具有促进制造后清洁的几何特征的牙科器械的制作方法

本公开的实施例涉及增材制造部件的制造，并且特别地涉及诸如牙科矫正器的医疗矫正器的制造。

背景技术：

1、立体光刻三维(3d)打印是一种由树脂材料生产牙科器械的方法。在制造期间，用于3d打印物品的一些树脂可能不会固化。它可以作为残留树脂保持液态。来自制造过程的残留树脂可以经由离心和/或其他技术去除，以分离物品的具有不同状态(例如，固体和液体)、密度和/或粘度的部分。然而，树脂仍然可以聚集在各个区域上，包括液体可在其处收集的腔体。尽管使用技术(例如，离心)来分离3d打印物品的各个部分，但可能难以去除树脂池。

2、许多传统技术涉及使用溶剂来清洁在物品上形成的树脂池。虽然这些技术可能是有用的，但是可能期望在将溶剂施加到物品之前从3d打印的物品中去除液体。以减少的溶剂使用从3d打印部件去除液体树脂可以降低成本并且可以加速制造时间。对于涉及增材制造物品的大规模制造的工业过程，这些成本降低可能是显著的，并且可能限定产品在市场中的生存力。作为示例，对于涉及牙科矫正器的大规模制造的工业过程，从3d打印物品中去除液体可以显著降低成本/溶剂使用，并且可以加速制造过程。

3、许多传统的3d打印物品包括支撑本体并打印在构建板上的支撑件。在制造期间，未固化的树脂可以在本体的部分上形成液体池。例如，未固化的树脂可以聚集在增材制造物品的凹形区域上。作为牙科环境中的示例，未固化的树脂可以在各种增材制造物品(诸如：用于热成形矫正器的3d打印模具、3d打印矫正器、3d打印附件形成模板(包括具有3d打印和/或预制附件的模板)、3d打印腭扩张器、3d打印保持器等)的咬合面、颊面、舌面表面上形成液体池。作为牙科环境中的另一示例，未固化的树脂可以在各种增材制造物品(诸如：3d打印腭扩张器、3d打印保持器等)的腭表面上形成液体池。传统的3d打印物品的离心通常不能从树脂可能汇集的区域去除树脂的液体池。如本文所述，溶剂可能是昂贵的，特别是在大规模制造过程中。可能期望3d打印的物品考虑到液体树脂池的去除。

技术实现思路

1、根据本公开的至少一个方面，一种形成牙科器械的方法包括使用增材制造工艺由树脂制造牙科器械。在至少一个实施例中，牙科器械包括：框架，被成形为在牙弓的至少一部分上延伸；以及多个凹形表面，沿着框架设置。在至少一个实施例中，凹形表面中的一个或多个包括穿过其形成的孔。在至少一个实施例中，所述方法还包括使用足以从牙科器械的表面去除由增材制造工艺产生的残留树脂的参数对牙科器械进行离心。在至少一个实施例中，每个孔在离心期间为残留树脂提供流动路径，以减少或消除残留树脂在牙科器械的相应凹形表面上的聚集。

2、在一些实施例中，新颖且创造性的牙科矫正器包括一组增材制造层。如本文所使用的，增材制造层可以包括通过三维(3d)打印/增材制造形成的层。如本文所使用的，3d打印或“增材制造”可以指在计算机控制下沉积、接合或固化材料以创建3d物体的各种过程，其中材料以逐层方式添加在一起。增材制造可以包括快速原型制作(例如，构建物品原型的技术)、大规模制造(例如，为消费者和/或其他目的大规模构建物品的工业过程)。

3、如本文所述，牙科矫正器可以包括第一表面，该第一表面用增材制造支撑件结合到构建板。牙科矫正器还可以包括第二表面，该第二表面与第一表面相对并且位于牙科矫正器的与增材制造支撑件不同的另一侧上。第一表面可以包括腔体，诸如：牙齿接收部，其被成形为接收牙齿并将牙齿从第一排列朝向第二排列重新定位；牙齿接收腔体，其被成形为接收和/或保持牙齿；腔体，用于将预制的附件模板和/或增材制造的附件定位、固定和/或保持到牙齿；腔体，对应于用于保持器或腭扩张器等的腭和/或舌解剖结构。如本文所述，一个或多个孔可以将第一表面上的腔体连接到第二表面。这些孔可以具有如本文所述的各种尺寸和/或几何形状。当在平行于增材制造支撑件的方向上施加力时，这些孔可以引导未固化树脂的流动。作为示例，可以将牙科矫正器支撑件和构建板放入离心机中。离心力可以引导位于第一表面的腔体上的未固化液体树脂通过孔朝向第二表面。液体树脂可以被收集和/或重复使用/处置。这些牙科矫正器可以节省溶剂(并降低成本)，并且还可以有助于收集未固化的液体树脂以供重复使用/处置。牙科矫正器的示例包括增材制造的对准器、增材制造的预制附接模板、增材制造的保持器、用于热成形对准器的增材制造的对准器模具、增材制造的腭扩张器(例如，增量式腭扩张器)等。

4、在至少一个实施例中，在离心之后且在用于牙科手术中之前没有中间的基于溶剂的清洁步骤的情况下，牙科器械符合用于牙科手术中的条件。

5、在至少一个实施例中，所述方法还包括：用溶剂清洁牙科器械以进一步去除未通过离心去除的残留树脂，使得所用溶剂的量小于足以清洁不具有穿过任何凹形表面的任何孔的类似牙科器械的溶剂的量。

6、在至少一个实施例中，所述方法还包括将牙科器械定向在离心室的转子上，使得多个凹形表面在离心期间基本上面对转子的质心。

7、在至少一个实施例中，至少一个孔是圆形孔、椭圆形孔或网格的形式。

8、在至少一个实施例中，凹形表面中的至少一个包括穿过其形成的两个或更多个孔。

9、在至少一个实施例中，包括孔的凹形表面中的至少一个还包括形成在其中的至少一个通道，该至少一个通道相对于孔径向地定向，使得至少一个通道促进残留树脂朝向孔的流动。

10、在至少一个实施例中，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

11、在至少一个实施例中，牙科器械由选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸类、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其组合的聚合物形成。

12、在至少一个实施例中，牙科器械是牙科附件放置矫正器，使得多个凹形表面被配置为沿着牙弓接合牙齿。在至少一个实施例中，牙科附件放置矫正器包括被配置为接触牙齿的颊表面的多个牙齿附接部件。在至少一个实施例中，每个牙齿附接部件易断地连接到框架。

13、根据本公开的至少另一方面，一种牙科器械包括：框架，被成形为在牙弓的至少一部分上延伸；多个凹形表面，沿着框架设置，每个凹形表面被配置为沿着牙弓接合牙齿，使得凹形表面中的一个或多个包括在凹形表面的最大深度处或附近穿过其形成的孔；以及多个牙齿附接部件，易断地联接到框架。

14、在至少一个实施例中，至少一个孔是圆形孔、椭圆形孔或网格的形式。

15、在至少一个实施例中，凹形表面中的至少一个包括穿过其形成的两个或更多个孔。

16、在至少一个实施例中，包括孔的凹形表面中的至少一个还包括形成在其中的至少一个通道，该至少一个通道相对于孔径向地定向，使得至少一个通道促进残留树脂朝向孔的流动。

17、在至少一个实施例中，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

18、在至少一个实施例中，牙科器械由选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸类、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其组合的聚合物形成。

19、在至少一个实施例中，牙科器械是牙科附件放置矫正器，使得每个牙齿附接部分被配置为沿着牙弓接触牙齿的颊表面。

20、在至少一个实施例中，每个牙齿附接部分通过至少一个支柱易断地结合到框架。

21、在本公开的至少另一方面，一种修改表示牙科器械的三维模型的方法包括：在三维模型内识别当牙科器械在制造之后经受离心过程时可能积聚流体的多个凹形表面；以及对于每个识别的凹形表面，生成穿过凹形表面的孔，所述方法还包括将描述三维模型的数据发送到制造装置，以使用增材制造工艺生产牙科器械。

22、在至少一个实施例中，识别多个凹形表面包括：识别与接触患者牙齿的区域的区域相对应的表面。

23、在至少一个实施例中，生成孔包括将孔定位在凹形表面的具有最大深度的位置处。

24、在至少一个实施例中，识别多个凹形表面包括：基于牙科器械在制造和安装在离心室内时的估计位置和定向来计算表示转子的质心的点；计算三维模型的外表面相对于表示质心的点的深度映射；在深度映射内识别至少一个局部最小值；以及选择三维模型的外表面的至少一个局部最小值所位于的部分作为多个凹形表面。

25、在至少一个实施例中，至少一个孔是圆形孔、椭圆形孔或网格的形式。

26、在至少一个实施例中，所述方法还包括：对于至少一个所识别的凹形表面，生成穿过至少一个凹形表面的两个或更多个孔。

27、在至少一个实施例中，所述方法还包括，对于至少一个所识别的凹形表面，生成孔和相对于该孔径向地定向的至少一个通道。

28、在至少一个实施例中，在生产牙科器械之后，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

29、根据本公开的至少一个方面，一种形成牙科器械的方法包括使用增材制造工艺由树脂制造牙科器械。在至少一个实施例中，一种方法包括：使用增材制造工艺由树脂制造牙科器械。在一些实施例中，牙科器械包括：本体，被成形为接触并符合牙弓的至少一部分；以及一个或多个凹形表面，沿着本体设置。在至少一个实施例中，一个或多个凹形表面中的至少一个包括穿过其形成的孔。在至少一个实施例中，所述方法还包括使用足以从牙科器械的表面去除由增材制造工艺产生的残留树脂的参数对牙科器械进行离心。在至少一个实施例中，每个孔在离心期间为残留树脂提供流动路径，以减少或消除残留树脂在牙科器械的相应凹形表面上的聚集。

30、在至少一个实施例中，在离心之后且在用于牙科手术中之前没有中间的基于溶剂的清洁步骤的情况下，牙科器械符合用于牙科手术中的条件。

31、在至少一个实施例中，所述方法还包括用溶剂清洁牙科器械以进一步去除未通过离心去除的残留树脂。在至少一个实施例中，所用溶剂的量小于足以清洁不具有穿过任何凹形表面的任何孔的类似牙科器械的溶剂的量。

32、在至少一个实施例中，所述方法还包括将牙科器械定向在离心室的转子上，使得一个或多个凹形表面在离心期间基本上面对转子的质心。

33、在至少一个实施例中，在离心期间，牙科器械附接到用于制造牙科器械的构建板。

34、在至少一个实施例中，对牙科器械进行离心包括：布置牙科器械和构建板，使得在离心期间，构建板的法线方向基本上平行于穿过离心机转子的质心的径向方向定向。

35、在至少一个实施例中，对牙科器械进行离心包括：布置牙科器械和构建板，使得在离心期间，构建板的法线方向相对于穿过离心机转子的质心的径向轴线以非零角度定向。

36、在至少一个实施例中，非零角度为约10°至约35°。

37、在至少一个实施例中，至少一个孔是圆形孔、椭圆形孔或网格的形式。

38、在至少一个实施例中，凹形表面中的至少一个包括穿过其形成的两个或更多个孔。

39、在至少一个实施例中，包括孔的凹形表面中的至少一个还包括形成在其中的至少一个通道，该至少一个通道相对于孔径向地定向。在至少一个实施例中，至少一个通道促进残留树脂朝向孔的流动。

40、在至少一个实施例中，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

41、在至少一个实施例中，牙科器械由选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸类、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其组合的聚合物形成。

42、在至少一个实施例中，牙科器械是保持器。在至少一个实施例中，一个或多个凹形表面被配置为接合牙弓。在至少一个实施例中，保持器包括穿过保持器的中心区域中的凹形表面形成的至少一个孔。

43、在至少一个实施例中，牙科器械是对准器。在至少一个实施例中，一个或多个凹形表面被配置为沿着牙弓接合牙齿。在至少一个实施例中，对准器包括穿过凹形表面形成的至少一个孔，该凹形表面被成形为当被患者佩戴时基本上符合牙齿。

44、在至少一个实施例中，一种牙科器械包括：一个或多个凹形表面，该一个或多个凹形表面被配置为接合患者的牙弓。在至少一个实施例中，牙科器械包括位于一个或多个凹形表面处并穿过一个或多个凹形表面形成的至少一个孔。

45、在至少一个实施例中，牙科器械是保持器。

46、在至少一个实施例中，牙科器械是对准器。

47、在至少一个实施例中，至少一个孔是圆形孔、椭圆形孔或网格的形式。

48、在至少一个实施例中，凹形表面中的至少一个包括穿过其形成的两个或更多个孔。

49、在至少一个实施例中，包括孔的凹形表面中的至少一个还包括形成在其中的至少一个通道，该至少一个通道相对于孔径向地定向。在至少一个实施例中，至少一个通道促进残留树脂朝向孔的流动。

50、在至少一个实施例中，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

51、在至少一个实施例中，牙科器械由选自聚酯、共聚酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯共聚物、丙烯酸类、环状嵌段共聚物、聚醚醚酮、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸丙二醇酯及其组合的聚合物形成。

52、在至少一个实施例中，牙科器械使用增材制造工艺由树脂制造。

53、在至少一个实施例中，一种修改表示牙科器械的三维模型的方法包括：在三维模型内识别当牙科器械在制造之后经受离心过程时可能积聚流体的多个凹形表面；以及对于每个识别的凹形表面，生成穿过凹形表面的孔。在至少一个实施例中，至少部分地基于树脂粘度、牙科器械的结构刚度的所得变化、待穿过其形成孔的凹形表面的表面积或在制造之后清洁牙科器械期间待施加的离心力中的一个或多个来计算孔的直径。

54、在至少一个实施例中，所述方法还包括：将描述三维模型的数据发送到制造装置，以使用增材制造工艺生产牙科器械。

55、在至少一个实施例中，识别多个凹形表面包括：识别与接触患者的牙齿或腭的区域的区域相对应的表面。

56、在至少一个实施例中，生成孔包括将孔定位在多个凹形表面中的凹形表面具有最大深度的位置处。

57、在至少一个实施例中，所述方法还包括：对于至少一个所识别的凹形表面，生成穿过所述至少一个所识别的凹形表面的两个或更多个孔。

58、在至少一个实施例中，所述方法还包括：对于至少一个所识别的凹形表面，生成孔和相对于孔径向地定向的至少一个通道。

59、在至少一个实施例中，在生产牙科器械之后，至少一个孔的最大直径为约0.5毫米至约5毫米。

60、根据本公开的至少另一方面，牙科矫正器包括：第一多个增材制造层；一个或多个接合表面，由第一多个增材制造层形成；第一表面，由第一多个增材制造层形成；第二表面，由第一多个增材制造层形成，第二表面与第一表面相对；以及一个或多个孔，从第一表面上的一个或多个腔体到第二表面穿过牙科矫正器的第一多个增材制造层而形成。在至少一个实施例中，一个或多个接合表面被成形为与患者的牙列的至少一部分接合并且在患者的牙列上实施治疗计划的至少一部分。在至少一个实施例中，第一表面包括一个或多个腔体，并且第一表面被配置为与多个增材制造支撑件相接以将牙科矫正器结合到构建板。在至少一个实施例中，多个增材制造支撑件包括第二多个增材制造层。

61、在至少一个实施例中，牙科矫正器包括对准器。

62、在至少一个实施例中，牙科矫正器包括预制的附接模板。

63、在至少一个实施例中，牙科矫正器包括保持器。

64、在至少一个实施例中，牙科矫正器包括对准器模具。

65、在至少一个实施例中，牙科矫正器包括增量式腭扩张器。

66、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一咬合表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二咬合表面。

67、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一咬合表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二咬合表面；并且牙科矫正器包括对准器。

68、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一咬合表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二咬合表面；并且牙科矫正器包括预制的附接模板。

69、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一颊表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二颊表面。

70、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一颊表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二颊表面；并且牙科矫正器包括对准器。

71、在至少一个实施例中，第一表面包括牙科矫正器的第一颊表面，并且第二表面包括牙科矫正器的第二颊表面；并且牙科矫正器包括预制的附接模板。

72、在至少一个实施例中，第一表面被配置为与患者的舌部相接，并且第二表面被配置为接合患者的腭。

73、在至少一个实施例中，第一表面被配置为与患者的舌部相接，并且第二表面被配置为接合患者的腭；并且牙科矫正器包括腭扩张器。

74、在至少一个实施例中，第一表面被配置为与患者的舌部相接，并且第二表面被配置为与患者的腭相接；并且牙科矫正器包括保持器。

75、在至少一个实施例中，第二表面包括牙科矫正器的腭表面；并且牙科矫正器包括对准器模具。

76、在至少一个实施例中，一个或多个腔体包括具有凹形特征的一个或多个表面区域；并且一个或多个孔位于表征一个或多个表面区域的一个或多个局部最小值上。

77、在至少一个实施例中，一个或多个腔体包括具有凹形特征的一个或多个表面区域；并且一个或多个孔位于一个或多个表面区域的一个或多个第一部分上，所述一个或多个第一部分具有小于一个或多个表面区域的一个或多个第二部分的表面梯度。

78、在至少一个实施例中，一个或多个孔包括具有椭圆形形状的横截面。

79、在至少一个实施例中，一个或多个孔包括具有圆形形状的横截面。

80、在至少一个实施例中，一个或多个孔穿过牙科矫正器的腭区域形成；并且一个或多个孔包括具有椭圆形或圆形形状的横截面。

81、在至少一个实施例中，一个或多个孔穿过牙科矫正器的颊舌区域形成；并且一个或多个孔包括具有椭圆形或圆形形状的横截面。

82、在至少一个实施例中，一个或多个孔穿过牙科矫正器的咬合区域形成；并且一个或多个孔包括具有椭圆形或圆形形状的横截面。

83、在至少一个实施例中，一个或多个孔包括由朝向患者牙齿的牙冠表面倾斜的多个角度表征的横截面。

84、在至少一个实施例中，一个或多个孔穿过牙科矫正器的颊舌表面形成；并且一个或多个孔包括由朝向患者牙齿的牙冠表面倾斜的多个角度表征的横截面。

85、在至少一个实施例中，一个或多个孔的尺寸基于用于增材制造牙科矫正器的树脂的粘度。

86、在至少一个实施例中，一个或多个孔的尺寸基于用于增材制造牙科矫正器的3d打印机的打印分辨率。

87、在至少一个实施例中，一个或多个孔的尺寸基于用于增材制造牙科矫正器的树脂的粘度、用于增材制造牙科矫正器的3d打印机的打印分辨率、被配置为处理牙科器械的离心机的一个或多个离心力、或其某种组合。

88、在至少一个实施例中，牙科矫正器还包括多个增材制造的支撑件。

89、在至少一个实施例中，多个增材制造的支撑件包括多个增材制造的柱，多个增材制造的柱被配置为在构建板上支撑牙科矫正器。

90、在至少一个实施例中，多个增材制造的支撑件朝向构建板定向，并且一个或多个孔垂直于多个增材制造的支撑件定向。

91、在至少一个实施例中，牙科矫正器还包括位于一个或多个腔体内的未固化液体树脂。

92、在至少一个实施例中，第一表面包括具有凹形特征的一个或多个通道，并且一个或多个孔位于一个或多个通道中。

93、在至少一个实施例中，一个或多个孔包括至少一个大孔和多个小孔。在至少一个实施例中，多个小孔小于至少一个大孔。

94、在本公开的至少另一方面，牙科矫正器包括：第一多个增材制造层；一个或多个接合表面，由第一多个增材制造层形成；第一表面，由第一多个增材制造层形成；第二表面，由第一多个增材制造层形成，第二表面与第一表面相对；以及一个或多个孔，从第一表面到第二表面穿过牙科矫正器的第一多个增材制造层形成。在至少一个实施例中，一个或多个接合表面被成形为与患者的牙列的至少一部分接合并且在患者的牙列上实施治疗计划的至少一部分。在至少一个实施例中，第一表面包括一个或多个腔，并且第一表面被配置为与多个增材制造的支撑件相接，以将牙科矫正器结合到构建板。在至少一个实施例中，多个增材制造的支撑件包括第二多个增材制造层。在至少一个实施例中，一个或多个孔被配置为当在平行于一个或多个增材制造的支撑件的方向上施加力时，将一个或多个腔体上的残留液体树脂从第一表面朝向第二表面引导。

95、在至少一个实施例中，力包括来自离心机的离心力。

96、在本公开的至少另一方面，牙科矫正器包括：第一多个增材制造层；一个或多个接合表面，由第一多个增材制造层形成；第一表面，由第一多个增材制造层形成；第二表面，由第一多个增材制造层形成，第二表面与第一表面相对；以及装置，用于当在平行于一个或多个增材制造的支撑件的方向上施加力时，将一个或多个腔体上的残留液体树脂从第一表面上的一个或多个腔体朝向第二表面引导。在至少一个实施例中，一个或多个接合表面被成形为与患者的牙列的至少一部分接合并且在患者的牙列上实施治疗计划的至少一部分。在至少一个实施例中，第一表面包括一个或多个腔体，并且第一表面被配置为与多个增材制造的支撑件相接，以将牙科矫正器结合到构建板。在至少一个实施例中，多个增材制造的支撑件包括第二多个增材制造层。

97、在本公开的至少另一方面，一种计算机实现的方法包括：获得患者牙列的虚拟模型；识别牙科矫正器的性质，牙科矫正器包括：一个或多个接合表面，被成形为与患者的牙列的至少一部分接合并且在患者的牙列上实施治疗计划的至少一部分；第一表面，包括待被增材制造的一个或多个腔体；以及第二表面，待被增材制造并且与第一表面相对；识别多个增材制造的支撑件的性质，多个增材制造的支撑件被配置为将第一表面结合到构建板；识别一个或多个孔，一个或多个孔形成为从第一表面上的一个或多个腔体到第二表面穿过牙科矫正器；以及提供指令以增材制造多个层，该多个层包括一个或多个接合表面、第一表面、第二表面、增材制造的支撑件和孔。

98、在至少一个实施例中，所述方法还包括使用指令来增材制造多个层以固化液体树脂来形成一个或多个接合表面、第一表面、第二表面、增材制造的支撑件和孔。

99、在至少一个实施例中，所述方法还包括：使用指令来增材制造多个层以固化液体树脂来形成一个或多个接合表面、第一表面、第二表面、增材制造的支撑件和孔；以及指示离心机向牙科矫正器施加离心力，以通过孔从一个或多个腔体中去除残留树脂。