本發(fā)明涉及一種義齒3D快速成型定制系統(tǒng)及其加工工藝，屬于義齒制作及3D快速成型技術(shù)交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
由于牙齒本身具有獨特的特點，每個人的牙齒形狀、大小以及咬合關(guān)系都不相同，使得傳統(tǒng)的義齒制作幾乎完全依賴手工。對已脫落或缺損牙齒的修復，一方面要基于牙醫(yī)對患者進行個人的和手工方式的前期工作，另一方面則依靠牙科技工對天然牙齒的具體仿制，要把脫落或局部破壞的天然牙齒在形狀和色彩方面逼真地復制出來。傳統(tǒng)的義齒制作方法的主要流程包括：基牙預備、印模材提取印模、石膏灌注模型、復制技工工作模型、設(shè)計制作蠟型、包埋鑄造以及打磨拋光等。傳統(tǒng)的義齒制作工藝繁瑣，加工效率低，固定不穩(wěn)固，實際操作不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種新的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)同時提供其加工工藝。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：本發(fā)明所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)包括真彩三維掃描儀，數(shù)據(jù)處理裝置，三維模型重建裝置和義齒成型裝置，其中，真彩三維掃描儀用于掃描患者牙齒及上下頜關(guān)系的三維數(shù)字圖像；所述的真彩三維掃描儀包括掃描槍，電源線，電源供應器，互聯(lián)網(wǎng)電纜，USB連接線，高壓滅菌的掃描頭套，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和彩色校準模塊，所述的掃描槍、USB連接線、電源供應器以及互聯(lián)網(wǎng)電纜均連接到所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器上，所述的電源線的一端連接在電源供應器上，電源線的另一端設(shè)置有與220V電源連接的插頭；所述的USB連接線和互聯(lián)網(wǎng)電纜分別連接到電腦上；所述的高壓滅菌的掃描頭套安裝在掃描槍的掃描頭上；彩色校準模塊內(nèi)置比色裝置，在掃描的同時捕捉全牙列的顏色，從色調(diào)、亮度以及飽和度三個元素上量化精確測量牙齒每個位置的顏色；所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將掃描頭獲得的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為彩色的數(shù)字化3D圖像和高清照片通過互聯(lián)網(wǎng)電纜發(fā)送到電腦上；數(shù)據(jù)處理裝置用于對真彩三維掃描儀獲得的三維數(shù)字圖像進行數(shù)據(jù)處理；包括對三維數(shù)字圖像進行數(shù)字除噪，濾波平滑，消除層差以及數(shù)據(jù)精簡處理，處理后將三維數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為矢量圖輸出；三維模型重建裝置將數(shù)據(jù)處理裝置輸出的矢量圖三角形化，去除每顆牙齒輪廓線上的冗余數(shù)據(jù)，使輪廓線光滑；同時三維模型重建裝置將每顆牙齒的輪廓線以多段線形式存儲并放樣，在放樣過程中用非線性插值在原斷層圖像之間再插入若干中間層面，獲得義齒模型；義齒成型裝置根據(jù)三維模型重建裝置建立的義齒模型，控制紫外激光按照義齒模型的各分層截面的輪廓軌跡進行逐點掃描，形成義齒的一個薄層截面，完成一個薄層截面的固化后，固定義齒的工作臺下降一個層厚，再次控制紫外激光進行逐點掃描，形成新的薄層截面，新的薄層截面牢固黏結(jié)在上一層薄層截面上，如此反復直至完成整個義齒的固化成型。進一步，所述的義齒成型裝置采用液態(tài)光敏樹脂作為原材料，制成的樹脂義齒作為蠟型，采用鑄造方法支撐金屬合金義齒。進一步，所述的掃描頭套內(nèi)部設(shè)置有加熱片和反光鏡片。進一步，所述的真彩三維掃描儀分別從矢狀面和冠狀面兩個方向進行掃描，然后由三維模型重建裝置在兩個方向上分別進行放樣，最后再把兩個放樣結(jié)果進行布爾運算，獲得精確的義齒模型。進一步，所述的布爾運算包括相交或合并。本發(fā)明還提供所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)的加工工藝，包括以下步驟：A、采用真彩三維掃描儀分別從矢狀面和冠狀面兩個方向掃描患者牙齒，從對牙合牙的最后一顆牙位開始掃描，先從牙合面開始，一直到前牙；從前牙的舌側(cè)外側(cè)掃描，注意和牙合面相連接；從舌側(cè)掃描完畢后緩慢轉(zhuǎn)入到唇頰側(cè)，一直掃描到前牙，直至掃描完成；真彩三維掃描儀的彩色校準模塊在掃描的同時捕捉全牙列的顏色，從色調(diào)、亮度以及飽和度三個元素上量化精確測量牙齒每個位置的顏色；真彩三維掃描儀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將掃描頭獲得的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為彩色的數(shù)字化3D圖像和高清照片通過互聯(lián)網(wǎng)電纜發(fā)送到電腦上；B、數(shù)據(jù)處理裝置對真彩三維掃描儀獲得的三維數(shù)字圖像進行數(shù)字除噪，濾波平滑，消除層差以及數(shù)據(jù)精簡處理，處理后將三維數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為矢量圖輸出；C、三維模型重建裝置將數(shù)據(jù)處理裝置輸出的矢量圖三角形化，去除每顆牙齒輪廓線上的冗余數(shù)據(jù)，使輪廓線光滑；同時三維模型重建裝置將每顆牙齒的輪廓線以多段線形式存儲并在矢狀面和冠狀面兩個方向上分別進行放樣，再把兩個放樣結(jié)果進行布爾運算，在放樣過程中用非線性插值在原斷層圖像之間再插入若干中間層面，獲得精確的義齒模型；D、義齒成型裝置根據(jù)三維模型重建裝置建立的義齒模型，控制紫外激光按照義齒模型的各分層截面的輪廓軌跡進行逐點掃描，形成義齒的一個薄層截面，完成一個薄層截面的固化后，固定義齒的工作臺下降一個層厚，再次控制紫外激光進行逐點掃描，形成新的薄層截面，新的薄層截面牢固黏結(jié)在上一層薄層截面上，如此反復直至完成整個義齒的固化成型；E、所述的義齒成型裝置采用液態(tài)光敏樹脂作為原材料，制成的樹脂義齒作為蠟型，采用鑄造方法支撐金屬合金義齒。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)及其加工工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，操作簡單，可以準確分析牙齒的顏色，為醫(yī)生和技師提供最佳的顏色參考，數(shù)據(jù)誤差小，為后期制作高質(zhì)量的修復體提供了堅實的基礎(chǔ)，加工效率高。附圖說明圖1是本發(fā)明的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖對本申請中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。如圖1所示，本發(fā)明所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)包括真彩三維掃描儀，數(shù)據(jù)處理裝置，三維模型重建裝置和義齒成型裝置，其中，真彩三維掃描儀用于掃描患者牙齒及上下頜關(guān)系的三維數(shù)字圖像；所述的真彩三維掃描儀包括掃描槍，電源線，電源供應器，互聯(lián)網(wǎng)電纜，USB連接線，高壓滅菌的掃描頭套，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和彩色校準模塊，所述的掃描槍、USB連接線、電源供應器以及互聯(lián)網(wǎng)電纜均連接到所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器上，所述的電源線的一端連接在電源供應器上，電源線的另一端設(shè)置有與220V電源連接的插頭；所述的USB連接線和互聯(lián)網(wǎng)電纜分別連接到電腦上；所述的高壓滅菌的掃描頭套安裝在掃描槍的掃描頭上，掃描頭套內(nèi)部設(shè)置有加熱片和反光鏡片；由于患者口腔內(nèi)因換氣會呵出熱氣，而造成反光鏡片上有霧狀凝結(jié)，需要通過加熱片加熱來烘干；彩色校準模塊內(nèi)置比色裝置，在掃描的同時捕捉全牙列的顏色，從色調(diào)、亮度以及飽和度三個元素上量化精確測量牙齒每個位置的顏色，提供患者口腔內(nèi)全局的顏色數(shù)值，可以準確分析牙齒的顏色，給醫(yī)生和技師提供最佳的顏色參考。所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將掃描頭獲得的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為彩色的數(shù)字化3D圖像和高清照片通過互聯(lián)網(wǎng)電纜發(fā)送到電腦上。數(shù)據(jù)處理裝置用于對真彩三維掃描儀獲得的三維數(shù)字圖像進行數(shù)據(jù)處理；包括對三維數(shù)字圖像進行數(shù)字除噪，濾波平滑，消除層差以及數(shù)據(jù)精簡處理，處理后將三維數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為矢量圖輸出；三維模型重建裝置將數(shù)據(jù)處理裝置輸出的矢量圖三角形化，去除每顆牙齒輪廓線上的冗余數(shù)據(jù)，使輪廓線光滑，這樣既不會產(chǎn)生偽邊界，同時由于只對輪廓線進行處理，可以減小數(shù)據(jù)量以便三維模型的快速顯示。同時三維模型重建裝置將每顆牙齒的輪廓線以多段線形式存儲并放樣，在放樣過程中用非線性插值在原斷層圖像之間再插入若干中間層面，獲得義齒模型。由于牙體表面存在許多溝、窩、點、隙等細微缺失，真彩三維掃描儀獲得的數(shù)字化3D圖像難免遺漏一些重要數(shù)據(jù)，因此在使用真彩三維掃描儀掃描的時候，分別從矢狀面和冠狀面兩個方向進行掃描，然后由三維模型重建裝置在兩個方向上分別進行放樣，最后再把兩個放樣結(jié)果進行布爾運算(相交或合并)，獲得精確的義齒模型。義齒成型裝置根據(jù)三維模型重建裝置建立的義齒模型，控制紫外激光按照義齒模型的各分層截面的輪廓軌跡進行逐點掃描，形成義齒的一個薄層截面，完成一個薄層截面的固化后，固定義齒的工作臺下降一個層厚，再次控制紫外激光進行逐點掃描，形成新的薄層截面，新的薄層截面牢固黏結(jié)在上一層薄層截面上，如此反復直至完成整個義齒的固化成型。上述義齒成型裝置采用液態(tài)光敏樹脂作為原材料，制成的樹脂義齒作為蠟型，采用鑄造方法制成金屬合金義齒。本發(fā)明還提供所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)的加工工藝，包括以下步驟：A、采用真彩三維掃描儀分別從矢狀面和冠狀面兩個方向掃描患者牙齒，從對牙合牙的最后一顆牙位開始掃描，先從牙合面開始，一直到前牙；從前牙的舌側(cè)外側(cè)掃描，注意和牙合面相連接；從舌側(cè)掃描完畢后緩慢轉(zhuǎn)入到唇頰側(cè)，一直掃描到前牙，直至掃描完成；真彩三維掃描儀的彩色校準模塊在掃描的同時捕捉全牙列的顏色，從色調(diào)、亮度以及飽和度三個元素上量化精確測量牙齒每個位置的顏色；真彩三維掃描儀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將掃描頭獲得的掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為彩色的數(shù)字化3D圖像和高清照片通過互聯(lián)網(wǎng)電纜發(fā)送到電腦上；B、數(shù)據(jù)處理裝置對真彩三維掃描儀獲得的三維數(shù)字圖像進行數(shù)字除噪，濾波平滑，消除層差以及數(shù)據(jù)精簡處理，處理后將三維數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為矢量圖輸出；C、三維模型重建裝置將數(shù)據(jù)處理裝置輸出的矢量圖三角形化，去除每顆牙齒輪廓線上的冗余數(shù)據(jù)，使輪廓線光滑；同時三維模型重建裝置將每顆牙齒的輪廓線以多段線形式存儲并在矢狀面和冠狀面兩個方向上分別進行放樣，再把兩個放樣結(jié)果進行布爾運算，在放樣過程中用非線性插值在原斷層圖像之間再插入若干中間層面，獲得精確的義齒模型；D、義齒成型裝置根據(jù)三維模型重建裝置建立的義齒模型，控制紫外激光按照義齒模型的各分層截面的輪廓軌跡進行逐點掃描，形成義齒的一個薄層截面，完成一個薄層截面的固化后，固定義齒的工作臺下降一個層厚，再次控制紫外激光進行逐點掃描，形成新的薄層截面，新的薄層截面牢固黏結(jié)在上一層薄層截面上，如此反復直至完成整個義齒的固化成型；E、所述的義齒成型裝置采用液態(tài)光敏樹脂作為原材料，制成的樹脂義齒作為蠟型，采用鑄造方法支撐金屬合金義齒。本發(fā)明所述的義齒3D快速成型定制系統(tǒng)操作簡單，可以準確分析牙齒的顏色，為醫(yī)生和技師提供最佳的顏色參考，數(shù)據(jù)誤差小，為后期制作高質(zhì)量的修復體提供了堅實的基礎(chǔ)，加工效率高。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。