一种义齿金属激光3D打印方法技术

本发明专利技术涉及义齿技术领域，特别是针对义齿的制造方法，具体地是提供一种义齿金属激光3D打印方法。该方法包括以下步骤：采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据和具体器官的内部结构数据；将采集到数据传输至计算机中存储并进行处理得到口腔三维模型和义齿仿真模型；对义齿仿真模型进行有限元分析；将满足要求的义齿仿真模型输出至激光3D打印设备中进行打印以得到所要的义齿。对得到的义齿进行表面处理以得到具有生物相容性涂层的义齿。本发明专利技术能够综合考虑各种义齿使用环境因素，使打印出的义齿更符合使用习惯以及保持整体形象的美观，满足舒适性和便利性的要求；并且打印过程更加简化、更加精确，能够进一步降低制造成本。

Metal laser 3D printing method for denture

The invention relates to the technical field of denture, in particular to a manufacturing method of a denture, in particular to a metal laser 3D printing method for a denture. The method comprises the following steps: the internal data structure of each organ in the spatial distribution of data collection of oral and facial stereo data and specific organs; the collected data is transmitted to the computer for storage and oral 3D model and simulation model of denture processing; finite element analysis of the denture simulation model; simulation model output will meet the denture to 3D laser printing equipment requirements for printing in order to get to the denture. A denture with a biocompatible coating is treated by surface treatment of the resulting denture. The invention can consider various environmental factors to make use of dentures, print out the denture more in line with the habits and maintain the overall image of the appearance, comfort and convenience requirements; and the printing process more simple and more accurate, can further reduce the manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】
一种义齿金属激光3D打印方法
：本专利技术涉及义齿
，特别是针对义齿的制造方法，具体地是提供一种义齿金属激光3D打印方法。
技术介绍
：义齿就是人们常说的“假牙”，其意思就是指为人类尽“义务”的牙齿，在医学上则是对上、下颌牙部分或全部牙齿缺失后制作的修复体的总称。根据义齿的材料的分类，常用的有金属牙、陶瓷牙和合成树脂牙等。为防止人工牙的纵折，对于过小缺牙间隙或者过低龈距离的情况，多采用金属牙，以达到美观耐用的目的。金属牙的常用金属材料有纯钛、钴铬合金、镍铬合金、银合金和金合金；其中的纯钛属于和人体相容性最好的金属材料，几乎没有人对其产生过敏反应，且强度较好、重量轻、金属延展性非常好；钴铬合金为高熔合金，其化学性能稳定、表面经高度磨光，在口腔内不会起化学变化，它具有较强的抗腐蚀性，强度较高，有一定弹性，硬度超过牙釉质；镍铬合金也属高熔合金，化学性能稳定，有一定的机械强度和良好塑性，加工性能好，合金韧性较大；银合金是以银为主要成分的合金，其延展性和可塑性佳，紧密度极好，减少了微渗漏的发生；而金合金是以金为主要成分的合金，其化学稳定性好，韧性强，延展性好，收缩小以及抗腐性强，但价格昂贵；这些金属材料传统地均采用铸造甚至整体铸造的方法来制作义齿，但铸造的方法存在过程复杂，质量难以控制以及精密度有局限，并且特定金属可能还需用特殊的设备打磨、抛光，或者某些金属容易氧化而对铸造要求更高。随着3D打印技术的诞生，越来越多地利用计算机三维设计和CAD/CAM辅助加工的3D打印义齿被应用，但该技术尚处于蓬勃发展的起始阶段，对各种实际产品应用出现的问题仍在摸索解决中，例如现有技术中大多仅考虑到口腔内的三维图像数据，对于口腔外或者人面部的数据则均未涉及，就会导致后续加工出的义齿在具体安装后对人的整体形象可能达不到美观的要求。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中义齿的铸造方法存在过程复杂，质量难以控制、特定金属对铸造要求更高以及义齿的3D打印方法存在技术尚处于起始阶段、不能满足整体形象达到美观的要求等缺点，提供一种义齿金属激光3D打印方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种义齿金属激光3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过三维扫描仪采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据，通过口腔锥形CT对口腔内部进行拍片扫描采集具体器官的内部结构数据；步骤2，将步骤1中采集到的空间分布数据、面部立体数据和内部结构数据传输至计算机中存储，并进行处理得到口腔三维模型和义齿仿真模型；步骤3，对义齿仿真模型进行包括应力分析和疲劳分析的有限元分析；如果有限元分析结果满足要求，则进行步骤4；如果有限元分析结果不满足要求，则返回步骤2；步骤4，将步骤3中满足要求的义齿仿真模型输出至激光3D打印设备中进行打印以得到所要的义齿；步骤5，对步骤4中得到的义齿进行表面处理以得到具有生物相容性涂层的义齿。优选地，步骤2中得到义齿仿真模型后还进行适应性修正步骤，所述适应性修正步骤包括反复读取面部立体数据和将义齿仿真模型放置到口腔三维模型中进行验证从而对义齿仿真模型进行修复，以得到最合适的对义齿仿真模型。优选地，步骤3中有限元分析包括以下步骤，S1：初步确定分析类型、单元类型和模型类型；S2：导入几何模型、定义材料属性并划分网格；S3：施加约束和载荷，进行有限元求解；S4：评估结果并输出报告。特别地，在步骤S2中定义材料属性时导入口腔PH值和饮食习惯数据以对材料属性进行调整。优选地，步骤4中激光打印的功率为480～550W，打印速度为10～20mm3/min。优选地，步骤4中激光打印采用的金属粉末颗粒的平均粒径为30～50μm。优选地，所述生物相容性涂层为羟基磷灰石涂层或含氟羟基磷灰石涂层。优选地，步骤5中在对义齿进行表面处理前还包括预处理步骤，所述预处理步骤为对义齿表面进行喷砂和/或酸蚀处理。本专利技术由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：本专利技术所述的一种义齿金属激光3D打印方法，能够综合考虑各种义齿使用环境因素，使打印出的义齿更符合使用习惯以及保持整体形象的美观，满足舒适性和便利性的要求；并且打印过程更加简化、更加精确，能够进一步降低制造成本。具体实施方式：本专利技术所述的一种义齿金属激光3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过三维扫描仪采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据，通过口腔锥形CT对口腔内部进行拍片扫描采集具体器官的内部结构数据；其中，各器官的空间分布数据例如齿系间的关系数据、牙槽骨的形态数据以及上、下颌骨的相对位置数据，而面部立体数据例如口型数据、嘴唇的厚薄数据以及面部五官的比例甚至侧面的轮廓等，至于具体器官的内部结构数据则可以包括牙齿的分层尺寸数据、牙床的立体数据等；这样通过三维扫描仪和口腔锥形CT综合采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据以及具体器官的内部结构数据，为义齿的模型设计和后续3D打印提供详尽的数据基础，使得打印出的义齿更符合使用习惯以及保持整体形象的美观。步骤2，将步骤1中采集到的空间分布数据、面部立体数据和内部结构数据传输至计算机中存储，并进行处理得到口腔三维模型和义齿仿真模型；在本专利技术中，为了得到更精确的模型而便于后续加工和使用，在步骤2中得到义齿仿真模型后还进行适应性修正步骤，所述适应性修正步骤包括反复读取面部立体数据和将义齿仿真模型放置到口腔三维模型中进行验证从而对义齿仿真模型进行修复，以得到最合适的对义齿仿真模型。步骤3，对义齿仿真模型进行包括应力分析和疲劳分析的有限元分析；如果有限元分析结果满足要求，则进行步骤4；如果有限元分析结果不满足要求，则返回步骤2；在本专利技术中，所述有限元分析包括以下步骤，S1：初步确定分析类型、单元类型和模型类型；S2：导入几何模型、定义材料属性并划分网格；特别地，在步骤S2中定义材料属性时导入口腔PH值和饮食习惯数据以对材料属性进行调整。其中的口腔PH值可以实时测得，为了更加准确，可以持续进行测量采集；至于饮食习惯数据，可以包括患者经常吃较软的食物还是较硬的食物，是否爱吃酸的食物，是否爱啃骨头，甚至患者的年龄等等可能影响义齿材料的所有因素；S3：施加约束和载荷，进行有限元求解；S4：评估结果并输出报告。步骤4，将步骤3中满足要求的义齿仿真模型输出至激光3D打印设备中进行打印以得到所要的义齿；在本专利技术中，优选所述激光打印的功率为480～550W，打印速度为10～20mm3/min，可以使得打印过程更加简化、更加精确，能够进一步降低制造成本；同时，优选激光打印采用的金属粉末颗粒的平均粒径为30～50μm，采用偏小粒径的金属粉末颗粒，可以得到表面更加精致的义齿，当然如果采用的过小，则会大大增加制造成本，给患者带来负担。步骤5，对步骤4中得到的义齿进行表面处理以得到具有生物相容性涂层的义齿。在本专利技术中，所述生物相容性涂层优选为羟基磷灰石涂层或含氟羟基磷灰石涂层，这是因为羟基磷灰石(HA)涂层被认为是目前最好的用于替代人体硬组织的一种生物医用材料；同样地，含氟羟基磷灰石(FHA)涂层由于比羟基磷灰石涂层的溶解度低、热膨胀系数小且生物活性好，也是最佳的涂层材料选择之一。所述的羟基磷灰石涂层或含氟羟基磷灰石涂层可以通过溶胶-凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种义齿金属激光3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过三维扫描仪采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据，通过口腔锥形CT对口腔内部进行拍片扫描采集具体器官的内部结构数据；步骤2，将步骤1中采集到的空间分布数据、面部立体数据和内部结构数据传输至计算机中存储，并进行处理得到口腔三维模型和义齿仿真模型；步骤3，对义齿仿真模型进行包括应力分析和疲劳分析的有限元分析；如果有限元分析结果满足要求，则进行步骤4；如果有限元分析结果不满足要求，则返回步骤2；步骤4，将步骤3中满足要求的义齿仿真模型输出至激光3D打印设备中进行打印以得到所要的义齿；步骤5，对步骤4中得到的义齿进行表面处理以得到具有生物相容性涂层的义齿。

【技术特征摘要】
1.一种义齿金属激光3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过三维扫描仪采集口腔内各器官的空间分布数据和面部立体数据，通过口腔锥形CT对口腔内部进行拍片扫描采集具体器官的内部结构数据；步骤2，将步骤1中采集到的空间分布数据、面部立体数据和内部结构数据传输至计算机中存储，并进行处理得到口腔三维模型和义齿仿真模型；步骤3，对义齿仿真模型进行包括应力分析和疲劳分析的有限元分析；如果有限元分析结果满足要求，则进行步骤4；如果有限元分析结果不满足要求，则返回步骤2；步骤4，将步骤3中满足要求的义齿仿真模型输出至激光3D打印设备中进行打印以得到所要的义齿；步骤5，对步骤4中得到的义齿进行表面处理以得到具有生物相容性涂层的义齿。2.根据权利要求1所述的义齿金属激光3D打印方法，其特征在于：步骤2中得到义齿仿真模型后还进行适应性修正步骤，所述适应性修正步骤包括反复读取面部立体数据和将义齿仿真模型放置到口腔三维模型中进行验证从而对义齿仿真模型进行修复，以得到最合适的对义齿仿真模型。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪浩，陈良星，梁鹏伟，谢金龙，
申请(专利权)人：珠海新茂义齿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44