本發(fā)明涉及口腔醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)3D打印機(jī)以逐層打印的方式來(lái)生成三維實(shí)體的技術(shù)。3D打印技術(shù)這項(xiàng)被稱(chēng)為第三次工業(yè)革命的高科技技術(shù)，對(duì)牙科工業(yè)發(fā)展帶來(lái)革命性影響。隨著數(shù)字化技術(shù)、3D打印等廣泛應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域，口腔醫(yī)療進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，義齒的數(shù)字化制備將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，而在義齒的數(shù)字化制備過(guò)程中，3D打印牙模將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

然而，一方面由于3D打印設(shè)備和材料的核心技術(shù)被國(guó)外所壟斷和我國(guó)自主創(chuàng)新能力不夠，國(guó)內(nèi)的3D打印制造廠商在產(chǎn)品的強(qiáng)度、剛度等各方面性能不能滿(mǎn)足工業(yè)化使用的要求，造成目前市場(chǎng)上3D打印牙模的造價(jià)昂貴。

針對(duì)造價(jià)昂貴的3D打印牙模，本發(fā)明提供了一種內(nèi)部為仿生結(jié)構(gòu)的3D打印牙模，實(shí)現(xiàn)牙模的結(jié)構(gòu)輕量化，不僅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，而且大大地減少了耗材，還使得3D打印牙模具有優(yōu)越的機(jī)械物理性能，提高了效率，降低了成本，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化牙模的大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法，結(jié)構(gòu)輕量化，不僅強(qiáng)度好，而且大大地減少了耗材，提高了效率，降低了成本，實(shí)現(xiàn)了大批量生產(chǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法，該空心牙模包括表面薄壁和內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)為薄壁框架結(jié)構(gòu)，并內(nèi)接于所述表面薄壁，對(duì)所述表面薄壁進(jìn)行支撐。

由于將內(nèi)部結(jié)構(gòu)更改為空心的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了牙模的輕量化，同時(shí)還保證了牙模的物理強(qiáng)度。

該制作方法包括以下步驟：

(1)通過(guò)3D掃描儀對(duì)患者牙齒進(jìn)行掃描，以獲得患者牙齒的表面數(shù)據(jù)信息；

(2)將患者牙齒的表面數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入逆向工程軟件，進(jìn)行曲面重構(gòu)，并獲得所述表面薄壁的3D模型；

(3)使用3D建模軟件在所述表面薄壁的3D模型的內(nèi)部，生成所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的3D模型，并構(gòu)成所述空心牙模的3D模型；

(4)將所述空心牙模的3D模型通過(guò)3D打印機(jī)打印輸出。

作為一種優(yōu)選，步驟(1)中所述3D掃描儀為口內(nèi)掃描儀。

作為一種優(yōu)選，步驟(2)中所述的曲面重構(gòu)具體包括，三角網(wǎng)格化編輯、曲面劃分和抽殼處理。

作為一種優(yōu)選，所述表面薄壁的厚度為1.0mm～2.0mm。

作為一種優(yōu)選，所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)為蜂巢結(jié)構(gòu)；該蜂巢結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)緊密排列的正六邊形薄壁；該正六邊形的邊長(zhǎng)為1.0mm～3.0mm，該正六邊形薄壁的壁厚為0.2mm～0.4mm。

作為一種優(yōu)選，所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)為樹(shù)狀結(jié)構(gòu)；該樹(shù)狀結(jié)構(gòu)包括一個(gè)主干薄壁和若干個(gè)由主干薄壁延伸而出的分枝薄壁。

作為一種優(yōu)選，所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)為竹狀結(jié)構(gòu)；該竹狀結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)平行設(shè)置的圓柱形薄壁，該圓柱形薄壁的設(shè)有分隔的竹節(jié)結(jié)構(gòu)。

所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)使用為蜂巢結(jié)構(gòu)、樹(shù)狀結(jié)構(gòu)或竹狀結(jié)構(gòu)等仿生結(jié)構(gòu)作為承力模型，更為合理高效。

作為一種優(yōu)選，所述3D打印機(jī)為工業(yè)級(jí)FDM 3D打印機(jī)或SLA 3D打印機(jī)。

作為一種優(yōu)選，還包括步驟(5)，對(duì)空心牙模的表面進(jìn)行光整或打磨。

本發(fā)明的有益效果是：實(shí)現(xiàn)牙模的結(jié)構(gòu)輕量化，不僅強(qiáng)度好，而且大大地減少了耗材，還使得3D打印牙模具有優(yōu)越的機(jī)械物理性能，提高了效率，降低了成本，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化牙模的大批量生產(chǎn)。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；但本發(fā)明的一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法不局限于實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的制備方法流程圖；

圖2是本發(fā)明的空心牙模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的蜂巢結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4是本發(fā)明的蜂巢結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖二。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

參見(jiàn)圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法，該空心牙模包括表面薄壁和內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)為薄壁框架結(jié)構(gòu)，并內(nèi)接于所述表面薄壁，對(duì)所述表面薄壁進(jìn)行支撐。其中，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)可為蜂巢結(jié)構(gòu)、樹(shù)狀結(jié)構(gòu)或竹狀結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例以蜂巢結(jié)構(gòu)為例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明的制作方法包括以下步驟：

(1)通過(guò)3D掃描儀對(duì)患者牙齒進(jìn)行掃描，以獲得患者牙齒的表面數(shù)據(jù)信息；

(2)將患者牙齒的表面數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入逆向工程軟件，進(jìn)行曲面重構(gòu)，并獲得所述表面薄壁的3D模型；具體包括，三角網(wǎng)格化編輯、曲面劃分和抽殼處理；

(3)使用3D建模軟件在所述表面薄壁的3D模型的內(nèi)部，生成所述內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的3D模型，并構(gòu)成所述空心牙模的3D模型；

(4)將所述空心牙模的3D模型通過(guò)3D打印機(jī)打印輸出；

(5)對(duì)空心牙模的表面進(jìn)行光整或打磨。

本實(shí)施例中，所使用的3D掃描儀為牙科專(zhuān)用的3Shape口內(nèi)掃描儀。

作為一種優(yōu)選，所述3D打印機(jī)為工業(yè)級(jí)FDM 3D打印機(jī)或SLA 3D打印機(jī)。

在本實(shí)例中，使用Geomagic Studio軟件進(jìn)行三角網(wǎng)格化編輯和曲面劃分，并進(jìn)一步優(yōu)化牙模的表面薄壁的3D模型。

在本實(shí)例中，利用Magics軟件，進(jìn)行抽殼處理，并獲得壁厚為1.0mm的表面薄壁3D模型。

在本實(shí)例中，所使用的3D建模軟件為Pro-e三維建模軟件，并用于構(gòu)建內(nèi)部為蜂窩仿生結(jié)構(gòu)的空心牙模。

在本實(shí)例中，所使用的3D打印機(jī)為Objet Eden260VS 3D打印機(jī)。

上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的一種通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的仿生結(jié)構(gòu)空心牙模制作方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。