【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印，特别涉及一种基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化方法及系统。
技术介绍
1、在生长发育过程中，由于先天遗传或后天疾病及不良习惯等因素的影响，出现的诸如牙齿排列不齐、上下咬合关系异常、颌骨大小形态位置异常等问题统称为错颌畸形。它会影响我们的口腔健康，带来牙周炎症等问题。为改善错颌畸形问题，临床上采取佩戴矫治器的方式进行治疗。
2、无托槽隐形矫治器是一种新型正畸治疗方法。与传统的金属矫治器正畸相比，隐形正畸治疗凭借其美观、舒适、治疗周期短的优势在我国迅速发展壮大，市场占比逐渐提高。当前隐形矫治器的主流制造方式是采用热压模成型技术。该技术通过3d打印进行患者牙模的制造，然后将热塑性膜片在牙模上加热后压制成型。不过与膜片的原始尺寸相比，热压膜工艺会形成不均匀的厚度，这会影响其机械性能以及临床治疗效果。
3、随着3d打印技术和生物相容材料的不断发展，直接3d打印矫治器被认为是矫治器制造发展的下一个阶段。相较于热压膜工艺，直接3d打印提高了矫治器的制造精度并减少了资源浪费和时间成本。然而，在应对复杂正畸力时，隐形矫治器存在明显的局限性，例如难以控制扭矩、牙根吸收等。为此需要一种有效的方式来帮助矫治器提供可调控的正畸力，以确保牙齿按照正确的位置移动，并且防止过大的矫治力，造成移动牙周围牙周组织的损伤。
4、灰度光固化打印是近年来快速发展的制造技术，能够通过控制局部材料交联度实现不同的材料特性，利用灰度打印制造矫治器能够弥补3d打印矫治器单一材料性能的缺点，以适应更复杂的矫治案例。不过
5、关于灰度光固化打印，现有技术提出了一种基于双色光固化的方法，该方法虽然可以一定程度减少打印体内部单体的析出，但打印体内部单体量没有减少。现有技术还提出一种使用可光降解的单体，这种单体在长时间曝光后会分解，从而提高生物活性，但该方法会导致打印体的机械性能降低。
6、如何保证打印体的机械性能的同时降低打印体内部的单体量成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化方法及系统。
2、本专利技术的一个实施例提供的基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化方法，该方法包括：
3、准备所用的光敏树脂，所述光敏树脂中包含环氧丙烯酸酯组分，在所述光敏树脂中添加有一定量的热引发剂；
4、从矫治器的3d打印模型中分割出与指定牙齿对应的区域，对所述指定牙齿对应的区域的图案灰度进行修改；
5、对所述矫治器的3d打印模型进行切片处理，获得具有灰度处理的多张切片图案；
6、基于多张切片图案完成对所述矫治器的各个层的灰度光固化处理；
7、将灰度光固化处理后的矫治器放入烘箱之中以指定温度加热指定时间，完成热固化操作；
8、其中，所述光敏树脂中的环氧丙烯酸酯组分碳碳双键官能度多于环氧基团官能度。
9、可选地，所述准备光敏树脂，包括：
10、将热引发剂与光敏树脂加入避光容器中，之后放入搅拌器中进行充分搅拌，得到搅拌后的混合物，将搅拌后的混合物放入超声清洗机中进行超声分散，使所述热引发剂完全溶解于所述光敏树脂中，得到打印用光敏树脂。
11、可选地，所述环氧丙烯酸酯成分为双酚a甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯中的1种以上的组成。
12、可选地，所述热引发剂与所述光敏树脂的重量份组成的比例为0.2-2份。
13、可选地，所述热引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯、氮二异庚腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、593固化剂、t31固化剂、1-甲基咪唑、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或两种组成。
14、可选地，所述对所述指定牙齿对应的区域的灰度进行修改，包括：
15、将指定牙齿对应的区域的灰度调高或调低。
16、可选地，所述将指定牙齿对应的区域的灰度调低，包括：
17、将指定牙齿对应的区域的灰度调低40％-60％。
18、可选地，在将指定牙齿对应的区域的灰度调低的情况下，还包括：
19、获取所述指定牙齿的表面像素，将所述指定牙齿的表面像素的灰度值恢复为原值。
20、可选地，所述获取所述指定牙齿的表面像素，包括：
21、获取所述指定牙齿的所对应的各个切片图案的边缘，所述指定牙齿的所对应的各个切片图案的边缘为所述指定牙齿的水平方向的表面像素；
22、根据所述相邻的切片图案的各个像素的灰度值的差值获取所述指定牙齿的竖直方向的表面像素。
23、可选地，所述基于多张切片图案完成对所述矫治器的各个层的灰度光固化处理，包括：
24、使用uv光基于多张切片图案完成对所述矫治器的各个层的灰度光固化处理。
25、可选地，烘箱加热指定温度为60-120℃，指定时间为1-12h。
26、本专利技术的另一个实施例提供一种基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化系统，采用如上所述的基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化方法。
27、本专利技术的有益效果是，通过对无托槽隐形正畸矫治器模型中指定牙齿对应的区域的灰度进行修改，利用光强的变化来控制该区域的交联程度，从而使该区域的杨氏模量发生变化，从而创造了软硬不同的区域，这意味着可以对牙齿的矫治力提供定制化设计，从而达到调控矫治力的作用。本专利技术没有对矫治器模型的厚度进行修改，这意味着均匀的厚度；利用对灰度的调控，矫治时能够实现更大的矫治量而不引起患者的不适感。本专利技术基于灰度调控，在所用光敏树脂中添加热引发剂，在3d打印矫治器的过程中采用光固化、热固化分步固化方案，在保证3d打印矫治器的机械性能的同时降低内部的单体量，能够有效降低单体的析出，提高生物相容性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于灰度调控的3D打印矫治器分步固化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述准备光敏树脂，包括：
3.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯成分为双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯中的1种以上的组成。
4.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述热引发剂与所述光敏树脂的重量份组成的比例为0.2-2份。
5.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述热引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯、氮二异庚腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、593固化剂、T31固化剂、1-甲基咪唑、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或两种组成。
6.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述对所述指定牙齿对应的区域的灰度进行修改，包括：
7.根据权利要求6所述的基于灰度调控的3D打印矫
8.根据权利要求6所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，在将指定牙齿对应的区域的灰度调低的情况下，还包括：
9.根据权利要求8所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述获取所述指定牙齿的表面像素，包括：
10.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，所述基于多张切片图案完成对所述矫治器的各个层的灰度光固化处理，包括：
11.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3D打印矫治器的方法，其特征在于，烘箱加热指定温度为60-120℃，指定时间为1-12h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于灰度调控的3d打印矫治器分步固化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3d打印矫治器的方法，其特征在于，所述准备光敏树脂，包括：
3.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3d打印矫治器的方法，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯成分为双酚a甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯中的1种以上的组成。
4.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3d打印矫治器的方法，其特征在于，所述热引发剂与所述光敏树脂的重量份组成的比例为0.2-2份。
5.根据权利要求1所述的基于灰度调控的3d打印矫治器的方法，其特征在于，所述热引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯、氮二异庚腈、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、593固化剂、t31固化剂、1-甲基咪唑、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或两种组成。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李介博，尹心承，燕鑫，李娜，魏思扬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。