[发明专利]基于DLP工艺的3D打印齿科正畸隐形牙套的快速制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造领域和齿科领域，具体涉及一种基于DLP工艺的3D打印齿科正畸隐形牙套的快速制造方法。

背景技术

近年来，口腔正畸隐形矫治技术在我国逐步发展并走向成熟。随着美国、中国等一些国家的正畸医生与计算机软件工程师跨学科协作，采用CAD/CAM技术，运用先进的制作方法，制作出一种个性化的高分子塑料矫治器。该矫治器能产生一定大小的矫治力而使牙齿逐步移动，从而克服了传统正畸方法的缺点。

传统牙颌模型的重量较大，另外运用传统的石膏模型在制作隐形矫治器时，需要加热通过人工移动牙冠的位置，这种方法凭借经验，没有量化、精度不高；DLP这种工艺在3D打印中比SLA更加快速，以及精度更高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既减轻了传统牙颌模型的重量，提高了模型的可保留性和易运输性，又简化了在制作隐形矫治器时的繁琐性，并能够直接通过热塑压膜制作出隐形矫治器的基于DLP工艺的3D打印齿科正畸隐形牙套的快速制造方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)导入数字化模型：将待设计的牙颌模型的三维点云数据“导入”逆向工程软件得到该待设计的牙颌模型；

2)修复模型：在逆向工程软件中对牙颌模型进行修复操作；

3)切片处理：将步骤2)修复的牙颌模型数据导入3D打印机的DLP软件中，设置每一层的厚度后进行切片处理；

4)3D打印成型：将步骤3)获得的切片数据导入3D打印成型设备终端，启动打印，获得牙颌模型；

5)根据实际矫治计划，规划医疗周期，重复步骤1)-4)分别打印每个周期的牙颌模型；

6)根据步骤5)打印的每个周期的牙颌模型利用热塑成型技术及精密磨削处理，制成齿科正畸系列隐形牙套。

步骤3)设置每层的厚度为50μm。

所述的步骤4)的打印材料采用光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂。

所述步骤4)获得的牙颌模型用酒精进行清洗表面未固化的树脂，清洗完毕后，将牙颌模型放在高压汞灯下曝光，使其内部未固化的树脂固化，增加机械强度。

本发明不同于CAD/CAM这种减材数字化切削的原理，是通过3D打印(DLP，面曝光成型)增材制造技术，来制作出矫治过程中的牙颌模型，具体原理是根据DLP技术的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，制作成本低，高度柔性。

由于本发明牙颌模型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，有利于制作隐形矫治器。

本发明与传统石膏制作牙颌模型的技术相比其效果体现在：

1、生产效率有所提高，克服了以石膏灌注技术的繁琐性，耗时性；

2、牙颌模型保留了其数字化模型的数据，方便保存；

3、牙颌模型在制作隐形矫治器的阶段也提供了便利，可以通过打印一组牙颌模型，再通过热塑压膜机制作一套隐形矫治器，克服手工对石膏模型操作产生的误差；

4、牙颌模型材料采用的是用于3D打印的光敏树脂材料，稳定性高，耐受性强，质量轻，易于贮存和运输；

5、DLP(面曝光成型)3D打印工艺，制作成本低，打印精度相对较高，成型速度快，适合批量化生产。

具体实施方式

将获取的带矫治患者的口腔三维数据导入计算机，通过计算机软件设计出矫治过程的牙颌模型，所述的牙颌模型包括牙冠和部分牙龈，期内部在空间结构上为实体，且牙冠和部分牙龈为一体结构设计。尺寸大小与待矫治患者的牙颌数据1:1。

本发明牙颌的材料是用于3D打印的光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂；采用DLP(面曝光成型)的3D打印成型工艺。

本发明是通过以下方法设计加工的：

1)导入三维点云数据：将从扫描仪获得的点云数据即牙颌模型的三维点云数据“导入”逆向工程软件得到该待设计的牙颌模型；

2)修复模型：数据处理软件中对牙颌模型进行修复操作，使其成为一个完整，平滑，形态表现完好的三维模型，并以STL文件格式存储；