本发明涉及增材制造(3d打印)和齿科正畸领域,具体涉及一种基于dlp工艺的3d打印牙齿印模托盘的方法。
背景技术:
托盘是口腔临床医学中制取牙颌印模所必需的医疗设备,其形状和尺寸大小应与牙弓相匹配,根据口腔内上下牙颌的生理构造不同,托盘分为上颌托盘和下颌托盘。
目前市面上常见的托盘材料有铝制,不锈钢,金属网和一次性塑料等材料。然而各种材料的托盘都存在一定缺陷和问题,一次性塑料托盘存在一定的安全隐患,耗材且不环保;金属网托盘强度一般,会影响印模的稳定性和准确性;铝制和不锈钢托盘强度高,但患者印模的舒适度不够,往往会造成印模不够准确。
因此需要一种针对患者个性化定制的牙颌印模托盘,能够克服上述现有托盘所存在的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种个性化定制的基于dlp工艺的3d打印牙齿印模托盘的方法,用于制作取患者口内牙颌形态的印模托盘。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
1)测量牙弓数据,即牙弓形态,大小和bolton系数等;
2)根据步骤1)测得的牙弓数据,进行计算机软件建模,得到上下颌托盘的数字化模型;
3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中,检查模型存在的错误并修复;
4)将步骤3)修复的模型导入切片软件,进行切片处理;
5)将步骤4)切片完成的数据导入3d打印设备,打印出所需的牙齿印模托盘。
所述步骤4)中切片厚度为50μm。
所述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、晾干。
本发明不同于cad/cam这种减材数字化切削的原理,是通过增材制造(3d打印)dlp工艺,来制作出印模所用的上下颌托盘,具体原理是根据dlp中的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,高度柔性。
由于本发明印模托盘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(lightinitiator)的作用下引发聚合反应。所述材料稳定度高,耐受性强。
本发明制作的托盘与传统托盘相比其效果体现在:
1、针对不同的患者采取个性化定制,降低患者在印模过程中的不适性;
2、运用计算机软件数字化建模,可以提高印模的精确性;
3、印模托盘的材料采用的是用于3d打印的光敏树脂材料,稳定性高,耐受性强,质量轻,易于保管,环保;
4、dlp3d打印工艺,成型速度快,适合批量化生产。
具体实施方式
基于dlp工艺的3d打印牙齿印模托盘的制备方法的步骤:
1)测量数据:医生通过看诊和工具测量得到患者的牙弓数据,即牙弓形态,大小和bolton系数;
2)数字建模:根据步骤1)测得的牙弓数据,通过计算机软件建模,得到上下颌托盘的数字化模型;
3)模型修复:将步骤2)中建立好的数字化模型导入模型修复软件,检查模型存在的错误数据,参考修改意见对模型进行修复;
4)切片处理:将步骤3)中修复完成的模型进行分层切片的处理,即根据实际托盘的尺寸设置层厚为50μm;
5)打印制备:通过以上几个步骤完成后获得的模型数据导入dlp3d打印机程序处理终端,设置打印参数,选择光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂为打印材料,选择执行打印功能。3d打印成型设备将按照预定程序,基于三维模型的切层图像,按照不同的制作要求,生成动态掩膜。紫外光找到掩膜上以后,经过透射和反射,形成和掩膜图像一样的图案,然后透过缩小透镜,最终在盛着液态光敏树脂的树脂池中,光敏树脂生成缩小的掩膜图像。被掩膜图像亮处照到的图像就固化形成一个薄层,没照到的地方则还是液态,这样使用每个掩膜照射一次就能制作一层,这样一层一层重复,从下到上堆叠最终打印完成印模托盘;
6)模型清洗及后处理:
将步骤5)中打印制作完成的印模托盘从成型台上取下,用无水酒精清洗掉印模托盘表面未固化的树脂,放置通风处晾干即可。
本发明提出了新的牙齿印模托盘的制作方法,运用计算机数字化设计以及增材制造(3d打印)等技术,个性化为患者定制印模托盘,不仅可以有效提高印模的精度,同时提高了患者佩戴舒适度。所述的一种基于dlp工艺的3d打印牙齿印模托盘的制备方法采用dlp3d打印工艺与传统的光固化有所区别,传统光固化是逐点扫描固化成型,而面曝光是逐面固化成型的,这样能明显的提高成型速度。并且打印材料是光敏树脂相比较于传统印模托盘的材料,更加环保,有利于保存和运输。