一种针对3D打印牙套的加工仪器的制作方法

本发明涉及机械设备，具体涉及一种针对3d打印牙套的加工仪器。

背景技术：

3d打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印机的原理是把数据和原料放进3d打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。如今，在医疗行业经常需要使用3d打印机打印出各种各样的东西以供各种用途，比如将牙套利用3d打印机打印出后进行交流学习、使用等。

将牙套模型打印出来后，由于3d打印输出模型的表面为条纹状，因此需要对牙套的弧面进行打磨抛光后才能够进一步使用。目前的打磨抛光仪器不易定位加工位置，若加工位置出现错误则会损坏模型；当在较暗环境下进行加工工作时，更难于预判磨轮的位置。

技术实现要素：

本发明目的在于解决目前的打磨抛光仪器不易定位加工位置，若加工位置出现错误则会损坏模型；当在较暗环境下进行加工工作时，更难于预判磨轮的位置。针对上述问题，本发明提供了一种针对3d打印牙套的加工仪器，其应用时易于定位加工位置，且在较暗环境下抛光工作不受影响。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种针对3d打印牙套的加工仪器，包括第一手柄和磨轮，所述磨轮安装在第一手柄的侧面上，所述磨轮的转轴与第一手柄的侧面垂直；还包括第一扇板、轨道、第二扇板，所述轨道为阻尼滑轨，所述轨道为弧形轨道且位于磨轮上方，所述轨道的轴线与磨轮的轴线共线，所述轨道的半径大于磨轮的半径1～5cm；所述第一扇板和第二扇板与轨道的弧度相同并且以垂直角度滑动连接在轨道上；第一扇板和第二扇板滑至轨道最低端且两者互相闭合时，第一扇板、第二扇板的滑动边与轨道形成一个完整的圆；

所述第一手柄上设有光纤激光器，所述第一扇板和第二扇板的内部设有多个光纤耦合器；多个所述光纤耦合器依次连接，所述第二扇板中第一个光纤耦合器通过光纤与光纤激光器连接，第二扇板中的最后一个光纤耦合器与第一扇板中的第一个光纤耦合器通过光纤连接，每个所述光纤耦合器上都通过光纤接有一个光纤准直器，所述光纤准直器均铰接在第一扇板和第二扇板的下端；多个所述光纤准直器的输出激光的方向为始终垂直于第一手柄向下。

本发明在应用时，激光从光纤激光器出射后进入光纤，随后依次通过第一扇板中的每个光纤耦合器，光纤耦合器分出一路激光进入光纤准直器；所有光纤准直器的输出激光垂直于第一手柄，这样更便于定位及预判加工位置。另外，激光也可对牙套表面进行照亮，以便加工工作。由于光纤准直器铰接在第一扇板和第二扇板的下端上，当第一扇板和第二扇板沿轨道滑动时，由于重力作用，光纤准直器的输出激光将始终保持垂直于第一手柄向下。

本发明有三种使用方法：

i，当牙套的某处需要加工一定深度的弧面时，根据弧面的深度算出弧面的边界，该边界指互相平行的两个直边，将该边界在牙套上做好标记，将第一扇板和第二扇板在轨道上滑动，将光纤准直器的输出激光对准上述边界的标记，此时可采用一些常见的夹具夹在第一扇板和第二扇板外边缘，防止本发明在加工过程中整体移动或第一扇板、第二扇板相对轨道滑动，然后使第一手柄与牙套表面平行，此时开始下轮，磨轮开始对牙套进行弧面加工，当第一扇板和第二扇板的下端与上述边界的标记重合时，加工结束；

ii，当牙套的某个弧面需要进行抛光打磨时，将第一扇板和第二扇板滑动后，将光纤准直器的输出激光对准该弧面的两个直边边界，固定好第一扇板和第二扇板后开始下轮；

iii，在使用牙套时需要在牙套上打孔，此时将光纤激光器换为大功率光纤激光器，重复上述i或ii步骤，可在加工或抛光打磨的过程中实现打孔，提高了制造牙套的效率。

进一步地，所述光纤激光器通过固定装置固定在第一手柄上，所述固定装置包括上板、下板和多个弹簧，所述光纤激光器通过销钉固定在上板上，所述上板通过多个所述弹簧与下板连接。由于本发明在工作时磨轮的转动速度较快，导致第一手柄震动剧烈，光纤激光器固定在第一手柄上，由于光纤激光器不能被频繁晃动，因此采用上述固定装置可以有效减缓光纤激光器的震动。

进一步地，多个所述光纤准直器在第一扇板和第二扇板的下端均匀分布，所述第一扇板和第二扇板下端的两个角均设一个光纤准直器。首先均匀分布的光纤准直器可使多个光纤准直器的输出激光分布更为规律，更易于定位和预判，在激光打孔操作时可使孔均匀分布；再者第一扇板和第二扇板下端的两个角各设一个光线准直器可使整排输出激光的边界更分明，更易于定位和预判。

进一步地，所述光纤耦合器采用三端口光纤耦合器，采用价格较低的三端口光纤耦合器可以节省成本；激光从光纤耦合器的1端口输入，随后从2端口输出，接着进入下一个光纤耦合器的1端口，依次循环；光纤耦合器的3端口与光纤准直器相接。其次，三端口光纤耦合器的线路较少，端口利用率为100％，不会影响系统的整洁度。

进一步地，还包括蓄电池，所述蓄电池固定在第一手柄的尾部，所述蓄电池上还设有电灯。将本发明的电源接口与蓄电池相接，可以使本发明便携化，摆脱线路的干扰，由于激光的光束较细，光照面积小，引入电灯可对加工位置进行辅助照亮，便于加工工作。

进一步地，还包括第二手柄，所述第二手柄位于激光定位板的上方，所述第二手柄通过支柱固定在第一手柄上，在使用本发明时，同时握持住第一手柄和第二手柄，可以更稳定地进行抛光操作。

进一步地，所述轨道为3/4圆，其下方留空，所述第一扇板和第二扇板滑至相接时，其两者滑动端与轨道重合，轨道无突出部分。轨道的尺寸采用3/4圆，首先由于牙套的待加工弧面尺寸并不大，将第一扇板和第二扇板滑至两者下端与轨道下端重合时，该尺寸也足够满足牙套的加工需求；3/4圆的轨道也可满足第一扇板和第二扇板向下滑动至闭合。

进一步地，所述光纤采用单模光纤，单模光纤的成本较低，且不易产生非线性效应，可使光纤准直器的输出激光的光斑形状更为圆滑。

通过使用本发明，可以产生以下有益效果：本发明包括第一手柄、第二手柄、磨轮、第一扇板、第二扇板、电灯、蓄电池、光纤和光纤激光器，第一扇板和第二扇板中包括光纤、光纤耦合器和光纤准直器，在使用本发明时，第一扇板和第二扇板可实现磨轮的下轮位置的定位，也可为打磨抛光过程提供辅助照亮，在较暗环境下加工工作也可正常进行，光纤激光器的安装方式可以防止工作过程中剧烈的震动对其造成损坏，蓄电池可以使得本发明不受线路的干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中第一扇板、第二扇板和轨道的结构示意图；

图3为本发明中第二扇板的内部结构右视图；

图4为本发明中光纤激光器及固定装置的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-第一扇板，11-光纤准直器，12-第二扇板，13-光纤耦合器，2-轨道，3-第二手柄，4-支柱，5-光纤入口，6-光纤，7-固定装置，71-上板，72-下板，73-弹簧，8-第一手柄，81-蓄电池，82-电灯，9-光纤激光器，10-磨轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1～4所示，一种针对3d打印牙套的加工仪器，包括第一手柄8、磨轮10和轨道2，磨轮10安装在第一手柄8的侧面上，磨轮10的转轴与第一手柄8的侧面垂直，还包括第二手柄3，第二手柄3位于轨道2的上方，第二手柄3通过支柱4固定在第一手柄8上，轨道2也固定在支柱4上。

还包括第一扇板1、第二扇板12、光纤6和光纤激光器9，光纤6采用单模光纤。优选地，第一扇板1和第二扇板12的宽度和磨轮10的宽度相等，当支柱4垂直于水平面时，从上往下看，第一扇板1和第二扇板12的两个弧边与磨轮10边缘重合。光纤激光器9通过固定装置7固定在第一手柄8上，轨道2为阻尼滑轨，轨道2为弧形轨道且位于磨轮10上方，轨道2的轴线与磨轮10的轴线共线，轨道2的半径大于磨轮10的半径1～5cm；第一扇板1和第二扇板12与轨道2的弧度相同并且以垂直角度滑动连接在轨道2上，第一扇板1和第二扇板12滑至轨道2最低端且两者互相闭合时，第一扇板1、第二扇板12的滑动边与轨道2形成一个完整的圆。轨道2为3/4圆，其下方留空，所述第一扇板1和第二扇板12滑至相接时，其两者滑动端与轨道2重合，轨道2无突出部分。

第一手柄8上的光纤激光器9的输出端接上光纤6，将光纤6从第二扇板12上设置的光纤入口5处伸入第二扇板12。第一扇板1和第二扇板12的内部设有多个光纤耦合器13；多个所述光纤耦合器13依次连接，第二扇板12中第一个光纤耦合器13通过光纤6与光纤激光器9连接，第二扇板12中的最后一个光纤耦合器13与第一扇板1中的第一个光纤耦合器13通过光纤6连接，每个所述光纤耦合器13上都通过光纤6接有一个光纤准直器11，光纤准直器11均铰接在第一扇板1和第二扇板12的下端；优选地，第一扇板1中的光纤耦合器13的数量比第二扇板12中的光纤耦合器13的数量少一个，第一扇板1中最后一个光纤耦合器13的两个输出端均连接一个光纤准直器11，多个所述光纤准直器11的输出激光的方向为始终垂直于第一手柄8向下。

优选地，光纤耦合器13采用三端口光纤耦合器。光纤6的一端与光纤激光器9的输出端连接，其另一端从光纤入口5进入第二扇板12内部后，第二扇板12内部的光纤6端头与一个光纤耦合器13的第一端口连接，光纤耦合器13的第二端口与光纤准直器11连接，光纤耦合器13的第三端口与下一个光纤耦合器13的第一端口连接。

优选地，如图2，光纤准直器11在第一扇板1和第二扇板12的下端均匀分布，第一扇板1和第二扇板12上各设8个光纤准直器11，第一扇板1和第二扇板12下端的两个角均设一个光纤准直器11，光纤准直器11的输出端突出第一扇板1和第二扇板12的底端面，光纤准直器11的输出激光互相平行并垂直于第一手柄8。

优选地，光纤激光器9通过固定装置7固定在第一手柄8上，固定装置7包括上板71、下板72和多个弹簧73，光纤激光器9通过销钉固定在上板71上，上板71通过多个所述弹簧73与下板72连接。

优选地，还包括蓄电池81，蓄电池81固定在第一手柄8的尾部，蓄电池8上安装有一个电灯82。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。