TWI679102B - 全口假牙之三維列印製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係預先取得一全口假牙三維結構，其包括複數個假牙體及一牙齦，每一假牙體具有一假牙底部區。將全口假牙三維結構轉換成一可對應三維座標之數位資訊；對數位資訊進行橫切為複數切層；並於對應假牙底部區之切層增加複數個強化凸部影像。將增加複數個強化凸部影像之數位資訊進行三維列印，而完成一全口假牙列印品，其具有複數個假牙列印品及一牙齦列印品；每一假牙列印品具有複數個強化凸部列印品，其係使假牙列印品強化固定於牙齦列印品。故，本案達到兼具全口假牙之結構強度較佳，及全口假牙之製造時間大幅縮短等優點。

Description

全口假牙之三維列印製造方法
本發明係有關一種全口假牙之三維列印製造方法，尤指一種兼具全口假牙之結構強度較佳，及全口假牙之製造時間大幅縮短之全口假牙之三維列印製造方法。
傳統之全口假牙製作過程，茲以下排牙齒為例，簡略分解為下列之步驟： [a] 如第13A圖所示，先取得一口內下排模型91A。 [b] 如第13B圖所示，再由其外形翻製一牙科定制托盤(dental custom tray)91B，其材質可為壓克力(聚甲基丙烯酸甲酯，英文為polymethyl methacrylate，簡稱PMMA)；此牙科定制托盤91B也可稱為記錄板。 [c] 如第13C圖所示，再上蠟，當作一蠟基座91C。 [d] 如第13D圖所示，挑選適合的假牙於該蠟基座91C上，一顆一顆排成整個下排假牙91D。 [e] 如第13E圖所示，再將蠟進行補充或修飾而成為一中間結構91E。 [f] 如第13F圖所示，然後將該中間結構91E置入一模組91F中，該模組91F具有一上半模911及一下半模912。 [g] 如第13G圖，將該牙科定制托盤91B、該蠟基座91C與該中間結構91E移除，該上半模911係用以固定該下排假牙91D，該下半模912係用以固定該口內下排模型91A。 [h] 如第13H圖所示，利用傳統之灌模技術，將壓克力填入閉模後之該模組91F，則壓克力成型後與該下排假牙91D結合固定為一體，即為成品(但仍在該模組91F內)。 [g] 如第13I(及第14圖)圖所示，最後，開模取出一全口假牙成品91G，並與該口內下排模型91A分離，完成後進行後續之試戴調整等，在此不贅述。 然而，前述這種製程十分費時，至少要數週，而且翻模之過程繁瑣、耗時、成本高，技術不好也會失敗或有暇疵，因此，齒模技師經常不願接此類案件。 由於科技不斷的進步，也有人利用電腦輔助加工機(例如CNC)，將此灌模進入之壓克力之三度空間之三維結構轉成一待加工結構，利用電腦輔助加工技術(即Computer-Aided-Manufacturing，或簡稱CAM)，將此三維之待加工結構加工製出，再黏固下排牙齒。但是，此種製法雖然製造時間可以縮短，但也需要先排好牙齒，以及有該蠟基座與該記錄板之三維結構資料(或稱為牙齦基座Gum base)，仍然十分耗時。再者，雖然不用翻模，但電腦輔助加工機(例如CNC)一臺售價可能達上百萬，設備成本極高，雖縮短一些時間，但其總成本也不低，同時，所挑選之假牙由於表面相對光滑，所以黏固介面之固定效果不佳，當使用者使用一段時間後，常有鬆動、甚至脫落之情形，形成不良品。 如第15A圖所示，此牙齦基座與牙齒(亦即該全口假牙成品91G)在受到外力(標示為F)時，可能因介面為膠水黏合，強度不足，造成脫落(參閱第15B圖)。 有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。
本發明之目的，在於提供一種全口假牙之三維列印製造方法，其兼具全口假牙之結構強度較佳，及全口假牙之製造時間大幅縮短等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統假牙由於表面相對光滑，所以黏固介面之固定效果不佳，當使用者使用一段時間後，常有鬆動、甚至脫落之情形，形成不良品等問題。 解決上述問題之技術手段係提供一種全口假牙之三維列印製造方法，其包括下列步驟： 一．準備步驟； 二．數位化步驟； 三．切層及加入強化凸部步驟； 四．三維列印步驟； 五．完成步驟。 本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。 茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
參閱第1及第2圖，本發明係為一種全口假牙之三維列印製造方法，其包括下列步驟： 一．準備步驟A：取得一全口假牙三維結構10，其包括複數個假牙體11及一牙齦12。該每一假牙體11係具有一假牙底部區111，該假牙底部區111係供相對應之該假牙體11連結該牙齦12。 二．數位化步驟B：將該全口假牙三維結構10轉換成一可對應三維座標之數位資訊20(例如為3D影像，如3A圖所示係舉例說明，實際上是對應該全口假牙三維結構10之完整的3D影像，例如第3B圖所示)。 三．切層及加入強化凸部步驟C：對該數位資訊20進行橫切為複數切層；並於對應該假牙底部區111之該至少一切層，增加複數個強化凸部影像21。更詳細的說，假設有500個切層，分別舉其中之4個不同位置(參閱第3A圖，例如一第一位置PA、一第二位置PB、一第三位置PC及一第四位置PD)的切層，並可參閱第4圖之一第一橫剖影像MA、一第二橫剖影像MB、一第三橫剖影像MC及一第四橫剖影像MD為例，說明本案在不同切層之狀態。 四．三維列印步驟D：設置一個三維列印設備30，將增加該複數個強化凸部影像21之該數位資訊20進行三維列印(參閱第5A、第5B、第5C及第5D圖)。 五．完成步驟E：參閱第6圖，完成一全口假牙列印品40，其具有複數個假牙列印品41及一牙齦列印品42(參閱第7及第8A圖)。該每一假牙列印品41係具有複數個強化凸部列印品411，該複數個強化凸部列印品411係由該假牙列印品41一體延伸出，供相對應之該假牙列印品41強化固定於該牙齦列印品42。 實務上，該數位資訊20係具有一數位資訊最高點P1及一數位資訊最低點P2，並從該數位資訊最高點P1朝該數位資訊最低點P2進行橫切為該複數切層。 對應該假牙底部區111之該複數切層，皆係增加複數個該強化凸部影像21。 該三維列印設備30係包括(例如中華民國發明專利公開第201713489號之『下照式光投影多材料之三維列印系統』)： 一第一材料容納部30A，係具有一第一透光底板301，並用以容納一第一材料31A(參閱第5A及第5B圖)。 一第二材料容納部30B，係具有一第二透光底板302，並用以容納一第二材料31B(參閱第5C及第5D圖)。 一成型板32，係用以分別浸入該第一材料31A與該第二材料31B內。 一反射鏡33，係用以將一光線34反射至該第一透光底板301、該第二透光底板302其中一者。 藉此，當該成型板32用以浸入該第一材料31A，該反射鏡33將該光線34反射至該第一透光底板301，該光線34透過該第一透光底板301照射該第一材料31A，而可於該成型板32上成型該複數個假牙列印品41(及該複數個強化凸部列印品411，並可能具有一厚度T，當然，該厚度T只是以單一切層舉例說明，實際上以實品為準)。另外，當該成型板32用以浸入該第二材料31B，該反射鏡33將該光線34反射至該第二透光底板302，該光線34透過該第二透光底板302照射該第二材料31B，如此可接著該複數個假牙列印品41(及該複數個強化凸部列印品411)再成型該牙齦列印品42(同樣具有該厚度T)。 上述說明係達成能夠進行至少兩種材料之三維列印。 該每一假牙列印品41係具有一底部區列印品41A，該每一強化凸部列印品411係由相對應之該底部區列印品41A一體延伸出一長度H，該長度H係介於1至1.5公厘(參閱第7圖)之間。 參閱第8B圖，更進一步，該每一強化凸部列印品411係具有一寬度D1，兩相鄰之該強化凸部列印品411係具有一間距D2，該寬度 D1係等於該間距D2。 假設該每一假牙列印品41之該底部區列印品41A，至該牙齦列印品42之底部的距離都不一樣。則該每一強化凸部列印品411之該長度，係等於相對應之該底部區列印品41A至該牙齦列印品42之底部的距離之二分之一。 如第8B圖所示，舉例來講，最左邊的該強化凸部列印品411其對應該底部區列印品41A而具有一假牙底部點a，對應該牙齦列印品42之底部而具有一牙齦底部點b，其間具有一第一距離HA1，則該強化凸部列印品411具有一第一長度HA2，其等於HA1*1/2。 至於左邊向右的第2個該強化凸部列印品411，其對應該底部區列印品41A而具有一假牙底部點c，對應該牙齦列印品42之底部而具有一牙齦底部點d，其間具有一第二距離HB1，則該強化凸部列印品411具有一第二長度HB2，其等於HB1*1/2。 至於左邊向右的第3個該強化凸部列印品411，其對應該底部區列印品41A而具有一假牙底部點e，對應該牙齦列印品42之底部而具有一牙齦底部點f，其間具有一第三距離HC1，則該強化凸部列印品411具有一第三長度HC2，其等於HC1*1/2。 其餘複數個該強化凸部列印品411之長度則依此類推，恕不贅述；在此情況下，整體結構之穩定性極佳。 該每一強化凸部列印品411之橫截面，可為圓形(參閱第9A及第9B圖)、矩形(參閱第10A及第10B圖)、H形(參閱第11A及第11B圖)、不規則輪廓形(參閱第12A及第12B圖，例如矩形加十字貫穿構成之輪廓)其中一者。 參閱第6、第7及第8A圖，本發明之重點在於，該每一假牙列印品41對應該底部區列印品41A的位置，而具有複數個強化凸部列印品411，該複數個強化凸部列印品411係強化該每一假牙列印品41固定於該牙齦列印品42之結構強度(例如公知榫卯結構設計)。 本發明之優點及功效係如下所述： [1] 全口假牙之結構強度較佳。由於本案設有獨特之複數個強化凸部列印品，使得該假牙列印品與該牙齦列印品之間的結合十分穩固，相較於傳統方式，本案之結構強度較佳，假牙較不易鬆動或脫落。故，全口假牙之結構強度較佳。 [2] 全口假牙之製造時間大幅縮短。本案採用兩種材料(假牙列印品及強化凸部列印品為一種材料，牙齦列印品為另種材料)之三維列印製造技術，目前之設備成本合理且技術純熟。故，全口假牙之製造時間大幅縮短。 以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
A‧‧‧準備步驟
B‧‧‧數位化步驟
C‧‧‧切層及加入強化凸部步驟
D‧‧‧三維列印步驟
E‧‧‧完成步驟
10‧‧‧全口假牙三維結構
11‧‧‧假牙體
111‧‧‧假牙底部區
12‧‧‧牙齦
20‧‧‧數位資訊
21‧‧‧強化凸部影像
30‧‧‧三維列印設備
30A‧‧‧第一材料容納部
30B‧‧‧第二材料容納部
301‧‧‧第一透光底板
302‧‧‧第二透光底板
31A‧‧‧第一材料
31B‧‧‧第二材料
32‧‧‧成型板
33‧‧‧反射鏡
34‧‧‧光線
40‧‧‧全口假牙列印品
41‧‧‧假牙列印品
41A‧‧‧底部區列印品
411‧‧‧強化凸部列印品
42‧‧‧牙齦列印品
91A‧‧‧口內下排模型
91B‧‧‧牙科定制托盤
91C‧‧‧蠟基座
91D‧‧‧下排假牙
91E‧‧‧中間結構
91F‧‧‧模組
91G‧‧‧全口假牙成品
911‧‧‧上半模
912‧‧‧下半模
P1‧‧‧數位資訊最高點
P2‧‧‧數位資訊最低點
PA‧‧‧第一位置
PB‧‧‧第二位置
PC‧‧‧第三位置
PD‧‧‧第四位置
MA‧‧‧第一橫剖影像
MB‧‧‧第二橫剖影像
MC‧‧‧第三橫剖影像
MD‧‧‧第四橫剖影像
T‧‧‧厚度
H‧‧‧長度
D1‧‧‧寬度
D2‧‧‧間距
a、c、e‧‧‧假牙底部點
b、d、f‧‧‧牙齦底部點
HA1‧‧‧第一距離
HA2‧‧‧第一長度
HB1‧‧‧第二距離
HB2‧‧‧第二長度
HC1‧‧‧第三距離
HC2‧‧‧第三長度
第1圖係本發明之流程圖 第2圖係本發明之全口假牙三維結構之示意圖 第3A圖係本發明之對應三維座標之數位資訊之示意圖 第3B圖之第3A圖之實體影像 第4圖係第3A圖之複數個切層之示意圖 第5A圖係本發明之成型板浸入第一材料之示意圖 第5B圖係本發明之成型板上成型複數個假牙列印品(及複數個強化凸部列印品)之示意圖 第5C圖係本發明之成型板浸入第二材料之示意圖 第5D圖係本發明之複數個假牙列印品接著再成型牙齦列印品之示意圖 第6圖係本發明之全口假牙列印品之示意圖 第7圖係第6圖之Ⅶ-Ⅶ截面之示意圖 第8A圖係本發明之假牙列印品與牙齦列印品之對應關係之示意圖 第8B圖係本發明之其他應用例之示意圖 第9A圖係本發明之強化凸部列印品為圓形之示意圖 第9B圖係第9A圖之橫截面之示意圖 第10A圖係本發明之強化凸部列印品為矩形之示意圖 第10B圖係第10A圖之橫截面之示意圖 第11A圖係本發明之強化凸部列印品為H形之示意圖 第11B圖係第11A圖之橫截面之示意圖 第12A圖係本發明之強化凸部列印品為不規則輪廓形(例如矩形加十字貫穿構成之輪廓)之示意圖 第12B圖係第12A圖之橫截面之示意圖 第13A圖係傳統全口假牙製作過程之一之示意圖 第13B圖係傳統全口假牙製作過程之二之示意圖 第13C圖係傳統全口假牙製作過程之三之示意圖 第13D圖係傳統全口假牙製作過程之四之示意圖 第13E圖係傳統全口假牙製作過程之五之示意圖 第13F圖係傳統全口假牙製作過程之六之示意圖 第13G圖係傳統全口假牙製作過程之七之示意圖 第13H圖係傳統全口假牙製作過程之八之示意圖 第13I圖係傳統全口假牙製作過程之九之示意圖 第14圖係傳統之全口假牙之假牙與牙齦之對應關係之示意圖 第15A圖係第14圖之組合後之剖視圖 第15B圖係第15A圖之假牙易脫落之示意圖

Claims (9)

  1. 一種全口假牙之三維列印製造方法，係包括下列步驟： 一．準備步驟：取得一全口假牙三維結構，其包括複數個假牙體及一牙齦；該每一假牙體係具有一假牙底部區，該假牙底部區係供相對應之該假牙體連結該牙齦； 二．數位化步驟：將該全口假牙三維結構轉換成一可對應三維座標之數位資訊； 三．切層及加入強化凸部步驟：對該數位資訊進行橫切為複數切層；並於對應該假牙底部區之該至少一切層，增加複數個強化凸部影像； 四．三維列印步驟：設置一個三維列印設備，將增加該複數個強化凸部影像之該數位資訊進行三維列印； 五．完成步驟：完成一全口假牙列印品，其具有複數個假牙列印品及一牙齦列印品；該每一假牙列印品係具有複數個強化凸部列印品，該複數個強化凸部列印品係由該假牙列印品一體延伸出，供相對應之該假牙列印品強化固定於該牙齦列印品。
  2. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，該數位資訊係具有一數位資訊最高點及一數位資訊最低點，並從該數位資訊最高點朝該數位資訊最低點進行橫切為該複數切層。
  3. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，對應該假牙底部區之該複數切層，皆係增加複數個該強化凸部影像。
  4. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中： 該每一假牙列印品係具有一底部區列印品； 該每一強化凸部列印品係由相對應之該底部區列印品一體延伸出一長度，該長度係介於1至1.5公厘之間。
  5. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，該每一強化凸部列印品係具有一寬度，兩相鄰之該強化凸部列印品係具有一間距，該寬度係等於該間距。
  6. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，該每一強化凸部列印品之橫截面係為圓形、矩形、H形、不規則輪廓形其中一者。
  7. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中： 該每一假牙列印品係具有一底部區列印品； 該每一強化凸部列印品係由相對應之該底部區列印品一體延伸出一長度； 該每一底部區列印品至該牙齦列印品之底部的距離皆係不同；該每一強化凸部列印品之該長度，係等於相對應之該底部區列印品至該牙齦列印品之底部的距離之二分之一。
  8. 如申請專利範圍第７項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，該每一強化凸部列印品係具有一寬度，兩相鄰之該強化凸部列印品係具有一間距，該寬度係等於該間距。
  9. 如申請專利範圍第１項所述之全口假牙之三維列印製造方法，其中，該三維列印設備係包括： 一第一材料容納部，係具有一第一透光底板，並用以容納一第一材料； 一第二材料容納部，係具有一第二透光底板，並用以容納一第二材料； 一成型板，係用以分別浸入該第一材料與該第二材料內； 一反射鏡，係用以將一光線反射至該第一透光底板、該第二透光底板其中一者； 藉此，當該成型板浸入該第一材料，該反射鏡將該光線反射至該第一透光底板，該光線透過該第一透光底板照射該第一材料，而可於該成型板上成型該複數個假牙列印品及該複數個強化凸部列印品；並當該成型板浸入該第二材料，該反射鏡將該光線反射至該第二透光底板，該光線透過該第二透光底板照射該第二材料，而可接著該複數個假牙列印品及該複數個強化凸部列印品，再成型該牙齦列印品。
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CN106456290A (zh) * 2014-05-27 2017-02-22 伊沃克拉尔维瓦登特股份公司 假牙制造装置以及假牙
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