[发明专利]增材制造方法

说明书

一种增材制造方法，其包括：(a)提供可固化组合物，其包含：(i)填料，其包含具有通过光散射测定的5‑150μm的直径D_3,99d的玻璃鳞片；和(ii)一种或多种可固化化合物；(b)控制设备以通过使用该可固化组合物来形成物体，其中该可固化组合物经过最小直径Φ_min的排放孔，其中该排放孔的最小直径与该玻璃鳞片的直径D_3,99的比率(Φ_min/D_3,99)是2至小于10；和其中该玻璃鳞片的中值直径D_3,50大于该玻璃鳞片的厚度。

发明领域

本发明涉及一种增材制造方法。此外，本发明涉及一种用于3D打印机的料筒，和包含多个本发明的特定料筒的零件套件。最后，本发明涉及一种用于本发明的增材制造方法的可固化牙科组合物。

本发明的增材制造方法可以用于制备广泛的实心物体。但是，特别的优点是可获自牙科器具的快速诊疗椅边或实验室制备，其具有优异的尺寸精度，美学和机械性能，并且避免大量的手工整饰。

发明背景

牙科器具如修复体通常通过减材碾磨和研磨方法来制造，其使用软件控制的碾磨和研磨机器来在短时间内机加工复合材料或陶瓷块。根据常规的减材方法，使用计算机登记、分析患者的齿列的光学扫描，和设计牙齿模型。该设计用于在约4-12分钟内将实心块碾磨/研磨成约25μm精度的模型。随后可以对该模型烧结和最终上釉，其花费约10-25分钟。另外，这样的陶瓷修复体需要对材料表面进行表面处理如喷砂和/或化学蚀刻，来增强与用于将修复体与牙基质进行粘合的接合剂的机械和/或化学相互作用。因此，通过减材方法生产牙科器具可以在约30分钟内在诊疗椅边进行。

但是，计算机控制的碾磨和研磨机器是昂贵的，并且需要仔细的维护，这产生相当大的维护成本。此外，块材料的大部分在减材碾磨和研磨方法中损失，这使得牙科假体成本高昂。

使用相对低成本、小尺寸的桌面3D打印机，使用生物相容性树脂材料的增材制造技术可以用于诊疗椅边制作牙科器具如恢复性假体。

增材制造方法通常用于通过基于数字模型使材料逐一成层来产生实物物体。例如，在熔合长丝制作或熔合沉积建模中，以长丝形式加工热塑性材料，通过将经塑化的材料挤出穿过移动的、受热的打印机挤出机头来产生三维物体。将熔融材料从打印机头的喷嘴中驱出，并且沉积到增大的工件上。挤出熔体所需的力必须足以克服跨过系统的压降，这取决于熔融材料的粘性性能和液化器和喷嘴的流动几何特性。用于熔融长丝制作的典型材料是热塑性聚合物如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物、聚乳酸(PLA)、二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、尼龙等。

但是，出于许多牙科应用的目的，凝固的热塑性材料的机械性能或耐化学品性是不可接受的。

用于增材制造的另一常规方法是基于在托盘中提供的低粘度树脂配料的逐层光固化。典型的例子是SLA(立体平版印刷)或DLP(数字光加工)。虽然这样的方法允许高速和可负担的3D打印，但是它们对于低粘度树脂(典型地6Pas)的需要将适宜材料限制到低填料含量(1％)。因此，打印的实物物体产生不足的机械性能(挠曲强度/弹性模量)，这将它们的应用限制到非永久性修复体、外科导板或夹板。此外，SLA或DLP需要大量的手工整饰，例如使用有机溶剂除去过量的树脂，除去载体结构，以及整饰和抛光。

所以，常规的3D打印方法不能在诊疗椅边用于制备单组永久性牙科修复体如牙冠、嵌体、高嵌体和贴面。

对于制备单组永久性牙科修复体来说可接受的材料是复合材料，其包含基于微粒填料和聚合引发剂体系的组合物的总重量计至少50重量％的可聚合树脂。该材料经聚合并形成交联的聚合物相，其中引入微粒填料。

但是，在增材制造过程中在挤出或喷射步骤中使用复合材料是有问题的，这是由于在高分辨率打印所需的细喷嘴中颗粒引起堵塞。