适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置，属于齿制作技术领域，在方法中将扫描获得的牙齿数据，经数据处理获得待打印数据模型切片后的每层图像的数据，并传送给控制系统，通过控制系统控制补液动作使基料的液位高度始终维持在预设高度，基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置，补液后控制系统控制对补入液体完成搅拌，打印是采用底部投影的方式，逐次投影出每层图像的切片图形，并进行光源曝光而逐层完成固化。具有制作过程简单、制作效率高、耗材少以及制作精度高、匹配性好的优点。

Method and apparatus for light cured 3D printed ceramic denture

Method and apparatus of the present invention relates to a ceramic denture 3D printing applicable to the light curing, the tooth belongs to the manufacturing technical field, the data obtained in the scanning method of teeth, through processing the data obtained to print the data after each layer of the model slice image data, and transmitted to the control system, the control system control fluid movement the liquid level height of base material is always maintained at the preset height, the base material by the photosensitive resin and ceramic powder according to the proportion, the replacement of the control system of complete mixing feeding liquid, printing is the bottom projection method, successive projection graphic sections of each layer of the image, and the light exposure and complete curing layer. The utility model has the advantages of simple manufacturing process, high production efficiency, low material consumption, high production precision and good matching property.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及义齿制作
，特别涉及到的为一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法及装置。
技术介绍
目前常见的3D打印技术有：光固化快速成型(stereolithography，简称SL)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering，SLS)、选择性激光熔融成型(Selective Laser Melting，SLM)、熔融沉积成型法(Fused Deposition Modeling，FDM)、三维印刷法(Three Dimensional Printing，3DP)等。光固化快速成型(Stereolithography，SL)和基于DLP(Digital Light Procession)光固化投影的3D打印技术都是立体光固化成型技术。立体光固化成型法(包含激光光固化和DLP光固化，后统称为光固化)具有以下优势：(1)尺寸精度高，公差范围在±0.03mm～±0.1mm内；(2)优良的表面质量，跟FDM等其他3D成型技术相比表面质量好；(3)可以制作结构复杂的模型和尺寸比较精细模型；(4)可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。立体光固化成型材料一般是光固化树脂，与其他固化材料相比，光固化树脂具有：固化速度快、不需要加热、节省能量等优点。DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI(美国德州仪器)公司开发的数字微镜元件——DMD(Digital Micromirror Device)来完成可视数字信息显示的技术。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片(DMD)来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。基于DLP投影的3D打印技术，即通常所说的面曝光3D打印技术。具体来说，是采用液态光敏树脂为材料，使用特定波长的光源，利用DLP技术投影出相应图案，对液态光敏树脂进行选择性固化，实现打印。DLP技术，一般为静态DLP投影技术，即DLP投影固定在基座上，DLP投影仪并不移动，在每层曝光时，投影出相应的图像，保持相应的曝光时间，完成每层的固化。陶瓷的制备，有着悠久且成熟的传统工艺，与时俱进，新成型技术的出现使得陶瓷生产和制造紧跟着科技的发展而创新。3D打印技术的出现给陶瓷的制备提供了一种新的成型思路，使得制备过程由原来的减材制作变成了增材制作，改变了陶瓷生产制备需要模具和机加工等切削设备来生产的传统成型工艺。3D打印技术中，SL和DLP成型精度高、表面质量佳，但适用其打印的材料有限，主要以光敏树脂为主。义齿制造的背景：佩戴假牙的目的就是在恢复患者咀嚼功能的同时也改善口腔牙齿美观度。传统义齿的制作流程有：(1)用硅胶做预模，做出来的东西叫托盘，相当于将硅胶按在口中的义齿进行成型，利用硅胶采集义齿的形状；(2)模型制作，一种情况是灌石膏进托盘，2小时较为稳定后切割、分割线，并针对要做的特定义齿进行修复，石膏模型一般24小时稳定；选用义齿的底座，有塑料底座和石膏底座两种较多，塑料底座更好，因为石膏底座热膨胀、收缩的过程，故有一定的变形影响，选用石膏种类时，要选择相对热膨胀系数小的石膏；另一种情况是直接扫描托盘，并利用电脑建立三维数据，并最后直接打印模型；(3)针对修补的义齿，需将石膏牙龈去掉，留下颈缘线；对于需要处理的义齿，根据医生的不同，一般会去掉牙龈或龈下1mm左右的部分，颈元线要求能打印清晰出来；(4)基台，一般采用切削加工金属或氧化锆基台；(5)制作牙冠，一般采用CNC机床，利用多轴数控机床的切削加工；牙冠上色是不可缺少的，用陶瓷粉(带颜色的多种配)上到牙冠后，烧结固化，二次到三次不等。可见传统的义齿加工采用的是CNC切削方法(减材制造)，义齿制作流程比较复杂，材料利用不充分，存在较多的边角料，材料耗用较多。传统的包埋铸造方法制作义齿，制造精度更低，生产效率低，加工的义齿与患者匹配度较差。此外，还存在另一种是临时牙冠的制作方法，该方法中制作者，按照可能的尺寸，制作各种各样不同的临时牙冠。就像鞋店卖鞋的会有适应不同人群的尺码一样。病人需要临时牙冠时，从这些标模中进行一一试戴，选取适合尺寸的临时牙冠。其缺点是临时牙冠批量生产，未定制化，尺寸上无法做到高精度，针对个性化病人时，匹配度不好，只适合短期半年内使用。
技术实现思路
针对目前义齿制作过程中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法和装置，来解决目前义齿制作过程中存在的制作流程复杂、制作效率低、耗材多以及制作精度差、匹配性差的问题。为解决其技术问题，本专利技术采取了一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，具体包括以下步骤：1)将扫描获得的牙齿数据转换为待打印的牙齿3D模型；通过数据处理方式获得待打印的牙齿3D模型切片后的每层图像的数据，并将切片后的每层图像数据传送给控制系统；2)打印前，在控制系统的控制下进行补液，使基料的液位高度达到预设高度，基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；补液完成后，在控制系统的控制下对基料进行搅拌；3)开始陶瓷义齿打印，采用底部投影的方式逐次投影出每层图像数据所对应的切片图形，并且进行光源曝光，逐层完成固化，并且在每层打印前，控制系统判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件来判断是否对液体进行搅拌，并且控制进行搅拌。即需要在打印前，调整所使用装置中的补液装置，使所使用装置中树脂槽内基料的液位高度达到预设高度；在打印过程中控制系统通过液位高度检测反馈系统控制补液装置向树脂槽内补入基料，保证树脂槽内液位高度维持在预设高度；打印过程中，在满足设定条件时，通过所使用装置中的搅拌机构，对补入树脂槽内的基料进行搅拌。优选地，当制作的义齿有颜色要求时，在所述补液时还补入色剂，使所述基料与色剂的混合液的液位高度达到预设高度，补入的所述基料与所述色剂的比例为预设配比。即补液过程中控制流入所使用装置的树脂槽内的基料与色剂的比例在预设配比，控制系统所控制的液位高度为基料与色剂按配比混合后液体的液位高度。进一步优选地，在所述补液过程中，按照预设配比分别控制所述基料与所述色剂的补入量。即基料与色剂被盛放在两个相互独立的容体内，两容体的排液端口分别由控制系统控制，而分别将内部盛装的液体按配比补入到使用装置的树脂槽内。进一步优选地，在每层打印前，所述控制系统将待打印层色度要求所对应的基料与色剂配比，与当前基料与色剂的混合配比进行比较；如两个配比不一致，所述控制系统根据接收反馈来的当前基料与色剂混合液液位高度，计算出当前混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，控制所述基料或者色剂的补入量。进一步优选地，在所述补液过程中，将所述基料与所述色剂按预设配比混合后再以混合液的形式添加。即基料与色剂按预设配比混合后以混合液补到使用装置的树脂槽内。优选地，在上述步骤3)中的每层打印过程中，在进行所述投影出每层图像数据所对应的切片图形前，等待预设时间，确保液体表面齐平。优选地，在上述步骤3)中，打印具体包括以下步骤：i)当前层打印前，所述控制系统判断是否需要补液，若需要补液，则进行补液，补液完毕后进入步骤ii)；若不需要补液，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，具体包括以下步骤：1)将扫描获得的牙齿数据转换作为待打印的牙齿3D模型；通过数据处理方式获得待打印的牙齿3D模型切片后的每层图像数据，并将切片后的每层图像数据传送给控制系统；2)打印前，在控制系统的控制下进行补液，使基料的液位高度达到预设高度，基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；补液完成后，在控制系统的控制下对基料进行搅拌；3)开始陶瓷义齿打印，采用底部投影的方式逐次投影出每层图像数据的切片图形，并且进行光源曝光，逐层完成固化，并且在每层打印前，控制系统判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件来判断是否对液体进行搅拌，并且控制进行搅拌。

【技术特征摘要】
1.一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，具体包括以下步骤：1)将扫描获得的牙齿数据转换作为待打印的牙齿3D模型；通过数据处理方式获得待打印的牙齿3D模型切片后的每层图像数据，并将切片后的每层图像数据传送给控制系统；2)打印前，在控制系统的控制下进行补液，使基料的液位高度达到预设高度，基料由光敏树脂和陶瓷粉按比例配置；补液完成后，在控制系统的控制下对基料进行搅拌；3)开始陶瓷义齿打印，采用底部投影的方式逐次投影出每层图像数据的切片图形，并且进行光源曝光，逐层完成固化，并且在每层打印前，控制系统判断是否进行补液，以及根据预设的搅拌动作启动条件来判断是否对液体进行搅拌，并且控制进行搅拌。2.根据权利要求1所述的适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：当制作的义齿有颜色要求时，在所述补液时还补入色剂，使所述基料与所述色剂的混合液的液位高度达到预设高度；补入的所述基料与所述色剂的比例为预设配比。3.根据权利要求2所述的适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：在所述的补液过程中，按照预设配比分别控制所述基料与所述色剂的补入量。4.根据权利要求3所述的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：在每层打印前，所述控制系统将待打印层色度要求所对应的基料与色剂配比，与当前基料与色剂的混合配比进行比较；如两个配比不一致，所述控制系统根据接收反馈来的当前基料与色剂混合液液位高度，计算出当前混合液中基料与色剂的量，并结合待打印层对基料与色剂的配比要求，控制所述基料或者色剂的补入量。5.根据权利要求2所述的一种适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：在所述的补液过程中，将所述基料与所述色剂按预设配比混合后再以混合液的形式添加。6.根据权利要求1所述的适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：在所述步骤3)中的每层打印过程中，在进行所述投影出每层图像数据所对应的切片图形前，还等待预设时间，以确保液体表面流平。7.根据权利要求1所述的适用于光固化成型的3D打印陶瓷义齿的方法，其特征是：在所述3)中，打印具体包括以下步骤：i)当前层打印前，所述控制系统判断是否需要补液...

【专利技术属性】
技术研发人员：万欣，刘震，于清晓，林锦睿，
申请(专利权)人：上海联泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31