[发明专利]一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造(3D打印)和齿科正畸领域，具体涉及一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法。

背景技术

托盘是口腔临床医学中制取牙颌印模所必需的医疗设备，其形状和尺寸大小应与牙弓相匹配，根据口腔内上下牙颌的生理构造不同，托盘分为上颌托盘和下颌托盘。

目前市面上常见的托盘材料有铝制，不锈钢，金属网和一次性塑料等材料。然而各种材料的托盘都存在一定缺陷和问题，一次性塑料托盘存在一定的安全隐患，耗材且不环保；金属网托盘强度一般，会影响印模的稳定性和准确性；铝制和不锈钢托盘强度高，但患者印模的舒适度不够，往往会造成印模不够准确。

因此需要一种针对患者个性化定制的牙颌印模托盘，能够克服上述现有托盘所存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种个性化定制的基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的方法，用于制作取患者口内牙颌形态的印模托盘。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)测量牙弓数据，即牙弓形态，大小和bolton系数等；

2)根据步骤1)测得的牙弓数据，进行计算机软件建模，得到上下颌托盘的数字化模型；

3)将步骤2)建立的数字化模型导入修复软件中，检查模型存在的错误并修复；

4)将步骤3)修复的模型导入切片软件，进行切片处理；

5)将步骤4)切片完成的数据导入3D打印设备，打印出所需的牙齿印模托盘。

所述步骤4)中切片厚度为50μm。

所述将步骤5)打印出的牙齿印模托盘用无水酒精清洗、晾干。

本发明不同于CAD/CAM这种减材数字化切削的原理，是通过增材制造(3D打印)DLP工艺，来制作出印模所用的上下颌托盘，具体原理是根据DLP中的DMD在工作面成像作为动态掩膜，对成型材料进行曝光操作，每次曝光制作一层，逐层累加。本发明所述的方法相比于其他制造方法，具有以下特点：成型速度快，设计制造智能化，高度柔性。

由于本发明印模托盘的材料采用的是光敏树脂(环氧一丙烯酸树脂)，光敏树脂是由树脂单体(monomer)及预聚体(oligomer)组成，含有活性官能团，其在紫外线(波长250-300纳米)照射下借助光敏剂(light initiator)的作用下引发聚合反应。所述材料稳定度高，耐受性强。

本发明制作的托盘与传统托盘相比其效果体现在：

1、针对不同的患者采取个性化定制，降低患者在印模过程中的不适性；

2、运用计算机软件数字化建模，可以提高印模的精确性；

3、印模托盘的材料采用的是用于3D打印的光敏树脂材料，稳定性高，耐受性强，质量轻，易于保管，环保；

4、DLP3D打印工艺，成型速度快，适合批量化生产。

具体实施方式

基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法的步骤：

1)测量数据：医生通过看诊和工具测量得到患者的牙弓数据，即牙弓形态，大小和bolton系数；

2)数字建模：根据步骤1)测得的牙弓数据，通过计算机软件建模，得到上下颌托盘的数字化模型；

3)模型修复：将步骤2)中建立好的数字化模型导入模型修复软件，检查模型存在的错误数据，参考修改意见对模型进行修复；

4)切片处理：将步骤3)中修复完成的模型进行分层切片的处理，即根据实际托盘的尺寸设置层厚为50μm；

5)打印制备：通过以上几个步骤完成后获得的模型数据导入DLP3D打印机程序处理终端，设置打印参数，选择光敏树脂即环氧一丙烯酸树脂为打印材料，选择执行打印功能。3D打印成型设备将按照预定程序，基于三维模型的切层图像，按照不同的制作要求，生成动态掩膜。紫外光找到掩膜上以后，经过透射和反射，形成和掩膜图像一样的图案，然后透过缩小透镜，最终在盛着液态光敏树脂的树脂池中，光敏树脂生成缩小的掩膜图像。被掩膜图像亮处照到的图像就固化形成一个薄层，没照到的地方则还是液态，这样使用每个掩膜照射一次就能制作一层，这样一层一层重复，从下到上堆叠最终打印完成印模托盘；

6)模型清洗及后处理：

将步骤5)中打印制作完成的印模托盘从成型台上取下，用无水酒精清洗掉印模托盘表面未固化的树脂，放置通风处晾干即可。

本发明提出了新的牙齿印模托盘的制作方法，运用计算机数字化设计以及增材制造(3D打印)等技术，个性化为患者定制印模托盘，不仅可以有效提高印模的精度，同时提高了患者佩戴舒适度。所述的一种基于DLP工艺的3D打印牙齿印模托盘的制备方法采用DLP3D打印工艺与传统的光固化有所区别，传统光固化是逐点扫描固化成型，而面曝光是逐面固化成型的，这样能明显的提高成型速度。并且打印材料是光敏树脂相比较于传统印模托盘的材料，更加环保，有利于保存和运输。