發(fā)布時間：2017-09-20 10:45

  本文關鍵詞：基于SLM的上頜贗復體支架設計制造研究

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【摘要】：上頜贗復體修復是治療上頜骨缺損常用的方法。由于上頜贗復體支架傳統(tǒng)鑄造工藝使支架的結構、厚度等受到限制,而選擇性激光熔融技術(Selective Laser Melting,SLM)對復雜結構及薄壁件具有良好的成型能力,本研究將數(shù)字化設計技術及SLM制造技術運用到支架的設計制造中,使支架結構設計的合理性、制造的準確性得到提高,以減少由于支架重量過大、及固位精度不足等因素導致的支架使用問題。本文的主要工作及研究成果如下:(1)針對口腔三維數(shù)據(jù)提取過程中上頜骨和軟組織分界不明顯導致口腔模型重建困難的問題,提出采用通過在口腔中塞入棉花等非顯影物質輔助進行CT拍攝,以及通過利用石膏模型的牙齒掃描數(shù)據(jù)和CT重建模型中上頜軟組織等模型進行配準融合的方法。結果表明:對病人拍攝CT時塞入非顯影物質后,上頜骨和軟組織分界明顯,可以解決口腔模型重建時對上頜解剖結構信息和復雜表面性信息準確利用的問題。(2)結合SLM成型鈦合金材料能力強的特點,通過上頜贗復體支架的結構分析和設計,構建了與鑄造支架相比具有重量更小、精確度更好的口腔贗復體支架。并結合卡環(huán)的受力,利用拓撲優(yōu)化方法對卡環(huán)結構進行拓撲優(yōu)化設計。結果表明:構建的支架大連接體部分厚度從鑄件的0.6 mm減少為0.4 mm,義齒連接的網(wǎng)狀結構從鑄件的0.5mm減少為成0.3 mm,重量減少達30%以上,經(jīng)過拓撲優(yōu)化的卡環(huán)比未經(jīng)優(yōu)化的卡環(huán)用材減少20%。(3)針對口腔贗復體支架結構特點及SLM打印過程中模型擺放及支撐設置對成型體結構的影響,對支架數(shù)字化模型擺放方式及添加支撐的方式進行了研究。結果發(fā)現(xiàn):支架的擺放角度大于60°時,對支架的結構影響小;避免支撐放置在卡環(huán)內表面及懸垂結構,能夠減輕卡環(huán)內表面缺損及懸垂結構的掛渣現(xiàn)象。(4)針對支架上頜軟組織接觸面、卡環(huán)牙齒接觸面和組織非接觸面的表面精度不同要求,對支架SLM成型后表面后處理方式進行了研究。結果發(fā)現(xiàn):對支架的組織接觸面只需進行噴砂處理;對于支架的卡環(huán)牙齒接觸面和組織非接觸面可進行噴砂和少量步驟的拋光。后處理過程且較傳統(tǒng)鑄件支架處理時間平均減少40%以上。
【關鍵詞】：選擇性激光熔融 上頜贗復體支架 數(shù)據(jù)提取 數(shù)字化設計
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG665;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 贗復體支架的國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-19
• 1.2.1 不同上頜骨缺損類型的贗復體11-13
• 1.2.2 上頜贗復體支架的材料應用13-15
• 1.2.3 口腔模型的提取技術15-17
• 1.2.4 上頜贗復體支架設計制造及臨床應用17-19
• 1.3 本文研究內容及論文框架19-22
• 1.3.1 本文研究內容19
• 1.3.2 論文框架19-22
• 第2章 上頜贗復體支架技術基礎22-36
• 2.1 上頜贗復體支架鈦及鈦合金加工方法22-27
• 2.2 上頜贗復體支架的特征分析27-32
• 2.2.1 口腔模型的獲取研究27-29
• 2.2.2 上頜贗復體功能區(qū)域劃分29-32
• 2.3 SLM加工可行性試驗研究32-34
• 2.4 本章總結34-36
• 第3章 上頜贗復體支架的數(shù)字化設計36-62
• 3.1 口腔三維數(shù)據(jù)不同提取與重建方法評估36-45
• 3.1.1 印模技術的三維數(shù)據(jù)提取與重建36-38
• 3.1.2 CT三維數(shù)據(jù)的提取與重建38-43
• 3.1.3 分區(qū)域數(shù)據(jù)提取方法43-45
• 3.2 功能區(qū)的數(shù)字化設計45-56
• 3.2.1 連接與輔助功能區(qū)的數(shù)字化設計原則與過程45-47
• 3.2.2 固位功能區(qū)的設計原則47-51
• 3.2.3 固位功能區(qū)的數(shù)字化設計51-56
• 3.3 卡環(huán)結構的拓撲優(yōu)化設計56-59
• 3.3.1 拓撲優(yōu)化原理與卡環(huán)受力分析56-57
• 3.3.2 支架卡環(huán)的拓撲優(yōu)化設計57-59
• 3.4 本章小結59-62
• 第4章 基于SLM技術的上頜贗復體支架制造的研究62-74
• 4.1 SLM制造的支架擺放方式及支撐設置62-68
• 4.1.1 SLM設備及打印參數(shù)62-63
• 4.1.2 SLM制造支架的擺放方式及支撐設置63-68
• 4.2 SLM打印上頜贗復體支架的后處理68-70
• 4.3 SLM打印樣件的機械性能研究70-72
• 4.4 本章總結72-74
• 第5章 SLM與傳統(tǒng)鑄造上頜贗復體支架的臨床應用74-82
• 5.1 數(shù)字化設計及SLM打印件的臨床應用74-78
• 5.2 傳統(tǒng)鑄造制造案例78-80
• 5.3 兩種支架的對比80-81
• 5.4 本章總結81-82
• 第6章 總結與展望82-84
• 6.1 總結82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88-90
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果90

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本文編號：887612