CN110014537A - 一种3d打印隐形矫治器母模的方法及矫治器母模 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印隐形矫治器母模的方法，包含以下步骤：通过建模软件对多个母模本体进行建模，并生成底筏，形成多个矫治器母模；在3D打印软件中导入多个矫治器母模，多个矫治器母模在xy平面内排列，并沿z轴方向堆叠，上下两个底筏之间生成支撑结构；进行数据切片，形成切片文件；向打印机导入切片文件，打印；去除支撑结构，得到矫治器母模。还公开了一种利用此方法制造的矫治器母模。本方法通过采用在Z轴方向堆叠多个矫治器母模的布局方式，打印矫治器母模，充分利用打印机的Z轴空间，成倍提升矫治器母模在打印空间的排布数量，增加一次打印出的母模的数量，使桌面式打印机能够大规模生产矫治器母模，降低成本，提高效率。

Description

一种3D打印隐形矫治器母模的方法及矫治器母模
技术领域
本发明涉及义齿矫正技术领域，尤其涉及一种3D打印隐形矫治器母模的方法，还涉及一种矫治器母模。
背景技术
隐形矫治技术继承了传统的牙颌畸形矫治理念，是现代口腔医学、计算机辅助三维诊断、个性化设计及数字化成型技术的完美结合。相对于传统牙颌畸形矫正器而言，隐形矫治技术，不需要托槽和钢丝，采用的是一系列隐形矫治器，该隐形矫治器由安全的弹性透明高分子材料制成，使矫治过程几乎在旁人无察觉中完成，不影响日常生活和社交。同时，没有了粘结托槽、调整弓丝的繁琐，临床操作大大简化，整个矫治过程省时又省力。
隐形矫治器通常是通过3D打印母模，然后热压膜片成型。而整个矫治流程需要制作批量的矫治器，所以也就需要通过3D打印机制作大量的母模，该过程通常要用大幅面的工业3D打印机制作，但是这种机器造价昂贵，难以应用于小工厂和诊所。目前市场上流行造价便宜、精度较高而且速度较快的桌面式打印机，但是打印成型面积偏小，大量的矫治器母模需要进行多次打印，操作麻烦，效率低下。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其可批量打印矫治器母模，操作简单，效率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种3D打印隐形矫治器母模的方法，包含以下步骤：S1.通过建模软件分别设计多个母模本体，每个母模本体在设计时均生成底筏，所述母模本体和底筏形成矫治器母模，导出多个矫治器母模三维数据文件；S2.向3D打印软件中导入多个矫治器母模三维数据文件；S3.在3D打印软件的可打印空间范围内，对多个矫治器母模进行布局，多个矫治器母模在xy平面排列，并沿z轴方向堆叠，底筏对齐，上下两个底筏之间生成支撑结构，形成排版好的模块化母模三维模型；S4.布局完成后，对模块化母模三维模型进行数据切片，形成切片文件；S5.向打印机导入切片文件，打印机根据切片文件开始打印，得到模块化母模；S6.去除模块化母模中的支撑结构，得到矫治器母模。
作为上述技术方案的改进，在上述的步骤S1中，所述母模本体包括牙列部分以及设于牙列部分的底端的牙龈部分，所述底筏为凸出于牙龈部分的底部边缘的片状结构。
作为上述技术方案的改进，所述底筏的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。
作为上述技术方案的改进，在上述的步骤S3中，所述支撑结构包括支撑主体，所述支撑主体包括垂直支撑体和菱形辅助支撑体，所述垂直支撑体和菱形辅助支撑体的上下两端分别连接上下两层的底筏。
作为上述技术方案的改进，所述垂直支撑体和菱形辅助支撑体与底筏的连接处形成多个第一接触点，相邻两个第一接触点之间的间距为1.5-2.5mm。
作为上述技术方案的改进，所述支撑结构还包括设于支撑主体上端的分叉状的连接支撑体，所述连接支撑体的上端连接上一层的底筏的底部。
作为上述技术方案的改进，所述连接支撑体的上端与上一层底筏的连接处形成多个第二接触点，相邻两个第二接触点之间的间距为0.3-0.7mm。
一种采用上述的方法制造的矫治器母模，包括母模本体以及设于母模本体上的底筏，所述母模本体包括牙列部分以及设于牙列部分的底端的牙龈部分。
作为上述技术方案的改进，所述底筏为凸设于牙龈部分的底部边缘的片状结构。
作为上述技术方案的改进，所述底筏的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。
本发明的有益效果有：
本3D打印隐形矫治器母模的方法，通过采用在Z轴方向堆叠多个矫治器母模的布局方式，打印矫治器母模，充分利用打印机的Z轴空间，尽可能多的进行排版布局，成倍提升矫治器母模在打印空间的排布数量，大大增加了一次打印出的矫治器母模的数量，使桌面式3D打印机能够大规模生产矫治器母模，降低了生产成本，显著提高了打印效率；通过设置底筏，为上下两个母模本体之间的支撑结构提供构造基础，避免支撑结构连接在母模本体，减少对母模本体的加工，避免改变母模本体的结构，可简化后续得到矫治器母模的加工过程；而矫治器母模之间的支撑结构，又能够保证打印过程中矫治器母模不会变形，保证矫治器母模的质量；底筏和支撑结构使多个母模本体在Z轴方向的重叠排列得以实现。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：
图1是本发明实施例中模块化母模的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是本发明实施例中矫治器母模的侧视图；
图4是本发明实施例中矫治器母模的俯视图；
图5是本发明实施例中矫治器母模的顶视图。
具体实施方式
参见图1～图5，本发明的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，包含以下步骤：
S1.通过建模软件分别设计多个母模本体2，每个母模本体2在设计时均生成底筏3，所述母模本体2和底筏3形成矫治器母模1，导出多个矫治器母模三维数据文件；
S2.向3D打印软件中导入多个矫治器母模三维数据文件；
S3.在3D打印软件的可打印空间范围内，对多个矫治器母模1进行布局，多个矫治器母模1在xy平面排列，并沿z轴方向堆叠，底筏3对齐，上下两个底筏3之间生成支撑结构4，形成排版好的模块化母模三维模型；
S4.布局完成后，对模块化母模三维模型进行数据切片，形成切片文件；
S5.向打印机导入切片文件，打印机根据切片文件开始打印，得到模块化母模；
S6.去除模块化母模中的支撑结构，得到矫治器母模1。
本3D打印隐形矫治器母模的方法，通过采用在Z轴方向堆叠多个矫治器母模1的布局方式，打印矫治器母模1，充分利用打印机的Z轴空间，尽可能多的进行排版布局，成倍提升矫治器母模1在打印空间的排布数量，大大增加了一次打印出的矫治器母模1的数量，使桌面式3D打印机能够大规模生产矫治器母模1，降低了生产成本，显著提高了打印效率；通过设置底筏3，为上下两个母模本体2之间的支撑结构4提供构造基础，避免支撑结构4连接在母模本体2上，减少对母模本体2的加工，避免改变母模本体2的结构，可简化后续得到矫治器母模1的加工过程；而矫治器母模1之间的支撑结构4，又能够保证打印过程中矫治器母模1不会变形，保证矫治器母模1的质量；底筏3和支撑结构4使多个母模本体2在Z轴方向的重叠排列得以实现。
其中，多个矫治器母模1是对同一个病人部分牙齿的微小移动矫正设计而生成不同矫治阶段的模型，多个模型之间无较大差异。
进一步的，在上述的步骤S1中，所述母模本体2包括牙列部分21以及设于牙列部分21的底端的牙龈部分22，所述底筏3为凸出于牙龈部分22的底部边缘的片状结构。所述底筏3的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。在本实施例中，所述底筏3的宽度为4mm，厚度为2mm。
而且，在上述的步骤S3中，所述支撑结构4包括支撑主体5，所述支撑主体5包括垂直支撑体51和菱形辅助支撑体52，所述垂直支撑体51和菱形辅助支撑体52的上下两端分别连接上下两层的底筏3，保证打印过程中不会变形。所述支撑结构4还包括设于支撑主体5上端的分叉状的连接支撑体6，所述连接支撑体6的上端连接上一层的底筏3的底部。分叉状的连接支撑体6的密度较高，底筏3下表面连接更稳固。
具体的，所述垂直支撑体51和菱形辅助支撑体52与底筏3的连接处形成多个第一接触点，相邻两个第一接触点之间的间距为1.5-2.5mm。所述连接支撑体6的上端与上一层底筏3的连接处形成多个第二接触点，相邻两个第二接触点之间的间距为0.3-0.7mm。在3D打印软件中，设置支撑密度、支撑直径、支撑结构类型和连接区域等，软件自动生成支撑结构。根据打印材料特性不同，间距的选择也不同，在本实施例中，相邻两个第一接触点之间的间距为2mm，相邻两个第二接触点之间的间距为0.5mm。
而且，矫治器母模1是空心构造，厚度为1.5mm-2mm，牙列部分21的凹槽内表面倾斜度不低于45°，使得矫治器母模1的牙列部分21不用构建支撑结构4也能打印成功。
常见的，建模软件可以为3DMAX、SketchUp、犀牛、PROE、MASTERCAM、cad、UG、proe、catia、solidworks、ZBrush、Maya、3Shape、Exocad等，建模软件导出的矫治器母模三维数据文件为.stl格式文件。不同的3D打印机自带有不同的3D打印软件，开源的3D打印软件有NanoDLP、赤兔、magics等。在3D打印软件中进行布局时，要保证两个矫治器母模之间没有重叠部分，3D打印软件自动计算进行切片操作。不同的打印机使用不同的切片文件格式，根据打印机需要的文件格式，3D打印软件导出切片文件，打印机根据切片文件，打印每一层切片数据。
这样，采用这种排版方式，原本只能一次打印3-4个矫治器母模的桌面式打印机可以一次打印12-16个矫治器母模，无疑提高了桌面式打印机矫治器母模的制作效率。
再参见图3～图5，本发明还公开了一种矫治器母模，其是采用上述方法制造而成的，包括母模本体2以及设于母模本体2上的底筏3，所述母模本体2包括牙列部分21以及设于牙列部分21的底端的牙龈部分22，所述底筏3为凸设于牙龈部分22的底部边缘的片状结构。所述底筏的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。
在本实施例中，由于在后续制造矫治器的过程中，真空压膜操作后，会有裁剪操作，底筏不会对矫治器的制造造成影响，而且底筏去除比较麻烦，故本矫治器母模包括了母模本体和底筏，可简化加工过程。
以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：包含以下步骤：
S1.通过建模软件分别设计多个母模本体(2)，每个母模本体在设计时均生成底筏(3)，所述母模本体和底筏形成矫治器母模(1)，导出多个矫治器母模三维数据文件；
S2.向3D打印软件中导入多个矫治器母模三维数据文件；
S3.在3D打印软件的可打印空间范围内，对多个矫治器母模进行布局，多个矫治器母模在xy平面排列，并沿z轴方向堆叠，底筏对齐，上下两个底筏之间生成支撑结构(4)，形成排版好的模块化母模三维模型；
S4.布局完成后，对模块化母模三维模型进行数据切片，形成切片文件；
S5.向打印机导入切片文件，打印机根据切片文件开始打印，得到模块化母模；
S6.去除模块化母模中的支撑结构，得到矫治器母模。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：在权利要求1的步骤S1中，所述母模本体包括牙列部分(21)以及设于牙列部分的底端的牙龈部分(22)，所述底筏为凸出于牙龈部分的底部边缘的片状结构。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：所述底筏的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：在权利要求1的步骤S3中，所述支撑结构包括支撑主体(5)，所述支撑主体包括垂直支撑体(51)和菱形辅助支撑体(52)，所述垂直支撑体和菱形辅助支撑体的上下两端分别连接上下两层的底筏。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：所述垂直支撑体和菱形辅助支撑体与底筏的连接处形成多个第一接触点，相邻两个第一接触点之间的间距为1.5-2.5mm。
6.根据权利要求4所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：所述支撑结构还包括设于支撑主体上端的分叉状的连接支撑体(6)，所述连接支撑体的上端连接上一层的底筏的底部。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印隐形矫治器母模的方法，其特征在于：所述连接支撑体的上端与上一层底筏的连接处形成多个第二接触点，相邻两个第二接触点之间的间距为0.3-0.7mm。
8.一种采用权利要求1～7任一项所述的方法制造的矫治器母模，其特征在于：包括母模本体(2)以及设于母模本体上的底筏(3)，所述母模本体包括牙列部分(21)以及设于牙列部分的底端的牙龈部分(22)。
9.根据权利要求8所述的一种矫治器母模，其特征在于：所述底筏为凸设于牙龈部分的底部边缘的片状结构。
10.根据权利要求8或9所述的一种矫治器母模，其特征在于：所述底筏的宽度为3.5-4.5mm，厚度为1.5-2.5mm。
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