CN105147404A - 一种金属烤瓷牙底冠的制造方法及牙底冠 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属烤瓷牙底冠的制造方法和牙底冠，包括以下步骤：a.运用逆向反求工程获得患者磨牙前及磨牙后的口腔数据；b.根据磨牙前口腔数据后对烤瓷牙冠建模；c.对烤瓷牙冠模型的咬合接触点进行优化设计；d.根据步骤b和c，建立底冠三维模型；e.将底冠三维模型导入控制电脑，进行底冠的增材制造。本发明通过获取患者磨牙前、后的口腔数据来对烤瓷牙冠和底冠进行建模，可以高度吻合患者的口腔，使得患者可以最大程度降低对磨牙后口腔的作用力，达到最大程度上恢复咀嚼能力的目的。本发明可应用于金属烤瓷牙底冠制造。

Description

一种金属烤瓷牙底冠的制造方法及牙底冠

技术领域

本发明涉及人工种植牙领域，特别是涉及一种金属烤瓷牙底冠的制造方法及牙底冠。

背景技术

烤瓷牙主要应用于牙齿修复，使患者能获得更好的咀嚼能力以及更美观的牙齿。它是先把患者要修复的牙齿磨掉牙冠，再通过在底冠上融附陶瓷的方式制作新的牙冠佩戴上去，实现牙齿的修复。在临床上应用的金属熔附烤瓷冠，主要分为贵金属与非贵金属，贵金属有高金和低金，大多掺入钯跟铂混合作为合金；非贵金属主要为镍铬合金、纯钛等。

现有的技术中，底冠的制造主要是通过融铸成型的方式来做的，大致步骤是：制作病人口腔石膏模型，然后对所述模型进行处理，形成牙型设计文件，根据牙型设计文件采用由数控加工中心对所述坯料进行铣削、研磨加工形成烤瓷牙基底冠，最后高温固相烧结形成最终的烤瓷牙。

然而该方法需要制作石膏模型，而且无法获得精细的模型，对于咀嚼时牙齿的受力等情况没有得到充分的验算，做出的烤瓷牙出现崩瓷的现象，而且其制造周期长，效率不高。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种金属烤瓷牙底冠的制造方法，能够缩短制造周期，提高效率。

本发明所采用的技术方案是：

一种金属烤瓷牙底冠的制造方法，包括以下步骤：

a.运用逆向反求工程获得患者磨牙前及磨牙后的口腔数据；

b.根据磨牙前口腔数据后对烤瓷牙冠建模；

c.对烤瓷牙冠模型的咬合接触点进行优化设计；

d.根据步骤b和c，建立底冠三维模型；

e.将底冠三维模型导入控制电脑，进行底冠的增材制造。

作为本发明的进一步改进，步骤a中用CT机直接扫描患者口腔以获得口腔数据。通过医用影像CT扫描技术直接获取口腔数据，再传递至计算机中，因此无需制作病人口腔石膏模型，不仅减少了工序，并且避免了石膏模型精细度不高的不足。

作为本发明的进一步改进，步骤b中，至少包括口腔咬合模型的修复以及咬合接触点的设计，还包括牙冠的修复、美观设计，并匹配口腔原有牙齿的间隙。

作为本发明的进一步改进，步骤c中，运用有限元技术进行仿真优化，优化目标函数包括磨牙后牙齿受到的弯曲应力、压应力、应力集中，以提高烤瓷牙修复后患者的咀嚼能力。

作为本发明的进一步改进，底冠三维模型的内表面形状由扫描磨牙后口腔数据得到，外表面形状由步骤c获得。

作为本发明的进一步改进，通过CAD辅助建模，运用逆向工程软件消除噪点，建立底冠初始模型。

作为本发明的进一步改进，使底冠初始模型与牙冠配合并进行有限元优化，获得底冠三维模型。其优化目标函数是为了减小应力集中，使烤瓷牙不易崩瓷。

作为本发明的进一步改进，将底冠三维模型以STL格式保存，通过三维建模软件添加薄壁支撑。

作为本发明的进一步改进，步骤e中，底冠三维模型导入控制电脑后用软件进行三维模型分层，对每层生成相应的路径文件。

作为本发明的进一步改进，基于每层路径文件的路径代码采用逐层累积的方法成型底冠。

作为本发明的进一步改进，每层成型至少包括均匀分布金属粉末层的步骤以及将金属粉末熔化从而形成平整的熔化层的步骤。

作为本发明的进一步改进，在氮气环境中，基于三维模型分层生成的路径文件使用高速扫描振镜，对设定的路径进行扫描，并利用聚焦激光能量将金属粉末熔化。

本发明的另一目的在于提供一种金属烤瓷牙底冠，使得烤瓷冠不易崩碎，其采用的技术方案是：

一种金属烤瓷牙底冠，使用上述金属烤瓷牙底冠的方法制造而成，所述牙底冠具有凹凸不平的表面。这些凹凸不平的表面会增大底冠与牙冠的接触面积，为两者提供了附着的有利条件，使得牙冠烤瓷有更大的承受力，获得的烤瓷冠不易崩瓷。

本发明的有益效果是：本发明通过获取患者磨牙前、后的口腔数据来对烤瓷牙冠和底冠进行建模，可以高度吻合患者的口腔，使得患者可以最大程度降低对磨牙后口腔的作用力，达到最大程度上恢复咀嚼能力的目的，而且增材制造技术的优越性可以缩短制造周期，提高制造效率，其生产出的底冠具有凹凸不平的表面，提供了牙冠和底冠附着的有利条件。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明牙底冠的样品图；

图2是本发明制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合图2对金属烤瓷牙底冠的制造方法进行说明。

1.通过逆向反求工程获得患者口腔数据，具体分为两个部分：

（1）用CT扫描患者磨牙前口腔，获得口腔的牙齿咬合的数据，包括牙齿形状、牙齿残缺程度、咬合接触点等数据；（2）用CT扫描患者磨牙后的口腔数据，包括磨牙后牙齿的高度、牙齿形状。

2.获得口腔数据后，对牙冠建模，建模的过程包括口腔咬合模型的修复、牙冠的修复、美观设计、咬合接触点的设计，同时匹配口腔原有牙齿的间隙。其中咬合接触点的设计是优化设计，建模后运用有限元技术进行仿真优化，优化目标函数包括咀嚼过程中以及磨牙后牙齿受到的弯曲应力、压应力以及应力集中，以提高烤瓷牙修复后患者的咀嚼能力。

3.修复口腔牙冠后，获得咬合接触点以及受力情况，作为设计底冠的优化数据。底冠内表面形状由扫描磨牙后口腔数据得到，外表面由牙冠接触点数据优化获得。具体的操作方法是通过CAD辅助建模，运用Imageware逆向工程软件消除噪点，建立底冠初始模型。之后使底冠初始模型与牙冠模型配合，进行有限元优化，并获得底冠三维模型。上述的优化目标函数是为了减小应力集中，使烤瓷牙不易崩瓷。

4.构建底冠三维模型后，将底冠三维模型以STL格式保存，通过三维建模软件SolidWorks，添加薄壁支撑，并导入增材制造设备的控制电脑，然后采用配套的分层软件，进行三维模型分层，并生成每层相应的路径文件。

5.对增材制造设备成型过程的参数进行设置，选择合理的参数。然后在增材制造设备的成型缸的基板上均匀铺一层金属粉末，金属粉末颗粒大小：20μm~100μm，金属粉层厚度为90μm左右，并使用刮板将金属粉末层分布均匀。接着在0.7MPa、20m³/h的氮气环境中，使用高速扫描振镜，基于三维模型分层生成的路径文件，采用400W光纤激光器，根据设定的路径进行扫描，利用聚焦激光能量将金属粉末熔化，形成平整的熔化层。高速扫描振镜扫描过程参数如下：扫描速度：最高达6m/s；重复定位精度：±0.01mm；聚焦光斑直径：100-500μm；成型效率：最高达20mm³/s；零件加工精度：高度方向±20μm，XY方向±50μm；

一层扫描完毕后，成型缸下移一个层厚距离，接着送粉系统输送一定量的粉末，铺粉系统重新铺一层金属粉末于已成形层之上，并使用刮板将金属粉末层分布均匀。然后再次采用扫描振镜，基于该层的路径代码，按照设定的路径进行扫描，利用聚焦激光能量将该层金属粉末熔化。如此循环，直至所有三维模型的切片层全部扫描完毕。

这样，金属烤瓷牙底冠三维模型经逐层累积方式直接增材成型为金属烤瓷牙底冠零件。成型完之后，成型缸上推，从增材制造设备中取出零件，并剔除薄壁支撑，形成最终的金属烤瓷牙底冠。

本实施例的制造方法，采用先进的计算机辅助技术，及有限元分析优化技术，结合医学影像技术CT和高精密激光快速成型等有机结合起来，针对不同病患不同牙齿，设计出最合适的金属烤瓷牙底冠，为患者带来福音，其无需石膏模型直接成型，缩短产品开发时间，个性化定制，降低了成本，具有节能环保等特点。

该方法获得的底冠与相应的烤瓷牙冠配套，与患者的口腔高度吻合，使得患者可以最大程度降低对磨牙后口腔的作用力，达到最大程度上恢复咀嚼能力，改善其牙齿美观。

图1所示为通过上述制造方法制造而成的金属烤瓷牙底冠，其表面具有凹凸不平的微粒，这些凹凸不平的表面会增大底冠与牙冠的接触面积，为两者提供了附着的有利条件，使得牙冠烤瓷有更大的承受力，获得的烤瓷冠不易崩瓷。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。

Claims (13)

1.一种金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.运用逆向反求工程获得患者磨牙前及磨牙后的口腔数据；

b.根据磨牙前口腔数据后对烤瓷牙冠建模；

c.对烤瓷牙冠模型的咬合接触点进行优化设计；

d.根据步骤b和c，建立底冠三维模型；

e.将底冠三维模型导入控制电脑，进行底冠的增材制造。

2.根据权利要求1所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：步骤a中用CT机直接扫描患者口腔以获得口腔数据。

3.根据权利要求2所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：步骤b中，至少包括口腔咬合模型的修复以及咬合接触点的设计。

4.根据权利要求2所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：步骤c中，运用有限元技术进行仿真优化，优化目标函数包括磨牙后牙齿受到的弯曲应力、压应力。

5.根据权利要求2所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：底冠三维模型的内表面形状由扫描磨牙后口腔数据得到，外表面形状由步骤c获得。

6.根据权利要求5所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：通过CAD辅助建模，运用逆向工程软件消除噪点，建立底冠初始模型。

7.根据权利要求6所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：使底冠初始模型与牙冠配合并进行有限元优化，获得底冠三维模型。

8.根据权利要求1或7所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：将底冠三维模型以STL格式保存，通过三维建模软件添加薄壁支撑。

9.根据权利要求1或7所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：步骤e中，导入控制电脑后进行三维模型分层，并生成相应的路径文件。

10.根据权利要求9所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：基于每层路径文件的路径代码采用逐层累积的方法成型底冠。

11.根据权利要求10所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：每层成型至少包括均匀分布金属粉末层的步骤以及将金属粉末熔化从而形成平整的熔化层的步骤。

12.根据权利要求11所述的金属烤瓷牙底冠的制造方法，其特征在于：在氮气环境中，基于三维模型分层生成的路径文件使用高速扫描振镜，对设定的路径进行扫描，并利用聚焦激光能量将金属粉末熔化。

13.一种金属烤瓷牙底冠，其特征在于：使用权利要求1至12中任一项所述的方法制造而成，所述牙底冠具有凹凸不平的表面。