一种牙齿矫治器的生产方法及装置与流程

本发明涉及牙齿诊疗技术领域，特别是涉及一种牙齿矫治器的生产方法及装置。

背景技术：

随着生活质量的提高，人们对于牙齿美观的要求越来越高，牙齿排列不齐或形态异常是破坏牙齿美观的重要原因，在临床口腔治疗中也是非常常见的病例。在牙齿矫正过程中，患者通过在牙齿上佩戴牙齿矫治器来治疗牙齿排列不齐或形态异常的问题。

牙齿矫治器的精度直接影响牙齿矫治器与患者牙齿的契合度，进而影响牙齿矫正的效果。现有技术中，牙齿矫治器一般采用热塑成型的生产方法。具体的，采用标准厚度的膜片作为生产原料，将膜片加热至一定温度，该膜片受热变软后，将其包覆在预先制作的患者牙齿模型上，然后对其进行冷却处理，使其成型后取下，最后进行切割打磨处理使其切割位置光滑平整，无毛刺。

由于在生产牙齿矫治器时，采用固定厚度的膜片，所以无法根据患者牙齿实际情况调整牙齿矫治器的厚度，进而导致无法根据矫正需要调整牙齿矫治器的局部强度。同时，由于热塑成型加工时，牙齿矫治器的内应力释放，导致牙齿矫治器的精度较低。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种牙齿矫治器的生产方法及装置，用于解决现有牙齿矫治器的生产方法存在的无法调整牙齿矫治器的局部强度及牙齿矫治器的精度低的问题。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种牙齿矫治器的生产方法，所述方法包括如下步骤：

S00、制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器模型；

S10、在模具内开设与所述牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔；

S20、通过所述注塑孔将熔融的原料注入所述注塑腔内；

S30、所述熔融的原料冷却成型后取出，获得所述牙齿矫治器。

可选的，所述步骤S00通过计算机仿真实现，具体包括以下步骤：

S001、构建患者牙齿模型；

S002、将所述患者牙齿模型按照预设厚度增厚；

S003、去除所述患者牙齿模型，获得牙齿矫治器模型。

可选的，所述步骤10通过计算机仿真实现，具体包括以下步骤：

S101、将所述牙齿矫治器模型放置于模具模型内，去除所述牙齿矫治器模型，获得具有注塑腔的第一模具模型，其中，所述注塑腔的形状与所述牙齿矫治器模型形状一致；

S102、在所述第一模具模型上开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔，获得第二模具模型；

S103、将所述第二模具模型沿所述注塑腔的中心线分为上模具模型和下模具模型，并通过3D打印机打印，获得模具，其中，所述中心线为沿所述注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向的中心线，所述模具包括上模具和下模具。

可选的，所述步骤S103之后还包括：

在所述上模具和所述下模具的预设位置开设连接孔，并通过可拆卸连接件将所述上模具和所述下模具连接。

可选的，所述可拆卸连接件为螺栓。

可选的，所述步骤103之后还包括：

对所述上模具和所述下模具的内表面进行硬化处理。

可选的，所述硬化处理包括光辐射硬化处理、喷涂硬化处理及电镀硬化处理中的一种或几种。

可选的，所述步骤S30包括：

S301、所述熔融的原料冷却成型后拆去所述可拆卸连接件；

S302、取出成型后所述原料，去除所述注塑孔及所述排气孔中成型的部分，获得所述牙齿矫治器。

可选的，所述方法还包括：对所述牙齿矫治器进行打磨处理。

第二方面，本发明实施例还提供了一种牙齿矫治器的生产装置，所述装置包括：

模型制作模块600，用于制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器模型；

模具制作模块610，用于在模具内开设与所述牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔；

注塑模块620，用于通过所述注塑孔将熔融的原料注入所述注塑腔内；

成型分离模块630，用于所述熔融的原料冷却成型后取出，获得所述牙齿矫治器。

可选的，所述模型制作模块600具体包括：

牙齿模型构建单元，用于构建患者牙齿模型；

厚度增加单元，用于将所述患者牙齿模型按照预设厚度增厚；

牙齿矫治器模型模型获取单元，用于去除所述患者牙齿模型，获得牙齿矫治器模型。

可选的，所述模具制作模块610具体包括：

第一模具模型制作单元，用于将所述牙齿矫治器模型放置于模具模型内，去除所述牙齿矫治器模型，获得具有注塑腔的第一模具模型，其中，所述注塑腔的形状与所述牙齿矫治器模型形状一致；

第二模具模型制作单元，用于在所述第一模具模型上开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔，获得第二模具模型；

模具制作单元，用于将所述第二模具模型沿所述注塑腔的中心线分为上模具模型和下模具模型，并通过3D打印机打印，获得模具，其中，所述中心线为沿所述注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向的中心线，所述模具包括上模具和下模具。

可见，在本发明所提供的方案中，首先制作符合患者牙齿的牙齿矫治器模型，然后在模具内开设与牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与注塑腔连通的注塑孔和排气孔，通过注塑孔将熔融的原料注入注塑腔内，待熔融的原料冷却成型后取出，获得牙齿矫治器。由于不采用固定厚度的膜片，注塑过程中可以根据矫正需要调整牙齿矫治器模型的厚度，进而可以调整牙齿矫治器的局部强度。同时，由于采用注塑成型，减少内应力释放，大大提高了牙齿矫治器的精度，使牙齿矫正效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种牙齿矫治器的生产方法的具体实施例的流程图；

图2为图1所示的流程图中步骤S00的具体流程图；

图3为图1所示的流程图中步骤S10的具体流程图；

图4为本发明所提供的一种牙齿矫治器的生产方法中注塑过程的示意图；

图5为图1所示的流程图中步骤S30的具体流程图；

图6为本发明所提供的一种牙齿矫治器的生产装置的具体实施例的结构示意图。

其中，图4中各组件名称与相应附图标记之间的对应关系为：

410注塑腔、420上模具、430下模具、440注塑孔、450排气孔、460螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有牙齿矫治器生产方法中存在的无法调整牙齿矫治器局部强度的问题，同时提高牙齿矫治器的精度，本发明实施例提供了一种牙齿矫治器的生产方法及装置。

下面首先对本发明实施所提供的一种牙齿矫治器的生产方法进行介绍。

如图1所示，一种牙齿矫治器的生产方法，包括如下步骤：

S00、制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器模型；

为了制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器，首先可以制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器模型。实际应用中，为了制作方便且准确，可以采用计算机仿真技术实现制作该牙齿矫治器模型的过程。需要说明的是，制作该符合患者牙齿的牙齿矫治器模型的过程可以通过现有任意计算机仿真软件实现，本领域技术人员可以根据患者牙齿的实际情况等因素进行选择，例如可以采用labview、simulink等仿真软件实现，在此不做具体限定。

具体的，如图2所示，制作该符合患者牙齿的牙齿矫治器模型的方式可以包括以下步骤：

S001、构建患者牙齿模型；

S002、将所述患者牙齿模型按照预设厚度增厚；

S003、去除所述患者牙齿模型，获得牙齿矫治器模型。

为了制作精度高、矫正效果好的牙齿矫治器，需要根据患者牙齿的矫正需要制作牙齿矫治器。所以首先可以通过仿真软件构建患者牙齿模型，实际应用中，可以采用扫描仪对患者牙齿进行扫描，然后将扫描获得的患者牙齿的数据输入上述仿真软件中，该仿真软件便可以根据该患者牙齿的数据构建出该患者牙齿模型。

构建了患者牙齿模型后，由于牙齿矫治器佩戴到患者牙齿上需要矫治力的作用，力的给予和保持是依靠有厚度强度的物质提供的，所以该患者牙齿模型需按照相应的矫治力的要求增加厚度，使得到的牙齿矫治器模型具有一定的厚度，进而具有一定的强度。具体的，该厚度为根据患者牙齿的矫正需要情况设定的厚度。需要说明的是，该预设厚度可以由本领技术人员根据患者牙齿的矫正需要等因素进行设定，在此不做具体限定，例如可以为0.8毫米、1毫米等。

进一步需要说明的，该预设厚度可以不是一个厚度，可以为根据患者牙齿的矫正需要预设的多个厚度。也就是说，按照该预设厚度增厚该患者牙齿模型时，并不是均匀地将该患者牙齿模型增厚同一厚度，而是根据需要矫正的患者牙齿对应的部位进行不等厚度的增厚。这样使注塑获得的牙齿矫治器的厚度可以根据患者牙齿的矫正需要进行调节，从而增强牙齿矫治器的局部强度，对患者牙齿的矫正效果更好。

举例而言，对于不需要进行矫正的患者牙齿对应的患者牙齿模型的部位增厚2毫米，如果患者的右下侧第二颗磨牙需要向内进行矫正，那么便可以在该右下侧第二颗磨牙对应的患者牙齿模型的外侧部位增厚3毫米，这样可以使生产出的牙齿矫治器在该右下侧第二颗磨牙对应的外侧部位的强度增强，使矫正效果更好。

进一步的，将上述患者牙齿模型按照预设厚度增厚时，还可以根据实际需要，通过增厚的方式在该患者牙齿模型上的预设位置增加一些附件，在生产得到牙齿矫治器后，该附件可以用来安装一些橡皮圈、正畸弹簧等用来辅助牙齿矫正的工具。例如，患者佩戴该牙齿矫治器时，需要在左上侧尖牙对应位置安装一个正畸弹簧，那么在增厚该患者牙齿模型时便可以在该左上侧尖牙对应的位置增加一定厚度，使该位置相对于该患者牙齿模型的其他部位突出一个圆形或方形，这样生产出的牙齿矫治器在该左上侧尖牙对应的位置便具有一个可以安装正畸弹簧的附件。

可以理解的是，将上述患者牙齿模型按照预设厚度增厚后，从模型中去除该患者牙齿模型，便获得了符合患者牙齿的牙齿矫治器模型。

需要说明的是，该牙齿矫治器模型也可以是通过现有其他方法获得的符合患者牙齿的实体模型，在此不做具体限定。

S10、在模具内开设与所述牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔；

获得了上述牙齿矫治器模型后，可以在一实心的模具内开设与该牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，同时开设与该注塑腔连通的注塑孔和排气孔，以便于后续注塑过程的进行。

在本发明的一种实施方式中，如图3所示，可以包括以下步骤：

S101、将所述牙齿矫治器模型放置于模具模型内，去除所述牙齿矫治器模型，获得具有注塑腔的第一模具模型

其中，所述注塑腔的形状与所述牙齿矫治器模型形状一致。

S102、在所述第一模具模型上开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔，获得第二模具模型；

S103、将所述第二模具模型沿所述注塑腔的中心线分为上模具模型和下模具模型，并通过3D打印机打印，获得模具。

其中，所述中心线为沿所述注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向的中心线，所述模具包括上模具和下模具。

为了提高生产得到的牙齿矫治器的精度，同时方便操作，同样可以采用上述计算机仿真软件进行仿真操作。具体的，首先可以将上述牙齿矫治器模型放置于模具模型内，然后去除该牙齿矫治器模型，便获得了具有注塑腔的第一模具模型，可以理解的是，该注塑腔的形状与该牙齿矫治器模型的形状是一致的。需要说明的是，为了方便后续的注塑操作，该模具模型一般为长方体或正方体模具模型。

进一步的，为了后续注塑过程的稳定进行，使注塑得到的牙齿矫治器的精度更高，去除上述牙齿矫治器模型时，可以先将该牙齿矫治器模型与上述模具模型居中对齐，然后通过减法计算去除该牙齿矫治器模型，这样得到的第一模具模型的注塑腔便位于该第一模具模型的中心位置，利于后续步骤的进行。

由于注塑成型时，模具需要具有原料进入注塑腔内的通道，同时需要排气通道进行排气，所以获得了上述第一模具模型后，同样可以采用在计算机仿真软件进行仿真操作的方式，在该第一模具模型上开设与上述注塑腔连通的注塑孔和排气孔，这样便获得了第二模具模型。

实际应用中，为了方便注塑成型后取出牙齿矫治器，可以将上述第二模具模型沿上述注塑腔的中心线分为上模具模型和下模具模型。因为沿该注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向将第二模具模型分为上模具模型和下模具模型时，注塑成型后牙齿矫治器位于上述上模具和下模具中的部分的深度时相等的，更加利于成型后牙齿矫治器的取出，所以该中心线优选为沿该注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向的中心线。

获得了包括上模具模型和下模具模型的模具模型后，可以将该模具模型数据输入3D打印机，进而通过3D打印机将该模具模型打印出来，形成了实体的上模具和下模具。当然，获得了包括上模具模型和下模具模型的模具模型后，也可以通过其他现有成型方法将该模具模型成型，以获得实体的上模具和下模具，在此不做具体限定。

需要说明的是，上述将第二模具模型分为上模具模型和下模具模型的过程，可以在计算机仿真软件中进行虚拟分离，获得上模具模型和下模具模型，也可以是将上述第二模具模型成型后，再将实体的模具进行分离，获得上模具和下模具，这都是合理的，在此不做具体限定。

进一步的，获得了上述上模具和下模具后，可以在该上模具和下模具的预设位置开设连接孔，并通过可拆卸连接件将该上模具和该下模具连接。这样可以保证在后续的注塑过程中，该上模具和该下模具不会发生相对移动，进而保证注塑得到的牙齿矫治器的精度。实际应用中，该可拆卸连接件可以选用任意现有的可拆卸连接件，只要可以达到使该上模具和该下模具连接，不发生相对移动的目的即可，在此不做具体限定。为了安装及拆卸方便，同时降低生产成本，优选采用螺栓作为可拆卸连接件。

需要说明的是，上述连接孔也可以通过计算机仿真软件在上述上模具模型和下模具模型的预设位置开设，然后通过3D打印机打印，便可以获得具有该连接孔的上模具和下模具，这样更加方便快捷，操作简单。

由于在注塑过程中，原料是加热到熔融状态后进行注塑的，温度比较高，而通过3D打印机打印得到的模具一般为树脂材料模具，所以为了防止模具受热变形或熔化，可以对上述上模具和下模具的内表面进行硬化处理。可以理解的是，内表面即为注塑过程中与原料接触的表面。该硬化处理可以采用现有任意的硬化处理方式，例如可以采用光辐射硬化处理、喷涂硬化处理及电镀硬化处理中的一种或几种，只要可以达到使该上模具和下模具的内表面硬化的目的，并且不影响注塑得到的牙齿矫治器的精度和对人体的安全性即可，在此不做具体限定。

需要说明的是，上述硬化处理均为本领域常用的硬化处理方式，本领域技术人员可以根据实际情况进行操作，在此不做详细说明。

在本发明的另一种实施方式中，获得了上述牙齿矫治器模型后，可以将该牙齿矫治器模型制作成实体的牙齿矫治器模型，然后通过传统的砂型铸造方式获得上模具和下模具。通常情况下，可以将该实体的牙齿矫治器模型埋设于该砂型模具内，进而在该砂型模具内开设与该牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，然后开设与该注塑腔连通的注塑孔和排气孔。由于砂型铸造方式为公知常识，本领域技术人员可以根据实际情况进行操作，在此不做具体说明。

S20、通过所述注塑孔将熔融的原料注入所述注塑腔内；

如图4所示，获得了上模具420和下模具430后，通过可拆卸连接件即螺栓460将该上模具420和下模具430连接后，上模具420和下模具430内部形成注塑腔410。此时便可以通过注塑孔440将熔融的原料注入注塑腔410内进行牙齿矫治器的注塑成型，其中，排气孔450用于在注塑过程中向模具外排气。

需要说明的是，该注塑过程可以采用任意现有的注塑机进行注塑，也可以人工进行注塑，只要能够注塑成型，最终得到牙齿矫治器即可，在此不做具体限定和说明。

进一步需要说明的是，图4只是本发明实施例提供的牙齿矫治器的生产方法中可能采用的一种注塑过程的示意图，并不是本发明实施例所提供的牙齿矫治器的生产方法中可以采用的注塑过程的全部示意图。同时，图4中虽然出现了注塑腔、上模具、下模具、注塑孔、排气孔及可拆卸连接件的形状、位置及数量，但是，图4中出现的注塑腔、上模具、下模具、注塑孔、排气孔及可拆卸连接件的形状、位置及数量均为本发明实施例所提供的牙齿矫治器的生产方法中的一种可能情况，并不能对本发明所提供的注塑腔、上模具、下模具、注塑孔、排气孔及可拆卸连接件的形状、位置及数量构成限定。

S30、所述熔融的原料冷却成型后取出，获得所述牙齿矫治器。

待上述熔融的原料在上述注塑腔内冷却成型后，将成型后的原料从模具内取出，便可以获得符合患者牙齿的牙齿矫治器。

当上述上模具和下模具采用可拆卸连接件相连接时，如图5所示，上述获得该牙齿矫治器的过程具体可以包括：

S301、所述熔融的原料冷却成型后拆去所述可拆卸连接件；

S302、取出成型后所述原料，去除所述注塑孔及所述排气孔中成型的部分，获得所述牙齿矫治器。

具体的，待上述熔融的原料冷却成型后，可以先将上述可拆卸连接件拆去，然后将上述上模具和下模具分开，该上模具和下模具分开后，便可以取出成型后原料。由于在注塑过程中，上述注塑孔及上述排气孔中也会被注入熔融的原料，那么在该熔融的原料冷却成型后，便也会在该注塑孔及该排气孔中成型，所以取出成型的原料后，需要将在该注塑孔及该排气孔中成型的部分去除。

实际应用中，可以采用任意现有方法将在该注塑孔及该排气孔中成型的部分去除，只要可以达到将在该注塑孔及该排气孔中成型的部分去除，且不影响牙齿矫治器的完整和精度的目的即可，在此不做具体限定，例如，可以采用切割等方式。

需要说明的是，获得了牙齿矫治器之后，还可以对该牙齿矫治器进行打磨处理。这样可以使该牙齿矫治器的表面更加光滑，不仅使患者在佩戴该牙齿矫治器时更加舒适，而且可以使该牙齿矫治器的外观更加美观。

可见，在本发明实施例所提供的方案中，首先制作符合患者牙齿的牙齿矫治器模型，然后在模具内开设与牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与注塑腔连通的注塑孔和排气孔，通过注塑孔将熔融的原料注入注塑腔内，待熔融的原料冷却成型后取出，获得牙齿矫治器。由于不采用固定厚度的膜片，注塑过程中可以根据矫正需要调整牙齿矫治器模型的厚度，进而可以调整牙齿矫治器的局部强度。同时，由于采用注塑成型，减少内应力释放，大大提高了牙齿矫治器的精度，使牙齿矫正效果更好。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种牙齿矫治器的生产装置。下面对本发明实施例所提供的一种牙齿矫治器的生产装置进行介绍。

如图6所示，一种牙齿矫治器的生产装置，所述装置包括：

模型制作模块600，用于制作符合患者牙齿形状的牙齿矫治器模型；

模具制作模块610，用于在模具内开设与所述牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔；

注塑模块620，用于通过所述注塑孔将熔融的原料注入所述注塑腔内；

成型分离模块630，用于所述熔融的原料冷却成型后取出，获得所述牙齿矫治器。

可见，在本发明实施例所提供的方案中，首先制作符合患者牙齿的牙齿矫治器模型，然后在模具内开设与牙齿矫治器模型形状一致的注塑腔，并开设与注塑腔连通的注塑孔和排气孔，通过注塑孔将熔融的原料注入注塑腔内，待熔融的原料冷却成型后取出，获得牙齿矫治器。由于不采用固定厚度的膜片，注塑过程中可以根据矫正需要调整牙齿矫治器模型的厚度，进而可以调整牙齿矫治器的局部强度。同时，由于采用注塑成型，减少内应力释放，大大提高了牙齿矫治器的精度，使牙齿矫正效果更好。

在本发明的一种实施方式中，所述模型制作模块600具体可以包括：

牙齿模型构建单元(图中未示出)，用于构建患者牙齿模型；

厚度增加单元(图中未示出)，用于将所述患者牙齿模型按照预设厚度增厚；

牙齿矫治器模型模型获取单元(图中未示出)，用于去除所述患者牙齿模型，获得牙齿矫治器模型。

在本发明的一种实施方式中，所述模具制作模块610具体可以包括：

第一模具模型制作单元(图中未示出)，用于将所述牙齿矫治器模型放置于模具模型内，去除所述牙齿矫治器模型，获得具有注塑腔的第一模具模型，其中，所述注塑腔的形状与所述牙齿矫治器模型形状一致；

第二模具模型制作单元(图中未示出)，用于在所述第一模具模型上开设与所述注塑腔连通的注塑孔和排气孔，获得第二模具模型；

模具制作单元(图中未示出)，用于将所述第二模具模型沿所述注塑腔的中心线分为上模具模型和下模具模型，并通过3D打印机打印，获得模具，其中，所述中心线为沿所述注塑腔形成的牙齿形状的横切面方向的中心线，所述模具包括上模具和下模具。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。