發(fā)布時(shí)間：2018-03-09 08:38

  本文選題：義齒　切入點(diǎn)：逆向建模　出處：《遼寧工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文選用鈦合金(TC4)材料進(jìn)行義齒的金屬3D打印,采用理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式進(jìn)行。具體方法是借助現(xiàn)有完善的先進(jìn)硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備,采用逆向成型技術(shù),結(jié)合部分三維CAD、有限元分析等支撐軟件為工具和平臺,最后獲得修復(fù)體,具體內(nèi)容如下:(1)進(jìn)行義齒的逆向建模,對患者有問題的牙齒進(jìn)行預(yù)備。使用印模材料對患者的口腔組織形態(tài)進(jìn)行制備,灌出石膏模型。待石膏模型干燥后,使用COMET L3D精度為0.03mm的掃描儀對上頜、進(jìn)行預(yù)備的下頜和臨床標(biāo)準(zhǔn)牙冠進(jìn)行掃描,掃描的文件導(dǎo)入到Geomagic Studio逆向工程軟件中進(jìn)行處理,包括模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)簡化與降噪、模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)補(bǔ)缺和曲面模型重建及實(shí)體化,最后生成CAD三維實(shí)體模型三個(gè)部分。義齒的逆向建模是最基本的部分,也是最關(guān)鍵的,因?yàn)樽詈蟮玫降哪Ｐ椭苯佑绊懞罄m(xù)的上下頜咬合和實(shí)驗(yàn)部分。(2)得到的CAD三維實(shí)體模型導(dǎo)入到三維軟件中進(jìn)行上下頜靜態(tài)咬合,首先將處理后的義齒與預(yù)備體下頜進(jìn)行裝配,測得預(yù)備牙長8mm,寬9mm。在進(jìn)行安裝義齒時(shí),需要留有一定空間添加膠進(jìn)行固定,因?yàn)檠拦诘暮穸葹?.5mm,所以需要對標(biāo)準(zhǔn)義齒的外形做成長11mm,寬12mm。測得預(yù)備牙外側(cè)高4mm,內(nèi)側(cè)高2mm,并且對標(biāo)準(zhǔn)義齒進(jìn)行邊緣調(diào)整,最后整個(gè)義齒高度為6.5mm。(3)在滿足咬合關(guān)系后,需要對義齒進(jìn)行三維有限元分析。首先對義齒進(jìn)行定義材料屬性和網(wǎng)格劃分,并施加不同載荷力,通過查看總變形量云圖和總應(yīng)力云圖,得到義齒的變形量最大為0.0011395mm,主應(yīng)力最大為22.588MPa,臨床口腔加載600N載荷力時(shí)最大變形為0.002mm,主應(yīng)力臨界值為38MPa,滿足臨床要求。(4)進(jìn)行義齒TC4合金材料的金屬3D打印,探究激光掃描功率、掃描速度和傾斜角度對試樣件幾何尺寸的影響規(guī)律,并利用正交試驗(yàn)探索工藝參數(shù)的范圍。通過觀察洛氏硬度、顯微硬度和金相組織,確定一組最佳參數(shù),最佳參數(shù)為:激光掃描功率為280W、掃描速度1200mm/s、傾斜角度為55°,并進(jìn)行義齒的最后打印。對打印后的義齒進(jìn)行掃描,與設(shè)計(jì)的數(shù)字化模型進(jìn)行3D對比,發(fā)現(xiàn)義齒咬合面部分的誤差最大為0.0150mm,義齒邊緣部分的誤差最大為0.2524mm,綜合誤差非常小,說明打印的一組參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)。通過以上研究,采用軟件與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來制取義齒是可行的,從而也使得臨床上制取義齒變得不再單一,盡管這種方法不太成熟,需要進(jìn)一步提高精度,但是采用這種方法既能縮短研制周期又能降低產(chǎn)品成本,是值得深入研究。
[Abstract]:In this paper, titanium alloy TC4) is used for metal 3D printing of denture, which is carried out by combining theoretical research with experimental verification. Combining part of 3D CAD, finite element analysis and other supporting software as the tool and platform, finally get the prosthesis, as follows: 1) the reverse modeling of denture, Prepare patients with problematic teeth. Use the impression material to prepare the patient's oral tissue morphology and put out the plaster model. After the gypsum model is dried, use a scanner with COMET L3D accuracy of 0.03mm to treat the maxilla. The prepared mandible and clinical standard crown were scanned, the scanned files were imported into the Geomagic Studio reverse engineering software for processing, including model point cloud data simplification and noise reduction, model point cloud data supplement and surface model reconstruction and materialization. Finally, three parts of CAD 3D solid model are generated. The reverse modeling of denture is the most basic part and the most important part. Because the final model directly affects the subsequent maxillary and mandibular occlusal and experimental part. 2) the CAD 3D solid model is imported into the 3D software for the static occlusion of the maxilla and mandible, and the processed denture is first assembled with the prefabricated mandible. The length of the prepared tooth is 8 mm and the width is 9 mm. When the denture is installed, it is necessary to leave some space for fixing the denture by adding glue to the denture. Because the thickness of the crown is 1.5 mm, the shape of the standard denture needs to grow 11mm and 12mm wide. The outer height of the preparatory denture is 4mm, the medial height is 2mm, and the edge of the standard denture is adjusted. Finally, the height of the denture is 6.5mm. Three dimensional finite element analysis of denture is needed. Firstly, the material attributes and mesh are defined, and different load forces are applied to the denture. The maximum deformation of denture is 0.0011395mm, the maximum principal stress is 22.588MPa, the maximum deformation is 0.002mm when the clinical oral cavity is loaded with 600N load force, the critical value of principal stress is 38MPa. The effect of scanning speed and tilt angle on the geometric size of the specimen is studied. The range of process parameters is explored by orthogonal test. By observing Rockwell hardness, microhardness and metallographic structure, a group of optimum parameters are determined. The best parameters are as follows: laser scanning power is 280 W, scanning speed is 1200 mm / s, tilt angle is 55 擄, and the final printing of denture is carried out. It is found that the maximum error of denture occlusal surface is 0.0150 mm, the maximum error of denture edge is 0.2524 mm, and the comprehensive error is very small, which indicates that the set of parameters printed conforms to the standard. It is feasible to use the method of combining software with experiment to make denture, which makes the clinical denture more simple, although this method is not very mature and needs to be improved further. However, this method can shorten the development cycle and reduce the product cost, which is worthy of further study.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R783.1;TG146.23

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本文編號：1587793