一种活动义齿的激光加工装置及其加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种活动义齿的激光加工装置，包括激光装置、工件夹持及移动装置和计算机2；激光装置由激光器1、反射镜7和聚焦透镜8组成，激光器1发出的光经反射镜7反射后经聚焦透镜8聚焦；夹持及移动装置由单轴直驱转台3、工作台4、四爪卡盘5和工件夹具6组成，四爪卡盘5与单轴直驱转台3相连，单轴直驱转台3固定在工作台4上，工件夹具6固定在四爪卡盘5上；计算机2与激光器1、单轴直驱转台3、工作台4信号连接。本发明专利技术的有益效果：不接触加工工件，对工件无污染，也不会对材料造成机械挤压或机械应力，引起材料的变形也非常小；切割的速度快、效率高、成本低，切割面光滑无毛刺。

【技术实现步骤摘要】
一种活动义齿的激光加工装置及其加工方法
本专利技术涉及牙科
，具体而言，涉及一种活动义齿的激光加工装置及其加工方法。
技术介绍
众所周知，义齿的制作是一门传统的手工修复技术，它不仅需要牙科技师具有较丰富的牙科临床专业知识，更需要具备较专业的手工操作技能，由于传统的手工修复技术操作步骤繁复且耗时较长，因而极易产生咬合变形等各种问题。近年来，随着CAD/CAM技术在牙科修复领域的应用，推动了注塑成型技术、CNC雕刻技术、3D打印技术在义齿修复领域的运用，这些新兴的加工技术与传统的手工修复技术相比以其简单、高效、精准的加工特点得到了普遍的推广，但是这些加工技术或者受客观因素影响或者受加工效率和加工成本限制或者受限于加工材料和工艺的制约，都存在一定的不足之处，诸如：注塑成型加工过程中涉及到模具设计、模具制造、原材料特性和原材料预处理方法、成型工艺、注塑机操作等多方面因素影响，并与季节气候、加工环境温度湿度、制品冷却时间、后处理工艺密切相关，在如此众多的复合因子约束下，注塑成型制品缺陷的出现就在所难免，因此注塑成型技术很难在牙科修复领域得到大范围的推广与运用。CNC雕刻技术伴随着CAD/CAM技术的发展日趋稳定，成为在CAD/CAM修复义齿制作领域中运用最广泛的加工技术，但是也存在着加工效率低，加工成本高，加工精度不确定性的缺陷，比如运用CNC雕刻技术设计加工一幅全口义齿的时间大体上与一个技师手工操作制成一幅全口义齿的时间相当，但是加工所需的设备与刀具却价格高昂，且加工过程中随着刀具的磨损，前后的加工精度也存在一定的差异，这直接影响到义齿制成品的价格和品质，使CNC雕刻技术在牙科修复领域的广泛使用受到了一定的影响。3D打印技术是近年来新兴的工业技术，它的加工效率高，加工成本低，但是受打印材质的限制，制成的人工牙其生物相容性差、耐磨性低、抗染色性差、抗冲击强度低等等，至今未获得临床应用。基于这种状况，如果能寻找到一种不受各种因素限制，不受加工材质限制，且高效、低价、快速的加工方式，将会使义齿修复领域发生翻天覆地的变革。激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进的制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等重要领域，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。与传统加工技术相比激光加工具有很多优点：1、不接触加工工件，对工件无污染，不会对材料造成机械挤压或机械应力，引起材料的变形也非常小；2、几乎可对任何材料进行雕刻切割，且不受任何外界环境因素的影响；3、加工成本不受加工数量的限制，加工过程也没有附加消耗，即开即用；4、激光切割的切割面无毛刺；5、激光束易于聚焦、导向，保证同一批次的加工效果几乎完全一致。因此，假如能将激光加工技术运用于义齿修复领域，它可以解决掉注塑成型技术受诸多因素限制的不利，解决掉CNC雕刻加工效率低、成本高、加工精度不一致的不利，解决掉3D打印技术受限于打印材料的不利，从而使CAD/CAM技术在义齿修复领域的应用发生天翻地覆的变革。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种切割的速度快、效率高、成本低的活动义齿的激光加工装置及其加工方法。本专利技术提供了一种活动义齿的激光加工装置，包括激光装置、工件夹持及移动装置和计算机；所述激光装置由激光器、反射镜和聚焦透镜组成，所述激光器发出的光经所述反射镜反射后经所述聚焦透镜聚焦；所述夹持及移动装置由单轴直驱转台、工作台、四爪卡盘和工件夹具组成，所述四爪卡盘与所述单轴直驱转台相连，所述单轴直驱转台固定在所述工作台上，所述工件夹具固定在所述四爪卡盘上；所述计算机与所述激光器、所述单轴直驱转台、所述工作台信号连接。作为本专利技术进一步的改进，所述工件夹具由两个半圆状的卡盘组成。作为本专利技术进一步的改进，所述反射镜为45°全反射镜。作为本专利技术进一步的改进，所述激光器为CO2激光器。作为本专利技术进一步的改进，还包括空气压缩机，用于提供与光束同轴的高速气流。本专利技术还提供了一种活动义齿的激光加工装置的加工方法，包括以下步骤：步骤1，所述计算机对扫描获得的活动义齿数据进行三维建模，再将建成的三维模型“分区”成逐列的截面，即切片，同时给所有切片指定一个零平面，设置所述激光器的初始位置，并确保所有切片的坐标都位于零平面以下，激光器从零平面的位置开始切割，所述计算机会记录下每个切片上表面的坐标参数，并存储坐标参数信息；步骤2，所述计算机读取各切片的参数信息，计算出每个切片上不同的坐标参数需要加工的深度，然后控制所述激光器完成该切片的切割；步骤3，在所述激光器完成一个切片切割的同时，所述激光器回到初始位置，所述计算机控制所述工作台移动至下一个切片的位置，再进行下一个切片的加工，重复该步骤，直至完成一面所有切片的切割；步骤4，当完成一面的所有切片的切割后，所述计算机控制所述单轴直驱转台将加工工件翻转180°，重复上述步骤完成另一面所有切片的切割，从而制作出所需活动义齿。作为本专利技术进一步的改进，步骤1中，设置待加工工件的上表面坐标为零平面的位置。作为本专利技术进一步的改进，步骤3中，设置待加工工件的圆点为激光器初始位置。本专利技术的有益效果为：1、该激光加工装置不接触加工工件，对工件无污染，也不会对材料造成机械挤压或机械应力，引起材料的变形也非常小；2、该加工方法切割的速度快、效率高、成本低，切割面光滑无毛刺。附图说明图1为本专利技术实施例所述的一种活动义齿的激光加工装置的结构示意图；图2是图1中四爪卡盘的正视图；图3是图1中工件夹具夹持状态正视图；图4是图1中激光器的构造示意图；图5为本专利技术实施例所述的一种活动义齿的激光加工装置的加工方法的流程图。图中，1、激光器；2、计算机；3、单轴直驱转台；4、工作台；5、四爪卡盘；6、工件夹具；7、反射镜；8、聚焦透镜。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。如图1-4所示，本专利技术实施例所述的一种活动义齿的激光加工装置，包括激光装置、工件夹持及移动装置和计算机2；激光装置由激光器1、反射镜7和聚焦透镜8组成，激光器1发出的光经45°全反射镜7反射后经聚焦透镜8聚焦；夹持及移动装置由单轴直驱转台3、工作台4、四抓卡盘5和工件夹具6组成，四爪卡盘5与单轴直驱转台3相连，单轴直驱转台3固定在工作台4上，工件夹具6固定在四爪卡盘5上；计算机2与激光器1、单轴直驱转台3、工作台4信号连接。工件夹具6由两个半圆状的卡盘组成，装夹时，将加工工件装入两个半圆卡盘中，用螺钉将两个半圆状卡盘紧固，然后将工件夹具6固定到四爪卡盘5上，完成待加工工件的装夹。激光器1为CO2激光器。CO2激光器工作原理及其受激发射过程都比较复杂，大概过程如下：在CO2激光器中，主要的工作物质由CO2，氮气，氦气三种气体组成。其中CO2是产生激光辐射的气体，氮气及氦气为辅助性气体，氮气加入主要在CO2激光器中起能量传递作用，为CO2激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用，在放电管中，输入80-120毫安的直流电流，放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活动义齿的激光加工装置，其特征在于，包括激光装置、工件夹持及移动装置和计算机(2)；所述激光装置由激光器(1)、反射镜(7)和聚焦透镜(8)组成，所述激光器(1)发出的光经所述反射镜(7)反射后经所述聚焦透镜(8)聚焦；所述夹持及移动装置由单轴直驱转台(3)、工作台(4)、四爪卡盘(5)和工件夹具(6)组成，所述四爪卡盘(5)与所述单轴直驱转台(3)相连，所述单轴直驱转台(3)固定在所述工作台(4)上，所述工件夹具(6)固定在所述四爪卡盘(5)上；所述计算机(2)与所述激光器(1)、所述单轴直驱转台(3)、所述工作台(4)信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种活动义齿的激光加工装置的加工方法，其特征在于：所述激光加工装置包括激光装置、工件夹持及移动装置和计算机(2)；所述激光装置由激光器(1)、反射镜(7)和聚焦透镜(8)组成，所述激光器(1)发出的光经所述反射镜(7)反射后经所述聚焦透镜(8)聚焦；所述夹持及移动装置由单轴直驱转台(3)、工作台(4)、四爪卡盘(5)和工件夹具(6)组成，所述四爪卡盘(5)与所述单轴直驱转台(3)相连，所述单轴直驱转台(3)固定在所述工作台(4)上，所述工件夹具(6)固定在所述四爪卡盘(5)上；所述计算机(2)与所述激光器(1)、所述单轴直驱转台(3)、所述工作台(4)信号连接；所述加工方法，包括以下步骤：步骤1，所述计算机(2)对扫描获得的活动义齿数据进行三维建模，再将建成的三维模型“分区”成逐列的截面，即切片，同时给所有切片指定一个零平面，设置所述激光器(1)的初始位置，并确保所有切片的坐标都位于零平面以下，激光器从零平面的位置开始切割，所述计算机(2)会记录下每个切片上表面的坐标参数，并存储坐标参数信息；步骤2，所述计算机(2)利用所读取的各切片参数信息，计算出每个切片上不同的坐标参数需要加工的深度，然后控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴益峰，汪军，
申请(专利权)人：山东沪鸽口腔材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37