[發明專利]基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的驗證方法

有效

• 申請號: 201710130613.0
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN107357946B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 黃雷;田杰;李華敏;陳鍇
• 申請（專利權）人: 無錫時代天使醫療器械科技有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/18;G06F119/08
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 鄔玥;方挺

本申請的一方面提供了一種基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的驗證方法，該驗證方法是基于計算機有限元仿真，其包括：獲取基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的工藝數據；基于所述工藝數據，對所述基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝進行有限元仿真，獲得有限元仿真結果；以及基于所述有限元仿真結果，驗證所述工藝數據。

技術領域

本申請總體上涉及基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的驗證方法，更具體的，該驗證方法是基于計算機有限元仿真。

背景技術

目前，殼狀牙科器械(比如無托槽隱形矯治器和保持器)通常是基于熱壓膜成型技術制作，即將聚合物薄片材料在代表牙齒布局及結構形態的牙模上熱壓形成陰模，然后把該陰模多余的部分切割去除，獲得殼狀牙科器械。

然而，在殼狀牙科器械的熱壓膜成型工藝過程中，一些因素會影響殼狀牙科器械的質量和使用效果，甚至可能導致在臨床使用中殼狀牙科器械破裂。

比如，某些鄰牙交錯關系可能導致材料粘結和應力過大等壓膜缺陷，這增加了臨床使用中殼狀牙科器械斷裂的風險。殼狀牙科器械的厚度分布及內部應力分布是評估殼狀牙科器械質量的重要表征。目前，對殼狀牙科器械厚度分布的分析，只能通過實體逆向掃描技術(比如CT掃描)實現，但其效率極低。而對殼狀牙科器械內應力的分析，目前尚無有效的測量手段。

又比如，殼狀牙科器械在熱壓成形后存在難以避免的回彈變形，這就將導致殼狀牙科器械的最終形態與設計期望的形態之間存在差異，從而影響殼狀牙科器械的使用效果，使得其與設計時預期的效果不符。目前，還沒有有效的手段能夠對殼狀牙科器械的回彈變形進行相對精確的量化的預測。

基于以上，需要一種對殼狀牙科器械熱壓膜成型工藝進行驗證的方法，在實際進行殼狀牙科器械熱壓膜成型加工之前預測可能產生的缺陷，從而可以進行相應的設計補償，以盡可能消除這些缺陷，在提高殼狀牙科器械質量以及保證殼狀牙科器械使用效果的同時，降低生產廢品率。

發明內容

本申請的一方面提供了一種基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的驗證方法，該驗證方法是基于計算機有限元仿真，其包括：獲取基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝的工藝數據；基于所述工藝數據，對所述基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝進行有限元仿真，獲得有限元仿真結果；以及基于所述有限元仿真結果，驗證所述工藝數據。

在一些實施方式中，所述基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械的制作工藝包括：把經加熱的高分子材料膜片在包括多顆牙齒的牙模上壓膜制成殼狀牙科器械。

在一些實施方式中，所述有限元仿真結果包括殼狀牙科器械的有限元模型。

在一些實施方式中，所述殼狀牙科器械的有限元模型包括其所代表的殼狀牙科器械幾何形態以及厚度分布。

在一些實施方式中，所述工藝數據包括膜片的物理參數、膜片的厚度、牙模的物理參數、牙模的幾何模型、加熱溫度以及成型壓力。

在一些實施方式中，所述有限元仿真的邊界條件包括所述加熱溫度和成型壓力。

在一些實施方式中，所述有限元仿真的邊界條件包括所述牙模的幾何形態。

在一些實施方式中，所述有限元仿真的邊界條件包括限制膜片上指定的邊界上的點的自由度。

在一些實施方式中，所述方法還包括：獲取膜片的有限元模型；以及獲取牙模的有限元模型，其中，所述有限元仿真結果是基于所述工藝數據、膜片的有限元模型以及牙模的有限元模型，對所述基于熱壓膜成型技術的殼狀牙科器械制作工藝進行有限元仿真而獲得。

在一些實施方式中，所述方法還包括：獲取所述膜片的幾何模型；以及采用殼單元對所述膜片的幾何模型進行網格劃分，以獲得所述膜片的有限元模型。