CN107072750A - 具有可分离的特征部的模具 - Google Patents

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Abstract

一种模具(550)，包括主体(555)和可分离的特征部(560)。一个以上的弱化区域(565)将可分离的特征部(560)结合到主体(555)。该一个以上的弱化区域(565)能够断裂，从而使得主体(555)能够在壳体形成在模具(550)上之后独立于可分离的特征部(560)地从壳体移除。

Description

具有可分离的特征部的模具
技术领域
本发明的实施例涉及快速成型模具的领域，并且特别地涉及利用快速成型技术形成的具有可分离的特征部的模具。
背景技术
对于一些应用，围绕模具形成壳体来实现阴模。然后将壳体从模具中移除来进一步用于各种应用。壳体围绕模具形成而后被使用的一个实例应用是矫正牙科或正畸治疗。在这样的应用中，模具是患者的牙弓的模具并且壳体是用于矫正(align)患者的一个以上牙齿的矫正器(aligner)。
用于形成壳体的模具的一个挑战是随后从模具移除壳体。为了确保壳体可从模具移除而不使壳体损坏或永久变形，包括在模具中的特征部的形状和类型可能受到限制。例如，具有显著咬边(undercut)(也称为负倾斜)的特征部和/或复杂特征部可能会影响从模具移除壳体。
附图说明
在附图中，以示例而不进行限制的方式示出本发明。
图1示出根据一个实施例的制造具有可分离的特征部的模具的方法的流程图。
图2示出根据一个实施例的使用具有可分离的特征部的模具制作壳体的方法的流程图。
图3A示出根据一个实施例的具有可分离的特征部的模具。
图3B示出根据一个实施例的具有可分离的特征部的模具的一部分的放大视图。
图3C示出根据一个实施例的、具有装接到主体的第一区段的第一可分离的特征部和装接到主体的第二区段的第二可分离的特征部的牙弓的模具的顶视图。
图4A示出根据一个实施例的构造成容纳可分离的特征部的模具。
图4B示出根据一个实施例的用于放置在图4A的模具中而构造的可分离的特征部。
图4C示出根据一个实施例的具有可分离的特征部的另一个模具。
图4D示出根据一个实施例的具有可分离的特征部的其他模具。
图5A示出具有装接的特征部的牙弓的模具实例。
图5B示出根据一个实施例的包括可分离的特征部的图5A的牙弓的模具实例。
图6示出根据一个实施例的具有可分离的特征部的另一个模具实例。
图7示出根据一个实施例的可断裂模具实例。
图8示出根据本发明的实施例的示例计算设备的框图。
具体实施方式
本文中描述了具有可分离的特征部的模具的实施例，以及制造和使用这样的模具的方法的实施例。可以设计、制造和使用具有可分离的特征部的模具。可分离的特征部可以通过弱化区域结合到模具的主体。可分离的特征部可以形成在模具上在其他情况下作为保持特征部(例如，具有咬边或负倾斜的特征部)的区域处。模具也可以具有包括主体的多个区段的分段构造，其中区段通过额外的弱化区域结合在一起。例如，可断裂或可偏转的模具可以分割为两个以上的弱结合区部。在可断裂模具上形成壳体的期间或已经在模具上形成壳体之后(例如，在从模具移除壳体的期间)，模具可以在弱化区域处断裂或偏转，该弱化区域将可分离的特征部结合到主体和/或将不同区段连接。在模具在弱化区域断裂之后，可分离的特征部可以与模具的主体分离地从壳体移除。如果模具也分割成通过额外的弱化区域结合的多个区部，则额外弱化区域的断裂或偏转使得模具至少部分地分离成构成部分(例如，对于可断裂模具的完全分离或对于可偏转模具的部分分离)。在一些情况下，一个以上的区部可以不完全与壳体和/或模具的其他区部分离。例如，区部可以几乎与另一区部分离，然而保留连接点。这可以使壳体具有额外的偏转和/或自由度，从而不被损坏地移除。然后，每个区部都可以与其他区部相独立地从壳体移除。
使用根据本文的实施例的具有可分离的特征部的模具使得复杂特征部(例如，具有粗糙表面质地的特征部)、膨大(bulky)的特征部(例如，使主体对于特征部的至少一个维度的纵横比偏斜(skew)的特征部)、具有显著咬边的特征部和/或其他保持特征部能够并入到形成的壳体中。例如，如果模具是患者的牙弓模具并且壳体是用于矫正患者的一个以上牙齿的正畸矫正器，则模具使得矫正器能够矫正诸如非常拥挤的牙齿、前倾牙齿、后倾牙齿、异位牙齿、弓外牙齿等牙科/正畸问题。具有可分离的特征部的模具的使用也使壳体在其他情况下更容易从模具移除。壳体也可以作为正畸保持器或正畸夹板，用于患者的一个以上牙齿的保持或定位中的至少一者。术语“矫正器”在本文中用于指代正畸矫正器、保持器和/或夹板，其能够进行矫正牙齿、保持牙齿和定位牙齿中的一个以上。如果没有具有可分离的特征部的模具，会损害创建具有复杂特征部的矫正器的能力，该复杂特征部能促进这样牙科/正畸问题的纠正。另外，本文中描述的具有可分离的特征部的模具的使用使得具有适度至显著咬边的强化特征部能够放置在患者的牙齿上(并且包括在模具中)。这样的强化特征部可以通过使得能够进行不同和/或复杂牙科问题的治疗而促进牙齿矫正。而且，使用具有可分离的特征部的模具可以最小化或消除从壳体移除模具期间使对壳体产生的损坏，从而减少报废产品的量并且因此减少总成本。
通过参考本文中的各种实施例，描述用于正畸矫正器的制造的牙弓的具有可分离的特征部的模具。然而，应该理解还可以制造本文中描述的模具以用于其它目的(例如，用于使任何其他期望的塑料物品的成型)。
本文中通过参考具有可分离的特征部的模具和在这样的模具上形成壳体来讨论实施例。这样的模具包括主体(其可以或可以不分割成区部)，该主体通过能够在从模具移除壳体之前断裂的弱化区域来与可分离的特征部结合。对于主体分割成多个区部的实施例，那些区部可以彼此断裂或偏转。例如，在从模具移除壳体期间，连结区段的弱化区域可以弯曲或偏转。尽管可偏转模具中的特征部包括负倾斜或咬边，但是该弱化区域的偏转可以使得模具能够从壳体移除。例如，从业者(practitioner)可以将使连接第一区部与第二区部的弱化区域偏转的力施加到可偏转模具的第一区部，从而使得第一区部与第二区部部分分离。该力可以在第二区部开始从壳体分离之前使第一区部大体上从壳体移除或分离。
图1示出了根据一个实施例的制作具有一个以上可分离的特征部的模具的方法100的流程图。在一些实施例中，方法100的一个以上的操作通过计算设备的处理逻辑来进行。处理逻辑可以包括硬件(例如，电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(例如，通过处理设备执行的指令)、固件、或其组合。例如，方法100的一个以上的操作通过诸如图8的模具建模模块850这样的模具建模模块来执行。另外，一些操作可以基于从处理逻辑接收到的指令通过制造机来执行。或者一些操作可以通过用户来执行(例如，基于与模具建模模块或制图程序的用户交互)。
在方法100的方框105，确定模具的形状。在一个实施例中，基于待建模对象的扫描来确定形状。在正畸的实例中，可以进行患者牙弓的口内扫描来产生患者牙弓的三维(3D)虚拟模型。例如，可以进行患者的下颌和/或上颌弓的完全扫描来产生其3D虚拟模型。可以通过从不同的扫描站点创建多个重叠的口内图像、而后将口内图像拼接在一起以提供复合3D虚拟模型，来进行口内扫描。在其他应用中，虚拟3D模型还可以基于待建模对象的扫描或基于计算机辅助制图技术(例如，设计虚拟3D模具)的使用而生成。或者，可以从待建模的实际对象生成初始阴模。然后，可以扫描阴模来确定将生产的阳模的形状。
回到参考的正畸实例，对于单个患者可以产生多个不同的模具。第一模具可以是其当前存在的患者牙弓和/或牙齿的模型，并且最终模具可以是在一个以上牙齿和/或颌的矫正之后的患者牙弓和/或牙齿的模型。可以建模多个中间模具，每个中间模具可以渐进地与先前模具不同。可以根据每个模具形成矫正器来提供移动患者牙齿的力。最终模具和每个中间模具的形状可以通过计算贯穿初始牙齿布置和朝向到最终矫正牙齿布置和朝向的正畸治疗中的牙齿移动的进展而确定。每个模具可以用于制造在正畸治疗的特定阶段将力施加到患者牙齿的矫正器。
壳体能够设计为包含对于患者的齿列非自然的特征部(隆起物、突起物、翼部等)。这些特征部可以促进特定期望力的施加来重定位牙齿或定位颌。为了制造矫正器壳体，这些特征部可以包括在模具的形状中。
在一些情况下，牙科从业者可以在患者的一些牙齿上形成附着物或特征部。这些额外的非自然产生的特征部可以用于促进特定的期望力施加在患者牙齿上来重定位牙齿(例如，转动和/或移动牙齿)。特征部还可以施加力来促进颌的移动。这些附着物或特征部可以包括：小、中和大的隆起物、突起物、翼部等，其贴合到患者牙齿，由硬复合材料形成。这样的特征部可以包括在模具的确定形状中。例如，这些特征部可以在扫描患者的牙弓之前布置，由此可以反映在牙弓的3D虚拟模型中。
另外，或者可替代地，特征部能够添加在模型中(例如，基于患者的颌或其他牙齿位点的3D口内扫描产生的3D模型)。即使那些特征部在患者的口中不存在，根据模型产生的具有可分离的特征部的模具而后也将包括那些特征部。因此，能够在进行口内扫描之前或之后添加特征部。
在方框110，识别对于模具的确定形状的一个以上保持特征部，该模具具有复杂形状、膨大形状、咬边和/或其他保持性质。保持特征部(具有保持性质的特征部)是会阻碍在模具上形成的壳体从该模具移除的特征部。如本文中使用的，术语“膨大特征”是指相对于模具主体的纵横比在高度、宽度或长度中的至少一方面偏斜的模具的特征部。在一个实施例中，偏斜的纵横比是至少大30％的纵横比。例如，如果其具有至少比模具的平均高度、宽度或长度大30％的高度、宽度或长度，特征部可以确定为膨大特征部。
在一个实施例中，处理逻辑识别这样的特征部。例如，处理逻辑可以处理3D虚拟模型来识别具有满足一些阈值的咬边的所有特征部。阈值可以是特定量的咬边(例如，0.2mm的咬边、0.4mm的咬边、1.0mm的咬边等)或者特定纵横比。另外，可以使用多个不同的阈值以识别可能有问题的特征部。可选择地或者另外地，牙科从业者可以识别复杂特征部、具有咬边的特征部和/或其他保持特征部。例如，牙科从业者可以利用绘图工具和/或计算机辅助制图应用(例如，使用模型建模模块)将这样的特征部突出或描绘在3D虚拟模型上。可能具有明显足以引起问题的咬边的显著特征部的一些实例包括由牙科从业者放置的附着物、拥挤的牙齿、前倾的牙齿、后倾的牙齿、异位牙齿、弓外牙齿等。
在方框112，进行确定如何将虚拟3D模具分割来形成具有一个以上的可分离的特征部和/或具有可断裂或可偏转区段的模具。在一个实施例中，通过处理逻辑来进行这样的确定。这可以包括确定模具中的可分离的特征部的构造和布置(方框115)、确定模具是否将具有多个区部(方框118)、确定如何将模具分割成区部(方框120)、和/或确定弱化区域的构造(方框125)。
在一个实施例中，在方框115处处理逻辑(或者由处理逻辑辅助的牙科从业者)可以确定可分离的特征部的形状以及可分离的特征部如何结合到模具的主体。处理逻辑或牙科从业者可以确定模具是否是包括可分离的特征部和主体这二者的连续结构，或者主体是否是第一模具并且可分离的特征部是装接到第一模具的分开的第二模具。在一个实施例中，可分离的特征部被使可分离的特征部结合到主体的弱化区域弯曲围绕。
在方框118，处理逻辑或牙科从业者确定模具是否将具有多个区部。具有可分离的特征部的模具可以分成多个区部，来进一步减小在从模具移除壳体的期间传递在形成在模具上的壳体上的应力。例如，模具可以分为右区段和左区段，并且右区段和左区段的每个可以包括不同的可分离的特征部。如果模具待分成多个区部，则所述方法继续至方框120。否则方法进行至方框125。
在方框120，处理逻辑(或者牙科从业者)可以确定放置弱化区域的位置。弱化区域布置可以相对于可分离的特征部而确定，并且可以将虚拟3D模具分成由弱化区域连结的多个区部。在简单的实例中，模具可以分成两个区部，其中第一区部在可分离的特征部的第一侧，并且第二区部相对于可分离的特征部与第一区部对置(例如，在特征部的相对侧)。在另一个简单实例中，模具可以分开成两个区部，其中第一区部包括可分离的特征部并且第二区部不包括可分离的特征部或者包括另一个可分离的特征部。
在方框125，处理逻辑或技术人员可以确定弱化区域的构造，该弱化区域结合模具的区部和/或将可分离的特征部结合到模具的主体。这可以包括确定弱化区域的形状和弱化区域的强度(例如，控制需要多少力来使弱化区域断裂)以及每个弱化区域如何被弱化。如果模具作为单个连续模具，则处理逻辑或牙科从业者可以确定将可分离的特征部结合到主体的弱化区域的构造。如果模具作为多个分离模具，则处理逻辑或牙科从业者可以确定在主体的第一模具中的容纳部件的形状和构造，该容纳部件容纳可分离的特征部的第二模具的附着物部件。
弱化区域可以基于弱化几何结构、弱化构建参数、或引入弱化的材料中的至少一者而实现。例如，弱化区域的强度可以通过修改包括在弱化区域中的支撑结构(例如，支撑柱)的长度、宽度、高度和/或数量来控制。弱化区域的位置、尺寸和强度对于模具的功能可以是重要的。在一个实施例中，弱化区域可以设计为经受热成型或压力成型的力和应力，同时弱得足以使在稍后当由技术人员或计算机控制的机器操纵者手动操纵时断裂分开。或者，弱化区域可以被构成使得它们不会实质上影响壳体的最终形状(例如，在形成在弱化区域上的壳体的区域中导致瑕疵或不期望的缺陷，诸如壳体渗入到包括在弱化区域中的间隙中)。例如，弱化区域与壳体交界的部分可以是固体的(例如，在包括不延伸到模具的一个表面的切口或间隙的弱化区域的实例中)。换句话说，弱化区域可以在交叉区部处包括空隙或切口，该交叉区部位于模具中的两个区部之间(和/或在可分离的特征部与模具主体之间)，该空隙或切口在交叉区部处贯穿少于整个模具。在另一个实例中，两个区部之间(和/或可分离的特征部和模具的主体之间)的间隙或空隙可以延伸到与壳体交界的模具的表面，但是间隙可以足够窄从而不在形成在模具上的壳体中导致缺陷。
在实例中，弱化区域的一种类型是贯穿模具的大部分的切口。切口可以延伸到接近但不穿透将接触壳体的模具的上表面。弱化区域的另一种类型是利用一个或多个支撑结构将两个区部分开的空隙，该支撑结构桥接所述空隙。弱化区域的另一种类型是在两个以上的区部之间的一系列穿孔。弱化区域的其他类型也是可以的。
在一些实施例中，模具制造为两个以上的分离模具(例如，用于主体的一个模具，以及用于每个可分离的特征部的额外模具)，其在制造之后结合。在这样的实施例中，弱化区域可以是在不同模具之间的接触点。在一个实施例中，弱化区域是将主体结合到可分离的特征部的粘合剂(例如，胶合物、双侧带、焊料、焊缝等)。在另一个实施例中，弱化区域是将可分离的特征部固定到主体的机械固定装置或部件。例如，弱化区域可以包括延伸到主体中的凹陷(即，容纳部件)的来自可分离的特征部的突起物。也可以使用其他类型的弱化区域。
在方框128，制造具有可分离的特征部的模具。这可以包括成型具有通过弱化区域结合到一个以上可分离的特征部的主体的单个模具、或成型通过弱化区域而后结合到一起的多个分离模具。在一个实施例中，3D虚拟模型包括通过弱化区域结合在一起的主体和一个以上的可分离的特征部。3D虚拟模型还可以额外包括多个区部以及结合这些区部的弱化区域。因此，模具可以制造为具有构建到模具的设计中的这些区部、主体、可分离的特征部和弱化区域的单个统一体。可选择地或另外地，一个以上的弱化区域可以引入到模具，和/或模具可以经由后处理过程分成一个以上的区部。例如，在模具已经形成之后，可以利用锯、钻、激光切割器、等离子切割器、刀等在模具中形成一个以上的切口、穿孔、孔等。可选择地，可以生成多个模具(主体一个、每个可分离的特征部各一个)，并且多个模具可以随后结合(例如，经由胶合物、机械保持机构、粘合剂等)。
在一个实施例中，利用快速成型制造技术制作模具。快速成型制造技术的一个实例是3D打印。3D打印包括任何基于分层的添加制造处理。3D打印机可以接收具有可分离的特征部的模具的3D虚拟模型的输入(例如，计算机辅助制图(CAD)文件或诸如光固化立体造型术(STL)文件的3D可打印文件)，并且可以使用3D虚拟模型创建模具。3D打印可以利用添加处理实现，其中材料的连续层以规定的形状形成。3D打印可以利用挤压沉积、颗粒材料结合、层压、光聚合作用或其他技术来执行。
在一个实施例中，光固化立体造型术(SLA)，也称为光制造固体成像，用于制作SLA模具。在SLA中，通过连续在彼此之上打印光固化材料(例如，聚合树脂)的薄层来制作模具。平台在浴的表面正下方安置在液体光聚合物或树脂浴中。光源(例如，紫外激光)追踪平台上的图案，固化光源指向的光聚合物，来形成模具的第一层。平台逐渐降低，并且光源追踪平台上的新图案，在每次递进处形成模具的另一层。重复该过程直到模具完全制成。在实施例中，每层具有在25微米与200微米之间的厚度。一旦形成模具的所有层，则可以清洁并固化模具。
在一个实施例中，模具生成为而后结合在一起的多个分离模具。在这样的实施例中，可以制造两个以上的区部作为分离模具。然后，这些分离模具可以以使得它们能够稍后彼此偏转或断开的方式结合在一起。因此，可分离模具/区部之间的交叉部可以形成弱化区域。在一个实例中，不同的区部(和/或可分离的特征部和主体)通过弹性或柔性胶合物结合以使得能够偏转。在另一个实例中，不同的区部(和/或可分离的特征部和主体)通过相对弱的胶合物来结合，当施加足够的力时(例如，在从模具移除壳体期间)该胶合物将停止使区部固定在一起。在另一个实例中，不同的区部(和/或可分离的特征部和主体)以当施加适当的力时其能够分离的方式相互锁定。
图2示出根据一个实施例的使用具有可分离的特征部的模具制作壳体的方法200的流程图。在方法200的方框205，提供具有可分离的特征部的模具。该模具可以根据图1的方法100制造。模具至少包括通过弱化区域结合到主体的可分离的特征部。在一个实施例中，模具也可以包括任意数量的区部，并且可以包括在两个以上区部的各个交叉部处的弱化区域。可分离的特征部可以装接到一个以上的区部。如果模具是主体模具和一个以上可分离的特征部模具的组合，则可分离的特征部模具可以在方框205处通过弱化区域装接到主体模具。在可分离的特征部周围和/或在区部之间的弱化区域的布置可以容纳模具中的保持特征部(例如，那些具有咬边或负倾斜的特征部)。
在方框210，壳体形成在模具上。在一个实施例中，片材在模具上压力成型或热成型。片材可以是例如塑料(例如，弹性热塑性塑料)的片材。为了使壳体在模具上热成型，片材可以被加热到片材变得柔软的温度。压力可以同时施加到片材，以在具有可分离的特征部的模具周围成形现在柔软的片材。一旦片材冷却，其将具有与模具一致的形状。在一个实施例中，在形成壳体之前将脱模剂(例如，非粘性材料)施加到模具。这可以促进稍后从壳体移除模具。
在方框215，在壳体仍然在模具上的同时，可以标记和/或修饰壳体。例如，如果模具是牙弓的模具并且壳体是矫正患者牙齿的正畸矫正器，则可以识别并切割牙龈切线(或其他切线)。激光切割器、等离子切割器、或机械切割器(例如，5轴铣床)可以用于切割牙龈切割线或其他切割线。在一个实施例中，矫正器直到从模具移除壳体之后才被切割。或者，矫正器可以在模具移除之前切割。或者，在模具从壳体移除之前可以进行一些修饰，并且在模具从壳体移除之后可以进行额外的修饰。壳体的标记可以包括使用激光来向壳体添加诸如序列编号或部件编号的标签。
在方框220，模具在一个以上的弱化区域处断裂，以使得可分离的特征部能够从模具的主体分离。弱化区域可以由技术人员或由自动工具手动地断裂。在一个实施例中，可以向可断裂模具施加超声波以使弱化区域被破坏、破碎或断裂。或者，可以振动模具以使弱化区域断裂。在另一个实例中，可以向可断裂结构(例如，在弱化区域)施加具有刀缘或其他成形的边缘的夹具以使一个以上的弱化区域被压碎、切断或断裂。例如，夹具可以在特定方向或角度上施加预定量的力，以使弱化区域断裂。在另一个实例中，弱化区域可以通过将压力施加到模具而被破坏。在另一个实例中，弱化区域通过力的施加而断裂，从而从壳体移除模具。
如果存在多个弱化区域，则所有的弱化区域可以大致同时断裂(例如，响应于对可断裂模具的单次施力)。或者，不同的断裂区域可以在不同时间断裂。例如，力的第一次施加可以使弱化区域的第一子区域断裂，并且力的第二次施加可以使弱化区域的第二子区域断裂。
在方框225，从壳体移除可断裂模具的可分离的特征部。主体可以稍后从壳体移除。在一个实施例中，弱化区域完全围绕可分离的特征部并且可从模具的底部接触到。其实例在图3B中示出。这使得技术人员或机器能够从模具的底部使模具在弱化区域处断裂，而后在模具的主体仍然装接到壳体的同时从模具的下方取出可分离的特征部。或者，主体可以首先从壳体移除，随后从壳体移除可分离的特征部。
在方框230，处理逻辑或技术人员确定在模具中是否存在额外的可分离的特征部。如果存在额外的可分离的特征部，则方法继续至方框235。否则，方法进行至方框245。
在方框235，模具在将额外的可分离的特征部结合到主体的一个以上的弱化区域处断裂，从而使额外的可分离的特征部从模具的主体分离。在方框240处，从壳体移除额外的可分离的特征部。该过程可以对于模具上的每个额外的可分离的特征部进行。
在方框245，处理逻辑或技术人员确定模具是否分成多个区段。如果模具分成多个区段，则方法继续至方框255。否则方法进行至方框250。
在方框250，从壳体移除模具的主体。如提到的，在替代的实施例中，可以首先从壳体移除主体，随后移除一个以上的可分离的特征部。
在方框255，模具在一个以上的弱化区域处断裂，该弱化区域将模具的至少一个区段结合到模具的至少一个其他区段。各种技术可以用于使模具的这些弱化区域断裂。在一个实施例中，用户可以通过试图从壳体移除模具的主体而简单地使模具在区段之间的弱化区域处断裂。弱化区域可以被弱化，使得弱化区域在施加足以使壳体损坏或永久变形的力之前通过施加力而断裂。
在一个实施例中，在壳体已经形成在模具上之后(例如，在将模具从壳体移除的过程期间)，结合区段(和/或将可分离的特征部结合到主体)的弱化区域断裂。在另一个实施例中，在将壳体形成在模具上的过程期间，结合区段的弱化区域和/或将可分离的特征部结合到主体(例如，区段)的弱化区域断裂。例如，弱化区域可以通过压力的施加而破碎，该压力用于使壳体形成在模具上。在其他实施例中，一些弱化区域可以在壳体的形成期间断裂，并且模具的其他弱化区域可以在壳体已经形成之后断裂。例如，结合主体的区段的弱化区域可以在壳体的形成期间断裂，并且将可分离的特征部结合到主体的弱化区域可以在壳体形成之后断裂。
在方框260，模具主体的第一区段从壳体移除。在方框265，模具主体的第二区部从壳体移除。如果存在额外的区部，则每个额外的区部也可以从壳体单独地移除。
然后，可以执行壳体的额外处理，诸如壳体的任何进一步切割(例如，在之前标记的牙龈切割线处)。其他额外处理可以包括抛光壳体、清理壳体、冲压(stamp)壳体等。然后，壳体可以被包装并运送。
图3A示出具有第一可分离的特征部310和第二可分离的特征部315的牙弓的模具300的顶视图。第一可分离的特征部310通过弱化区域318结合到模具300的主体305，该弱化区域318包括第一可分离的特征部310和主体305的边界处的空隙以及跨越该空隙的支撑结构320。包括空隙的弱化区域围绕第一可分离的特征部310。第二可分离的特征部315通过弱化区域322结合到模具300的主体305，该弱化区域322包括第二可分离的特征部315和主体305的边界处的空隙和跨越该空隙的支撑结构324。包括空隙的弱化区域围绕第二可分离的特征部315。主体305、第一可分离的特征部310、第二可分离的特征部315和支撑结构320、324是单个连续模具的所有部件。弱化区域318、322能够断裂以使得可分离的特征部能够独立于主体地从壳体移除(例如，在主体移除之前)。
图3B示出具有可分离的特征部360的牙弓的模具350的一部分的底视图。可分离的特征部360通过弱化区域365结合到模具350的主体355，该弱化区域365包括可分离的特征部360和主体355的边界处的空隙和跨越该空隙的支撑结构370。包括空隙的弱化区域围绕可分离的特征部360。如图所示，在模具仍然装接到形成在其上的壳体的同时，可以从模具的底部接触可分离的特征部360。因此，技术人员或机器可以够到支撑结构370并使其断裂，而后从壳体移除可分离的特征部而不干扰主体355。
图3C示出具有装接到主体371的第一区段374的第一可分离的特征部372和装接到主体371的第二区段378的第二可分离的特征部376的牙弓的模具370的顶视图。除了主体分割为多个区段外，模具370与模具300大致相似。第一可分离的特征部372通过弱化区域380结合到第一区段374，该弱化区域380包括第一可分离的特征部372和第一区段374的边界处的空隙和跨越该空隙的支撑结构392。第二可分离的特征部376通过另一弱化区域382结合到第二区段378，该弱化区域382包括可第二可分离的特征部376和第二区段378的边界处的空隙和跨越该空隙的支撑结构394。第一区段374通过额外弱化区域384结合到第三区段395，该额外弱化区域384包括第一区段374和第三区段395的边界处的空隙和跨越该空隙的支撑结构396。第二区段378也通过额外弱化区域397结合到第三区段395，该额外弱化区域397包括：a)第二区段378和第三区段395的边界处的空隙；和b)跨越该空隙的支撑结构398。第一区段374、第二区段378、第三区段395、第一可分离的特征部372、第二可分离的特征部382和支撑结构392、394、396、398是单个连续模具的所有部件。弱化区域380、382、384、387能够断裂以使得可分离的特征部和分开的区段能够彼此独立地从壳体移除。
图4A示出根据一个实施例，具有主体405和构造成容纳可分离的特征部的容纳部件(例如槽或孔)410的牙弓的模具400的顶视图。图4B示出根据一个实施例，具有构造成插入到模具400上的容纳部件410中的突起455的可分离的特征部450的额外模具。可分离的特征部450的额外模具可以通过将突起455放置到容纳部件410中而装接到模具400。在壳体已经形成在模具400以及可分离的特征部450的额外模具上之后，模具400可以从壳体移除，留下可分离的特征部450的额外模具。然后，可以从壳体单独地移除可分离的特征部450的额外模具。
图4C示出具有主体475和可分离的特征部480、485的牙弓另一模具470，该可分离的特征部480、485通过插入到主体475中的槽部或其他容纳部件而机械附接到主体475。
图4D示出上颌弓的第一模具492和下颌弓的第二模具494，其各自具有主体和用于容纳可分离的特征部496的槽部。
图5A示出具有带有装接的特征部510的主体505的牙弓的模具500。装接的特征部510是大的保持特征部，其具有会使形成在模具500上的壳体的移除即使不是不可能也会非常困难的咬边。
图5B示出在加入了可分离的特征部560的情况下的图5A的相同牙弓的示例模具550。模具550包括主体555和装接的可分离的特征部560(例如，与图5A的装接的特征部510相似的特征部)。然而，可分离的特征部560经由弱化区域565结合到主体555，该弱化区域565包括空隙和桥接该空隙的两个支撑结构570、575。在模具550从形成在其上的壳体移除期间，支撑结构570、575将断裂，使得主体555能够独立于装接的可分离的特征部560地从壳体移除。这使得能够从壳体移除模具550而不损坏壳体。
图6示出具有可分离的特征部660的另一个示例模具600。示例模具600包括通过弱化区域665结合到可分离的特征部660的主体655。弱化区域665包括空隙和桥接该空隙的三个支撑结构670-680。弱化区域665可以不反映实际弱化区域的大小。例如，出于图示目的图示的弱化区域665示出为具有放大的空隙。然而，该空隙的宽度可以在一些实施例中减小。
图7示出示例的可断裂模具700。示例的可断裂模具700分成第一区部755、第二区部760、第三区部762。第一区部755经由第一弱化区域765结合到第二和第三区部760、762，该弱化区域765包括空隙和跨越该空隙的多个支撑结构770。第二区部760通过第二弱化区域780另外结合到第三区部762，该弱化区域780包括空隙和跨越该空隙的多个支撑结构785。弱化区域765、780可以不反映实际弱化区域的大小。例如，出于图示目的图示的弱化区域765、780示出为具有放大的空隙。然而，该空隙的宽度可以在一些实施例中减小。
图8示出以计算设备800的示例形式的机器的图解表示，在计算设备800中，一组指令用于使得机器执行参照图1讨论的一个以上的方法。在替代实施例中，机器可以连接(例如，网接)到局域网(LAN)、内联网、外联网或因特网中的其他机器。例如，机器可以网接到诸如3D打印机或SLA装置的快速成型装置。机器可以作为客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的权限操作，或者作为点对点(或分散式)网络环境中的点机器操作。机器可以作为个人计算机(PC)、平板计算机、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、网页设备、服务器、网络路由器、交换机或网桥、或能够执行指定由机器采取的操作的一组(连续的或其他)指令的任何机器。而且，虽然仅示出单个机器，但是术语“机器”也被采用为包括机器(例如，计算机)的任何集合，其单独地或共同地执行一组(或多组)指令来执行本文中讨论的任意一个以上的方法。
示例的计算设备800包括经由总线808彼此通信的处理设备802、主存储器804(例如，只读存储器(ROM)、闪存、诸如同步DRAM(SDRAM)的动态随机存取存储器(DRAM)等)、静态存储器806(例如，闪存、静态随机存取存储器(SRAM)等)、和辅助存储器(例如，数据储存设备828)。
处理设备802代表一个以上诸如微型处理器、中央处理单元等的通用处理器。更具体地，处理设备802可以是复杂指令集计算(CISC)微型处理器、精简指令集计算(RISC)微型处理器、超长指令字(VLIW)微型处理器、执行其他指令集的处理器、或执行指令集的组合的处理器。处理设备802还可以是一个以上诸如特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等的特定用途的处理设备。处理设备802构造成执行用于进行本文中讨论的操作和步骤的处理逻辑(指令826)。
计算设备800可以进一步包括用于与网络864通信的网络接口设备822。计算设备800还可以包括视频显示单元810(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、字母数字输入设备812(例如，键盘)、光标控制设备814(例如，鼠标)和信号生成设备820(例如，扬声器)。
数据储存设备828可以包括机器可读储存介质(或者更具体地，非暂时性计算机可读储存介质)824，其存储实现本文讨论的一个以上的方法或功能的一组以上指令826。非暂时性储存介质是指除了载波外的存储介质。在指令826由也构成计算机可读储存介质的计算设备800、主存储器804和处理设备802执行的期间，指令826可以还完全或至少部分地存在于主存储器804内和/或处理设备802内。
计算机可读储存介质824还可以拥有存储一个以上虚拟3D模型和/或模具建模模块850，这可以进行参考图1描述的方法100中的一个以上操作。计算机可读储存介质824还可以存储包含调取模具建模模块850的方法的软件库。虽然计算机可读储存介质824在示例的实施例中示出为单个介质，但是术语“计算机可读储存介质”应当被用来包括存储一组以上指令的单个介质或多个介质(例如，集中式的或分布式的数据库，和/或相关的缓存和服务器)。术语“计算机可读储存介质”还应被用来包括任何介质，其能够存储或编码用于由机器执行的一组指令并且使得机器执行本发明的一个以上方法。术语“计算机可读储存介质”应相应地被用来包括但不限于固态存储器和光和磁介质。
应当理解，以上描述是示例性的而不是限制性的。在阅读和理解以上说明之后，许多其他的实施例将显而易见。虽然已经参考特定示例的实施例描述了本发明的实施例，但是应当认识到本发明不限于上述实施例，而是能够在附加权利要求的精神和范围内利用修改和改变而实施。因此，说明书和附图应视为示例性的意义而不是限制性的意义。因此，发明的范围应当参照附加的权利要求以及与这样的权利要求所赋予的范围等同的全部范围而确定。

Claims (20)

1.一种方法，包括
在模具上形成壳体，该模具包括可分离的特征部，其中，所述模具的所述可分离的特征部通过一个以上的弱化区域结合到所述模具的主体；
在所述一个以上的弱化区域处，将所述可分离的特征部从所述模具的所述主体分离；
从所述壳体移除所述模具的所述可分离的特征部；以及
从所述壳体单独地移除所述模具的所述主体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模具包括3D打印的模具。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模具包括用于患者的牙弓的模具，并且所述壳体包括用于使所述患者的一个以上牙齿被矫正、保持、或定位中的至少一者的正畸矫正器、正畸保持器或正畸夹板中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述壳体包括在所述模具上热成型或压力成型所述壳体。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
识别将包括在所述模具中的咬边或复杂区域中的至少一者；
确定在所述模具中相对于所述咬边或所述复杂区域中的至少一者放置所述可分离的特征部的位置；以及
形成所述模具。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述模具的形成期间形成所述一个以上的弱化区域。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：
在所述模具形成之后处理所述模具来向所述模具引入所述一个以上的弱化区域。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具的所述主体能够断裂并且包括第一区部，该第一区部通过一个以上的额外弱化区域结合到第二区部，所述方法还包括：
在所述一个以上的额外弱化区域处使所述模具的所述主体断裂，从而使得所述第一区部能够至少部分地从所述第二区部分离；
从所述壳体移除所述主体的所述第一区部；以及
从所述壳体单独地移除所述主体的所述第二区部。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可分离的特征部是保持性的，并且其中所述一个以上的弱化区域围绕所述可分离的特征部。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
形成所述主体；
单独地形成所述可分离的特征部；以及
在形成所述壳体之前，通过所述弱化区域将所述可分离的特征部固定到所述主体。
11.一种模具，包括：
主体；
可分离的特征部；以及
将所述可分离的特征部结合到所述主体的一个以上的弱化区域，其中，所述一个以上的弱化区域能够断裂，从而使得所述主体能够在壳体形成在所述模具上之后独立于所述可分离的特征部地从所述壳体移除。
12.根据权利要求11所述的模具，其中，所述模具包括3D打印的模具。
13.根据权利要求11所述的模具，其中，所述模具包括用于患者的牙弓的模具，并且所述壳体包括用于使所述患者的一个以上牙齿被矫正、保持、或定位中的至少一者的正畸矫正器、正畸保持器或正畸夹板中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的模具，其中，所述可分离的特征部是保持性的，并且其中所述一个以上的弱化区域围绕所述可分离的特征部。
15.根据权利要求11所述的模具，其中，所述主体包括：
第一区部；
第二区部；以及
将所述第一区部结合到所述第二区部的一个以上的额外弱化区域，其中，所述一个以上的额外弱化区域能够断裂，从而使得所述第一区部能够在壳体形成在所述模具上之后独立于所述第二区部地从所述壳体移除。
16.根据权利要求11所述的模具，其中，所述一个以上的弱化区域包括在所述模具中的所述主体与所述可分离的特征部之间的边界处的空隙或切口中的至少一者，该空隙或切口在所述边界处贯穿少于整个所述模具。
17.根据权利要求11所述的模具，其中，所述一个以上的弱化区域的存在不实质上影响所述壳体的最终形状。
18.根据权利要求11所述的模具，其中，所述主体和所述可分离的特征部是单个统一体的部分。
19.根据权利要求11所述的模具，其中，所述一个以上的弱化区域基于弱化几何结构、弱化构建参数或引入弱化的材料中的至少一者而实现。
20.根据权利要求11所述的模具，其中，所述一个以上的弱化区域包括将所述可分离的特征部结合到所述主体的一个以上的可断裂支撑结构。
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