CN113302042A - 用于从模具移取壳体的装置和方法 - Google Patents

Abstract

实施例涉及从模具(140)自动移取未修整的壳体(150)。在一个实施例中，壳体移取装置包括主体和设置在主体(110)内的平台(120)。该平台被配置为固定模具，该模具具有形成在模具上的未修整的壳体。壳体移取装置还包括盖子(130A)，其被配置为将未修整的壳体固定到主体的一个或多个侧壁的上表面并在未修整的壳体的下表面和主体的一个或多个侧壁的上表面之间提供密封。壳体移取装置可以包括主体(110)中的介质入口(116)，用于允许加压介质进入主体的内部(114)，以在未修整的壳体的上表面和未修整的壳体的下表面之间产生压力差，从而使未修整的壳体从模具脱离。

Description

用于从模具移取壳体的装置和方法

技术领域

本发明的实施例涉及矫治器(aligner)领域，尤其涉及从模具自动移取矫治器。

背景技术

对于一些应用，围绕模具形成壳体以实现模具的阴模。然后从模具取下壳体，以将壳体进一步用于各种应用。围绕模具形成壳体然后稍后使用的一个示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对准患者的一颗或多颗牙齿的矫治器。

模具可以使用快速成型设备(例如，3D打印机)形成，该快速成型设备可以使用增材制造技术(例如，立体光刻)或减材制造技术(例如，铣削)来制造模具。然后可以使用热成型设备在模具上形成矫治器。一旦形成矫治器，通常修整矫治器，然后手动从模具取下矫治器。为了从模具取下矫治器，用户通常使用手动工具将矫治器与模具分离。根据矫治器的复杂度(例如，牙齿过度拥挤、悬垂、附件的数量)，可能难以从模具移取矫治器，这可能导致在手动移取过程中矫治器破损和其他质量问题(例如，变形、弯曲等)。

实验室、制造商、牙医诊所或正畸诊所可以使用快速原型设备和热成型设备来使矫治器生产过程的各部分自动化。然而，这样的实验室、牙医诊所、制造商、正畸诊所等可能手动地从对应的模具移取每个矫治器，这会导致矫治器生产过程中的瓶颈并且可能损坏矫治器。

附图说明

在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了本发明。

图1A示出了根据某些实施例的包括介质入口的壳体移取装置的截面图。

图1B示出了根据某些实施例的包括介质出口的壳体移取装置的截面图。

图1C-D示出了根据某些实施例的包括驱动机构的壳体移取装置的截面图。

图1E示出了根据某些实施例的壳体移取装置的截面透视图。

图1F示出了根据某些实施例的包括降低的平台的壳体移取装置的截面图。

图1G示出了根据某些实施例的在壳体移取装置中使用的模具。

图2A-C示出了根据某些实施例的使未修整的壳体从模具脱离(release)的壳体移取装置。

图3示出了根据某些实施例的将垫压靠在未修整的壳体上的壳体移取装置。

图4A示出了根据某些实施例的壳体移取装置和与模具分离的未修整的壳体。

图4B示出了根据某些实施例的附接到壳体移取装置的平台的模具。

图5A示出了根据某些实施例的形成矫治器的方法的流程图。

图5B示出了根据某些实施例的从模具移取未修整的壳体的方法的流程图。

图6示出了根据某些实施例的示例计算装置的框图。

图7A示出了根据某些实施例的牙齿重新定位器具。

图7B示出了根据某些实施例的牙齿重新定位系统。

图7C示出了根据某些实施例的使用多个器具的正畸治疗方法。

图8示出了根据某些实施例的用于设计正畸器具的方法。

图9示出了根据某些实施例的用于以数字方式规划正畸治疗的方法。

具体实施方式

本文描述的是从模具自动移取聚合物矫治器(也称为矫治器、壳体、塑料矫治器、塑料壳体、器具和正畸器具)的实施例。矫治器生产的部分可以自动化。矫治器生产中过程的自动化可以提高生产速度、降低不准确度、减小对矫治器的损坏、提高矫治器的功效并增加患者的舒适度。可以通过在牙弓的模具上热成型塑料片来制造矫治器。常规上，在矫治器生产中，从模具移取矫治器是手动过程，该过程是在已经沿着牙龈线修整了矫治器之后进行。用户可以手动地将手动工具插入矫治器和模具之间以将矫治器与模具分离。从模具手动移取矫治器可能损坏或破坏矫治器，可能导致质量问题(例如，矫治器变形或弯曲)，并且可能成为矫治器生产中的瓶颈。模具越复杂，从模具移取矫治器可能越困难，从模具移取矫治器可能花费的时间就越长，并且移取导致矫治器被损坏或有其他质量问题的可能性就越高。

本文描述的实施例使得能够从模具自动移取未修整的矫治器。从模具自动移取未修整的矫治器可以包括在未修整的矫治器的上表面和未修整的矫治器的下表面之间施加压力差。从模具自动移取未修整的矫治器还可包括将模具附接到平台并且在施加压力差期间将平台远离未修整的矫治器移动。未修整的矫治器的自动移取还可以包括将一个或多个垫压靠在未修整的矫治器的不覆盖模具的平坦区域上，以防止在施加压力差期间损坏未修整的矫治器。从模具自动移取矫治器可以提高矫治器生产的速度，降低矫治器的不准确度，减少损坏的矫治器，提高矫治器的功效，并减少矫治器的质量问题。

在一些实施例中，模具被固定到壳体移取装置的平台，其中未修整的壳体已经在模具上形成。壳体移取装置的主体包括包围主体内部的一个或多个侧壁，并且平台设置在主体内部。未修整的壳体的侧面可以在主体的一个或多个侧壁上方延伸。未修整的壳体固定在盖子的下表面和主体的一个或多个侧壁的上表面之间，以在未修整的壳体和壳体移取装置之间提供密封。未修整的壳体的上表面和未修整的壳体的下表面之间的压力差是由以下的至少一者引起的：将加压介质泵入主体内部中，或将介质从由盖子和未修整的壳体的上表面限定的区域中泵出。基于压力差，引起未修整的壳体扩张并从模具脱离。

在一些实施例中，壳体移取装置包括主体、设置在主体内部中的平台、盖子和主体中的介质入口。主体可以包括包围主体内部的一个或多个侧壁。该平台可以被配置为固定模具，该模具具有在模具上形成的未修整的壳体。未修整的壳体的一个或多个部分可以在主体的一个或多个侧壁上方延伸。盖子可以被配置为将未修整的壳体固定到主体的一个或多个侧壁的上表面并在未修整的壳体的下表面和主体的一个或多个侧壁的上表面之间提供密封。介质入口可允许加压介质进入主体内部以在未修整的壳体的上表面和未修整的壳体的下表面之间引起压力差。压力差可以使未修整的壳体扩张并从模具脱离。

在一些实施例中，壳体移取装置包括主体、设置在主体内部中的平台、盖子和盖子中的介质出口。主体可以包括包围主体内部的一个或多个侧壁。该平台可以被配置为固定模具，该模具具有在模具上形成的未修整的壳体。未修整的壳体的一个或多个部分可以在主体的一个或多个侧壁上方延伸。盖子可以被配置为将未修整的壳体固定到主体的一个或多个侧壁的上表面并在未修整的壳体的上表面和盖子的下表面之间提供密封。介质出口可允许介质从由盖子和未修整的壳体的上表面限定的区域中去除，以在未修整的壳体的上表面和未修整的壳体的下表面之间引起压力差。压力差可以使未修整的壳体扩张并从模具脱离。

本文参考正畸矫治器(也简称为矫治器)讨论了一些实施例。然而，实施例还扩展到在模具上形成的其他类型的壳体，例如正畸保持器、正畸夹板、口腔插入的睡眠器具(例如，用于最小化鼾声、睡眠呼吸暂停等)和/或用于非牙科应用的壳体。因此，应当理解，本文中涉及矫治器的实施例也适用于其他类型的壳体。例如，讨论的原理、特征和方法可以应用于任何应用或处理，在该应用或处理中，从模具自动移取壳体是有用的，该壳体是形式贴合的装置，诸如眼镜架、接触镜或玻璃镜片、助听器或插头、人造膝盖、假肢及装置、矫形嵌件，以及保护设备，诸如护膝、移动杯、或肘部、下巴和小腿护具以及其他类似的运动/保护装置。

图1A示出了根据某些实施例的包括介质入口116的壳体移取装置100A的截面图。

壳体移取装置100A可包括主体110、平台120和盖子130A。主体可以包括包围主体110的内部114的一个或多个侧壁112。平台120可以设置在主体110的内部114中。平台120可以固定模具140，该模具具有在模具140上形成的未修整的壳体150(例如未修整的矫治器)。在一些实施例中，模具140对应于患者的牙弓，并且模具140包括倾斜部分，该倾斜部分在牙弓的牙龈线下方开始并远离牙弓延伸到模具140的下部(参见图1G)以辅助从模具140移取未修整的壳体150。未修整的壳体150的一个或多个部分可以在主体110的一个或多个侧壁112上方延伸(例如，可以在主体110的内侧壁上方延伸和/或可以在主体110的外侧壁上方延伸)。盖子130A可以被配置为将未修整的壳体150固定到一个或多个侧壁112的上表面并在未修整的壳体150的下表面和主体110的一个或多个侧壁112的上表面之间提供密封。盖子130A可以包括附接到盖子130A的内表面的一个或多个垫(未示出)。垫可以定位成压靠未修整的壳体150的不覆盖模具140的一个或多个平坦区域以防止未修整的壳体150在施加压力差期间损坏。主体110中的介质入口116可以允许加压介质进入主体110的内部以在未修整的壳体150的上表面和未修整的壳体150的下表面之间引起压力差(例如，以使未修整的壳体150膨胀)。压力差可以使未修整的壳体150扩张并从模具140脱离。加压介质可包括加压空气(例如，压缩空气)、加压水、加压蒸汽、加压气体(例如，加压惰性气体)、加压液体(例如，加压非反应性液体)等中的一个或多个。

壳体移取装置100A可包括一个或多个O形环160A。尽管本文讨论了O形环160A，但是可以使用提供密封的任何组件。O形环160A可以包括机械垫圈、弹性体、填料、复曲面接头、密封件、垫环等中的一个或多个。每个O形环160A可以安置在凹槽中并在组装期间在两个或更多个部分(例如，在图1A-E中的主体110的上表面和未修整的壳体150的下表面之间，在图1B-D中的未修整的壳体150的上表面和盖子130的下表面之间，在图1C-D中的主体110和平台120之间，等等)之间被压缩。

O形环160A可设置在主体110的一个或多个侧壁112的上表面上。夹持机构170可将盖子130压靠在未修整的壳体的在主体的一个或多个侧壁上方延伸的一个或多个部分上，并且进一步将未修整的壳体150的该一个或多个部分压靠在主体110的一个或多个侧壁112的上表面上的O形环160A上，以形成密封。在一些实施例中，夹持机构170压靠盖子130的上表面。例如，夹持机构170可以是c形夹具。在一些实施例中，夹持机构170是彼此接合的盖子130的第一组件和主体110的第二组件。例如，夹持机构170可以包括盖子130中的一个或多个锁孔槽和主体110中的一个或多个对应的组件(例如，螺钉、螺栓、突起)，它们彼此接合(例如，图4A中的夹持机构170)。

壳体移取装置100A可包括一个或多个O形环160C。尽管本文讨论了O形环160C，但是可以使用提供密封的任何组件。O形环160C可以包括机械垫圈、弹性体、填料、复曲面接头、密封件、垫环等中的一个或多个。每个O形环160C可以安置在凹槽中并在组装期间被压缩在两个或更多个部件之间(例如，在主体110和平台120之间、在靠近侧壁112的凹槽和平台120之间等)。O形环160A和160C可以提供密封以能够在未修整的壳体150的上表面和下表面之间产生压力差。

壳体移取装置100还可包括驱动组件180，该驱动组件180包括驱动机构186，用于在压力差期间将平台120远离未修整的壳体150移动以引起模具140与未修整的壳体150分离。壳体移取装置100还可以包括传感器(例如，光学传感器、音频传感器等)，用于检测未修整的壳体150何时开始与模具140分离(例如，检测透明的未修整的壳体150和模具140之间的对比度变化)并在检测到未修整的壳体150已经开始与模具140分离后触发驱动机构186。

在一些实施例中，传感器可以检测到未修整的壳体150已经开始与模具140分离(例如，未修整的壳体150的至少一部分已经远离模具140和/或平台120移动了阈值距离)。例如，传感器可以是感测对比度变化的光学传感器(例如，透明的未修整的壳体150已经从模具140移动了阈值距离)。在一些情况下，传感器可以检测压力或压力差。传感器可以包括压电压力换能器、应变计压力传感器、可变电容压力换能器等中的一个或多个。传感器可以触发驱动机构186以开始远离模具移动平台(例如，响应于检测到未修整的壳体150已经开始与模具140分离，响应于检测到压力或压力差等)。在另一个示例中，传感器可以是音频传感器，其感测未修整的壳体150已至少部分地与模具140分离的听觉指示(例如，来自未修整的壳体150的至少一部分与模具140脱离接合的爆裂声)。

图1B示出了根据某些实施例的包括介质出口132的壳体移取装置100B的截面图。

在一些实施例中，盖子130B可以在模具140上形成的未修整的壳体150上方延伸。例如，盖子130B可以是密封的帽或圆顶。盖子130B中的介质出口132可允许介质从盖子130B和未修整的壳体150的上表面限定的区域去除，以在未修整的壳体150的上表面和下表面之间产生压力差。

壳体移取装置100B可以包括在盖子130的下表面上的O形环160B。虽然这里讨论了O形环160B，但是可以使用提供密封的任何组件。O形环160B可以包括机械垫圈、弹性体、填料、复曲面接头、密封件、垫环等中的一个或多个。每个O形环160B可以安置在凹槽中并在组装期间被压缩在两个或更多个部件之间。夹持机构170可将盖子130压靠在未修整的壳体的在主体110的一个或多个侧壁112上方延伸的一个或多个部分上，并且进一步将未修整的壳体150的该一个或多个部分压靠在盖子130B的下表面上的O形环160B上以形成密封。

壳体移取装置100B可包括附接到盖子130的内表面的一个或多个垫190(例如，由可压缩材料制成的组件、膨胀物体等)。垫190可以定位成压靠未修整的壳体的不覆盖模具140的一个或多个平坦区域，以防止在施加压力差期间损坏未修整的壳体150。在一些实施例中，垫190可以压靠一个或多个平坦区域。在一些实施例中，垫190可以膨胀以压靠一个或多个平坦区域。在一些实施例中，不包括作为密封的帽或圆顶的盖子130B的壳体移取装置还可包括一个或多个垫190(例如，图3中的垫390，图4A中的垫490)。

在一些实施例中，壳体移取装置100A-B包括介质入口116以在未修整的壳体150下方引起正压力，并且不包括介质出口132。在一些实施例中，壳体移取装置100A-B包括介质出口132，用于在未修整的壳体150上方引起负压力，并且不包括介质入口116。在一些实施例中，壳体移取装置100A-B既包括用于在未修整的壳体150下方引起正压力的介质入口116又包括用于在未修整的壳体150上方引起负压力的介质出口132。在一些实施例中，壳体移取装置100可以交替地经由介质入口116提供正压力和/或经由介质出口132提供负压力(例如，不是同时)。在一些实施例中，壳体移取装置100A-B可以同时经由介质入口116提供正压力并经由介质出口132提供负压力。

壳体移取装置100A-B可包括一个或多个泵。在一些情况下，一个或多个泵(例如，空气压缩机)可以迫使加压介质通过介质入口116进入主体110的内部114以在未修整的壳体150的上表面和下表面之间引起压力差。在一些情况下，一个或多个泵(例如，抽气泵)可以(经由介质出口132)将介质(例如，空气)从由盖子130和未修整的壳体150的上表面限定的区域泵出，以在未修整的壳体150的上表面和下表面之间引起压力差。在一些情况下，相同的一个或多个泵(例如，单个泵)可以将介质(经由介质出口132)从由盖子130和未修整的壳体150的上表面限定的区域泵出，并将介质(经由介质入口116)泵入主体110的内部114(例如，同时泵出该区域并泵入主体110的内部)以在未修整的壳体150的上表面和下表面之间引起压力差。

尽管在图1A中示出了壳体移取装置100A并且在图1B中示出了具有不同特征的不同的壳体移取装置100B，但是壳体移取装置可以包括图1A-F、图2A-C、图3和图4A-B中示出的特征的任意组合。例如，壳体移取装置可以包括介质出口132而没有介质入口116。在另一个示例中，壳体移取装置可以包括介质出口132而没有垫190。在另一个示例中，壳体移取装置可以包括介质入口116、垫190而没有介质出口132。

图1C-D示出了根据某些实施例的包括驱动组件180的壳体移取装置100C-D的截面图。驱动组件180可以是包含或连接到平台120的第二平台。图1C可以示出平台120处于升高位置(例如，在将加压介质泵送到主体110的内部114中之前)的壳体移取装置100C。图1D可以示出除平台120处于降低位置(例如，在将加压介质泵送到主体110的内部114中之后)之外与图1C中的壳体移取装置100C相同的壳体移取装置100D。

在一些实施例中，驱动组件180设置在平台120下方。在一些实施例中，介质入口116迫使加压介质进入主体110的在主体的一个或多个内侧壁112与平台120的一个或多个外侧壁之间的内部114。在一些实施例中，驱动组件180与主体110的内部114密封地分离(例如，经由O形环160C)。

驱动组件180可以包括驱动机构186。在一些实施例中，驱动机构186可以降低平台120。在一些实施例中，响应于未修整的壳体150开始与模具140分离(例如，未修整的壳体150从模具140移动阈值距离)，驱动机构186可以降低平台120。在一些实施例中，响应于阈值正压力正施加在未修整的壳体150下方、阈值负压力正施加在未修整的壳体150上方或阈值压力差正施加在未修整的壳体150的上表面和下表面之间中的一个或多个，驱动机构186可以降低平台120。

如图1C-D所示，驱动组件180可包括一个或多个弹簧182(例如，线圈等)和一个或多个闭锁组件184(例如，电磁体等)。平台120可以设置在弹簧182上。响应于加压介质进入主体110的内部114(例如，在侧壁112和平台120之间、平台120内部等)，模具140可以开始与未修整的壳体150分离。响应于模具140开始与未修整的壳体分离，平台120可以开始降低。例如，加压介质在未修整的壳体150和模具140之间施加高于由驱动组件180的弹簧182施加的压力的力，并且可以导致平台降低。在另一个示例中，加压介质加上平台120的重量可以施加大于弹簧182的力的力并且可以导致平台120降低。在降低阈值距离(例如，0.2毫米(mm))时，平台120可以与闭锁组件184接合，即使在主体110的内部114不再通过介质加压之后，该闭锁组件也将平台120保持在降低的位置。

在一些实施例中，传感器可以靠近一个或多个弹簧182和一个或多个闭锁组件184设置。传感器可以检测到平台120已经与一个或多个闭锁组件184接合(例如，已经下降到靠近一个或多个闭锁组件184)。传感器可以触发驱动机构186以将平台120、闭锁组件184和弹簧182拉离壳体。驱动组件186可以保持闭锁组件184和弹簧182的底表面静止(不竖直移动)，直到传感器触发驱动组件降低平台、弹簧182和闭锁组件184为止。在对主体110的内部114减压后，可以去除盖子130C并且可以从壳体移取装置取下与模具140分离的未修整的壳体150。

尽管图1C-D示出了弹簧182和闭锁组件184，但是在一些实施例中，驱动组件180可以不包括弹簧182和闭锁组件184。

驱动组件180可包括一种或多种类型的降低平台120的驱动机构186。在一些实现方式中，驱动组件180包括气动驱动机构186。在一些实现方式中，驱动组件180包括螺纹驱动机构186(例如，螺钉上下驱动平台120)。在一些实施例中，驱动组件180包括机动驱动机构186。

图1E示出了根据某些实施例的壳体移取装置100E的截面透视图。如图1E所示，主体110可以是中空圆柱体，平台120可以包括圆柱体，并且盖子130E可以包括环，其具有与中空圆柱体的第二直径大致匹配的第一直径。在一些实施例中，介质可以经由介质入口116被泵送到主体的内圆柱侧壁112和平台的外圆柱侧壁之间的空间中，以使未修整的壳体150和模具140开始分离。在一些实施例中，平台120可以是穿孔的或开槽的，并且介质可以经由介质入口116被泵送并且通过平台120的穿孔以使未修整的壳体150和模具分离。在一些实施例中，主体110、平台120和盖子130E是圆柱形的并且未修整的壳体150具有圆形周边。在一些实施例中，主体110、平台120和盖子130的内周和/或外周均是第一形状(例如，梯形、矩形、正方形、三角形等)，并且未修整的壳体150的周边也是第一形状(例如，主体110、平台120、盖子130和未修整的壳体150的周边都是相同的形状)。

经由介质入口116泵送介质可在未修整的壳体150的下表面和上表面之间引起压力差，这导致未修整的壳体150相对于平台120和模具140升高(例如，模具140固定到平台，因此未修整的壳体150也相对于模具140升高)。随着未修整的壳体150开始分离，平台120(例如，以及固定到平台120的模具140)可以开始降低，如图1F所示。

图1F示出了根据某些实施例的包括降低的平台120的壳体移取装置100F的截面图。图1E可以示出平台120处于升高位置(例如，在将加压介质泵送到主体110的内部114中之前)的壳体移取装置100E，图1F可以示出除平台120处于降低位置(例如，在将加压介质泵送到主体110的内部114中之后)之外与图1E中的壳体移取装置100E相同的壳体移取装置100F。在一些实施例中，当未修整的壳体150由于压力差而开始与模具140分离时，壳体移取装置100可通过驱动机构降低平台120。在去除加压介质之后，未修整的壳体150不重新附接到模具，因为平台120处于降低的位置。

图1G示出了根据某些实施例的在壳体移取装置100中使用的模具140。模具140可以对应于患者的牙弓。模具140可以包括牙弓部分142和倾斜部分144。牙弓部分142和倾斜部分144可以形成一个连续的模具。牙弓部分142可包括对应于患者的多颗牙齿的牙齿和对应于患者的牙龈线(例如，龈线，牙龈和牙齿在那里相汇)的牙龈线146。倾斜部分144可以在牙龈线146下方开始并且可以远离牙弓延伸到模具140的下部。设置在模具140的倾斜部分144上的未修整的壳体150的一部分将被修整以生成矫治器。模具140的倾斜部分142可以辅助从模具140脱离未修整的壳体150。

图2A-C示出了根据某些实施例的使未修整的壳体150从模具140脱离的壳体移取装置200。壳体移取装置200可以是图1A-F中的一个或多个的壳体移取装置100A-F的实施例。在图2A中，未修整的壳体的一个或多个部分在主体110的侧壁112上方延伸，并且未修整的壳体150经由夹持机构170固定在盖子230(其可对应于盖子130A-E中的任一个)的下表面和主体110的上表面之间。在图2B中，加压介质进入主体以在未修整的壳体150下方施加正压力，这开始使未修整的壳体150相对于模具140升高(例如，膨胀)。未修整的壳体150的膨胀导致未修整的壳体150的内表面大于模具140并与模具140稍微分离。在图2C中，平台120降低，例如以在未修整的壳体150膨胀的同时使模具140与未修整的壳体150完全脱离。由于未修整的壳体150膨胀，因此它可以很容易地与模具140分离，而不会永久变形或损坏未修整的壳体150。一旦去除压力差(在模具与未修整的壳体150分离之后)，加压介质可以从主体的内部排空，且未修整的壳体150可恢复到其原始尺寸和形状。

如上所述，未修整的壳体150可以通过在模具上热成型塑料片来形成。该塑料片材可以比模具大，使得在热成型之后，未修整的壳体150的一部分仍然是保持平坦并延伸超过模具的塑料片。未修整的壳体150的这些平坦的部分在施加压力差期间可能特别容易受到损坏。因此，一个或多个垫可用于在一个或多个位置处压靠未修整的壳体150的平坦部分以保护未修整的壳体150在移取过程中免于变形。

图3示出了根据某些实施例的壳体移取装置300，其包括一个或多个垫390(例如，由可压缩材料制成的组件、可膨胀物体等)，该一个或多个垫390压靠在未修整的壳体150上。壳体移取装置300可以是图1A-F或图2A-C中的一个或多个的壳体移取装置的实施例。壳体移取装置300可包括盖子330(例如，图1A-F或图2A-C中的一个或多个的盖子的实施例)、主体310(例如，图1A-F或图2A-C中的一个或多个的主体的实施例)、介质入口116(例如，图1A-F或图2A-C中的一个或多个的介质入口的实施例)、一个或多个垫390(例如，图1A-F或图2A-C中的一个或多个的垫的实施例)等。盖子330可以包括一个或多个部分。例如，盖子330的第一部分可以是具有第一直径的环，该第一直径大致匹配主体310的中空圆柱体的第二直径。第二部分可以跨越未修整的壳体150的至少一部分。盖子330的第二部分可以机械地附接到第一部分。一个或多个垫390可以附接到盖子330的内侧(例如，盖子330的跨越未修整的壳体150的至少一部分的第二部分的内侧)。垫390可以定位成压靠未修整的壳体150的不覆盖模具140的一个或多个平坦区域，以防止在施加压力差期间损坏未修整的壳体150(例如，防止未修整的壳体150的未在模具140上方的区域的凸出和永久变形)。

在施加压力差期间，未修整的壳体150的设置在模具140上的部分(例如，与模具的复杂形状接合的部分)可对加压介质施加比未修整的壳体150的不与模具140接合的平坦区域更大的阻力。因此，加压介质的高压力不会损坏未修整的壳体150(例如，在平坦区域等处)，垫390可以在未修整的壳体150的上部的一个或多个部分上(例如，在平坦区域处)施加力。在一些实施例中，垫390可覆盖未修整的壳体150的平坦区域和模具上方的部分(例如，覆盖盖子330内的所有未修整的壳体150的一个垫)。在一些实施例中，垫390可用于具有复杂特征的模具。

图4A示出了根据某些实施例的壳体移取装置400和与模具140分离的未修整的壳体150。壳体移取装置400可以是图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的壳体移取装置的实施例。壳体移取装置400可以包括盖子430(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的盖子的实施例)、主体410(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的主体的实施例)、介质入口416(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的介质入口的实施例)、一个或多个垫490(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的垫的实施例)、夹持机构470(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的夹持机构的实施例)、平台420(例如，图1A-F、图2A-C或图3中的一个或多个的平台的实施例)等。盖子430可以包括一个或多个垫490，其对应于未修整的壳体150的平坦区域。一个或多个垫490可以压靠未修整的壳体150的一个或多个平坦区域以防止未修整的壳体150在施加压力差期间损坏。夹持机构470可以包括盖子430中的锁孔槽和主体410中的对应的组件(例如，突起、螺钉、螺栓等)。模具140可以固定到平台420。响应于经由壳体移取装置400施加的压力差，未修整的壳体150可以与模具140分离。

图4B示出了根据某些实施例的附接到壳体移取装置400的平台120的模具140(例如，在取下未修整的壳体150之后)。模具140可以包括在模具140的底表面上的与平台420接合的一个或多个组件(例如，突起、螺栓、陷入模具140的底部的平头螺钉等)。在一个实施例中，平台420可以包括锁孔槽，并且模具140的底表面上的组件可以与锁孔槽接合以将模具140固定到平台420。也可以使用将模具140接合到平台120的其他接合特征，例如螺钉、螺栓、平台420中的夹持到模具140的一个或多个部分上的夹具，等等。响应于压力差，模具140可以与其所附接到的平台120一起竖直移动。如果使用模具140中的锁孔槽和插入螺钉的螺钉将模具140固定到平台420，则可以通过在水平方向上移动模具140来从平台420取下模具140。

图5A示出了根据某些实施例的用于制造矫治器的方法500的流程图。在一些实施例中，方法500的一个或多个操作由计算装置的处理逻辑来执行以自动化形成矫治器的一个或多个操作。处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(例如，由处理装置执行的指令)、固件或其组合。例如，方法500的一个或多个操作可以由执行程序或模块的处理装置(例如，图6的矫治器生成器650)执行。

在方法500的框502处，生成模具的数字模型。可以基于治疗计划确定处于治疗阶段的患者牙弓的形状以生成模具的数字模型。在正畸学的示例中，可以基于要建模的牙弓的口内扫描来生成治疗计划。可以执行患者牙弓的口内扫描以生成患者牙弓的三维(3D)虚拟模型。例如，可以执行患者的下颌弓和/或上颌弓的全扫描以生成其3D虚拟模型。口内扫描可以通过从不同的扫描点创建多个重叠的口内图像然后将口内图像拼接在一起以提供复合3D虚拟模型来执行。在其他应用中，虚拟3D模型也可以基于要被建模的对象的扫描或基于计算机辅助绘图技术(例如，用于设计虚拟3D模具)的使用来生成。或者，可以从要建模的实际对象生成初始阴模。然后可以扫描阴模以确定将被生产的阳模的形状。

一旦生成了患者牙弓的虚拟3D模型，牙科医生就可以确定期望的治疗结果，其包括患者牙齿的最终位置和取向。然后处理逻辑可以确定使牙齿从起始位置和取向进展到目标最终位置和取向的治疗阶段的数量。最终的虚拟3D模型和每个中间的虚拟3D模型的形状可以通过计算从初始牙齿放置和取向到最终矫正的牙齿放置和取向的整个正畸治疗中牙齿移动的进展来确定。对于每个治疗阶段，可以生成处于该治疗阶段的患者牙弓的单独的虚拟3D模型。每个虚拟3D模型的形状将是不同的。原始的虚拟3D模型、最终的虚拟3D模型和每个中间的虚拟3D模型都是独特的，并且是为患者定制的。

处理逻辑可以基于处于治疗阶段的牙弓的数字模型来确定处于该治疗阶段的患者牙弓的模具的初始形状。另外，处理逻辑可以确定要添加到模具的一个或多个特征，这将使形成在模具上的矫治器具有确定的标记和/或元素。

处理逻辑可以确定模具的最终形状并且可以生成模具的数字模型。或者，数字模型可能已经生成。在这种情况下，处理逻辑更新已经生成的数字模型以包括为模具确定的特征。数字模型可以表示在文件(例如，计算机辅助绘图(CAD)文件或3D可打印文件(例如，立体光刻(STL)文件))中。数字模型可以包括将控制制造系统或装置以便产生具有指定几何形状的模具的指令。

在框504处，基于数字模型生成模具。患者牙弓的每个虚拟3D模型可用于生成处于特定治疗阶段的牙弓的独特的定制模具。模具的形状可以至少部分地基于用于该治疗阶段的虚拟3D模型的形状。模具可以对应于患者的牙弓并且模具可以包括倾斜部分，该倾斜部分在牙弓的牙龈线下方开始并且远离牙弓延伸到模具的下部。设置在模具的倾斜部分上的未修整的壳体的一部分将被修整(例如，在框510处以形成修整后的壳体)。在一些实施例中，在框504处，生成具有从牙龈线下方开始的倾斜部分的模具以辅助未修整的壳体从模具脱离。模具可以使用快速原型设备(例如，3D打印机)形成，以使用增材制造技术(例如，立体光刻)或减材制造技术(例如，铣削)制造模具。数字模型可以输入到快速原型机中。然后，快速原型机使用数字模型制造模具。快速原型制造机的一个示例是3D打印机。3D打印包括任何基于层的增材制造工艺。可以使用增材工艺来实现3D打印，其中，连续的材料层以规定的形状形成。可以使用挤出沉积、粒状材料粘合、层压、光聚合、连续液体界面生产(CLIP)或其他技术执行3D打印。还可以使用减材工艺(例如，铣削)来实现3D打印。

在一个实施例中，立体光刻(SLA)，也称为光学制造固体成像，用于制造SLA模具。在SLA中，通过一个在另一个之上依次打印可光固化材料(例如，聚合树脂)的薄层来制造模具。平台被置于液体光聚合物或树脂的浴槽中，刚好在浴槽的表面之下。光源(例如，紫外激光)在平台上跟踪图案，固化光源指向的光聚合物，以形成模具的第一层。平台以增量降低，并且光源在平台上跟踪新图案以在每个增量处形成模具的另一层。重复该过程直到完全制造出模具。一旦形成模具的所有层，就可以清洁和固化对象。

诸如聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯、热聚合聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯、苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、硅橡胶、弹性体合金、热塑性弹性体(TPE)、热塑性硫化橡胶(TPV)弹性体、聚氨酯弹性体、嵌段共聚物弹性体、聚烯烃共混弹性体、热塑性共聚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体或其组合等材料可以被用于直接形成模具。用于制造模具的材料可以以未固化的形式(例如，作为液体、树脂、粉末等)提供并且可以被固化(例如，通过光聚合、光固化、气体固化、激光固化、交联(crosslinking)等)。固化之前材料的特性可能与固化之后材料的特性不同。

可选地，本文描述的快速原型技术允许制造包括多种材料的模具，在本文中称为“多材料直接制造”。在一些实施例中，多材料直接制造方法涉及在单个制造步骤中由多种材料同时形成对象。例如，多尖端挤出设备可以用于从不同的材料供应源选择性地分配多种类型的材料(例如，树脂、液体、固体或其组合)，以便由多种不同的材料制造对象。可替代地或与之结合地，多材料直接制造方法可以涉及在多个顺序的制造步骤中由多种材料形成对象。例如，对象的第一部分(例如，模具的主要部分)可以根据本文的任何直接制造方法由第一材料形成，然后对象的第二部分(例如，添加到模具的复杂特征)可以根据本文的方法由第二材料形成，等等，直到整个对象被形成为止。第一部分和第二部分的相对布置可以根据需要改变。在一个实施例中，使用多材料直接制造以使第一材料用于在模具上的切割线的标记，并且使一种或多种附加材料用于模具的其余部分。

矫治器可以从每个模具形成以提供用于移动患者牙齿的力。每个矫治器的形状都是独特的，并且是为特定的患者和特定的治疗阶段定制的。在示例中，矫治器可以在模具上压力成型或热成型。每个模具可用于制造矫治器，该矫治器将在正畸治疗的特定阶段向患者的牙齿施加力。矫治器均具有牙齿容纳腔，该牙齿容纳腔根据特定的治疗阶段容纳并弹性地重新定位牙齿。在框506处，在模具上形成未修整的壳体。在一个实施例中，在模具上压力成型或热成型材料片。该片材可以是例如塑料片(例如，弹性热塑性塑料、聚合物材料片等)。为了在模具上热成型壳体，材料片可被加热到片材变得柔韧的温度。可以同时向片材施加压力以在模具周围形成现在柔韧的片材，具有将在矫治器中压印标记和/或元素的特征。一旦片材冷却，它将具有符合模具的形状。在一个实施例中，在形成壳体之前将脱模剂(例如，不粘材料)应用到模具上。这可以有利于稍后从壳体取下模具。响应于在模具上形成未修整的壳体，从模具手动取下壳体可能导致损坏壳体、质量问题(例如，变形、变弯曲等)。模具的复杂性(例如，过度拥挤、陡峭的锁缝(overhand)、多个附件等)可能使得从模具手动取下壳体费时且容易损坏。

在框508处，使用如本文所述的壳体移取装置(例如，图1A-F、图2A-C、图3或图4A-B中的一个或多个的壳体移取装置)从模具移取未修整的壳体。在一些实施例中，可以使用图5B的方法550从模具移取未修整的壳体。

在框510处，未修整的壳体被修整以生成矫治器。在一些实施例中，在未修整的壳体的修整过程中去除未修整的壳体的设置在模具的在牙龈线下方向外倾斜的部分上的部分以生成矫治器。在未修整的壳体从用于治疗阶段的模具取下之后，随后沿着一条或多条切割线(也称为修整线)修整该未修整的壳体。切割线可以是表示矫治器和患者牙龈之间界面的牙龈切割线。在一个实施例中，矫治器由技术人员使用剪刀、牙钻、切割轮、手术刀或任何其他切割工具手动切割。在另一个实施例中，矫治器由计算机控制的修整机(例如，CNC机或激光修整机)切割。计算机控制的修整机可以控制修整机的切割工具的角度和位置来修整该未修整的壳体。

图5B示出了根据某些实施例的从模具移取未修整的壳体的方法550的流程图。方法550的一个或多个操作由壳体移取装置执行。在一些实施例中，方法550的一个或多个操作由计算装置的处理逻辑来执行以自动化壳体移取装置的操作。处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(例如，由处理装置执行的指令)、固件或其组合。例如，方法550的一个或多个操作可以由执行程序或模块的处理装置(例如，图6的矫治器生成器650)控制壳体移取装置执行。

在方法550的框552处，将模具固定到壳体移取装置的主体内部的平台，其中，在模具上已经形成了未修整的壳体。在一些实施例中，模具底部上的第一组件(例如，突起、螺钉、螺栓等)与平台上表面上的第二组件(例如，锁孔槽等)接合(参见图4B)。第一组件和第二组件可以在水平方向上接合和脱离接合。竖直方向上的压力(例如，压力差)或竖直方向上的移动(例如，远离壳体移动平台)可能不会使模具与平台脱离接合。

在框554处，未修整的壳体被固定在壳体移取装置的盖子的下表面和主体的一个或多个侧壁的上表面之间以提供密封。在一些实施例中，密封由未修整的壳体的下表面和主体的上表面之间的O形环提供。在一些实施例中，密封由未修整的壳体的上表面和盖子的下表面之间的O形环提供。在一些实施例中，密封件设置在未修整的壳体的上表面以及下表面两者处(例如，在未修整的壳体的下表面和主体的上表面之间，以及在未修整的壳体的上表面和盖子的下表面之间)。

可选地，在框556处，加压介质被泵入主体的内部以在未修整的壳体的上表面和下表面之间引起压力差。加压介质可以经由主体中的介质入口泵送。

可选地，在框558处，介质从由盖子和未修整的壳体的上表面限定的区域泵出，以在未修整的壳体的上表面和下表面之间引起压力差。介质可以经由盖子中的介质出口泵出。在一些实施例中，同时经由介质出口泵出介质以及经由介质入口泵入介质以引起压力差。在一些实施例中，介质经由介质入口泵入或经由介质出口泵出(例如，一者或另一者)。

可选地，在框560处，附接到盖子的内侧的一个或多个垫被压靠在未修整的壳体的不覆盖模具的一个或多个平坦区域上，以防止未修整的壳体变形。在一些实施例中，一个或多个垫被压靠在未修整的壳体的覆盖模具的区域和未修整的壳体的不覆盖模具的区域上。未修整的壳体的一个或多个特征(例如，复杂的特征、难以移取的部分)可以在更高的压力差下从模具移取，并且未修整的壳体的一个或多个区域(例如，不高于模具的区域，不高于复杂特征的区域)可以在较低的压力差下脱离接合。一个或多个垫可以压靠未修整的壳体的在较低压力差下脱离接合的区域(例如，以在施加较高的压力差以使复杂特征脱离接合的同时不损坏那些区域)。

在框562处，基于压力差使未修整的壳体扩张并从模具脱离。压力差可以通过一个或多个泵经由介质入口或介质出口中的一个或多个施加。介质可以是气体(例如，空气、惰性气体、气体混合物等)或液体(例如，水等)。介质可以是非活性气体或液体。在一些实施例中，取决于模具的几何形状(例如，模具中特征的复杂性)，压力差的范围可以从每平方英寸5磅(psi)到30psi。压力差可以高到足以使未修整的壳体150开始或完全与模具140脱离接合，但不能高到以至于永久地改变未修整的壳体150的形状(例如，未修整的壳体150可以暂时变形，但是不会永久变形)。

可选地，在框564处，壳体移取装置的传感器检测到未修整的壳体已开始与模具分离以触发壳体移取装置的驱动机构。传感器可以是光学传感器、压力传感器、接触传感器等。在光学传感器的情况下，传感器可以接收对比度阈值量的光学读数(例如，未修整的壳体与模具分开阈值距离)。在一个实施例中，一旦模具和未修整的壳体已经分离至少阈值量(例如，0.2毫米(mm))，驱动机构就可以被触发。驱动机构可以在未修整的壳体已经开始与模具分离后被触发，以免损坏未修整的壳体或模具(例如，在分离开始之前移动模具可能使得未修整的壳体的复杂特征上的力太大，导致损坏未修整的壳体)。在一个实施例中，驱动机构基于计时器开始远离模具移动平台。例如，采样计时器值可以在5秒到60秒之间。在另一个示例中，采样时间值可以在5秒到25秒之间。当压力差达到目标值时，计时器可以启动。当计时器倒计时到0时，则可以触发驱动机构。在一个实施例中，当压力差达到目标值时，驱动机构开始移动。

可选地，在框566处，壳体移取装置的驱动机构在压力差期间远离未修整的壳体移动平台以使模具与未修整的壳体分离。或者，可以不使用驱动机构，并且压力差本身可以用于将模具与未修整的壳体完全分离。例如，当未修整的壳体由于压力差而扩张时，平台可能具有使其从未修整的壳体掉落的重量。

平台和模具可以移动到降低的位置，使得一旦去除压力差，未修整的壳体不与模具重新接合。在一些实施例中，压力差可以开始将未修整的壳体与模具分离，并且平台远离未修整的壳体的移动可以完成未修整的壳体从模具的移取。在一些实施例中，压力差完成了未修整的壳体从模具的移取，并且平台远离未修整的壳体的移动可以防止未修整的壳体与模具重新接合。在一些实施例中，取决于模具的几何形状，驱动机构可以将平台移动1mm至13mm的竖直位移。在一些实施例中，取决于模具的几何形状，驱动机构可以以每秒1毫米(mm/s)至25mm/s的位移速率移动平台。

在一些实施例中，壳体移取装置远离未修整的壳体移动平台以在不施加压力差的情况下(例如，不在未修整的壳体下方施加正压力或不在未修整的壳体下方施加负压力的情况下)从模具移取未修整的壳体。在一些实施例中，在不施加压力差情况下移动平台可用于没有复杂特征的未修整的壳体，并且压力差的施加(例如，与移动平台相结合)可用于具有复杂特征的未修整的壳体。在一些实施例中，施加压力差可以用于所有未修整的壳体。

在一些实施例中，可以收集数据，包括施加的压力差量和在平台移动时施加了多长时间、平台移动的距离和速率、模具的复杂性(例如，复合特征的数量或类型)、以及响应于从模具移取的未修整的壳体是否损坏或具有其他质量问题。可以分析数据以确定对于不同类型的模具或未修整的壳体，在移动平台前要施加的压力差量和施加多长时间以及移动平台的距离和速率。在确定模具或未修整的壳体的类型后(例如，通过图6的矫治器生成器650)，壳体移取装置可确定适当的压力差、位移距离、位移速率等。然后壳体移取装置可以以对应的压力差的施加量和施加时间长度、平台位移的距离和速率等，从模具移取未修整的壳体。

图6示出了以计算装置600的示例形式的机器的图形表示，该计算装置600中的一组指令用于使该机器执行参考图5A-B的方法讨论的任何一种或多种方法。在替代实施例中，该机器可以连接(例如，联网)到局域网(LAN)、内联网、外联网或因特网中的其他机器。例如，该机器可以联网到快速原型设备，诸如3D打印机或SLA设备。该机器可以在客户端-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的能力运行，或者作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器运行。该机器可以是个人计算机(PC)、平板计算机、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备、服务器、网络路由器、交换机或者桥接器、或能够执行指定该机器要采取的动作的一组指令(顺序地或以其他方式)的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”还应被视为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何一个或多个方法的机器(例如，计算机)的任何集合。

示例计算装置600包括处理装置602、主存储器604(例如，只读存储器(ROM)、闪速存储器、诸如同步DRAM(SDRAM)的动态随机存取存储器(DRAM)、静态存储器606(例如，闪速存储器、静态随机存取存储器(SRAM)等)和辅助存储器(例如，数据存储装置628)，它们经由总线608彼此通信。

处理装置602表示诸如微处理器、中央处理单元等的一个或多个通用处理器。更具体地，处理装置602可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实现其他指令集的处理器、或实现指令集的组合的处理器。处理装置602也可以是一个或多个专用处理装置，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理装置602被配置为执行用于执行本文讨论的操作和步骤的处理逻辑(指令626)。

计算装置600还可以包括用于与网络664通信的网络接口装置622。计算装置600还可以包括视频显示单元610(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT))、字母数字输入装置612(例如，键盘)、光标控制装置614(例如，鼠标)、以及信号生成装置620(例如，扬声器)。

数据存储装置628可以包括机器可读存储介质(或者更具体地，非暂时性计算机可读存储介质)624，其上存储有体现本文描述的任何一种或多种方法或功能的一组或多组指令626。非暂时性存储介质是指除载波之外的存储介质。在由计算装置600执行指令626的期间，指令626还可以完全或至少部分地驻留在主存储器604内和/或处理装置602内，主存储器604和处理装置602也构成计算机可读存储介质。

计算机可读存储介质624还可用于存储用于矫治器生产和/或矫治器生成器650的一个或多个指令，其可执行参照图5A-B描述的方法500和550的一个或多个操作。计算机可读存储介质624还可以存储软件库，其包含调用矫治器生成器650的方法。虽然计算机可读存储介质624在示例实施例中被示为单个介质，但是术语“非暂时性计算机可读存储介质”应被视为包括存储一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“非暂时性计算机可读存储介质”还应被视为包括能够存储或编码一组指令以供机器执行并且使机器执行本公开的任何一种或多种方法的任何介质。因此，术语“非暂时性计算机可读存储介质”应被视为包括但不限于固态存储器、以及光学和磁性介质。

图7A示出了示例性牙齿重新定位器具或矫治器700，其可以由患者佩戴以便实现颌中各个牙齿702的逐步重新定位。矫治器700可以在从模具中自动移取之后被修整(例如，矫治器700可以是未修整的壳体150，该未修整的壳体150在使用壳体移取装置从模具140自动移取之后已经被修整过，如本文所述)。该器具可以包括壳体(例如，连续的聚合物壳体或分段的壳体)，其具有容纳牙齿并弹性地重新定位牙齿的牙齿容纳腔。该器具或其部分可以使用牙齿的物理模型间接地制造。例如，可以使用牙齿的物理模型和合适层的聚合物材料片来形成器具(例如，聚合物器具)。如本文所用，“聚合材料”可以包括由聚合物形成的任何材料。如本文所用，“聚合物”可指由通过共价化学键连接的重复结构单元组成的分子，其通常由相当大数量的重复单元(例如，等于或大于3个重复单元，可选地，在一些实施例中，等于或大于10个重复单元，在一些实施例中，大于或等于30个重复单元)和高分子量(例如，大于或等于10,000Da，在一些实施例中，大于或等于50,000Da或大于或等于100,000Da)来表征。聚合物通常是一种或多种单体前体的聚合产物。术语聚合物包括均聚物，或基本上由单个重复单体子单元组成的聚合物。术语聚合物还包括当两种或更多种不同类型的单体链接在相同聚合物中时形成的共聚物。有用的聚合物包括可以处于无定形、半无定形、结晶或半结晶状态的有机聚合物或无机聚合物。聚合物可以包括聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、聚氨酯、环氧聚合物、聚醚、聚(氯乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(环烯烃)和共聚物。本文提供的系统和/或方法与一系列塑料和/或聚合物相兼容。因此，该列表不是全部包含性的，而是示例性的。塑料可以是热固性的或热塑性的。该塑料可以是热塑性的。

适用于本文公开的实施例的材料的示例包括但不限于由阿莱恩技术公司(AlignTechnology)提交的以下临时专利申请中描述的那些材料：2015年7月7日提交的序列号为62/189,259的美国临时申请“MULTI-MATERIAL ALIGNERS(多种材料的矫治器)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,263的美国临时申请“DIRECT FABRICATION OF ALIGNERS WITHINTERPROXIMAL FORCE COUPLING(通过近邻力耦合直接制造矫治器)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,291的美国临时申请“DIRECT FABRICATION OF ORTHODONTICAPPLIANCES WITH VARIABLE PROPERTIES(具有可变特性的牙齿矫治器具的直接制造)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,271的美国临时申请“DIRECT FABRICATION OFALIGNERS FOR ARCH EXPANSION(直接制造用于牙弓扩展的矫治器)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,282的美国临时申请“DIRECT FABRICATION OF ATTACHMENT TEMPLATESWITH ADHESIVE(使用胶粘剂直接制备附件模板)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,301的美国临时申请“DIRECT FABRICATION CROSS-LINKING FOR PALATE EXPANSION ANDOTHER APPLICATIONS(直接制造交联用于腭扩展和其他应用)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,312的美国临时申请“SYSTEMS,APPARATUSES AND METHODS FOR DENTALAPPLIANCES WITH INTEGRALLY FORMED FEATURES(具有整体形成的特征的牙科器械的系统、装置和方法)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,317的美国临时申请“DIRECTFABRICATION OF POWER ARMS(直接制造动力臂)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,303的美国临时申请“SYSTEMS,APPARATUSES AND METHODS FOR DRUG DELIVERY FROMDENTAL APPLIANCES WITH INTEGRALLY FORMED RESERVOIRS(用于从具有整体形成的储罐的牙科器械的药物输送的系统、装置和方法)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,318的美国临时申请“DENTAL APPLIANCE HAVING ORNAMENTAL DESIGN(具有装饰设计的牙科器械)”；2015年7月7日提交的序列号为62/189,380的美国临时申请“DENTAL MATERIALSUSING THERMOSET POLYMERS(使用热固性聚合物的牙科材料)”；2018年5月4日提交的序列号为62/667,354的美国临时申请“CURABLE COMPOSITION FOR USE IN A HIGHTEMPERATURE LITHOGRAPHY-BASED PHOTOPOLYMERIZATION PROCESS AND METHOD OFPRODUCING CROSSLINKED POLYMERS THEREFROM(用于基于高温光刻的光聚合过程中的可固化组合物及从其生产交联聚合物的方法)”；2018年5月4日提交的序列号为62/667,364的美国临时申请“POLYMERIZABLE MONOMERS AND METHOD OF POLYMERIZING THE SAME(可聚合单体及其聚合方法)”；以及其任何转换申请(包括出版物和已发布的专利)，包括其任何分案、续案或部分续案。

尽管本文讨论了聚合物矫治器，但是所公开的技术也可以应用于具有不同材料的矫治器。本文参考正畸矫治器(也简称为矫治器)来讨论一些实施例。然而，实施例还扩展到在模具上形成的其他类型的壳体，例如正畸保持器、正畸夹板、口腔插入的睡眠器具(例如，用于最小化鼾声、睡眠呼吸暂停等)和/或用于非牙科应用的壳体。因此，应当理解，本文中涉及矫治器的实施例也适用于其他类型的壳体。例如，讨论的原理、特征和方法可以应用于任何应用或处理，在该应用或处理中，执行任何合适类型的壳体从模具的自动移取是有用的，该壳体是形式贴合的装置(诸如眼镜架、接触镜或玻璃镜片、助听器或插头、人造膝盖、假肢及装置、矫形嵌件)以及保护装置(诸如护膝、移动杯、或肘部、下巴和小腿护具以及其他类似的运动/保护装置)。

矫治器700可以适配在上颌或下颌中存在的所有牙齿上，或少于所有牙齿上。该器具可以被专门设计成容纳患者的牙齿(例如，牙齿容纳腔的形貌与患者牙齿的形貌相匹配)，并且可以基于通过压模、扫描等生成的患者牙齿的阳模或阴模来制造该器具。或者，该器具可以是被配置为容纳牙齿的通用器具，但不必被成形为与患者牙齿的形貌相匹配。在某些情况下，只有器具所容纳的某些牙齿将由该器具重新定位，而其他牙齿可以提供一个基部(base)或锚定(anchor)区域，以在该器具对作为重新定位的目标的一个或多个牙齿施加力时将器具保持在适当的位置。在某些情况下，在治疗过程中的某个时间点，将重新定位部分、大部分或甚至全部的牙齿。被移动的牙齿也可以用作基部或锚点，以在患者佩戴器具时保持器具。通常，将不提供用于将器具保持在牙齿上方的适当位置的线或其他装置。但是，在某些情况下，可能希望或需要为牙齿702上的各个附件或其他锚定元件704提供器具700中的相应容器(receptacle)或孔706，使得器具可以在牙齿上施加选择的力。示例器具(包括在

系统中使用的那些器具)已在Align Technology公司的许多专利和专利申请(例如包括美国专利号6,450,807和5,975,893)中以及该公司的网站(该网站可在互联网上访问(例如，参见URL“invisalign.com”))上进行了描述。Align Technology公司受让的专利和专利申请中还描述了适合于与正畸器具一起使用的牙齿安装的附件的示例，包括例如美国专利号6,309,215和6,830,450。

图7B示出了包括多个器具712、714和716的牙齿重新定位系统710。器具712、714、716可以在从模具自动取下之后被修整(例如，器具712、714、716可以是在使用壳体移取装置从模具140自动移取之后已经被修整的修整后的壳体150，如本文所述)。在此描述的任何器具可以被设计和/或提供为在牙齿重新定位系统中使用的一组多个器具的一部分。每个器具可被配置成使得牙齿容纳腔具有与该器具预期的中间或最终牙齿布置相对应的几何形状。通过将一系列渐进的位置调整器具放置在患者牙齿上，可以将患者的牙齿从初始牙齿排列逐步重新定位为目标牙齿排列。例如，牙齿重新定位系统710可以包括对应于初始牙齿排列的第一器具712、对应于一个或多个中间排列的一个或多个中间器具714、以及对应于目标排列的最终器具716。目标牙齿排列可以是在所有计划的正畸治疗结束时为患者的牙齿选择的规划的最终牙齿排列。可替代的，目标排列可以是在正畸治疗过程中患者牙齿的一些中间排列中的一个，该正畸治疗可以包括各种不同的治疗场景，包括但不限于如下情况：建议手术、适合于进行邻面去釉(IPR)、安排进度检查、锚点放置最佳、希望上颚扩展、涉及修复性牙科(例如镶嵌、高嵌体、冠、牙桥、植入物、贴面等)。这样，可以理解，目标牙齿排列可以是遵循一个或多个渐进的重新定位阶段的患者牙齿的任何计划的得到的排列。同样，初始牙齿排列可以是患者牙齿的任何初始排列，在该初始牙齿排列后是一个或多个渐进的重新定位阶段。

在一些实施例中，器具712、714、716(或其部分)可以使用间接制造技术来生产，例如通过在阳模或阴模上热成型。正畸器具的间接制造可以涉及以下：制造处于目标排列的患者牙列的阳模或阴模(例如，通过快速原型制造、铣削等)，以及在模具上对一个或多个片材进行热成型以产生器具壳体。

在间接制造的示例中，患者牙弓的模具可以从牙弓的数字模型来制造，并且壳体可以在模具上形成(例如，通过在牙弓的模具上热成型聚合物片且然后修整热成型的聚合物片)。模具的制造可以通过快速原型机(例如，立体光刻(SLA)3D打印机)来执行。在通过计算装置(例如，图6的计算装置)的处理逻辑处理了器具712、714、716的数字模型之后，快速原型机可以接收牙弓的模具的数字模型和/或器具712、714、716的数字模型。处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等)、软件(例如，由处理装置执行的指令)、固件或其组合。例如，一个或多个操作可以由执行矫治器生成器模块650的处理装置来执行。

为了制造模具，基于治疗计划来确定患者牙弓在治疗阶段的形状。在正畸学的示例中，可以基于要被建模的牙弓的口内扫描来生成治疗计划。可以执行患者牙弓的口内扫描以生成患者牙弓的三维(3D)虚拟模型(模具)。例如，可以执行患者的下颌弓和/或上颌弓的全扫描以生成其3D虚拟模型。可以通过从不同扫描点创建多个重叠的口内图像并且然后将口内图像拼接在一起以提供复合3D虚拟模型来执行口内扫描。在其他应用中，还可以基于要被建模的对象的扫描或基于计算机辅助绘图技术的使用(例如，用于设计虚拟3D模具)来生成虚拟3D模型。或者，可以从要被建模的实际对象生成初始阴膜(例如，牙齿印模等)。然后可以扫描阴膜以确定将要产生的阳膜的形状。

一旦生成患者牙弓的虚拟3D模型，牙科医生就可以确定包括患者牙齿的最终位置和取向的期望治疗结果。然后，处理逻辑可以确定多个治疗阶段以使牙齿从起始位置和取向进展到目标最终位置和取向。通过计算从初始牙齿放置和取向到最终矫正后的牙齿放置和取向的整个正畸治疗中牙齿移动的进展，可以确定最终虚拟3D模型和每个中间虚拟3D模型的形状。对于每个治疗阶段，可以生成该治疗阶段下患者牙弓的单独的虚拟3D模型。每个虚拟3D模型的形状将有所不同。原始虚拟3D模型、最终虚拟3D模型和每个中间虚拟3D模型是独特的并且为患者定制的。

因此，可以为单个患者生成牙弓的多个不同的虚拟3D模型(数字设计)。第一虚拟3D模型可以是患者当前呈现的患者牙弓和/或牙齿的独特模型，并且最终虚拟3D模型可以是在一个或多个牙齿和/或颌的矫正之后患者牙弓和/或牙齿的模型。可以对多个中间虚拟3D模型进行建模，每个模型可以与先前的虚拟3D模型渐进地不同。

患者牙弓的每个虚拟3D模型可以被用于生成牙弓在特定治疗阶段的独特的定制的物理模具。模具的形状可以至少部分地基于该治疗阶段的虚拟3D模型的形状。虚拟3D模型可以被表示在诸如计算机辅助绘图(CAD)文件的文件中或诸如立体光刻(STL)文件的3D可打印文件中。可以将模具的虚拟3D模型发送给第三方(例如，临床医生办公室、实验室、制造工厂或其他实体)。虚拟3D模型可以包括将控制制造系统或装置以便生产具有指定几何形状的模具的指令。

临床医生办公室、实验室、制造工厂或其他实体可以接收模具的虚拟3D模型，即已经如上所述创建的数字模型。实体可以将该数字模型输入到快速原型机。然后，快速原型机使用该数字模型制造模具。快速原型制造机的一个示例是3D打印机。3D打印包括任何基于层的增材制造工艺。可以使用增材工艺来实现3D打印，其中，连续的材料层以规定的形状形成。可以使用挤出沉积、粒状材料粘合、层压、光聚合、连续液体界面生产(CLIP)或其他技术执行3D打印。还可以使用减材工艺(例如铣削)来实现3D打印。

在一些情况下，立体光刻(SLA)(也称为光学制造固体成像)被用于制造SLA模具。在SLA中，通过一个在另一个之上依次打印可光固化材料(例如，聚合树脂)的薄层来制造模具。平台置于液体光聚合物或树脂的浴槽中，刚好在浴槽的表面之下。光源(例如，紫外激光)在平台上跟踪图案，从而固化光源指向的光聚合物，以形成模具的第一层。平台渐进地降低，并且光源在平台上跟踪新图案以在每个每次渐进时形成模具的另一层。重复该过程，直到完全制造出模具为止。一旦形成模具的所有层，就可以清洁和固化模具。

诸如聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯、热聚合聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯、苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、硅橡胶、弹性体合金、热聚合弹性体(TPE)、热聚合硫化橡胶(TPV)弹性体、聚氨酯弹性体、嵌段共聚物弹性体、聚烯烃共混弹性体、热聚合共聚酯弹性体、热聚合聚酰胺弹性体或其组合等材料可以用于直接形成模具。用于制造模具的材料可以以未固化的形式(例如，作为液体、树脂、粉末等)提供并且可以被固化(例如，通过光聚合、光固化、气体固化、激光固化、交联(crosslinking)等)。固化之前材料的性质可能与固化之后材料的性质不同。

器具可以由每个模具形成，并且当应用于患者的牙齿时，可以提供力以便按照治疗计划所规定的那样来移动患者的牙齿。每个器具的形状是独特的并且针对具体患者和具体治疗阶段而定制。在示例中，器具712、714和716可以在模具上压力成型或热成型。每个模具可以被用于制造器具，该器具将在正畸治疗的具体阶段向患者的牙齿施加力。每个器具712、714和716都具有容纳牙齿并根据具体的治疗阶段弹性地重新定位牙齿的牙齿容纳腔。

在一个实施例中，在模具上压力形成或热成型材料片。该材料片可以是例如聚合物片(例如，弹性热聚合物、聚合物材料片等)。为了在模具上热成型壳体，可以将材料片加热到材料片变得柔韧的温度。可以同时对材料片施加压力，以在模具周围形成现在柔韧的材料片。一旦材料片冷却，它将具有符合模具的形状。在一个实施例中，在形成壳体之前将脱模剂(例如，不粘材料)施加到模具上。这可以便于随后从壳体取下模具。可以施加力以将器具从模具提起。在某些情况下，移取力可能导致破裂、翘曲或变形。因此，本文公开的实施例可以在制造之前确定在器具的数字设计中何处可能发生可能的一个或多个损坏点并且可以执行校正措施。

附加信息可以被添加到器具。附加信息可以是与器具有关的任何信息。这样的附加信息的示例包括部件编号标识符、患者姓名、患者标识符、病例号、序列标识符(例如，指示具体衬垫(liner)是治疗序列中的哪个器具)、制造日期、临床医生姓名、徽标(logo)等。例如，在确定器具的数字设计中存在可能的损坏点之后，可以将指示符插入器具的数字设计中。在一些实施例中，指示符可以表示用于开始移取聚合物器具的推荐位置，以防止在移取期间出现出损坏点。

在一些实施例中，可以建立移取方法/模式的库，并且当在数值模拟中模拟矫治器的移取时可以参考该库。不同的患者或生产技术人员可能倾向于以不同的方式移取矫治器，并且可能存在一些典型的模式。例如：1)一些患者首先从后牙(posterior)的舌侧提起(先左后右，或者反之亦然)，并且然后从左/右后牙部分向右/左后牙部分围绕牙弓进行；2)与#1相似，但其他一些患者仅提起后牙的一侧并且然后围绕牙弓进行；3)与#1类似，但有些患者从后牙的颊侧而不是舌侧提起；4)一些患者从前门牙提起并用力拉动以移取矫治器；5)其他一些患者抓住后牙位置的舌侧和颊侧，并同时拉出两侧；6)其他一些患者在中间抓住随机的牙齿。该库还可以包括由矫治器的制造商提供的移取指南。移取方法也可能取决于牙齿上是否存在附件，因为上述方法中的一些可能导致更舒适的移取方式。基于每个牙齿上的附件情况，可以确定每个患者将可能如何移取矫治器，并在该特定模拟中针对该患者调整该移取过程。

在对于治疗阶段在模具上形成器具之后，从模具移取器具(例如，从模具自动移取器具)，并且随后沿着切割线(也称为修整线)修整器具。处理逻辑可以确定器具的切割线。可以基于牙弓在具体治疗阶段的虚拟3D模型、基于将在牙弓上形成的器具的虚拟3D模型、或基于牙弓的虚拟3D模型和器具的虚拟3D模型的组合进行(一个或多个)切割线的确定。切割线的位置和形状对于器具的功能(例如，器具将期望的力施加到患者牙齿的能力)以及器具的配合性和舒适性是重要的。对于诸如正畸器具、正畸保持器和正畸夹板等壳体，壳体的修整在壳体对于其预期目的(例如，对准、保持或定位患者的一个或多个牙齿)的功效以及壳体在患者牙弓上的配合性方面起着重要作用。例如，如果对壳体修整太多，则壳体可能失去刚性并且壳体对患者牙齿施加力的能力可能受到损害。当对壳体修整太多时，壳体可能会在该位置变薄弱，并且在患者从其牙齿上移取壳体或当从模具移取壳体时，可能会成为损坏点。在一些实施例中，作为在确定器具的数字设计中存在可能的损坏点时采取的校正措施之一，可以在器具的数字设计中修改切割线。

另一方面，如果对壳体修整太少，则壳体的一些部分可能撞击患者的牙龈并引起不适、肿胀和/或其他牙科问题。另外，如果在一个位置对壳体修整太少，则壳体在该位置可能太硬。在一些实施例中，切割线可以是在牙龈线处、在牙龈线下方或在牙龈线上方的经过器具的直线。在一些实施例中，切割线可以是牙龈切割线，其表示器具与患者牙龈之间的界面。在这样的实施例中，切割线控制器具的边缘与患者的龈线或牙龈表面之间的距离。

每个患者都具有带着独特牙龈的独特牙弓。因此，切割线的形状和位置对于每个患者和每个治疗阶段可以是独特的和定制的。例如，切割线被定制为沿着牙龈线(也称为齿龈线)。在一些实施例中，切割线可以在一些区域中离开牙龈线而在其他区域中处在牙龈线上。例如，在一些情况下，可能希望切割线离开牙龈线(例如，不接触牙龈)，其中，在牙齿之间的邻间区域中，壳体将接触牙齿并且处在牙龈线上(例如，接触牙龈)。因此，沿预定切割线修整壳体是重要的。

图7C示出了根据实施例的使用多个器具的正畸治疗的方法750。多个器具中的一个或多个可以在从模具自动移取之后被修整(例如，多个器具中的一个或多个可以是未修整的壳体150，其在使用壳体移取装置从模具140自动移取之后已经被修整，如本文所述)。可以使用本文描述的任何器具或器具集合来实践方法750。在框760中，将第一正畸器具应用到患者的牙齿上，以便将牙齿从第一牙齿排列重新定位到第二牙齿排列。在框770中，将第二正畸器具应用到患者的牙齿上，以便将牙齿从第二牙齿排列重新定位到第三牙齿排列。可以根据需要使用任何合适数量和组合的顺序器具来重复方法750，以便将患者的牙齿从初始排列渐进地重新定位到目标排列。可以全部在同一阶段或成组或分批(例如，在治疗阶段的开始)生产器具，或者可以一次制造一个器具，并且患者可以佩戴每个器具，直到牙齿不再感觉到每个器具的压力为止，或直到已经达到该给定阶段呈现的牙齿移动的最大量为止。在患者佩戴多个器具中的任何一个之前，可以设计并且甚至制造多个不同的器具(例如，一套器具)。在患者佩戴器具适当的一段时间之后，患者可以用该系列中的下一个器具替换当前的器具，直到不再剩余器具为止。器具通常不被固定在牙齿上，并且患者可以在过程期间中的任何时间放置和更换器具(例如，患者可移取的器具)。最终的器具或该系列中的若干器具可以具有被选择用于过度矫正牙齿排列的一个或多个几何形状。例如，一个或多个器具可以具有这样的几何形状，该几何形状(如果完全实现的话)将各个牙齿移动为超出已经被选择为“最终”的牙齿排列。为了抵消在重新定位方法已经结束之后潜在的复发，这种过度矫正可能是需要的(例如，允许各个牙齿朝向其预矫正的位置往回移动)。过度矫正也可能有利于加快矫正速度(例如，具有超出期望的中间位置或最终位置而定位的几何形状的器具可能会将各个牙齿以更大的速率移向该位置)。在这种情况下，可以在牙齿到达器具所限定的位置之前终止该器具的使用。此外，可以故意进行过度矫正，以补偿器具的任何不准确性或限制。

图8示出了根据实施例的用于设计将通过直接制造来生产的正畸器具的方法800。方法800可以应用于本文描述的正畸器具的任何实施例。方法800的一些或全部框可以由任何适当的数据处理系统或装置(例如，配置有适当指令的一个或多个处理器)来执行。

在框810中，确定将一个或多个牙齿从初始排列移动到目标排列的移动路径。初始排列可以从模具或从患者牙齿或口腔组织的扫描来确定，例如使用蜡咬、直接接触扫描、X射线成像、断层成像、超声成像以及用于获取有关牙齿、颌骨、牙龈和其他正畸相关组织的位置和结构的信息的其他技术。从获得的数据中，可以导出表示患者的牙齿和其他组织的初始(例如，治疗前)排列的数字数据集。可选地，对初始数字数据集进行处理以将组织组成彼此分割。例如，可以产生数字地表示各个牙冠的数据结构。有利地，可以产生整个牙齿的数字模型，包括测量的或推算的隐藏表面和牙根结构、以及周围的骨骼和软组织。

牙齿的目标排列(例如，正畸治疗期望和预期的最终结果)可以以处方的形式从临床医生那里接收，可以根据基本正畸原理计算，和/或可以从门诊处方计算性地推算得出。通过指定牙齿的预期最终位置以及牙齿本身的数字表示，可以指定每个牙齿的最终位置和表面几何形状，以形成在期望的治疗结束时牙齿排列的完整模型。

有了每个牙齿的初始位置和目标位置，就可以为每个牙齿的运动定义移动路径。在一些实施例中，移动路径被配置成以具有最少的往返量的最快方式移动牙齿，以将牙齿从其初始位置带到其期望的目标位置。可选地，可以对牙齿路径进行分段，并且可以计算分段，以使分段内的每个牙齿的运动保持在线性和旋转平移的阈值限度内。这样，每个路径分段的端点可以构成临床上可行的重新定位，并且分段端点的集合可以构成临床上可行的牙齿位置序列，使得从该序列中的一个点移动到下一个点不会导致牙齿的冲突。

在框820中，确定产生一个或多个牙齿沿着移动路径的移动的力系(forcesystem)。力系可以包括一个或多个力和/或一个或多个扭矩。不同的力系会导致不同类型的牙齿移动，例如倾斜、平移、旋转、伸长、压低、牙根移动等。生物力学原理、建模技术、力计算/测量技术等(包括畸齿矫正中常用的知识和方法)可用于确定要施加到牙齿上的适当力系以完成牙齿移动。在确定要施加的力系时，可以考虑包括文献、通过实验或虚拟建模确定的力系、基于计算机的建模、临床经验、不需要的力的最小化等的源。

力系的确定可以包括对容许的力的约束，例如容许的方向和大小，以及由施加的力引起的期望运动。例如，在制造腭扩展器时，对于不同的患者可能需要不同的移动策略。例如，由于非常年轻的患者可能没有完全定型的腭缝(suture)，因此分离腭所需的力的量可能取决于患者的年龄。因此，在没有完整闭合的腭缝的未成年患者和其他患者中，腭扩展可以通过较小的力的大小来实现。较慢的腭移动也可以辅助骨骼生长，以填充扩展的腭缝。对于其他患者，可能需要更快速的扩展，这可以通过施加更大的力来实现。这些要求可以根据需要而并入，以选择器具的结构和材料；例如，通过选择能够施加较大力以使腭缝破裂和/或引起腭快速扩展的腭扩展器。后续的器具阶段可以被设计成施加不同大小的力，例如，首先施加较大的力以使缝断裂，并且然后施加较小的力以保持缝合处分离或逐渐扩展腭和/或牙弓。

力系的确定还可以包括对患者的面部结构(例如颌和腭的骨骼结构)进行建模。例如，腭和牙弓的扫描数据(例如，X射线数据或3D光学扫描数据)可以被用于确定患者口腔的骨骼和肌肉系统的参数，从而确定足以提供腭和/或牙弓的期望扩展的力。在一些实施例中，腭中缝的厚度和/或密度可以被测量或由治疗专业人员输入。在其他实施例中，治疗专业人员可以基于患者的生理特征选择适当的治疗。例如，还可以基于诸如患者的年龄等因素来评估腭的性质——例如，年轻的青少年患者通常需要比年长的患者更小的力来扩展腭缝，这是因为腭缝尚未完全形成。

在框830中，确定被配置为产生力系的正畸器具。正畸器具、器具的几何形状、材料成分和/或性质的确定可以使用治疗或施力模拟环境来执行。模拟环境可以包括例如计算机建模系统、生物力学系统或装置等。可选地，可以产生器具和/或牙齿的数字模型，例如有限元模型。可以使用从各种供应商可获得的计算机程序应用软件来创建有限元模型。为了创建实体几何模型，可以使用计算机辅助工程(CAE)或计算机辅助设计(CAD)程序，例如可从加利福尼亚州圣拉斐尔市的Autodesk公司获得的

软件产品。为了创建有限元模型并对其进行分析，可以使用许多供应商的程序产品，包括宾夕法尼亚州佳能斯堡的ANSYS公司的有限元分析软件包，以及马萨诸塞州沃尔瑟姆市公司达索系统的SIMULIA(Abaqus)软件产品。

可选地，可以选择一个或多个正畸器具用于测试或力建模。如上所述，可以标识期望的牙齿移动，以及引起期望的牙齿移动所需或预期的力系。使用模拟环境，可以对候选正畸器具进行分析或建模，以确定因使用候选器具而产生的实际力系。可选地，可以对候选器具进行一个或多个修改，并且可以如所述地进一步分析力建模，例如，以便迭代地确定产生期望力系的器具设计。

在框840中，产生用于制造结合了正畸器具的正畸器具的指令。该指令可以被配置为控制制造系统或设备，以生产具有指定的正畸器具的正畸器具。在一些实施例中，该指令被配置用于根据本文呈现的各种方法，使用直接制造(例如，立体光刻、选择性激光烧结、熔融沉积建模、3D打印、连续直接制造、多材料直接制造等)来制造正畸器具。在可替代实施例中，所述指令可以被配置用于例如通过热成型来间接制造器具。在一些实施例中，用于制造正畸器具的指令包括用于从模具自动移取正畸器具的指令(例如，使用壳体移取装置从模具140自动移取未修整的壳体150，如本文所述)。

方法800可以包括附加框：1)在口内扫描患者的上牙弓和腭以生成腭和上牙弓的三维数据；2)确定器具的三维形状轮廓以提供如本文所述的间隙和牙齿啮合结构。

尽管以上框示出了根据一些实施例的设计正畸器具的方法800，但是本领域技术人员将基于本文所述的教导认识到一些变型。一些框可以包括子框。通常可以根据需要重复执行某些框。方法800的一个或多个框可以用任何合适的制造系统或设备来执行，例如本文所述的实施例。一些框可以是可选的，并且可以根据需要改变框的顺序。

图9示出了根据实施例用于数字化地规划正畸治疗和/或器具的设计或制造的方法900。该方法900可以应用于本文所述的任何治疗过程，并且可以由任何合适的数据处理系统来执行。

在框910中，接收患者牙齿的数字表示。该数字表示可以包括患者的口内腔(包括牙齿、牙龈组织等)的表面形貌数据。通过使用合适的扫描设备(例如手持式扫描仪、台式扫描仪等)直接扫描口内腔、口内腔的物理模型(阳或阴模)或口内腔的压痕，可以生成表面形貌数据。

在框920中，基于牙齿的数字表示生成一个或多个治疗阶段。治疗阶段可以是正畸治疗程序的渐进的重新定位阶段，其被设计为将患者的一颗或多颗牙齿从初始牙齿排列移动到目标排列。例如，治疗阶段可以通过以下操作来生成：确定由数字表示指示的初始牙齿排列、确定目标牙齿排列、以及确定初始排列中一个或多个牙齿实现目标牙齿排列所需要的移动路径。可以基于以下来优化移动路径：最小化所移动的总距离、防止牙齿之间的冲突、避免更难实现的牙齿移动、或任何其他合适的标准。

在框930中，基于生成的治疗阶段来制造至少一个正畸器具。例如，可以制造一组器具，每个器具根据由治疗阶段之一指定的牙齿排列来成形，使得患者可以依次佩戴这些器具，以将牙齿从初始排列渐进地重新定位到目标排列。器具组可以包括本文描述的一个或多个正畸器具。器具的制造可能涉及创建器具的数字模型，以用作计算机控制的制造系统的输入。可以根据需要使用直接制造方法、间接制造方法或其组合来形成器具。器具的制造可以包括从模具自动移取器具(例如，使用壳体移取装置从模具140自动移取未修整的壳体150，如本文所述)。

在某些情况下，各种排列或治疗阶段的分阶段(staging)对于器具的设计和/或制造可能不是必须的。如图9中的虚线所示，正畸器具的设计和/或制造以及可能的特定正畸治疗可以包括使用患者牙齿的表示(例如，在框910处，接收患者牙齿的数字表示)，然后是基于患者牙齿在由接收到的表示所表示的排列中的表示来设计和/或制造正畸器具。

应当理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。在阅读和理解以上描述后，许多其他实施例将是显而易见的。尽管已经参考特定示例实施例描述了本公开的实施例，但是应该认识到，本发明不限于所描述的实施例，而是可以在所附权利要求的精神和范围内通过修改和变更来实践。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围应该参考所附权利要求以及具有这些权利要求的权利的等同物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种壳体移取装置，包括：

主体，包括包围所述主体的内部的一个或多个侧壁；

平台，设置在所述主体的内部，其中，所述平台被配置为固定模具，所述模具具有形成在所述模具上的未修整的壳体，并且其中，所述未修整的壳体的一个或多个部分将在所述主体的一个或多个侧壁上方延伸；

盖子，被配置为将所述未修整的壳体固定到主体的所述一个或多个侧壁的上表面，并在所述未修整的壳体的下表面和主体的所述一个或多个侧壁的上表面之间提供密封；以及

所述主体中的介质入口，用于允许加压介质进入主体的内部，以在所述未修整的壳体的上表面和所述未修整的壳体的下表面之间产生压力差，其中，所述压力差使所述未修整的壳体扩张并从模具脱离。

2.根据权利要求1所述的壳体移取装置，其中，所述模具对应于患者的牙弓，并且所述未修整的壳体是未修整的矫治器。

3.根据权利要求1所述的壳体移取装置，还包括：

O形环，在主体的所述一个或多个侧壁的上表面上；以及

夹持机构，用于将所述盖子压靠在所述未修整的壳体的在主体的所述一个或多个侧壁上方延伸的所述一个或多个部分上，并进一步将所述未修整的壳体的所述一个或多个部分压靠在主体的所述一个或多个侧壁的上表面上的O形环上，以形成所述密封。

4.根据权利要求1所述的壳体移取装置，还包括：

一个或多个垫，附接到所述盖子的内侧，其中，所述一个或多个垫被定位成压靠所述未修整的壳体的不覆盖所述模具的一个或多个平坦区域，以防止所述未修整的壳体在施加压力差期间损坏。

5.根据权利要求1所述的壳体移取装置，还包括：

驱动机构，用于在所述压力差期间远离所述模具移动所述平台，以使所述模具与所述未修整的壳体分离。

6.根据权利要求5所述的壳体移取装置，还包括：

传感器，用于检测所述未修整的壳体何时开始与所述模具分离，并在检测到所述未修整的壳体已开始与所述模具分离后触发所述驱动机构。

7.根据权利要求1所述的壳体移取装置，还包括：

所述盖子中的介质出口，用于允许从由所述盖子和所述未修整的壳体的上表面限定的区域去除介质，以在所述未修整的壳体上方引起负压力。

8.根据权利要求1所述的壳体移取装置，其中：

所述主体是空心圆柱体；

所述平台包括圆柱体；以及

所述盖子包括具有第一直径的环，所述第一直径大致匹配所述中空圆柱体的第二直径。

9.根据权利要求1所述的壳体移取装置，还包括：

一个或多个泵，用于迫使加压介质经过介质入口进入所述主体的内部并在所述未修整的壳体的上表面和所述未经修整的壳体的下表面之间引起压力差。

10.一种方法，包括：

将模具固定到壳体移取装置的平台，其中，已经在所述模具上形成未修整的壳体，其中，所述壳体移取装置的主体包括包围所述主体的内部的一个或多个侧壁，其中，所述平台设置在所述主体的内部，并且其中，所述未修整的壳体的侧面在主体的所述一个或多个侧壁上方延伸；

将所述未修整的壳体固定在盖子的下表面和主体的所述一个或多个侧壁的上表面之间，以在所述未修整的壳体的下表面与主体的所述一个或多个侧壁的上表面之间或在所述未修整的壳体的上表面与所述盖子的下表面之间的至少一者之间提供密封；

执行以下至少一者：将加压介质泵入所述主体的内部或将介质泵出由所述盖子和所述未修整的壳体的上表面限定的区域，以在所述未修整的壳体的上表面和所述未修整的壳体的下表面之间引起压力差；以及

基于所述压力差使所述未修整的壳体扩张并从模具脱离。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

将附接到所述盖子的内侧的一个或多个垫压靠在所述未修整的壳体的不覆盖所述模具的一个或多个平坦区域上；以及

使用所述一个或多个垫防止未修整的壳体的所述一个或多个平坦区域在施加所述压力差期间变形。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在压力差期间，经由所述壳体移取装置的驱动机构远离所述未修整的壳体移动所述平台，以使所述模具与所述未修整的壳体分离。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

经由所述壳体移取装置的传感器检测到所述未修整的壳体已经开始与所述模具分离；以及

响应于检测到所述未修整的壳体已经开始与所述模具分离，触发所述驱动机构以开始远离所述未修整的壳体移动所述平台。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，将加压介质泵入所述主体的内部中包括将空气泵入所述主体的内部中以达到约5至30磅/平方英寸(psi)的压力。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述模具对应于患者的牙弓，其中，所述模具包括倾斜部分，所述倾斜部分在所述牙弓的牙龈线下方开始并且远离所述牙弓延伸到所述模具的下部，其中，所述未修整的壳体的设置在所述模具的倾斜部分上的部分将被修整。

16.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在所述未修整的壳体经由所述壳体移取装置从模具脱离之后，修整所述未修整的壳体以生成矫治器。

17.一种壳体移取装置，包括：

主体，包括包围所述主体的内部的一个或多个侧壁；

平台，设置在所述主体的内部的，其中，所述平台被配置为固定模具，所述模具具有形成在所述模具上的未修整的壳体，并且其中，所述未修整的壳体的一个或多个部分将在所述主体的一个或多个侧壁上方延伸；

盖子，被配置为将所述未修整的壳体固定到主体的所述一个或多个侧壁的上表面，并在所述未修整的壳体的上表面和所述盖子的下表面之间提供密封；以及

所述盖子中的介质出口，用于允许从由所述盖子和所述未修整的壳体的上表面限定的区域去除介质，以在所述未修整的壳体的上表面和所述未修整的壳体的下表面之间产生压力差，其中，所述压力差使所述未修整的壳体从模具脱离。

18.根据权利要求17所述的壳体移取装置，还包括：

O形环，在所述盖子的下表面上；以及

夹持机构，用于将所述盖子压靠在所述未修整的壳体的在主体的所述一个或多个侧壁上方延伸的所述一个或多个部分上，并进一步将所述未修整的壳体的所述一个或多个部分压靠在所述盖子的下表面上的O形环上，以形成所述密封。

19.根据权利要求17所述的壳体移取装置，还包括：

一个或多个垫，附接到所述盖子的内侧，其中，所述一个或多个垫定位为压靠所述未修整的壳体的不覆盖所述模具的一个或多个平坦区域，以防止所述未修整的壳体在施加所述压力差期间损坏。

20.根据权利要求17所述的壳体移取装置，还包括：

驱动机构，用于在所述压力差期间远离所述未修整的壳体移动所述平台，以使所述模具与所述未修整的壳体分离。

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