄造後的託槽做表面處理；(6)根據步驟(3)所述的託槽CAD模型在三維CAD軟體中匹配地放置在步驟(2)所述的原始STL模型或者三維CAD模型上並導出，得到整體三維CAD模型；(7)將步驟(6)得到的整體三維CAD模型用臘型機製作出臘型；(8)對步驟(7)所述的臘型進行壓膜，得到託槽在原始牙模上的定位託盤；或者將步驟(5)得到的託槽匹配的放置到原始牙模上進行壓膜，得到託槽在原始牙模上的定位託盤；(9)將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型彎制弓絲。
2、 根據權利要求1所述的個性化舌側正畸矯治器的製造方法，其特徵在於步驟(2)將步驟(1)排好的牙模以及原始牙模用掃描儀進行測量，轉化成可供計算機識別的STL模型;或者採用束狀CT(CONE BEAM CT)掃描患者的牙齒得到齒係數據，再採用反求工程的方法 建立牙齒的三維CAD模型並存儲於計算機中。.
3、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於步驟(3)所述三維CAD設計軟體為Pro/ENGINEER，步驟(6)所述三維CAD設計軟體為Clay Tool。
4、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於步驟(4)和步驟(7)所述的臘型機為DLP快速臘型機。
5、 根據權利要求4所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於步驟(4)中製作出矯治器臘型的方法為分層製作方法，所 述分層製作的方法是指運用切片軟體將矯治器的三維CAD結構模型 進行分層，得到各個分層截面的二維模型，根據所述二維模型通過 DLP快速臘型機得到託槽臘型。
6、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於步驟(9)將步驟(3)中所繪的弓絲形狀CAD平面模型從 計算機中以DXF、 CDR、 PLT格式輸出並用精密打標機雕刻出弓絲 實際形狀大小的圖樣，按照雕刻圖樣手工彎制弓絲，或採用機械手 直接根據弓絲CAD模型彎制弓絲。
7、 根據權利要求5所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於所述分層厚度為15 35pm,並採用層間累計誤差補償方式控制製造精度。
8、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於所述矯治器的託槽底板的厚度為0.3~0.6mm。
9、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特 徵在於所述矯治器的製造材料為金合金、鈦合金、鈷鉻合金、鈀銀 合金或不鏽鋼中的一種牙科金屬。
10、 根據權利要求1所述的個體化舌側正畸矯治器的製造方法，其特徵在於所述弓絲的製造材料為不鏽鋼、鈦合金或形狀記憶合金中的一種。
全文摘要
本發明公開了個體化舌側正畸矯正器的製造方法，步驟為取牙模，對牙模進行人工排牙；建立三維CAD模型；繪出弓絲平面以及弓絲，並設計單個的託槽CAD結構模型；將模型導入快速臘型機中得到矯治器臘型；對臘型進行鑄造，必要的表面處理後得到託槽；再將單個的託槽CAD結構模型匹配的放置在原始牙模CAD模型上得到整體的CAD模型；導入快速臘型機製造出臘型；對臘型進行壓膜，得到定位轉移託盤；按照圖形彎制弓絲。本發明方法可根據個體需求實現個體化生產，所製備的矯治器與牙齒形狀匹配，精度高，矯治器持久不變形，適合患者長期佩戴，厚度薄，支抗穩定性好，方便臨床操作。本發明方法廣泛應用於正畸矯治器的生產過程。
文檔編號A61C7/12GK101647729SQ200910192280
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者孔衛東, 楊永強, 巍 林, 王紅衛, 黃偉紅 申請人:廣州瑞通雷射科技有限公司