CN104200729A - 一种牙颌模型及其设计加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种牙颌模型，包括牙冠和牙龈基座，所述牙冠内部在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座近颌侧开口。本发明还公开了一种牙颌模型的设计加工方法，依次包括如下步骤：1）导入数字化模型；2）衰减模型曲面；3）修复模型坏边；4）镂空模型；5）3D打印成型。本发明可以减少树脂原材料的消耗量，降低了牙颌模型的重量，提高打印成型的加工效率，节省生产成本和输送成本。

Description

一种牙颌模型及其设计加工方法

技术领域

本发明涉及齿科技术领域，更确切地说，涉及一种牙颌模型及其设计加工方法。

背景技术

近年来，口腔正畸隐形矫治技术在我国逐步发展并走向成熟。随着美国、中国等一些国家的正畸医师与计算机软件工程师跨学科协作，采用CAD/CAM技术，运用先进的制作方法，制作一种个性化的高分子塑料矫治器。该矫治器能产生一定大小的矫正力而使牙齿逐步缓慢移动，从而克服了传统正畸方法的缺点。该方法是通过3D打印成型机打印出矫治过程中的牙颌模型，再使用正压压膜机在所述牙颌模型上压制加工出隐形矫治器。然而，在现有技术中，通过3D打印成型机获得的压制隐形矫治器的光敏树脂牙颌模型均为实心模型。根据3D打印为逐层叠加、堆积成型的原理，所述实心模型通过打印成型的时间较长，影响了加工效率；其消耗的光敏树脂原料也多，一定程度上造成了原材料的浪费，生产成本高；其质量相对空心模型更重，在模型批量转运时花费更多。

发明内容

本发明克服了现有技术中存在的不足，提供一种牙颌模型及其设计加工方法，既大大减少了树脂原材料的消耗量，又提高了打印成型加工效率，从而节省了生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种牙颌模型，包括牙冠和牙龈基座，所述牙冠内部在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座近颌侧开口。

所述牙冠空腔与所述牙龈基座空腔为连通空腔。

所述牙冠空腔与所述牙龈基座空腔内以填充剂填充。

所述填充剂为硬质石膏。

所述厚壁壁厚1.5mm～3.0mm。

所述牙龈基座空腔结构开口侧设有连接件。

所述连接件与牙颌模型为一体结构。

一种牙颌模型的设计加工方法，包括如下步骤：

1）导入数字化模型：将待设计的牙颌模型三维数据“导入”逆向工程软件；

2）衰减模型曲面：通过逆向工程软件工具“缩减三角面片”操作；

3）修复模型坏边：通过逆向工程软件工具“修复向导”操作；

4）镂空模型：通过逆向工程软件工具“部分空洞”操作，设置壁厚为1.5mm～3.0mm，即可生成内部空心的牙颌模型；

5）3D打印成型：将上述步骤4）获得的三维数字牙颌模型导入3D打印成型设备终端，启动打印，获得牙颌模型。

与现有技术相比，本发明一种牙颌模型及其设计加工方法的有益效果体现在以下方面：首先，本发明改变了通过3D打印成型机获得的光敏树脂牙颌模型均为实心模型的特点，节省了大量光敏树脂原料，降低了生产成本；其次，由于空腔结构的设计而缩小了打印加工的面积，缩短了打印成型的时间，提高了加工效率；第三，由于采用空腔结构，本发明牙颌模型的重量大大减少，有利于节省输送成本。

附图说明

图1为本发明一种实施方式结构示意图。

图2为本发明另一种实施方式空腔结构示意图。

图3为本发明一种实施方式半剖结构示意图。

图4为本发明正视结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，请参阅图1～图4。

在牙颌畸形正畸矫治领域，隐形矫治器压膜成型工艺所用到的牙颌模型可采用本发明产品，其结构及工作原理如下。

将获取的待矫治患者的口腔牙颌三维数据导入计算机，并通过计算机软件设计出矫治过程的牙颌模型，所述牙颌模型包括牙冠1和牙龈基座2，所述牙冠1内部在空间结构上为一种三维厚壁3空腔结构，所述牙龈基座2在空间结构上为一种三维厚壁3空腔结构，所述牙龈基座2近颌侧开口，请参阅图1～图2。

所述牙冠空腔4与所述牙龈基座空腔5为连通空腔，请参阅图2～图4。

所述牙冠空腔4与所述牙龈基座空腔5内以填充剂填充。

所述厚壁3壁厚为1.5mm～3.0mm。

所述牙龈基座空腔5结构开口侧设有连接件6，请参阅图4。

作为优选实施方式，所述填充剂为硬质石膏。

作为优选实施方式，所述连接件6与牙颌模型为一体结构。

作为优选实施方式，可以通过3D打印成型机以光敏树脂为原料打印获得所述牙颌模型，壁厚为3.0mm。为了保证在压膜成型工艺中牙颌模型不会变形，需要在所述牙冠空腔和牙龈基座空腔或连通空腔中填充足够的填充剂至与颌侧厚壁边缘齐平，待填充剂固化后作为空腔结构的内部支撑物。所述填充剂优选硬质石膏。作为另一具体实施方式，所述空腔牙颌模型的壁厚为1.5mm，在所述填充剂充满的牙颌模型上压制成型的矫治器精度保持稳定，并且与上一实施例中获得的矫治器无差异。

本发明是通过以下方法设计加工的：

1）导入数字化模型：将待设计的牙颌模型三维数据“导入”Magics逆向工程软件，并以STL文件格式存储；

2）衰减模型曲面：通过Magics逆向工程软件工具“缩减三角面片”操作，可使构成模型表面的三角面片数量减少，单片三角面片面积增大；

3）修复模型坏边：通过Magics逆向工程软件工具“修复向导”操作，实现因三角面片增大所引起的边缘不齐现象；

4）镂空模型：通过Magics逆向工程软件工具“部分空洞”操作，设置壁厚为1.5mm～3.0mm，操作完成即可生成内部空心的牙颌模型；

5）通过上述四步操作，即完成了牙颌模型的镂空设计。将上述步骤4）完成后所获得的镂空牙颌模型数据以STL文件格式导入3D打印机程序处理终端，进行层面信息处理和设置打印参数，选择执行打印功能。然后，3D打印机喷头将按预定程序，以光敏树脂为原材料逐层制造与粘结，逐层紫外光固化，并且在模型镂空区域将无光敏树脂原材料喷出，从而逐层堆积成镂空结构的原型。

作为本发明设计加工方法的进一步改进，本发明还可以通过如下方法实现：

1）导入数字化模型：将待设计的牙颌模型三维数据“导入”Magics逆向工程软件，并以STL文件格式存储；

2）衰减模型曲面：通过Magics逆向工程软件工具“缩减三角面片”操作，可使构成模型表面的三角面片数量减少，单片三角面片面积增大；

3）修复模型坏边：通过Magics逆向工程软件工具“修复向导”操作，实现因三角面片增大所引起的边缘不齐现象；

4）镂空模型：通过Magics逆向工程软件工具“部分空洞”操作，设置壁厚为1.5mm～3.0mm，操作完成即可生成内部空心的牙颌模型；

5）切割牙龈基座: 通过Magics逆向工程软件工具“切割”操作，设置切割方式为直线切割，沿牙龈线最低处下方水平切割；

6）加底板：在Magics逆向工程软件中选择预先设计好的底座与所述切割后牙颌模型的颌侧拼接；

上述步骤5）和6）的实施，将虚拟牙颌模型多余的牙龈基座部分去除，减少了原材料的浪费，同时，添加起支撑作用的底板，使整盘待打印的模型保持同等的高度，有利于控制打印结束时间的一致，便于工厂批量快速生产。

7）通过上述六步操作，即完成了牙颌模型的镂空设计。将上述步骤6）完成后所获得的镂空牙颌模型数据以STL文件格式导入3D打印机程序处理终端，进行层面信息处理和设置打印参数，选择执行打印功能。然后，3D打印机喷头将按预定程序，以光敏树脂为原材料逐层制造与粘结，逐层紫外光固化，并且在模型镂空区域将无光敏树脂原材料喷出，从而逐层堆积成镂空结构的原型。

本发明改变了通过3D打印成型机获得的光敏树脂牙颌模型均为实心模型的特点，节省了大量光敏树脂原料，降低了生产成本；其次，由于空腔结构的存在而缩小了打印加工的面积，缩短了打印成型的时间，提高了加工效率；第三，由于牙冠和牙龈基座都采用了空腔结构，牙颌模型的重量大大减少，有利于节省输送成本。

以上描述仅为本发明的实施例，谅能理解，在不偏离本发明构思的前提下，对本发明的简单修改和替换皆应包含在本发明的技术构思之内。

Claims (8)

1.一种牙颌模型，包括牙冠和牙龈基座，其特征在于：所述牙冠内部在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座在空间结构上为一种三维厚壁空腔结构，所述牙龈基座近颌侧开口。

2.如权利要求1所述的一种牙颌模型，其特征在于：所述牙冠空腔与所述牙龈基座空腔为连通空腔。

3.如权利要求1所述的一种牙颌模型，其特征在于：所述牙冠空腔与所述牙龈基座空腔内以填充剂填充。

4.如权利要求3所述的牙颌模型，其特征在于：所述填充剂为硬质石膏。

5.如权利要求1所述的一种牙颌模型，其特征在于：所述厚壁壁厚1.5mm～3.0mm。

6.如权利要求1所述的一种牙颌模型，其特征在于：所述牙龈基座空腔结构开口侧设有连接件。

7. 如权利要求6所述的牙颌模型，其特征在于：所述连接件与牙颌模型为一体结构。

8.一种牙颌模型的设计加工方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

1）导入数字化模型：通过逆向工程软件导入待设计的牙颌模型三维数据；

2）衰减模型曲面：在逆向工程软件中，缩减三角面片数量；

3）修复模型坏边：在逆向工程软件中，修复上述步骤2）所产生的坏边；

4）镂空模型：在逆向工程软件中，生成中心部分空洞的牙颌模型，设置壁厚为1.5mm～3.0mm；

5）3D打印成型：将上述步骤4）获得的三维数字牙颌模型导入3D打印成型设备终端，打印获得牙颌模型。