1.一种减材复合加工成型的口腔赝复体支架制作方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)获取患者口腔上颌三维模型数据:通过扫描设备直接扫描病人口腔,直接获得病人口腔的三维点云数据,并将三维点云数据通过扫面软件导出三角网格模型;
获得最终可打印制造的支架CAD模型:根据步骤1)中所获得的点云数据通过逆向工程软件选取口腔赝复体支架的组织面基面并将其生成可编辑的曲面片;将该曲面片导入到三维设计软件中设计出具有连接功能的大连接体、小连接体、卡环结构和支撑结构的结构曲面片;然后对设计的结构曲面片进行重建,将结构曲面片重建成无大曲率的高质量支架曲面,同时留有一定的加工余量;之后将生成的高质量支架曲面通过三角网格再次导入到逆向工程软件中,将高质量支架曲面加厚到符合临床要求的厚度,形成初步支架实体模型;最后对初步支架实体模型进行进一步的优化设计,采用拓扑优化设计以及形貌优化,形成最终可打印制造的支架CAD模型;
2)利用增材制造技术3D打印实体支架:根据口腔赝复体支架的结构特征设计相应的支撑结构,并根据所采用的机加工机床设计相应的定位标识;在支撑设计时,除了添加增材制造工艺支撑以外,还应添加作为赝复体与基板连接用的连接支撑;将带支撑和定位标识的赝复体支架CAD模型导入到打印设备配套的切片软件中,设计好相应的参数后进行切片处理;将切片数据输入到3D打设备中,制造出带有基板、支撑、定位标识的赝复体支架;
3)定位:在加工过程中,需要将加工的赝复体支架从SLM增材制造机床转移到机加工机床上,将步骤3)中制造出的带有基板、支撑、定位标识的赝复体支架从SLM机床中取出;
采用机械定位方法,针对适合于车针定位的机加工车床,将定位车针伸入打印出的定位环中即可确定增材制造的加工坐标系;针对适合于寻边仪定位的机加工车床,利用机床上的寻边仪首先找到左侧定位块的位置,选定该位置为零,再选出右侧定位块的位置,取其一半为x轴的中点;同理,找到y轴的中点,这样工件在增材制造加工坐标系就得到了确定;
或采用视觉定位方法,针对适合于视觉定位的机加工车床,将标识块打印在基板或赝复体支架的非功能性、非重要结构上;在将定位标识打印在赝复体支架上时,每一个标识块均要求与基板平面平行且在同一平面上,这样才能方便后期的视觉识别;在设置好定位标识,完成增材制造加工后,将基板放置在一定的光源环境下,相机平行于基板平面采像,将采集到的图像在计算机中进行畸变矫正、灰度化、增强对比度、滤波、二值化处理后根据定位标识得到增材制造加工坐标系;
4)通过上述方法得到增材制造加工坐标系后,根据该坐标系与机加工坐标系之间的坐标转换关系进行数控编程进而对赝复体支架进行减材制造加工;
5)在三维设计软件中根据需要去除的定位标识和需要二次精加工的重要结构曲面设计机加工走刀路径,所述重要结构曲面包括连接曲面、贴合曲面、阻塞曲面和卡环,编写机加工数控程序;根据步骤4)中的定位结果装夹带有基板、连接支撑、定位标识的赝复体支架,设置对刀,进行机加工处理;完成精修重要结构曲面、去除定位标识后经过热处理、表面处理最终获得口腔赝复体支架成品。