[发明专利]一种基于正负压控制的矫治器成型工艺

说明书

本发明在隐形牙齿矫治技术背景下，对矫治器成型工艺中压力控制问题进行创新,对温度控制问题进一步优化而解决矫治器厚度不均和贴合面不紧密等问题。采用正负压工艺制作矫治器，根据TMA测得片材在加热时变形程度，以此为根据优化加热装置中的中波红外线圆管辐射温度分布和压力控制，并采用压力控制器控制片材上下两处的压强差，片材上负压下正压使得片材变形程度相同。同时采用微波加热的方式，对3D打印的牙模加热至一定温度。再让软化后的片材在夹持器移动下靠近在牙模表面，释放片材下方空气，使得下半部分成为负压室，上半部分为正压室，片材在压强差作用下贴合在牙模表面，根据建立的数学模型控制上下密室压强差从而控制膜片厚度，再利用另一部分牙模定型上表面形状，随后冷却固化成型。本发明的效果和益处在于解决因热积聚和重力效应使矫治器片材在加热后软化程度不一的问题。而且还优化了因片材和牙模材质热膨胀系数不同导致贴合面产生应力的问题。

技术领域

本发明属于矫治器成型技术领域，涉及到一种正负压控制的矫治器成型工艺。

背景技术

隐形牙齿矫治技术作为一种新型牙齿正畸技术，相对于传统矫治技术有着更加卫生、舒适、美观等优势，得到越来越多人的认可和使用。三维激光扫描技术、计算机辅助分析、仿真和图形学技术以及激光快速成型技术等学科技术的快速发展为隐形牙齿矫治这一新型创意技术的发展提供了理论基础和技术支持。激光快速成型技术以及3D打印技术的快速发展已经实现了将数字化模型快速、准确、方便地转化成树脂牙齿模型的过程，再通过热压吸塑成型技术，在树脂牙齿模型上翻制透明的牙齿矫治器。而这种弹性、透明的矫治器就是隐形牙齿矫治器，俗称为“隐形牙套”。

目前采用较为广泛的矫治方式是首先对患者的牙颌关系进行数字化转换, 实现模型的三维重建;然后, 在模型的数字化重建的基础上结合可视化三维图像处理技术, 使用相关软件对数据进行处理;再按照临床医生的要求模拟临床矫治设计进行可视化三维牙颌正畸矫治;最后应用光固化快速成型技术将各矫治阶段的牙颌模型制作成型, 在成型的母模上压膜形成各阶段的隐形矫治器。患者佩戴过程中由矫治器本身材料的弹性形变加上附件而产生的回弹力, 实现牙齿的正畸矫治。通过佩戴一系列连续有序的矫治器实现牙齿连续小范围的移动到理想状态的目的。

由于牙模的结构复杂，表面沟壑较多，因此，此类成型机在压力控制，加热方式、温度控制、成型工位的动作等方面与其它成型机均有所不同，而压力和温度控制及成型工序控制是较关键的问题。传统牙模热压吸塑成型是将热塑性高分子等材质加热至软化弹性状态，在气体压力下，紧密吸附至覆盖牙模表面，并采用对应的另一部分牙齿模具或而使其成为制品的一种成型方法。受热的材料有两面与成型工具相接触。这样，材料与模具相接的面就具有与成型模具完全相同表面轮廓，对应一面则对应了另一部分牙模表面结构。但是在加工牙套时，我们明显发现受热软化的片材的变形程度相差极大，片材厚度控制很难，传统的热压吸塑却不能解决这个问题，所以我们在此基础上，采取正负压成型工艺，平衡片材上下压强差，抵消重力带来的变形，并且在成型时通过压力来控制膜片的厚度，所以对压力控制系统进行设计。同时另一主要工序之一就是片材和牙模的加热，让片材软化成可塑性的状态，牙模加热到和片材相同的温度。采取中波红外线圆管加热片材，微波加热3D打印的牙模。后续压模成型后对矫治器进行自然冷却固化。

合理设计正负压成型工艺中的压力和温度控制问题，可以优化矫治器的表面形态、使矫治器完美贴合齿面，并且增加了矫治器的抗断裂与抗伸拉性。从而更好的施加矫治力，使矫治力真正作用在拟移动牙齿上，减少对拟不动牙齿的作用影响，从而减轻患者配戴时的疼痛，更配合地完成矫治过程。

发明内容

本发明提供了一种基于正负压控制的矫治器成型工艺，具体步骤如下：

（1）牙套片材加热装置的改进：