CN106388959A - 一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法 - Google Patents

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陈桦
张耿
白国栋
刘宝龙
曹岩
孙波
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Xian Technological University
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Abstract

本发明涉及一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法，包括制作义齿模具，将氧化锆陶瓷粉末装填至义齿模具中，然后将义齿模具置于等静压机中进行等静压成型，获得义齿齿坯，然后将义齿齿坯放入烧结炉中烧结，得到氧化锆陶瓷义齿。上述技术方案中采用等静压成型的方法制取氧化锆陶瓷义齿，加工过程无需任何刀具、夹具，生产设备成本低，加工工艺简单，材料浪费少，可同时制取多颗义齿。

Description

一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法
技术领域
本发明涉及义齿制造领域，具体涉及一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法。
背景技术
牙体、牙列的缺损和畸形所引起的口腔问题，影响人的咀嚼、发音和美观，也易引起牙周组织病变以及相邻牙齿的松动和变形。采用义齿修复体可有效地解决这些口腔问题。由于口腔的特殊环境以及牙齿的特殊用途，义齿材料需要满足物理化学稳定性能、使用寿命、机械性能、生物相容性能以及美观性等多方面的要求。陶瓷由于具有理化性能稳定、生物相容性好、材料性能接近牙齿、不易附着菌斑、色泽美观自然更接近真牙等众多优点，被广泛应用于义齿的制造。目前常见的义齿陶瓷材料有：氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、长石瓷和玻璃陶瓷等。氧化锆陶瓷具有良好的光学性能、化学稳定性以及高强度、高韧性，是最有前途的义齿材料。
目前常见的陶瓷牙制作方法为计算机数控加工，主要涉及一个CAD/CAM系统。义齿制作的流程为：获取患牙信息数据-CAD设计数字化模型-微小型计算机数控机床完成加工。目前国外已有成熟的义齿CAD/CAM设备，可在较短时间内完成义齿加工。采用计算机数控机床加工的方法存在以下缺点：
1、加工设备研制难度大，成本高。刀具轨迹设计需考虑刀轨的连续性、走刀方向一致性、轨迹长度等因素，还应确保刀具的刚性，避免碰撞干涉、过切等现象。牙齿具有体积小、形状不规则，同时含有薄片特征和尖锐特征等特点，表面形貌由沟、脊、窝、包等典型特征形态组成，形状十分复杂，这造成义齿加工刀轨十分复杂，极大地增加了加工设备的研制成本。
2、氧化锆陶瓷铣削性能差，加工成本高。完全烧结氧化锆陶瓷属于难切削陶瓷，硬度高、耐磨，易造成刀具磨损量大，需频繁换刀；材料本身具有脆性，易出现边缘碎裂现象，加工质量难以控制；铣削过程中伴随大量的材料浪费。
发明内容
本发明的目的就是提供一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其可有效解决上述缺点，且材料浪费少、成本低。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法，包括如下操作：
S1：制作义齿模具；
S2：将氧化锆陶瓷粉末装填至义齿模具中，然后将义齿模具置于等静压机中进行等静压成型，获得义齿齿坯，然后将义齿齿坯放入烧结炉中烧结，得到氧化锆陶瓷义齿。
进一步的方案为：
制作义齿模具的方法为：采用三维扫描设备获取患者口腔数据构建义齿三维模型，然后依据义齿三维模型构建义齿模具三维模型，依据构建的义齿模具三维模型采用3D打印机打印义齿模具。
具体的操作为，氧化锆陶瓷粉末为掺杂氧化锆陶瓷，掺杂物为氧化钇、氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化钪中的一种或几种。优选掺杂物为氧化钇，氧化钇含量为3.5～6.5wt％。
采用三维扫描设备为非接触式口腔扫描仪，义齿模具三维模型的内表面为义齿三维模型的外表面，义齿模具三维模型外表面由义齿模具三维模型内表面向外偏移得到，偏移距离为1～3mm，义齿模具由3D打印机专用类橡胶柔性材料制得。等静压成型时控制压力为100MPa～200MPa，保压1～10min后缓慢泄压。烧结操作为以300℃/h的升温速度加热至1500℃，保温1h后冷却。
上述技术方案中采用等静压成型的方法制取氧化锆陶瓷义齿，加工过程无需任何刀具、夹具，生产设备成本低，加工工艺简单，材料浪费少，可同时制取多颗义齿。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
实施例1
1、采用3Shape TRIOS colour pod口内扫描仪对患者口腔内部进行扫描，获取患者口腔数据；
2、采用3Shape Dental System义齿设计系统构建义齿三维模型；
3、对义齿三维模型进行点云化处理，获得义齿外表面点云数据。将义齿外表面点云数据导入到逆向工程软件Gemagic中，对点云进行采样、降噪、修剪等一系列的点处理阶段最优化操作，这些最优化的义齿外表面点云即为义齿模具的内表面点云。对义齿模具的内表面点云进行向外的偏移处理，偏移距离1～3mm，生成义齿模具的外表面点云；分别对义齿模具内外表面点云进行曲面编辑、降级处理、生成栅格、曲面拟合等操作，得到义齿模具的内外表面的IGES格式曲面模型。将义齿模具的内外表面的IGES格式曲面模型导入到三维建模软件Pro/e中，通过添加辅助曲面对义齿模具内外曲面进行修剪-合并-实体化，生成STL格式的义齿模具三维模型。
4、将STL格式的义齿模具三维模型导入Stratasys Eden260V 3D打印机中，采用打印机专用的类橡胶柔性材料打印义齿弹性模具；
5、将氧化钇含量3.5～6.5wt％的掺杂氧化锆陶瓷粉末装填到义齿模具中，采用胶粘和捆扎的方式进行密封，再将其放入到等静压机中，控制压力为100MPa～200MPa，保压1～10min后缓慢泄压，将模具从等静压机中取出，拆除模具后即可得到压制成型的义齿坯体。
6、将压制成型的义齿坯体放入高温烧结炉中进行等压烧结，以300℃/小时的升温速度加热至1500℃，保温1小时，然后使炉子停止加热，义齿与炉子一起冷却后，得到氧化锆陶瓷义齿。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种氧化锆陶瓷义齿的制作方法，包括如下操作：
S1：制作义齿模具；
S2：将氧化锆陶瓷粉末装填至义齿模具中，然后将义齿模具置于等静压机中进行等静压成型，获得义齿齿坯，然后将义齿齿坯放入烧结炉中烧结，得到氧化锆陶瓷义齿。
2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于，制作义齿模具的方法为：采用三维扫描设备获取患者口腔数据构建义齿三维模型，然后依据义齿三维模型构建义齿模具三维模型，依据构建的义齿模具三维模型采用3D打印机打印义齿模具。
3.根据权利要求1或2所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：氧化锆陶瓷粉末为掺杂氧化锆陶瓷，掺杂物为氧化钇、氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化钪中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：掺杂物为氧化钇，氧化钇含量为3.5～6.5wt％。
5.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：采用三维扫描设备为非接触式口腔扫描仪。
6.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：义齿模具三维模型的内表面为义齿三维模型的外表面，义齿模具三维模型外表面由义齿模具三维模型内表面向外偏移得到，偏移距离为1～3mm。
7.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：义齿模具由3D打印机专用类橡胶柔性材料制得。
8.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：等静压成型时控制压力为100MPa～200MPa，保压1～10min后缓慢泄压。
9.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷义齿的制作方法，其特征在于：烧结操作为以300℃/h的升温速度加热至1500℃，保温1h后冷却。
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