制造定制正畸矫治器的系统、及相关方法技术方案

本发明专利技术提供制造正畸矫治器的装置、程序产品、以及相关方法。系统的实施方式包括：具有正畸矫治器设计程序产品的虚拟正畸矫治器设计计算机，提供该程序产品以设计包括托架体和托架底板的正畸矫治器的虚拟尺寸表示；以及模具装置，布置用于形成各托架体和托架底板。该系统还包括：包括计算机辅助制造程序产品的数据处理计算机，提供该程序产品以导出包括托架中托架槽沟的虚拟尺寸表示的放电装置控制指令；以及，电火花加工机构。电火花加工机构可以包括：具有控制程序产品的控制器，以导出传递放电装置控制指令的控制信号；以及电火花装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及畸齿矫正领域，特别涉及正畸矫治器的制造。本专利技术也涉及用于设计和制造使患者牙齿平整的正畸矫治器的系 统、程序产品及相关方法，以及根据此方法制造的定制精密托架(托 槽)。
技术介绍
用于使患者牙齿平整或定位的畸齿矫正处理可以回溯数 百年。畸齿矫正处理通常包括将金属丝缠绕在患者牙齿周围。二十世 纪七十年代中期，主要由于胶粘技术方面的发展，首选方法转变为将 托架直接粘在牙齿上，并使矩形截面形状的弹性金属丝延伸穿过托架 中的槽沟。通常，托架是现货供应产品。在大多数情况下，托架适合 于特定牙齿，例如上犬齿，但并不适用于特定患者的个别牙齿。通常， 通过下述方式使托架适应于个别牙齿用粘合剂填充牙面与托架面之 间的间隙从而使托架与牙齿结合，从而，当使牙齿移动至正确位置时， 托架槽沟位于平坦的水平面中。用于使牙齿移动至所期望正确位置的 驱动力由弓丝提供。对于舌侧托架(lingual brackets)而言，己由 Thomas Creekmore开发了 一种具有例如竖向托架槽沟的系统。这使 得金属丝更易于插入。金属丝的较长侧面因而竖直取向。如今畸齿矫正处理中所使用的金属丝通常也是现货供应 产品。即使需要由正牙医生对金属丝进行个别处理，处理的目标也是 尽可能少地对其加以改动。根据这种方法，以一种方式设计托架，使 得在处理最后使牙齿对齐时，托架槽沟假定以平坦方式定位及取向。 这意味着被动穿过槽沟延伸而不施加任何力的金属丝将是平坦的(扁 平的)。这种处理状况周知为"直丝弓(straight wire)"。弓丝离 牙面越远，越难以达到对各牙齿的精确修整位置。如果在扭转(围绕 金属丝轴线的转动)时产生例如仅IO度的误差，牙齿位置就会有超过lmm的较大竖向误差。因此，申请人认识到精密托架槽沟需要尽 可能靠近牙面布置，精密托架槽沟与定制弓丝的结合，可以形成精密 的弓丝一托架槽沟界面，从而将扭转误差减到最小。畸齿矫正方面的另一问题是确定正确的托架位置。在结合 时，牙齿的朝向可能远离期望位置。因而，对于由平坦平面弓丝使牙 齿处于正确位置从而定位托架来说，需要大量经验和视觉想象。结果 是，在处理末期，花费大量时间对托架位置或金属丝形状进行必要的调整。可以通过下述方式解决前述问题通过使用齿系的三维扫描数 据，虚拟方式创建理想布置方式；或者，通过将齿系的牙齿模型分离成单个牙齿然后将这些牙齿放置到蜡床(wax bed)的理想位置，物 理方式创建理想布置方式。例如，Rubbert等人提出的名称为 "Interactive Orthodontic Care System Based On Intm-Oral Scanning of Teeth"的美国专利No.6,648,640，描述了一种对弓丝的处理，以 基于普通托架和定制的畸齿矫正弓丝进行畸齿矫正。弓丝可以具有复 杂的扭曲和弯曲，这样就不需要平坦平面的金属丝。该专利文献还描 述了用于建立齿系三维虚拟模型的扫描系统、以及基于所扫描齿系模 型的交互式计算机化处理规划系统。作为处理规划的一部分，将虚拟 托架放置在虚拟牙齿上，并由操作人员根据临床诊断将牙齿移到期望 位置。将错位咬合的齿系加上托架的三维虚拟模型输出到快速成型制 作装置，用于制作齿系加托架的物理模型。在Wiechmann等人提出的名称为"Modular System for Customized Orthodontic Appliances"的美国专禾U No.6,776,614中，描 述了一种对弓丝的改进，以基于定制畸齿矫正托架和定制畸齿矫正弓 丝进行畸齿矫正。该专利文献进一步描述了，在计算机上设计作为三 维虚拟对象组合的托架，三维虚拟对象包括虚拟托架粘合底板以及从 虚拟托架体库中检索到的虚拟托架体。虚拟托架可以表示成包含数字 形状数据的文件，并可以输出到快速成型制作装置。畸齿矫正方面近年来的发展包括使用快速成型技术形成托架。快速成型机可以用于托架的模型，然后使用托架的模型来形成 模具以形成托架。这些模具通常具有形成托架的型腔，并可以具有流 道，以形成将托架成型材料注进模具的通道。余留在流道中的固化的 托架成型材料，形成必须清除的料头。此外，如果托架槽沟没有作为 成型处理的一部分形成，则必须在托架体上切割出托架槽沟。形成托架槽沟有多种方法，可以包括铸造、磨削、或者铣削。例如，在Andreiko等人提出的名称为"Custom Orthodontic Appliance Forming Method and Apparatus"的WO94/10935中，描述了以下述方式形成托架在托架坯中切割出定制槽沟，同时保留基底 倾斜角，或者可选择地，使托架基底或底板倾斜；以及，将托架底板形成为符合牙面，或者，形成为用粘合剂粘合以填充托架底板与牙齿之间的空间。Andreiko等人主要描述了使用机械刀片形成托架，但 没有进一步说明可以采用其他措施，诸如金属丝电火花加工、切割加 工、铸造、或者立体平版印刷等。上述处理方式没有充分描述用于下述加工的系统、装置或 方法形成高精度托架槽沟，在托架槽沟侧壁中形成下凹进部，切除 包埋材模型托架(investment cast bracket)的料头，或者在托架体中 切割出高精度的筒管。尽管在Wiechmann,D.的"A New Bracket System for Lingual Orthodontic Treatment ， Part 2: First Clinical Experiences and Further Development" J. Orofac. Orthop. (2003) 中， 已经注意到了希望获得精密托架，但到目前为止，还未认识到需要一 种形成增强精度托架槽沟或筒管的系统、装置、程序产品和方法，这 种增强精度托架槽沟或筒管具有可利用电火花加工技术获得的期望 特征，例如，允许相邻的弓丝精确配合的低公差平坦加工表面。专利技术目的考虑到上述情况，本专利技术的目的是克服现有托架和现有制 造方法的不足
技术实现思路
本专利技术能够达到上述目的，本专利技术提供一种制造正畸矫治 器的系统、程序产品及其方法，可以在形成正畸矫治器各托架体中精 密定制托架槽沟方面提供改善的高精密度。例如，根据本专利技术的实施 方式，可以形成以前无法形成的托架槽沟结构。此外，根据本专利技术的 实施方式，定制弓丝与各精密定制托架槽沟可以形成高精密度的弓丝 一托架槽沟界面，这可以大大减小或最小化扭转误差。弓丝是形式和 尺寸与口腔中牙齿排列的内表面大致对应的大致U形或者弓形金属 丝。本专利技术人发现，如果将电火花加工与虚拟托架设计一起使用以在 托架体中形成托架槽沟，可以提供增强的精密度，并且可以切除料头。 此外，根据本专利技术的实施方式，电火花加工与虚拟托架设计一起使用， 可以提供改善的精密度，并且可以进行包括有效切除料头的制造处 理。优选的是，料头的切除与托架槽沟的加工是同时实现的，例如， 使槽沟的加工处理与料头的切除有效结合。这在本专利技术的实施方式中 得以实现，其中料头或固定部分分别与布置在平面中的托架体的一部 分相连，或者与要加工出托架槽沟的开口表面的平面相连。据此，加 工托架槽沟连同切除托架槽沟所填充的材料，从而同时切除与之相连 的料头或固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造正畸矫治器的装置，所述正畸矫治器具有弓丝和多个托架，各所述托架具有牙齿结合面和托架槽沟，所述装置包括计算机，所述计算机适合于根据限定所述正畸矫治器的虚拟尺寸表示的数据生成数字控制指令数据，其特征在于：　包括电火花加工机构，所述电火花加工机构具有包括电极的放电电极组件、以及至少一个驱动部件，所述驱动部件适合于将各托架体布置成与所述电极放电接触，用于成型所述托架槽沟，　所述电火花加工机构具有用于接收所述数字控制指令数据的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕德格尔鲁贝特，汉斯克里斯蒂安克吕格尔，
申请(专利权)人：顶级服务舌侧矫正技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]