牙科面曝光3D打印个性化设计和实验研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）牙科面曝光3D打印个性化设计和实验研究项龙龙二O一八年六月分类号：R783.1学校代号：11845UDC：密级：学号：2111515025广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）牙科面曝光3D打印个性化设计和实验研究项龙龙指导教师姓名、职称：周金运教授专业或领域名称：电子科学与技术学生所属学院：物理与光电工程学院论文答辩日期：2018年6月3日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyforthedegree

2、ofMaster(MasterofEngineeringScience)Personalizeddesignaboutdentalmaskprojectionandexperimentalstudybasedon3DprintingCandidate:LonglongXiangSupervisor:Prof.JinyunZhouJune,2018SchoolofPhysics&OptoelectronicengineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangdong,

3、P.R.China,510006摘要摘要3D打印是一种新型增材制造技术，采用光敏树脂、粉末状金属或塑料等可粘合材料，以数字模型文件为基础，通过打印将材料一层一层堆积成型，相对减材制造技术是一种重大突破，广泛应用在医疗、航空、珠宝设计、教育等领域。3D打印发展至今，衍生出很多不同的技术类型。光固化面曝光技术是3D打印技术中的一种时兴技术，对模型进行切片处理，以每层切片图像为掩膜，通过DMD对掩膜图像进行投影，从而实现树脂的选择性固化。在牙科正畸矫正中，传统的矫正方法多采用金属钢丝将错位的牙齿恢复正位，但由于操

4、作过于复杂，患者不能自行摘取，使得患者在佩戴过程中存在诸多不便，而且影响美观。于是，一种透明矫正器的方法应运而生，采用崭新的3D立体电脑技术，量身定制一系列近乎无法察觉的透明牙托来完成整个矫正疗程。在制造透明牙套的过程中，需要了解患者口腔即时数据，制作出高精度的矫正器。因此本文根据牙科矫正中患者病情的多样性，关于牙模的制作提出一种新的个性化支撑设计思路，对每个患者进行个性化设计，提高牙模的精度。再针对光固化面曝光工艺中，树脂在固化时出现收缩变形现象，提出一种新的曝光模式，减小因曝光带来的变形问题，通过参数优

5、化提高打印精度。本文首先对快速成型技术、光固化面曝光技术的原理、分类、研究现状进行了综述，并对其组成部分、工艺流程，以及光固化成型精度进行了分析。其次，通过三维扫描获取患者的口腔数据模型，利用光固化面曝光方法打印患者矫正后的牙齿模型时，提出一种新的牙模个性化支撑设计思路，确保了牙模的稳定性和精度。然后，就光固化面曝光打印中树脂在固化时产生的收缩变形，提出一种新的曝光模式来减小变形量的方法。采用“黑白格”分区域二次曝光模式对图形进行曝光，利用ANSYS软件进行模拟，得出变形量，并对面曝光过程中的曝光时间和曝光

6、等待时间进行实验，得出时间因素对收缩变形的影响。最后，通过实验的方法，采用个性化牙模支撑设计打印出经矫正后的牙齿模型，具有较好的使用价值。通过对比的方法，验证新型的曝光模式，验证结果表明，可有效地减少变形量。I广东工业大学硕士学位论文本研究来源于广东省科技发展专项资金项目，对牙科矫正中光固化技术的应用展开研究，研究的主要问题是如何提高矫正精度，并做出相应的解决办法，本研究为牙科矫正提供了某些理论和工艺的参考价值。关键词：牙齿矫正；光固化；快速成型；支撑；参数优化IIABSTRACTABSTRACT3Dpri

7、ntingisanewtypeofadditivemanufacturingtechnologywithphotosensitiveresins,powderedmetalsorplastics,andstackingthroughlayers.Ithasbeenwidespreadusedinmuchhigh-endfiled,suchasmedical,aerospace,jewelry,education.Comparedtotheprevioustechnologyofreducingmateria

8、ls,3Dprintingisundoubtedlyabreakthrough.Withthegreatdevelopmentofrapidprototypingtechnology,therearemanynewtechnologiesnow.Thelightcuringmaskprojectiontechnologyisoneofthe3Dprintingtechnologies.Afterslicingth