CN111529105A - 一种全口义齿立体支架的数字化制造方法 - Google Patents

一种全口义齿立体支架的数字化制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，基于扫描设备扫描全口义齿模型，获得模型三维数据，同时，扫描与口义齿模型相关的人工牙部分和基托部分，获得义齿外形三维数据；基于设计软件，并根据获得的模型三维数据和义齿外形三维数据，确定全口立体支架的基托部分；基于设计软件，将确定的全口立体支架的基托部分与人工部分合并，并将合并的人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架；使用激光烧结技术将整体立体支架进行制造。替代传统的手工蜡型和铸造技术制造义齿支架方法,技术精度高,速度快,简化了立体支架的制作工艺,降低制造难度,提高义齿支架的精度和金属质量。

Description

一种全口义齿立体支架的数字化制造方法
技术领域
本发明涉及设计制造技术领域，特别涉及一种全口义齿立体支架的数字化制造方法。
背景技术
现有技术使用自凝塑料手工塑造全口义齿立体支架蜡型，并利用包埋铸造技术进行制造，其缺点是义齿塑料在塑型时存在材料收缩导致义齿变形，时间长达两天，并且存在铸造失败和金属缩孔的缺点。本技术使用计算机软件进行数字化设计，速度快，数据不变形，利用激光烧结技术进行全口义齿立体支架的制造，义齿金属内部没有缺陷。因此，提出了一种全口义齿立体支架的数字化制造方法。
发明内容
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，用以通过该技术使用计算机设计和激光烧结技术,替代传统的手工蜡型和铸造技术制造义齿支架方法,技术精度高,速度快,简化了立体支架的制作工艺,降低制造难度,提高义齿支架的精度和金属质量。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，包括：
基于扫描设备扫描全口义齿模型，获得模型三维数据，同时，扫描与所述口义齿模型相关的人工牙部分和基托部分，获得义齿外形三维数据；
基于设计软件，并根据获得的所述模型三维数据和义齿外形三维数据，确定全口立体支架的基托部分；
基于所述设计软件，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架；
使用激光烧结技术将所述整体立体支架进行制造。
优选地，扫描设备扫描的全口义齿模型是经过预处理的，其预处理步骤包括：
在原先全口义齿模型上用0.5毫米厚度的蜡片均匀铺至于牙槽嵴顶内外3毫米的区域,并用雕刻刀在蜡片上切出预设数目个的缺口。
优选地，所述预设数目个为4，所述缺口对应的缺口大小的宽度为2mm，长度为3mm。
优选地，所述人工牙部分和基托部分是去除所述全口义齿模型上的蜡片获得的。
优选地，确定的全口立体支架的基托部分的边缘度厚度为0.7mm。
优选地，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，还包括：
基于设计软件的回切功能标记出合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分，保留义齿后牙咬合面和前牙舌侧部分,并对其余部分进行2毫米的均匀回切；
基于设计软件的减法工具和附件将合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分的多余中间数据进行删除,可使基托部分剩余均匀的0.7mm厚度,义齿后牙咬合面和前牙舌侧为均匀的1mm厚度,基托部分与人工部分的两层之间保留直径1mm的连接柱；
基于设计软件的附件工具，通过使用圆长柱将每颗人工牙与相对应的基托部分进行连接成为一个整体立体支架。
优选地，基于扫描设备获得模型三维数据之前，还包括：验证所述扫描设备扫描的准确性；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个三维激光点，并提取所述M个三维激光点的第一特征；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个反馈激光点，并提取所述M个反馈激光点的第二特征；
根据相似度算法，确定所述第一特征与第二特征之间的相似度，若相似度大于预设度，验证成功；
否则，根据确定的相似度所对应的相似等级，从激光修改数据库中，调用与所述相似等级相配的修改方案；
基于调取的所述修改方法，对所述M个反馈激光点进行平面映射，并对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果，对每个所述反馈激光点M进行调整处理；
获取整处理后的M个反馈激光点的第三特征，并根据相似度算法，确定所述第一特征与第三特征之间的相似度，直到验证成功；
否则，继续从激光修改数据库中，调用与相似等级相配的修改方案，直到验证成功。
优选地，对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果对每个所述反馈激光点M进行调整处理的过程中，还包括：
确定每个剖割面P对应的反馈激光点的坐标Q，
P＝{Q(xj，yj，zj),j＝1,2,3...N,且N＜M}；
根据所述剖割结果，并根据下述公式，对每个剖割面中的反馈激光点进行调节；
Figure BDA0002498916700000031
其中，Q′(xj,yj)表示调节处理后对应的反馈激光点的坐标；P′表示每个剖割面的剖割结果；N表示每个剖割面中的反馈激光点的个数，且每个剖割面中的反馈激光点的个数相同或不同；
所述第一特征对应的三维激光点是三维坐标，所述第二特征对应的反馈激光点也是三维坐标。
优选地，将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，需要对所述人工牙与基托的连接位置进行确定，其确定步骤包括：
确定所述人工牙部分人工牙的牙参数，所述牙参数包括：人工牙的排列密度ρ、每颗人工牙的上表面面积S1和下表面面积S2、每颗人工牙的体积v和平均宽度d；；
确定所述基托的面积大小S；
根据连接规则以及确定的牙参数和基托面积S，确定每颗人工牙的牙结果T；
Figure BDA0002498916700000041
其中，n表示人工牙的总颗数；
根据所述牙结果，对所有人工牙进行排列，进而确定所述人工牙与基托的连接位置。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种全口义齿立体支架的数字化制造方法的流程图；
图2为本发明实施例中基托部分与人工部分合并之后的流程图；
图3为本发明实施例中全口义齿立体支架的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，如图1所示，包括：
步骤1：基于扫描设备扫描全口义齿模型，获得模型三维数据，同时，扫描与所述口义齿模型相关的人工牙部分和基托部分，获得义齿外形三维数据；
步骤2：基于设计软件，并根据获得的所述模型三维数据和义齿外形三维数据，确定全口立体支架的基托部分；
步骤3：基于所述设计软件，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架；
步骤4：使用激光烧结技术将所述整体立体支架进行制造。
优选地，所述人工牙部分和基托部分是去除所述全口义齿模型上的蜡片获得的。
优选地，确定的全口立体支架的基托部分的边缘度厚度为0.7mm。
如图3所示，为获取的整体立体支架。
上述扫描设备可以是牙科模型扫描仪，设计软件可以是义齿软件。
上述技术方案的有益效果是：用以通过该技术使用计算机设计和激光烧结技术,替代传统的手工蜡型和铸造技术制造义齿支架方法,技术精度高,速度快,简化了立体支架的制作工艺,降低制造难度,提高义齿支架的精度和金属质量。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，扫描设备扫描的全口义齿模型是经过预处理的，其预处理步骤包括：
在原先全口义齿模型上用0.5毫米厚度的蜡片均匀铺至于牙槽嵴顶内外3毫米的区域,并用雕刻刀在蜡片上切出预设数目个的缺口。
优选地，所述预设数目个为4，所述缺口对应的缺口大小的宽度为2mm，长度为3mm。
其中，其缺口处对应设置的是支环。且缺口是在基托对应两端分别设置有两个。
通过设置缺口，是为了支环套接于牙床上，使基托可以很好的固定在牙床之上，使用时，义齿支架不会出现位移的现象。
上述技术方案的有益效果是：为了对其进行有效固位。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，如图2所示，还包括：
步骤31：基于设计软件的回切功能标记出合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分，保留的义齿后牙咬合面和前牙舌侧部分,并对其余部分进行2毫米的均匀回切；
步骤32：基于设计软件的减法工具和附件将合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分的多余中间数据进行删除,可使基托部分剩余均匀的0.7mm厚度,义齿后牙咬合面和前牙舌侧为均匀的1mm厚度,基托部分与人工部分的两层之间保留直径1mm的连接柱；
步骤33：基于设计软件的附件工具，通过使用圆长柱将每颗人工牙与相对应的基托部分进行连接成为一个整体立体支架。
上述技术方案的有益效果是：通过设计软件的回切功能、减法工具和附件以及附件工具，对义齿、支架、基托相关部分进行调整，使得各个部分到达一个合理的位置，最后通过圆长柱将人工牙与基托部分连接，构成整体立体支架，且提高了制造义齿支架方法的精度高,为后续激光烧结提供了便利。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，基于扫描设备获得模型三维数据之前，还包括：验证所述扫描设备扫描的准确性；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个三维激光点，并提取所述M个三维激光点的第一特征；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个反馈激光点，并提取所述M个反馈激光点的第二特征；
根据相似度算法，确定所述第一特征与第二特征之间的相似度，若相似度大于预设度，验证成功；
否则，根据确定的相似度所对应的相似等级，从激光修改数据库中，调用与所述相似等级相配的修改方案；
基于调取的所述修改方法，对所述M个反馈激光点进行平面映射，并对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果，对每个所述反馈激光点M进行调整处理；
获取整处理后的M个反馈激光点的第三特征，并根据相似度算法，确定所述第一特征与第三特征之间的相似度，直到验证成功；
否则，继续从激光修改数据库中，调用与相似等级相配的修改方案，直到验证成功。
在构造支架的过程中，获取模型三维数据和义齿外形三维数据是非常重要的，其可以作为构造支架的基础，因此，在获取这两种数据之前，对该扫描设备进行验证；
首先通过获取直接扫描标准义齿模型得到的三维激光点，并再次获取标准义齿模型的反馈激光点，通过对三维激光点和反馈激光点的相似度进行判断，进而判断是否需要采用修改方案进行修改，其可以在不改变扫描设备的基础上，主动对其进行自动修正，可有效的降低成本。
上述调取的修改方案，可以是基于剖割结果对反馈激光点的三维坐标进行不断微调整，并持续进行验证，直到验证成功。
例如：剖割结果是，A这个剖割面需要微调等。
上述技术方案的有益效果是：可以在不改变扫描设备的基础上，主动对反馈激光点进行自动修正，可有效的降低成本，且当验证成功之后，可以有效的保证获取的三维数据的准确性，进而提高制造支架的精度。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果对每个所述反馈激光点M进行调整处理的过程中，还包括：
确定每个剖割面P对应的反馈激光点的坐标Q，
P＝{Q(xj，yj，zj),j＝1,2,3...N,且N＜M}；
根据所述剖割结果，并根据下述公式，对每个剖割面中的反馈激光点进行调节；
Figure BDA0002498916700000081
其中，Q′(xj,yj)表示调节处理后对应的反馈激光点的坐标；P′表示每个剖割面的剖割结果；N表示每个剖割面中的反馈激光点的个数，且每个剖割面中的反馈激光点的个数相同或不同；
所述第一特征对应的三维激光点是三维坐标，所述第二特征对应的反馈激光点也是三维坐标。
上述每个剖割面中的激光点数是根据实时确定的激光点进行确定的，且该激光点是变化的。
上述三位激光点和反馈激光点是三维坐标，是为了提高获取义齿支架的精准数据。
上述技术方案的有益效果是：通过对反馈激光坐标中的每个坐标进行微调，进而保证在不改变扫描设备的基础上，实现数字化的自动微调，保证后续制造支架的精准度。
本发明提供一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，需要对所述人工牙与基托的连接位置进行确定，其确定步骤包括：
确定所述人工牙部分人工牙的牙参数，所述牙参数包括：人工牙的排列密度ρ、每颗人工牙的上表面面积S1和下表面面积S2、每颗人工牙的体积v和平均宽度d；；
确定所述基托的面积大小S；
根据连接规则以及确定的牙参数和基托面积S，确定每颗人工牙的牙结果T；
Figure BDA0002498916700000091
其中，n表示人工牙的总颗数；
根据所述牙结果，对所有人工牙进行排列，进而确定所述人工牙与基托的连接位置。
人工牙部分的每颗人工牙与对应的基托部分连接，都是经过提前设定好，才进行的支架激光烧结，其确定人工牙的位置就显得尤为重要，因此通过该实施例智能确定人工牙的的排列位置，进而确定连接位置。
上述技术方案的有益效果是：通过获取牙参数和基托面积，并通过上述公式，计算出牙结果，节省牙齿排列的时间，可有效的避免因为人工在设计软件上进行牙齿选择排列，带来的效率低下的结果，进而为确定连接位置提供了便利，进一步提高了制造义齿支架的数字化。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种全口义齿立体支架的数字化制造方法，其特征在于，包括：
基于扫描设备扫描全口义齿模型，获得模型三维数据，同时，扫描与所述口义齿模型相关的人工牙部分和基托部分，获得义齿外形三维数据；
基于设计软件，并根据获得的所述模型三维数据和义齿外形三维数据，确定全口立体支架的基托部分；
基于所述设计软件，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架；
使用激光烧结技术将所述整体立体支架进行制造。
2.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，扫描设备扫描的全口义齿模型是经过预处理的，其预处理步骤包括：
在原先全口义齿模型上用0.5毫米厚度的蜡片均匀铺至于牙槽嵴顶内外3毫米的区域,并用雕刻刀在蜡片上切出预设数目个的缺口。
3.如权利要求2所述的设计制造方法，其特征在于，
所述预设数目个为4，所述缺口对应的缺口大小的宽度为2mm，长度为3mm。
4.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，所述人工牙部分和基托部分是去除所述全口义齿模型上的蜡片获得的。
5.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，确定的全口立体支架的基托部分的边缘度厚度为0.7mm。
6.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，将确定的全口立体支架的基托部分与所述人工部分合并，并将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，还包括：
基于设计软件的回切功能标记出合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分，保留义齿后牙咬合面和前牙舌侧部分,并对其余部分进行2毫米的均匀回切；
基于设计软件的减法工具和附件将合并的全口立体支架的基托部分与所述人工部分的多余中间数据进行删除,可使基托部分剩余均匀的0.7mm厚度,义齿后牙咬合面和前牙舌侧为均匀的1mm厚度,基托部分与人工部分的两层之间保留直径1mm的连接柱；
基于设计软件的附件工具，通过使用圆长柱将每颗人工牙与相对应的基托部分进行连接成为一个整体立体支架。
7.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，基于扫描设备获得模型三维数据之前，还包括：验证所述扫描设备扫描的准确性；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个三维激光点，并提取所述M个三维激光点的第一特征；
获取所述扫描设备扫描标准义齿模型的M个反馈激光点，并提取所述M个反馈激光点的第二特征；
根据相似度算法，确定所述第一特征与第二特征之间的相似度，若相似度大于预设度，验证成功；
否则，根据确定的相似度所对应的相似等级，从激光修改数据库中，调用与所述相似等级相配的修改方案；
基于调取的所述修改方法，对所述M个反馈激光点进行平面映射，并对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果，对每个所述反馈激光点M进行调整处理；
获取整处理后的M个反馈激光点的第三特征，并根据相似度算法，确定所述第一特征与第三特征之间的相似度，直到验证成功；
否则，继续从激光修改数据库中，调用与相似等级相配的修改方案，直到验证成功。
8.如权利要求7所述的设计制造方法，其特征在于，对映射结果进行平面剖割，并根据剖割结果对每个所述反馈激光点M进行调整处理的过程中，还包括：
确定每个剖割面P对应的反馈激光点的坐标Q，
P＝{Q(xj，yj，zj),j＝1,2,3...N,且N＜M}；
根据所述剖割结果，并根据下述公式，对每个剖割面中的反馈激光点进行调节；
Figure FDA0002498916690000031
其中，Q′(xj,yj)表示调节处理后对应的反馈激光点的坐标；P′表示每个剖割面的剖割结果；N表示每个剖割面中的反馈激光点的个数，且每个剖割面中的反馈激光点的个数相同或不同；
所述第一特征对应的三维激光点是三维坐标，所述第二特征对应的反馈激光点也是三维坐标。
9.如权利要求1所述的设计制造方法，其特征在于，将合并的所述人工牙部分的每颗人工牙与相对应的基托连接成为一个整体立体支架的过程中，需要对所述人工牙与基托的连接位置进行确定，其确定步骤包括：
确定所述人工牙部分人工牙的牙参数，所述牙参数包括：人工牙的排列密度ρ、每颗人工牙的上表面面积S1和下表面面积S2、每颗人工牙的体积v和平均宽度d；；
确定所述基托的面积大小S；
根据连接规则以及确定的牙参数和基托面积S，确定每颗人工牙的牙结果T；
Figure FDA0002498916690000032
其中，n表示人工牙的总颗数；
根据所述牙结果，对所有人工牙进行排列，进而确定所述人工牙与基托的连接位置。
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