一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，包括蠟材儲存與進給裝置，用于儲存蠟材并使其進入噴射裝置；噴射裝置，用于加熱熔融進入的蠟材并使其噴射至工作臺上；工作臺及其驅動裝置，用于產生旋轉和升降運動，使噴射至工作臺上的蠟材構成三維工件；溫控裝置，控制噴射裝置中的蠟材溫度并使其呈熔融態；機架，支承整個系統。本發明的優點在于，無需復雜的數控系統，即可實現三維圓柱體的打印成形，可用于成形的原材料廣泛，能通過溫控裝置改變材料的熔融溫度，進行相應材料的三維打印成形。
【專利說明】一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機
【技術領域】
[0001]本發明屬三維打印機【技術領域】，特別是涉及一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機。
【背景技術】
[0002]目前，口腔金屬修復體仍然采用傳統的失蠟鑄造法。其中修復體蠟型的制作是其中的關鍵，對技術要求最高，同時也是最費時費力的環節。但是，由于口腔修復體蠟型的形態復雜、精細，精度要求高，手工制作方式不但耗時長、勞動強度大，最關鍵的是，最終獲得的修復體的精度，受外界不穩定因素影響多，且一些精巧復雜的設計往往難以實現。針對這些問題，找到一種口腔金屬修復體數字化制作的解決方案顯得十分必要。目前的解決方案主要有兩種:一種是數控切削加工方式。對于金屬烤瓷內冠、橋支架，以及金屬冠橋的制作來說，采用數控切削方法，技術上完全可行，但成本高，無法在臨床上推廣使用。對于可摘局部義齒的金屬支架來說，由于其形狀不規則，變化大，且存在很多細小的結構，就目前的數控切削加工工藝水平來說，技術上無法達到要求。另一種是快速成形技術。主要是涉及二個方面的研究。一是有學者采用選擇性激光燒結方法，獲得所設計的口腔修復體樹脂支架，然后按常規包埋鑄造。然而，這種方法最致命的問題是這類樹脂成形材料不能完全氣化，會導致最終鑄件結構缺陷。二是有學者采用選擇性激光熔覆技術直接對各種金屬粉末進行燒結成形，制作出了口腔金屬修復體。目前已有商品化機器推出，主要制作烤瓷冠橋的內冠和金屬全冠。激光燒結快速成形技術基本滿足了口腔臨床對金屬修復體快速、高效、精確加工的要求，但也存在不少缺點。其制作成本高、金屬粉末的選擇范圍有限，現有的激光光斑大小還不能完全滿足修復體的細節制作，而且在制作復雜支架時可能會存在翹曲變形，因此在臨床推廣受到了一定限制。
[0003]近年來隨著三維打印技術的迅速發展，相關噴頭與成形材料等核心關鍵技術獲得了突破。國外針對口腔金屬修復體的制作，發展了先進三維打印機，這種打印機主要以壓電式噴頭為核心，能噴射可完全氣化的類蠟材料，用于制作個性化口腔金屬修復體的精密鑄造用蠟型。但是，我國目前還不能生產用于口腔修復體蠟型制作的三維打印機，國外也只有美國和加拿大等國家的少數公司能生產。進口的這種三維打印機的價格每臺高達幾十萬元至百萬元以上，所用類蠟材料也被國外壟斷控制，不僅價格高(每公斤上千元)，而且，在打印機的供料裝置上設置了專用識別芯片，運用其他材料則無法開動打印機。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，用于對義齒成形用蠟材進行三維打印工藝，并且具有結構簡潔、無需復雜的數控系統、成本低廉、易于推廣的特點。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，包括進給裝置，噴射裝置、驅動裝置和溫控裝置:
[0006]所述進給裝置設置于系統機架的頂部，所述機架上通過支座安裝直流電動機，所述直流電動機由安裝在機架側面的調速器控制，所述直流電動機輸出軸向下連接螺桿，所述螺桿伸入設置在機架內位于直流電動機正下方的料斗中，所述料斗中存儲有蠟粉；
[0007]所述噴射裝置安裝在料斗下端，所述料斗下端通過定位塊連接料筒，所述料筒下立而連接嗔頭；
[0008]所述噴頭呈管狀、管腔的上端部分內徑大于下端部分、且上、下兩部分之間通過一段錐形過渡段過渡，所述噴頭上端連接隔熱塊，所述隔熱塊是外形呈階梯的管狀，所述隔熱塊下部外徑小于上部管徑、且下部管體與噴頭管腔的上端部分相配，所述噴頭管腔的下端部分裝有噴嘴，所述噴頭管壁設置與軸線成空間垂直的加熱器安裝孔和熱電偶安裝孔，所述加熱器安裝孔和熱電偶安裝孔側壁上設有螺孔用于安裝緊定螺絲；
[0009]所述其驅動裝置安裝在噴頭正下方，所述噴頭下方對準臺板，所述臺板下面連接直流電動機，所述直流電動機通過安裝在機架側面的控制器控制，所述直流電動機通過支座安裝在鋼質底板上，所述鋼質底板下面安裝高度微調器，所述高度微調器連接在機架底板上，所述高度微調器通過手柄調節鋼質底板相對機架底板的高度；
[0010]所述溫控裝置安裝在機架側壁上，通過控制噴頭內的電熱器控制噴頭的溫度，使噴頭內的蠟粉保持熔融狀態。
[0011]所述直流電動機輸出軸和螺桿之間通過聯軸器連接。
[0012]所述噴頭上裝有熱電偶，所述噴嘴的內徑為0.3mm至0.5mm。
[0013]所述支座上面連接直流電動機、下端嵌有小磁鐵塊，所述小磁鐵塊吸附在鋼質底板上。
[0014]所述噴嘴與噴頭管腔的下端部分通過螺紋連接，所述噴嘴上帶有6角頭用于安裝。
[0015]所述料斗呈去頭的圓錐形。
[0016]所述螺桿下端止于料斗的下端出料口，所述螺桿為單頭螺桿、螺距為5?8_。
[0017]所述噴頭以不銹鋼材料制成。
[0018]所述蠟由石蠟、棕櫚蠟、地蠟、蜂蠟，硬脂酸鎂組成。
[0019]有益效果
[0020]本發明的優點在于，無需復雜的數控系統，即可實現三維圓柱體的打印成形，可用于成形的原材料廣泛，能通過溫控裝置改變材料的熔融溫度，進行相應材料的三維打印成形，以不銹鋼制作的噴頭，噴射推力大，性能穩定，能噴射高黏性材料和含有強溶劑的材料，噴嘴不易堵塞，可快速、方便地進行拆卸、清洗和安裝。料筒易于清洗，可方便地更換其中的成形材料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明結構示意圖。
[0022]圖2為本發明噴頭結構示意圖。
[0023]圖3為本發明噴頭斜上方視角結構示意圖。
[0024]圖4為本發明噴頭組合后狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0026]如圖1至4所示，一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，包括進給裝置10，噴射裝置20、驅動裝置30和溫控裝置40:
[0027]所述進給裝置10設置于系統機架50的頂部，所述機架50上通過支座12安裝直流電動機11，所述直流電動機11由安裝在機架50側面的調速器17控制，所述直流電動機
11輸出軸向下連接螺桿14，所述螺桿14伸入設置在機架50內位于直流電動機11正下方的料斗15中，所述料斗15中存儲有蠟粉16 ；
[0028]所述噴射裝置20安裝在料斗15下端，所述料斗15下端通過定位塊21連接料筒22，所述料筒22下端連接噴頭24 ；
[0029]所述噴頭24呈管狀、管腔的上端部分內徑大于下端部分、且上、下兩部分之間通過一段錐形過渡段過渡，所述噴頭24上端連接隔熱塊23，所述隔熱塊23是外形呈階梯的管狀，所述隔熱塊23下部外徑小于上部管徑、且下部管體與噴頭24管腔的上端部分相配，所述噴頭24管腔的下端部分裝有噴嘴26，所述噴頭24管壁設置與軸線成空間垂直的加熱器安裝孔27和熱電偶安裝孔28，所述加熱器安裝孔27和熱電偶安裝孔28側壁上設有螺孔25用于安裝緊定螺絲；
[0030]所述其驅動裝置30安裝在噴頭24正下方，所述噴頭24下方對準臺板31，所述臺板31下面連接直流電動機32，所述直流電動機32通過安裝在機架50側面的控制器37控制，所述直流電動機32通過支座33安裝在鋼質底板35上，所述鋼質底板35下面安裝高度微調器36，所述高度微調器36連接在機架50底板上，所述高度微調器36通過手柄調節鋼質底板35相對機架50底板的高度；
[0031]所述溫控裝置40安裝在機架50側壁上，通過控制噴頭24內的電熱器24控制噴頭24的溫度，使噴頭24內的蠟粉16保持熔融狀態。
[0032]所述直流電動機11輸出軸和螺桿14之間通過聯軸器13連接。
[0033]所述噴頭24上裝有熱電偶,所述噴嘴26的內徑為0.3mm至0.5mm。
[0034]所述支座33上面連接直流電動機32、下端嵌有小磁鐵塊34，所述小磁鐵塊34吸附在鋼質底板35上。
[0035]所述噴嘴26與噴頭24管腔的下端部分通過螺紋連接，所述噴嘴26上帶有6角頭用于安裝。
[0036]所述料斗15呈去頭的圓錐形。
[0037]所述螺桿14下端止于料斗15的下端出料口，所述螺桿14為單頭螺桿、螺距為5?8mm ο
[0038]所述噴頭24以不銹鋼材料制成。
[0039]所述蠟由石蠟、棕櫚蠟、地蠟、蜂蠟，硬脂酸鎂組成。
[0040]在實際使用時，在噴頭24的加熱器安裝孔27和熱電偶安裝孔28內分別安裝上電熱器24和熱電偶，通過熱電偶檢測噴頭溫度，并控制電熱器24保持溫度，使噴頭內蠟粉16保持熔融狀態。
[0041]當操作者接通調速器37的電源并選定某轉速時，直流電動機32驅動與其相連的臺板31并使其按選定的轉速旋轉，因此，從上述噴嘴26的內孔噴至臺板31表面的蠟絲可迅速降溫并固化成為圓環。支座33用于安裝直流電動機32，支座33的下端嵌有小磁鐵塊34，從而將支座33吸附在鋼質底板35上。
[0042]操作者用手沿水平方向推動支座33，可改變支座33及其相連的直流電動機32和臺板31的水平位置，從而調節臺板31中心線相對上述噴嘴26的水平偏心距，改變固化成形圓環的半徑，實現二維打印成形。當一層圓環成形完成后，操作者可旋轉高度微調器36的手柄，通過底板35、支座33和直流電動機32，使臺板31下降某一高度，然后繼續進行下一層的圓環成形，如此重復，可實現三維圓柱體的打印成形。
【權利要求】
1.一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，包括進給裝置(10)，噴射裝置(20)、驅動裝置(30)和溫控裝置(40)，其特征在于: 所述進給裝置(10)設置于系統機架(50)的頂部，所述機架(50)上通過支座(12)安裝直流電動機(11)，所述直流電動機(11)由安裝在機架(50)側面的調速器(17)控制，所述直流電動機(11)輸出軸向下連接螺桿(14)，所述螺桿(14)伸入設置在機架(50)內位于直流電動機(11)正下方的料斗(15)中，所述料斗(15)中存儲有蠟粉(16)； 所述噴射裝置(20)安裝在料斗(15)下端，所述料斗(15)下端通過定位塊(21)連接料筒(22)，所述料筒(22)下端連接噴頭(24)； 所述噴頭(24)呈管狀、管腔的上端部分內徑大于下端部分、且上、下兩部分之間通過一段錐形過渡段過渡，所述噴頭(24)上端連接隔熱塊(23)，所述隔熱塊(23)是外形呈階梯的管狀，所述隔熱塊(23)下部外徑小于上部管徑、且下部管體與噴頭(24)管腔的上端部分相配，所述噴頭(24)管腔的下端部分裝有噴嘴(26)，所述噴頭(24)管壁設置與軸線成空間垂直的加熱器安裝孔(27)和熱電偶安裝孔(28)， 所述加熱器安裝孔(27)和熱電偶安裝孔(28)側壁上設有螺孔(25)用于安裝緊定螺絲； 所述其驅動裝置(30)安裝在噴頭(24)正下方，所述噴頭(24)下方對準臺板(31)， 所述臺板(31)下面連接直流電動機(32)，所述直流電動機(32)通過安裝在機架(50)側面的控制器(37)控制，所述直流電動機(32)通過支座(33)安裝在鋼質底板(35)上，所述鋼質底板(35)下面安裝高度微調器(36)，所述高度微調器(36)連接在機架(50)底板上，所述高度微調器(36)通過手柄調節鋼質底板(35)相對機架(50)底板的高度； 所述溫控裝置(40)安裝在機架(50)側壁上，通過控制噴頭(24)內的電熱器(24)控制噴頭(24)的溫度，使噴頭(24)內的蠟粉(16)保持熔融狀態。
2.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述直流電動機(11)輸出軸和螺桿(14)之間通過聯軸器(13)連接。
3.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述噴頭(24)上裝有熱電偶，所述噴嘴(26)的內徑為0.3mm至0.5mm。
4.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述支座(33)上面連接直流電動機(32)、下端嵌有小磁鐵塊(34)，所述小磁鐵塊(34)吸附在鋼質底板(35)上。
5.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述噴嘴(26)與噴頭(24)管腔的下端部分通過螺紋連接，所述噴嘴(26)上帶有6角頭用于安裝。
6.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述料斗(15)呈去頭的圓錐形。
7.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于:所述螺桿(14)下端止于料斗(15)的下端出料口，所述螺桿(14)為單頭螺桿、螺距為5?8mm。
8.根據權利要求1所述的一種新型義齒蠟型三維打印成形試驗機，其特征在于，所述噴頭(24)用不銹鋼材料制成。
【文檔編號】B29C67/00GK104175553SQ201410341961
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】孫健, 王運贛, 陳慧文, 費越, 楊翔文, 朱妍菲 申請人:上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院, 上海富奇凡機電科技有限公司