CN211911850U - 牙科器具的改进的激光标记 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了牙科器具、形成这种牙科器具的材料、以及用于改进的激光标记的材料。

Description

牙科器具的改进的激光标记
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月7日提交的序列号为62/728,598的题为“DENTALAPPLIANCES,MATERIALS,AND METHODS OF FORMING SUCH APPLIANCES AND MATERIALS FORIMPROVED LASER MARKING(牙科器具、形成这种牙科器具的材料和方法、以及用于改进的激光标记的材料)”的美国临时专利申请的优先权，其内容通过全文引用并入本文。
以引用方式并入
本说明书中提到的所有出版物和专利申请通过全文引用的方式并入本文，其程度如同表明每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地通过引用并入本文中一样。
技术领域
本公开大体上涉及牙科器具形成领域。更具体地，本公开涉及用于牙科器具、形成这种器具的材料和方法、以及用于改进的激光标记的材料。
背景技术
在牙科行业中，牙科治疗可能涉及例如修复手术和/或正畸手术。可以将修复手术设计成在患者口内植入牙科修复体(例如，牙冠、桥接嵌体、高嵌体、贴面等)。正畸手术可以包括重新定位不齐的牙齿和改变咬合结构以改善外观和/或牙齿功能。例如，可以通过在一段时间内对一个或多个牙齿施加受控制的力来实现正畸重新定位。
作为示例，可以通过使用重新对齐牙齿的定位装置的牙科方法来提供正畸重新定位。这种器具可以使用具有弹性特性的材料的薄壳，称为“牙套”，其通常与用户的牙齿吻合，但略微与当前的牙齿结构不对齐。将这种器具放置在牙齿上可以在特定位置提供受控制的力，以使牙齿逐渐移动，形成新的结构。利用渐进配置中的连续器具重复该过程可以通过一个或多个中间布置使牙齿移动到最终和/或期望的布置。
这样的系统可以利用重量轻和/或透明的材料来提供可以连续使用的一组器具，使得随着牙齿移动，可以实施新的器具以进一步移动牙齿。
特定的正畸器具可能必须以适当的顺序使用和/或特定于用户。可能希望用信息、图案、广告和/或其他项目标记牙套。现有技术难以利用例如信息、广告、图案等标记牙套，特别是考虑到牙套材料的材料限制和/或口内环境的要求。
发明内容
本文描述了被配置为允许以高能效方式在牙科器具的主体上或内部进行激光标记的牙科器具，以及形成或制造牙科器具的方法，包括标记牙科器具的方法。这些变化中的任何一种都可以包括可以有助于有效地对牙科器具进行激光标记的表面纹理。可替代地或另外地，任何牙科器具可以包括在可以是透明的和/或半透明的牙套主体内部的添加剂材料，添加剂材料可以与激光反应以增强标记；例如，添加剂可以是具有激光能量吸收特性的颗粒材料，该激光能量吸收特性大于用于形成主体的没有至少一种颗粒材料的材料的激光能量吸收特性。在一些变型中，牙科器具包括牙科牙套或腭扩张器。
激光标记和标记读取可以是牙科器具制造过程的一部分。方法和装置(例如，系统或装置，特别是包括诸如牙科牙套的牙科器具的系统和装置)可以通过减少有效且高效地标记牙科器具的材料(例如，形成牙科器具的塑料材料)所需的激光能量来节省激光标记过程中的能量和时间。这些方法和装置还可以允许激光标记具有高分辨率并增强随后的激光标记读取效率。
在本文所述的一些变型中，一种或多种添加剂(例如，颗粒材料)可以被添加到整个牙科器具中或者被限制到待标记的特定区域(或子区域)。这些添加剂可以例如使用纳秒级光纤激光器。因此，在一些变型中，可以在牙科器具的中心区域和/或层中(例如，牙科牙套的壁)包括添加剂材料(例如，颗粒材料)，使得与传统技术相比，可以在该区域中以显著少的激光能耗和更快的标记速度来进行激光标记。在一些变型中，可以将激光标记明确限定在牙套的中心。因此，在一些变型中，在激光标记之后表面可以不受影响。由于得到的高分辨率激光标记具有良好的对比度、清晰的边缘细节，因此可以显著提高激光标记读取效率。
可以使用增强激光标记的任何合适的颗粒材料。例如，颗粒材料可以是具有激光能量吸收特性的染料或颜料，在施加激光能量时激光能量吸收特性增强标记。这种颗粒材料的示例可以包括颜料(其可以例如悬浮在形成牙科器具的一部分的材料内和/或分层在形成牙科器具的一部分的材料内)、涂层(例如，在内层上)、油墨(其可涂覆于或悬浮于形成牙科器具的全部或一部分的材料中)和/或染料。颗粒材料可以是基于温度不可逆地改变相的化学指示剂；来自施加的激光能量的热量可能导致永久的颜色变化。例如，颗粒材料可能是热响应性不可逆变色材料。在一些变型中，颗粒材料是光致变色材料，其在暴露于某些波长的光(例如UV光)时改变颜色。颗粒材料的示例可以包括涂覆有金属氧化物(例如硒和三价铁)的云母、珠光颜料、硅酸铝、金属铝薄片、氧化铁等。例如，可以使用的可商购得到的颗粒材料的示例可以包括：IRIOTEC 8826(默克(Merck))。
在一些变型中，牙科器具可以包括具有表面纹理的区域，该表面纹理被配置为增强激光标记。可以在具有或不具有添加剂的情况下使用表面纹理。
例如，牙科器具可以包括牙科器具的表面，所述牙科器具的表面被配置为与患者的颊侧和舌侧区域界面接合，牙科器具包括多个牙齿容纳腔以容纳相应的多个牙齿并且在多个牙齿上施加一个或多个正畸重新定位力，以及所述表面的第一部分具有第一表面纹理；目标标记区域，所述目标标记区域被配置为从激光器接收激光标记；激光进入区域，所述激光进入区域由所述表面的第二部分形成，所述激光进入区域配置为提供使激光进入目标标记区域，所述激光进入区域具有第二表面纹理，所述第二表面纹理与所述第一表面纹理不同，所述第二表面纹理在激光进入区域处接收到激光能量时，配置激光进入区域以分散来自激光器的激光能量。
在一些变型中，牙科器具可以包括：器具主体，其至少一部分由对用于标记主体的激光能量透明的材料形成，其中：器具主体具有内表面和外表面，内表面接触一个或多个牙齿的表面；器具主体具有限定在内表面和外表面之间的用于激光标记的目标区域；并且器具主体具有限定在内表面或外表面的一部分上的激光进入区域，其中，激光进入区域比相邻表面具有更粗糙的表面纹理。
例如，牙科器具可以包括：器具主体，其至少一部分由对用于标记主体的激光能量透明的材料形成；激光标记的目标区域，位于所述器具主体的被表面和外表面之间的器具主体上；激光进入区域，位于器具主体的外表面上，其中，激光进入区域处的所述外表面比激光进入区域外部的外表面的区域具有更粗糙的表面纹理，其中，激光进入区域的所述更粗糙的表面纹理被配置为在激光束与所述更粗糙的表面纹理相互作用时分散来自激光束的激光能量。
目标标记区域可以形成在牙科器具的外表面和内表面之间的中间区域中。在一些变型中，目标标记区域配置为该装置由患者佩戴时靠近臼齿和/或前臼齿。
激光进入区域可以定位在牙科器具的表面上的目标标记区域的全部或一部分上(例如，可以与目标标记区域一样大)。激光进入区域可以所述牙科器具的内表面上或位于所述牙科器具的外表面上，所述牙科器具的内表面配置为接触多个牙齿，所述牙科器具的外表面配置为背离多个牙齿；所述表面可以是牙科器具的透明主体的外表面。例如，激光进入区域可以位于牙科器具的臼齿和前臼齿区域中的一个或多个上。
通常，激光进入区域可以由具有不同表面纹理(例如，比激光进入区域更不粗糙的纹理)的区域围绕。在具有多于一个表面纹理的变型中，第二表面纹理可以比第一表面纹理更粗糙。激光进入区域可以是牙科器具的颊侧。
激光标记区域的更粗糙的表面纹理可以配置为在激光能量与更粗糙的表面纹理相互作用时分散激光能量。激光标记位置的更粗糙的表面纹理可以配置为与激光能量相互作用，以在用于激光标记的目标区域处分散激光能量。激光标记位置的更粗糙的表面纹理可以配置为与激光能量相互作用，以分散激光能量，使得激光能量在激光标记的目标区域处被吸收，并且没有激光能量离开内表面。更粗糙的表面纹理可以由形成在外表面中的表面特征的非随机图案提供。粗糙的表面纹理可以由形成在外表面中的表面特征的随机图案提供。更粗糙的表面纹理可以由形成在外表面中的表面特征的统一图案提供。统一图案可以配置为以基于激光能量与统一图案的相互作用的方式在目标区域处分散激光能量。激光进入区域的更粗糙的表面纹理可以配置为在目标区域处分散来自激光束的激光能量。在一些变型中，目标区域处分散的激光能量可以配置为促进目标区域外部的材料的加热。目标区域处分散的激光能量可以配置为促进与目标区域相邻的材料的加热。
在这些装置中的任何一个中，牙科器具可以具有由透明材料形成的主体；透明材料可以是半透明的。
如上所述，这些装置中的任何一个可以被配置成使得器具主体包括表面上的激光标记增强表面纹理(例如，激光进入区域)和有助于标记的内部颗粒物质。例如，牙科器具可以包括：器具主体，其至少一部分由对用于标记主体的激光能量透明的材料形成；激光标记的目标区域，限定在内表面和外表面之间；激光进入区域，限定在外表面上，其中，激光进入区域处的外表面具有形成在其上的图案化表面纹理，图案化表面纹理被配置为在目标区域内分散来自激光束的激光能量；以及颗粒材料，所述颗粒材料位于目标区域内，所述颗粒材料具有的激光能量吸收特性大于形成的器具主体的不具有颗粒材料的材料的激光能量吸收特性。
所述颗粒材料可以不出现在器具主体的与目标区域相邻的区域内。图案化的表面纹理可以是上述任何一种。如上所述，颗粒材料包括颜料或染料。
本文还描述了方法，包括形成本文所述的任何装置的方法和/或标记任何这些装置的方法。例如，方法可以包括：形成作为牙科器具(例如，牙套)的一部分的目标标记区域，目标标记区域被配置为从激光器接收激光标记；在牙科器具的表面的一部分上形成激光进入区域，其中，激光进入区域配置为使激光进入目标标记区域；所述表面的形成激光进入区域的部分可以由具有第一表面纹理的第一聚合物材料形成；牙科器具的其他表面区域可以形成为具有第二表面纹理，所述第二表面纹理与所述第一表面纹理不同，第一表面纹理可以配置激光进入区域在激光进入区域处接收激光能量时分散来自激光器的激光能量。
在一些变型中，方法可以包括识别牙科器具的表面，该表面具有第一部分，所述第一部分配置为与患者的颊侧和舌侧区域界面接合，该表面包括多个牙齿容纳腔，以容纳相应的多个牙齿并对多个牙齿施加一个或多个正畸重新定位力；确定被配置为从激光器接收激光标记的目标标记区域；确定要在表面的第二部分上形成的激光进入区域，该激光进入区域配置为使激光进入目标标记区域；用具有第一表面纹理的第一聚合物材料形成表面的第一部分；用第二聚合物材料形成表面的第二部分，该第二聚合物材料具有不同于第一表面纹理的第二表面纹理，第二表面纹理配置激光进入区域在激光进入区域处接收激光能量时分散来自激光器的激光能量。
例如，形成牙科器具的方法可以包括：由至少一种材料形成器具主体，该器具主体的至少一部分对激光能量是透明的，并且其中，该器具主体形成为使得激光标记的目标区域被限定在器具主体的内表面和外表面之间；在内表面或外表面中的至少一个上限定激光进入区域；并且使激光进入区域粗糙化，使得激光进入区域具有比不在激光进入区域内的外表面的一部分或内表面的一部分中的至少一个更粗糙的表面纹理。
这些方法中的任何一种可以是用于形成牙科器具的过程，并且可以包括，例如：由至少一种透明材料形成器具主体，主体的至少一部分对激光能量是透明的，并且其中，主体形成为使得激光标记的目标区域被限定在器具主体的内表面和外表面之间；将粗糙材料涂覆到内表面和外表面中的至少一个上，以使至少一个表面的至少一部分粗糙。可替换地，或除了包括粗糙化的表面(例如，为了形成激光进入区域)之外，该方法可以包括将颗粒材料(如本文所述)添加到待标记的中间区域中。
例如，方法可以包括：在牙科器具上形成作为牙科器具(例如牙科牙套)的一部分的目标标记区域，该目标标记区域中间区域，中间区域位于牙科器具的主体的外表面与内表面之间，其中，主体具有第一激光吸收特性，并且目标标记区域可以由聚合物材料的第二区域形成，该聚合物材料包括散布在聚合物材料中的颗粒物质，使得第二区域具有大于第一激光吸收特性的第二激光吸收特性。
例如，方法可以包括：确定牙科器具的外表面，该外表面被配置为与患者的颊侧和舌侧区域界面接合；确定牙科器具的内表面，该内表面包括多个牙齿容纳腔，以容纳相应的多个牙齿并在多个牙齿上施加一个或多个正畸重新定位力；确定牙科器具上的目标标记区域，该目标标记区域位于外表面和内表面之间的中间区域中；由第一聚合物材料形成内表面和外表面，该第一聚合物材料具有第一激光吸收特性；由第二聚合物材料形成激光进入区域，该第二聚合物材料包括散布在第一聚合物材料的散布的颗粒物质，该第二聚合物材料具有第二激光吸收特性，第二激光吸收特性大于第一激光吸收特性。
粗糙化激光进入区域的至少一部分的步骤可以包括将化学材料施加到激光进入表面，该化学材料与形成主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理。粗糙化激光进入区域的至少一部分的步骤可以包括将磨料施加到激光进入表面上，该磨料与形成主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理。在一些变型中，粗糙化激光进入区域的至少一部分包括将图案化形状应用到激光进入表面上，该图案化形状与形成主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理。在一些变型中，粗糙化激光进入区域的至少一部分包括将随机形状应用到激光进入表面上，该随机形状与形成主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理。在一些变型中，粗糙化激光进入区域的至少一部分包括将成形材料应用到激光进入表面上，该成形材料与形成主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理，并且其中，该方法还包括加热形成主体的材料，以使外表面与成形材料的表面形状吻合。
在一些变型中，粗糙化材料是与透明材料(例如，形成装置主体的材料)相互作用以粗糙化内表面和外表面中的至少一个的化学材料。粗糙化材料可以是与透明材料相互作用以粗糙化内表面和外表面中的至少一个的磨料。粗糙化材料可以是与透明材料相互作用以粗糙化内表面和外表面中的至少一个的图案形式。
这些方法中的任何一种可以包括由放置在基于治疗计划确定的牙齿布置的患者牙齿模具上的板材热成型器具主体。在一些变型中，形成器具主体包括基于治疗计划确定的牙齿的布置来打印器具主体。
本文还描述了包括材料(例如，颗粒材料)的装置(以及形成和/或标记它们的方法)，所述材料包括在牙科装置的至少一个区域的主体内以增强标记。在一些变型中，该颗粒材料可以分布在牙科装置的内表面和外表面之间的标记区域内。在一些变型中，颗粒材料分布或集中在标记区域的层或内部区域内。如上所述，这些装置可以包括或不包括用于增强激光标记的表面纹理。
例如，本文描述的是牙科器具，包括：由至少一种材料形成的器具主体，其中，并且器具主体的至少一部分对激光能量是透明的，其中：该器具主体具有内表面以接触一个或多个牙齿的表面和外表面，以及激光标记的第一目标区域，该激光标记的第一目标区域位于内表面和外表面之间的主体内；并且主体内的第一目标区域包含散布在第一目标区域内的一定量的至少一种颗粒材料，该至少一种颗粒材料具有的激光能量吸收特性大于用于形成主体的不具有至少一种颗粒材料的材料的激光能量吸收特性。
例如，牙科器具可以包括：由至少一种材料形成的器具主体，其中该器具主体的至少一部分对激光能量是透明的，其中，器具主体上的内表面被配置为接触一个或多个牙齿的表面和外表面，并且内表面和外表面之间的主体内的用于激光标记的器具主体的第一目标区域；以及用于提高一种或多种激光能量吸收特性的装置，该一种或多种激光能量吸收特性存在于对激光能量透明的至少一种材料中。
牙科器具可以包括：由第一聚合物材料形成的外表面，该第一聚合物材料具有第一激光吸收特性，该外表面被配置为与患者的颊侧和舌侧区域界面接合；由第一聚合物材料形成的内表面，该内表面包括多个牙齿容纳腔，以容纳相应的多个牙齿并对多个牙齿施加一个或多个正畸重新定位力；位于外表面和内表面之间的中间区域，该中间区域包括由第二聚合物材料形成的目标标记区域，该第二聚合物材料包括散布在第一聚合物材料的散布的颗粒物质，第二聚合物材料具有大于第一激光吸收特性的第二激光吸收特性，第二激光吸收特性大于第一激光吸收特性。
例如，牙科器具可以包括：器具主体，其至少一部分对激光器所使用的激光能量是透明的，该激光器将激光能量引导到器具主体处以进行激光标记，并且该主体中具有多个腔体，该多个腔体被设计成接收患者颌的一个或多个牙齿，并且多个腔体提供力以相对于颌的至少一个其他牙齿重新定位颌的至少一个牙齿，其中：主体具有内表面以接触一个或多个齿的表面和外表面；并且形成主体，使得用于激光标记的第一目标区域被限定在内表面和外表面之间的主体内；并且主体内的第一目标区域包含散布在第一目标区域内的第一数量的第一颗粒材料，第一颗粒材料具有的激光能量吸收特性大于形成主体的位于第一目标区域外的部分的材料的激光能量吸收特性。
如上所述，颗粒材料可以包含颜料或染料。可以将一定量的第一颗粒材料散布在形成整个主体的材料内；或者，可以将第一颗粒材料限制在待标记的区域(包括作为子区域，例如在内层内)。
主体的材料可以形成为使得用于激光标记的第二目标区域被限定在内表面和外表面之间的主体内，并且主体内的第二目标区域可以包含散布在第二目标区域内的一定量的第二颗粒材料。主体可以由多个层形成，并且第一目标区域可以在第一层内，并且其中，主体的材料形成为使得用于激光标记的第二目标区域被限定在内表面和外表面之间的主体的第二层内，主体内的第二目标区域可以包含散布在第二目标区域内的一定量的第二颗粒材料。
主体内的第一目标区域可以包含散布在第一目标区域内的一定量的第二颗粒材料。与第二波长范围相比，第一颗粒材料可以具有对激光能量的第一波长范围提高的反应性。第二颗粒材料可以具有对激光能量的第二波长范围提高的反应性，该激光能量的第二波长范围是与第一波长范围不同的波长范围。
在任何这些牙科器具中，牙科器具可以是一系列可移除的聚合物正畸器具中的一种。散布的颗粒物质可以包括添加剂、填料、颜料和染料中的一种或多种。第一数量的第一颗粒材料可以散布在第一目标区域内，第二数量的至少一种颗粒材料可散布在主体的第一目标区域外的材料的一部分中。牙科器具主体内的第一目标区域可以包含散布在第一目标区域内的一定量的第二颗粒材料。第二颗粒材料可具有与第一颗粒材料不同的平均粒度。当第二颗粒材料分散在整个主体中时，第二颗粒材料可以具有与第一颗粒材料不同的平均颗粒密度。
附图说明
在所附权利要求中具体阐述了本文描述的实施例的新颖特征。通过参考阐述说明性实施例和附图的以下详细描述，可以获得对实施例的特征和优点的更好理解。
图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的牙科器具的透视图。
图2A示出了根据本公开的多个实施例的用于形成牙科器具的方法。
图2B示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法。
图2C示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法。
图2D示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法。
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的牙科器具的另一个透视图。
图4A-图4H示出了根据本公开的多个实施例的在牙科器具内限定的多个目标区域。
图5A和图5B示出了根据本公开的多个实施例的用于形成牙科器具的方法。
图6示出了用于本公开的多个实施例中的计算系统。
图7示出了用于本公开的多个实施例中的计算系统。
图8示出了根据本公开的多个实施例的具有用于形成牙科器具的指令的非暂时性计算机可读介质。
图9示出了根据本公开的多个实施例的具有用于形成牙科器具的指令的非暂时性计算机可读介质。
图10A示出了根据一些实施方式的通过牙科器具的激光进入区域提供激光标记的方法。
图10B示出了根据一些实施方式的用于向牙科器具的目标标记区域提供激光标记的方法。
图11示出了在具有不同表面纹理(左侧的第一纹理侧和右侧的第二纹理侧)的基板(例如，Tridan 30)上的激光标记的一个示例。
图12示出了在具有不同表面纹理(左侧的第一纹理侧和右侧的第二纹理侧)的基板(例如，ST 30)上的激光标记的一个示例。
图13示出了在具有不同表面纹理(左侧的第一纹理侧和右侧的第二纹理侧)的基板(例如，EX 30)上的激光标记的一个示例。
具体实施方式
现有技术难以标记牙科器具，例如具有标记的正畸牙套。这可能是由于各种原因，包括牙套材料的限制和口腔内的严格要求。各种实施方式的特征在于牙科器具(例如，正畸牙套)，其至少一部分由促进改进的激光标记的材料形成。如本文所述，根据各种实施方式形成的牙科器具上的激光标记可以承受口内环境的湿度、温度和其他需求。激光标记可以由“激光能量”形成，如本文所使用的，“激光能量”可以包括任何光(例如，可见光、不可见光等)和/或激光。激光能量不一定是可见光。
图1示出了根据一些实施方式的牙科器具100的示例。牙科器具100包括内表面102和外表面104。内表面102可以是牙科器具100的腔体接收表面，并且可以包括多个牙齿容纳腔以容纳患者齿系的牙齿并向其施加重新定位力。外表面104可以包括牙科器具100的颊面和/或舌面。
牙科器具100可以包括器具主体(图1中未标记)。牙科器具100可以包括激光进入区域106和目标标记区域108。在图1的示例中，激光进入区域106形成在器具的主体上，如图1所示，由外表面104形成。然而，应注意，这样的图示仅是示例性的，并且在各种实施方式中，激光进入区域106可以形成在牙科器具100的内表面102上。
图1中的激光进入区域106以及本文所用的任何“激光进入区域”，可包括牙科器具100的实体区域，该实体区域允许激光或其它光进入牙科器具100的一部分，以便标记牙科器具100。激光进入区域106可以具有与牙科器具100的另一区域的表面纹理不同的表面纹理。“表面纹理”，如本文所用，可以包括由布局(lay)、表面粗糙度、波纹度或其某种组合为特征的表面特性。表面纹理可以包括表面与理想平面或平坦表面的小的和/或局部的偏差。表面粗糙度可以包括法向矢量方向与理想平面或平坦表面的法向矢量的偏差。大的偏差可以对应于“更粗糙”的表面(具有更大的表面粗糙度)，而较小的偏差可以对应于“较光滑的表面”(具有更小的表面粗糙度)。波纹度可包括由于例如机器或工件偏转、颤振、残余应力、振动和/或热处理引起的偏差。作为不同表面纹理的示例，激光进入区域106的表面粗糙度可以比牙科器具的其他部分的表面粗糙度大。激光进入区域106的表面纹理的特征在于，在法线矢量的方向上偏离其表面的次数大于在法线矢量的方向上偏离牙科器具100的其它区域的表面的次数。在一些实施方式中，激光进入区域106的表面粗糙度可以大于外表面104的周围和/或其它区域的表面粗糙度。激光进入区域106的表面粗糙度也可以大于内表面102的部分的表面粗糙度。
激光进入区域可以位于颊侧或舌侧，并且可以被限制在前臼齿和/或臼齿上方的区域。在一些变型中，激光进入区域在臼齿区域和/或前臼齿区域附近的颊侧上可能是有益的。
激光进入区域106可以被配置为分散提供给它的激光能量。通过激光进入区域106(例如，通过激光进入区域的较高表面粗糙度)分散激光能量可以允许激光能量在目标标记区域108处比在具有较低表面粗糙度的激光进入区域106处更好地被吸收。这可以防止大部分激光能量离开目标标记区域108和/或可以减少对目标标记区域108的损坏。激光标记区域106的更粗糙的表面纹理还可以减少目标标记区域108上的损坏或非预期标记。
在一些实施例中，可以通过形成在外表面104和/或内表面102中的表面特征的非随机(例如，统一)图案来提供更粗糙的表面纹理。表面特征的非随机图案可以被配置为以基于激光能量与非随机图案相互作用的方式将激光能量分散在目标标记区域108处。如本文所使用的，非随机图案可以包括符合一个或多个确定性关系的图案(重复图案、有组织的图案、可以由参数函数建模的图案等)。本文使用的随机图案可以包括不符合确定性关系的图案(例如，非重复，具有相对于彼此不确定地放置的表面特征等)。
在一些实施例中，可以通过形成在外表面104或内表面102中的表面特征的随机图案来提供更粗糙的表面区域。表面特征的随机图案可以被配置成以基于激光能量与随机图案相互作用的方式将激光能量分散在目标标记区域108处。
形成在牙科器具100的外表面104和/或内表面102中的表面特征可以包括高度变化、半透明度变化和密度变化，以及其他表面特征。如本文所用，术语“半透明的”可以包括允许光能通过的材料的特性。半透明材料也可以是“透明的”，如本文所用，其可以包括允许光能通过的材料的特性，从而可以看到材料后面的物体。
当激光标记源将激光能量施加到牙科器具100时，表面特征可以被配置为促进目标标记区域108的一个或多个特定区域中的加热。当施加激光能量时被加热的目标标记区域108的特定区域可以是目标标记区域108内被激光标记的区域。另外，除了促进对目标区域内的材料的加热之外，目标标记区域108处的分散的激光能量还可以被配置为促进对目标标记区域108外部和/或邻近目标标记区域108的材料的加热。在一些实施例中，与激光进入区域外部的牙套的其它区域相比，激光进入区域可以对激光能量敏感(例如，通过表面特征或其它，如本文所述)，以便由激光进行可见地标记。
在一些实施方式中，激光进入区域106可以被限定在内表面102或外表面104上。在这些实施方式中，激光进入区域106可以与目标标记区域108对准，并且目标标记区域108可以被限定在牙齿牙套100的内表面102与外表面104之间。这种对准可以使激光能量在进入目标标记区域108之前穿过激光进入区域106。在不同实施例中，激光进入区域106可以被限定在牙齿牙套100的内表面102上。如本文所述，示例内部激光进入区域可以具有比牙科器具的位于内部激光进入区域外的部分具有更粗糙的表面纹理。
如本文所使用的目标标记区域108和任何“目标标记区域”可以包括被配置为接收和/或用激光标记标记的实体区域。目标标记区域108可以形成在牙科器具100的中间区域110中。中间区域110可以包括牙科器具100的主体的一部分并且可以位于内表面102和外表面104之间。在各种实施方式中，目标标记区域108的激光辐射吸收特性可以比牙科器具100的其它部分的激光辐射吸收特性更大。本文使用的“激光辐射吸收特性”可以包括材料吸收激光辐射的光子的能力。材料的激光辐射吸收特性可以但不必与材料相对于激光辐射的相对透明度有关。材料的激光辐射吸收特性可以涉及材料与激光辐射的光子(例如，在原子水平)相互作用的能力。材料的激光辐射吸收特性可以涉及材料将激光辐射的光子转换成材料内的内部能量(例如，热能)的能力。在一些实施方式中，具有较高激光辐射吸收特性的材料可以比具有较低激光辐射吸收特性的材料更大地衰减激光辐射的光子。应注意，激光辐射吸收可以涉及光子的线性吸收、非线性吸收、和/或有光子的其他功能表征的吸收。另外，尽管图1示出了形成在中间区域110中的目标标记区域108，在各种实施方式中，目标标记区域108可以形成在内表面102、外表面104、中间区域110和/或其任何组合中。
在一些实施方式中，目标标记区域108可以由基本上透明和/或半透明的材料形成。应注意，材料的“透明”、“半透明”和/或其他光学特性可以相对于光源定义。例如，材料对于非可见光可以是“透明的”或“半透明的”，但对可见光仍然是不透明的。在一些实施例中，目标标记区域108可以由透光材料形成，以允许来自激光标记源的光到达它。用于激光标记的目标标记区域108可以被限定在牙科器具100的内表面102和外表面104之间。用于激光标记的目标标记区域108可以是牙科器具100内将出现激光标记的激光标记位置。
在一些实施方式中，目标标记区域108可以包含颗粒材料，该颗粒材料的激光辐射吸收特性大于牙科器具100的其他部分的激光辐射吸收特性。如本文所用，“颗粒物质”可以包括散布在牙科器具材料中(例如，散布在牙科器具的聚合物材料中)的固体物质和/或液体物质(例如，微观固体和/或液体物质)。颗粒物质的示例包括例如添加剂、填料、颜料和染料，其增强激光能量的吸收以用于局部颜色变化。
在一些实施方式中，目标标记区域108的激光辐射吸收特性可以大于用于形成牙科器具100的基本上透明的材料的激光辐射吸收特性。目标标记区域108的激光辐射吸收特性可以允许提高的标记质量，包括牙科器具100上的提高的标记对比度、线条边缘细节和/或标记速度。
牙科器具100可以与激光辐射和/或其他形式的辐射相互作用，以便在器具100上的准确激光标记和/或不损坏牙科器具100的部分的激光标记。如本文所述，牙科器具100可以与激光辐射和/或其他形式的辐射相互作用，以便在器具100上的准确地接收激光标记和/或不损坏牙科器具100的部分的激光标记。激光进入区域106的相对粗糙的表面纹理(例如，相对于牙科器具100的其他部分)可以使指向其的激光能量的分散。这种分散可以使得激光能量被目标标记区域108更有效地吸收，使得很少的激光能量从目标标记区域108离开(例如，从其反射)。在激光进入区域106被限定在器具102的外表面104上的示例实施方式中，激光进入区域106可以具有比器具的位于激光进入区域106外部的至少一个其它部分更粗糙的表面纹理。将来自激光标记源的光引导到具有更粗糙的表面纹理的外部激光进入区域106处可以分散来自光的激光能量，使得其在用于激光标记的目标标记区域108处被吸收进行标记，并且很少或没有激光能量离开牙科器具100的内表面102。作为示例，将来自激光标记源的光引导到具有较粗糙的表面纹理的外部激光进入区域104处可以分散来自光的激光能量，使得其在用于激光标记的目标标记区域108处被吸收，并且少于阈值量的激光能量(例如，少于特定瓦数(W)的激光能量)离开牙科器具100的内表面102。在一些实施例中，激光能量可在目标标记区域108处减少或在一些情况下完全吸收，消除能够损坏牙科器具100的位于目标标记区域108外部的部分的多余激光能量，并改善激光标记的质量。
所描述的实施方式的技术可以使得更易于在各个阶段期间对正畸牙套进行正确排序以治疗患者，包括正畸牙套的生产和/或应用。在所述牙科器具100上使用激光标记可以允许以正确的顺序使用适当的牙科器具和/或允许牙科器具特定于特定用户。激光标记可以用于以标签(数字、字母数字序列、设计等)标记牙科器具100，以指示实施牙科器具100的顺序。标记还可以包括患者可读信息，例如患者ID和阶段等信息。在一些实施例中，在制造期间可以使用这样的信息，以便以正确的顺序保持器具或者将一组器具保持在一起，为运送给患者或治疗专业人员做准备。
应注意，牙科器具100可以代表多个增量牙齿位置调整器具中的一个。该牙科位置调整器具可以用来递增地实施移动患者的颌上的牙齿的治疗计划，例如，通过影响放置牙科器具的颌中的各个牙齿的增量重新定位以及其他合适的用法。可以根据虚拟牙科模型来制造牙科器具，该虚拟牙科模型已经具有根据患者口中的当前位置调整的多个牙齿的位置，以允许牙齿移动到调整位置。
牙科器具100可以但不是必须由聚合物壳体制成，和/或由其中具有多个腔体的其他材料形成。腔体可以被设计(例如，成形)为容纳一个或多个齿和/或施加力以将颌的一个或多个齿从一个齿布置重新定位到连续的牙齿布置。壳体可以被设计成配合上颌和/或下颌中的多个牙齿上，或者在许多情况下配合在上颌和/或下颌中的所有牙齿上。壳体可以包括内表面102(例如，邻近放置在其中的牙齿的表面)以接触一个或多个齿的表面和外表面104。
在一些实施方式中，牙科器具100不需要是牙齿重新定位器具。牙科器具100可以包括任何定位器、保持器、修复器具及/或其他可移除器具以用于结合牙齿治疗完成及维持牙齿定位或向患者提供其它功能性，例如，帮助睡眠呼吸暂停症或磨牙症。治疗专业人员可以使用这些器具来执行治疗计划。例如，治疗计划可以包括使用根据本文所述模型创建的一组器具。
图2A示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法200A的流程图。方法200A可以包括比图2A中明确示出的那些操作更多或更少的操作。方法200A的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法200A可以用于形成图1所示的牙科器具100。
在操作212处，形成牙科器具可以包括由至少一种材料形成器具主体，主体的至少一部分对激光能量是透明的。如前所述，器具可以由聚合物壳体制成，和/或由其他材料形成，其中具有多个腔体。
腔体可以被设计(例如，成形)为容纳一个或多个牙齿和/或施加力以将颌的一个或多个齿从一个牙齿布置重新定位到连续的牙齿布置。壳体可以设计成配合上颌和/或下颌中存在的多个牙齿或者在很多情况下配合上颌和/或下颌中存在的所有牙齿。壳体可以包括内表面(例如，邻近放置在其中的牙齿的表面)以接触一个或多个齿的表面以及外表面。
在一个实施例中，器具主体可以由透明(例如，半透明)材料制成，以改善激光标记。在一些实施例中，牙科器具102可由透光材料形成，以允许来自光源的光(例如，激光束)标记牙科器具102的透明材料。然而，在一些实施例中，用于标记牙科器具102的光可能不是可见光，并且在这样的实施例中，该材料对于用于标记牙科器具的不可见光的类型(例如，紫外(UV)光、红外光)等)可以是透明的。
此外，器具主体可以形成为使得用于激光标记的目标区域被限定在器具主体的内表面和外表面之间。用于激光标记的目标区域可以是器具内的激光标记位置。激光标记可以包括压印(例如，标记)到器具材料中的对象，例如器具和/或患者识别信息或诸如患者选择的品牌标志或对象(例如，花卉设计)之类的装饰性标记。
激光能量可以被分散在目标区域处，以促进材料的改性(例如，通过加热)，从而导致对象压印到器具中。在一些实施例中，激光标记(例如，压印的对象)可以是彩色的，如下面将更详细地讨论的。
在一些实施例中，如本文所述，内表面和外表面之间的区域的至少一部分可以包括一定量的微粒材料，该微粒材料被配置为吸收与纹理表面相互作用并被引导至内表面和外表面之间的部分区域的光能。通过吸收激光能量，与存在过量激光能量时限定在器具内的激光标记相比，微粒材料可以帮助形成更高质量的激光标记。在一些实施例中，表面纹理(例如，粗糙的)和/或散布在器具的目标区域内的微粒可以允许在激光标记之后目标区域和激光进入区域之外的部分保持不受影响(例如，平滑)。附加地或替代地，将光能引导至目标区域处并吸收可以产生具有高对比度和清晰边缘细节的激光标记。因此，可以提高激光标记的读取效率。
在操作214处，形成牙科器具还可以包括在内表面或外表面中的至少一个上限定激光进入区域。激光进入区域可以被限定在内表面或外表面上，该内表面或外表面与在器具的内表面和外表面之间限定的目标区域对准，允许来自激光标记源的光的激光能量被分散在激光标记的目标区域处。
在操作216处，形成牙科器具可以进一步包括粗糙化激光进入区域的至少一部分，使得粗糙化部分具有比以下至少一个更粗糙的表面纹理：不在激光进入区域内的外表面的一部分或内表面的一部分。粗糙化可以例如是将多个表面特征应用到器具的外部部分，使得器具的粗糙化(例如，不平滑)外部部分具有比以下至少一个更粗糙的表面纹理：不在激光进入区域内的虚拟外表面的一部分或未发生粗糙化的虚拟内表面的一部分。
粗糙化激光进入区域的至少一部分可以包括将粗糙的材料应用到器具的内表面或外表面上的激光进入区域的至少一部分。例如，粗糙化激光进入区域的至少一部分可以包括将化学材料应用到激光进入表面，该化学材料与形成器具主体的材料(例如，透明材料)相互作用以产生更粗糙的表面纹理，将磨料(例如，砂纸、钻孔工具等)应用到激光进入表面上，该磨料与形成器具主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理，将图案形状(例如，其上形成有形状的压花印模)应用到激光进入表面上，将随机形状应用到激光表面上，该随机形状与形成器具主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理，将成形材料应用到激光进入表面上，该成形材料与形成器具主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理，以及产生更粗糙的表面纹理的其他方法。将与形成器具主体的材料相互作用以产生更粗糙的表面纹理的成形材料应用到激光进入表面上还可以包括加热形成主体的材料，以有助于使外表面与应用到外表面上的成形材料的表面形状吻合。
纹理化(例如，粗糙化)激光进入区域的至少一部分可以导致表面特征(例如，高度变化、半透明度变化、密度变化等)，当激光能量施加到该器具时，表面特征可以促进加热目标区域的一个或多个特定区域。另外，纹理化(例如，通过粗糙化)激光进入区域的至少一部分可以允许器具的纹理化的部分的表面特征以基于激光能量与器具的粗糙的部分的表面特征相互作用的方式将激光能量分散在目标区域处。激光能量可以被分散，使得它在目标区域被吸收，并且没有激光能量离开器具的外表面。
图2B示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法200B的流程图。方法200B可以包括比图2B中明确示出的操作更多或更少的操作。方法200B的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法200B可以用于形成图1所示的牙科器具100。
在操作221处，可以识别牙科器具上的用激光标记来标记所述牙科器具的目标标记区域。作为示例，可以识别牙科器具100上的目标标记区域108。在各种实施方式中，在计算机系统上利用识别目标标记区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别目标标记区域。还可以通过识别牙科器具的区域的机器或个体识别目标标记区域。目标标记区域可以包括牙科器具100的中间区域、内部区域、外部区域的一部分或其某种组合。目标标记区域可以包括激光标记。激光标记可以表示例如器具识别信息和/或患者识别信息、装饰性标记、品牌标识、设计、患者选择的信息/装饰等。
在操作223处，可以识别牙科器具上的激光进入区域，该激光进入区域对应于牙科器具的提供激光进入目标标记区域的区域。为了继续前述示例，可以识别牙科器具100上的激光进入区域106。可以在计算机系统上利用识别激光进入区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别激光进入区域。激光进入区域还可以由识别牙科器具的区域的机器或个体识别。激光进入区域可以包括牙科器具的内部区域或外部区域的一部分，该部分位于目标标记区域附近的。
在操作225处，可以形成激光进入区域的表面纹理以分散提供给激光进入区域的激光能量。激光进入区域可以包括具有与牙科器具的其他部分(例如牙科器具的围绕和/或接近激光进入区域的区域)的表面纹理不同(例如，更粗糙)的表面纹理的区域。机器或操作人员可以通过相对于牙科器具的其他区域对激光进入区域的表面进行研磨、粗糙化等来实现不同的表面纹理。机器或操作人员可以通过包括肯定的(affirmative)制造步骤，用与牙科器具的其他区域的材料不同(例如，更粗糙)的材料形成激光进入区域，使得激光进入区域使激光能量通过它分散，可以实现不同的表面纹理。形成激光进入区域可以包括在物理模具(例如，3D打印模具)上使用热成型技术和/或直接制造/3D打印激光进入区域，以具有与牙科器具的其他区域不同的表面纹理。
图2C示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法200C的流程图。方法200C可以包括比图2C中明确示出的那些操作更多或更少的操作。方法200C的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法200C可以用于形成图1所示的牙科器具100。
在操作227处，可以识别确定牙科器具上的用来用激光标记标记所述牙科器具的目标标记区域。作为示例，可以识别牙科器具100上的目标标记区域108。在各种实施方式中，在计算机系统上利用识别目标标记区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别目标标记区域。目标标记区域可以包括牙科器具100的中间区域、内部区域、外部区域的一部分或其某种组合。目标标记区域可以包括激光标记。激光标记可以表示例如器具识别信息和/或患者识别信息、装饰性标记、品牌标识、设计、患者选择的信息/装饰等。
在可选的操作229处，可以识别牙科器具上的激光进入区域，该激光进入区域对应于牙科器具的提供激光进入目标标记区域的区域。如本文所述，可以识别牙科器具100上的激光进入区域106。可以在计算机系统上利用识别激光进入区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别激光进入区域。激光进入区域还可以由识别牙科器具的区域的机器或个体识别。激光进入区域可以包括牙科器具的内部区域或外部区域的一部分，该部分位于目标标记区域附近。
在操作231处，目标标记区域可以由散布的颗粒物质形成，该颗粒物质具有与牙科器具的其他部分的颗粒特性不同的颗粒特性。如本文所述，机器或操作人员可以将目标标记区域设计成在整个目标标记区域中散布有颗粒物质。在一些实施方式中，机器或操作人员可以在牙科器具的中间区域中结合材料的混合物，该中间区域位于牙科器具的内部区域和外部区域之间。材料混合物可以包括散布在聚合物材料中的颗粒物质，聚合物材料用于牙科器具的其他部分。材料的混合物可以用于布置热成型牙套的一部分。在一些实施方式中，目标标记区域可以通过直接制造/3D打印技术形成。作为示例，目标标记区域可以通过3D打印技术逐层形成。
图2D示出了根据一些实施方式的用于形成牙科器具的方法200D的流程图。方法200D可以包括比图2D中明确示出的那些操作更多或更少的操作。方法200D的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法200D可以用于形成图1所示的牙科器具100。
在操作233处，可以识别牙科器具上的用激光标记来标记牙科器具的目标标记区域。作为示例，可以识别牙科器具100上的目标标记区域108。在各种实施方式中，在计算机系统上利用识别目标标记区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别目标标记区域。目标标记区域可以包括牙科器具100的中间区域、内部区域、外部区域的一部分或其某种组合。目标标记区域可以包括激光标记。激光标记可以表示例如器具识别信息和/或患者识别信息、装饰性标记、品牌标识、设计、患者选择的信息/装饰等。
在操作235处，可以识别牙科器具上的激光进入区域，该激光进入区域对应于牙科器具提供激光进入目标标记区域的区域。如本文所述，可以识别牙科器具100上的激光进入区域106。可以在计算机系统上利用识别激光进入区域的虚拟表示的自动代理或个体来识别激光进入区域。激光进入区域还可以由识别牙科器具的区域的机器或个体识别。激光进入区域可以包括牙科器具的内部区域或外部区域的一部分，该部分位于目标标记区域附近。
在操作237，可以形成目标标记区域。机器或操作人员可以将目标标记区域设计成在整个目标标记区域中散布有颗粒物质。在一些实施方式中，机器或操作人员可以在牙科器具的中间区域中结合材料的混合物，该中间区域位于牙科器具的内部区域和外部区域之间。材料混合物可以包括散布在聚合物材料中的颗粒物质，聚合物材料用于牙科器具的其他部分。材料的混合物可以用于布置热成型牙套的一部分。在一些实施方式中，目标标记区域可以通过直接制造/3D打印技术形成。作为示例，目标标记区域可以通过3D打印技术逐层形成。
在操作239处，可以形成激光进入区域。激光进入区域可以包括具有与牙科器具的其他部分(例如牙科器具的围绕和/或接近激光进入区域的区域)的表面纹理不同(例如，更粗糙)的表面纹理的区域。机器或操作人员可以通过相对于牙科器具的其他区域对激光进入区域的表面进行研磨、粗糙化等来实现不同的表面纹理。机器或操作人员可以通过包括肯定的(affirmative)制造步骤，用与牙科器具的其他区域的材料不同(例如，更粗糙)的材料形成激光进入区域，使得激光进入区域使激光能量通过它分散，可以实现不同的表面纹理。形成激光进入区域可以包括在物理模具(例如，3D打印模具)上使用热成型技术和/或直接制造/3D打印激光进入区域，以具有与牙科器具的其他区域不同的表面纹理。
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的牙科器具320的另一个透视图。器具320可以包括器具主体，其中，器具主体的至少一部分由透明(例如，半透明)材料形成，用于改善激光标记。在一些实施例中，牙科器具320可以由透光材料形成，以允许来自光源(例如，激光器)的光(例如，激光束)标记牙科器具320的透明材料。然而，在在一些实施例中，用于标记牙科器具320的光可以不是可见光(例如，波长在约390nm和700nm之间)，并且在这样的实施例中，该材料对于用于标记牙科器具320的不可见光的类型可以是透明的。
激光标记可以包括将来自激光标记源的光引导到目标区域324以用于器具320的激光标记。器具对于来自光的激光能量可以是透明的，从而允许激光能量在目标区域324处标记器具。激光标记的目标区域可以被限定在内表面318和外表面322之间的器具主体内。用于激光标记的目标区域324可以是器具内的激光标记出现的激光标记位置，可以在内表面和外表面之间，并包括在其中一个表面上的标记。尽管图3示出了单个目标区域，器具可以包括限定在器具内的多个目标区域，用于激光标记。
器具320的主体内的目标区域324可包含散布在目标区域324内的一定量的至少一种颗粒材料326。例如，至少一种颗粒材料326可以散布在器具320内，在内表面318和外表面322之间的目标区域324处。颗粒材料326可以具有激光能量吸收特性，其大于用于形成主体的不具有颗粒材料326的材料的激光能量吸收特性(例如，颗粒材料326具有的激光能量吸收特性大于形成主体的位于目标区域324外部的部分的材料的激光能量吸收特性)。
在一些实施例中，一定量的颗粒材料326可以散布在形成整个器具320的材料内。器具320不限于一种类型的颗粒材料326。例如，可以在器具320内散布多于一种的颗粒材料。在各种实施方式中，主体的材料可以形成为使得器具320包括限定在内表面318和外表面322之间的第一目标区域和第二目标区域。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料可以散布在第一目标区域内，一定量的第二颗粒材料可以散布在第二目标区域内。
另外，可以在单个目标区域内散布多于一种的颗粒材料。例如，可在目标区域324内散布第一数量的第一颗粒材料和第二数量的第二颗粒材料。第一数量的第一颗粒材料和第二数量的第二颗粒材料可以散布在目标区域324的同一部分内，或者第一数量的第一颗粒材料可以散布在目标区域324的一部分内，而第二数量的第二颗粒材料可以散布在目标区域324的不包含第一颗粒材料的部分内。
特定类型的颗粒材料可以对激光能量的特定波长范围具有提高的反应性，这可以允许特定颗粒材料根据用于激光标记的激光能量的波长散布在用于形成器具320的材料(例如，热成形材料片)内。例如，与第二波长范围相比，第一颗粒材料可以对激光能量的第一波长范围具有提高的反应性，而与第一波长范围相比，第二颗粒材料可以对激光能量的第二波长范围具有提高的反应性。在这样的实施例中，激光能量的第一波长范围可以与激光能量的第二波长范围不同。
在这样的实施例中，不同的波长范围可以对应于不同的黑色阴影或颜色。因此，散布在器具320内的颗粒材料和用于标记的激光能量的波长范围可以取决于所需的激光标记的阴影或颜色。
图4A-图4H示出了根据本公开的多个实施例的在牙科器具内限定的多个目标区域。
如前所述，可以在内表面和外表面之间的器具内限定多个目标区域。如图4A-图4H所示，器具可以包括多于一个的目标区域和/或颗粒材料。颗粒材料可以具有激光能量吸收特性，其大于形成主体的位于目标区域外部的部分的透明材料的激光能量吸收特性。另外，在存在多于一种颗粒材料的实施例中，每种特定颗粒材料可以具有独特的特征。例如，每种颗粒材料可以对来自激光标记源的光的激光能量的不同特定波长范围具有提高的反应性。因此，第一颗粒材料可以对来自激光标记源的光的激光能量的第一波长范围具有更高的反应性，第二颗粒材料可以对来自激光标记源的光的激光能量的第二波长范围具有更高的反应性，其中激光能量的第一波长范围不同于激光能量的第二波长范围。
每种颗粒材料还可以具有独特的平均粒度和/或颗粒密度。例如，第一颗粒材料可以具有与第二颗粒材料不同的平均粒度和/或颗粒密度，这可使一种颗粒与具有不同特性的另一种颗粒不同地对激光能量起反应。
如图4A所示，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444和第二目标区域446。在这样的实施例中，第一数量的第一颗粒材料438可以散布在第一目标区域444内，第二数量的第二颗粒材料442可以散布在第二目标区域446内。
如图4B所示，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444和第二目标区域446。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438和一定量的第二颗粒材料442可以散布在第一目标区域444内。一定量的第一颗粒材料438和一定量的第二颗粒材料442可以散布在第一目标区域444的同一部分内。
如图4C所示，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444和第二目标区域446。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438可以散布在第一目标区域444内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在器具主体材料位于第一目标区域444外部的一部分内。
如图4D所示，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444和第二目标区域446。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438可以散布在第一目标区域444的第一部分内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在第一目标区域444的第二部分内。
在一些实施例中，一定量的第一颗粒材料438和一定量的第二颗粒材料442可以散布在第一目标区域444内，使得它们不重叠。因此，第一目标区域444的第一部分不同于第一目标区域444的第二部分。
如图4E所示，器具可以由多层形成。另外，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438可以散布在第一目标区域444的第一部分内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在第一目标区域444的第二部分内。另外，一定量的第一颗粒材料438可以散布在器具的第一层内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在器具的第二层内。因此，第一目标区域444的第一部分不同于第一目标区域444的第二部分。
如图4F所示，由多个层形成的器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444和第二目标区域446。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438可以散布在第一目标区域444内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在第二目标区域446内。另外，一定量的第一颗粒材料438可以散布在器具的第一层内，一定量的第二颗粒材料442可以散布在器具的第二层内。
如图4G所示，器具可以包括限定在内表面434和外表面436之间的在主体内的第一目标区域444。在这样的实施例中，一定量的第一颗粒材料438和一定量的第二颗粒材料442可以一起散布在第一目标区域444内。例如，一定量的第一颗粒材料438和一定量的第二颗粒材料442可以混合在一起并散布在第一目标区域444内，这可以允许第一颗粒材料和第二颗粒材料由更多或更少的能量或不同的波长范围等激活。
如图4H所示，器具可以包括在内表面434和外表面436之间的散布在主体内的一定量的颗粒材料。在这样的实施例中，第一颗粒材料438可以对来自激光标记源的光的第一波长范围的激光能量具有提高的反应性。因此，提供具有第一波长范围的激光能量的光的激光标记源可以在内表面434和外表面436之间进行激光标记，其包含一定量的第一颗粒材料438。
图5A和图5B示出了根据本公开的多个实施例的用于形成牙科器具的过程。如图5A所示，在一些实施例中，形成器具554可以包括由例如放置在基于由治疗计划确定的牙齿布置的患者牙齿模具552上的材料片548热成型器具。器具554可以由透明(例如半透明)材料形成，用于改善激光标记。材料片548还可以具有内表面和外表面，其中，颗粒材料在内表面和外表面之间基本均匀地散布在整个材料片548上。
在一些实施例中，牙科器具554可以由透光材料形成，以允许来自光源的光(例如，激光束)标记牙科器具的透明材料。然而，在一些实施例中，用于标记牙科器具的光可能不是可见光，并且在这样的实施例中，该材料对于用于标记牙科器具的不可见光的类型(例如，紫外(UV)光)可以是透明的。
由放置在患者牙齿模具552上的材料片548热成型器具可以包括加热片材，然后在患者牙齿模具552上真空或压力形成片材。然后，该器具是患者牙齿模具552的直接表示。可以修剪多余的材料以形成可以用于患者的正畸治疗的最终器具554。或者，在一些实施例中，器具可以通过三维打印而不是由片材形成。
如图5B所示，器具554可以由透明材料形成，用于改善激光标记。如前所述，器具554可以包括在激光进入区域处的外表面，该外表面具有比内表面的至少一部分更有纹理(例如，更粗糙)的表面。激光进入区域的表面纹理可以与来自激光标记源562的光558的激光能量相互作用，以将激光能量分散在目标区域处，该目标区域用于在器具554内限定的激光标记。
另外，目标区域可以包含散布在目标区域内的一定量的颗粒材料。颗粒材料可以具有激光辐射吸收特性，其大于用于形成器具554的透明材料(例如，用于形成片材的材料是非颗粒材料)的激光辐射吸收特性，允许来自光的激光能量被颗粒材料完全吸收。激光辐射吸收特性可以允许在塑料材料上标记对比度、线边缘细节和增加的标记速度，这在传统上是难以实现的，从而导致提高的激光标记读取和产生效率。
因此，激光标记源562可以将光558引导到激光进入区域处，并且激光进入区域的更粗糙的表面纹理可以被配置为在激光能量与更粗糙的表面纹理相互作用时，分散来自光558的激光能量以用于激光标记。以这种方式，散布在目标区域内的颗粒材料可以吸收激光能量以产生激光标记556。激光标记556可以包括压印到器具材料中的对象，例如器具识别信息和/或患者识别信息。分散激光能量可以促进材料的加热，将物体压印(例如，标记)到器具554中。激光标记556(例如，压印的对象)可以是彩色的或黑色的。
图6示出了用于本公开的多个实施例中的计算系统650。图6示出了用于本公开的多个实施例中的计算系统650。例如，计算装置665可以具有与其耦接的多个组件。计算装置665可以包括处理器688和存储器666。存储器666可以具有各种类型的信息，包括数据672和可执行指令668，如本文所讨论的。
处理器688可以执行存储在内部或外部非暂时性计算机装置可读介质(CRM)上的指令668。如本文所使用的，非暂时性CRM可以包括易失性和/或非易失性存储器。
易失性存储器可以包括依赖于功率存储信息的存储器，诸如各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)等。非易失性存储器可以包括不依赖于功率存储信息的存储器。
在一些实施例中，存储器666和/或处理器688可以位于计算装置665上或者位于计算装置665之外。因此，如图6所示，计算装置665可以包括网络接口664。这种网络接口664可以允许在另一个联网的计算装置上进行处理，可以用于获得患者信息(例如，患者口腔的特征和/或治疗计划信息)。和/或可以用于获得与本文提供的各种实施例一起使用的数据和/或可执行指令。
在一些实施例中，计算装置可以用于设计具有散布的颗粒的片材(例如，选择将定位在片材内的颗粒的类型、设计分层片材等)或选择三维打印材料。计算装置还可以用于设计用于粗糙化器具表面的图案和/或实现这种粗糙化的工具。
如图6的实施例中所示，计算装置665可以包括一个或多个输入和/或输出接口674。这样的输入和/或输出接口674可以用于将计算装置665与一个或多个输入和/或输出装置676、678、682、684、686连接。
例如，在图6所示的实施例中，输入和/或输出装置可以包括扫描装置676、相机底座678、输入装置682(例如，鼠标、键盘等)、显示装置684(例如，监视器)、打印机686和/或一个或多个其他输入装置。输入/输出接口674可以接收可存储在数据存储装置(例如，存储器666)中的表示患者牙列的虚拟牙科模型的可执行指令和/或数据。
在一些实施例中，扫描装置676可以被配置为扫描患者牙列的一个或多个物理牙齿模具。在一个或多个实施例中，扫描装置676可以被配置为直接扫描患者的牙列、牙科器具和/或附件(attachment)。扫描装置676可以被配置为将数据输入到计算装置665中，然后数据可以用于治疗计划和/或生成患者牙列的数字3D模型。该信息也可以用于估计本文所讨论的力。
在一些实施例中，相机底座678可以从诸如数码相机、打印照片扫描仪和/或其他合适的成像装置等成像装置(例如，2D或3D成像装置)接收输入。来自成像装置的输入可以例如存储在存储器666中。
处理器688可以执行指令以在显示器684上提供治疗计划、牙科器具、一个或多个目标区域和/或一个或多个激光进入区域的视觉指示。计算装置665可以被配置为允许治疗专业人员或其他用户输入治疗目标。接收的输入可以作为数据672发送到处理器688和/或可以存储在存储器666中。
数据672可以包括对象的3D模型，该对象将由打印机686进行3D打印。3D模型可以包括对象的一个或多个表面的数学表示。3D模型可以通过自动代理或由操作员通过例如本文进一步讨论的技术来呈现。3D模型可以存储为要打印的3D对象的3D虚拟表示的数字模型文件。可以根据各种格式来格式化数字模型文件，诸如增材制造文件(AdditiveManufacturing File，AMF)(例如，使用顺序层的AMF)、STL文件、熔融沉积建模(FusedDeposit Modeling，FDM)文件等。
这种连接可以允许数据和/或指令的输入和/或输出以及其他类型的信息的输入和/或输出。可以将一些实施例分布在一个或多个网络内的各种计算装置中，以及如图6所示的这样的系统可以有益于允许捕获、计算和/或分析本文所讨论的信息。
处理器688可以与数据存储装置(例如，存储器666)通信，数据存储装置中存储有数据672。与存储器666相关联的处理器688可以存储和/或利用数据672和/或执行指令668，以形成用于改进激光标记的器具。
另外地或替代地，与存储器666相关联的处理器688可以存储和/或利用数据672和/或执行指令668以产生用于改进激光标记的牙科器具，以及这种项目的虚拟建模。耦接到存储器666的处理器688例如可以包括使计算装置665执行方法的指令，该方法包括例如形成指示为由至少一种材料形成的虚拟牙科器具主体，该主体的至少一部分被指示为对激光能量透明，并在该虚拟主体中在器具主体的内表面和外表面之间限定的用于激光标记的虚拟目标区域，该方法还包括在该目标区域内散布虚拟第一颗粒材料，其中，第一颗粒材料被指示为与第二波长范围相比，对激光能量的第一波长范围具有提高的反应性。
在各种实施例中，耦接到存储器666的处理器688可以使计算装置665执行包括以下步骤的方法：形成指示为由至少一种材料形成的虚拟牙科器具主体，该主体的至少一部分被指示为对激光能量透明，在该虚拟主体中限定在器具主体的内表面和外表面之间的用于激光标记的虚拟目标区域，在虚拟内表面或虚拟外表面中的至少一个上限定虚拟激光进入区域，以及在虚拟激光进入区域的至少一部分上限定粗糙化部分，使得该粗糙化部分比以下至少一个具有更粗糙的表面纹理：虚拟外表面的不在激光进入区域内的一部分或虚拟内表面的一部分。
对于治疗计划，这种分析可以完成一次或多次。例如，如果治疗计划具有30个阶段，则如果需要，可以针对每个阶段具有不同的牙科器具配置或者可能更多。然而，在许多情况下，牙科器具的形状、位置和/或取向可以在治疗计划期间改变几次。
可执行指令668可以包括将对象的3D模型变换为可由打印机686打印的可打印部分的指令。在一些实施方式中，可执行指令668可以包括“切片”3D模型的指令，例如，将3D模型转换成将由打印机686 3D打印的一组薄层。在一些实施方式中，可执行指令668将3D模型转换为可以提供给打印机686的切片格式文件(例如，G代码文件)。
在一些实施方式中，显示器684可以被配置为显示要3D打印的对象的3D模型的2D渲染。可以通过3D模型到2D空间的模拟、投影、映射等进行2D渲染。显示器684还可以被配置为显示用户界面元素以允许操作员与3D模型交互。
在一些实施例中，打印机686可以是三维或直接制造装置，其可以直接根据来自计算装置665的指令创建牙科器具。由于各种原因，利用这种技术的本公开的实施例可以是特别有益的。例如，由于较少的处理步骤，这种直接制造允许较少的材料浪费。
打印机686可以被配置为使用增材制造技术来使用那些3D对象的虚拟表示来打印3D对象。在一些实施方式中，打印机686基于来自处理器688的指令来连接和/或固化材料(例如，聚合材料)以创建3D对象。如本文所述，打印机686可以从存储器666接收切片格式文件。打印机686可以使用例如SLA、FDM等的逐层机制将材料连续地添加到3D对象。
打印机686可以以指定的分辨率打印3D对象。打印机686的分辨率可以以方便的格式描述层厚度和/或X-Y分辨率，例如每英寸点数(dpi)或微米(μm)。
图7示出了用于本公开的多个实施例中的存储器766。例如，存储器766可以是先前结合图6描述的存储器666。
如本文所讨论的，存储器766可以具有各种类型的信息，包括可执行指令768和数据772。另外，存储器766可以包括一个或多个引擎和数据存储。计算机系统可被实现为引擎、引擎的一部分或通过多个引擎来实现。如本文所使用的，引擎包括一个或多个处理器或其一部分。一个或多个处理器的一部分可以包括少于包括任何给定的一个或多个处理器的所有硬件的一部分，诸如寄存器的子集、专用于多线程处理器的一个或多个线程的处理器的部分、处理器全部或部分专用于执行引擎的部分功能的时间片等。
因此，第一引擎和第二引擎可以具有一个或多个专用处理器或者第一引擎和第二引擎可以彼此或与其他引擎共享一个或多个处理器。根据特定于实现或其他考虑因素，引擎可以是集中式的，或者其功能分布式。引擎可以包括硬件、固件或包含在计算机可读介质中的由处理器执行的软件。处理器使用实现的数据结构和方法将数据转换成新数据，例如参考本文附图所描述的。
本文描述的引擎或可以通过其实现本文描述的系统和装置的引擎可以是基于云的引擎。如本文所使用的，基于云的引擎是可以使用基于云的计算系统来运行应用和/或功能的引擎。应用和/或功能的全部或部分可以分布在多个计算装置上，并且不必仅限于一个计算装置。在一些实施例中，基于云的引擎可以执行终端用户通过web浏览器或容器应用程序访问的功能和/或模块，而不需要在终端用户的计算装置上本地安装功能和/或模块。
如本文所使用的，数据存储旨在包括具有任何适用的数据组织的存储库，包括表、逗号分隔值(Comma-Separated Values，CSV)文件、传统数据库(例如，SQL)或其他适用的已知或方便的组织格式。例如，数据存储可以实现为实施在专用机器上的物理计算机可读介质中、固件中、硬件中、其组合中，或者适用的已知或方便的装置或系统中的软件。数据存储相关组件(诸如数据库接口)可视为数据存储的一部分、某些其他系统组件的一部分、或其组合，但数据存储相关组件的物理位置和其他特性对于理解本文描述的技术并不重要。
数据存储可以包括数据结构。如本文所使用的，数据结构与在计算机中存储和组织数据的特定方式相关联，使得它可以在给定的背景中有效地使用。数据结构通常基于计算机的能力在其存储器中由地址指定的任何位置获取和存储数据，位串自身可以存储在存储器中并由程序操纵。因此，一些数据结构基于用算术运算计算数据项的地址；而其他数据结构基于数据项在结构本身内存储的地址。许多数据结构使用这两种原则，有时以不平凡的方式(non-trivia ways)组合。数据结构的实现通常需要编写一组创建和操作该结构示例的程序。本文描述的数据存储可以是基于云的数据存储。基于云的数据存储是与基于云的计算系统和引擎兼容的数据存储。
虚拟牙齿表示管理工具790可以包括一个或多个自动代理，自动代理被配置为从虚拟牙齿表示数据库7102收集患者的牙齿的虚拟表示。虚拟牙齿表示管理工具790可以提供患者的标识符和从虚拟牙齿表示数据存储库7102取回患者牙齿的虚拟表示。
在各种实施方式中，虚拟牙齿表示管理工具790渲染牙齿的3D虚拟表示以在计算机显示器上显示。作为示例，虚拟牙齿表示管理工具790可以加载对应于患者牙齿的各种视角(矢状、中间、正面/冠状、横向/轴向等视角)的3D图形。
可选的力系统分析工具792可以包括一个或多个自动代理，自动代理被配置为从可选的治疗计划数据库7104收集正畸治疗计划。在一些实施方式中，可选的力系统分析工具792被配置为从正畸治疗计划收集一套适用于患者牙齿的位置力系统。
位置力系统可以包括线性力、扭矩、锚固力等，其将在正畸治疗计划的过程中施加到患者的牙齿。位置力系统可以通过牙套、附件或其某种组合来实现。
3D表面导出引擎796可以包括被配置为导出3D表面模型的一个或多个自动代理。例如，3D表面导出工具796可以以相关格式保存3D表面模型、配置3D表面模型用于流式传输(streaming)、和/或格式化3D表面模型用于3D打印。
虚拟牙齿表示数据库7102可以被配置为存储牙齿的虚拟表示。虚拟牙齿表示数据库7102可以通过患者和/或治疗计划的阶段来索引牙齿的虚拟表示。如本文进一步所述，牙齿的虚拟表示可以包括患者牙齿的位置、方向等，其与将正畸牙套应用于患者相关。在一些实施方式中，牙齿的虚拟表示是正畸治疗计划的开始、结束或中间阶段的患者牙齿的估计/近似。在一些实施方式中，牙齿的虚拟表示被存储为可由本文描述的引擎访问的虚拟对象。
可选的治疗计划数据库7104可以被配置为存储治疗计划数据。治疗计划数据可以包括将牙套和/或附件应用于牙齿以产生各种正畸结果的指令。例如，治疗计划数据可以包括在不同时间将力定位系统应用于牙齿以便实现对那些牙齿的平移、旋转、锚定等的指令。
虚拟激光标记数据库7106可以被配置为存储激光标记的虚拟表示。激光标记的虚拟表示可以包括尺寸参数、形状参数和/或取向参数，以及与如何完成标记相关的粗糙化或微粒参数。在一些实施方式中，激光标记的虚拟表示被存储为可由本文描述的引擎访问的虚拟对象。
图8示出了根据本公开的多个实施例的具有用于形成牙科器具的指令的非暂时性计算机可读介质870。
指令894可以包括形成指示为由至少一种材料形成的虚拟牙科器具主体，该主体的至少一部分被指示为对激光能量透明，并在该虚拟主体中限定在器具主体的内表面和外表面之间的用于激光标记的虚拟目标区域。
指令896可以包括在虚拟内表面或外表面中的至少一个上定义虚拟激光进入区域。虚拟激光进入区域可以被配置为将来自激光标记源的光的光能分散在器具内的虚拟目标区域处。
指令898可以包括在虚拟激光进入区域的至少一部分上限定粗糙化部分，使得该粗糙化部分具有比以下至少一个更粗糙的表面纹理：虚拟外表面的不在激光进入区域内的一部分或虚拟内表面的一部分。更粗糙的表面纹理可以由形成在虚拟外表面或内表面中的表面特征的非随机图案提供。
表面特征的非随机图案可以被配置为以基于激光能量与非随机图案相互作用的方式将激光能量分散在目标区域处。在另一个实施例中，更粗糙的表面区域可以由形成在外表面或内表面中的表面特征的随机图案提供。表面特征的随机图案可以被配置为以基于激光能量与随机图案相互作用的方式将激光能量分散在目标区域处。
在虚拟器具的虚拟外表面或内表面中形成的表面特征可以包括高度变化、半透明度变化和密度变化以及其他表面特征。当激光标记源将激光能量施加到虚拟器具时，表面特征可以被配置为促进虚拟目标区域的一个或多个特定区域中的加热。
指令还可以包括基于虚拟牙科器具主体创建物理牙科器具，所述虚拟牙科器具主体具有带有粗糙化部分的物理激光进入区域和目标区域。可以将虚拟模型提供给制造装置，以制造对应于颌的物理模型来形成器具。虚拟模型可以(例如，通过网络接口)提供给制造装置，用于在治疗计划的第一阶段和第二阶段制造对应于颌的物理模型，以在其上形成器具，使得器具具有带粗糙化部分的物理激光进入区域和目标区域。
图9示出了根据本公开的多个实施例的具有用于形成牙科器具的指令的非暂时性计算机可读介质980。
指令9104可以包括形成指示为由至少一种材料形成的虚拟牙科器具主体，该主体的至少一部分被指示为对激光能量透明。在虚拟主体中，可以在器具主体的内表面和外表面之间限定用于激光标记的虚拟目标区域。另外，虚拟的第一颗粒材料可以散布在目标区域内，其中，虚拟的第一颗粒材料可以被指示为与第二波长范围相比，对激光能量的第一波长范围具有提高的反应性。
此外，指令可以包括由指示的至少一种材料形成物理牙科器具主体，其中，主体的至少一部分对激光能量是透明的(例如，至少对于用于标记的激光能量是半透明的)。另外，在主体中限定在主体的内表面和外表面之间的用于激光标记的目标区域。目标区域可以包括散布在目标区域内的第一颗粒材料，其中，与第二波长范围相比，第一颗粒材料对第一波长范围的激光能量具有更高的反应性。
图10A示出了根据一些实施方式的用于通过牙科器具的激光进入区域提供激光标记的方法1000A的流程图。方法1000A可以包括比图10A中明确示出的那些操作更多或更少的操作。方法1000A的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法1000A可以利用通过激光进入区域106的激光标记来标记图1所示的牙科器具100。
在操作1003处，可以识别牙科器具上的用激光标记来标记牙科器具的目标标记区域。在操作1005处，可以识别具有第一表面纹理的激光进入区域，第一表面纹理不同于牙科器具的其他部分的第二表面纹理。激光进入区域可以使激光进入目标标记区域。在操作1007处，可以通过激光进入区域提供激光能量，以通过激光进入区域分散激光能量。在操作1009处，激光能量可用于通过激光进入区域在目标标记区域上放置激光标记。
图10B示出了根据一些实施方式的用于向牙科器具的目标标记区域提供激光标记的方法1000B的流程图。方法1000B可以包括比图10B中明确示出的那些操作更多或更少的操作。方法1000B的一些或全部操作可以由图6所示的计算系统650和/或其它结构执行。方法1000B可以用来利用目标标记区域108处的激光标记来标记图1所示的牙科器具100。
在操作1011处，可以识别在牙科器具上的利用激光标记来标记牙科器具的目标标记区域，该目标标记区域具有散布的颗粒物质。在操作1013处，可以识别牙科器具牙套的激光进入区域。激光进入区域可以使激光进入目标标记区域。在操作1015处，可以通过激光进入区域提供激光能量。在操作1017处，可以在散布的颗粒物质处接收激光能量，以通过激光进入区域在目标标记区域上放置激光标记。
本文所述的牙科器具可以包括一种或多种聚合物材料，包括一种或多种聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、共聚碳酸酯和聚氨酯材料。图11-图13示出了比较由各种聚合物材料制成并具有不同表面纹理的基板上的激光标记的测试结果。在每个测试中，使用ROFIN E25 Air激光器(例如，Coherent、Inc.，Santa Clara、California)制造激光标记。如图11-图13的每个示例中所示，纹理化(例如，无光泽或粗糙)表面上的激光标记比未纹理化或纹理较少(例如，光泽或光滑)表面上的激光标记更暗。这些示例说明：与具有较低粗糙度的表面相比，具有较大粗糙度的表面纹理可以如何影响激光标记过程并产生更容易在光学上检测的较高对比度标记。
图11示出了在由TritanTM 30(Eastman Chemical Company)制成的测试基板的未纹理化1103(例如，光泽)和纹理化1105(例如，无光泽)表面上进行的激光标记的比较。使用700mm/s的激光速度，30A的激光功率和19KHz的频率。测量基板的纹理(无光泽)表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸12.97微米，Rz为每英寸102.96微米。测量基板的光泽表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸0.51微米，Rz为每英寸12.23微米。如图所示，当在相同材料中使用相同的激光功率时，纹理化表面1109上的激光标记比未纹理化表面1107上的激光标记更明显。
图12示出了在由ST 30材料制成的测试基板的未纹理1203(例如，光泽)表面和纹理1205(例如，无光泽)表面上进行的激光标记的比较。使用的激光速度为500mm/s、600mm/s、700mm/s、800mm/s、900mm/s；激光功率为30A、32A、34A和36A；频率为19KHz。测量基板的无光泽表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸9.96微米，Rz为每英寸52.55微米。测量基板的光泽表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸0.65微米，Rz为每英寸4.95微米。与使用相同激光设置的未纹理化表面上的标记1307相比，纹理表面部分1305产生基本上更暗的标记。
图13示出了在由EX 40材料制成的测试基板的未纹理化1303(例如，光泽)表面和纹理1305(例如，无光泽)表面上进行的激光标记的比较。使用的激光速度为500mm/s、600mm/s、700mm/s和800mm/s；激光功率为30A、32A、34A和36A；频率为19KHz。测量基板的纹理化表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸29.97微米，Rz为每英寸182.74微米，与用相同激光设置制成的未纹理化标记1309相比，产生明显更暗的标记1307。测量基材的未纹理化(例如光泽)表面部分的表面粗糙度Ra为每英寸1.10微米，Rz为每英寸22.04微米。
本文参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了如何实践本公开的多个实施例。足够详细地描述这些实施例以使得本领域普通技术人员能够实践本公开的实施例，并且应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以进行过程和/或结构改变。如本文所用，“多个”特定事物可以指一个或多个这样的事物(例如，多个咬合调整结构可以指一个或多个咬合调整结构)。
本文中的附图遵循编号惯例，其中，第一位数字或头几位数字对应于附图编号，而其余数字标识该附图中的元素或组件。可以通过使用类似的数字来识别不同图之间的类似元素或组件。例如，106可以参考图1中的元素“06”，类似的元素可以参考图6中的606。
如将理解的，可以添加、交换和/或消除本文的各种实施例中示出的元素，以便提供本公开的多个其他的实施例。另外，如将理解的，附图中提供的元素的比例和相对比例旨在说明本发明的某些实施例，并且不应被视为具有限制意义。
本公开的实施例提供用于改进标记可读性的机制，允许扩展的标记能力和更有效的标记过程。尽管本文讨论了关于牙科器具的标记，但是这种技术在使用激光标记的许多行业中可以是有益的。
虽然本文已说明和描述了特定实施例，但本领域的普通技术人员将了解，任何计算出的以实现相同技术的布置可以替代所示的具体实施例。本公开旨在覆盖本公开的各种实施例的任何和所有修改或变化。
本文描述的任何方法(包括用户界面)可以实现为软件、硬件或固件，并且可以被描述为存储能够由处理器(例如，计算机、平板电脑、智能手机等)执行的一组指令的非暂时性计算机可读存储介质。当指令由处理器执行时，使得处理器控制执行任何步骤，包括但不限于：显示、与用户通信、分析、修改参数(包括定时、频率、强度等)、确定、警告等。
当特征或元素在本文中被称为在另一特征或元素“上”时，它可以直接在另一特征或元素上，或者也可以存在中间特征和/或元素。相反，当特征或元素被称为“直接在”另一特征或元素上时，不存在中间特征或元素。还应该理解，当一个特征或元素被称为“连接”、“附接”或“耦接”到另一个特征或元素时，它可以直接连接、附接或耦接到另一个特征或元素或可以存在中间特征或元素。相反，当特征或元素被称为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦接”到另一特征或元素时，不存在中间特征或元素。尽管关于一个实施例进行了描述或示出，但是如此描述或示出的特征和元素可以应用于其他实施例。本领域技术人员还将理解，对与另一特征“相邻”设置的结构或特征的引用可具有与相邻特征重叠或位于相邻特征之下的部分。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不意图限制本发明。例如，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联所列项目的任何和所有组合，并且可以缩写为“/”。
为了便于描述，本文可以使用空间相对术语，例如“在......下方”，“在......下面”，“下面”，“在...上方”，“上面”等，描述如图中所示的一个元素或特征与另一个元素或特征的关系。应当理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果图中的装置被反转，则被描述为在其他元素或特征“下面”或“下方”的元素将被定向在其他元素或特征“上面”。因此，示例性术语“在...之下”可以包括上方和下方的两个取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述语。类似地，除非另有明确说明，否则本文使用术语“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”等仅用于解释的目的。
虽然本文可以使用术语“第一”和“第二”来描述各种特征/元素(包括步骤)，但是这些特征/元素不应受这些术语的限制，除非上下文另有说明。这些术语可用于将一个特征/元素与另一个特征/元素区分开。因此，下面讨论的第一特征/元素可以被称为第二特征/元素，并且类似地，下面讨论的第二特征/元素可以被称为第一特征/元素，而不脱离本发明的教导。
在整个说明书和随后的权利要求中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和诸如“包括”和“包含”的变型意味着可以在方法和物品中(例如，组合物和包括装置的设备以及方法)共同使用各种组件。例如，术语“包括”将被理解为暗示包括任何所述的元素或步骤，但不排除任何其他元素或步骤。
通常，本文描述的任何装置和方法应该被理解为是包含性的，但是组件和/或步骤的全部或子集可以替代地是排他性的，并且可以表示为“由各种组件、步骤、子组件或子步骤组成”或“基本上由各种组件、步骤、子组件或子步骤组成”。
如本说明书和权利要求书中所使用的，包括如在实施例中使用的并且除非另有明确说明，否则所有数字可以看做以“约”或“大约”一词开头，即使该术语没有明确出现。当描述幅度和/或位置以指示所描述的值和/或位置在合理的预期值和/或位置范围内时，可以使用短语“约”或“近似”。例如，数值的值可以是所述值(或值的范围)的+/-0.1％，是所述值(或值的范围)的+/-1％，是所述值(或值的范围)的+/-2％，是所述值(或值的范围)的+/-5％，是所述值(或值的范围)的+/-10％等。除非上下文另有说明，否则本文给出的任何数值还应理解为包括约或近似于该值。例如，如果公开了值“10”，则也公开了“约10”。本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。还应理解，当公开值时，还公开了“小于或等于”该值、“大于或等于该值”以及这些值之间的可能范围，如本领域技术人员所适当理解的。例如，如果公开了值“X”，则还公开了“小于或等于X”以及“大于或等于X”(例如，其中X是数值)。还应理解，在整个申请中，以许多不同格式提供数据，并且该数据表示端点和起点，以及数据点的任何组合的范围。例如，如果公开了特定数据点“10”和特定数据点“15”，则应当理解，大于、大于或等于、小于、小于或等于、以及等于10和15以及10和15之间被认为是公开的。还应理解，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了10和15，则也公开了11、12、13和14。
尽管上面描述了各种说明性实施例，但是在不脱离由权利要求描述的本发明的范围的情况下，可以对各种实施例进行许多改变中的任何改变。例如，在替代实施例中可以经常改变执行各种所描述的方法步骤的顺序，并且在其他替代实施例中，可以完全跳过一个或多个方法步骤。各种装置和系统实施例的可选特征可以包括在一些实施例中而不包括在其他实施例中。因此，上文描述主要是出于示例性目的而提供的，并且不应该被解释为对在权利要求书中所限定的本发明的范围的限制。
本文包括的示例和说明通过说明而非限制的方式显示了可以实施主题的具体实施例。如上所述，可以利用其他实施例并从中得出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。本发明主题的这些实施例在本文中可以单独地或共同地由术语“发明”来指代，仅仅是为了方便并且不意图将本申请的范围自愿地限制于事实上公开的任何单个发明或发明构思(如果不止一个)。因此，尽管本文已说明和描述了特定实施例，但经计算以实现相同目的的任何布置可替代所示的特定实施例。本公开旨在涵盖各种实施例的任何和所有调适或变化。在阅读以上描述后，上述实施例的组合以及本文未具体描述的其他实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (51)

1.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
多个牙齿容纳腔，用于容纳相应的多个牙齿，并在所述多个牙齿上施加一个或多个正畸重新定位力；
目标标记区域，配置为从激光器接收激光标记；
表面，配置为与患者的颊侧和舌侧区域界面接合，所述表面包括：
第一部分，具有第一表面纹理；
第二部分，具有由其形成的激光进入区域，所述激光进入区域配置为使激光进入所述目标标记区域，所述激光进入区域具有与所述第一表面纹理不同的第二表面纹理，所述第二表面纹理配置所述激光进入区域，以在所述激光进入区域处接收激光能量时分散来自所述激光器的激光能量。
2.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述目标标记区域形成在所述牙科器具的外表面和内表面之间的中间区域中。
3.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述表面是所述牙科器具的内表面，被配置为接触所述多个牙齿并在所述多个牙齿上施加弹性重新定位力。
4.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述表面是所述牙科器具的外表面，被配置为面向患者口腔的颊侧区域或舌侧区域。
5.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述表面是所述牙科器具的透明主体的外表面。
6.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述第二表面纹理大于所述第一表面纹理。
7.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述激光进入区域位于所述牙科器具的颊侧。
8.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述激光进入区域在所述牙科器具的臼齿区域和前臼齿区域中的一个或多个上。
9.根据权利要求1所述的牙科器具，其中，所述目标标记区域包括所述激光标记。
10.根据权利要求1所述的牙科器具，其中：所述目标标记区域包括所述激光标记；所述激光标记包括数字序列、字母数字字符串和设计中的一个或多个。
11.根据权利要求1所述的牙科器具，其中：
所述目标标记区域包括激光标记；以及
所述激光标记包括在所述牙科器具的制造期间跟踪牙科器具的信息。
12.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，其至少一部分由半透明材料形成，所述半透明材料对于用于标记所述主体的激光能量是半透明的，所述器具主体包括：
内表面，用于接触一个或多个牙齿的表面；
外表面；
目标区域，限定在所述内表面和外表面之间用于激光标记；以及
激光进入区域，限定在所述内表面或所述外表面的一部分上，其中，所述激光进入区域具有比相邻表面更粗糙的表面纹理。
13.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，激光标记区域的更粗糙的表面纹理被配置为在激光能量与所述更粗糙的表面纹理相互作用时分散所述激光能量。
14.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，激光标记区域的更粗糙的表面纹理被配置为与所述激光能量相互作用以将所述激光能量分散在用于激光标记的所述目标区域处。
15.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，激光标记区域的更粗糙的表面纹理被配置为与所述激光能量相互作用以分散所述激光能量，使得所述激光能量在用于激光标记的所述目标区域处被吸收，并且离开所述内表面的激光能量小于阈值量的激光能量。
16.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，所述半透明材料是透明的。
17.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，所述更粗糙的表面纹理由形成在所述外表面中的表面特征的非随机图案提供。
18.根据权利要求12所述的牙科器具，其中，所述更粗糙的表面纹理由形成在所述外表面中的表面特征的随机图案提供。
19.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，其至少一部分由对用于标记主体的激光能量透明的材料形成；
目标区域，在所述器具主体的内表面和外表面之间的器具主体上用于激光标记；以及
激光进入区域，在所述器具主体的外表面上，其中，所述激光进入区域处的外表面比所述外表面区域的位于所述激光进入区域外部的区域具有更粗糙的表面纹理，其中，所述激光进入区域的更粗糙的表面纹理被配置为在激光束与所述更粗糙的表面纹理相互作用时分散来自所述激光束的激光能量。
20.根据权利要求19所述的牙科器具，其中，所述更粗糙的表面纹理由形成在所述外表面中的表面特征的统一图案提供。
21.根据权利要求20所述的牙科器具，其中，所述统一图案被配置为以基于所述激光能量与所述统一图案相互作用的方式将所述激光能量分散在所述目标区域处。
22.根据权利要求19所述的牙科器具，其中，所述激光进入区域的更粗糙的表面纹理被配置为将来自激光束的激光能量分散在所述目标区域处。
23.根据权利要求19所述的牙科器具，其中，在所述目标区域处的分散的激光能量被配置为促进所述目标区域外部的材料的加热。
24.根据权利要求19所述的牙科器具，其中，在所述目标区域处的分散的激光能量被配置为促进与所述目标区域相邻的材料的加热。
25.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，其至少一部分由对用于标记主体的激光能量透明的材料形成；
目标区域，在内表面和外表面之间用于激光标记；以及
激光进入区域，限定在外表面上，其中，所述激光进入区域处的外表面具有形成在其上的图案化表面纹理，被配置为将来自激光束的激光能量分散在所述目标区域内；以及
颗粒材料，位于所述目标区域内，所述颗粒材料具有激光能量吸收特性，所述激光能量吸收特性大于形成所述器具主体的不具有颗粒材料的材料的激光能量吸收特性。
26.根据权利要求25所述的牙科器具，其中，所述颗粒材料不存在于所述器具主体的与所述目标区域相邻的区域内。
27.根据权利要求25所述的牙科器具，其中，所述图案化表面纹理由形成在所述外表面中的表面特征的随机图案提供。
28.根据权利要求25所述的牙科器具，其中，所述图案化表面纹理由形成在所述外表面中的表面特征的非随机图案提供。
29.根据权利要求28所述的牙科器具，其中，形成所述非随机图案，以基于所述激光能量与所述非随机图案相互作用的方式将所述激光能量分散在所述目标区域处。
30.根据权利要求27或28所述的牙科器具，其中，所述表面特征包括高度变化、半透明度变化或密度变化中的一个或多个。
31.根据权利要求30所述的牙科器具，其中，所述表面特征被配置为在激光能量施加到所述器具主体时促进所述目标区域的一个或多个特定区域中的加热。
32.根据权利要求25所述的牙科器具，其中，所述颗粒材料包括颜料或染料。
33.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，由至少一种材料形成，并且所述主体的至少一部分对激光能量是透明的，其中：
所述主体具有内表面以接触一个或多个牙齿的表面和外表面，以及
第一目标区域，在内表面和外表面之间的主体内用于激光标记；以及
所述主体内的第一目标区域包含散布在所述第一目标区域内的一定量的至少一种颗粒材料，所述至少一种颗粒材料具有激光能量吸收特性，所述激光能量吸收特性大于的用于形成主体的不具有所述至少一种颗粒材料的材料的激光能量吸收特性。
34.根据权利要求33所述的牙科器具，其中，所述颗粒材料包括颜料或染料。
35.根据权利要求33所述的牙科器具，其中，所述一定量的第一颗粒材料散布在形成整个所述主体的材料内。
36.根据权利要求33所述的牙科器具，其中，所述主体的材料形成为使得用于激光标记的第二目标区域被限定在所述内表面和外表面之间的主体内，并且其中，所述主体内的第二目标区域包含散布在所述第二目标区域内的一定量的第二颗粒材料。
37.根据权利要求33所述的牙科器具，其中，所述主体由多个层形成，并且其中，所述第一目标区域在第一层内，并且其中，所述主体的材料形成为使得用于激光标记的第二目标区域被限定在内表面和外表面之间的主体的第二层内，并且其中所述主体内的第二目标区域包含散布在第二目标区域内的一定量的第二颗粒材料。
38.根据权利要求33所述的牙科器具，其中，所述主体内的第一目标区域包含散布在第一目标区域内的一定量的第二颗粒材料。
39.根据权利要求35所述的牙科器具，其中，与第二波长范围相比，所述第一颗粒材料对第一波长范围的激光能量具有提高的反应性。
40.根据权利要求38所述的牙科器具，其中，所述第二颗粒材料对第二波长范围的激光能量具有提高的反应性，所述第二波长范围是与第一波长范围不同的波长范围。
41.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，由至少一种材料形成，其中所述主体的至少一部分对激光能量是透明的，其中：
内表面，在所述器具主体上，配置为接触一个或多个牙齿的表面和外表面，以及
所述器具主体的第一目标区域，在内表面和外表面之间的主体内用于激光标记；以及
装置，用于提高一种或多种激光能量吸收特性，所述激光能量吸收特性存在于对激光能量透明的至少一种材料中。
42.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
外表面，由第一聚合物材料形成，所述第一聚合物材料具有第一激光吸收特性，所述外表面被配置为与患者的颊侧区域和舌侧区域界面接合；
内表面，由第一聚合物材料形成，所述内表面包括多个牙齿容纳腔，以容纳相应的多个牙齿并在所述多个牙齿上施加一个或多个正畸重新定位力；
中间区域，位于所述外表面和所述内表面之间，所述中间区域包括由第二聚合物材料形成的目标标记区域，所述第二聚合物材料包括散布在第一聚合物材料的散布的颗粒物质，所述第二聚合物材料具有大于第一激光吸收特性的第二激光吸收特性。
43.根据权利要求42所述的牙科器具，其中，所述牙科器具是一系列可移除的聚合物正畸器具中的一种。
44.根据权利要求42所述的牙科器具，其中，所述散布的颗粒物质包括添加剂、填料、颜料和染料中的一种或多种。
45.一种牙科器具，其中，所述牙科器具包括：
器具主体，其至少一部分对激光器所使用的激光能量是透明的，所述激光器将激光能量引导到器具主体处以进行激光标记，并且所述主体中具有多个腔体，所述多个腔体被设计成容纳患者颌的一个或多个牙齿，并且所述多个腔体提供力以相对于颌的至少一个其他牙齿重新定位颌的至少一个牙齿，其中：
所述主体具有内表面，以接触一个或多个齿的表面和外表面；以及
所述主体形成为使得用于激光标记的第一目标区域被限定在所述内表面和所述外表面之间的主体内；以及
所述主体内的第一目标区域包含散布在第一目标区域内的第一数量的第一颗粒材料，所述第一颗粒材料具有的激光能量吸收特性大于形成主体的位于第一目标区域外的部分的材料的激光能量吸收特性。
46.根据权利要求45所述的牙科器具，其中，所述第一数量的第一颗粒材料被散布在所述第一目标区域内，并且第二数量的至少一种颗粒材料被散布在所述主体的位于第一目标区域外的材料的一部分内。
47.根据权利要求45所述的牙科器具，其中，所述第一数量的第一颗粒材料被散布在所述第一目标区域的第一部分内，并且第二数量的至少一种颗粒材料被散布在所述第一目标区域的第二部分内。
48.根据权利要求45所述的牙科器具，其中，第二数量的至少一种颗粒材料被散布在所述主体的限定第二目标区域的材料的一部分中。
49.根据权利要求45所述的牙科器具，其中，所述主体内的所述第一目标区域包含散布在所述第一目标区域内的一定量的第二颗粒材料。
50.根据权利要求49所述的牙科器具，其中，所述第二颗粒材料具有与所述第一颗粒材料不同的平均粒度。
51.根据权利要求49所述的牙科器具，其中，当所述第二颗粒材料分散在整个主体中时，所述第二颗粒材料具有与第一颗粒材料不同的平均颗粒密度。
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