CN109641385B - 适用于光固化成型的3d打印陶瓷义齿的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置，属于义齿制作技术领域，在方法中将扫描获得的牙齿数据，经数据处理获得待打印数据模型切片后的每层图像的数据，并传送给控制系统，通过控制系统控制补液动作使基料的液位高度始终维持在预设高度，基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置，补液后控制系统控制对补入液体完成搅拌，打印是采用底部投影的方式，逐次投影出每层图像的切片图形，并进行光源曝光而逐层完成固化。

Description

适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置

技术领域

本申请涉及义齿制作技术领域，特别涉及到的为一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法及装置。

背景技术

目前常见的3D打印技术有：光固化快速成型(stereolithography，简称SL)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering，SLS)、选择性激光熔融成型(SelectiveLaser Melting，SLM)、熔融沉积成型法(Fused Deposition Modeling，FDM)、三维印刷法(Three Dimensional Printing，3DP)等。光固化快速成型(Stereolithography，SL)和基于DLP(Digital Light Procession)光固化投影的3D打印技术都是立体光固化成型技术。

立体光固化成型法(包含激光光固化和DLP光固化，后统称为光固化)具有以下优势：(1)尺寸精度高，公差范围在±0.03mm～±0.1mm内；(2)优良的表面质量，跟FDM等其他3D成型技术相比表面质量好；(3)可以制作结构复杂的模型和尺寸比较精细模型；(4)可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。立体光固化成型材料一般是光固化树脂，与其他固化材料相比，光固化树脂具有：固化速度快、不需要加热、节省能量等优点。

DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI(美国德州仪器)公司开发的数字微镜元件——DMD(Digital Micromirror Device)来完成可视数字信息显示的技术。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片(DMD)来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。基于DLP投影的3D打印技术，即通常所说的面曝光3D打印技术。具体来说，是采用液态光敏树脂为材料，使用特定波长的光源，利用DLP技术投影出相应图案，对液态光敏树脂进行选择性固化，实现打印。DLP技术，一般为静态DLP投影技术，即DLP投影固定在基座上，DLP投影仪并不移动，在每层曝光时，投影出相应的图像，保持相应的曝光时间，完成每层的固化。

陶瓷的制备，有着悠久且成熟的传统工艺，与时俱进，新成型技术的出现使得陶瓷生产和制造紧跟着科技的发展而创新。3D打印技术的出现给陶瓷的制备提供了一种新的成型思路，使得制备过程由原来的减材制作变成了增材制作，改变了陶瓷生产制备需要模具和机加工等切削设备来生产的传统成型工艺。3D打印技术中，SL和DLP成型精度高、表面质量佳，但适用其打印的材料有限，主要以光敏树脂为主。

义齿制造的背景：佩戴假牙的目的就是在恢复患者咀嚼功能的同时也改善口腔牙齿美观度。传统义齿的制作流程有：(1)用硅胶做预模，做出来的东西叫托盘，相当于将硅胶按在口中的义齿进行成型，利用硅胶采集义齿的形状；(2)模型制作，一种情况是灌石膏进托盘，2小时较为稳定后切割、分割线，并针对要做的特定义齿进行修复，石膏模型一般24小时稳定；选用义齿的底座，有塑料底座和石膏底座两种较多，塑料底座更好，因为石膏底座热膨胀、收缩的过程，故有一定的变形影响，选用石膏种类时，要选择相对热膨胀系数小的石膏；另一种情况是直接扫描托盘，并利用电脑建立三维数据，并最后直接打印模型；(3)针对修补的义齿，需将石膏牙龈去掉，留下颈缘线；对于需要处理的义齿，根据医生的不同，一般会去掉牙龈或龈下1mm左右的部分，颈元线要求能打印清晰出来；(4)基台，一般采用切削加工金属或氧化锆基台；(5)制作牙冠，一般采用CNC机床，利用多轴数控机床的切削加工；牙冠上色是不可缺少的，用陶瓷粉(带颜色的多种配)上到牙冠后，烧结固化，二次到三次不等。

可见传统的义齿加工采用的是CNC切削方法(减材制造)，义齿制作流程比较复杂，材料利用不充分，存在较多的边角料，材料耗用较多。传统的包埋铸造方法制作义齿，制造精度更低，生产效率低，加工的义齿与患者匹配度较差。

此外，还存在另一种是临时牙冠的制作方法，该方法中制作者，按照可能的尺寸，制作各种各样不同的临时牙冠。就像鞋店卖鞋的会有适应不同人群的尺码一样。病人需要临时牙冠时，从这些标模中进行一一试戴，选取适合尺寸的临时牙冠。其缺点是临时牙冠批量生产，未定制化，尺寸上无法做到高精度，针对个性化病人时，匹配度不好，只适合短期半年内使用。

发明内容

针对目前义齿制作过程中存在的不足，本申请的目的在于提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置，来解决目前义齿制作过程中存在的制作流程复杂、制作效率低、耗材多以及制作精度差、匹配性差的问题。

为此，本申请在第一方面提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，由控制系统执行，具体包括以下步骤：获取牙齿3D模型中分层图像数据所对应的切片图形；其中，所述3D模型是基于预先扫描获得的牙齿数据转换而确定的，所述分层图像数据是预先通过数据处理方式将牙齿3D模型切片后得到的；打印前，将包含基料的液体液位补充至预设高度并予以搅拌，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；采用底部投影的方式逐次投影所述切片图形以逐层完成固化；其中，在每层打印前判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述液体进行搅拌。

本申请在第二方面提供一种牙齿打印方法，应用于基于底面光固化技术进行逐层打印的3D打印设备，包括：采用底部投影的方式向树脂槽底投影切片图形，以固化树脂槽内对应图形区域的液体；其中，所述切片图形是基于所获取的牙齿3D模型中的分层图像数据得到的；所述液体包含基料、或经预先配比的基料与色剂的混合液；控制用于打印的工作平台调整打印位置；重复投影及调整的步骤以打印出对应所述牙齿3D模型的义齿的3D打印件；在逐层打印过程中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液；以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述树脂槽内的液体进行搅拌。

在所述第二方面中的某些实施方式中，所述基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比向树脂槽内进行补液的方式包括：基于检测所述树脂槽内的液位高度，确定树脂槽中剩余的基料与色剂的量；按照对应待投影切片图形的基料与色剂配比，向所述树脂槽中补充基料和/或色剂。

本申请在第三方面提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置，包括固定机架和安装在固定机架上用于盛放液体的树脂槽、完成投影固化的光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置、工作平台及控制系统；光源投影系统位于树脂槽的下方，搅拌机构的搅拌部探入树脂槽的槽腔，补液装置的出液口连通至树脂槽，所述工作平台安装在Z轴升降系统上能够沿Z轴升降移动；在树脂槽内设置液位传感器，补液装置的出液口设置电磁阀门或驱动泵；液位传感器、电磁阀门或驱动泵、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置均分别与控制系统相连；其中，所述树脂槽用于盛放包含基料的液体；所述光源投影系统用于采用底部投影的方式逐次投影切片图形；其中，所述切片图形是对应于牙齿3D模型中的分层图像数据，所述3D模型是基于预先扫描获得的牙齿数据转换而确定的，所述分层图像数据是预先通过数据处理方式将牙齿3D模型切片后得到的；所述Z轴升降系统用带动所述工作平台调整打印位置；所述搅拌机构用于搅拌树脂槽中的液体；所述补液装置盛放基料和色剂，用于向所述树脂槽中进行补液；所述控制系统用于获取所述牙齿3D模型中各分层图像数据所对应的切片图形；打印前，将包含基料的液体液位补充至预设高度并予以搅拌，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；采用底部投影的方式逐次投影所述切片图形以逐层完成固化；其中，在每层打印前判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述液体进行搅拌；其中，所述3D模型是基于预先扫描获得的牙齿数据转换而确定的，所述分层图像数据是预先通过数据处理方式将牙齿3D模型切片后得到的。

本申请在第四方面提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置，包括固定机架和安装在固定机架上用于盛放液体的树脂槽、完成投影固化的光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置、工作平台及控制系统；光源投影系统位于树脂槽的下方，Z轴升降系统设置在树脂槽的后侧，搅拌机构设置在树脂槽的左侧，搅拌机构的搅拌部探入树脂槽的槽腔，补液装置的出液口连通至树脂槽，所述工作平台安装在Z轴升降系统上能够沿Z轴升降移动；在树脂槽内设置液位传感器，补液装置的出液口设置电磁阀门或驱动泵；液位传感器、电磁阀门或驱动泵、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置均分别与控制系统相连；其中，所述树脂槽用于盛放包含基料的液体；所述光源投影系统用于采用底部投影的方式向树脂槽底投影切片图形，以固化树脂槽内对应图形区域的液体；其中，所述切片图形是基于所获取的牙齿3D模型中的分层图像数据得到的；所述液体包含基料、或经预先配比的基料与色剂的混合液；所述Z轴升降系统用带动所述工作平台调整打印位置；所述搅拌机构用于搅拌树脂槽中的液体；所述补液装置盛放基料和色剂，用于向所述树脂槽中进行补液；所述控制系统用于控制光源投影系统和Z轴升降系统重复投影及调整过程以打印出对应所述牙齿3D模型的义齿的3D打印件，以及在逐层打印过程中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液；以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述树脂槽内的液体进行搅拌。

如上所述本申请涉及到的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，具有以下有益效果：打印成型过程无需大量基料，只需要少量补充基料即可进行打印，只需要基料能铺平工作平台所对应的XY空间即可开始打印；能够做到精细分层，可以实现最小分层厚度10微米甚至更小的层厚分级，保证了打印义齿的精度；添加有陶瓷粉的树脂粘度很大，在底部投影方式下液体受到自身重力作用，对于采用低、中粘度的树脂混合形成的基料可以自然流平，对于采用高粘度的树脂混合形成的基料，借助搅拌机构的搅拌作用也可以保证树脂槽底部液体流平，实现正常打印；为了保证所得义齿强度，液体基料将光敏树脂与微小颗粒的陶瓷粉按一定配比混合，直接实现3D打印陶瓷牙。

如上所述本申请涉及到的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置，具有以下有益效果：使得义齿加工具有业化装置，独有的搅拌机构，能实现高粘度基料材料的充分混合，且保证混合均匀，避免树脂槽的底部形成材料沉淀；独有的色剂配置功能，通过色剂与基料的搭配比例，能够调配混合所得液体材料的颜色，实现带个性化颜色的义齿加工，搅拌机构能够保证调色的均匀；能够对树脂槽液位的高度实时监控调节，保证打印成型过程的顺利进行，提高了自动化控制效率。

通过本申请所涉及之方法及装置获得义齿的过程，和传统的义齿加工采用CNC切削方法相比，该方法为增材制造方式，材料利用充分，基本不存在边角料，节省材料，与三维扫描技术结合后简化义齿制作流程，实现数字化齿科制作，与传统的包埋铸造方法制作义齿相比，所得义齿的精度更高，制作效率更高，引入色剂调配过程后可以实现个性化义齿的批量加工，大大提高个性化义齿加工的生产效率；在定制化义齿加工上，结合三维扫描技术，缩短义齿加工周期，可以实现颜色的调配，甚至可以省掉传统的手工上瓷的环节，保证义齿颜色与自然牙齿的相近度；结合数字化齿科，避免使用传统石膏模，经过该3D打印加工的义齿，可以实现与患者更高的匹配度，对打印出来的义齿，进行二次固化处理来保证固化充分，进行等静压处理来保证陶瓷材料的致密度，从而全面保证所得义齿的强度。

附图说明

图1为本申请打印制备义齿的流程框图；

图2为本申请所涉及之打印陶瓷义齿的装置的机构示意图。

图中标号为：1固定机架，2树脂槽，3工作平台，4光源投影系统，51电机一，52垂直传动机构，61电机二，62搅拌刮板，7补液装置

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

以图2视图定义X、Y、Z三轴，X、Y、Z三轴在三维空间相互垂直，其中XY方向指水平面方向，Z轴沿垂直方向，X轴为左右方向，Y轴为前后方向。

为了能够使用3D打印设备制作义齿，首先需获取包含患者缺失牙齿的牙齿3D模型数据。首先，通过三维扫描获取病人牙齿的数据，根据扫描的牙齿数据，分析病人牙齿的状况，通过牙科设计软件设计义齿的形状得到牙齿的3D模型。接着，通过数据处理方式将所得到的牙齿的3D模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分，其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由所述牙齿的3D模型的轮廓勾勒出片后的每层图像数据(即分层图像数据)，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的且轮廓线所对应的图形称为切片图形。根据3D打印设备所使用的光源投影系统的类型，所述切片图形可由图像数据或用于构建扫描路径矢量的坐标数据所描述。例如，所述光源投影系统为基于面曝光的投影系统，如包含DMD芯片和投影光源的投影系统，则所述切片图形由包含像素点的图像数据描述。又如，所述光源投影系统为基于扫描的投影系统，如包含激光源和扫描振镜的投影系统，则所述切片图形由光斑扫描路径上的坐标数据描述，其中，所述光斑扫描路径用于勾勒切片图形轮廓和填充切片图形主体而设置。

在某些实施方式中，为了满足义齿的颜色需求，在所述数据处理阶段，还对应切片图形、对应分层图像、或对应分层层数等分层参数而设置颜色要求，即基料与色剂配比。所设置的基料与色剂配比可以逐层设置，以提供渐变的颜色要求。在一些实施方式中，渐变的颜色要求可每隔N层设置一种，其中，N为自然数，N也并非一定是固定值。接着，将包含所获得的所述牙齿的3D模型切片后的各层切片图形导入到3D打印设备中。

基于上述数据处理后，本申请提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法。所述方法主要由3D打印设备的控制系统来执行。其中，所述控制系统包括但不限于：工控机、基于嵌入式操作系统的电子设备、计算机设备等。所述控制系统通过数据线连接3D打印设备中的光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置、阀门或驱动泵、液位传感器等等，通过执行以下步骤对光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置和阀门等进行时序控制，以制造对应所述牙齿的3D模型的义齿3D打印件。

在步骤(1)中，获取牙齿3D模型中分层图像数据所对应的切片图形。在此，所述控制系统在获取包含牙齿的3D模型的各分层图像时即得到对应各分层图像的切片图形，其为相应分层图像所在3D模型的横截面轮廓图形。其中，所述控制系统获取牙齿的3D模型的各分层图像的方式可以由人工导入，或利用互联网下载至控制系统。

与步骤(1)同时或不分先后顺序地还执行步骤(2)，即打印前，将包含基料的液体液位补充至预设高度并予以搅拌，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置。

具体地，为实现制造义齿的3D打印件的个性化设计要求，在树脂槽内盛放的液体的所述液位高度应为满足打印要求的最小液位高度。因此，在打印前需检测树脂槽内液体的液位高度是否达到了预设高度(即最小液位高度)。在打印前，技术人员可采用人工方式检测或由控制系统利用液位传感器检测树脂槽内液体的液位高度。其中，所述液体包含基料、或者还包含色剂。其中，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置。所述色剂用于配合制造带有颜色要求的义齿3D打印件可在打印前被添加到树脂槽中。显然，在打印前是否添加色剂与打印件的颜色要求有关，例如，若牙齿的3D模型中初始一层或多层标记了基料和色剂配比，则在补液期间调整色剂和基料的配比，反之，则仅将基料补充到预设高度即可。

事实上，所述控制系统可通过液位传感器先对当前液位高度进行检测，若检测到树脂槽中的液位高度达到了预设高度，则可不执行步骤(2)而直接执行步骤(3)；反之，将包含基料的液体液位补充至预设高度。

在此，本领域技术人员应该理解，当被补充到树脂槽的混合液与树脂槽内剩余的混合液组份一致，则无需进行搅拌。或者，所述控制系统根据预设的搅拌动作启动条件对树脂槽内的混合液进行搅拌。在完成打印前的准备工作后，控制系统可基于所接收的打印指令或通打印前的检测数据开始执行打印过程，即重复执行下述步骤(3)和(4)以打印出对应牙齿3D模型的义齿3D打印件。

在步骤(3)中，采用底部投影的方式投影所述切片图形。具体地，控制系统按照打印顺序将切片图形提供给光源投影系统，由光源投影系统将切片图形投射到树脂槽底面，使得位于树脂槽底面和工作平台之间的液体固化。在某些实施方式中，所述光源投影系统为基于面曝光的投影系统，则所投影的切片图形为由像素描述的图像，对应的所述光源投影系统将所述切片图形整体投射到树脂槽底部。在另一些实施方式中，所述光源投影系统为基于光斑扫描的投影系统，则所投影的切片图形为由坐标数据描述的图像，对应的所述光源投影系统根据所述切片图形中的坐标数据生成扫描路径矢量并在树脂槽底部二维平面内进行扫描。

在步骤(4)中，控制用于打印的工作平台调整打印位置。对于基于底面曝光的3D打印设备来说，控制系统在每次投影切片图形后，控制Z轴升降系统向上移动以将固化层从树脂槽底面剥离，再控制Z轴升降系统向下移动使得被剥离的固化层与树脂槽底面相距下一固化层层高，通过Z轴升降系统的移动，液体填充在相应间隙中。

在打印过程中，控制系统一方面根据树脂槽中液位传感器提供的液位高度对树脂槽中的剩余液体进行监测，当监测到液位高度低于预设高度时，确定进行补液，当监测到液位高度高于等于预设高度时，确定继续执行打印步骤。

在某些实施方式中，所述对液位高度判断的时机可在每层打印结束时进行。具体地，在执行完步骤(4)后，执行步骤(5)：基于液位高度判断是否进行补液，若是，则执行步骤(6)，反之返回步骤(3)执行下一层切片图形的投影过程。例如，所述控制系统在每层打印前将液位传感器所提供的液位高度数据与预设高度相比较，若液位高度数据大于预设高度，则执行步骤(3)，反之，则执行步骤(6)。

在步骤(6)中，补液直至树脂槽中的液位高度高于所述预设高度。具体地，所述控制系统控制打开补液装置出液口，如打开出液口处的阀门或通过驱动泵抽取以便于让补充的液体流入树脂槽，当补液后的液位高度高于预设高度时，再控制关闭补液装置出液口，如关闭相应阀门或关闭驱动泵。在此，所述控制系统所补充的液体可以是基料和/或色剂。例如，若牙齿的3D模型中无基料和色剂配比，或当前待打印层的基料和色剂配比无变化，则控制系统控制补液装置所补充的液体与树脂槽内剩余液体成份一致。在补液完成后返回步骤(3)继续执行下一层切片图形的投影步骤，直至打印完毕。

在另一些实施方式中，所述控制系统可包含单独监测液位高度的监测模块和单独的打印模块，所述监测模块对液位传感器所提供的液位高度进行监测，所述打印模块控制光源投影系统和Z轴升降系统执行逐层打印。当所述监测模块检测到液位高度低于预设高度时，向控制系统的打印模块传递一中断打印的指令，所述打印模块在进行下一层打印前执行前述步骤(6)的补液操作。

由于基料是光敏树脂和陶瓷粉的混合液，故而陶瓷粉在打印期间会出现逐渐沉积的情况，因此，在打印过程中，所述控制系统还执行步骤(7)：根据预设的搅拌动作启动条件对所述液体进行搅拌。

在此，所述搅拌动作启动条件包括但不限于：1)按搅拌间隔启动搅拌动作。具体地，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间设定搅拌间隔时间，并在每次搅拌间隔时间达到时启动搅拌动作。例如，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间T1，预设一个搅拌间隔时间T2，其中T1>T2(T1和T2均为时间段而不是时间点)，在前一次搅拌完成后，经过T2的时长间隔则进行下一次搅拌。2)基于补液操作设置搅拌启动条件。具体地，一方面，所述搅拌启动条件可设置为在每次补液操作完成和下次投影之间，对树脂槽中的液体进行搅拌。另一方面，所述搅拌启动条件可依据基于补液操作而调整，比如，基于补液操作重新计时搅拌间隔时间并按照搅拌间隔时间控制搅拌动作的执行。例如，在打印义齿具有颜色要求时，根据基料与色剂的混合液色度是否符合当前层的色度要求，判断是否需要进行搅拌，而且在此种情况下上述的判断方式仍然存在，即计算T2时长的起算点，包括因色度不符而进行搅拌的动作，例如在前一次搅拌后，经历T3时长(T2>T3)，因色度不符而进行了一次搅拌动作，则T2时长的判断需要在T3时长后进行的这次搅拌动作重新计算。

需要说明的是，打印动作和搅拌动作互为对方的启动阻止条件，即：在满足预设的搅拌动作启动条件时，如果在进行打印动作，则搅拌动作被阻止，需等待该次打印动作完成后，才进行搅拌动作，即搅拌动作的执行被延后。同样地，在进行搅拌动作时，即便输入打印指令，打印动作也不会执行。

在此，所述控制系统通过控制搅拌机构和Z轴升降系统对树脂槽内液体进行搅拌。具体地，所述控制系统控制Z轴升降系统带动工作平台和附着在工件平台上的打印件上升至至少高于搅拌机构的高度，并悬停，再控制搅拌机构进行搅拌；在搅拌完成后，控制Z轴升降系统下降至打印件与树脂槽底面相隔一层固化层厚度的距离，以便执行下一层投影。

需要说明的是，当同时符合步骤(6)和(7)的执行条件时一种更节约时间的方式可以同时执行步骤(6)和(7)。在此不再详述。

控制系统通过执行上述各步骤完成一义齿的3D打印件的打印过程，在打印完成后，为提高所得义齿的强度，技术人员还需对3D打印件进行了二次固化处理来保证固化充分，进行了烧结—等静压处理来保证陶瓷材料的致密度。

事实上，对于患者来说，更希望所安装的义齿与自己的牙齿在颜色上较无色差，故而，本申请在打印过程中还对3D模型中设置的颜色要求进行解析，并控制3D打印设备基于颜色要求调整树脂槽中的液体配比，以打印出符合颜色要求的义齿3D打印件。

具体地，在打印期间，与步骤(5)无必然时序关系地，所述控制系统还执行步骤(8)：比较待投影切片图形所对应的基料与色剂配比P1与树脂槽内的基料与色剂配比P2是否相符，若是，则可执行步骤(5)、或执行步骤(3)以继续打印；若否，则执行步骤(9)。

其中，为了确定配比P2，所述控制系统具有树脂槽内初始液体混合配比P0。例如，初始液体配比中基料与色剂的配比比例为a:b质量比。所述控制系统在单纯基于液位补液时，所补充的混合液可按照初始配比P0进行补液控制，且在未改变树脂槽内配比的情况下进行补液时，P0＝P2。

在步骤(9)中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液。

具体地，所述控制系统基于检测所述树脂槽内的液位高度，确定树脂槽中剩余的基料与色剂的量，按照对应待投影切片图形的基料与色剂配比，向所述树脂槽中补充基料和/或色剂。

在此，所述控制系统将每次补液后的液位高度h0作为调整配比的参数之一。当控制系统判断配比P1与P2不符时，检测当前树脂槽中的液位高度h1，并根据确定液位高度差(h0-h1)、树脂槽中当前基料与色剂的配比P2分别确定树脂槽内基料和色剂的质量。控制系统可根据配比P1确定待补充至树脂槽中的基料和/或色剂的量(可以是质量、或基于补液装置出液口单位时间流出的质量而计算的流量)，并控制补液装置进行对应补液。例如，两个配比不一致且对比后得知色度应该减弱，那么此时所述控制系统根据接收反馈来的当前树脂槽内基料与色剂混合液的液位高度，计算出当前树脂槽内混合液中基料与色剂的质量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，计算出需要补入多少基料才能够稀释当前树脂槽内的混合液，使基料和色剂达到待打印层要求的配比，从而控制完成所述基料的补入量。反之，若对比后得知色度应该加强，那么所述控制系统会对比计算待加入色剂的量，并控制完成补入动作。在基料和色剂的出液口，分别设置了流量传感器，所以控制系统能够分别精确控制二者的补入量。

需要说明的是，本领域技术人员应该理解，基于液位高度的补液操作和基于配比的补液操作可同时进行，如在补液时根据待打印层的颜色要求进行补充液体并使树脂槽中的液体达到预设高度。即，当制作的义齿有颜色要求时，在所述补液时还补入色剂，使所述基料与所述色剂的混合液的液位高度达到预设高度；补入的所述基料与所述色剂的比例为预设配比。

上述步骤(8)可在每层打印前执行。例如，在每层打印前，将待打印层的色度要求所对应的基料与色剂配比与当前基料与色剂的混合配比进行比较；如两个配比不一致，根据接收到的当前基料与色剂混合液的液位高度，计算出当前混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，控制所述基料和/或色剂的补入量。

或者，控制系统根据牙齿的3D模型中设置的每隔N层的颜色要求，在打印至相应颜色要求变化的层时执行上述步骤(8)。例如，所述控制系统在解析了颜色要求与层对应关系后，对同一颜色要求的层进行计数，以便当达到相应层数时执行步骤(8)。

为了按照3D模型中的颜色要求调整树脂槽中基料与色剂的配比，所述补料装置中可单独盛放基料和色剂。单独盛放液体的腔可单独将相应液体送入树脂槽；或各腔的出液口均与公共出液口相连，并通过公共出液口将相应液体补充到树脂槽。控制系统在补液过程中，按照预设配比分别控制所述基料与所述色剂的补入量。例如，补料装置提供两个单独盛放基料和色剂的容器，且每个腔的出液口设置一阀门。当控制系统执行补液操作时，按照所确定的补入量单独控制对应基料的阀门和/或对应色剂的阀门的通断时间。又如，补液装置的容腔分为基料腔和色剂腔；根据树脂槽内基料的量，将色剂按一定比例进行添加后，如达不到预设液体的高度，则基料和色剂会按照配比要求同时补充加入到树脂槽内，直至预设的液位高度；在此种情况下，补液装置对应在基料腔和色剂腔下端出液口设置有流量传感器，以实现对基料和色剂排送量的监控调节；颜色可以由色剂的添加来控制，通过控制色剂添加的量以及光固化打印用的基料添加的量，控制基料以及色剂的比例即可以控制陶瓷牙的颜色。优点是颜色可定制化配置，缺点是一致性差，控制相对困难。

所述补料装置中还可以包含盛放混合液体的混合容器，将基料和色剂按预设配比盛放在该混合容器中，在由控制系统在补液过程中，将所述基料与色剂按预设配比混合后再以混合液的形式添加到树脂槽中。例如，所述控制系统事先控制补料装置进行光敏树脂、陶瓷粉、色剂等的比例配置，配制出颜色不同的材料配方，将调制好颜色的材料直接进行补液。优点是一致性好，缺点是同一批次不能改变颜色。

在执行步骤(9)的同时或执行(9)之后，所述方法还包括步骤(10)。

在步骤(10)中，对所述树脂槽内的液体进行搅拌。显然，当所补充的混合液配比与树脂槽中剩余配比不同时，为了确保3D打印件的颜色，需在补液的同时或补液后进行搅拌。本步骤所执行的搅拌控制过程与步骤(7)的搅拌控制过程相同或相似，在此不再详述。

在另一些实施方式中，无论在执行(6)、(7)、(9)、(10)中任一或多个步骤后，或者在执行步骤(3)之前，所述方法还包括：步骤(11)，即在投影出切片图形前，执行等待预设时间以确保液体表面流平的步骤。例如，在搅拌完且等待预设时间后，采用底部投影方式投影出当前层图像数据所对应的切片图形，并且进行曝光固化。在此，对于底面曝光的打印设备来说，增加等待步骤不仅能确保液体表面流平，还能确保槽底充分补入液体。

需要说明的是，上述各实施方式中所提到的搅拌、补液和等待预设时间的步骤可在一层固化前执行一次或多次。其中，执行一次能具有较高的打印效率，而执行多次可确保补液精度和搅拌均匀。故而，所述等待预设时间(以下称等待时间)至少可以区分为等待时间t1和等待时间t2(t1>t2)。例如，补液后若不需要搅拌，则在补液后间隔一个等待时间t1；若不需要补液，同时又不需要搅拌的情况下，则即时间隔一个等待时间t2，而且可以使t2＝0秒；补液后或不需要补液的情况下若需要搅拌，则在搅拌后间隔一个等待时间t1。

基于上述打印过程的描述，本申请提供的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法的一个具体工作过程举例如下：

首先，通过三维扫描获取病人牙齿的数据，根据扫描的牙齿数据，分析病人牙齿的状况，通过牙科设计软件设计义齿的形状，获取义齿的3D模型；然后根据获取的义齿的3D模型，考虑要求的义齿颜色特征，将光敏树脂、陶瓷粉、色剂按比例配置成混合液体(光敏树脂和陶瓷粉按比例配置成基料)，进行3D打印陶瓷牙；最后将打印出来的陶瓷牙进行烧结—等静压处理等，提高义齿强度，制得的陶瓷牙最终用于病人口中时通过齿科专用的胶水固定在基台上。

下面介绍本申请所提供的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，在获取义齿的3D模型后至完成3D打印陶瓷义齿的过程中存在的详细步骤为：

1)将扫描获得的牙齿数据转换为待打印的牙齿3D模型，通过数据处理方式获得待打印的牙齿3D模型切片后的每层图像数据，并且将切片后的每层图像数据传送给控制系统；根据具体情况，前述处理获得的数据信息中可以包含待制作义齿的颜色信息；

2)补液/调色过程，首先调整补液装置(补液装置包括设在树脂槽内的液位传感器，液位传感器连接控制系统)，使树脂槽内基料的液位高度达到预设高度，若制作义齿有颜色要求，则所调节的液位高度为基料与色剂混合后所得混合液的液位高度；所述控制系统根据液位高度检测反馈系统反馈的液位信号，判断是否需要继续进行补液，来保证树脂槽内基料的液位高度达到所述预设高度。若制作义齿有颜色要求，补液过程中控制流入树脂槽内基料与色剂的比例为预设配比；控制系统控制调节的液位的预设高度为所述基料与所述色剂按照配比混合后混合液的液位高度。

每层打印前，所述控制系统根据预设的搅拌条件来判断是否对树脂槽内的液体进行搅拌并且控制进行搅拌。

3)陶瓷义齿打印，采用底部投影的方式逐次投影出所述每层图像数据所对应的切片图形，并且进行光源曝光，逐层完成固化，并且在每层打印前，所述控制系统根据液位高度检测反馈系统反馈的液位信号，判断是否需要进行补液，来保证树脂槽内基料的液位高度维持在所述预设高度。若制作义齿有颜色要求，补液过程中控制流入树脂槽内基料与色剂的比例为预设配比；每层打印前，控制系统控制调节的液位的预设高度为所述基料与所述色剂按照配比混合后混合液的液位高度。以及在每层打印前，所述控制系统根据预设的搅拌条件来判断是否对树脂槽内的液体进行搅拌并且控制进行搅拌。

打印过程中预设的搅拌动作启动条件，可以为下述两种情况，但不受下述两种情况的限制：其一，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间T1，预设一个搅拌间隔时间T2，其中T1>T2(T1和T2均为时间段而不是时间点)，在前一次搅拌完成后，经过T2的时长间隔则进行下一次搅拌；其二，在打印义齿具有颜色要求时，根据基料与色剂的混合液色度是否符合当前层的色度要求，判断是否需要进行搅拌，而且在此种情况下上述的判断方式仍然存在，即计算T2时长的起算点，包括因色度不符而进行搅拌的动作，例如在前一次搅拌后，经历T3时长(T2>T3)，因色度不符而进行了一次搅拌动作，则T2时长的判断需要在T3时长后进行的这次搅拌动作重新计算。打印过程中打印动作和搅拌动作互为对方的启动阻止条件。

前述“打印动作和搅拌动作互为对方的启动阻止条件”，理解为：在满足预设的搅拌动作启动条件时，如果在进行打印动作，则搅拌动作被阻止，需等待该次打印动作完成后，才进行搅拌动作，即搅拌动作的执行被延后。同样地，在进行搅拌动作时，即便输入打印指令，打印动作也不会执行。

上述打印陶瓷义齿的方法有益效果为：打印成型过程无需大量基料，只需要少量补充基料即可进行打印，只需要基料能铺平工作平台所对应的XY空间即可开始打印；能够做到精细分层，可以实现最小分层厚度10微米甚至更小的层厚分级，保证了打印义齿的精度；添加有陶瓷粉的树脂粘度很大，在底部投影方式下液体受到自身重力作用，对于采用低、中粘度的树脂混合形成的基料可以自然流平，对于采用高粘度的树脂混合形成的基料，借助搅拌机构的搅拌作用也可以保证树脂槽底部液体流平，实现正常打印；为了保证所得义齿强度，液体基料将光敏树脂与微小颗粒的陶瓷粉按一定配比混合，直接实现3D打印陶瓷牙。

总之，上述方法使得义齿制作流程简化、制作效率提高，使用的耗材减少，制作义齿的精度显著提高、匹配性更好。

以制作义齿有颜色要求为例详述控制并调整补液的过程：

液位高度检测反馈系统实时检测树脂槽内的液位高度，并且将液位高度反馈给控制系统；控制系统根据获取的液位高度数据作出判断，是否需要往树脂槽内添加液体，如果判断需要，控制系统向补液装置发送添加液体的指令，使补液装置的出液口打开开始补液，直到液位高度检测反馈系统检测到液位高度达到设定高度后停止补液。

在对制得义齿有颜色要求情况下，调色分为两种情形：即

A、根据检测到的树脂槽内的基料的量，将色剂按一定比例进行添加补充并均匀混合，这种情况下补液装置的容腔分为基料腔和色剂腔；根据树脂槽内基料的量，将色剂按一定比例进行添加后，如达不到预设液体的高度，则基料和色剂会按照配比要求同时补充加入到树脂槽内，直至预设的液位高度；在此种情况下，补液装置对应在基料腔和色剂腔下端出液口设置有流量传感器，以实现对基料和色剂排送量的监控调节；

B、预先将基料与色剂先按一定比例配置好并混合充分之后装入补液装置的容腔内，以混合液的形式送入树脂槽内；

在上述A情况下，颜色可以由色剂的添加来控制，通过控制色剂添加的量以及光固化打印用的基料添加的量，控制基料以及色剂的比例即可以控制陶瓷牙的颜色。优点是颜色可定制化配置，缺点是一致性差，控制相对困难。在上述B情况下，事先进行光敏树脂、陶瓷粉、色剂等的比例配置，配制出颜色不同的材料配方，将调制好颜色的材料直接进行补液。优点是一致性好，缺点是同一批次不能改变颜色。

打印前，完成补液后，搅拌机构对树脂槽的混合液体进行搅拌，防止树脂槽底部形成沉淀以及确保混合液混合的均匀；搅拌完毕后，搅拌机构位置归零(即回到初始位置)。

打印过程，以制作义齿有颜色要求为例详述打印过程。

如图1所示，在陶瓷义齿打印中，打印具体包括以下步骤：

i)当前层打印前，所述控制系统判断是否需要补液，若需要补液，则进行补液，补液完毕后进入步骤ii)；若不需要补液，则直接进入步骤ii)；

ii)所述控制系统判断是否需要对液体进行搅拌，若需要搅拌，则控制用于打印的工作平台向上运动以错开搅拌机构(给接下来搅拌机构的运动让出空间)，控制搅拌机构对液体进行充分搅拌，搅拌完毕后，搅拌机构回到初始位置(搅拌机构位置回零)，工作平台回到当前层的打印位置(工作平台位置回零)；若不需要搅拌，则直接驱动工作平台运动，使工作平台到达当前层的打印位置；

iii)等待预设时间后，采用底部投影方式投影出当前层图像数据所对应的切片图形，并且进行曝光固化；

iv)判断后续是否还有待打印的切片图形，若存在待打印的切片图形，则工作平台垂直上升一个层厚的高度后，然后重复上述i)至iii)步骤，逐层进行打印；若不存在待打印的切片图形，则打印结束，完成陶瓷义齿的加工。

在最终形成义齿的三维实体后，控制系统驱动工作平台和树脂槽作相对背离运动，使整个三维实体脱离树脂槽液面。

打印过程中判断是否需要搅拌的依据为：其一，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间T1，预设一个搅拌间隔时间T2，其中T1>T2(T1和T2均为时间段而不是时间点)，在前一次搅拌完成后，经过T2的时长间隔则进行下一次搅拌；其二，打印的义齿具有颜色要求，根据基料与色剂的混合液色度是否符合当前层的色度要求，判断是否需要进行搅拌，而且在此种情况下上述的判断方式仍然存在，即计算T2时长的起算点，包括因色度不符而进行搅拌的动作，例如在前一次搅拌后，经历T3时长(T2>T3)，因色度不符而进行了一次搅拌动作，则T2时长的判断需要在T3时长后进行的这次搅拌动作重新计算。

所述等待预设时间(等待预设时间以下称等待时间)：等待时间，至少可以区分为等待时间t1和等待时间t2(t1大于t2)，具体地：补液后若不需要搅拌，则在补液后间隔一个等待时间t1；若不需要补液，同时又不需要搅拌的情况下，则即时间隔一个等待时间t2，而且可以使t2＝0秒；补液后或不需要补液的情况下若需要搅拌，则在搅拌后间隔一个等待时间t1。

图1中的“工作平台和搅拌机构位置回零”是指搅拌机构回到动作前的初始位置，工作平台回到待打印的当前层位置。

在待打印的3D义齿由颜色要求，且又要求个性化设计时，如要求打印出的义齿能够有分层颜色，比如根部比较黄，牙尖更白的情形，便需要调控基料与色剂的配比的变化。此时，一种情况下，可以按照最深颜色将基料与色剂混合成混合液，统一添加至树脂槽中，随着打印的进度不断向补液装置的容腔(此时为一个容腔)加入基料，此时每进行一次补液便需要搅拌一次，换言之，便是补液动作的有无为判断搅拌是否进行的一种条件，如果进行了补液则后面便会进行搅拌；另一种情况下，补液装置的容腔被分成基料腔和色剂腔，随着打印的进度分别添加基料或者色剂到树脂槽内，而不断调整基料和色剂(色粉)的配比来控制混合液颜色的浓淡，比如在打印过程中需要加深颜色的时候，可以通过单独添加色剂来提高色剂的比例，加深颜色，需要减淡颜色的时候，可以单独添加基料来稀释，此时每进行一次补入基料或色剂的动作便需要搅拌一次。

为实现上述的个性化设计要求，前述之控制所述基料与色剂的混合液的液位所对应的预设高度应为满足打印要求的最小液位高度。此时，在每层打印前，所述控制系统将待打印层的色度要求所对应的基料与色剂配比(前期数据处理获得)，与当前树脂槽内剩余的基料与色剂的混合配比进行比较(该配比对应的是已打印层色度要求对应下的基料与色剂配比，也是在前期数据处理时获得，控制系统直接调取便可)；如两个配比不一致，所述控制系统根据接收反馈来的当前基料与色剂混合液液位高度，计算出当前混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，控制所述基料或者色剂的补入量。详述之，即：

两个配比不一致且对比后得知色度应该减弱，那么此时所述控制系统根据接收反馈来的当前树脂槽内基料与色剂混合液液位高度，计算出当前树脂槽内混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，计算出需要补入多少基料才能够稀释当前树脂槽内的混合液，使基料和色剂达到待打印层要求的配比，从而控制完成所述基料的补入量。反之，若对比后得知色度应该加强，那么所述控制系统会对比计算待加入色剂的量，并控制完成补入动作。在基料和色剂的出液口，分别设置了流量传感器，所以控制系统能够分别精确控制二者的补入量。

在这种齿色有变化要求的情况下，一般是打印N层后就需要进行一次调色的，所以存在基料与色剂同时补入和分别被补入的情形。

采用底部投影的打印方式，对基料(由树脂与陶瓷混合成)中树脂的使用量要求较少，所以在打印完结后容易清理树脂槽内残留，避免树脂在槽内固化干结，影响到打印过程中调色时需添加基料与色剂的计算准确性。

为提高所得义齿的强度，还进行了二次固化处理来保证固化充分，进行了烧结—等静压处理来保证陶瓷材料的致密度。

本申请还提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置。所述3D打印陶瓷义齿的装置获取牙齿的3D模型中各分层图像数据对应的切片图形，并通过逐层固化的方式制造对应模型的义齿的3D打印件。其中，所述3D模型及其各切片图形可通过其他设备的前期处理后导入得到的。在前期处理中，通过三维扫描获取病人牙齿的数据，根据扫描的牙齿数据，分析病人牙齿的状况，通过牙科设计软件设计义齿的形状得到牙齿的3D模型。接着，通过数据处理方式将所得到的牙齿的3D模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分，其中，在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由所述牙齿的3D模型的轮廓勾勒出片后的每层图像数据(即分层图像数据)，在所述横截面层足够薄的情况下，我们认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线是一致的且轮廓线所对应的图形称为切片图形。根据3D打印设备所使用的光源投影系统的类型，所述切片图形可由图像数据或扫描路径上的坐标数据所描述。例如，所述光源投影系统为基于面曝光的投影系统，如包含DMD芯片和投影光源的投影系统，则所述切片图形由包含像素点的图像数据描述。又如，所述光源投影系统为基于扫描的投影系统，如包含激光源和扫描振镜的投影系统，则所述切片图形由光斑扫描路径上的坐标数据描述，其中，所述光斑扫描路径用于勾勒切片图形轮廓和填充切片图形主体而设置。

在某些实施方式中，为了满足义齿的颜色需求，在所述数据处理阶段，还对应切片图形、对应分层图像、或对应分层层数等分层参数而设置颜色要求，即基料与色剂配比。所设置的基料与色剂配比可以逐层设置，以提供渐变的颜色要求。在一些实施方式中，渐变的颜色要求可每隔N层设置，其中，N为自然数，N也并非一定是固定值。接着，将包含所获得的所述牙齿的3D模型切片后的各层切片图形导入到本申请所述的3D打印陶瓷义齿的装置中。

本申请所述的3D打印陶瓷义齿的装置包括：光源投影系统、Z轴升降系统、工作平台、补液装置、搅拌机构、树脂槽和控制系统。

所述树脂槽安装在固定机架上(如图2所示)，用于盛放包含基料的液体。所述树脂槽中可在初始时(如打印前)仅盛放基料，还可以根据预设的配比盛放基料和色剂混合液。其中，所述基料为包含光敏树脂和陶瓷粉按比例配置的悬混液。其中，所述树脂槽底面透明，以便于用于固化的光透过树脂槽底面照射到液体以实现固化。在一些实施方式中，所述树脂槽中还设有液位传感器，用以检测液体的液位高度。

所述光源投影系统位于树脂槽底部并面向树脂槽投射光能量，用于采用底部投影的方式逐次投影切片图形以固化位于树脂槽底部的液体。

在此，所述光源投影系统可以是基于面曝光的投影系统。例如，所述光源投影系统包括光源、DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中暂存将由像素矩阵描述的切片图形。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后调整对应切片图形上各像素的镜面转角，使得相应像素的光能照射到树脂槽底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影切片图形就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应切片图形经过树脂槽的透明底部照射到液体上，使得对应切片图形的液体被固化，以得到图案化的固化层。

所述光源投影系统还可以是基于光斑扫描的系统。所述切片图形由光斑扫描路径上的坐标数据描述。例如，所述光源投影系统包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组。其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量。例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束。又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控地按照坐标数据所生成的路径矢量将激光束在所述树脂槽底面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的液体被固化成对应的图案固化层。

除上述各示例为，所述光源投影系统可以包含DLP(数字光处理，Digital lightprocessing)技术、LCD(液晶显示)技术、投影仪、激光结合振镜、激光结合转镜中的一个或几个的阵列中至少一种。对应地，所述光源投影系统中的投影系统可以选择为DLP投影仪、LED投影仪、LCoS投影仪、LCD投影仪、UV投影仪、激光结合振镜、激光结合转镜中的一个或几个的阵列。

所述工作平台用于附着经照射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D打印件。具体地，所述工作平台举例为构件板。所述工作平台初始时以位于树脂槽内的树脂槽底部为起始位置，逐层累积在所述打树脂槽底部上固化的各固化层，以得到相应的3D打印件。

所述Z轴升降系统与工作平台装配在一起，用带动所述工作平台调整打印位置。当所述Z轴升降系统带动工作平台下降时，通常是为了将所述工件平台或附着在工件平台上的图案化固化层下降到相距树脂槽底部一固化层层高的间距，以便照射填充在所述间距内的液体。当所述Z轴升降系统带动工作平台上升时，通常是为了将图案固化层自树脂槽底部分离。

所述Z轴升降系统包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台上的固定杆、与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台上，该定位移动结构可包含滚珠和夹持件的螺母形结构。

在如图2所示的示例中，Z轴升降系统包括：垂直传动机构52。具体地，所述垂直传动机构52包括垂直设置的梁架、设置在梁架上且轴向沿垂直方向的螺杆及与螺杆配合的滑块。梁架位于树脂槽2的后侧，电机一51安装在梁架上与螺杆的一端配合。工作平台3与滑块之间形成固定连接，在电机一51及丝杠、滑块组成机构的驱动下，实现上下升降的往复移动。

需要说明的是，图2中示出Z轴升降系统设置在树脂槽的后侧，但不限于此。Z轴升降系统在不影响固化层附着工作平台的基础上可根据3D打印装置的设计选择设置在相对于树脂槽的其他位置。

所述搅拌机构用于搅拌树脂槽中的液体。所述搅拌机构的搅拌部探入树脂槽的槽腔，并受控地定期或基于补液操作搅拌树脂槽内的液体，以便于树脂槽内的基料、或基料和色剂混合液混合均匀，以达到义齿的3D打印件的产品特性(如坚硬度、耐压度、抑菌度等)、甚至颜色要求。

如图2所示的搅拌机构包括电机二61、搅拌刮板62、和水平梁架。水平梁架设置在树脂槽2的左侧，并沿前后方向延伸。在水平梁架上设置丝杠滑块传动机构，电机二61固定在水平梁架的后端驱动丝杠滑块传动机构动作。搅拌机构的搅拌部为搅拌刮板62，搅拌刮板62与丝杠滑块传动机构的滑块配合连接，能够沿前后方向往复直线移动。搅拌刮板62探入到树脂槽2的槽腔，跨度辐射树脂槽2槽腔的整个横向(X轴方向)。在每一次的搅拌过程中，搅拌刮板62可以往复一次或者多次后，回到初始位置(即树脂槽2的槽腔后侧位置)。

作为另一种搅拌方式，所述搅拌机构的搅拌部为球型搅拌体，该球型搅拌体探入树脂槽的槽腔内，外径与树脂槽槽腔的宽度(X向)基本一致，此时搅拌机构可包括电机二和支撑臂，不在包括丝杠滑块传动机构。与图2不同的是，支撑臂固定在固定机架1上，自由端延伸至树脂槽2槽腔的上方并安装上球型搅拌体。电机二61安装在固定机架1上，能够驱动树脂槽2使树脂槽2在水平面内旋转，这样便能够实现球型搅拌体相对树脂槽2的旋转运动，而对树脂槽2内的液体进行搅拌。例如，所述球形搅拌体包含叶片，所述叶片在电机二的带动下旋转，以便对树脂槽内的液体进行搅拌。

需要说明的是，图2中所示出的搅拌机构设置在树脂槽的左侧，但不限于此。本领域技术人员应该理解，搅拌机构所设置的位置与搅拌部(如搅拌刮刀)静置时的位置相关，并可根据实际工程需要设置在树脂槽的其他边缘。

所述补液装置盛放基料和色剂，用于向所述树脂槽中进行补液。补液装置的出液口连通至树脂槽。

所述补液装置中可仅盛放基料或色剂。在一些实施方式中，所述补料装置中包含单独盛放基料和色剂的腔。单独盛放液体的腔可单独将相应液体送入树脂槽；或各腔的出液口均与公共出液口相连，并通过公共出液口将相应液体补充到树脂槽。在有一些实施方式中，所述补料装置中还可以包含盛放混合液体的混合容器，将基料和色剂按预设配比盛放在该混合容器中，再受控地补充到树脂槽中。所述补液装置的出液口设有如电磁阀的阀门，可通过控制阀门通断控制液体的补入量。例如，如图2所示，补液装置7的出液口连通至树脂槽2。在树脂槽2内设置液位传感器，补液装置7的出液口设置电磁阀门，于另一实施方式中，补液装置的出液口设置还可以通过驱动泵进行控制液体的补入量。

所述控制系统连接液位传感器、电磁阀门、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置。例如，如图2所示，控制系统与液位传感器、电磁阀门、光源投影系统4、电机一51、电机二61、补液装置7均相连。

在此，所述控制系统可由一个计算机设备执行各控制时序。或者，控制系统由多个控制模块数据连接而成。所述控制模块包含用于控制光源投影系统的投影模块、用于控制Z轴升降系统的升降模块、用于监测液位高度的监测模块、用于控制补液装置补液的补液模块、用于控制搅拌机构的搅拌模块、以及用于统筹上述各模块执行时序的时序控制模块等。所述投影模块可集成在光源投影系统中，或单独配置并数据连接光源投影系统的受控器件。所述升降模块可集成在Z轴升降系统中或单独配置并与Z轴升降系统的驱动单元相连。所述监测模块电连接液位传感器，可集成在时序控制模块中或单独配置并数据连接液位传感器。所述补液模块电连接阀门和/或补液装置，可集成在时序控制模块中或单独配置并数据连接电连接阀门和/或补液装置。所述搅拌模块电连接搅拌机构，可集成在时序控制模块中或单独配置并数据连接电连接搅拌机构。

在此，各单独配置的控制模块可如工控机、单片机等，被集成在一起的控制模块，如所述时序控制模块可包含存储单元、处理单元和接口单元。其中，所述存储单元包括但不限于：非易失性存储器和易失性存储器，还可以包含通过互联网连接的存储服务器。其存储所获取的牙齿的3D模型及其各分层图像对应的切片图形、对应各切片图形的颜色要求、以及用于对电磁阀门、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置等进行时序控制的程序。

所述处理单元包含具有数值、数据和逻辑处理能力的处理器，如CPU、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述处理单元与存储单元相连用于调用程序，以及读取切片图形。

所述接口单元分别直接或间接连接液位传感器、电磁阀门、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构和补液装置。为此，所述接口单元包含多个接口端以便于与各电子器件进行数据连接或电连接。

所述控制系统用于获取所述牙齿3D模型中各分层图像数据所对应的切片图形；打印前，将包含基料的液体液位补充至预设高度并予以搅拌，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；采用底部投影的方式逐次投影所述切片图形以逐层完成固化；其中，在每层打印前判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述液体进行搅拌。具体地，所述控制系统通过执行所调用的程序对牙齿的3D模型进行逐层打印。其中，所述程序中包含可并行、可串行、可循环的程序段。具体执行过程可通过如下步骤的描述并结合实际工程设计而定。

在步骤(1)中，获取牙齿3D模型中分层图像数据所对应的切片图形。在此，所述控制系统在获取牙齿的3D模型的各分层图像时即得到对应各分层图像的切片图形，其为相应分层图像所在3D模型的横截面轮廓图形。其中，所述控制系统获取牙齿的3D模型的各分层图像的方式可以由人工导入，或利用互联网下载至控制系统。

与步骤(1)同时或不分先后顺序地还执行步骤(2)，即打印前，将包含基料的液体液位补充至预设高度并予以搅拌，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置。

具体地，为实现制造义齿的3D打印件的个性化设计要求，在树脂槽内盛放的液体的所述液位高度应为满足打印要求的最小液位高度。因此，在打印前需检测树脂槽内液体的液位高度是否达到了预设高度(即最小液位高度)。在打印前，技术人员可采用人工方式检测或由控制系统利用液位传感器检测树脂槽内液体的液位高度。其中，所述液体包含基料、或者还包含色剂。其中，所述基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置。所述色剂用于配合制造带有颜色要求的义齿3D打印件可在打印前被添加到树脂槽中。显然，在打印前是否添加色剂与打印件的颜色要求有关，例如，若牙齿的3D模型中初始一层或多层标记了基料和色剂配比，则在补液期间调整色剂和基料的配比，反之，则仅将基料补充到预设高度即可。

事实上，所述控制系统可通过液位传感器先对当前液位高度进行检测，若检测到树脂槽中的液位高度达到了预设高度，则可不执行步骤(2)而直接执行步骤(3)；反之，将包含基料的液体液位补充至预设高度。

在此，本领域技术人员应该理解，当被补充到树脂槽的混合液与树脂槽内剩余的混合液组份一致，则无需进行搅拌。或者，所述控制系统根据预设的搅拌动作启动条件对树脂槽内的混合液进行搅拌。在完成打印前的准备工作后，控制系统可基于所接收的打印指令或通打印前的检测数据开始执行打印过程，即重复执行下述步骤(3)和(4)以打印出对应牙齿3D模型的义齿3D打印件。

在步骤(3)中，采用底部投影的方式投影所述切片图形。具体地，控制系统按照打印顺序将切片图形提供给光源投影系统，由光源投影系统将切片图形投射到树脂槽底面，使得位于树脂槽底面和工作平台之间的液体固化。在某些实施方式中，所述光源投影系统为基于面曝光的投影系统，则所投影的切片图形为由像素描述的图像，对应的所述光源投影系统将所述切片图形整体投射到树脂槽底部。在另一些实施方式中，所述光源投影系统为基于光斑扫描的投影系统，则所投影的切片图形为由坐标数据描述的图像，对应的所述光源投影系统根据所述切片图形中的坐标数据生成扫描路径矢量并在树脂槽底部二维平面内进行扫描。

在步骤(4)中，控制用于打印的工作平台调整打印位置。对于基于底面曝光的3D打印设备来说，控制系统在每次投影切片图形后，控制Z轴升降系统向上移动以将固化层从树脂槽底面剥离，再控制Z轴升降系统向下移动使得被剥离的固化层与树脂槽底面相距下一固化层层高，通过Z轴升降系统的移动，液体填充在相应间隙中。

在打印过程中，控制系统一方面根据树脂槽中液位传感器提供的液位高度对树脂槽中的剩余液体进行监测，当监测到液位高度低于预设高度时，确定进行补液，当监测到液位高度高于等于预设高度时，确定继续执行打印步骤。

在某些实施方式中，所述对液位高度判断的时机可在每层打印结束时进行。具体地，在执行完步骤(4)后，执行步骤(5)：基于液位高度判断是否进行补液，若是，则执行步骤(6)，反之返回步骤(3)执行下一层切片图形的投影过程。例如，所述控制系统在每层打印前将液位传感器所提供的液位高度数据与预设高度相比较，若液位高度数据大于预设高度，则执行步骤(3)，反之，则执行步骤(6)。

在步骤(6)中，补液直至树脂槽中的液位高度高于所述预设高度。具体地，所述控制系统控制打开补液装置出液口，如打开出液口处的阀门或通过驱动泵抽取以便于让补充的液体流入树脂槽，当补液后的液位高度高于预设高度时，再控制关闭补液装置出液口，如关闭相应阀门或关闭驱动泵。在此，所述控制系统所补充的液体可以是基料和/或色剂。例如，若牙齿的3D模型中无基料和色剂配比，或当前待打印层的基料和色剂配比无变化，则控制系统控制补液装置所补充的液体与树脂槽内剩余液体成份一致。在补液完成后返回步骤(3)继续执行下一层切片图形的投影步骤，直至打印完毕。

在另一些实施方式中，所述控制系统可包含单独监测液位高度的监测模块和单独的打印模块，所述监测模块对液位传感器所提供的液位高度进行监测，所述打印模块控制光源投影系统和Z轴升降系统执行逐层打印。当所述监测模块检测到液位高度低于预设高度时，向控制系统的打印模块传递一中断打印的指令，所述打印模块在进行下一层打印前执行前述步骤(6)的补液操作。

由于基料是光敏树脂和陶瓷粉的混合液，故而陶瓷粉在打印期间会出现逐渐沉积的情况，因此，在打印过程中，所述控制系统还执行步骤(7)：根据预设的搅拌动作启动条件对所述液体进行搅拌。

在此，所述搅拌动作启动条件包括但不限于：1)按搅拌间隔启动搅拌动作。具体地，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间设定搅拌间隔时间，并在每次搅拌间隔时间达到时启动搅拌动作。例如，根据搅拌均匀的基料在静态下自然析出沉淀的时间T1，预设一个搅拌间隔时间T2，其中T1>T2(T1和T2均为时间段而不是时间点)，在前一次搅拌完成后，经过T2的时长间隔则进行下一次搅拌。2)基于补液操作设置搅拌启动条件。具体地，一方面，所述搅拌启动条件可设置为在每次补液操作完成和下次投影之间，对树脂槽中的液体进行搅拌。另一方面，所述搅拌启动条件可依据基于补液操作而调整，比如，基于补液操作重新计时搅拌间隔时间并按照搅拌间隔时间控制搅拌动作的执行。例如，在打印义齿具有颜色要求时，根据基料与色剂的混合液色度是否符合当前层的色度要求，判断是否需要进行搅拌，而且在此种情况下上述的判断方式仍然存在，即计算T2时长的起算点，包括因色度不符而进行搅拌的动作，例如在前一次搅拌后，经历T3时长(T2>T3)，因色度不符而进行了一次搅拌动作，则T2时长的判断需要在T3时长后进行的这次搅拌动作重新计算。

需要说明的是，打印动作和搅拌动作互为对方的启动阻止条件，即：在满足预设的搅拌动作启动条件时，如果在进行打印动作，则搅拌动作被阻止，需等待该次打印动作完成后，才进行搅拌动作，即搅拌动作的执行被延后。同样地，在进行搅拌动作时，即便输入打印指令，打印动作也不会执行。

在此，所述控制系统通过控制搅拌机构和Z轴升降系统对树脂槽内液体进行搅拌。具体地，所述控制系统控制Z轴升降系统带动工作平台和附着在工件平台上的打印件上升至至少高于搅拌机构的高度，并悬停，再控制搅拌机构进行搅拌；在搅拌完成后，控制Z轴升降系统下降至打印件与树脂槽底面相隔一层固化层厚度的距离，以便执行下一层投影。

需要说明的是，当同时符合步骤(6)和(7)的执行条件时一种更节约时间的方式可以同时执行步骤(6)和(7)。在此不再详述。

控制系统通过执行上述各步骤完成一义齿的3D打印件的打印过程，在打印完成后，为提高所得义齿的强度，技术人员还需对3D打印件进行了二次固化处理来保证固化充分，进行了烧结—等静压处理来保证陶瓷材料的致密度。

事实上，对于患者来说，更希望所安装的义齿与自己的牙齿在颜色上较无色差，故而，本申请在打印过程中还对3D模型中设置的颜色要求进行解析，并控制3D打印设备基于颜色要求调整树脂槽中的液体配比，以打印出符合颜色要求的义齿3D打印件。

具体地，在打印期间，与步骤(5)无必然时序关系地，所述控制系统还执行步骤(8)：比较待投影切片图形所对应的基料与色剂配比P1与树脂槽内的基料与色剂配比P2是否相符，若是，则可执行步骤(5)、或执行步骤(3)以继续打印；若否，则执行步骤(9)。

其中，为了确定配比P2，所述控制系统具有树脂槽内初始液体混合配比P0。例如，初始液体配比中基料与色剂的配比比例为a:b质量比。所述控制系统在单纯基于液位补液时，所补充的混合液可按照初始配比P0进行补液控制，且在未改变树脂槽内配比的情况下进行补液时，P0＝P2。

在步骤(9)中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液。

具体地，所述控制系统基于检测所述树脂槽内的液位高度，确定树脂槽中剩余的基料与色剂的量，按照对应待投影切片图形的基料与色剂配比，向所述树脂槽中补充基料和/或色剂。

在此，所述控制系统将每次补液后的液位高度h0作为调整配比的参数之一。当控制系统判断配比P1与P2不符时，检测当前树脂槽中的液位高度h1，并根据确定液位高度差(h0-h1)、树脂槽中当前基料与色剂的配比P2分别确定树脂槽内基料和色剂的质量。控制系统可根据配比P1确定待补充至树脂槽中的基料和/或色剂的量(可以是质量、或基于补液装置出液口单位时间流出的质量而计算的流量)，并控制补液装置进行对应补液。例如，两个配比不一致且对比后得知色度应该减弱，那么此时所述控制系统根据接收反馈来的当前树脂槽内基料与色剂混合液的液位高度，计算出当前树脂槽内混合液中基料与色剂的质量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，计算出需要补入多少基料才能够稀释当前树脂槽内的混合液，使基料和色剂达到待打印层要求的配比，从而控制完成所述基料的补入量。反之，若对比后得知色度应该加强，那么所述控制系统会对比计算待加入色剂的量，并控制完成补入动作。在基料和色剂的出液口，分别设置了流量传感器，所以控制系统能够分别精确控制二者的补入量。

需要说明的是，本领域技术人员应该理解，基于液位高度的补液操作和基于配比的补液操作可同时进行，如在补液时根据待打印层的颜色要求进行补充液体并使树脂槽中的液体达到预设高度。即，当制作的义齿有颜色要求时，在所述补液时还补入色剂，使所述基料与所述色剂的混合液的液位高度达到预设高度；补入的所述基料与所述色剂的比例为预设配比。

上述步骤(8)可在每层打印前执行。例如，在每层打印前，将待打印层的色度要求所对应的基料与色剂配比与当前基料与色剂的混合配比进行比较；如两个配比不一致，根据接收到的当前基料与色剂混合液的液位高度，计算出当前混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，控制所述基料和/或色剂的补入量。

或者，控制系统根据牙齿的3D模型中设置的每隔N层的颜色要求，在打印至相应颜色要求变化的层时执行上述步骤(8)。例如，所述控制系统在解析了颜色要求与层对应关系后，对同一颜色要求的层进行计数，以便当达到相应层数时执行步骤(8)。

为了按照3D模型中的颜色要求调整树脂槽中基料与色剂的配比，所述补料装置中可单独盛放基料和色剂。单独盛放液体的腔可单独将相应液体送入树脂槽；或各腔的出液口均与公共出液口相连，并通过公共出液口将相应液体补充到树脂槽。控制系统在补液过程中，按照预设配比分别控制所述基料与所述色剂的补入量。例如，补料装置提供两个单独盛放基料和色剂的容器，且每个腔的出液口设置一阀门。当控制系统执行补液操作时，按照所确定的补入量单独控制对应基料的阀门和/或对应色剂的阀门的通断时间。又如，补液装置的容腔分为基料腔和色剂腔；根据树脂槽内基料的量，将色剂按一定比例进行添加后，如达不到预设液体的高度，则基料和色剂会按照配比要求同时补充加入到树脂槽内，直至预设的液位高度；在此种情况下，补液装置对应在基料腔和色剂腔下端出液口设置有流量传感器，以实现对基料和色剂排送量的监控调节；颜色可以由色剂的添加来控制，通过控制色剂添加的量以及光固化打印用的基料添加的量，控制基料以及色剂的比例即可以控制陶瓷牙的颜色。优点是颜色可定制化配置，缺点是一致性差，控制相对困难。

所述补料装置中还可以包含盛放混合液体的混合容器，将基料和色剂按预设配比盛放在该混合容器中，在由控制系统在补液过程中，将所述基料与色剂按预设配比混合后再以混合液的形式添加到树脂槽中。例如，所述控制系统事先控制补料装置进行光敏树脂、陶瓷粉、色剂等的比例配置，配制出颜色不同的材料配方，将调制好颜色的材料直接进行补液。优点是一致性好，缺点是同一批次不能改变颜色。

在执行步骤(9)的同时或执行(9)之后，所述方法还包括步骤(10)。

在步骤(10)中，对所述树脂槽内的液体进行搅拌。显然，当所补充的混合液配比与树脂槽中剩余配比不同时，为了确保3D打印件的颜色，需在补液的同时或补液后进行搅拌。本步骤所执行的搅拌控制过程与步骤(7)的搅拌控制过程相同或相似，在此不再详述。

在另一些实施方式中，无论在执行(6)、(7)、(9)、(10)中任一或多个步骤后，或者在执行步骤(3)之前，所述方法还包括：步骤(11)，即在投影出切片图形前，执行等待预设时间以确保液体表面流平的步骤。例如，在搅拌完且等待预设时间后，采用底部投影方式投影出当前层图像数据所对应的切片图形，并且进行曝光固化。在此，对于底面曝光的打印设备来说，增加等待步骤不仅能确保液体表面流平，还能确保槽底充分补入液体。

需要说明的是，上述各实施方式中所提到的搅拌、补液和等待预设时间的步骤可在一层固化前执行一次或多次。其中，执行一次能具有较高的打印效率，而执行多次可确保补液精度和搅拌均匀。故而，所述等待预设时间(以下称等待时间)至少可以区分为等待时间t1和等待时间t2(t1>t2)。例如，补液后若不需要搅拌，则在补液后间隔一个等待时间t1；若不需要补液，同时又不需要搅拌的情况下，则即时间隔一个等待时间t2，而且可以使t2＝0秒；补液后或不需要补液的情况下若需要搅拌，则在搅拌后间隔一个等待时间t1。

通过对上述3D打印的装置的结构和工作过程的描述，现基于图2所示的适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置，描述打印装置在一具体示例中所包含的结构及工作过程。

如图2所示，所述适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置包括固定机架1和安装在固定机架1上的树脂槽2、完成投影固化的光源投影系统3、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置7及控制系统。

所述控制系统由PLC(可编程逻辑控制器)或运动控制卡、驱动器，计算机或嵌入式系统构成。

所述Z轴升降系统包括电机一51和垂直传动机构52，所述搅拌机构包括电机二61和搅拌刮板62。

光源投影系统4位于树脂槽2的下方。所述光源投影系统4的光源可以为DLP(数字光处理，Digital light processing)技术、LCD(液晶显示)技术、投影仪、激光结合扫描振镜或者激光结合转镜的一个或者几个的阵列。对应地，所述光源投影系统中的投影系统可以选择为DLP投影仪、LED投影仪、LCoS投影仪、LCD投影仪、UV投影仪、激光结合振镜、激光结合转镜中的一个或几个的阵列。

光源投影系统4由树脂槽2的底部投影出对应截面的切片图形，接着光源投影系统4内的光源曝光一定时间，使曝光能量达到或超过该材料最小固化能量E，完成该层固化。

Z轴升降系统的垂直传动机构52包括垂直设置的梁架、设置在梁架上且轴向沿垂直方向的螺杆及与螺杆配合的滑块。梁架位于树脂槽2的后侧，电机一51安装在梁架上与螺杆的一端配合。工作平台3与滑块之间形成固定连接，在电机一51及丝杠、滑块组成机构的驱动下，实现上下升降的往复移动。

所述搅拌机构还包括水平梁架，水平梁架设置在树脂槽2的左侧，并沿前后方向延伸。在水平梁架上设置丝杠滑块传动机构，电机二61固定在水平梁架的后端驱动丝杠滑块传动机构动作。搅拌机构的搅拌部为搅拌刮板62，搅拌刮板62与丝杠滑块传动机构的滑块配合连接，能够沿前后方向往复直线移动。搅拌刮板62探入到树脂槽2的槽腔，跨度辐射树脂槽2槽腔的整个横向(X轴方向)。在每一次的搅拌过程中，搅拌刮板62可以往复一次或者多次后，回到初始位置(即树脂槽2的槽腔后侧位置)。

作为另一种搅拌方式，所述搅拌机构的搅拌部为球型搅拌体，该球型搅拌体探入树脂槽2的槽腔内，外径与树脂槽2槽腔的宽度(X向)基本一致，此时搅拌机构可包括电机二和支撑臂，不在包括丝杠滑块传动机构。支撑臂固定在固定机架1上，自由端延伸至树脂槽2槽腔的上方并安装上球型搅拌体。电机二61安装在固定机架1上，能够驱动树脂槽2使树脂槽2在水平面内旋转，这样便能够实现球型搅拌体相对树脂槽2的旋转运动，而对树脂槽2内的液体进行搅拌。例如，所述球形搅拌体包含叶片，所述叶片在电机二的带动下旋转，以便对树脂槽内的液体进行搅拌。

补液装置7的出液口连通至树脂槽2。在树脂槽2内设置液位传感器，补液装置7的出液口设置电磁阀门；液位传感器、电磁阀门、光源投影系统4、电机一51、电机二61、补液装置7均与控制系统相连。于另一实施方式中，补液装置的出液口设置还可以通过驱动泵进行控制液体的补入量。

在制作义齿有颜色要求的情况下，所述补液装置的容腔对应上述方法中介绍的A、B两种情形，分别设置为基料容腔与色剂容腔的组合腔形式和单一容腔形式。

下面以制作义齿有颜色要求为例来详述装置的动作过程：

补液/调色过程中，搅拌机构在完成一定的搅拌动作后，回到初始位置；工作平台首先进行回零运动，回到打印的初始位置(具体是贴近树脂槽底部的上表面)，也称为零位。准备动作完成。

搅拌机构若是图中所示的刮板方案，具体搅拌过程可以按如下步骤实施，首先工作平台3上升，留出搅拌刮板62移动的间隙，接着搅拌刮板62沿水平方向直线运动(可以是一次或多次往复运动)，对液体材料进行搅拌，搅拌完毕后工作平台回到当前打印位置。在判断当前层是否需要搅拌时，若需要搅拌则工作平台3向上运动，与搅拌机构错开，让出搅拌机构运动的空间，此时，搅拌机构动作，实现对槽内材料的充分搅拌，搅拌完成后，搅拌机构回到初始位置，工作平台回到当前层的打印位置。若不需要搅拌则工作平台3直接移动至当前层的打印位置。经过等待时间后，光源投影系统4在树脂槽2下方投影出对应截面的切片图形，然后其内的光源曝光一定时间，对该层实现固化。

综上所述，本申请所涉及的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置，通过底部投影曝光的方式，借助补液装置7及搅拌机构，同时利用光敏树脂、陶瓷粉和/或色剂按比例配置呈成的混合液体作为打印材质，实现陶瓷义齿制作的3D打印成型。具有制作流程简单、制作效率高、耗材少、制作所得义齿精度高、与患者的匹配性好以及方便实现个性化义齿的批量加工并提高生产效率、缩短定制化义齿加工周期的优点。

上述实施方式仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。本申请还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种牙齿打印方法，应用于基于底面光固化技术进行逐层打印的3D打印设备，其特征在于，包括：

采用底部投影的方式向树脂槽底投影切片图形，以固化树脂槽内对应图形区域的液体；其中，所述切片图形是基于所获取的牙齿3D模型中的分层图像数据得到的；所述液体包含基料、或经预先配比的基料与色剂的混合液；

控制用于打印的工作平台调整打印位置；重复投影及调整的步骤以打印出对应所述牙齿3D模型的义齿的3D打印件；

在逐层打印过程中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液；以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述树脂槽内的液体进行搅拌。

2.一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的装置，其特征在于，包括固定机架和安装在固定机架上用于盛放液体的树脂槽、完成投影固化的光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置、工作平台及控制系统；光源投影系统位于树脂槽的下方，搅拌机构的搅拌部探入树脂槽的槽腔，补液装置的出液口连通至树脂槽，所述工作平台安装在Z轴升降系统上能够沿Z轴升降移动；在树脂槽内设置液位传感器，补液装置的出液口设置电磁阀门或驱动泵；液位传感器、电磁阀门或驱动泵、光源投影系统、Z轴升降系统、搅拌机构、补液装置均分别与控制系统相连；

其中，所述树脂槽用于盛放包含基料的液体；

所述光源投影系统用于采用底部投影的方式向树脂槽底投影切片图形，以固化树脂槽内对应图形区域的液体；其中，所述切片图形是基于所获取的牙齿3D模型中的分层图像数据得到的；所述液体包含基料、或经预先配比的基料与色剂的混合液；

所述Z轴升降系统用于带动所述工作平台调整打印位置；

所述搅拌机构用于搅拌树脂槽中的液体；

所述补液装置盛放基料和色剂，用于向所述树脂槽中进行补液；

所述控制系统用于控制光源投影系统和Z轴升降系统重复投影及调整过程以打印出对应所述牙齿3D模型的义齿的3D打印件，以及在逐层打印过程中，基于待投影切片图形所对应的基料与色剂配比，向树脂槽内进行补液；以及根据预设的搅拌动作启动条件对所述树脂槽内的液体进行搅拌。

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