[发明专利]义齿蜡模自由成形系统

说明书

技术领域

本发明型涉及一种自由成形系统，尤其涉及一种压电式喷头喷射功能材料的义齿蜡模自由成形系统。

 

背景技术

微喷自由成形（Freeform Fabrication with Micro-droplet Jetting，FFMJ）是基于加成制造法的一种新型成形方法，起源于20世纪80年代末出现的快速成形（Rapid Prototyping，RP）。快速成形能根据工件的CAD模型直接制作三维实体，而无需传统的机床与工模具，因此曾经被誉为制造领域的一场革命。但是由于它可以采用的原材料有较大的限制，致使多数快速成形件的性能与实际工件的要求有较大的差别。为克服上述弊端，近年来出现了微滴喷射自由成形，这种方法可采用的原材料几乎不受限制，从而为新材料的应用，特别是功能器件的制作创造了极为有利的条件。

微喷自由成形利用精细喷头喷射容积为微升至飞升的液滴（通常称为墨滴），此液滴沉积在基材上逐步形成二维或三维结构。

其中，压电式喷头是喷墨打印机上十分先进而成熟的产品，其喷嘴直径为微米级，每个喷头上的喷嘴数可达1000个以上，喷射液滴的自然分辨率可达到几百dpi（每英寸长度上的液滴数）以上，喷射频率可达几十KHz，因此，只需将喷墨打印机通常用的墨水变更为自由成形所需的特殊“墨水”（例如陶瓷墨水、金属墨水、聚合物墨水、细胞液等），就能实现二维或三维的自由成形，高效率地制作精细的功能机电器件、功能陶瓷器件、功能梯度材料构件和功能生物医学器件等。

目前，现有牙科修复技术中，有关义齿的制作，仍停留在人工制作蜡模阶段，制作周期非常长，且在实现数字模型的方面，效果完全由制作技师个人水平和操作状态决定，产品质量无法做到一致性较好的状态。

有鉴于此，本领域技术人员针对上述问题，提供了一种义齿蜡模自由成形系统。

发明内容

本发明提供了一种义齿蜡模自由成形系统，克服了现有技术的困难，可高效制作义齿蜡模产品。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种义齿蜡模自由成形系统，包括用于对三维数字模型进行切片图形转换，对设备实施全自动精确控制的自动控制系统；用于向喷头输送熔化状态的蜡材的蜡材供给系统；用于向工作台上喷射熔化状态的蜡材的高速喷印系统；以及用于驱动高速喷印系统，使之完成切片层喷射成形和切片层累积功能的三轴联动工作台；其中蜡材供给系统包括熔蜡装置、供给管路以及储蜡盒；所述高速喷印系统包括喷头阵列、真空系统以及驱动系统；所述喷头阵列设置在所述三轴联动工作台的正上方，随所述三轴联动工作台中的水平二轴驱动；所述喷头阵列分别连接所述储蜡盒以及真空系统，所述储蜡盒连接所述熔蜡装置。

优选地，所述喷头阵列中的喷头是压电式喷头。

优选地，所述压电式喷头包括压电陶瓷片、隔膜、容腔、入口、储液器、供液管道以及喷嘴；

所述供液管道的一端连接所述储蜡盒，另一端依次连接所述储液器、入口、容腔以及喷嘴；

所述由驱动信号控制的陶瓷片设置在所述容腔的上部，所述隔膜设置在所述容腔与所述陶瓷片之间。

优选地，所述熔蜡装置中存有医用蜡材。

本发明的义齿蜡模自由成形系统，各部分系统结构及其功能如下：

自动控制系统，用于对三维数字模型进行切片图形转换，对蜡材供给系统、高速喷印系统、三轴联动工作台实施全自动精确控制；

蜡材供给系统，用于向喷头输送熔化状态的蜡材；

高速喷印系统，用于向工作台上喷射熔化状态的蜡材；

三轴联动工作台，用于驱动高速喷印系统，使之完成切片层喷射成形和切片层累积功能。

蜡材供给系统，进一步包括：

熔蜡装置，由加热器、热电偶、控制器、储蜡箱等组成，用于熔蜡，维持蜡的液态，储存液态蜡；

供给管路，由泵、高精度过滤器、保温管等组成，用于供给液态蜡；

储蜡盒，由加热器、热电偶、控制器、保温盒等组成，用于向高速喷印系统提供稳定的液态蜡；

高速喷印系统，进一步包括：

喷头阵列，由若干工业压电式高温喷头排列而成，喷头阵列固定在三轴联动工作台的横扫描运动轴上，用于实施液态蜡的喷射；

真空系统，由真空泵、真空控制器、真空计、进气阀、高精度过滤器等组成，用于维持喷印管路内负压，保持喷头正常工作；

驱动系统，用于驱动压电式高温喷头工作；

三轴联动工作台，进一步包括：