[发明专利]用于成形生坯体的方法和由该方法制成的制品

说明书

本申请是申请日为2006年1月16日、申请号为200680001291.X、发明名称为“用于成形生坯体的方法和由该方法制成的制品”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于使生坯体成形并由此形成烧结制品的过程。更具体地，本发明涉及在烧结前采用能量流和/或物质流来切削和成形生坯体半成体，从而制造具有基本呈烧结制品形状的生坯体，然后烧结此成形生坯体以形成烧结制品。

背景技术

设计和制备生产用的工具、机加工部件或其它金属或陶瓷组件是复杂而耗时的。生产具有正确尺寸和特性的金属或陶瓷制品所需的可重复连续过程已经成为重要且昂贵的问题，特别是考虑到一些最近所研发的生产制品具有的复杂性。如果结合用于优化金属或陶瓷制品所需的重复生产步骤的数目，则与研发相关的较长的交付完成时间和高成本，增大了投入市场的时间以及相关成本。

针对于此，已经启动了研发来形成快速原型设计以及制造技术。计算机辅助设计和生成原型的精确三维计算机图像(有时通过扫描实体模型而获得的图像)的能力，已经部分地能够使重复处理能够控制虚拟图像，而非物理实体模型。

快速原型设计也已经导致快速的机加工，所述快速机加工为间接方法，用于从由快速原型设计过程所产生的模具来生产加工模型。通过操纵计算机图像可精确设计虚拟对象，然后，此虚拟对象用于在实际制备物理对象之前制造物理模具。然后，通过这些过程所制备的物理对象可被测试以确定任何一个对象是否能够用于所希望的用途。

快速原型设计技术已导致快速生产系统。这些快速生产系统已将计算机辅助原型设计能力与诸如立体印制的计算机辅助生产技术进行集成。其它的快速生产技术包括：喷射固化、三维焊接、成形-沉积生产、和基于激光的生产系统。流行的基于激光生产技术包括：选择性激光烧结、直接金属激光烧结、和激光工程网络成形。

这些基于激光的制造技术，通过使用激光在某一时间针对单层的金属或陶瓷粉末进行烧结或固化，来逐层构建原型，直到完成制品的生产。而且，有可能需要另外的烧结和金属渗透步骤来生产加工件。另一方面，这些基于激光的生产技术不适合用来制备复杂制品，这些复杂制品具有的突起、悬垂、或其它特征难以通过在某一时间针对单层而制备。另外，这些技术一般而言不适合用于生产体积较大的最终使用制品。因此，对于快速生产过程的改进而言，仍然存在需要以生产高度精确的原型以及最终使用制品。

对于金属部件生产有利的一个领域为正牙领域。正牙支架已经广泛用于校正牙齿畸形，例如扭曲牙或齿间的大间隙。相应的治疗可包括：将力施加到牙齿上，以便移动牙齿以进行正确对准。支架被设置为将力提供到正在被对准的呈弧形的牙齿。每一个支架具有结合表面，其被设置为附着到牙齿。在所述结合表面与牙齿之间形成一种结合，其能够承受在治疗期间正确对准牙齿所需的力。

不同类型的材料已经用于制造正牙支架，包括金属、聚合物和复合材料。金属通常被用于支架，这是由于其强度以及其可被制造成不同形状的能力。通过模制和烧结金属颗粒，或者通过将金属件碾磨成基托形状，可形成支架。生产正牙支架的一种方法包括：在模具中形成金属生坯体并将其烧结为最终部件。

典型地，使用粘合剂在支架的结合表面与牙齿之间形成化学结合。凹进或底切可增加牙齿支架与牙齿之间的结合强度，这是因为粘合剂可以填充在这些物理形式中并硬化，从而为所述结合提供机械特性。模具可以被设置为包括在基底表面中的凸起部分，凹进部分，或不规则部分。可替换地，金属支架可被切削或成形，以包含凹进或底切。这可以通过采用激光或其它碾磨装置而切削为硬化金属结合表面而实现。采用激光来切削和碾磨金属支架，由于烧焦、黑化或氧化，可能会降低支架的生物相容性。

因此，需要的是，改进用于生产和成形诸如正牙支架的金属或陶瓷制品的过程，而不必切削或碾磨硬化的金属或陶瓷材料。另外，对于上述的制造过程有益的是，需要在某一时间针对单层而生产原型或加工制品。

发明内容

通常，用于成形生坯体的方法的实施例，可提供具有所希望形状的生坯体，所述形状大致为由其所制备的烧结制品(例如，正牙支架或支架基托)的形状。这种方法包括将可烧结颗粒与有机粘合剂的混合物模制为初始生坯体的形状。另外，所述方法进一步包括：采用能量流和/或物质流成形初始生坯体，以获得具有所希望形状的成形生坯体。为便于成形，初始生坯体半成体包含多个可烧结颗粒和有机粘合剂，有机粘合剂的量和分布足以将所述多个可烧结颗粒保持在一起，从而在成形期间去除可烧结颗粒时形态稳定。成形生坯体的特征在于，其上具有至少一个“流切削表面”。