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谈上颌中切牙内冠的计算机辅助设计与制造 |
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6］。曲面拟合完成后，对曲面进行误差检测以保证曲面质量。如超出误差要求则返回前一步，调整拟合参数重新拟合。图3为拟合后的曲面。
图3 拟合后的曲面（略）
Fig 3 The surfaces after fitted
123 内冠的内表面与外表面设计 预备体表面重构完成之后，就可以在该曲面的基础上进行内冠设计。本研究分别针对无颈环和半颈环两种样式进行设计［7］。（1）将内颈缘线以上的曲面向外等距005mm生成等距曲面，这样粘固时可为填充粘结剂留出空间，同时也能防止因拟合和加工的误差导致内冠的内表面与预备体不匹配而无法佩戴的发生。（2）按照临床要求，对生成的等距曲面向外增厚04mm，形成上颌中切牙内冠外表面阶台以上的部分。（3）在外表面底部曲线环与外颈缘线之间，根据无颈环内冠和半颈环内冠的不同要求，生成外形轮廓线，通过扫描得到阶台部分，从而形成一个完整的内冠外表面。（4）根据患者颌牙的情况对内冠外表面形态作微小调整，确保内冠设计的精确性。图4为设计完成的无颈环内冠与半颈环内冠。 图4 无颈环内冠与半颈环内冠（略）
Fig 4 The non collor coping crowns on maxillary incisor（略）
13 加工流程采用北京精雕三轴高速数控铣削加工中心对设计完成的模型进行加工。加工材料可选取钯银合金、不锈钢等，本研究采用有机玻璃进行试切。加工时，机床主轴转速为20000r・min-1，粗加工采用2平底铣刀，走刀方式为等高线型，进给速度1m・s-1；精加工选用1球头铣刀，采用Z字型刀轨，进给速度为04m・s-1。加工采用内外表面分别加工的方法，首先加工精度要求较高的内表面，完成后填充石膏，加强内表面强度，打定位销，再翻面利用定位销将毛坯精确定位于原位完成外表面的加工。
2 结果
根据设计出的模型利用数控精雕铣床加工出的实物（图5）符合设计要求，加工质量稳定，精度高，与预备体的贴合程度较好（图6）。利用CAD/CAM技术设计制作上颌中切牙内冠，与传统方法相比具有省时、省力、精确的特点，具有很高的临床实用价值。
图5 半颈环内
冠内外表面（略）
Fig 5 The inner and outer surfaces of the half collor coping crowns
图6 半颈环内冠佩戴图（略）
Fig 6 The half collar coping crown fits the model
3 讨论
CAD/CAM技术在口腔修复领域的应用使口腔修复学取得了革命性的发展，大大缩短了治疗周期，减少了病人的痛苦，提高了修复体的制作效率和质量。德、日等国已经推出多种商品化的齿科CAD/CAM软硬件系统。我国相关研究开展较晚，在设计、制造等方面与国外还有相当大的差距。引进国外设备存在价格过高等问题，所以开发具有自主知识产权的齿科CAD/CAM系统是十分必要的。本研究内冠又称烤瓷金属基底冠，是制作烤瓷熔附金属全冠的金属基底，通常由镍铬、钯银等合金制成，通过在其表面覆盖与天然牙相似的低熔瓷粉，再在真空高温瓷炉中烧结熔附得到烤瓷金属全冠。根据是否具有颈环特征，内冠可以分为无颈环内冠、半颈环内冠和全颈环内冠。我们采用通用CAD软件与自行开发的三维口腔修复CAD软件原形系统相结合的方法设计了上颌中切牙内冠，并利用高速精雕铣床加工出实物，大大提高了设计和加工过程的自动化程度。整个设计和加工过程可以在2h内完成。设计阶段:（1）所采用的简单、可靠的虚拟可视化设计方法完全避免了手工雕塑蜡模的过程，缩短了治疗时间，降低了医生的工作量。（2）颈缘线采用计算机自动提取，使得颈缘线的提取精度相对手工提取大大提高，保证了内冠的密合度，提高了修复体质量。（3）外表面设计完成后可以针对患者对颌牙的情况对其进行微小变形调整，进一步满足了患者的个性化要求。制造阶段:采用的三轴数控精雕铣床加工的方式精度很高，而且材料不受热，所以可以完全避免铸造带来的材料收缩问题。所用刀具很细，刀轨也很细密，所以加工后的表面比较光滑，完全可以直接佩戴，省去了再次抛光的过程。加工时间和简易程度均明显优于传统铸造方法。目前自主开发的三维口腔修复CAD软件原形系统在制作上颌中切牙内冠的过程中发挥了重要的作用，但还有一些设计模块需要进一步完善功能和改进算法。曲面拟合的精度虽然已经满足临床要求，但仍需进一步提高。加工过程中采用的上一页 [1] [2] [3] 下一页
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