本發(fā)明涉及義齒自動(dòng)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種義齒slm3d打印方法。

背景技術(shù)：

激光選區(qū)熔化(selectivelasermelting，slm)技術(shù)借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computeraideddesign，cad)與制造，基于離散-分層-疊加的原理，利用高能激光束可以將金屬粉末材料直接成形為致密的三維實(shí)體零件，成形過(guò)程不需要任何工裝模具，也不受零件形狀復(fù)雜程度的限制，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的、發(fā)展速度最快的金屬增材制造(metaladdativemanufacturing，mam)技術(shù)之一。較之于傳統(tǒng)制造金屬零件去除材料的加工思路，mam技術(shù)實(shí)際上是反其道而行，它是基于增材制造(addtivemanufacturing，am)的理念，從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的三維零件模型出發(fā)，通過(guò)軟件對(duì)模型分層離散，將數(shù)控成形系統(tǒng)將復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列的平面二維制造的疊加，可以在沒(méi)有工裝夾具或模具的條件下，利用高能束流將成形材料(如粉體、條帶、板材等)熔融堆積而快速制造出任意復(fù)雜形狀、且具有一定功能的三維金屬零部件。

現(xiàn)有技術(shù)中，口腔修復(fù)體的加工制作特別是義齒的加工制作通常采用傳統(tǒng)制造方法，主要是銑、削、鍛、鑄及電加工等方法，存在制造工藝復(fù)雜、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、材料浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)中的義齒通常采用口腔陶瓷或者塑料坯材，經(jīng)切削加工制造成型，然后再與金屬支架裝配粘結(jié)，形成最終的口腔修復(fù)體，供患者佩戴使用。這里的金屬支架對(duì)于可摘局部義齒來(lái)說(shuō)是可摘局部義齒金屬支架，對(duì)于烤瓷或烤塑冠橋來(lái)說(shuō)，是該烤瓷或烤塑冠橋的金屬基底。這種金屬支架由于成分單一，現(xiàn)有技術(shù)已有通過(guò)slm技術(shù)制作的先例，但是對(duì)于義齒來(lái)說(shuō)，特別是涉及到金屬基底與瓷體結(jié)合的合金烤瓷熔覆修復(fù)義齒的制造，目前還沒(méi)用通過(guò)slm技術(shù)制作的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種義齒slm3d打印方法，該義齒slm3d打印方法用于加工由金屬基底與瓷體結(jié)合的合金烤瓷熔覆修復(fù)義齒，提高了制造效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法包括以下步驟：

第一、采用三維掃描儀獲取義齒的三維數(shù)字模型，利用三維掃描儀自帶的軟件對(duì)義齒的三維數(shù)字模型進(jìn)行數(shù)據(jù)完善；

第二、將第一步驟中經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)完善以后的三維數(shù)字模型以兼容的stl格式輸入義齒slm3d打印裝置；

其中，所述的義齒slm3d打印裝置包括激光發(fā)射器、光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件、熔覆室、粉末池、過(guò)量粉末容器、鋪粉輥、殼體、進(jìn)氣口和注射噴嘴，所述的粉末池、熔覆室和過(guò)量粉末容器由左向右依次設(shè)置在殼體內(nèi)部，鋪粉輥設(shè)置在所述的粉末池、熔覆室和過(guò)量粉末容器的上方，并且鋪粉輥能夠在殼體內(nèi)水平往復(fù)滾動(dòng)；所述粉末池內(nèi)設(shè)置有水平的新粉末平臺(tái)，所述新粉末平臺(tái)的底部垂直設(shè)置有供粉活塞，該供粉活塞能夠在粉末池內(nèi)帶動(dòng)所述新粉末平臺(tái)垂直上下運(yùn)動(dòng)；所述熔覆室內(nèi)設(shè)置有水平的熔覆粉末平臺(tái)，所述熔覆粉末平臺(tái)的底部垂直設(shè)置有熔覆活塞，該熔覆活塞能夠在熔覆室內(nèi)帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)垂直上下運(yùn)動(dòng)；所述進(jìn)氣口設(shè)置在殼體的頂部；所述注射噴嘴設(shè)置在熔覆室的上方；所述激光發(fā)射器和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件位于殼體的上方，所述的激光發(fā)射器向所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件發(fā)射激光束，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件將激光發(fā)射器發(fā)射的激光束投射到所述熔覆粉末平臺(tái)上的熔覆粉末上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將熔覆粉末逐層熔覆成型；

第三、熔覆粉末逐層熔覆成型完成以后，獲得義齒基底，所述的注射噴嘴向該義齒基底噴射第二粉末，所述的激光發(fā)射器再次向所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件發(fā)射激光束，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件將激光發(fā)射器發(fā)射的激光束投射到所述第二粉末上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將第二粉末燒結(jié)成型，使燒結(jié)成型的第二粉末與義齒基底緊密結(jié)合，完成義齒制作。

優(yōu)選地，在整個(gè)義齒制作過(guò)程中，所述進(jìn)氣口持續(xù)向所述殼體內(nèi)通入惰性氣體，使熔覆粉末逐層熔覆成型和第二粉末燒結(jié)成型的整個(gè)過(guò)程在惰性氣體的保護(hù)氣氛中進(jìn)行。

所述新粉末平臺(tái)的頂面鋪滿新粉末，在所述的義齒slm3d打印裝置的打印過(guò)程中，首先所述供粉活塞在粉末池內(nèi)帶動(dòng)所述新粉末平臺(tái)垂直向上運(yùn)動(dòng)，使新粉末平臺(tái)頂部的新粉末與鋪粉輥接觸；所述鋪粉輥在殼體內(nèi)水平向右滾動(dòng)，將所述新粉末帶入到所述熔覆粉末平臺(tái)的頂部，成為所述的熔覆粉末；所述鋪粉輥繼續(xù)在殼體內(nèi)水平向右滾動(dòng)，使熔覆粉末在所述熔覆粉末平臺(tái)的頂部鋪平，同時(shí)將過(guò)量的粉末帶入到過(guò)量粉末容器中，成為過(guò)量粉末，過(guò)量粉末能夠重復(fù)使用；隨后，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件將激光發(fā)射器發(fā)射的激光束投射到所述熔覆粉末平臺(tái)上的熔覆粉末上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將熔覆粉末熔覆成型；熔覆粉末熔覆成型完成以后，所述熔覆活塞在熔覆室內(nèi)帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)垂直向下運(yùn)動(dòng)；所述鋪粉輥在殼體內(nèi)水平向左滾動(dòng)，回到初始位置，進(jìn)入下一工作循環(huán)。

每完成一次熔覆粉末的熔覆成型，所述熔覆活塞帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)垂直向下運(yùn)動(dòng)一次，垂直向下運(yùn)動(dòng)的距離等于每一次熔覆成型的熔覆粉末的厚度，隨后所述鋪粉輥再次將所述新粉末帶入到已經(jīng)熔覆成型的熔覆粉末的頂部，使新的熔覆粉末在已經(jīng)熔覆成型的熔覆粉末的頂部鋪平，進(jìn)入下一次熔覆成型程序，直至完成整個(gè)義齒基底的制作。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述的新粉末和熔覆粉末為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的金屬粉末。

所述的第二粉末為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的瓷體粉末。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的新粉末pr和熔覆粉末ps為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用co-cr合金粉末，所述的醫(yī)用co-cr合金粉末為標(biāo)準(zhǔn)的球形粉末。

所述的醫(yī)用co-cr合金粉末的平均粒徑為75微米。

所述的第二粉末為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的德國(guó)vita系列鈷鉻合金專用瓷粉。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述激光發(fā)射器的掃描速度為300mm/s，掃描間距為0.04mm，熔覆粉末的鋪粉層厚為0.03mm，激光掃描方式采用線性光柵掃描。

本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法較傳統(tǒng)制造方式極大地提高了制造效率，為患者節(jié)省了大量治療時(shí)間。采用本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法，從獲取數(shù)據(jù)到完全制造出來(lái)只需要2個(gè)小時(shí)，而傳統(tǒng)鑄造方式一般需要一周左右的時(shí)間才能完成。采用本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法制作完成的義齒烤瓷后，烤瓷厚的義齒上沒(méi)有裂紋產(chǎn)生，其金瓷結(jié)合強(qiáng)度可以滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其制造精度和色澤完全符合臨床要求，而且制作成本僅為傳統(tǒng)義齒制作成本的十分之一，有利于在義齒制造行業(yè)大范圍推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述的義齒slm3d打印裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是所述義齒slm3d打印裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法包括以下步驟：

第一、采用三維掃描儀獲取義齒的三維數(shù)字模型，利用三維掃描儀自帶的軟件對(duì)義齒的三維數(shù)字模型進(jìn)行數(shù)據(jù)完善；

第二、將第一步驟中經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)完善以后的三維數(shù)字模型以兼容的stl格式輸入義齒slm3d打印裝置；

其中，所述的義齒slm3d打印裝置包括激光發(fā)射器1、光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2、熔覆室3、粉末池4、過(guò)量粉末容器5、鋪粉輥6、殼體7、進(jìn)氣口8和注射噴嘴9，所述的粉末池4、熔覆室3和過(guò)量粉末容器5由左向右依次設(shè)置在殼體7內(nèi)部，鋪粉輥6設(shè)置在所述的粉末池4、熔覆室3和過(guò)量粉末容器5的上方，并且鋪粉輥6能夠在殼體7內(nèi)水平往復(fù)滾動(dòng)；所述粉末池4內(nèi)設(shè)置有水平的新粉末平臺(tái)4a，所述新粉末平臺(tái)4a的底部垂直設(shè)置有供粉活塞，該供粉活塞能夠在粉末池4內(nèi)帶動(dòng)所述新粉末平臺(tái)4a垂直上下運(yùn)動(dòng)；所述熔覆室3內(nèi)設(shè)置有水平的熔覆粉末平臺(tái)3a，所述熔覆粉末平臺(tái)3a的底部垂直設(shè)置有熔覆活塞，該熔覆活塞能夠在熔覆室3內(nèi)帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)3a垂直上下運(yùn)動(dòng)；所述進(jìn)氣口8設(shè)置在殼體7的頂部；所述注射噴嘴9設(shè)置在熔覆室3的上方；所述激光發(fā)射器1和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2位于殼體7的上方，所述的激光發(fā)射器1向所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2發(fā)射激光束l，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2將激光發(fā)射器1發(fā)射的激光束投射到所述熔覆粉末平臺(tái)3a上的熔覆粉末ps上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將熔覆粉末ps逐層熔覆成型；

第三、熔覆粉末ps逐層熔覆成型完成以后，獲得義齒基底b，所述的注射噴嘴9向該義齒基底噴射第二粉末，所述的激光發(fā)射器1再次向所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2發(fā)射激光束，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2將激光發(fā)射器1發(fā)射的激光束投射到所述第二粉末上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將第二粉末燒結(jié)成型，使燒結(jié)成型的第二粉末與義齒基底緊密結(jié)合，完成義齒制作。

優(yōu)選地，在整個(gè)義齒制作過(guò)程中，所述進(jìn)氣口8持續(xù)向所述殼體7內(nèi)通入惰性氣體，使熔覆粉末ps逐層熔覆成型和第二粉末燒結(jié)成型的整個(gè)過(guò)程在惰性氣體的保護(hù)氣氛中進(jìn)行。

所述新粉末平臺(tái)4a的頂面鋪滿新粉末pr，在所述的義齒slm3d打印裝置的打印過(guò)程中，首先所述供粉活塞在粉末池4內(nèi)帶動(dòng)所述新粉末平臺(tái)4a垂直向上運(yùn)動(dòng)，使新粉末平臺(tái)4a頂部的新粉末與鋪粉輥6接觸；所述鋪粉輥6在殼體7內(nèi)水平向右滾動(dòng)，將所述新粉末帶入到所述熔覆粉末平臺(tái)3a的頂部，成為所述的熔覆粉末ps；所述鋪粉輥6繼續(xù)在殼體7內(nèi)水平向右滾動(dòng)，使熔覆粉末ps在所述熔覆粉末平臺(tái)3a的頂部鋪平，同時(shí)將過(guò)量的粉末帶入到過(guò)量粉末容器5中，成為過(guò)量粉末pd，過(guò)量粉末pd能夠重復(fù)使用；隨后，所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件2將激光發(fā)射器1發(fā)射的激光束投射到所述熔覆粉末平臺(tái)3a上的熔覆粉末ps上，按照義齒slm3d打印裝置接收到的stl格式的三維數(shù)字模型，將熔覆粉末ps熔覆成型；熔覆粉末ps熔覆成型完成以后，所述熔覆活塞在熔覆室3內(nèi)帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)3a垂直向下運(yùn)動(dòng)；所述鋪粉輥6在殼體7內(nèi)水平向左滾動(dòng)，回到初始位置，進(jìn)入下一工作循環(huán)。

每完成一次熔覆粉末的熔覆成型，所述熔覆活塞帶動(dòng)所述熔覆粉末平臺(tái)3a垂直向下運(yùn)動(dòng)一次，垂直向下運(yùn)動(dòng)的距離等于每一次熔覆成型的熔覆粉末的厚度，隨后所述鋪粉輥6再次將所述新粉末帶入到已經(jīng)熔覆成型的熔覆粉末的頂部，使新的熔覆粉末在已經(jīng)熔覆成型的熔覆粉末的頂部鋪平，進(jìn)入下一次熔覆成型程序，直至完成整個(gè)義齒基底b的制作。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述的新粉末pr和熔覆粉末ps為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的金屬粉末。

所述的第二粉末為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的瓷體粉末。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的新粉末pr和熔覆粉末ps為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)用co-cr合金粉末，所述的醫(yī)用co-cr合金粉末為標(biāo)準(zhǔn)的球形粉末。

所述的醫(yī)用co-cr合金粉末的平均粒徑為75微米。

所述的第二粉末為符合國(guó)家醫(yī)用許可標(biāo)準(zhǔn)的德國(guó)vita系列鈷鉻合金專用瓷粉。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述激光發(fā)射器1的掃描速度為300mm/s，掃描間距為0.04mm，熔覆粉末的鋪粉層厚為0.03mm，激光掃描方式采用線性光柵掃描。

采用本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法制作的義齒瓷層表面均勻一致，沒(méi)有明顯的裂紋、氣孔等缺陷，通過(guò)三點(diǎn)彎曲法測(cè)得義齒的金瓷結(jié)合強(qiáng)度平均為116.5±15.6mpa，表面經(jīng)過(guò)打磨處理后義齒的金瓷結(jié)合強(qiáng)度平均為74.5±4.5mpa，而國(guó)際iso9693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的金瓷結(jié)合強(qiáng)度最小值為25mpa。由此可見(jiàn)，采用本發(fā)明所述的義齒slm3d打印方法制作的義齒的金瓷結(jié)合強(qiáng)度滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，尤其是具有slm工藝表面特征的義齒的金瓷結(jié)合強(qiáng)度高出國(guó)際iso9693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小值(25mpa)的4倍多。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。