一种渐变矫治力值正畸牙弓丝及其成型工艺和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种口腔正畸用牙弓丝及其成型工艺和装置。
【背景技术】
[0002]正畸牙弓丝在正畸矫治领域的作用不言而喻，正畸牙弓丝配合托槽(包括金属托槽、陶瓷托槽等)、颊面管、带环等产品可以完成绝大部分正畸治疗，正畸牙弓丝的作用是在矫治过程中提供给牙齿持续的力值以完成对牙齿的移动。正畸牙弓丝按性能可以分为镍钛正畸牙弓丝、不锈钢正畸牙弓丝、β钛正畸牙弓丝，但随着矫治理论研宄的深入和成熟以及个性化时代的到来，传统正畸牙弓丝已不能完全满足市场的要求，所以很多时代产物应运而生，如隐形牙弓丝、彩色牙弓丝等纷纷出现。
[0003]同时，牙弓丝矫治力值的大小和分布也越来越受到了专家和医生的重视。一般一例正畸治疗病例需要I?2年的时间，有些患者或医生为了缩短疗程盲目的加大矫治力值，最终不但没有缩短矫治时间，反而对牙周膜组织产生伤害使牙齿松动，而且增大了矫治后复发的可能性。力值过轻牙齿无法产生移动，力值过大牙齿反而亦无法移动，只有温和持久的力值才是最佳选择，目前轻力矫治理论已得到了普遍的认可。
[0004]另外，众所周知不同的牙齿具有不同的形状、不同的大小以及具有不同的根管数目，不同部位的牙齿根管的长度和粗细也有所区别，必然导致移动牙齿所需的力值也不同。中切牙形态较小而且是单根根管，而磨牙有些则是三根根管并且长得较为粗壮，所以适合中切牙的矫治力值对于磨牙来说就显得较轻，可能无法移动磨牙，相反，适合磨牙的力值可能会因过大导致中切牙组织的损伤，据研宄证明，牙齿较为合理的移动速度为每个月I?1.5mm0
[0005]目前正畸生产行业正努力对该种具有渐变矫治力值正畸牙弓丝产品的研发，但都没有取得突破性的进展，现只有国外一家企业已研发成功，但因成本较高，一直未得到大力的推广和使用，而国内未见任何相关产品和报道。本发明提出了该种渐变力值的正畸牙弓丝的生产加工工艺和装置，实现了产品的批量化生产，正畸丝质量稳定、机械性能可控。
【发明内容】
[0006]为解决以上所述的问题，本发明提出了一种渐变矫治力值正畸牙弓丝及其成型工艺和装置，利用该工艺和装置制备正畸牙弓丝简单、方便、可批量化生产，该渐变矫治力值正畸牙弓丝的优点如下:
[0007]1、可以同时提供合适的力值给不同牙位的牙齿；
[0008]2、减轻了患者的疼痛感，避免了牙周组织的损伤；
[0009]3、减少换丝频率提高矫治效率，有效控制了牙弓丝的侧移增加了矫治成功率。
[0010]本发明一种渐变矫治力值正畸牙弓丝及其成型工艺和装置按以下两种基本方案进行:
[0011]方案一:分级时效热处理，其工艺按以下步骤:
[0012]步骤一、模具和丝材的准备，其中模具为本发明自制的模具如图2所示组成部分，模具底板(I)、左右两块主体模具(2)、隔热板(3)、压块(4)、紧固螺丝(5)。用焊接或机械连接方式将左右两块主体模具(2)与模具底板连接在一起，中间插入隔热板(3)，用压块将其固定，将规定丝径的丝材缠绕于模具上，排线距离为0.3mm?0.5mm。
[0013]步骤二、时效处理，将盐浴炉温度设置为500°C?580°C，待温度稳定后，将模具和丝材一起按如图3所述方式前牙朝下浸入盐浴炉内，浸入方式有三种:一种为整体匀速下降，下降速度为3?8mm/min、待浸入至模具中线部位时，静止保温10?30min后快速提出，将模具旋转180°后按以上浸入方式进行，完成后整体出炉水冷；一种为整体快速浸入，静止保温一定时间后勾速提升，静止保温时间为10?30min，提升速度为3?8mm/min ;另一种为分三阶段快速浸入，根据不同的要求将牙弓丝分成三个部分，如图1所示，每阶段浸入到指定位置后静止保温5?lOmin、直至第三阶段完全浸入静止保温10?30min。
[0014]步骤三、表面酸洗抛光处理。
[0015]方案二:酸洗变径处理，具体步骤如下:一、时效处理，将丝材与模具放于箱式电阻炉内，时效温度500°C?580°C，保温时间20?40min，出炉后水冷；二、表面抛光处理；三、牙弓丝变径处理，将牙弓丝前牙部分向下浸入酸液中后匀速向上提起，采用多次浸入的方式直至丝材达到尺寸要求，每次浸入酸液的时间不能超过7s，时间过长易导致过酸洗丝材变脆，每次酸洗提出后需用清水冲洗并测量尺寸。酸液温度大于80°C，酸液配比为H2O: HF: HNO3= 30 ?60: 60 ?90: 100 ?120。
[0016]方案一中渐变矫治力值正畸牙弓丝的成型装置如图2所示，模具底板(I)、主体模具(2)、压块(4)为耐热不锈钢材质，隔热板(3)为耐高温隔热材料。底板和主体模具用焊接或螺纹连接的方式连接在一起，两者之间不可有缝隙，隔热板插入两块左右主体模具之间后锁紧压块，确保隔热块不松动。方案一主要是通过控制不同部位丝材的加热时间来调整正畸牙弓丝的Af点，相同温度下，时间越长Ti3Ni4相在晶界析出越多，基体镍含量降低相变点升高，正畸牙弓丝变得柔软。方案二主要是通过改变丝材丝径来控制正畸丝的力值。
【附图说明】
[0017]图1本发明渐变矫治力值正畸牙弓丝不同牙位区域划分图。
[0018]图2本发明渐变矫治力值正畸牙弓丝成型装置结构示意图。
[0019]图3渐变矫治力值正畸牙弓丝盐浴热处理图。
[0020]图4不同横截面丝径渐变矫治力值正畸牙弓丝。
【具体实施方式】
[0021]以上所述成型方案以及任何各工艺参数的随机组合和改变均属本发明保护范围，同样，成型装置的任何能思之的结构变化均属本发明保护范围，以下【具体实施方式】也应纳入本发明保护范围。
[0022]【具体实施方式】一
[0023]本发明所述渐变矫治力值正畸牙弓丝分级时效热处理成型工艺按以下步骤进行:
[0024]1、上模，将Φ0.41的镍钛圆丝紧密排列于本发明所述的装置上，排线距离为0.3 ;
[0025]2、分级时效热处理，盐浴炉温度设置为540°C，将模具和丝材一起如图1所示I区域前牙部分朝下首先浸入盐浴炉，整体匀速下降，下降速度为5mm/min，待模具一半浸入盐浴中时停止下降，静止保温15分钟后快速提出盐浴，空冷5min后将模具旋转180°将另外一半按上述方法进行，完成后整体取出水冷；
[0026]3、表面处理，将牙弓丝沿着模具中线剪开，分散放于螺旋抛光机内粗抛20min，酸洗去皮后再放于振动抛光机内抛光I小时，取出清洗烘干。
[0027]【具体实施方式】二
[0028]本实施方式与实施方式一的不同点在于，步骤2中所述分级时效热处理为将正畸牙弓丝I区域朝下，快速浸入盐浴炉内至模具中线，静止保温20min后以5mm/min的速度匀速提升模具，出炉空冷5min后旋转180°再按上述步骤进行，其余步骤与实施方式一相同。
[0029]【具体实施方式】三
[0030]本实施方式与实施方式一的不同点在于，步骤2中分级时效热处理为分段下降法，如图1所示分三个阶段快速浸入，I区域快速浸入后保温7min，2区域浸入后保温7min，3区域浸入后整体保温lOmin，出炉后空冷，其余步骤与实施方式一相同。
[0031]【具体实施方式】四
[0032]本实施方式与实施方式一的不同点在于，所选镍钛丝材为0.41X0.635的方丝，排线距离为0.4，其余步骤与实施方式一相同。
[0033]【具体实施方式】五
[0034]采用变径处理改变牙弓丝不同部位的丝径达到矫治力值的渐变，用箱式炉550°C保温34min对Φ0.40mm牙弓丝进行预成型处理，将预成型好的牙弓丝I区域向下快速浸入酸液中，以10mm/min的速度提升，分数次浸入酸液直至前牙中间部分牙弓丝丝径为0.31，酸液配比为 H2O: HF: HNO3= 50: 60: 120。
【主权项】
1.一种渐变矫治力值正畸牙弓丝，其特征在于正畸牙弓丝从前牙部位至后牙部位提供给牙齿的矫治力值呈渐变状态，任何能思之的使单根正畸牙弓丝产生力值的渐变都应纳入本发明保护范围。
2.根据权利要求1所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝，其特征在于所述正畸牙弓丝为镍钛牙弓丝，包括圆丝和方丝。
3.根据权利要求2所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝，其特征在于所述正畸牙弓丝横截面为圆形，其前牙部位牙弓丝丝径小于后牙部位牙弓丝丝径。
4.一种渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述成型工艺为分级时效热处
5.根据权利要求4所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述分级热处理工艺为将镍钛丝材缠绕于模具上，前牙部位朝下将其以匀速的方式浸入加热介质中，待后牙部分完全浸入时停止下降，静止保温一段时间。其中时效温度为500°C?580°C、下降速度为3?8mm/min、静止保温时间为10?30min，出炉后水冷。
6.根据权利要求5所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述浸入方式为前牙朝下，快速浸入盐浴内直至模具中线部位停止下降，静止保温一段时间后匀速上升，静止保温时间为10?30min，匀速上升速度为3?8mm/min，时效温度为500°C?580°C。
7.根据权利要求4所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述分级热处理工艺为将镍钛丝材缠绕于模具上前牙部位朝下，将其分成三部分快速浸入，前牙部位为第一阶段浸入，快速浸入到指定位置后保温一段时间，以此类推直至完全浸入后静止保温。其中时效温度为500°C?580°C、每阶段保温时间为5?lOmin、静止保温时间为10?30min，出炉后水冷。
8.根据权利要求4、5、6和7所述的渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述加热炉为盐浴加热炉。
9.一种渐变矫治力值正畸牙弓丝成型工艺，其特征在于所述工艺按以下步骤进行:一、时效处理，将丝材放于箱式电阻炉内，时效温度500°C?580°C，保温时间20?40min，出炉后水冷；二、表面抛光处理；三、牙弓丝变径处理，将牙弓丝前牙部分向下浸入酸液中后以8?15mm/min匀速向上提起，酸液温度大于80°C，酸液配比为H2O: HF: HNO3= 30?60: 60 ?90: 100 ?120。
10.一种渐变矫治力值正畸牙弓丝成型装置，其特征在于成型装置包括模具底板(I)、左右两块主体模具(2)、隔热板(3)、压块(4)、紧固螺丝(5)。用焊接或机械连接方式将左右两块主体模具(2)与模具底板连接在一起，中间插入隔热板(3)，用压块将其固定。
【专利摘要】本发明涉及一种渐变矫治力值正畸牙弓丝及其成型工艺和装置。该种正畸牙弓丝从前牙部位往后牙部位矫治力值及弹性模量逐渐发生变化，使其能提供给不同牙齿不同病人以更加合理的矫治力值，降低了矫治力对牙周膜组织的损害。本发明通过改变正畸牙弓丝不同部位的横截面形状以及通过时效热处理的方式进行矫治力值的调整，实现了单根正畸牙弓丝上不同部位矫治力值的渐变。
【IPC分类】A61C7-20, C22F1-10, C23G1-10
【公开号】CN104546162
【申请号】CN201410821176
【发明人】龙小平
【申请人】上海埃蒙迪材料科技股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月19日