CN115177393A - 壳状牙科矫治器制备方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳状牙科矫治器制备方法及系统，壳状牙科矫治器制备方法用于基于牙颌模型的热压膜成型工艺，包括：获取包括膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息的膜片方案信息；根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位加热；将加热完成后的膜片热压成型在牙颌模型上形成壳状牙科矫治器。通过本发明提供的壳状牙科矫治器制备方法能够根据预设的膜片位次信息将不同规格(厚度和或材料)的膜片进行组合，通过加热工位对组合的膜片进行热压合处理得到壳状牙科矫治器，进而制备得到适用于更多矫治需求的壳状牙科矫治器并能够以更加精准的力学性能完成矫治计划。

Description

壳状牙科矫治器制备方法及系统

技术领域

本发明涉及牙齿矫治技术领域，更确切的说涉及一种壳状牙科矫治器制备方法及系统。

背景技术

随着人们对美观舒适需求的增长，无托槽隐形矫治越来越被用户所接纳和使用。无托槽隐形矫治器由高分子材料膜片制备而成，在矫治过程中通过膜片的形变为牙齿提供矫治力，因此膜片的性能是影响矫治效果的关键要素之一。

随着矫治病历及患者矫治需求的多样化，这就对膜片的多样性提出了更高的需求，但是目前膜片通常是单一膜片且膜片规格相对较少，使得膜片可提供的力学性能存在较大的局限性。如目前制备无托槽隐形矫治器使用的单一材料膜片如PE、PETG和TPU等，膜片性能往往较为单一，在一些场景中，利用单一膜片材料制备得到的无托槽隐形矫治器在材料硬度及矫治力之间很难取得平衡。具体表现为，如果提高单层膜片的硬度就会导致单层膜片的脆性开裂的风险增大，如果想要降低单层膜片的硬度此时又会导致单层膜片提供的矫正力不足。另外，在制备壳状牙科矫治器时目前可选的膜片厚度也较为单一，包括0.35mm、0.5mm、0.75mm、1.00mm，在设计矫治方案时受限于膜片厚度的单一性影响，使得制备得到的隐形矫治器的厚度较为单一，矫治效果不够理想。以上这种膜片材料或者膜片厚度的单一性弊端致使根据单一性膜片制成的壳状牙科矫治器的矫治效果不够理想，进而导致矫治周期拉长，甚至还可能导致矫治程序的重启。

并且，专业医生在设计矫治方案时受限于目前膜片单一性的影响，导致医生在设计矫治方案时可选择的膜片较少，从而使矫治方案设计的灵活性受到了较大的制约，进而影响了壳状牙科矫治器的矫治精度及矫治效果，更严重的还会拉长矫治周期甚至导致矫治程序的重启。并且，随着患者的矫治需求越来越多样化，单一性能的膜片也不能满足患者的多样化需求，使得患者的矫治体验较差。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术缺陷，提供一种基于多样化膜片设计的壳状牙科矫治器制备方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种壳状牙科矫治器制备方法，用于基于牙颌模型的热压膜成型工艺，包括如下步骤：获取膜片方案信息，膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息；根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，并将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位进行加热；将加热完成后的膜片热压成型在牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器；沿预定的切割路径切割待切割壳状牙科矫治器，形成壳状牙科矫治器。所述膜片方案信息中预先存储了制备壳状牙科矫治器所需的膜片材料、膜片厚度及不同膜片相对于牙颌模型的膜片位次信息，故而根据膜片方案信息中的膜片位次信息可以将不同规格(厚度或者材料)的膜片进行叠合，得到更多样化的膜片方案。通过对不同厚度、材料的膜片按照预设的膜片位次灵活组合不仅可以得到更多规格的膜片使得更多的设计方案可以被实施，同时也解决了由于生产规格过多的单一膜片导致的成本过高的问题。另外，通过预设的膜片位次信息将不同厚度或者材料的膜片灵活组合得到的膜片还具备整体性较好的优势，在一个组合的膜片中同时综合多种厚度或者材料膜片的多种力学性能，进而根据组合的膜片制备得到的壳状牙科矫治器可以表达更加精准的力学性能，最终实现矫治计划。

进一步地，所述牙颌模型上设置有信息标识；在获取所述膜片方案信息之前还包括如下步骤：读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息，获取所述标识信息所对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。在制备过程中通过识别设置在牙颌模型上的信息标识，可快速、准确地获取与牙颌模型对应的矫治计划，使得所述壳状牙科矫治器的大规模自动化制备成为可能。

进一步地，加热工位包括第一热压工位及第二热压工位；方法还包括：根据膜片位次信息将各膜片叠合放置在第一热压工位，通过第一热压工位对置于其中的膜片进行加热及压合处理得到复合膜片；将复合膜片放置于第二热压工位，通过第二热压工位对复合膜片进行加热处理，并将加热后的复合膜片热压成型在牙颌模型上得到待切割壳状牙科矫治器。通过第一热压工位对叠合后的膜片进行热压处理得到复合膜片，通过第二加热工位对复合膜片进行热压合处理成型为待切割壳状牙科矫治器，制备得到的壳状牙科矫治器可以表达更加精准的力学性能，最终实现矫治计划。

进一步地，通过所述第一热压工位中的热轧辊对置于其中的所述膜片进行加热及轧合处理得到复合膜片；通过所述第二热压工位中的第二加热单元对置于其中的所述复合膜片进行加热处理，通过所述第二加热工位中的压膜单元将加热后的复合膜片压合至牙颌模型上成型为待切割壳状牙科矫治器。通过第一加热工位的热轧辊对膜片进行加热及轧合处理可以清除膜片之间的气泡，提升了壳状牙科矫治器生产的良率。

进一步地，在第一热压工位对放置其中的不同的膜片进行加热时，所述不同膜片的第一加热参数相同。

进一步地，在第一热压工位对放置其中的不同的膜片进行加热时，所述不同膜片的第一加热参数不同。通过为不同规格的膜片提供不同的第一加热参数，使得第一加热工序能够为不同规格的膜片提供与之对应的加热热量，不会存在由于热量过高导致膜片变性，也不会由于温度过低导致不同膜片之间无法复合。

进一步地，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长；当在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的加热参数相同时，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的第一加热时间及第一加热温度相同。

进一步地，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长；当在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的加热参数不同时，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的第一加热时间及第一加热温度中的至少一个不同。

进一步地，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长，所述第一加热温度的范围是大于等于100摄氏度且小于等于200摄氏度，所述第一加热时长的范围是大于等于2秒且小于等于10秒；所述第二热压工位的第二加热参数包括第二加热温度以及第二加热时长，所述第二加热温度的范围是大于等于200摄氏度且小于等于400摄氏度，所述第二加热时长的范围是大于等于20秒且小于等于40秒。

进一步地，膜片方案信息中包括多个膜片的膜片材料信息、膜片厚度信息以及膜片位次信息，且不同膜片的膜片材料信息、膜片厚度信息相同或者至少一个不同，不同膜片的膜片位次信息不同。不同膜片具有不同的膜片厚度信息或者膜片材料信息，使得制备得到的壳状牙科矫治器能够同时具备不同性能膜片的部分特性，进而可以提供更多样性的矫治需求，提高矫治效果。

进一步地，与牙颌模型距离最近的膜片为用于贴合牙齿的内层膜片，外包在内层膜片的外侧用于靠近唇内侧和舌侧的膜片为外层膜片，内层膜片的弹性模量小于外层膜片的弹性模量。为壳状牙科矫治器的内层配置弹性模量较小的膜片，使得贴合牙齿的膜片更加柔软，佩戴体验更舒适，为壳状牙科矫治器的外层配置弹性模量较大的膜片，使得靠近唇舌侧的膜片具备更大的矫治力，保证矫治效果。

进一步地，外层膜片以及内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，中间层膜片的弹性模量介于内层膜片与外层膜片的弹性模量之间。通过在内层膜片及外层膜片之间配置至少一个中间层膜片，使得制备得到的壳状牙科矫治器至少同时具备三层及以上膜片的性能优势，并且不同性能的膜片复合后作为矫治器的本体材料，也使得矫治器可以更好地完成矫治计划。

进一步地，与牙颌模型距离最近的膜片为用于贴合牙齿的内层膜片，外包在内层膜片的外侧用于靠近唇内侧和舌侧的膜片为外层膜片，内层膜片的膜片厚度小于外层膜片的膜片厚度。内层膜片的膜片厚度小于外层膜片的膜片厚度，使得贴近牙齿部分的膜片更加轻薄口腔异物感较小，佩戴更加舒适。

进一步地，外层膜片以及内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，中间层膜片的膜片厚度介于内层膜片与外层膜片的膜片厚度之间。

进一步地，内层膜片的膜片材料包括聚丙烯或聚碳酸酯中的至少一种；外层膜片的膜片材料包括透明热塑性聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯中的至少一种。由于外层膜片具有较高的硬度、良好的塑形性，从而能够使得外层膜片具有较高的加工精度，使得膜片与牙齿保持较高的贴合度。内层膜片相对较软，从而使得内层膜片相对于口腔一侧具有较高的耐磨度，且不易开裂。

进一步地，中间层膜片的膜片材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯中的至少一种。中间层膜片采用软质的聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯，改善了外层膜片的刚性，提高了患者佩戴的舒适度。

进一步地，每一个所述膜片的所述膜片厚度范围为大于等于0.10毫米且小于等于1.00毫米。

进一步地，用于制作所述壳状牙科矫治器的所有的所述膜片的膜片厚度之和范围为大于等于0.30毫米且小于等于1.50毫米。

一种壳状牙科矫治器制备系统，包括：控制装置及分别与所述控制装置通信连接的信息获取装置、转运装置、热压装置及切割装置；其中，所述转运装置通过所述控制装置控制转运，使牙颌模型在所述信息获取装置、所述热压装置及所述切割装置之间流转；

所述信息获取装置，用于获取膜片方案信息，所述膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；所述膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对所述牙颌模型的位置排列信息；

所述热压装置，用于将所述多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热装置进行加热，并将加热完成后的所述多个膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器；

所述切割装置，用于将压膜完成后的所述待切割壳状牙科矫治器沿预定的切割路径切割所述待切割壳状牙科矫治器，形成所述壳状牙科矫治器。

进一步地，所述系统还包括信息识别装置，所述信息识别装置用于读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息，所述信息获取装置根据所述标识信息获取所述标识信息所对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。

进一步地，所述热压装置包括第一热压单元和第二热压单元；所述第一热压单元用于将按照预定位次放置的所述多个膜片进行加热及压合处理得到复合膜片；所述第二热压单元用于将所述复合膜片热压成型在牙颌模型上得到待切割壳状牙科矫治器。

相比于现有技术，本发明提供的一种壳状牙科矫治器制备方法及系统，具有如下有益效果：根据矫治计划中的预设位次信息将不同规格(厚度和/或材料)的膜片进行组合，通过加热工位对组合的膜片进行热压合处理得到壳状牙科矫治器，使得制备得到适用于更多矫治需求的壳状牙科矫治器。并且，加热工位中还可以设置热轧辊，采用辊压方式对膜片进行加热及轧合处理可以清除膜片之间的气泡，提升了壳状牙科矫治器生产的良率。并且，通过本发明提供的壳状牙科矫治器制备方法及系统还可以制备实现个性化矫治需求的壳状牙科矫治器，如可以制备具有内软外硬性能的壳状牙科矫治器，在保证壳状牙科矫治器能够提供矫治力的同时也实现了佩戴的舒适性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明提供的一种壳状牙科矫治器制备方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种获取膜片方案信息的流程示意图；

图3为本发明提供的一种根据第一热压工位及第二热压工位制备待切割壳状牙科矫治器的流程示意图；

图4为本发明提供的一种利用第一热压工位及第二热压工位制备壳状牙科矫治器的工序流程示意图；

图5为本发明提供的一种利用加热工位制备壳状牙科矫治器的工序流程示意图；

图6为本发明提供的一种壳状牙科矫治器制备系统的结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例一：

在一些实施例中，如图1所示，提供了一种壳状牙科矫治器制备方法，用于基于牙颌模型的热压膜成型工艺，包括如下步骤：

S110，获取膜片方案信息，膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息。

S120，根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，并将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位加热。

S130，将加热完成后的所述膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器。

S140，沿预定的切割路径切割所述待切割壳状牙科矫治器，形成所述壳状牙科矫治器。

通过上述步骤S110-S140能够实现壳状牙科矫治器的制备，下面对上述各步骤进行详细说明。

在步骤S110中，获取膜片方案信息，膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息。其中，膜片材料信息包括PFTG、TPU、PC、TPE、EVA、TPV中的一种或者多种高分子材料，膜片位次信息为膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息，膜片厚度信息为每一个膜片的厚度值。

在一些实施例中，与牙颌模型距离最近的膜片是用于贴合牙齿的内层膜片，外包在内层膜片的外侧用于靠近唇内侧和舌侧的膜片是外层膜片，且内层膜片的膜片材料包括聚丙烯(PP)或聚碳酸酯(PC)中的至少一种，外层膜片的膜片材料包括热塑性聚氨酯(TPU)或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)中的至少一种。由于外层膜片具有较高的硬度、良好的塑形性，从而能够使得外层膜片具有较高的加工精度，使得膜片与牙齿保持较高的贴合度。内层膜片相对较软，从而使得内层膜片相对于口腔一侧具有较高的耐磨度，且不易开裂。在另一些实施例中，外层膜片以及内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，中间层膜片的膜片材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯层(PVC)中的至少一种。

在一些实施例中，每一层膜片的膜片厚度范围为大于等于0.1mm(毫米)且小于等于1.00mm。在实际场景中，当壳状牙科矫治器的厚度过大时，佩戴时会有异物感，舒适性差，当壳状牙科矫治器的厚度过小时，又会造成矫治力度不够，存在矫治效果不佳甚至矫治失败的风险，故每一层膜片的膜片厚度优选在大于等于0.1mm且小于等于1.00mm之间，在一些实施例中，每一层膜片的膜片厚度优选为0.35mm、0.5mm、0.75mm、1.00mm。

用于制作所述壳状牙科矫治器的所有的所述膜片的膜片厚度之和的范围为大于等于0.30mm且小于等于1.50mm。在一个具体的实施例中，壳状牙科矫治器的内层膜片厚度为大于等于0.10mm且小于等于0.40mm，中间层膜片的膜片厚度为大于等于0.10mm且小于等于0.50mm，外层膜片的膜片厚度为大于等于0.10mm且小于等于0.60mm。通过将制备得到的壳状牙科矫治器的膜片总厚度限制在1.50mm之内，保证了壳状牙科矫治器的总体厚度，防止因壳状牙科矫治器较厚导致口内异物感较强。

在一些实施例中，内层膜片的膜片厚度小于外层膜片的膜片厚度，使得贴近牙齿部分的膜片更加轻薄，口腔异物感较小，佩戴更加舒适。在一些实施例中，外层膜片以及内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，中间层膜片的膜片厚度介于内层膜片与外层膜片的膜片厚度之间。在一些实施例中，内层膜片的弹性模量小于外层膜片的弹性模量，使得内层膜片的膜片材料比外层膜片的膜片材料软。在一些实施例中，外层膜片以及内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，中间层膜片的膜片弹性模量介于内层膜片与外层膜片的弹性模量之间。由于内层膜片贴近口腔粘膜和牙齿，将内层膜片的弹性模量设置为较小，故而戴用后较舒服。外膜膜片外包在内层膜片的外侧，为弹性模量较大的硬质高分子材料，表面较硬、光滑、耐磨损，易于清洁。需要说明的是，在另外的实施例中，外层膜片也可以比内层膜片软，此时柔软的膜片位于壳状牙科矫治器的外侧时，可减轻或者避免磨牙时发出声音。

由于膜片方案信息中的膜片材料、膜片厚度以及制备壳状牙科矫治器时不同膜片之间的叠放次序皆会影响壳状牙科矫治器的矫治性能及待矫治病例的矫治体验。故而对于不同的待矫治病例，需要根据待矫治病例的实际情况确定与之匹配的膜片方案信息，只有根据匹配的膜片方案信息制备得到的壳状牙科矫治器才能具备更好的牙齿矫治效果及舒适的矫治体验。

对于每一个待矫治病例而言，其对应的膜片方案信息是矫治方案设计人员根据待矫治病例的实际情况而确定的。在一些实施例中，膜片方案信息是根据病例信息确定的，病例信息中包括病例的待矫治牙列的基本信息、病例的健康信息及病例的个性化需求信息等。其中，病例的基本信息可以是病例的牙口图像等反映病例牙齿状况的数据；病例健康信息可以包括病例是否存在家族病例史、待矫治病例的牙齿是否存在口腔疾病如牙周疾病等信息；待矫治病例个性化需求可以是病例的偏向选择，如病例在矫治过程中偏向于选择轻薄舒适的佩戴体验、病例在矫治过程中偏向于选择矫治时间的最短化，或者病例在矫治过程中偏向于选择美观隐形等。矫治方案设计人员根据病例信息确定于待矫治病例对应的膜片数量、膜片材料、膜片厚度及不同膜片之间的膜片位次信息，进而得到与待矫治病例匹配的膜片方案信息。根据待矫治病例多个维度的参数如待矫治牙列的基本信息、病例的健康信息及病例的个性化需求信息确定与待矫治病例完全匹配的膜片方案信息，在此过程中不仅保证了膜片方案信息的准确性、全面性，同时也考虑到了每个待矫治病例的个性化信息，进而提高了待矫治病例的矫治体验使得待矫治病例能够更好地配合牙齿矫治，提高牙齿矫治的效率。

在一些实施例中，所述牙颌模型上设置有信息标识，步骤S110获取所述膜片方案信息的步骤还包括步骤S101至步骤S103，其流程图如图2：

S101，读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息。所述牙颌模型上设置有用以确定牙颌模型身份的信息标识，信息标识可以是设置在牙颌模型上的由字母、数字或其组合形成的字符串信息。

S102，获取所述标识信息所对应的矫治计划。S103，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。在MES系统中获取与信息标识对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。需要说明的是，MES系统中预先存储了信息标识及矫治计划的对应关系，并且MES系统中的数据可以被编辑，如可以进行更新、修改或者删除等，进而可以根据实际的矫治场景对MES系统中的数据进行更新编辑，保证MES系统中的数据始终能够满足实际的生产需求，提高生产效率。在制备过程中通过识别设置在牙颌模型上的信息标识，可快速、准确地获取与牙颌模型对应的矫治计划，使得所述壳状牙科矫治器的大规模自动化制备成为可能。

在步骤S120中，根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，并将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位加热。下面对步骤S120的实现过程进行说明。

在一些实施例中，加热工位包括第一热压工位及第二热压工位，通过第一热压工位生成复合膜片，通过第二热压工位对复合膜片进行热压合得到待切割壳状牙科矫治器，沿预定的切割路径切割待切割壳状牙科矫治器壳状牙科矫治器。步骤S120具体包括如下步骤，其流程图如图3所示。

S121：根据所述膜片位次信息将各所述膜片叠合放置在所述第一热压工位，通过所述第一热压工位对置于其中的所述膜片进行加热及压合处理得到复合膜片。S122：将所述复合膜片放置于所述第二热压工位，通过所述第二热压工位对所述复合膜片进行加热处理，并将加热后的所述复合膜片热压成型在所述牙颌模型上得到待切割壳状牙科矫治器。

如图4所示，加热工位包括第一热压工位412及第二热压工位416，通过第一热压工位412中的第一加热单元4121对按照预设位次信息叠合得到的叠合膜片410进行加热处理，通过第一加热工位412中的压合单元4122对叠合膜片410进行压合处理，得到复合膜片414。通过第二热压工位416中的第二加热单元4161对复合膜片414再次进行加热处理，通过第二热压工位416中的压膜单元4162将加热后的复合膜片压合至牙颌模型上得到待切割壳状牙科矫治器418，最后对待切割壳状牙科矫治器418进行切割得到壳状牙科矫治器420。在制备复合膜片414时应当采取一定措施以防止在热压合时在膜片之间可能产生气泡的问题，比如可采用热压辊的辊压方式，使得第一热压工位对膜片加热的同时提供一定的压力，可以尽量去除膜片之间的气泡并实现不同膜片之间的紧密复合。比如，第一热压工位可也设置塑封机，塑封机的前导辊为热压辊，前导辊采用加温加压同步进行，将多个膜片进行热压合处理得到复合膜片414。由于热压辊在加工过程中加温及加压同步进行，故而可有效消除膜片在复合时的气泡问题，提升了壳状牙科矫治器生产的良率。在另外的实施例中，还包括将热压合处理得到的复合膜片进入具有冷却调平作用的后胶辊导出，通过冷却调平增强了复合膜片的平整性。需要说明的是，塑封机的加热温度、加热时长以及压力值都是可以自适应调整的，进一步提高了塑封机对不同膜片热压合处理的适用性及灵活性。

并且，在实际应用场景中，复合膜片可以作为中间产品进行销售或者存储至膜片库中，当制备壳状牙科矫治器时可以直接从膜片库中获取对应规格的复合膜片，并根据复合膜片制备壳状牙科矫治器。由于复合膜片是预先制备并存储的，故而在实际壳状牙科矫治器的制备过程中可以直接获取复合膜片而不需要实时去生产复合膜片，提高了壳状牙科矫治器的制备效率。并且复合膜片是根据膜片方案信息制备而成的，故而复合膜片的规格较多，可以制备得到更多类型的壳状牙科矫治器，适用于更多的牙齿矫治场景。

在一些实施例中，第一热压工位对不同膜片的第一加热参数相同。具体地，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长；当在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的加热参数相同时，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的第一加热时间及第一加热温度相同。

在另一些实施例中，由于不同性质的膜片被软化用于与其他膜片复合时所需的热量存在差异，故而在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片进行加热时，所述不同膜片的第一加热参数相同或不同。具体可以通过控制第一加热参数调整第一热压工位可以提供的加热热量，如所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的第一加热时间及第一加热温度中的至少一个不同。在另外的实施例中，还可以通过控制第一热压工位中加热热源的数量、加热热源的位置，或者加热热源与膜片之间的距离来控制第一热压工位可提供给不同膜片的加热热量。如当膜片所需的加热热量较大时，可以增加加热热源的数量以此提高热源对膜片可提供的热量大小，或者还可以将加热热源与膜片之间的距离设置为较小以此提高热源对膜片可提供的热量大小。通过为每一个膜片配置最佳的第一加热参数，使得第一热压工位能够为不同性能的膜片提供与之对应的加热热量，不会存在由于热量过高导致膜片变性，也不会由于温度过低导致不同膜片之间无法复合，在保证该膜片被软化的同时不会破坏膜片的膜片性能，实现不同膜片之间的复合得到复合膜片，复合膜片中既不存在不期望的气泡也不会发生膜片的变形或者性能改变。

在步骤S130中，将加热完成后的膜片热压成型在牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器。其中，待切割壳状牙科矫治器是指未裁剪的阴模，通过进一步切割去除多余部分可以得到用于牙齿矫治的壳状牙科矫治器。

在步骤S140中，沿预定切割路径切割待切割壳状牙科矫治器形成壳状牙科矫治器。其中，切割方式包括机械切割、激光切割或者手动切割等，在此不做限制。在一些实施例中，切割得到的壳状牙科矫治器的边缘的轮廓可以与牙龈线基本相符。最后将壳状牙科矫治器从牙颌模型上取下，得到壳状牙科矫治器。

上述壳状牙科矫治器制备方法，根据矫治计划中的预设位次信息将不同规格(厚度和/或材料)的膜片进行组合，得到更多样化的膜片方案。通过加热工位对组合的膜片进行热压合处理得到壳状牙科矫治器，使得制备得到适用于更多矫治需求的壳状牙科矫治器。并且，加热工位中还可以设置热轧辊，采用辊压方式对膜片进行加热及轧合处理可以清除膜片之间的气泡，提升了壳状牙科矫治器生产的良率。以及，通过本发明提供的壳状牙科矫治器制备方法还可以制备实现个性化矫治需求的壳状牙科矫治器，如可以制备具有内软外硬性能的壳状牙科矫治器，在保证壳状牙科矫治器能够提供矫治力的同时也实现了佩戴的舒适性。

实施例二：

基于实施例一，本实施例提供另外一种壳状牙科矫治器制备方法，包括以下步骤。

S110，获取膜片方案信息，膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息。

S120，根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，并将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位进行加热。

S130，将加热完成后的所述膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器。

S140，沿预定的切割路径切割所述待切割壳状牙科矫治器，形成所述壳状牙科矫治器。

上述步骤S110和步骤S140与实施例一中的步骤S110和S140的实现方式相同，本实施例不作赘述，与实施例一不同的是，本实施中的步骤S120通过另外一种方式实现。

实施例一中的步骤S120中的加热工位包括第一热压工位及第二热压工位，通过第一热压工位制备复合膜片，通过第二热压工位对复合膜片进行热压合处理制备壳状牙科矫治器，而在本实施例中，步骤S120中加热工位只包括一个热压工位，通过一个热压工位对膜片进行加热及压合处理以制备壳状牙科矫治器。

本实施例中步骤S120的具体实现步骤如下所示，其流程图如图5所示。在图5中，从膜片方案信息中获取膜片信息，如第一单元层膜片402的膜片信息及第N单元层膜片406(N为大于等于2的整数)的膜片信息，对获取到的单元层膜片进行清洗及干燥处理408，并将清洗干燥后的各单元层膜片根据对应的膜片位次信息进行叠合放置于加热工位510中。具体地，加热工位510包括加热单元5101及压膜单元5103，将膜片按照预设位次进行叠合放置于加热单元5101中进行加热，并通过压膜单元5102将加热后的膜片压合在牙颌模型上成型为待切割壳状牙科矫治器418，最后对待切割壳状牙科矫治器418进行切割得到壳状牙科矫治器420。根据膜片方案信息直接制备壳状牙科矫治器，实现了壳状牙科矫治器的即时生产，提高了壳状牙科矫治器的制备效率。并且在此过程中不需要产生中间产品如复合膜片，故而不需要对复合膜片进行存储，故而降低了生产及存储成本。

在实际应用场景中制备壳状牙科矫治器的具体步骤包括：

(1)扫描：对患者的口腔环境进行扫描，获取患者的虚拟牙颌模型。

(2)矫治计划：正畸专业人员确定矫治计划，并通过3D打印技术将每一阶段的虚拟矫治模型设计制备成每一个矫治阶段对应的光固化的牙颌模型，并将各个阶段的牙颌模型放入到真空热压机中并固定，同时还需要对牙颌模型进行一些预处理，比如在牙颌模型上喷洒一些分离剂，以便于制备完成后能够轻松地将矫治器从牙颌模型上摘下。

(3)热压膜成型：获取患者的矫治计划，并从矫治计划中获取膜片方案信息，根据膜片方案信息获取对应的多个膜片(如外层膜片、中间层膜片及内层膜片)，对每一个膜片进行清洗及干燥处理，以及按照各膜片的膜片位次信息将膜片进行叠合放入到真空热压成型设备中，将复合膜片压制在牙颌模型上得到壳状牙科矫治器。同时将膜片在放入热压成型设备前也需要提前将其表面擦拭干净以免热压成型时将一些杂质残留在矫治器上。

(4)切割：初步成型的矫治器可能存在一些锐边，切口表面也比较粗糙，因此需要对其进行打磨、修边，才能得到最终的矫治器。

图6为一个实施例中提供的一种壳状牙科矫治器制备系统的结构框图，包括：控制装置602及分别与控制装置602通信连接的信息获取装置606、转运装置、热压装置608及切割装置610；其中，转运装置通过控制装置602控制转运使牙颌模型在信息获取装置606、热压装置608及切割装置610之间依次流转。

信息获取装置606，用于获取膜片方案信息，膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；的膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对牙颌模型的位置排列信息。

热压装置608，用于将所述多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热装置进行加热，并将加热完成后的所述多个膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器。

切割装置610，用于将压膜完成后的待切割壳状牙科矫治器沿预定的切割路径切割待切割壳状牙科矫治器，形成壳状牙科矫治器。

继续参见图6，在一些实施例中，所述系统还包括信息识别装置604，所述信息识别装置604用于读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息，所述信息获取装置606根据所述标识信息获取所述标识信息所对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。

继续参见图6，在一些实施例中，热压装置608包括第一热压单元6081和第二热压单元6092；所述第一热压单元6081用于将按照预定位次信息放置的多个膜片进行加热及压合处理得到复合膜片；所述第二热压单元6082用于将所述复合膜片热压成型在牙颌模型上的得到待切割壳状牙科矫治器。

在一些实施例中，所述第一热压单元6081还包括热压辊，采用辊压方式压合所述多个膜片以形成所述复合膜片。

本发明还提供了一种壳状牙科矫治系统，包括牙齿矫正的所有阶段对应的壳状牙科矫治器，在所有壳状牙科矫治器中，至少有一个壳状牙科矫治器为根据上述任意一个实施例提供的一种壳状牙科矫治器制备方法制备得到。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (21)

1.一种壳状牙科矫治器制备方法，用于基于牙颌模型的热压膜成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

获取膜片方案信息，所述膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；所述膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对所述牙颌模型的位置排列信息；

根据膜片位次信息确定膜片的位次以及对应的膜片材料及膜片厚度，并将确定后的多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热工位进行加热；

将加热完成后的所述膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器；

沿预定的切割路径切割所述待切割壳状牙科矫治器，形成所述壳状牙科矫治器。

2.根据权利要求1所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述牙颌模型上设置有信息标识；在获取所述膜片方案信息之前还包括如下步骤：读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息，获取所述标识信息所对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。

3.根据权利要求1所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述加热工位包括第一热压工位及第二热压工位；所述方法还包括：

根据所述膜片位次信息将各所述膜片叠合放置在所述第一热压工位，通过所述第一热压工位对置于其中的所述膜片进行加热及压合处理得到复合膜片；

将所述复合膜片放置于所述第二热压工位，通过所述第二热压工位对所述复合膜片进行加热处理，并将加热后的所述复合膜片热压成型在所述牙颌模型上得到待切割壳状牙科矫治器。

4.根据权利要求3所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述第一热压工位中的热轧辊对置于其中的所述膜片进行加热及轧合处理得到复合膜片；通过所述第二热压工位中的第二加热单元对置于其中的所述复合膜片进行加热处理，通过所述第二加热工位中的压膜单元将加热后的所述复合膜片压合至牙颌模型上成型为待切割壳状牙科矫治器。

5.根据权利要求3所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片进行加热时，不同的膜片的第一加热参数相同或不同。

6.根据权利要求5所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长；当在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的加热参数相同时，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的所述第一加热时间及所述第一加热温度相同。

7.根据权利要求5所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长；当在所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的加热参数不同时，所述第一热压工位对放置其中的不同的所述膜片的所述第一加热时间及所述第一加热温度中的至少一个不同。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述第一热压工位的第一加热参数包括第一加热温度以及第一加热时长，所述第一加热温度的范围是大于等于100摄氏度且小于等于200摄氏度，所述第一加热时长的范围是大于等于2秒且小于等于10秒；所述第二热压工位的第二加热参数包括第二加热温度以及第二加热时长，所述第二加热温度的范围是大于等于200摄氏度且小于等于400摄氏度，所述第二加热时长的范围是大于等于20秒且小于等于40秒。

9.根据权利要求1所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述膜片方案信息中包括多个膜片的膜片材料信息、膜片厚度信息以及膜片位次信息，且不同的所述膜片的所述膜片材料信息、所述膜片厚度信息相同或者至少一个不同，不同的所述膜片的所述膜片位次信息不同。

10.根据权利要求9所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，与所述牙颌模型距离最近的所述膜片为用于贴合牙齿的内层膜片，外包在所述内层膜片的外侧用于靠近唇内侧和舌侧的膜片为外层膜片，所述内层膜片的弹性模量小于所述外层膜片的弹性模量。

11.根据权利要求10所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述外层膜片以及所述内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，所述中间层膜片的弹性模量介于所述内层膜片与所述外层膜片的弹性模量之间。

12.根据权利要求9所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，与所述牙颌模型距离最近的所述膜片为用于贴合牙齿的内层膜片，外包在所述内层膜片的外侧用于靠近唇内侧和舌侧的膜片为外层膜片，所述内层膜片的膜片厚度小于所述外层膜片的膜片厚度。

13.根据权利要求12所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述外层膜片以及所述内层膜片之间还包括至少一个中间层膜片，所述中间层膜片的膜片厚度介于所述内层膜片与所述外层膜片的膜片厚度之间。

14.根据权利要求10或12所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述内层膜片的膜片材料包括聚丙烯或聚碳酸酯中的至少一种；所述外层膜片的膜片材料包括透明热塑性聚氨酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯中的至少一种。

15.根据权利要求11或13所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，所述中间层膜片的膜片材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯层中的至少一种。

16.根据权利要求1所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，每一个膜片的所述膜片厚度范围为大于等于0.10毫米且小于等于1.00毫米。

17.根据权利要求1所述的壳状牙科矫治器制备方法，其特征在于，用于制作所述壳状牙科矫治器的所有的所述膜片的膜片厚度之和范围为大于等于0.30毫米且小于等于1.50毫米。

18.一种壳状牙科矫治器制备系统，其特征在于，包括：控制装置及分别与所述控制装置通信连接的信息获取装置、转运装置、热压装置及切割装置；其中，所述转运装置通过所述控制装置控制转运，使牙颌模型在所述信息获取装置、所述热压装置及所述切割装置之间流转；

所述信息获取装置，用于获取膜片方案信息，所述膜片方案信息包括：膜片材料信息、膜片厚度信息及膜片位次信息；所述膜片位次信息为多个膜片在热压膜成型时相对所述牙颌模型的位置排列信息；

所述热压装置，用于将所述多个膜片按照预定的膜片位次信息放置在加热装置进行加热，并将加热完成后的所述多个膜片热压成型在所述牙颌模型上，形成待切割壳状牙科矫治器；

所述切割装置，用于将压膜完成后的所述待切割壳状牙科矫治器沿预定的切割路径切割所述待切割壳状牙科矫治器，形成所述壳状牙科矫治器。

19.根据权利要求18所述的壳状牙科矫治器制备系统，其特征在于，所述系统还包括信息识别装置，所述信息识别装置用于读取所述牙颌模型上的信息标识得到标识信息，所述信息获取装置根据所述标识信息获取所述标识信息所对应的矫治计划，从所述矫治计划中获取制备所述壳状牙科矫治器的所述膜片方案信息。

20.根据权利要求18或19所述的壳状牙科矫治器制备系统，其特征在于，所述热压装置包括第一热压单元和第二热压单元，所述第一热压单元用于将按照预定位次信息放置的多个膜片进行加热及压合处理得到复合膜片；所述第二热压单元用于将所述复合膜片热压成型在牙颌模型上的得到待切割壳状牙科矫治器。

21.根据权利要求20所述的壳状牙科矫治器制备系统，其特征在于，所述第一热压单元包括热压辊，采用辊压方式压合所述多个膜片以形成所述复合膜片。

Images