一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201710160059.0

申请日:

20170317

公开号:

CN106974738A

公开日:

20170725

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A61C9/00,B33Y80/00

主分类号:

A61C9/00,B33Y80/00

申请人:

西安增材制造国家研究院有限公司

发明人:

罗辰宇,卢秉恒,王晶

地址:

710075 陕西省西安市高新区锦业路都市之门A座1606室

优先权:

CN201710160059A

专利代理机构:

西安智大知识产权代理事务所

代理人:

张震国

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内容摘要

本申请提供了一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法,印模托盘包括上颌托盘和下颌托盘,托盘结构包括托盘底板和托盘翼等部分。根据患者的牙弓数据,通过数字化设计制作出针对此类牙弓情况的患者们使用的印模托盘,打印材料采用光敏树脂。印模托盘的制作方法,依次包括以下步骤:(1)测量患者的牙弓数据,(2)根据牙弓数据进行数字化建模,(3)模型修复及数据分层,(4)3D打印快速成型。本发明相比于传统的印模托盘,能提高印模的精确度和患者的舒适度,打印材料结构稳定,可接触口腔组织,无毒害,环保可重复利用。

权利要求书

1.一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法,其特征在于包括以下步骤:1)测量牙弓数据,即牙弓形态,大小和bolton系数等;2)根据步骤1)测得的牙弓数据,进行计算机软件建模,得到上下颌托盘的数字化模型;3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中,检查模型存在的错误并修复;4)将步骤3)修复的模型导入切片软件,进行切片处理;5)将步骤4)切片完成的数据导入3D打印设备,打印出所需的牙齿印模托盘。 2.根据权利要求1所述的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法,其特征在于:所述步骤4)中切片厚度为50μm。 3.根据权利要求1所述的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法,其特征在于:所述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、晾干。

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造(3D打印)和齿科正畸领域,具体涉及一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法。

背景技术

托盘是口腔临床医学中制取牙颌印模所必需的医疗设备,其形状和尺寸大小应与牙弓相匹配,根据口腔内上下牙颌的生理构造不同,托盘分为上颌托盘和下颌托盘。

目前市面上常见的托盘材料有铝制,不锈钢,金属网和一次性塑料等材料。然而各种材料的托盘都存在一定缺陷和问题,一次性塑料托盘存在一定的安全隐患,耗材且不环保;金属网托盘强度一般,会影响印模的稳定性和准确性;铝制和不锈钢托盘强度高,但患者印模的舒适度不够,往往会造成印模不够准确。

因此需要一种针对患者个性化定制的牙颌印模托盘,能够克服上述现有托盘所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种个性化定制的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法,用于制作取患者口内牙颌形态的印模托盘。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:

1)测量牙弓数据,即牙弓形态,大小和bolton系数等;

2)根据步骤1)测得的牙弓数据,进行计算机软件建模,得到上下颌托盘的数字化模型;

3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中,检查模型存在的错误并修复;

4)将步骤3)修复的模型导入切片软件,进行切片处理;

5)将步骤4)切片完成的数据导入3D打印设备,打印出所需的牙齿印模托盘。

所述步骤4)中切片厚度为50μm。

所述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、晾干。

本发明不同于CAD/CAM这种减材数字化切削的原理,是通过增材制造(3D打印)DLP工艺,来制作出印模所用的上下颌托盘,具体原理是根据DLP中的DMD在工作面成像作为动态掩膜,对成型材料进行曝光操作,每次曝光制作一层,逐层累加。本发明所述的方法相比于其他制造方法,具有以下特点:成型速度快,设计制造智能化,高度柔性。

由于本发明印模托盘的材料采用的是光敏树脂(环氧一丙烯酸树脂),光敏树脂是由树脂单体(monomer)及预聚体(oligomer)组成,含有活性官能团,其在紫外线(波长250-300纳米)照射下借助光敏剂(light initiator)的作用下引发聚合反应。所述材料稳定度高,耐受性强。

本发明制作的托盘与传统托盘相比其效果体现在:

1、针对不同的患者采取个性化定制,降低患者在印模过程中的不适性;

2、运用计算机软件数字化建模,可以提高印模的精确性;

3、印模托盘的材料采用的是用于3D打印的光敏树脂材料,稳定性高,耐受性强,质量轻,易于保管,环保;

4、DLP3D打印工艺,成型速度快,适合批量化生产。

具体实施方式

基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法的步骤:

1)测量数据:医生通过看诊和工具测量得到患者的牙弓数据,即牙弓形态,大小和bolton系数;

2)数字建模:根据步骤1)测得的牙弓数据,通过计算机软件建模,得到上下颌托盘的数字化模型;

3)模型修复:将步骤2)中建立好的数字化模型导入模型修复软件,检查模型存在的错误数据,参考修改意见对模型进行修复;

4)切片处理:将步骤3)中修复完成的模型进行分层切片的处理,即根据实际托盘的尺寸设置层厚为50μm;

5)打印制备:通过以上几个步骤完成后获得的模型数据导入DLP3D打印机程序处理终端,设置打印参数,选择光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂为打印材料,选择执行打印功能。3D打印成型设备将按照预定程序,基于三维模型的切层图像,按照不同的制作要求,生成动态掩膜。紫外光找到掩膜上以后,经过透射和反射,形成和掩膜图像一样的图案,然后透过缩小透镜,最终在盛着液态光敏树脂的树脂池中,光敏树脂生成缩小的掩膜图像。被掩膜图像亮处照到的图像就固化形成一个薄层,没照到的地方则还是液态,这样使用每个掩膜照射一次就能制作一层,这样一层一层重复,从下到上堆叠最终打印完成印模托盘;

6)模型清洗及后处理:

将步骤5)中打印制作完成的印模托盘从成型台上取下,用无水酒精清洗掉印模托盘表面未固化的树脂,放置通风处晾干即可。

本发明提出了新的牙齿印模托盘的制作方法,运用计算机数字化设计以及增材制造(3D打印)等技术,个性化为患者定制印模托盘,不仅可以有效提高印模的精度,同时提高了患者佩戴舒适度。所述的一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法采用DLP3D打印工艺与传统的光固化有所区别,传统光固化是逐点扫描固化成型,而面曝光是逐面固化成型的,这样能明显的提高成型速度。并且打印材料是光敏树脂相比较于传统印模托盘的材料,更加环保,有利于保存和运输。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710160059.0 (22)申请日 2017.03.17 (71)申请人 西安增材制造国家研究院有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区锦业路 都市之门A座1606室 (72)发明人 罗辰宇 卢秉恒 王晶 (74)专利代理机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人 张震国 (51)Int.Cl. A61C 9/00(2006.01) B33Y 80/00(2015.01) (54)发明名称 一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的 方法 (57)摘。

2、要 本申请提供了一种基于DLP工艺的3D打印牙 齿印模托盘的方法, 印模托盘包括上颌托盘和下 颌托盘, 托盘结构包括托盘底板和托盘翼等部 分。 根据患者的牙弓数据, 通过数字化设计制作 出针对此类牙弓情况的患者们使用的印模托盘, 打印材料采用光敏树脂。 印模托盘的制作方法, 依次包括以下步骤: (1)测量患者的牙弓数据, (2)根据牙弓数据进行数字化建模, (3)模型修复 及数据分层, (4)3D打印快速成型。 本发明相比于 传统的印模托盘, 能提高印模的精确度和患者的 舒适度, 打印材料结构稳定, 可接触口腔组织, 无 毒害, 环保可重复利用。 权利要求书1页 说明书2页 CN 106974。

3、738 A 2017.07.25 CN 106974738 A 1.一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法, 其特征在于包括以下步骤: 1)测量牙弓数据, 即牙弓形态, 大小和bolton系数等; 2)根据步骤1)测得的牙弓数据, 进行计算机软件建模, 得到上下颌托盘的数字化模型; 3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中, 检查模型存在的错误并修复; 4)将步骤3)修复的模型导入切片软件, 进行切片处理; 5)将步骤4)切片完成的数据导入3D打印设备, 打印出所需的牙齿印模托盘。 2.根据权利要求1所述的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法, 其特征在于: 所 述步骤4)中。

4、切片厚度为50 m。 3.根据权利要求1所述的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法, 其特征在于: 所 述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、 晾干。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 106974738 A 2 一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法 技术领域 0001 本发明涉及增材制造(3D打印)和齿科正畸领域, 具体涉及一种基于DLP工艺的3D 打印牙齿印模托盘的方法。 背景技术 0002 托盘是口腔临床医学中制取牙颌印模所必需的医疗设备, 其形状和尺寸大小应与 牙弓相匹配, 根据口腔内上下牙颌的生理构造不同, 托盘分为上颌托盘和下颌托盘。 0003 目。

5、前市面上常见的托盘材料有铝制, 不锈钢, 金属网和一次性塑料等材料。 然而各 种材料的托盘都存在一定缺陷和问题, 一次性塑料托盘存在一定的安全隐患, 耗材且不环 保; 金属网托盘强度一般, 会影响印模的稳定性和准确性; 铝制和不锈钢托盘强度高, 但患 者印模的舒适度不够, 往往会造成印模不够准确。 0004 因此需要一种针对患者个性化定制的牙颌印模托盘, 能够克服上述现有托盘所存 在的问题。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种个性化定制的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的 方法, 用于制作取患者口内牙颌形态的印模托盘。 0006 为达到上述目的, 本发明采用的技术方案是: 000。

6、7 1)测量牙弓数据, 即牙弓形态, 大小和bolton系数等; 0008 2)根据步骤1)测得的牙弓数据, 进行计算机软件建模, 得到上下颌托盘的数字化 模型; 0009 3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中, 检查模型存在的错误并修复; 0010 4)将步骤3)修复的模型导入切片软件, 进行切片处理; 0011 5)将步骤4)切片完成的数据导入3D打印设备, 打印出所需的牙齿印模托盘。 0012 所述步骤4)中切片厚度为50 m。 0013 所述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、 晾干。 0014 本发明不同于CAD/CAM这种减材数字化切削的原理, 是通过增材制造(3。

7、D打印)DLP 工艺, 来制作出印模所用的上下颌托盘, 具体原理是根据DLP中的DMD在工作面成像作为动 态掩膜, 对成型材料进行曝光操作, 每次曝光制作一层, 逐层累加。 本发明所述的方法相比 于其他制造方法, 具有以下特点: 成型速度快, 设计制造智能化, 高度柔性。 0015 由于本发明印模托盘的材料采用的是光敏树脂(环氧一丙烯酸树脂), 光敏树脂是 由树脂单体(monomer)及预聚体(oligomer)组成, 含有活性官能团, 其在紫外线(波长250- 300纳米)照射下借助光敏剂(light initiator)的作用下引发聚合反应。 所述材料稳定度 高, 耐受性强。 0016 本。

8、发明制作的托盘与传统托盘相比其效果体现在: 0017 1、 针对不同的患者采取个性化定制, 降低患者在印模过程中的不适性; 说 明 书 1/2 页 3 CN 106974738 A 3 0018 2、 运用计算机软件数字化建模, 可以提高印模的精确性; 0019 3、 印模托盘的材料采用的是用于3D打印的光敏树脂材料, 稳定性高, 耐受性强, 质 量轻, 易于保管, 环保; 0020 4、 DLP3D打印工艺, 成型速度快, 适合批量化生产。 具体实施方式 0021 基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法的步骤: 0022 1)测量数据: 医生通过看诊和工具测量得到患者的牙弓数据, 即。

9、牙弓形态, 大小和 bolton系数; 0023 2)数字建模: 根据步骤1)测得的牙弓数据, 通过计算机软件建模, 得到上下颌托盘 的数字化模型; 0024 3)模型修复: 将步骤2)中建立好的数字化模型导入模型修复软件, 检查模型存在 的错误数据, 参考修改意见对模型进行修复; 0025 4)切片处理: 将步骤3)中修复完成的模型进行分层切片的处理, 即根据实际托盘 的尺寸设置层厚为50 m; 0026 5)打印制备: 通过以上几个步骤完成后获得的模型数据导入DLP3D打印机程序处 理终端, 设置打印参数, 选择光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂为打印材料, 选择执行打印功 能。 3D打印成型设备。

10、将按照预定程序, 基于三维模型的切层图像, 按照不同的制作要求, 生 成动态掩膜。 紫外光找到掩膜上以后, 经过透射和反射, 形成和掩膜图像一样的图案, 然后 透过缩小透镜, 最终在盛着液态光敏树脂的树脂池中, 光敏树脂生成缩小的掩膜图像。 被掩 膜图像亮处照到的图像就固化形成一个薄层, 没照到的地方则还是液态, 这样使用每个掩 膜照射一次就能制作一层, 这样一层一层重复, 从下到上堆叠最终打印完成印模托盘; 0027 6)模型清洗及后处理: 0028 将步骤5)中打印制作完成的印模托盘从成型台上取下, 用无水酒精清洗掉印模托 盘表面未固化的树脂, 放置通风处晾干即可。 0029 本发明提出了新的牙齿印模托盘的制作方法, 运用计算机数字化设计以及增材制 造(3D打印)等技术, 个性化为患者定制印模托盘, 不仅可以有效提高印模的精度, 同时提高 了患者佩戴舒适度。 所述的一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法采用DLP3D 打印工艺与传统的光固化有所区别, 传统光固化是逐点扫描固化成型, 而面曝光是逐面固 化成型的, 这样能明显的提高成型速度。 并且打印材料是光敏树脂相比较于传统印模托盘 的材料, 更加环保, 有利于保存和运输。 说 明 书 2/2 页 4 CN 106974738 A 4 。

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