[发明专利]一种用于隐形矫治器切割的激光系统及方法

说明书

本发明公开了一种于隐形矫治器切割的激光系统及方法，采用激光打标系统作为隐形矫治器的切割装置，将切割路径分为若干段的切割线，使用激光打标系统对每段切割线进行逐段式切割，来取代传统使用激光器逐点式切割的方法。本发明可以保证激光束在隐形矫治器上停留的时间相对恒定，对激光扫描速度和激光功率的匹配要求降低，避免出现矫治器过烧、未切透、与牙模粘连、未切透、发白、发黄、有毛刺等情况产生，显著提高了隐形矫治器的切割质量。

技术领域

本发明涉及口腔正畸领域，具体涉及一种用于隐形矫治器切割的激光系统，以及用于隐形矫治器切割的工艺。

背景技术

隐形矫治器也称无托槽透明矫治器。在隐形矫治器的制备过程中，将作为原材料的牙胶片覆盖在患者牙模上，通过热吸塑成型，牙胶片受热软化并在真空作用下吸附在牙模上，形成理想形状。

在隐形矫治器冷却成型后需要作脱模处理，将紧密吸附的牙套从牙模上面取出。最传统的脱模方法是采用手工修剪，工人用剪刀剪开膜片，然后把隐形矫治器从牙模上取下，最后修整、打磨切缘。这种方式生产效率低，产品的质量也不稳定，此外，难以做到沿着牙龈线修剪，手工修剪的隐形矫治器边缘容易会压迫到患者牙龈，出现疼痛不适感。伴随隐形矫治器的产量大幅增加，手工修剪模式已不能满足对无托槽隐形矫治器产量的需求。另外，使用自动化设备切割的方式可以使刀头按照设定的切割路径完成切割，这种方法可以较准确地沿牙龈线切割，但刀具长期使用会出现磨损，增加耗材和时间成本，且刀具切割所产生的毛刺仍然需要后期打磨。

采用激光切割无托槽隐形矫治器，可以做到龈缘切割，大大改善牙套舒适度。在合适的激光能量密度下，切割的无托槽隐形矫治器边缘光滑，无毛刺产生，无需再次耗费人力作后期打磨，可提高无托槽隐形矫治器的生产效率和产品质量稳定性。

目前，采用激光切割隐形矫治器的现有技术方案基本均为：将隐形矫治器的切割路径分为n个点，通过机械手和激光切割设备内三维振镜的联合运动控制激光沿着预设切割路径运动实现逐点切割。根据待切割隐形矫治器和激光切割装置的运动情况可分为以下三种：

(1)激光切割装置固定在工作台上，使用吸盘或工装夹具把待切割隐形矫治器固定在五轴或六轴机器人上，机器人带动隐形矫治器按照预设的切割路径进行运动，激光器发出激光从而实现对隐形矫治器的切割。

(2)使用吸盘或工装夹具把待切割隐形矫治器固定在平台上，激光切割装置固定在五轴或六轴机器人上，激光在机器人和三维振镜的相互配合下按照预设的切割路径对隐形矫治器进行切割。

(3)使用吸盘或工装夹具把待切割隐形矫治器固定在可绕着Z轴旋转的平台上，激光切割装置固定在四轴或以上的机器人上。切割过程中，隐形矫治器绕着Z轴旋转，激光在机器人和三维振镜的相互配合下运动，从而实现对隐形矫治器的切割。

现有公开的技术方案，如中国发明CN113894443A-一种牙套的激光切割装置和方法、中国发明CN112025112B-壳状牙齿矫治器的切割系统、中国发明CN113827353B-牙套预制品的牙套打标、切割系统及其打标、切割方法，采用的切割方法均可归纳在上述三种切割方式内。