牙齿异形曲面加工装置设计

发布时间：2020-06-29 18:54

【摘要】：传统的义齿加工,先做牙模,再依据牙模加工出义齿,效率低、工艺落后。随着技术发展,义齿加工中投入大量资金引入了国外的口腔全景扫描、3D打印和快速成型技术,提高了牙模、牙坯形成的精确度和效率。但是,又一问题出现了,运用3D打印技术生产的牙齿,硬度不够高,如果提高成型材料的硬度则消耗的成本又进一步提高,这就导致了现有的3D打印牙坯虽然抗压强度和抗弯强度较高,但是硬度不满足用户对其使用寿命的要求。目前多采用氧化锆结合口腔扫描、三维成型得到的义齿齿坯硬度极高,但是由于义齿的齿面多为空间异形曲面,为其精确切削成型带来了困难,为此本文开发了高硬度义齿齿坯异形曲面加工的非标准装置。以高效率高精度低成本为目标的完成高硬度牙齿异形曲面加工装置的设计,首先了解牙齿加工装置相关的资料并调研,而后分析加工装置所要具备的功能,以此为基础对加工装置进行了空间结构布局选型和设计、各运动部分零部件设计及装配等工作,最终完成牙齿异形曲面加工装置的设计。本文的主要工作是:(1)牙齿异形曲面加工装置机械系统设计。首先分析牙齿异形曲面加工装置的功能需求,依据调研可得到了三种能够满足性能须要的牙齿异形曲面加工装置空间结构构型方案,通过从结构、控制、成本等角度对比分析了三种牙齿异形曲面加工装置整体空间结构构型方案,最后确定加工装置的构型方案。(2)根据加工材料硬度得出满足加工要求的三向进给系统的力矩转矩,通过计算得出设计主要构件的尺寸。基于制造与装配工艺要求,在对牙齿异形曲面加工装置的参数化设计阶段,运用UG三维建模软件完成机床的三向进给系统结构设计,整机结构设计以及完成整体装配。(3)使用UG三维建模软件对装置主要功能部件及装置整体进行结构设计及仿真建模的同时,通过ANSYS有限元分析软件对对装置影响较大的重要零部件进行了静力学分析并验证。对装置整机进行模态分析,总结结果云图分析不同谐振频率所对应装置的形变,找出了装置的薄弱位置,并对加工装置进行加工实验。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH77
【图文】：

牙齿缺失,修复率,牙齿,患龋率

由此可见相对年轻的一代人中牙齿缺失占有很大比例；另外，我国的中老年人患龋齿逡逑率均在８８％以上，相应的修复率却有天壤之别，中年人牙齿修复率仅有８．５％，而老逡逑年人的修复率更是不可思议的低于２％，如图１－１所示。逡逑１００．００％逦１００．００％逡逑９０．００％逦Ｈ逦９０．００％逦魁Ｑ％逡逑８０．００％逦■逦■逦８０．００％逡逑７０．００％逦■逦■逦７０．００％逡逑６０．００％逦■逦■逦６０．００％逡逑５０．００％逦■逦■逦５０．００％逦Ｈ２．５０％逡逑３８．２０％逡逑４０．００％逦４０．００％逡逑３０．００％逦３０．００％逡逑２ａｏｏ％逦｜ｂ，0，邋■逦２０００％逦ＩＩ逡逑ｍｏ。％邋■逦１０．００％逦－逡逑３５岁－４４岁逦６５岁－７４岁逦３５岁－４４岁邋６５岁－７４岁逡逑■患龋齿率■修复率逦■牙齿缺失率■修复率逡逑图１－１中、老年牙齿缺失率、患龋率和修复率数据逡逑最美的笑容是露出八个牙齿，由此可见，牙齿在某种意义上代表着美丽，因而人逡逑们对牙齿健康和美丽会要求越来越高。因此义齿修复技术在科学技术发展的前提下有逡逑了质的提升，从加工材料到加工技术都发生了翻天覆地的变化，数字化加工技术己经逡逑脱颖而出，逐渐取代了传统的加工技术。逡逑传统的义齿修复体加工技术要经过印模、包埋、铸造等好多道工序才能完成［２＿３］，逡逑１逡逑

流程图,喷射技术,微滴,陶瓷

逡逑如图１－２所示。此技术加工周期长、成本大，另外加工精度低，操作性高，并且需要逡逑充分了解材料属性。因而研发高效、高精度、低成本的加工装置对完成牙齿的快速成逡逑型具有重要的意义。逡逑Ａ逡逑传统加工方式逡逑■逡逑图１－２传统义齿加工制作流程逡逑目前主要常用的加工技术是增材制作义齿加工技术和计算机辅助设计与制造义逡逑齿加工技术两种。增材制作义齿加工技术是应用特定工艺技术加工特定材料制作义齿逡逑［４］，如图１－３所示。此技术因为制造材料性质易受温度、固含量、粘结剂等影响，会逡逑导致成型的实体模型出现“纹理”现象，因此市场上还没有此类产品投入。逡逑ＩＰＩｌ．逡逑！逡逑图１－３微滴喷射技术制作陶瓷类材料修复体流程图ｍ逡逑计算机辅助设计与制造义齿加工技术Ｗ是一种集光学、图像识别和处理以及数控逡逑加工等于一体的加工技术，有效率高、加工速度快并且质量高等优点［６］。加工流程如逡逑图１－４所示，首先采用光学仪器扫描患者口腔或者模型获取牙齿数据完成取模；而后逡逑经过ＣＡＤ／ＣＡＭ技术计算编程；然后对牙齿实施数控精密加工；最后饰面完成所有工逡逑２逡逑

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