專利名稱：用于成形生坯體的方法和由該方法制成的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使生坯體成形并由此形成燒結(jié)制品的過程。更具體地，本發(fā)明涉及在燒結(jié)前采用能量流和/或物質(zhì)流來切削和成形生坯體半成體，從而制造具有基本呈燒結(jié)制品形狀的生坯體，然后燒結(jié)此成形生坯體以形成燒結(jié)制品。
背景技術(shù)：
設(shè)計和制備生產(chǎn)用的工具、機加工部件或其它金屬或陶瓷組件是復雜而耗時的。 生產(chǎn)具有正確尺寸和特性的金屬或陶瓷制品所需的可重復連續(xù)過程已經(jīng)成為重要且昂貴的問題，特別是考慮到一些最近所研發(fā)的生產(chǎn)制品具有的復雜性。如果結(jié)合用于優(yōu)化金屬或陶瓷制品所需的重復生產(chǎn)步驟的數(shù)目，則與研發(fā)相關(guān)的較長的交付完成時間和高成本， 增大了投入市場的時間以及相關(guān)成本。針對于此，已經(jīng)啟動了研發(fā)來形成快速原型設(shè)計以及制造技術(shù)。計算機輔助設(shè)計和生成原型的精確三維計算機圖像(有時通過掃描實體模型而獲得的圖像)的能力，已經(jīng)部分地能夠使重復處理能夠控制虛擬圖像，而非物理實體模型?？焖僭驮O(shè)計也已經(jīng)導致快速的機加工，所述快速機加工為間接方法，用于從由快速原型設(shè)計過程所產(chǎn)生的模具來生產(chǎn)加工模型。通過操縱計算機圖像可精確設(shè)計虛擬對象，然后，此虛擬對象用于在實際制備物理對象之前制造物理模具。然后，通過這些過程所制備的物理對象可被測試以確定任何一個對象是否能夠用于所希望的用途?？焖僭驮O(shè)計技術(shù)已導致快速生產(chǎn)系統(tǒng)。這些快速生產(chǎn)系統(tǒng)已將計算機輔助原型設(shè)計能力與諸如立體印制的計算機輔助生產(chǎn)技術(shù)進行集成。其它的快速生產(chǎn)技術(shù)包括噴射固化、三維焊接、成形-沉積生產(chǎn)、和基于激光的生產(chǎn)系統(tǒng)。流行的基于激光生產(chǎn)技術(shù)包括選擇性激光燒結(jié)、直接金屬激光燒結(jié)、和激光工程網(wǎng)絡成形。這些基于激光的制造技術(shù)，通過使用激光在某一時間針對單層的金屬或陶瓷粉末進行燒結(jié)或固化，來逐層構(gòu)建原型，直到完成制品的生產(chǎn)。而且，有可能需要另外的燒結(jié)和金屬滲透步驟來生產(chǎn)加工件。另一方面，這些基于激光的生產(chǎn)技術(shù)不適合用來制備復雜制品，這些復雜制品具有的突起、懸垂、或其它特征難以通過在某一時間針對單層而制備。另外，這些技術(shù)一般而言不適合用于生產(chǎn)體積較大的最終使用制品。因此，對于快速生產(chǎn)過程的改進而言，仍然存在需要以生產(chǎn)高度精確的原型以及最終使用制品。對于金屬部件生產(chǎn)有利的一個領(lǐng)域為正牙領(lǐng)域。正牙支架已經(jīng)廣泛用于校正牙齒畸形，例如扭曲牙或齒間的大間隙。相應的治療可包括將力施加到牙齒上，以便移動牙齒以進行正確對準。支架被設(shè)置為將力提供到正在被對準的呈弧形的牙齒。每一個支架具有結(jié)合表面，其被設(shè)置為附著到牙齒。在所述結(jié)合表面與牙齒之間形成一種結(jié)合，其能夠承受在治療期間正確對準牙齒所需的力。
不同類型的材料已經(jīng)用于制造正牙支架，包括金屬、聚合物和復合材料。金屬通常被用于支架，這是由于其強度以及其可被制造成不同形狀的能力。通過模制和燒結(jié)金屬顆粒，或者通過將金屬件碾磨成基托形狀，可形成支架。生產(chǎn)正牙支架的一種方法包括在模具中形成金屬生坯體并將其燒結(jié)為最終部件。典型地，使用粘合劑在支架的結(jié)合表面與牙齒之間形成化學結(jié)合。凹進或底切可增加牙齒支架與牙齒之間的結(jié)合強度，這是因為粘合劑可以填充在這些物理形式中并硬化，從而為所述結(jié)合提供機械特性。模具可以被設(shè)置為包括在基底表面中的凸起部分，凹進部分，或不規(guī)則部分?？商鎿Q地，金屬支架可被切削或成形，以包含凹進或底切。這可以通過采用激光或其它碾磨裝置而切削為硬化金屬結(jié)合表面而實現(xiàn)。采用激光來切削和碾磨金屬支架，由于燒焦、黑化或氧化，可能會降低支架的生物相容性。因此，需要的是，改進用于生產(chǎn)和成形諸如正牙支架的金屬或陶瓷制品的過程，而不必切削或碾磨硬化的金屬或陶瓷材料。另外，對于上述的制造過程有益的是，需要在某一時間針對單層而生產(chǎn)原型或加工制品。

發(fā)明內(nèi)容
通常，用于成形生坯體的方法的實施例，可提供具有所希望形狀的生坯體，所述形狀大致為由其所制備的燒結(jié)制品(例如，正牙支架或支架基托)的形狀。這種方法包括將可燒結(jié)顆粒與有機粘合劑的混合物模制為初始生坯體的形狀。另外，所述方法進一步包括: 采用能量流和/或物質(zhì)流成形初始生坯體，以獲得具有所希望形狀的成形生坯體。為便于成形，初始生坯體半成體包含多個可燒結(jié)顆粒和有機粘合劑，有機粘合劑的量和分布足以將所述多個可燒結(jié)顆粒保持在一起，從而在成形期間去除可燒結(jié)顆粒時形態(tài)穩(wěn)定。成形生坯體的特征在于，其上具有至少一個“流切削表面”。在另一實施例中，一種制造方法可提供包含燒結(jié)體的生產(chǎn)制品。此方法包括將可燒結(jié)顆粒與有機粘合劑的混合物模制為初始生坯體半成體的形狀。采用能量流和/或物質(zhì)流成形初始生坯體半成體，產(chǎn)生了具有所希望形狀的生坯體，其中所述形狀基本上為最終燒結(jié)制品的形狀。另外，執(zhí)行燒結(jié)成形生坯體以生產(chǎn)具有所希望形狀的制品。另一實施例包括用于制備流成形生坯體的初始生坯體。初始生坯體包含多個可燒結(jié)顆粒，其中可燒結(jié)顆粒包括金屬材料或陶瓷材料中的至少一種。另外，生坯體包含有機粘合劑基體，其中所述有機粘合劑至少部分地涂覆于所述多個可燒結(jié)顆粒中的每個可燒結(jié)顆粒。有機粘合劑的特征在于，其具有的包圍所述多個可燒結(jié)顆粒的一部分的厚度將一個可燒結(jié)顆粒與另一個可燒結(jié)顆粒分開；粘性足以將所述多個可燒結(jié)顆粒保持在一起；并且形成穩(wěn)定形態(tài)的主體，其中，所述多個可燒結(jié)顆粒初始時通過粘合劑而被結(jié)合在一起，其中， 所述穩(wěn)定形態(tài)的主體能夠采用能量流或物質(zhì)流中的至少一種而成形，同時在不經(jīng)受流去除過程的區(qū)域中保持形態(tài)穩(wěn)定。在制造正牙支架的情況下，成形生坯體的外表面可包括通過能量流和/或物質(zhì)流而形成的至少一部分，其具有的輪廓特征在于包含金屬顆粒的多個凹進和/或高部。這些凹進和/或高部在燒結(jié)而產(chǎn)生最終支架之后保留下來。在結(jié)合表面的情況中，所述凹進和/ 或高部，例如通過在這些凹進和/或高部以及增加的表面面積之中和周圍的粘結(jié)劑的機械互鎖，而幫助將支架結(jié)合到病人的牙齒。通過采用能量流和/或物質(zhì)流，可形成金屬生坯體
4的其它部分(例如，弓絲槽，帶翼等)。在一些實施例中，在通過用于成形的激光或者其它能量流的熱而進行燒結(jié)之前，在生坯體表面處或其附近所置的金屬顆粒的至少一部分可被熔
合在一起。典型地，被能量流和/或物質(zhì)流去除的金屬或陶瓷顆粒，并不再次沉積到金屬生坯體的表面上，而是完全被去除并遺棄?？蔁Y(jié)顆粒是否再次沉積，主要取決于有機粘合劑熔化、燃燒或分解時的溫度與可燒結(jié)顆粒熔化或汽化時的溫度之間的關(guān)系。所述溫度之差越大，則越有可能使激光或其它能量流熔化、燃燒或分解粘合劑而且又實際上并不熔化或汽化可燒結(jié)顆粒。另外，根據(jù)在此所包括的示范說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇能量流(例如，激光)和/或切削過程，來確保清潔去除可燒結(jié)顆粒，以防止它們再次沉積在金屬生坯體表面上。本發(fā)明的一個實施例提供一種形成正牙支架生坯體的方法。所述方法可包括將可燒結(jié)顆粒引入(例如，注入)模具中，并將粘合劑引入(例如，注入)所述模具中，粘合劑的量足以將可燒結(jié)顆粒保持在一起?？蔁Y(jié)顆粒和粘合劑可形成為初始生坯體，有利地形成為大致的正牙支架和/或基托的形狀。可替換地，初始生坯體可被壓制為一種形態(tài)，該形態(tài)可被進一步成形為正牙支架的形狀。使用能量流和/或物質(zhì)流切削外表面，以形成正牙支架和/或基托的任何特征，從而成形初始生坯體。而且，金屬生坯體，或者更具體地，金屬生坯體的呈結(jié)合表面形狀的表面，可采用能量流和/或物質(zhì)流而具有形成于其上的多個高部、凹進和/或底切。為了由成形生坯體形成正牙支架和/或基托，本發(fā)明提供了另一實施例。相應地， 金屬生坯體可通過將成形生坯體燒結(jié)為燒結(jié)體而被加工為正牙支架和/或基托。燒結(jié)體的外表面限定了正牙支架的形狀，并且可包括由能量流和/或物質(zhì)流而在其上成形的至少一個部分。成形部分通過在燒結(jié)之前采用能量流和/或物質(zhì)流切削初始生坯體而形成。這可能導致金屬燒結(jié)體的成形部分基本上免于燒焦，而燒焦經(jīng)常發(fā)生在金屬體通過激光被切削時。而且，成形部分可為凹部(例如，底切)，其形成于外表面中，或者更具體地，其形成于正牙支架和/或基托上的結(jié)合表面中。無論燒結(jié)體實際上是否基本上呈最終燒結(jié)支架的形狀，成形生坯體通常比最終支架大了大約15-30%，因而其本身并非正牙支架。除了尺寸較大之外，成形生坯體缺乏足夠的強度來應對在正牙處理期間實際支架所承受的強扭力(例如，由于弓絲在弓絲槽中緊靠支架以在治療期間重新定位病人的牙齒)。當成形生坯體被燒結(jié)時，其收縮至正牙支架的尺寸，并獲得足夠的強度來用作正牙支架。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點和特征將由下文描述和所附的各權(quán)利要求中變得更為詳盡和明顯，或者可通過對本發(fā)明的如下文所述實踐而獲知。


為進一步使本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點和特征變得清晰，將參照各附圖中所圖示的特定實施例，對本發(fā)明進行更為具體的描述。可以理解的是，這些附圖所圖示的僅僅是本發(fā)明的典型實施例，因此，不應被認為是對本發(fā)明的范圍的限制。通過使用各附圖，本發(fā)明的另外的特征和細節(jié)將被描述和闡釋，所述附圖中圖I是圖示了以正牙支架為形式的成形生坯體的實施例的側(cè)視圖2是圖示了可通過對可燒結(jié)顆粒進行流去除而由單一的初始生坯體成形的成形生坯體的不同實施例的示意圖；圖3A和3B是流切削表面的示例性形貌的實施例的橫截面視圖；圖4是圖示了用于制備成形生坯體的系統(tǒng)的實施例的示意圖；圖5是圖示了用于由成形生坯體制備燒結(jié)體的系統(tǒng)的實施例的示意圖；圖6是圖示了用于對于形成初始生坯體所用的顆粒和粘合劑成分進行處理的系統(tǒng)的實施例的示意圖；圖7是圖示了掃描和/或成形系統(tǒng)的實施例的示意圖；圖8是圖示了流切削裝置的實施例的示意圖；圖9A是圖示了流切削噴嘴的實施例的示意圖；圖9B是圖示了同軸流切削噴嘴的實施例的示意圖；圖9C是圖示了同軸流切削噴嘴的實施例的示意圖；圖10是圖不了二維流切削系統(tǒng)的實施例的不意圖；圖11是圖示了根據(jù)本發(fā)明而形成的示例性正牙支架的立體圖；圖12A是圖示了呈正牙支架形狀的示例性生坯體的側(cè)視圖；圖12B是圖示了呈正牙支架基托形狀的示例性生坯體的側(cè)視圖；圖13A和13B是圖示了形成正牙支架的結(jié)合表面的一部分的生坯體的示例性實施例的側(cè)視圖；和圖14A-14C是圖示了形成正牙支架的結(jié)合表面的一部分的金屬生坯體的示例性實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例包括包含金屬或陶瓷顆粒在內(nèi)的初始生坯體，由初始生坯體制備的成形生坯體、由成形生坯體制備的燒結(jié)體、以及它們的制造和使用方法。初始生坯體通過能量流和/或物質(zhì)流中的至少一種而成形，以便在被燒結(jié)為最終的硬化制品之前具有所希望的形狀。I.概括定義如在此所使用的用詞“生坯(green) ”意在指代所制造制品的狀態(tài)，其中，所述制品包括通過有機粘合劑而保持在一起的諸如金屬或陶瓷顆粒的多個燒結(jié)顆粒。這樣，初始生坯體可以通過能量流和/或物質(zhì)流而成形，以便形成成形生坯體。如在此所使用的用詞“成形(shape) ”、“形成(form) ”之類意在確定所制造制品的三維結(jié)構(gòu)或外觀。這樣，齒輪形狀的生坯體可以被解釋為表明此生坯體看起來像齒輪，盡管它所具有的成分、尺寸和配比(proportionality)可以不同于通過燒結(jié)此齒輪形生坯體而制備的實際齒輪。例如，形狀類似齒輪的生坯體將具有齒輪的外觀，不過比經(jīng)燒結(jié)的齒輪大了大約10%至大約30%。它也缺乏足夠強度來實現(xiàn)預期功能。這種強度通常通過燒結(jié)而實現(xiàn)。如在此所使用的用詞“流切削(stream-cut) ”意在指代如下處理，即，使用諸如激光束或電子束的能量流或諸如水噴射流的物質(zhì)流而將對象切削為顆粒流，來將物品或制品制備為具有所希望的形狀。通過流切削，物品或制品被切削而改變形狀?！傲髑邢鞅砻妗笔侵竿ㄟ^采用能量流或物質(zhì)流中的至少一種來去除燒結(jié)顆粒而形成的表面。如在此所使用的用詞“激光切削(laser-cut) ”意在指代如下處理，即，通過采用激光來切削對象，使得物品或制品成形為具有所希望的形狀。通過激光切削，物品或制品被激光所切削而改變形狀。如在此所使用的用詞“能量流(stream of energy) ”意在指代沿著大致線性的軌跡而傳播的能量束或能量流。這樣，能量流可以包括激光束或其它電磁輻射束。另外，諸如等離子體、離子或電子的原子或亞原子量級的材料束，也被認為是能量流。原子或亞原子的能量流的實例包括電子束、放電、等離子體束、離子束以及類似物。如在此所使用的用詞“物質(zhì)流(stream of matter) ”意在指代沿著大致線性的軌跡而流動的物質(zhì)，其中所述物質(zhì)大于原子量級，并包括微觀顆粒和宏觀顆粒。宏觀的物質(zhì)流的實例包括水射流、流體射流、化學射流、噴砂流、以及類似物。含量、數(shù)量、顆粒尺寸和其它數(shù)字數(shù)據(jù)可按照范圍的格式來表示?？梢岳斫獾氖?， 這種范圍格式的使用僅僅是出于方便簡潔的考慮，并且應該易于被理解為不僅包括被明確列舉所述范圍的限值的數(shù)字值，而且包括由該范圍所涵蓋的所有單獨的數(shù)字值或子范圍， 就如同所述數(shù)字值和子范圍的每一個被明確列舉那樣。例如，可燒結(jié)顆粒在不同生坯體合成物中呈現(xiàn)的占總重量的百分數(shù)可在大約50%至大約98%的范圍中。這種所列舉的范圍應被理解為不僅包括明確列舉的限值大約50%和大約98%，而且包括諸如55、62、70和88 這樣的單獨的成分百分比，以及在這些單獨百分比之間的子范圍。無論所描述的范圍大小或特征如何，這樣的解釋均適用，并且還適用于具有上數(shù)字值和下數(shù)字值的范圍以及僅列舉了一個數(shù)字值的開放端范圍。11·牛壞體合成物在一個實施例中，用于制備生坯體的基于金屬的合成物可以包括多種可燒結(jié)金屬顆粒。金屬顆?？砂ɡ玟X、鎳、鈦、銅、鈷、不銹鋼及類似物、以及各種它們的合金。在更為具體的示例中，金屬顆粒可由鎳-鈦合金粉末組成。更具體地，優(yōu)選的是，金屬顆?？捎山饘俳M成，所述金屬可以被粉碎和/或粉末化并在此之后被燒結(jié)。例如，如果希望得到抗腐蝕不銹鋼齒輪，則可以使用預合金化的細晶不銹鋼粉末。在一個實施例中，用于制備生坯體或其半成體的基于陶瓷的合成物可以包括多種可燒結(jié)陶瓷顆粒?？蔁Y(jié)陶瓷顆?；蝾w粒中材料的實例包括羥磷灰石、莫來石、結(jié)晶氧化物、非結(jié)晶氧化物、碳化物、氮化物、硅化物、硼化物、磷化物、硫化物、碲化物、硒化物、氧化招、氧化娃、氧化鈦、氧化錯、氧化招-氧化錯、碳化娃、碳化鈦、硼化鈦、氮化招、氮化娃、鐵氧體、硫化鐵、及類似物。同樣地，根據(jù)本發(fā)明，在制備根據(jù)本發(fā)明的可燒結(jié)生坯體的過程中，可使用任何可燒結(jié)陶瓷顆粒。相應地，在制備初始生坯體的過程中，可使用各種類型的可燒結(jié)金屬和/或陶瓷粉末。在一些情況下，使用通過燒結(jié)所述生坯體而制備的制品，將需要特定的可燒結(jié)材料， 以便提供所希望的或所需要的物理特性。同樣地，對于用于特定類型的制成制品的材料的種類，存在優(yōu)選或限制。其原因部分地在于，不同制品可能需要承受使用中所施加的力，這些力引起不同量級的應力或應變。在一些情況下，對于燒結(jié)體而言優(yōu)選的是，具有高量級的強度和韌性，從而在正常使用中不易受損?？商娲?，可能存在某些環(huán)境，其中優(yōu)選可彎曲的或高撓性的燒結(jié)制品。一些制品可能需要忍受非常高或非常低的溫度。因此，存在某些情況，其中優(yōu)選金屬顆粒而非陶瓷顆粒，或者與此相反。相應地，根據(jù)本發(fā)明所用顆粒的特性，可以依賴于成形生坯體以及燒結(jié)制品的結(jié)構(gòu)。燒結(jié)制品的尺寸和表面質(zhì)量可部分地確定顆粒的尺寸，例如，較小的制品或具有光滑表面的制品可能需要較小的顆粒。例如，可燒結(jié)顆粒的平均直徑通常可在從大約O. 01 μ m至大約5mm的范圍之內(nèi)。優(yōu)選的較小顆粒的范圍為大約O. I μ m至大約50 μ m ;更優(yōu)選的范圍為大約O. 5 μ m至大約25 μ m ;最優(yōu)選的范圍為大約Iym至大約10 μ m。另一方面,優(yōu)選的較大顆粒的范圍為大約50 μ m至大約5_ ;更優(yōu)選的范圍為大約100 μ m至大約1_ ;最優(yōu)選的范圍為大約O. 25mm至大約O. 75mm。另外，有利的是，使用在優(yōu)選的較小顆粒范圍中的較小顆粒與所述較大顆粒范圍中的顆粒的組合。另外，可燒結(jié)顆粒在生坯體合成物中的含量，能夠根據(jù)多種因素而產(chǎn)生大幅度的變化，所述多種因素例如為顆粒尺寸、金屬或陶瓷的類型、有機粘合劑的量和類型、和成形生坯體以及由此所制備的燒結(jié)制品的物理特性。例如，可燒結(jié)顆粒相對于生坯體合成物的重量百分比可呈現(xiàn)于大約25 %至大約98 %的范圍中，優(yōu)選地其重量百分比在大約35 %至大約95 %的范圍中，更優(yōu)選地其重量百分比在大約50 %至大約90 %的范圍中，而最優(yōu)選地其相對于生坯體合成物的重量百分比在大約60%至大約85%的范圍中。另一方面，當包括金屬、陶瓷、碳化物或其它增強填充物時，所述可燒結(jié)顆粒可呈現(xiàn)較低的含量。為了將可燒結(jié)顆粒結(jié)合在一起，基于金屬或陶瓷的合成物包括有機粘合劑。根據(jù)本發(fā)明可用于將可燒結(jié)顆粒結(jié)合在一起的有機粘合劑的實例包括各種聚合物、聚烯烴、硅樹脂、丙烯酸樹脂、膠乳、蠟、油類、油脂、增塑劑、木素磺酸鹽、多聚糖、纖維素及其衍生物、 淀粉及其衍生物、其它天然聚合物(例如，蛋白質(zhì))、天然橡膠以及合成橡膠，等。聚合粘合劑的更為具體的實例可包括聚丙烯、聚乙烯、丙烯酸類聚合物、聚苯乙烯、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、聚(乙烯-乙烯醇)、聚乙烯醋酸酯(polyethylene acetate)、氯化聚乙烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯的二、三嵌段聚合物、聚氯丁二烯、聚乙烯-丙烯共聚物、 氯磺化聚乙烯、聚氨酯、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-乙基丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯橡膠膠乳、聚氯丁二烯膠乳、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚二甲基硅氧烷， 等?？梢岳斫獾氖?，可以使用其它本領(lǐng)域公知的有機粘合劑，以便將可燒結(jié)顆粒結(jié)合到生坯體合成物中，用于根據(jù)本發(fā)明進行處理。相應地，在制備生坯體過程中所使用的合成物包括粘合劑，該粘合劑在所述多個可燒結(jié)顆粒中的量和分布足以將可燒結(jié)顆粒保持在一起。另外，由金屬和/或陶瓷顆粒以及粘合劑組成的初始模制生坯體或半成體可被充分地擠壓或壓縮，從而形成穩(wěn)定形態(tài)并且能夠易于保持形狀且自支撐。更具體地，粘合劑的量和分布足以使生坯體半成體采用物質(zhì)流和/或能量流而被成形，例如采用激光、水射流、或電子束而被成形。這樣，有機粘合劑可將可燒結(jié)顆粒保持在一起而形成所希望的形狀，并且在成形過程中將顆粒一直保持在一起。另外，與可燒結(jié)顆?；旌系挠袡C粘合劑在生坯體合成物中的含量可根據(jù)前述因素而大幅度變化。例如，有機粘合劑相對于生坯體合成物的重量可以呈現(xiàn)于大約2%至大約75 %的含量范圍之內(nèi)，優(yōu)選地處于大約5 %至大約65 %的重量百分比范圍內(nèi)，更優(yōu)選地處于大約10%至大約50%的重量百分比范圍內(nèi)，最優(yōu)選地處于生坯體合成物重量的大約 15%至大約40%的范圍內(nèi)。如前所述，可以理解的是，可使用可燒結(jié)顆粒相對于粘合劑的任何比率，只要生坯體或半成體被充分保持在一起用于采用能量流或物質(zhì)流而被處理和成形即可。在一個實施例中，有機粘合劑可以按照一定的量和分布而與可燒結(jié)顆?；旌匣蚪M合，所述的量和分布足以形成能夠被注入模具中的可流動的顆粒-粘合劑合成物。這種可流動的顆粒-粘合劑合成物可以被預先混合，從而將粘合劑分布于可燒結(jié)顆粒周圍和/或可燒結(jié)顆粒之間。所述過程可包括將粘合劑粘附到顆粒上并且提供介質(zhì)從而使顆粒懸浮。下文中將更詳細地論述根據(jù)本發(fā)明的生坯體和用于制造生坯體的各種工藝的實例以及可以由成形生坯體制備的制品的類型。III.牛壞體圖I示出了形狀為正牙支架10的生坯體12的實施例。生坯體12包括由有機粘合劑保持在一起的可燒結(jié)的金屬和/或陶瓷顆粒，其中正牙支架10的形狀由外表面16限定。相應地，生還體12包括至少一個帶翼(tie wing) 18,其特征在于具有鄰接到葉片凹部 30的葉片(lobe)28。而且，生坯體12具有向上側(cè)(或唇側(cè))開口的弓絲槽20。如圖所示， 生坯體12包括結(jié)合表面22，其具有包括多個突起和底切的輪廓。在本實施例中，外表面16包括至少一個流切削(例如激光切削)表面32a，其具有的輪廓的特征在于，通過從生坯體12去除可燒結(jié)顆粒和粘合劑而形成的多個底切24。一般而言，通過這種形成特征的切削所形成的特征能夠宏觀可見或微觀可見。如在此使用的用詞“宏觀”可以包括不需要任何放大就能通過肉眼所見的特征?？商娲兀诖耸褂玫挠迷~ “微觀”指的是需要采用放大以便使所述特征可見。在一個實施例中，生坯體12可具有在外表面16上的另一個流切削表面32b。該流切削表面32b被切削成生坯體12，從而去除顯著量的生坯材料，以便形成正牙支架10的形狀。相應地，生坯體12可以初始具有如虛線34所示的方形截面區(qū)域(例如，初始生坯體)。 更具體地，生坯體12的第一部分36可被切離于生坯體的第二部分38，從而在切削處形成激光切削表面32b。另外，可以形成較小的流切削表面32c，即，僅僅去除最小量的生坯體材料，或者對于先前的切削進行精切削。因此，形成特征的流切削表面32a、顯著的流切削表面32b、和/ 或較小的流切削表面32c可作為生坯體的外表面16的根據(jù)本發(fā)明而進行流切削的部分。圖2示出了可以由生坯體50形成的制品的另外的實施例。單一的初始生坯體50 可以被流切削成成形的生坯體，其具有齒輪52、滾筒54、心軸56或任何其它所希望制品的形狀。該過程可以通過流切削處理完成，所述流切削處理通過切除多余材料來根據(jù)初始生坯體50而基本上形成所希望的形狀。因此，呈大致圓柱形的初始生坯體50可被切削為多種生坯體形狀。相應地，初始生坯體50可以通過流切削處理而成形，從而形成流切削表面58。這樣，流切削表面58可包括整個外表面，從而可通過采用能量流或者物質(zhì)流對生坯材料進行切削而形成包括齒輪齒60和孔62在內(nèi)的齒輪52的形狀。因此，輪齒60和孔62均可以由流切削表面58來限定。類似地，流切削表面58可以被切削為初始生坯體50，從而形成滾筒54的形狀。如圖所示，滾筒54包括基本光滑的環(huán)形流切削外表面58。而且，由光滑的流切削表面58限定的孔64可被鉆孔而通過初始生坯體50。
可替代地，可由初始生坯體50而流切削出具有流切削表面58的心軸56。雖然已經(jīng)圖示和描述了成形生坯體的各種實施例，不過本發(fā)明并不限于這些形狀。因此，成形生坯體可為能夠如在此所述的那樣而被切削和燒結(jié)的任何形狀。也就是說， 由燒結(jié)而制備的任何形狀或制品可以被制備為根據(jù)本發(fā)明的成形生坯體。圖3A和3B示出了流切削表面70的實施例。圖3A的流切削表面70包括輪廓72， 其限定了生坯體74的外表面上的特征。在該實施例中，輪廓72包括多個宏觀不規(guī)則的高部(elevation)，其可以具有凸起76、凹部78、和/或底切80的形式，并且導致總體上不平坦的或者說粗糙的表面81。較大的不規(guī)則高部還可以包括微觀的或更小的不規(guī)則高部，其可以為微凸起82、微凹部84、和微底切86。可替代地，如圖3B所示，流切削表面70可以采用能量流或物質(zhì)流以特定方式切削，此方式導致形成限定了大致光滑表面88的輪廓72。因此，生坯體74可被設(shè)置為，具有從基本上不平坦的狀態(tài)(圖3A)至基本上光滑的狀態(tài)(圖3B)的輪廓或表面。以不平坦或粗糙表面81或光滑表面88為特征的輪廓72可包括粘合劑，其用于將多個可燒結(jié)顆粒保持在一起以形成生坯體74。在一個實施例中，輪廓72上的一部分金屬顆粒被熔化在一起，以形成熔化的表面層。在另一實施例中，輪廓72上的可燒結(jié)顆粒與熔化的粘合劑粘附在一起。在又一實施例中，尤其當由諸如激光的能量流形成之時，輪廓72的一部分包括燒焦層或黑化層。所述燒焦層或黑化層所特有的表面特征，是由于采用將表面加熱至高溫的能量流來切削生坯體74的過程中所伴隨的粘合劑的蒸發(fā)、熔化、和/或燃燒所致。IV.制造牛壞體和饒結(jié)制品圖4-10示出了可以在形成生坯體及由其所制備的燒結(jié)制品的過程中使用的處理系統(tǒng)和設(shè)備的各實施例的不同示意圖?？梢岳斫獾氖?，對于處理系統(tǒng)和設(shè)備所進行的這些示意性表述僅為示例性的，因而可以進行各種改造以制備本發(fā)明的生坯體和燒結(jié)制品。因此，用于制備大多數(shù)類型的可燒結(jié)生坯體和燒結(jié)制品的當前公知的或在今后開發(fā)的各種系統(tǒng)和設(shè)備，應被認為涵蓋于本公開的范圍之內(nèi)。另外，這些示意性表述不應被解釋為是對所描述的任何相關(guān)的特征的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、方位、或存在所進行限制的方式。據(jù)此而言，現(xiàn)在將提供根據(jù)本發(fā)明的可制備生坯體和燒結(jié)制品的系統(tǒng)和設(shè)備的一些示例的更詳細的描述。圖4是例示了用于從初始生坯體制備成形生坯體的成形系統(tǒng)100的通常實施例的示意圖。初始時，從顆粒供給裝置102獲得可燒結(jié)顆粒，并從有機粘合劑供給裝置104獲得有機粘合劑。然后，所述可燒結(jié)顆粒和有機粘合劑被引入混合裝置106中以制備混合物。然后，所述混合物被引入模制裝置108中，由此形成具有所希望初始形狀的初始生坯體或者半成體110。初始生坯體110的特征在于，其所具有的外表面大致為由模制裝置108所限定的模制腔的形狀。然后，具有模制腔形狀的初始生坯體或者半成體110，被供給到流切削裝置112 中。流切削裝置112可以在某些點處關(guān)聯(lián)到到三維(“3-D”)虛擬影像發(fā)生器114，虛擬影像發(fā)生器114能夠構(gòu)建出成形生坯體116的所希望形狀的3-D虛擬影像?？商鎿Q地，所述 3-D虛擬影像可在3-D虛擬影像發(fā)生器114中構(gòu)建，然后被存儲在數(shù)據(jù)存儲器件上，該存儲器件然后被提供給流切削裝置112。
在任何情況下，流切削裝置112均能夠?qū)⒊跏忌黧w110流切削為成形生坯體 116。優(yōu)選地，流切削裝置112使用計算機引導技術(shù)以指引能量流和/或物質(zhì)流，從而使生坯體材料形成精確形狀。如圖所示，成形生坯體116可被制備成齒輪形狀，或其它任何所希望的流切削形狀。圖5為例示了用于將成形生坯體燒結(jié)為燒結(jié)體的燒結(jié)系統(tǒng)120的通常實施例的示意圖。通過采用成形系統(tǒng)100，可獲得成形生坯體124，如圖4所示?？商鎿Q地，根據(jù)本發(fā)明的成形系統(tǒng)的各種其它實施例也能夠提供成形生坯體124。在任何情況下，成形生坯體124被引入燒結(jié)裝置126。然后，燒結(jié)裝置126將可燒結(jié)顆粒燒結(jié)在一起，并將粘合劑從空隙空間中去除。在一些情況下，優(yōu)選地，通過熔化去除或蒸發(fā)去除，例如通過去結(jié)合(de-binding) 處理，而去除粘合劑。在燒結(jié)生坯體材料后，燒結(jié)體128被移出燒結(jié)裝置126。將燒結(jié)體128與成形生坯體124進行比較顯示，根據(jù)優(yōu)選實施例，燒結(jié)過程已經(jīng)將制品的體積減小了大約10%至大約30%?？蛇x地，燒結(jié)體128然后可以通過修整裝置130而進行處理，修整裝置130能夠?qū)Y(jié)體進一步精制為精修制品132?？梢允褂枚喾N處理來修整燒結(jié)制品，這取決于所述修整處理的性質(zhì)。這樣的修整處理的實例包括研磨、砂磨、噴丸(shot peening)、粉末涂覆、涂漆或類似處理。 V.制造顆粒-粘合劑的合成物圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的顆粒-粘合劑處理系統(tǒng)200的實施例的示意圖?？梢酝ㄟ^圖4中所描述的普通混合裝置106來展示下文中所描述的顆粒-粘合劑處理系統(tǒng)200的不同實施例。更具體地，可使用顆粒-粘合劑處理系統(tǒng)200來將顆粒和粘合劑混合在一起， 以便形成能夠被引入模具用于制備根據(jù)本發(fā)明的生坯體的混合物。在一個實施例中，可燒結(jié)顆粒可以保存在諸如容器、存儲箱、貯料斗、混合器之類的顆粒存儲容器202中。用于懸浮可燒結(jié)顆粒的懸浮溶液可保存在懸浮容器208中。另外， 粘合劑A可類似地被保存在粘合劑存儲容器204中，而用于溶解或懸浮粘合劑的粘合劑溶劑可保存在溶劑容器210中。這樣，來自容器202的顆粒可與來自容器208的懸浮溶液相結(jié)合。所述懸浮溶液與所述顆粒相容，以形成能夠被處理用于制備顆粒-粘合劑合成物的顆粒懸浮或其它流體合成物。所述懸浮溶液可由有機溶劑或水構(gòu)成，并可包括纖維素醚，以實現(xiàn)非牛頓切變特性或變稠，從而使顆粒保持懸浮。這樣，所述顆粒和懸浮溶液可以在顆粒容器202、懸浮容器 208或混合器206中被結(jié)合。類似地，來自容器204的粘合劑A可與來自容器210的溶劑相結(jié)合，其中所述結(jié)合可在粘合劑A容器204、溶劑容器210或混合器206中進行。這樣，所述溶劑可以被混合以粘合劑A，從而溶解粘合劑A或者與其形成可流動的懸浮狀態(tài)。粘合劑A和溶劑的混合物可用于制備顆粒-粘合劑合成物，其具有顆粒，并且具有或者不具有懸浮溶液。在一個實施例中，所述懸浮顆粒被供給到混合器206中。另外，懸浮或溶解在溶劑中的粘合劑A也可以被供給到混合器206中?；旌掀?06可為高切變混合器或低速混合器， 其被設(shè)置以形成由顆粒和粘合劑A所組成的合成物。另外，懸浮溶液和/或溶劑，無論其是否易于混合，均可增強混合。無論何種情況，在混合器206中能夠制備出顆粒-粘合劑合成物?？商娲兀痪哂袘腋∪芤旱念w粒與具有或不具有溶劑的粘合劑A，在混合器206中被混合。在一個實施例中，所述懸浮顆?？稍诨旌掀?06中與粘合劑A結(jié)合，而無需粘合劑溶劑。這樣，粘合劑A可以通過將粘合劑A液化的方式而被加熱單元加熱。通過采用加熱單元220來液化粘合劑A，粘合劑能夠被容易地被操控并被注入混合器206中。這樣，加熱單元202可被設(shè)置為將熱供給到粘合劑A容器204，或者可替代地，粘合劑A可被供給到加熱單元220中。在任何情況下，粘合劑A被加熱而可流動，其中流體粘合劑可被容易地注入混合器206中。在這種情況下，粘合劑A通過加熱而被液化而無需輔以溶劑，顆粒懸浮能夠增強在顆粒與粘合劑A之間的混合?？商娲兀痪哂袘腋∪芤旱念w粒與加熱的粘合劑在混合器206中被混合。在一個實施例中，來自容器202的干燥顆粒和來自容器204的粘合劑A可直接供給到混合器206中，而不需要任何懸浮溶液、溶劑或加熱。在這種情況下，混合器206可為干式造?；旌掀鳎淠軌?qū)㈩w粒和粘合劑A進行造粒和結(jié)合為均勻顆?；暮铣晌?。這樣， 這種顆?；铣晌锟筛鶕?jù)本發(fā)明而被進一步處理。在一個實施例中，來自容器202的顆粒，具有或者不具有來自容器208的懸浮溶液，能夠被供給到調(diào)節(jié)器皿212中。調(diào)節(jié)器皿212可以容納調(diào)節(jié)劑(例如，調(diào)節(jié)合成物)， 該調(diào)節(jié)劑用于以增強顆粒與粘合劑的混合的方式來調(diào)節(jié)顆粒。這種調(diào)節(jié)劑可以為各種蠟狀物、聚烯烴、分散劑、流變調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和類似材料中的任何一種，從而增強顆粒的結(jié)合、涂覆和/或在粘合劑A中散布的能力。在一個實施例中，所述調(diào)節(jié)劑可為有機粘合劑。 混合后，調(diào)節(jié)劑能夠以增強顆粒與粘合劑A之間的交互作用的方式來至少部分地涂覆所述顆粒。因此，已經(jīng)在調(diào)節(jié)器212中得到調(diào)節(jié)的顆粒隨后能夠與粘合劑A —起被供給進入混合器206中。另一方面，在顆粒被供給進入調(diào)節(jié)器皿212之后，有利的是，將調(diào)節(jié)后的顆粒引入到干燥器/冷卻器單元214中。這樣，所述調(diào)節(jié)劑可包括揮發(fā)性溶劑，使得當干燥器212被加熱時溶劑蒸發(fā)而留下干燥的調(diào)節(jié)后顆粒。另一方面，調(diào)節(jié)器皿212可被加熱，從而使冷卻器214在調(diào)節(jié)后的顆粒被進一步處理之前對其進行冷卻。被干燥或被冷卻的調(diào)節(jié)后顆?？赏ㄟ^在混合器206中被混合而實現(xiàn)進一步處理。 在任何情況下，無論顆?；蛘澈蟿〢已經(jīng)經(jīng)過如何處理，混合器206可被設(shè)置為提供由顆粒和粘合劑A組成的基本均勻的合成物。在一個實施例中，混合器206可被設(shè)置為壓出機。相應地，這種壓出機可為單螺桿壓出機、雙螺桿壓出機、或活塞式壓出機。這對于形成由顆粒和粘合劑A組成的壓出型材可能是有益的。所述壓出機可包括加熱元件，以在使用熱塑性粘合劑時增加顆粒-粘合劑合成物的溫度。所述加熱元件可以蒸發(fā)任何溶劑，而且也可將合成物升溫至足以壓出的溫度。在一個實施例中，無論如何制備顆粒-粘合劑合成物，這種合成物可被供給到干燥器/冷卻器214中。干燥器214被設(shè)置為從所述混合物去除任何溶劑或其它揮發(fā)性物質(zhì)。相應地，干燥后的合成物可具有的潮濕含量的濕重百分比小于大約20%，更優(yōu)選地其濕重百分比小于大約10%，而最優(yōu)選地其濕重百分比小于大約5 %。可替代地，冷卻器214 可以使加熱后的混合物(例如壓出型材)的溫度降低，從而使其能夠被進一步處理。冷卻器214可將溫度降低至大約35°C，或者更優(yōu)選地降低至大約30°C，最優(yōu)選地降低至低于大約 25 0C ο
12
在一個實施例中，在混合器206中獲得的合成物可提前進行任何干燥/冷卻處理， 并可直接供給到造粒機216中，特別是當采用壓出型材的形式時?？商娲?，從干燥器/冷卻器214獲得的干燥后的或冷卻后的合成物可以被供給到造粒機216中。在任何情況下， 顆粒-粘合劑合成物可被顆?；?，以形成具有不同尺寸或形狀的小顆粒。這類形狀可以呈相對的球狀，不平坦，并且/或者具有缺口。造粒機216可被設(shè)置用于將干燥后的或冷卻后的顆粒-粘合劑合成物切削成尺寸不同的小顆?；蚯颉＠?，造粒機216能夠形成的小顆粒所具有的平均直徑從大約O. 2mm 到大約2cm,更優(yōu)選地在從大約O. 3mm到大約Icm的范圍中,最優(yōu)選地在從大約O. 5mm到大約O. 8cm的范圍中。不過，可以獲得任何的顆粒尺寸，這是因為成形生坯體的尺寸及其表面特性能夠由顆粒尺寸來確定。在另一實施例中，根據(jù)本發(fā)明，對于顆粒-粘合劑合成物而言優(yōu)選的是，將其以一定的形式或一致性從混合器206中移出，所述的形式或一致性有利于進一步的處理218而得到生坯體半成體。在一個實施例中，另外的粘合劑B可保存在粘合劑B存儲容器222中，并可用于形成具有至少兩種類型粘合劑的顆粒-粘合劑系統(tǒng)。這樣，有利的是，形成如在此所述的顆粒-粘合劑A合成物，然后采用另外的粘合劑B來進一步處理這種合成物。從容器222獲得的粘合劑B的處理可類似于來自容器204的粘合劑A的處理，即，通過在來自容器210的溶劑中進行溶解或懸浮，或者通過使用加熱單元220進行液化。這樣，粘合劑B能夠與顆粒-粘合劑A合成物一起被供給到混合器206中，從而能夠形成雙粘合劑的合成物?？商娲兀陬w粒-粘合劑A的小顆粒已在造粒機216中被制備之后，這種小顆粒可與粘合劑B —起被供給到混合器206中。從造粒機216獲得的小顆粒可被大致涂覆以粘合劑B，或者懸浮在粘合劑B中。而且，被結(jié)合以粘合劑A和粘合劑B的顆粒，當在混合器 206中被混合之后，于是可進行如在此所述的進一步的處理。在另一實施例中，處理所述顆粒和粘合劑以形成顆粒-粘合劑合成物的過程可在噴射器/液體噴射裝置224中進行。這樣，來自容器202的顆?？杀还┙o到噴射器/液體噴射裝置224中?？蛇x地，這樣的顆?？梢酝ㄟ^運送裝置或其它承載顆粒的裝置來供給，從而使它們能夠被噴灑以液化粘合劑。這類裝置可包括振動運輸裝置或其它類型的承載器， 從而使顆粒能夠在所有側(cè)部或表面上被各易地嗔灑。在一個實施例中，噴射器/液體噴射裝置224可具有柱狀噴射塔，其被設(shè)置為具有噴射粘合劑的噴嘴。在該實施例中，所述顆?？赏ㄟ^從噴射塔的頂部滴落而被供給到噴射器/液體噴射裝置224中，所述顆粒自由下落經(jīng)過噴射粘合劑的噴嘴，從而至少部分將所述顆粒涂覆。另外，可采用已被懸浮或調(diào)節(jié)的顆?；蛘咧氨煌扛惨哉澈蟿┑念w粒，來執(zhí)行任何的噴射過程。無論在噴射器/液體噴射裝置224中形成的顆粒-粘合劑合成物如何，這樣的合成物可被供給到干燥器/冷卻器裝置226中，從而干燥和去除任何所采用的揮發(fā)性溶劑，或者冷卻顆粒-粘合劑合成物。這樣，顆粒-粘合劑合成物可采用裝置226而被干燥或冷卻， 從而被制備以根據(jù)本發(fā)明用于進一步的處理228。雖然已經(jīng)結(jié)合圖6描述了用于制備顆粒-粘合劑合成物的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的實施例，不過，可以采用其它不同的設(shè)備、系統(tǒng)和方法來形成顆粒-粘合劑合成物，以制備初始生坯體或半成體。這樣，制備初始生坯體的處理過程將在下文中進行更詳細的論述。VI.樽制牛壞體現(xiàn)在返回參照圖4，更具體地參照模制裝置108，其中更詳細地描述了用于模制生坯體的系統(tǒng)和過程的實施例。這樣，模制裝置108可以承接根據(jù)本發(fā)明并且/或者結(jié)合圖 6所述而制備的任何顆粒-粘合劑合成物。在任何情況下，顆粒-粘合劑合成物可被供給到模制裝置108中，這可通過用于提供模制制品的任何熟知的方案來進行操作。這樣，模制裝置108可在高溫和/或高壓下操作以形成模制體。有利的是，以產(chǎn)生高壓的方式來操作模制裝置，使得所述顆粒可以被緊密壓制在一起。以這種方式，粘合劑顆粒合成物之中的任何空隙、氣孔、或其它異常之處可被壓出并去除，從而能夠制備出緊密而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的模制制品。在一個實施例中，模制裝置108可以被設(shè)置為具有可移動的模制體，該模制體在模制過程中能夠壓縮所述顆粒-粘合劑合成物。采用這種方式，顆粒-粘合劑合成物的第一體積可被供給到模制裝置108中，直到其被基本充滿，然后，通過壓縮模制技術(shù)，所述模制裝置能夠?qū)㈩w粒-粘合劑合成物的體積減小。通過壓縮所述合成物，能夠獲得更緊密的模制生坯體半成體。通過使用諸如活塞擠壓器的某種類型的擠壓裝置或者通過減小模制裝置108內(nèi)部的模制腔的容積以增大壓力，也能夠?qū)崿F(xiàn)這種壓縮。在一個實施例中，模制生坯體半成體的方法可包括例如以注射模制的方式在高壓和/或高溫下將顆粒-粘合劑合成物注入到模具中?？商鎿Q地，粘合劑和可燒結(jié)顆粒能夠被注入模具中，作為在不同時間或同時傳輸?shù)姆蛛x進給流。當顆粒和粘合劑作為分離進給而注入時，有利的是，通過對顆粒的高質(zhì)量的粘合而使粘合劑易于涂覆所述顆粒，或者將粘合劑加熱并在模具中與所述顆?；旌稀Ａ硗?，模制裝置108可被設(shè)置為通過注射模制、鑄造模制、壓模制、熱模制或任何其它模制技術(shù)而操作。在一個實施例中，可以通過增加溫度和/或壓力來形成生坯體半成體，從而使可燒結(jié)顆粒和粘合劑一起被壓制為模制腔的形狀。這樣，該模制過程可以將顆粒和粘合劑的溫度從大約80°C增大到大約400°C，更優(yōu)選地，從大約100°C增大到大約380°C，最優(yōu)選地， 從大約120°C增大到大約340°C。另外，所述顆粒和粘合劑可以在大約2MPa到大約200MPa 的壓力范圍中被一起壓制，更優(yōu)選地，在大約IOMPa到大約200MPa的壓力范圍內(nèi)進行，最優(yōu)選地，在大約IOOMPa到大約200MPa的壓力范圍內(nèi)進行。模制裝置108中的模制腔的形狀可為普通的形狀，例如立方體、圓柱體、球體等。 可替換地，模制腔可具有復雜形狀，其類似于由模制生坯體半成體所制備的最終制品的形狀。另外，在模制裝置108中執(zhí)行的模制過程中，能夠進行多種改造，從而獲得作為生還體半成體的模制制品。VII.產(chǎn)牛虛擬影像圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的掃描系統(tǒng)230(例如，掃描和成形系統(tǒng)230)的示意圖。 這種掃描系統(tǒng)230可用作圖4中的三維(“3-D”)虛擬影像發(fā)生器114的至少一部分。相應地，掃描系統(tǒng)230包括計算機系統(tǒng)232，其用于通過向掃描控制器236提供控制數(shù)據(jù)來控制不同的掃描元件的運動。而且，計算機系統(tǒng)232可控制任何數(shù)據(jù)獲取，并指引在掃描期間產(chǎn)生的任何影像數(shù)據(jù)被保存在數(shù)據(jù)存儲器件234上。數(shù)據(jù)存儲器件234在本領(lǐng)域中是公知的，并且，可包括但不限于，軟驅(qū)、硬盤驅(qū)動、磁盤驅(qū)動、光盤驅(qū)動、讀取存儲器(“RAM”)、只讀存儲器(“ROM”)和類似物。掃描系統(tǒng)的操作可類似于各種熟知的和今后開發(fā)的掃描協(xié)議中的任一種。在任何情況下，掃描控制器236與計算機系統(tǒng)232進行通訊。這就允許用戶對計算機系統(tǒng)232進行編程，以便操縱和控制掃描控制器236的行為。在掃描協(xié)議被輸入掃描控制器236之后,掃描控制器236控制一發(fā)射器238,發(fā)射器238被設(shè)置為向被掃描體244 的表面242發(fā)射掃描束240a。被指引而朝向被掃描體244a的表面242的掃描束240a,可使3-D影像數(shù)據(jù)的獲取得以進行。這種通過掃描控制器236而獲得的數(shù)據(jù)，能夠被存儲在記憶存儲器件236上，作為原始數(shù)據(jù)或已經(jīng)被操控以產(chǎn)生被掃描體244a的虛擬3-D影像的數(shù)據(jù)。另外，為了便于對被掃描體244a的掃描，掃描系統(tǒng)230可包括轉(zhuǎn)塔246，轉(zhuǎn)塔246 能夠轉(zhuǎn)動被掃描體244a以及機械特征件248，被掃描體244a以及機械特征件248能夠沿 X、y和z軸而側(cè)向移動，并能夠圍繞X、y和z軸而轉(zhuǎn)動。這樣，3-D虛擬影像可以被獲取并被存儲在內(nèi)存存儲器件234中，從而使其可用于各種計算機輔助繪圖程序(“CAD”)中。通過獲取被掃描體244a的3-D虛擬影像，用戶可操控這種虛擬影像，以獲得生坯體和燒結(jié)制品的所希望形狀的準確的或精確的3-D虛擬影像。在任何情況下，所希望的最終制品的實體模型可置于掃描系統(tǒng)230中，從而可以使用破壞性的或非破壞性的掃描來構(gòu)建虛擬影像。這樣的用于產(chǎn)生三維虛擬影像的破壞性的和非破壞性的掃描技術(shù)以及輔助的設(shè)備和軟件，是眾所周知的。另外，還可能的是，使用CAD程序來構(gòu)建3-D影像，使得生坯體的形狀完全通過虛擬影像而構(gòu)建，而不使用實體模型。另外，可使用CAD程序來獲得任意虛擬影像，并改變形狀和尺寸，以便提供生坯體的所希望的形狀。VIII.流切削牛壞體再次參照圖4，根據(jù)本發(fā)明而描述了針對流切削裝置112實施例的更為具體的細節(jié)。流切削裝置112可被設(shè)置為，具有或者使用各種不同的流切削技術(shù)。這樣的流切削技術(shù)可使用能量流和/或物質(zhì)流。能量流包括光子、電磁輻射、原子、和亞原子物質(zhì)，如上所述。另一方面，物質(zhì)流可考慮包括大于原子量級顆粒的材料，并在尺寸上可為微觀的或宏觀的。在任何情況下，流切削裝置112被設(shè)計為，在模制裝置108中所制備的初始生坯體110 處，引導能量流或物質(zhì)流，如上文結(jié)合圖4所述。再次參照圖7，示意性視圖還圖示了成形系統(tǒng)230 (例如，掃描和成形系統(tǒng))的實施例。成形系統(tǒng)230可被應用于圖4的流切削裝置112中。成形系統(tǒng)230能夠可選地與掃描系統(tǒng)230相結(jié)合而成為掃描和成形系統(tǒng)230，這在下文中將進行更為詳細的描述。在任何情況下，成形系統(tǒng)230能夠獲取之前由計算機系統(tǒng)232或數(shù)據(jù)存儲器件234所產(chǎn)生的3-D虛擬影像。成形系統(tǒng)230可包括與計算機系統(tǒng)232進行通訊的物質(zhì)控制器250和/或能量控制器252。物質(zhì)控制器250可以使發(fā)射器238b能夠發(fā)射物質(zhì)流240b，使其被引導至正在成形的生坯體244b的表面242b處。物質(zhì)控制器250能夠控制發(fā)射器238，使得諸如化學物、 水、沙或其它微粒的物質(zhì)流240b能夠被引導至生坯體244b處。物質(zhì)流240b可根據(jù)在計算機系統(tǒng)232的數(shù)據(jù)存儲器件234中存儲的虛擬影像而使生坯體244b成形。在另一實施例中，能量控制器252能夠控制發(fā)射體238c向生坯體244b發(fā)射能量流240c，例如激光、電子束、離子束之類，從而獲得根據(jù)所述虛擬影像的形狀?？紤]到對于根據(jù)本發(fā)明的成形系統(tǒng)的上述概要描述，現(xiàn)在將更為詳細地描述可用于其中的各種類型的能量流和物質(zhì)流。這樣，流切削裝置的下文中的各實施例，可被應用于圖4中的流切削裝置112中以及圖7中的成形系統(tǒng)230中。在一個實施例中，能量流可通過在該流與生坯體材料相交的位置處產(chǎn)生熱，來切削和成形生坯體半成體。這樣，能量可用于產(chǎn)生熱，以便使粘合劑與可燒結(jié)顆粒進行熱相互作用。所述熱相互作用能夠?qū)⒕植繙囟忍岣叩揭欢ǖ臏囟赛c，在此溫度點，能夠?qū)⒄澈蟿?顆粒合成物的部分從其余的生坯體材料塊上切除、消除粘合、熔化、和/或蒸發(fā)。因此，流切削裝置的一個實施例可通過熱相互作用而操作和成形生坯體半成體。 這樣，在此所描述的任一種熱處理均可用于熱切削。例如，這樣的熱相互作用可以基于激光束處理、激光束加工、電子束加工、放電加工、離子束加工、和等離子體束加工。因此，流切削表面可以為激光切削表面、電子束切削表面、電子放電切削表面、離子束切削表面、或等離子體束切削表面。在一個實施例中，因為生坯體的成分含量已知包括顯著量的粘合材料，因此相比于用于燒結(jié)或者硬化金屬或陶瓷制品的類似技術(shù)，所述熱切削過程可需要更少的能量。這樣，如果已知粘合劑的熱性能，則可以計算出精確的能量需要量，從而使熱射束提供合適的或最少的能量，用于熔化和/或蒸發(fā)粘合劑，而不會使所述可燒結(jié)顆粒被顯著地熔化或點燒結(jié)。可替換地，可以增加能量以熔化和/或點燒結(jié)所述可燒結(jié)顆粒。例如，激光束為普通形式的能量流，其可用于流切削裝置112中。典型的激光切削機構(gòu)能夠在生坯體中精確地形成復雜的外部輪廓，這是因為，激光束在切削表面處直徑通常在大約O. 02mm到大約O. 2mm之間，并且能夠具有高達大約2，000瓦特地范圍內(nèi)的功率； 不過，本發(fā)明的益處也包括使用低功率激光。另外，存在如下情況，其中，由于最終制成的制品的性質(zhì)以及生坯體的特性，而優(yōu)選激光而不是其它任何流切削技術(shù)。相應地，激光可切削生坯體，其中，激光的功率或所產(chǎn)生的熱可取決于待切削材料的成分。由于使用不同的粘合劑和/或可燒結(jié)顆粒而設(shè)置了改變激光功率的能力。激光功率被定義為通過射束而傳送能量的速率，并且通常以焦耳/秒或瓦特為單位進行測量。例如，典型地用于激光外科手術(shù)的激光具有量級為大約10瓦特的功率，這樣的低瓦特可用于將一些粘合劑熔化以成形生坯體。另一方面，通常用于切削硬化鋼的激光，例如 YAG或準分子(eximer)激光，可具有大約2，000瓦特的功率。因此，具有較軟粘合劑的生坯體用以成形的激光，可以工作在低于大約500瓦特，更優(yōu)選地低于大約400瓦特，而最優(yōu)選地低于大約200瓦特?？商鎿Q地，較硬的粘合劑或者另外熔化和/或蒸發(fā)金屬或陶瓷顆粒， 其所使用的激光，可工作在高于大約500瓦特，更優(yōu)選地高于大約750瓦特，而最優(yōu)選地高于大約1,000瓦特。在一個實施例中，使用放電加工來成形金屬生坯體。這樣，放電加工能夠切削所有類型的導電材料，例如特種金屬，包括鈦、耐蝕耐熱鎳基金屬(hastaloy)、科瓦(kovar) 鐵鎳鈷合金、inconel金屬、硬質(zhì)工具鋼、碳化物、或類似材料。在放電過程中，在能量流和生坯體之間的主要相互作用為熱相互作用，其中，通過產(chǎn)生放電而產(chǎn)生熱。這可導致生坯
16體材料通過熔化和蒸發(fā)而被去除。放電加工的一些實例包括線電子放電(wire electron discharge)加工、CNC-控制放電加工、消能器(sinker)放電加工、小孔放電加工,等。在另一實施例中，流切削裝置112可使用充電顆粒束，其中充電顆粒束被例示為電子束和例子束。充電顆粒束為一組充電顆粒，其具有大致相同的動能并沿著大致相同的方向移動。通常，所述動能大大高于常溫下類似顆粒的熱能。這些充電射束的高動能和方向性可用于切削和成形生坯體，如在此所述的那樣。另外，存在如下一些情況，其中，優(yōu)選電子束或離子束而不是其它切削技術(shù)。在一個實施例中，流切削裝置112可以使用化學物質(zhì)流以成形生坯體。例如，化學噴射磨除通過噴射和化學作用而提供了選擇性的和受控的去除。這樣，該過程類似于水噴射切削，這在下文中進行更為詳細的描述。在任何情況下，化學噴射磨除可以用于從生坯體材料塊中去除各種類型的粘合劑，這就提供了精細的成形能力。更具體地，可以通過特定的溶液或溶劑而化學溶解的粘合劑，可通過對反應化學物的流進行指引而被化學磨除。在另一實施例中，電化學成形可基于受控的電化學溶解過程，其類似于化學噴射磨除包含金屬可燒結(jié)顆粒的生坯體。這樣，金屬生坯體被連接到電源，以允許在成形中輔以電流。在一個實施例中，有利的是，將流切削裝置112設(shè)置為流體切削裝置或水噴射切削器。流體切削主要為水噴射技術(shù)，其使用指向生坯體處的水流的高沖力和高壓力而將生坯體根據(jù)需要進行切削和成形。優(yōu)選流體切削而不是其它一些流切削技術(shù)，這是因為它能夠不產(chǎn)生熱、燃燒和化學反應，并且可提供精確的冷成形技術(shù)。不過，也可使用滲雜或不滲雜以反應化學物的加熱的水。用于硬化材料的典型的流體切削裝置，能夠使用以大約40，OOOpsi而指向生坯體處的每分鐘大約2. 5加侖的水流作為單一流。例如，根據(jù)本發(fā)明的流體切削裝置可使用的水從大約O. 25加侖/分鐘到大約15加侖/分鐘，更優(yōu)選地從大約O. 5加侖/分鐘到大約 10加侖/分鐘，進一步優(yōu)選地從大約I加侖/分鐘到大約5加侖/分鐘，最優(yōu)選從大約2加侖/分鐘到大約4加侖/分鐘。不過，應該認識到的是，可以使用更高或更低的流速，這取決于流體的直徑和壓力。另外，流體切削裝置可噴射的水在從大約50psi到大約60，OOOpsi的范圍內(nèi)的壓力下。這是因為，在一些情況下，可以使用例如從大約50psi到500psi的低壓來去除較軟的粘合劑，而在另外一些情況下，對于更為耐用和更硬的粘合劑，可使用從大約15，OOOpsi 到大約60，OOOpsi，特別是當成形諸如汽車或飛機部件或架構(gòu)材料的較大部件時。另外，類似于出于沖洗目的而使用的水噴射所噴射的水可在大約1，OOOpsi到大約5，OOOpsi，以成形由中等硬度的粘合劑所結(jié)合的生坯體。因此，可采用寬范圍的水壓。而且，所用水流的直徑可被大幅度改變。這是因為，流體直徑極大影響切削或蝕刻的精細度，其中，蝕刻用于微電子電路板的生坯體，可能會需要直徑小至大約0. 5mm的極精細流，而雕刻粗糙形狀和/或諸如拖拉機輪緣的較大制品，可以使用大約2. 54cm的流直徑。 不過，存在如下情況，其中，首先采用諸如大約6mm的較大直徑而用于粗糙成形，此后，采用大約Imm噴射流而形成精細和復雜形狀。而且，可以想到的是，可以使用更大或更小直徑的水噴射。另外，通過將微粒材料引入水進給管線中，可以增強流體切削。這樣，一些流體切削技術(shù)采用石榴石或其它剛硬而堅固的材料，以便隨著水自身所施加的力而施加研磨切削力。而且，本發(fā)明中所使用的流體切削過程可采用或不采用這種研磨料。另外，流體切削的其中一個益處，是有能力重復使用和再循環(huán)所消耗的水噴射材料。這樣，生坯體材料可從消耗的水中被容易地分離，從而在流體切削過程中能夠再循環(huán)和再使用所述水。在一個實施例中，適于物質(zhì)流切削方法的噴砂，可用于通過將高能量的砂粒流發(fā)射至生坯體材料處來成形生坯體。噴砂過程類似于流體切削過程而對材料進行切削，特別當水噴射被滲雜以研磨微粒時。另外，在流切削技術(shù)和機加工中可使用除砂流之外的其它各種微粒流。圖8圖示了流切削組件350的實施例。流切削組件350可為如圖4所示的流切削裝置112的至少一部分，和/或圖7中的成形系統(tǒng)230。相應地，流切削組件350可包括流供給裝置352，其中流供給裝置352的至少一部分被封裝在殼體354中。流供給裝置352可被設(shè)置為產(chǎn)生和/或供給流或能量?？商鎿Q地，流供給裝置352可被設(shè)置為存儲和/或供給物質(zhì)流。另外，所述殼體可選地可包括對準裝置356。這樣，流供給裝置352可被設(shè)置為通過對準裝置356而供給經(jīng)指引的能量流和/或物質(zhì)流，對準裝置356用作對準或進一步指引能量流或物質(zhì)流朝向生坯體364。同樣地，對準裝置356可構(gòu)建對準流358，其軌跡對準于生坯體364上的切削位置360處，使得流切削表面362形成于其上。在一個實施例中，為了能夠進行精確的三維切削和成形，生坯體364可保持在轉(zhuǎn)塔366上以轉(zhuǎn)動生坯體364。另外，流切削組件350可以包括機械特征件368，其被設(shè)置為移動生坯體364而使其進行各種三維移動和/或轉(zhuǎn)動，從而使聚焦流358能夠在不同的切削位置360處沖擊生坯體364。機械特征件368以及轉(zhuǎn)塔366能夠使生坯體364沿著x、y 和z軸移動，并圍繞z軸進行轉(zhuǎn)動“U”，圍繞y軸進行轉(zhuǎn)動、”，圍繞X軸進行轉(zhuǎn)動“V”。這樣，在流切削組件350中，能夠?qū)⑸黧w364切削為精確和復雜的結(jié)構(gòu)。可替換地，流切削組件可將所述流相對于靜止的生坯體364而移動，這將在下文中進行更為詳細的描述。相應地，通過裝配以橡膠化的或其它可塑的端點來接觸生坯體364從而使生坯體 364不變形，機械特征件386可移動和/或轉(zhuǎn)動生坯體364。這樣，這些可塑的端點可提供與生坯體364的滿意的相互作用，從而在流切削過程中使生坯體364不會變形、凹進、破裂或者受重壓或疲勞。在另一實施例中，流切削組件350的殼體354可包括同軸氣體輔助裝置370。這種同軸氣體輔助裝置370可被設(shè)置為在流切削過程中發(fā)射輔助氣體372。輔助氣體為與能量流或物質(zhì)流同時使用并經(jīng)常在能量流或物質(zhì)流周邊的空氣流或其它類型的氣體流?？商鎿Q地，液體流(例如，輔助流體流)，例如水流，可用來替換輔助氣體。氣體輔助流切削的重要特征在于，從所述生坯體上被切削出的材料，通過與能量流或物質(zhì)流同軸的氣體噴射的力而被吹出或去除，從而產(chǎn)生相對平滑的流切削表面。可用于氣體輔助切削的不同類型的氣體的一些實例包括氧氣、氮氣、氬氣或類似物。優(yōu)選地，所述氣體在高達大約15bar的壓力下被傳輸。關(guān)于同軸輔助氣體372的另外的信息，將在下文進行描述。在另一實施例中，流切削組件350可包括掃描器374。掃描器374類似于圖4中的三維虛擬影像發(fā)生器114和/或圖7中的掃描系統(tǒng)230，其可實現(xiàn)于流切削組件350中。掃描器374可用來連續(xù)或間歇地掃描生坯體364表面。相應地，掃描器374將掃描射束376發(fā)射朝向生坯體364，更具體地，朝向任意流切削表面362。這樣，能夠監(jiān)控切削位置360以及流切削表面362。通過將掃描器374設(shè)置在流切削組件350中，可監(jiān)控切削和成形，從而確保形成于其上的特征依照于或基本類似于所述三維虛擬影像。掃描射束376和掃描器374 可為掃描三維影像的裝置的一部分，如本領(lǐng)域所公知的那樣。在另一個實施例中，流切削組件350包括動力吹風機378。雖然流切削組件350可包括同軸氣體裝置370以發(fā)出同軸輔助氣體372，不過這種同軸氣體372可能不足以用來去除從生坯體364塊上切削出的大的塊材。因此，可使用動力吹風機378，用于將空氣、氣體或其它流體從生坯體364上強行吹開，從而去除任何的微?；虼髩K材料。可替換地，動力吹風機378可以被設(shè)置為真空式的。類似于動力吹風機387，也可使用真空來去除從生坯體364 上切削出的微?；虼髩K材料。因此，動力吹風機378可以在流切削方案中被間歇地使用。在另一實施例中，動力吹風機378可與同軸氣體裝置372 —起吹動冷卻空氣或流體，以冷卻生坯體364。這可被用于從生坯體364中去除不需要的熱，或者用于防止粘合劑或可燒結(jié)顆粒被不希望地熔化?，F(xiàn)在參照圖9A、9B和9C，現(xiàn)在圖示和描述的是對準裝置400的各種特征和元件。 這種對準裝置400可用于圖7中的成形系統(tǒng)230以及圖8中的流切削組件。在任何情況下，對準裝置400包括噴嘴402，其被設(shè)置為發(fā)射能量流404，如指向通過噴嘴402的箭頭所示。另外，噴嘴402可被設(shè)置為發(fā)射物質(zhì)流406，如流動通過噴嘴402 的多個點所示。相應地，噴嘴402可被設(shè)置為將能量流404和/或物質(zhì)流406對準朝向生坯體408上的切削表面410。因此，通過對準噴嘴402，可形成精確而復雜的形狀。特別參照圖9B，對準裝置400包括內(nèi)噴嘴402a，其被封于外噴嘴402b的內(nèi)腔中， 所述內(nèi)外噴嘴一起形成同軸噴嘴412。這樣的同軸噴嘴412包括內(nèi)腔413以對準能量流404 和/或物質(zhì)流406。此外，同軸噴嘴412包括外腔或共軸腔415，其中外腔或同軸腔415指引輔助氣體414的流。如圖9B所示，同軸噴嘴412包括同軸噴嘴開口 416。同軸噴嘴開口 416包括第一開口 419和第二開口 421，第一開口 419用于能量流404和/或物質(zhì)流406，第二開口 421提供輔助氣體414，且第一開口 419分離于并獨立于第二開口 421。在這種設(shè)置中，同軸噴嘴開口 416采用去除并吹去被切削的微粒或材料的方式來產(chǎn)生輔助氣體414的同軸漩渦418?，F(xiàn)在特別參照圖9C，其圖示了同軸噴嘴402的另一個實施例。這樣，同軸噴嘴402 可包括組合孔420。這種組合孔420包括用于能量流404和/或物質(zhì)流406以及輔助氣體 414的單一開口。組合孔420還可產(chǎn)生漩渦422，以從生坯體408去除顆?；蛭镔|(zhì)。在任何情況下，可提供各種設(shè)置的流噴嘴402，以產(chǎn)生根據(jù)虛擬影像或其它所希望形狀的精確切削的生坯體408。這樣，這可包括以增強流切削方案的方式而提供能量流 404和/或物質(zhì)流406以及輔助氣體414。現(xiàn)在參照圖10，其圖示和描述了三維切削系統(tǒng)450的實施例。這樣的三維切削系統(tǒng)450可實現(xiàn)于圖4的流切削裝置112中以及在此所描述的其它任何流切削系統(tǒng)或過程中。相應地，三維切削系統(tǒng)450包括三維切削裝置452，其被設(shè)置為沿著運動的三個軸線移動。這樣，切削裝置452可以沿著z軸、X軸和y軸而縱向移動，并圍繞每個軸而轉(zhuǎn)動。這樣使切削裝置452能夠相對被切削的生坯體而移動并圍繞其移動。
19
在所圖示的實施例中，切削裝置452包括連接到旋轉(zhuǎn)連接件457的第一體454，旋轉(zhuǎn)連接件457被設(shè)置為使其能夠以圍繞z軸的轉(zhuǎn)動“u”的方式來轉(zhuǎn)動第一體454。旋轉(zhuǎn)連接件457將第一體454與另外的機器人(未示出)相連，使其能夠以不同的自由度運動。更具體地，另一旋轉(zhuǎn)連接件(未示出)容納于機器人中，并能夠圍繞y軸進行轉(zhuǎn)動“W”。這些轉(zhuǎn)動使第一體452能夠在生坯體456周圍移動。切削裝置452還可包括切削噴嘴458，其通過旋轉(zhuǎn)連接件460而連接到第一體 454。這樣，切削噴嘴458也可以隨同第一體454而沿著x、y和z軸移動。另外，旋轉(zhuǎn)連接件460使切削噴嘴458能夠以圍繞X軸的轉(zhuǎn)動“v”的方式而轉(zhuǎn)動。由于能夠另外以“v”轉(zhuǎn)動的方式轉(zhuǎn)動，三維切削裝置452能夠切削得到具有精確而復雜的細節(jié)的生坯體456，以提供各種形狀。在另一實施例中，三維切削系統(tǒng)450包括機械特征件462，其可以大致類似于圖8 的機械特征件386。簡而言之，機械特征件462被設(shè)置為相對于切削裝置452而移動生坯體456。這樣，機械特征件458可沿著x、y和z軸移動，還能夠以“u”、“v”和“w”的方式轉(zhuǎn)動。因此，機械特征件462可獨立于切削噴嘴458而移動，并且/或者與切削噴嘴458協(xié)作而移動，這能夠改進切削技術(shù)。在一個實施例中，流切削技術(shù)、系統(tǒng)和/或過程中的任一種可被設(shè)置為由計算機和輔助軟件所操作和控制。這樣，計算機所用的控制軟件接收來自將要被切削為生坯體的形狀的三維影像的輸入數(shù)據(jù)。所述控制軟件可從已經(jīng)采用CAD軟件而生成或修改的影像來獲取輸入數(shù)據(jù)。因此，存儲在例如在圖7中所示數(shù)據(jù)存儲器件234的計算機存儲器中的任何影像，可以被流切削裝置使用和控制，以便由生坯體材料構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，成形生坯體的過程或方法可以包括采用諸如激光、電子束或水噴射的能量流或物質(zhì)流，將生坯體半成體的第一部分切離于第二部分，從而在結(jié)果形成的成形生坯體上形成流切削表面，例如激光切削表面、電子束切削表面、或水噴射切削表面。 這樣可形成大致平滑的表面或不平坦的表面。在一個實施例中，流切削生坯體的過程或方法可以在真空中或在低壓下實現(xiàn)。另外，被流切削的表面可沿著向下的方向而朝向(倒置)，從而使得從所述表面射出的任何材料均可落下而脫離于該表面。當在倒置表面上執(zhí)行流切削時，可轉(zhuǎn)動生坯體，使得正在被切削的每個位置，均可使得所去除的生坯體材料自由脫落并使得所述流切削表面被清空。這就能夠使射出的顆粒和/或粘合劑離開所述表面，而不會再次沉積在通過所射出的材料而形成的特征件的周圍。當流切削過程在正在切削的位置處產(chǎn)生熱并熔化粘合劑時，這是特別有利的，這是因為，熔化的粘合劑在再次沉積之后可能會重新固化，這就可能形成不規(guī)則的特征形狀。因此，可執(zhí)行流切削生坯體的過程，從而在外表面中形成平滑表面和光滑的特征形狀，而不會有任何再次沉積的材料在流切削表面附近或之上形成不規(guī)則的特征形狀。雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明而論述了流切削設(shè)備、系統(tǒng)和過程的各種特征和實施例，不過可以對本發(fā)明進行各種改造而這些改造仍保持本發(fā)明的概念。這樣，可使用各種其它的能量流或物質(zhì)流，以便切削生坯體材料，從而提供所希望的形狀。另外，可以改造和改變流切削設(shè)備、系統(tǒng)和過程，并仍使用能量流和物質(zhì)流以成形生坯體半成體。IX. IH牙支架用于成形生坯體和所制造的燒結(jié)制品的創(chuàng)造性方法對于生產(chǎn)正牙支架特別有用，所述正牙支架相對較小并具有復雜形狀，并且由于通過模制和/或機加工而成形而通常成本昂貴。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的正牙支架510的實施例。正牙支架510包括被集成為連續(xù)件的架體512和基托514。正牙支架510還包括外表面516，其限定了支架510的形狀。 架體512包括至少一個帶翼518和朝向架體512的上側(cè)而開放的弓絲槽520?；?14包括了結(jié)合表面522，其具有包含多個突起、凹進和/或底切的粗糙輪廓544。另外，結(jié)合表面 522可被設(shè)置為與牙齒的舌側(cè)或頰側(cè)相反互補的形狀，從而配合于其上。架體512可被設(shè)置到需要縛線的支架中，從而與縛線或緊固件共同使用來將弓絲緊固到支架510。所述縛線實質(zhì)上能夠確保張緊的弓絲正確地位于齒弓周圍，并防止所述弓絲在進食、刷牙和其它日?；顒悠陂g以及施加必要的力來移動和對準牙齒的情況下從支架510中移出。例如，所述縛線可以是小的彈性O(shè)環(huán)，其沿著所述弓絲而延伸，并被緊固到架體512。還可以使用金屬縛線，其在本領(lǐng)域中眾所周知。為了保持縛線，每個支架的架體512可包括帶翼518，或一對帶翼518a。帶翼518 可包括從架體512突出的至少一個葉片534。這樣,帶翼518可被設(shè)置為通過使每個葉片 534彎曲進入縛線槽530中而與縛線可連接?？`線槽530可連續(xù)延伸到外表面516，其中外表面516圍繞葉片534彎曲并且朝向架體512的中心。當架體512包括一對帶翼518a時， 由外表面516限定的葉片隔離件532可將帶翼518分成帶翼對518a。更具體地，葉片隔離件532可為狹縫或間隙，其用于將架體512的中間側(cè)536上的葉片518從架體512的遠側(cè) 538分尚。弓絲槽520被設(shè)置為在其中保持弓絲。這樣，弓絲槽520橫切架體512的從中間端540到遠端542的長度。弓絲槽520可為正方形或圓形，以容納具有正方形或圓形橫截面積的弓絲?？商鎿Q地，其它的弓絲槽520的形狀可形成于支架510中。而且，可改變弓絲槽520的深度和/或?qū)挾取Ｔ诳商鎿Q的實施例中，正牙支架可被設(shè)置為自縛支架(未示出)。自縛支架可為單一件，其包括與所述架體集成的縛蓋，使得所述縛蓋可覆蓋所述弓絲而閉合并將所述弓絲緊固于支架。所述縛蓋通常用于替代所述縛線，并包括連接件，該連接件被可松脫地與所述架體連接，從而將所述弓絲包含于它們之間。另外，在基托514上的結(jié)合表面522被設(shè)置為具有輪廓544，輪廓544包括多個突起、凹進和/或底切(圖12A和圖12B中未示出)。輪廓544被設(shè)計以改進與牙齒的結(jié)合。 相應地，輪廓544的突起、凹進和/或底切可以獨立地或者一起用來增大針對于向其施加的粘結(jié)劑的粘結(jié)表面522的表面面積。在各種實施例中,輪廓544可具有圓滑的表面特征，以減少摩擦點，并且/或者，突起、凹進和/或底切可相間地靠近在一起或者展開而遍布結(jié)合表面522。而且，在所述輪廓中的特征可以均勻地排布或隨機地分布。所述粘結(jié)劑可圍繞所述突起，并滲進所述凹進和/或所述底切，從而給予在結(jié)合表面522與牙齒之間的結(jié)合以機械性能。這發(fā)生于所述粘結(jié)劑固化并將支架510互鎖到牙齒的時候。在一個實施例中，每個正牙支架510可被成形以配合于特定類型的牙齒或者病人口腔中的特定牙齒上。相應地，結(jié)合表面522可被成形為具有曲度以配合其所附著到的牙齒。為了確認與結(jié)合表面522配合的牙齒，結(jié)合表面522可包括刻于其中的標識標記545。 標識標記545可以提醒牙科專業(yè)人員特定支架所應用的牙齒，其中標識標記545可包括通用編號系統(tǒng)(Universal Numbering System)、派爾瑪標記(Palmer Notation)、和國際牙科聯(lián)合會的雙數(shù)字標記(FDI-Two Digit Notation)。例如，包含數(shù)字“22”的結(jié)合表面522使用了 FDI雙數(shù)字標記并標識左上側(cè)向門牙。如圖所示，所述標識標記可以被刻于基底中以作為凹進、突起，或者可以通過底切、凹進和突起而形成。在另一實施例中，可以使用病人牙齒的三維模型來形成結(jié)合表面522的形狀。牙齒的三維模型可被確定并輸入到計算機中。然后，計算機可以針對具體牙齒而確定每個支架的結(jié)合表面522的正確形狀。另外，計算機可生成將被包含于支架510上的其它特征形狀和配置。相應地，基底可根據(jù)計算機的詳細描述以及標記角度和槽縫位置而被成形。圖12A和12B示出了根據(jù)本發(fā)明的成形生坯體250的可替代實施例。圖12A示出了具有正牙支架510形狀的成形生坯體550，圖12B示出了具有基托形狀的成形生坯體50， 其可以被進一步加工為所示的正牙支架510的形狀。成形生坯體550可包括主體512和基托514，它們一起形成由外表面516所限定的正牙支架510的形狀。主體512包括帶翼518 和向主體512的上側(cè)開放的弓絲槽520。每個帶翼518均包括鄰接到葉片凹進530的葉片 534?；?14包括結(jié)合表面522，其由多個突起524、凹進526和/或底切528組成。成形生坯體550的被稱為“結(jié)合表面522”的結(jié)構(gòu)，并非實際的“結(jié)合表面”，這是因為成形生坯體550在被燒結(jié)而形成最終燒結(jié)支架之前并不適合用作支架，而僅僅是其前體。成形生坯體550具有正牙支架的形狀，并可通過燒結(jié)成形生坯體550而用于形成正牙支架。如在此所用的用詞“形狀”、“形式”或其它類似用詞，用來標識物件的外觀，而并非意在嚴格推出物件的尺寸或比例。例如，雖然成形生坯體550呈正牙支架的形狀，不過應該認識到的是，其包括正確裝配于牙齒上所需的精確尺寸，以及將會在燒結(jié)過程中收縮的成形生坯體的較大尺寸。這樣，呈正牙支架形狀的成形生坯體550可能會大于準備附著于牙齒的最終燒結(jié)支架。成形生坯體550優(yōu)選包括多個可燒結(jié)金屬或陶瓷顆粒，如在此另外所述的那樣。 在優(yōu)選實施例中，金屬顆粒包括例如鎳-鈦合金粉末。可替換地，所述顆?？捎商沾珊徒饘俚幕旌衔飿?gòu)成。如果所希望的是不銹鋼支架，則可使用預合金化的細晶不銹鋼粉末。成形生坯體550還包括粘合劑，其在所述多個可燒結(jié)顆粒中的量和分布足以將金屬顆粒保持在一起?？墒褂迷诖肆硗馑枋龅恼澈蟿?。繼續(xù)參照圖12A和12B，成形生坯體550可包括通過能量流和/或物質(zhì)流而形成的外表面516上的至少一個成形部分552。外表面516是指在成形生坯體550的外部上的任意表面。這樣，外表面516可包括具有輪廓544的至少一個成形部分552，輪廓544的特征在于其具有由金屬顆粒形成的多個不規(guī)則高部?？商鎿Q地，所述不規(guī)則高部的尺寸范圍使其可以宏觀可視或者微觀可視。如在此所使用的用詞“宏觀”，可包括肉眼可見的特征。例如，宏觀不規(guī)則高部能夠容易地通過肉眼而見，而不需要任何放大?？商鎿Q地，在此所用的用詞“微觀”，是指需要使用放大從而使不規(guī)則高部可見。在一個實施例中，成形生坯體550在外表面516上可具有成形部分552。成形生坯部分552被切削為成形生坯體550，使得去除顯著量的生坯材料，從而形成正牙支架成形件。相應地，成形生坯體550初始時可具有如虛線656所示的矩形的橫截面區(qū)域。這樣，成形部分552可包括外表面516，其通過將生坯體550切削為所示的正牙支架形狀而形成。可替換地，生坯體550可被切削為自縛正牙支架(未示出)的形狀。因此，在成形部分中，可包含外表面516的次要部分或主要部分。
在另一實施例中，成形部分552可以包括多個突起524、凹進526和/或底切528。 這樣，外表面516可包括多個突起524、凹進526和/或底切528，每一個均具有由可燒結(jié)顆粒形成的輪廓544。在某些情況下，放置在突起524、凹進526、和/或底切528或輪廓544 上的可燒結(jié)顆粒的至少一部分，可被至少部分地熔合或熔化在一起(例如，由于通過用于成形的激光或其它能量流所進行的局部加熱所致)。這是否發(fā)生，取決于可燒結(jié)顆粒在由于局部熔化、燃燒或分解將可燒結(jié)顆粒保持在一起的有機粘合劑而從生坯體中去除或排出之前，是否被加熱到足夠高的溫度。圖12B示出了正牙支架基托514，其可與主體512集成以形成正牙支架510(由虛線558示出)。相應地，基托514還可包括至少一個成形(例如，激光切削)部分552和/ 或多個突起524、凹進526和/或底切528。另外，結(jié)合表面522或其它成形部分552可具有由可燒結(jié)顆粒所形成輪廓544，在某些情況下，所述顆粒的一部分可被熔化或熔合在一起。此后，呈基托514形狀的成形生坯體550，可在燒結(jié)之前或之后與主體512集成。 主體512可包括金屬、陶瓷、或塑料。例如，呈基托514形狀的金屬生坯體550，可在采用陶瓷或塑料進行模制以形成由虛線558所示正牙支架的形狀之前，被形成和燒結(jié)。圖13A示出了根據(jù)本發(fā)明的具有成形(例如激光切削)部分552的成形生坯體 550的另一實施例。成形部分552包括輪廓544，其限定了激光切削部分552的外表面，它可處于結(jié)合表面522上。輪廓544包括多個宏觀的或較大的高部562，它們可為突起524、 凹進526和/或底切528。較大高部562可被切削為生坯體550，其特征在于具有基本平滑的輪廓544，使得較大的不規(guī)則高部562具有的表面563基本上不存在微觀的不規(guī)則高部。 相應地，在成形生坯體550上的激光切削部分552的輪廓544，可被設(shè)置為在從粗糙到平滑的范圍。不需要局限于任何特定的方法，所想到的是，通過在采用激光或其它能量流而切削金屬生坯體550的方法中采用變例，可獲得相比于圖3A中的輪廓44(上文所述的)更平滑的輪廓544，如圖13A所示。這樣，可改變能量源的動力、氣氛、和/或被成形表面的朝向。 另外，可以改變生坯體的成分以實現(xiàn)具有不同程度的平滑度或粗糙度的輪廓。圖13B示出了根據(jù)本發(fā)明的具有成形(例如，激光切削)部分552的成形生坯體 550的另一實施例。成形部分552包括多個梯形突起524，其通過在其中切削出梯形凹進 526而形成，從而在生坯體550中形成底切528。突起524、凹進526、和底切528形成了結(jié)合表面522，這增強了最終燒結(jié)正牙支架到病人牙齒的結(jié)合。在某些實施例中，在激光切削部分上的較平滑的輪廓，可導致基本上呈矩形的生坯體被激光成形為正牙支架的形狀。這是因為，在生坯體上的較平滑的輪廓可在被燒結(jié)之后觸摸起來甚至更為平滑。這樣，燒結(jié)體可足夠平滑，這樣，支架可不需要任何燒結(jié)后的研磨或砂磨，從而形成具有正確特性用于置于口中的表面。這樣，帶翼、葉片、弓絲槽、縛線槽、 自縛特征部分以及其它特征部分，可使用能量流和/或物質(zhì)流而被刻為生坯體。圖14A-14C示出了具有正牙支架(未示出)和/或基底514的形狀的生坯體550 的結(jié)合表面522上的成形(例如，激光切削)部分552的各種可替代的但非限制性的示例。 在圖14A中，成形部分552包括長柱狀突起580，其被由成形部分52的表面所限定的深凹進582間隔開。另外，長柱狀突起580可包括在其中切削出的小的凹進。而且，長柱狀突起 580可形成為包括底切586，以協(xié)助將正牙支架機械結(jié)合到牙齒。
在可代替實施例中，圖14B和14C示出了生坯體550的基底514，其具有被切削為結(jié)合表面522的成形部分552。成形過程可去除生坯體550的一些部分，以提供凹進588、 底切589和懸部590。凹進588、底切589和懸部590可為在結(jié)合表面522切削出的楔形薄片，以提供空間用于在支架被附著于牙齒時容納粘結(jié)劑或粘合劑。如圖所示，底切589可通過采用激光或其它能量流或物質(zhì)流以一定角度撞擊結(jié)合表面而形成，這樣也形成了懸部 590。另外，所述生坯體可來采用能量流和/或物質(zhì)流進行切削，以形成標識標記來確定所述支架所適配的牙齒。所述標識標記可通過凹進、突起或多個不規(guī)則高部而形成?？虨樯€體的標識標記可包括通用編號系統(tǒng)(Universal Numbering System)、派爾瑪標記 (Palmer Notation)、和 FDI 雙數(shù)字標記(FDI-Two Digit Notation)。在另一實施例中，病人牙齒的三維模型可用于形成在金屬生還體中結(jié)合表面522 的形狀。所述三維模型刻被確定并輸入計算機。然后，計算機能夠確定金屬生坯體的結(jié)合表面522的正確形狀。而且，計算機可產(chǎn)生將被刻入金屬生坯體的其它特征和定位指示。相應地，金屬生坯體可根據(jù)計算機詳細描述而成形，以包括標記角度和槽縫位置。雖然已描述和論述了凹進、突起和底切的特定特征和結(jié)構(gòu)，不過本發(fā)明不應局限于此。相應地，本發(fā)明的通常特征可應用于其它結(jié)構(gòu)，以提供增大的表面面積，用于將支架機械地結(jié)合到牙齒。各種類型的可被燒結(jié)的金屬粉末可用于本發(fā)明中，并可選自鋁、鎳、鈦、銅、鈷、不銹鋼和類似物以及它們的各種合金。不過，因為生坯體將被燒結(jié)為正牙支架和/或基托，因此優(yōu)選地使用牙科相容的材料，例如鈦、鈦合金和不銹鋼。這是因為，支架需要承受由弓絲和/或縛線所施加到支架的力，這種力導致對支架的高度應變。這樣，支架應該具有高度的強度和粗糙度，從而在使用期間不受損壞。所述金屬優(yōu)選地為，當用于病人的口腔時是安全的(即，毒性小或無毒)。當然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以將最終支架涂覆以保護性涂層，以便當用來制成支架的所述金屬在未被涂覆的情況下有可能不安全時提供附加的安全性。根據(jù)在成形生坯體的特定位置上的激光的溫度和/或持續(xù)時間，可以從生坯體清潔地去除可燒結(jié)顆粒。無論粘合劑何時被熔化、燃燒或分解，只要金屬或其它可燒結(jié)顆粒保持低于它們的汽化溫度，則上述過程就可以發(fā)生。在這樣的情況下，可燒結(jié)顆粒被射出、 由于重力作用而脫落，或者以其他的方式而整體地從生坯體去除。還可以設(shè)計一種系統(tǒng)，其中，從金屬生坯體被去除的金屬或其它可燒結(jié)顆粒中的至少一部分被再次沉積在生坯體表面上。如果金屬顆粒被熔化和/或被汽化但卻并未被射離生坯體以防止金屬被再次固化并將其自身附著到金屬生坯體表面，則至少在理論上可能會發(fā)生上述的再次沉積過程。在通常情況下，大多數(shù)或全部的可燒結(jié)顆粒將從金屬生坯體清潔地去除，而不會被再次沉積。IX.饒結(jié)牛壞體制造燒結(jié)體的方法是根據(jù)本發(fā)明進行的，以提供由成形生坯體所制備的燒結(jié)制品。簡而言之，燒結(jié)體可由生坯體獲得，而所述生坯體通過將可燒結(jié)顆粒與粘合劑模制為生坯體半成體的形狀而進行制備。當生坯體半成體已經(jīng)在模具中形成之后，所述過程包括采用能量流和/或物質(zhì)流來成形以獲得具有所希望形狀的生坯體。然后，成形生坯體可以被燒結(jié)以形成具有所希望形狀的燒結(jié)制品。所述燒結(jié)過程可在如圖5中所示的燒結(jié)裝置126 中執(zhí)行。在任何情況下，燒結(jié)成形生坯體可導致，準備使用或者需要另外處理或精制而制造的制品。在一個實施例中，可以執(zhí)行去結(jié)合過程，以在燒結(jié)所述成形生坯體之前去除粘合劑。這樣，可以通過在氧化或非氧化氣氛中的熱處理，例如在真空或低壓下的熱處理，來執(zhí)行所述去結(jié)合。例如，可在大約IXKT1Torras. 3Pa)到大約I X KT6Torr (I. 3 X I(T4Pa)下執(zhí)行所述去結(jié)合。可替換地，可在氮氣、氬氣或其它惰性氣體中在諸如I X KT1Torr (13. 3Pa) 到大約I X IO3Torr (I. 3 X IO5Pa)或高于IXlO3Torr的較高壓力下執(zhí)行所述去結(jié)合。另外， 所述去結(jié)合的溫度可處于大約80°C到大約750°C的范圍中，更優(yōu)選地處于大約100°C到大約600°C，最優(yōu)選地處于大約150°C到大約450°C。在任何情況下，所述去結(jié)合可通過熔化、 蒸發(fā)或分解所述粘合劑而發(fā)生。在一個實施例中，所述燒結(jié)過程可以在氧化或惰性氣體中、在從大約 I X IO^1Torr (13. 3Pa)到大約 I X IO^6Torr (I. 3X I(T4Pa)的低壓下、在升高的溫度下進行?？商鎿Q地，所述燒結(jié)過程可在例如從大約I X IO-1Torr (13. 3Pa)到大約
IX IO3Torr (I. 3 X IO5Pa)的較高壓力下、在升高的溫度下進行。這樣，所述粘合劑可在所述燒結(jié)過程中被基本去除?？商鎿Q地，所述燒結(jié)過程可去除主要量的但并非全部的粘合劑，其中一些粘合劑可根據(jù)結(jié)合系統(tǒng)而保留。燒結(jié)溫度的范圍可從大約750°C到大約2500°C，更優(yōu)選地從大約900°C到大約2000°C，最優(yōu)選地從大約1000°C到大約1500°C。另外,燒結(jié)時間的范圍可從大約O. 5小時到大約15小時,更優(yōu)選地從大約I小時到大約10小時，最優(yōu)選地從大約2小時到大約8小時。不過，有時候，燒結(jié)過程可持續(xù)長達大約24小時。另外，對所述燒結(jié)過程應進行調(diào)節(jié)，從而使可燒結(jié)粉末顆粒生長為緊密燒結(jié)體。相應地，相比于生坯體，燒結(jié)體應具有高密度和低孔隙率。當燒結(jié)生坯體時，隨著孔隙率降低而密度增大，體積收縮。這種情況的發(fā)生是隨著粘合劑的主要部分熔化和/或蒸發(fā)而將單獨的可燒結(jié)顆粒更緊密地拉在一起而出現(xiàn)的。這樣，生坯體可被制造和成形為大于結(jié)果形成的燒結(jié)制品，以適應于燒結(jié)期間所損失的體積。 在生坯體的尺寸與燒結(jié)制品的尺寸之間的體積減小的范圍可在從大約10%至大約35%， 更優(yōu)選地從大約12%至大約30%，最優(yōu)選地從大約15%至大約25% ;不過，通常的體積減小可為大約20%。由于生坯體的體積將在燒結(jié)期間逐漸減小，因此，被刻入成形生坯體的各種特征可以考慮收縮而進行制造。這樣，可考慮將流切削特征切削為具有誤差余量，或者將流切削特征切削為大于將在燒結(jié)過程之后所呈現(xiàn)的特征。因此，當生坯體被流切削時，復雜的成形可導致燒結(jié)后的甚至更精確和復雜的特征。所述收縮的另一結(jié)果可包括相比于燒結(jié)之前的生坯體，燒結(jié)體的輪廓變得更為平滑。更具體地，當在流切削過程中形成不規(guī)則特征部分時，這些特征部分在燒結(jié)過程中可被消除。另一方面，這種平滑效果不必去除任何的粗糙特征部分，而是能夠構(gòu)建具有更少鈍頭或尖銳邊緣的更好表面。在一個實施例中，所述燒結(jié)或去結(jié)合過程可從燒結(jié)體的表面去除雜質(zhì)或不希望的沉積物。當采用諸如激光、電子束、離子束之類的能量流來切削生坯體時，這些能量流產(chǎn)生熱以在燒結(jié)之前熔化和/或蒸發(fā)粘合劑，因而在燒結(jié)體表面上的熱切削表面在燒結(jié)過程之后可基本上不會被燒焦。例如，當燒結(jié)件被激光切削時，這些激光切削表面往往被燒焦且黑化，并且需要另外的處理或修整以去除燒焦的或黑化的材料。燒焦體可呈現(xiàn)對于許多應用而言不受歡迎的特性。因此，燒結(jié)過程和/或去結(jié)合過程可用于部分地或基本上防止顆粒燒焦，因而燒結(jié)體能夠基本上不會在熱切削表面處出現(xiàn)燒焦或黑化。不限于理論，考慮到的是，當粘合劑熔化或者以其他方式從生坯體去除時，粘合劑將燒焦材料拉離生坯體。這有可能發(fā)生在所述燒結(jié)或去結(jié)合的過程中，因為粘合劑的一部分將熔化并流過熱切削表面，并且將燒焦材料從顆粒帶走。因此，當采用產(chǎn)生熱的能量流來切削生坯體時，熱切削表面可類似地具有燒焦表面；不過，相比于被燒結(jié)之前在生坯體上的同樣的熱切削表面，燒結(jié)后的熱切削表面可具有更少的燒焦。而且，不局限于任何特定理論，考慮到的是，氧化層隨著燒結(jié)而形成于生坯體的外表面上，特別在氧化氣氛中時。相應地，在燒結(jié)之前采用能量流或物質(zhì)流來成形生坯體，可允許氧化層在燒結(jié)過程中形成于流切削表面上。氧化層被認為具有諸如抗腐蝕、生物適應性之類的受歡迎的特性。另一方面，切削燒結(jié)制品可能會破壞氧化表面層，并且降低或抑制這些受歡迎的特性。因此，在燒結(jié)體上的至少一個流切削表面，可具有以通過燒結(jié)而形成的氧化表面為特征的輪廓，其中所述燒結(jié)可在生坯體已經(jīng)如在此所述的那樣被切削和成形之后進行。另外，所述燒結(jié)體在燒結(jié)后可進行進一步的處理，例如通過研磨、砂磨之類的處理，以提供增強的表面特性。因此，在燒結(jié)體外表面上的至少一個流切削表面可具有比成形生坯體外表面上的至少一個流切削表面更為平滑的輪廓。因此，正牙支架可包括通過燒結(jié)成形生坯體而形成的燒結(jié)體，所述成形生坯體包括由粘合劑保持在一起的多個可燒結(jié)顆粒。燒結(jié)體可包括限定正牙支架形狀的外表面。而且，通過采用能量流和/或物質(zhì)流來切削生坯體，可形成燒結(jié)體外表面上的至少一個成形 (例如，激光切削)部分。在不偏離本發(fā)明的精神或必要特性的前提下，可將本發(fā)明具體化為其它具體形式。所描述的實施例在各方面均僅為說明性的，而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附的各權(quán)利要求所限定，而并非由前述的描述所限定。在各權(quán)利要求的等同物的含義和范圍之內(nèi)的所有改造被涵蓋于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造正牙支架的方法，包括通過將可燒結(jié)顆粒與有機粘合劑的混合物模制為初始生坯體的所希望的形狀，來制成所述初始生坯體；通過使用能量流從所述初始生坯體中去除一部分所述可燒結(jié)顆粒，來成形所述初始生坯體，從而產(chǎn)生成形生坯體；其中，所述粘合劑通過所述能量流被熔化、燃燒或分解，一部分所述可燒結(jié)顆粒被去除，從而在所述生坯體上形成底切，所述可燒結(jié)顆粒保持處于其汽化溫度以下；和燒結(jié)所述成形生坯體以產(chǎn)生正牙支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用激光束來執(zhí)行所述成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用能量流來執(zhí)行所述成形，所述能量流包括電子束、放電、或離子束中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括采用熱束在流切削表面上熔化一部分所述可燒結(jié)顆粒中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述可燒結(jié)顆粒包括從由鋁、鎳、鈦、銅、鈷、和不銹鋼組成的組中選出的至少一種金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述燒結(jié)導致所述成形燒結(jié)制品具有的體積比所述成形生坯體的體積小了大約10%至大約30%。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法形成的燒結(jié)制品，其中，所述燒結(jié)體主要由燒結(jié)金屬構(gòu)成。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法形成的燒結(jié)制品，其中，所述燒結(jié)體主要由陶瓷構(gòu)成。
9.一種制造激光成形生坯體的方法，所述激光成形生坯體用于制造正牙支架，所述方法包括通過將可燒結(jié)金屬顆粒與有機粘合劑的混合物模制為初始生坯體的所希望的形狀，來制成所述初始生坯體；和通過使用能量流從所述初始生坯體中去除一部分所述可燒結(jié)金屬顆粒，來成形所述初始生坯體，從而產(chǎn)生成形生坯體；其中，所述粘合劑通過所述能量流被熔化、燃燒或分解，一部分所述可燒結(jié)金屬顆粒被去除，從而在所述生坯體上形成底切，所述可燒結(jié)金屬顆粒保持處于其汽化溫度以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于成形生坯體的方法和由該方法制成的制品，該成形方法提供由多個可燒結(jié)顆粒和有機粘合劑組成的成形生坯體。這種方法包括(1)將可燒結(jié)顆粒和有機粘合劑模制成初始生坯體或半成體的形狀，其中，所述可燒結(jié)顆粒包括金屬顆?；蛱沾深w粒中的至少一種；和(2)采用能量流或物質(zhì)流中的至少一種用以成形生坯體半成體，其中所述成形過程產(chǎn)生具有所希望形狀的生坯體。所述生坯體可被燒結(jié)，以便提供大致具有成形生坯體的形狀的硬化體。所述過程特別有助于生產(chǎn)正牙支架。
文檔編號A61C13/00GK102579142SQ20121005584
公開日2012年7月18日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者克勞斯-H·巴克斯, 諾伯特·阿貝斯 申請人:奧美科股份有限公司