开题报告范强.doc

本科毕业（设计）论文开题报告 学生姓名 范 强 学 号 06 指导教师 王丽萍 系 别 机电工程 专 业 机械设计制造及其自动化 交稿日期 2009年12月20日 教务处制 一、开题报告 毕业设计(论文)题目义齿特征建模和加工技术研究课题背景和意义： 牙体和牙列缺损是一种常见病和多发病，通常采用固定义齿进行修复。在我国，牙齿疾病的发病率极高，据世界卫生组织最新统计，口腔疾病已被列为继癌症和脑血管疾病之后的第三大疾病。最新口腔流行病调查报告显示，我国蛀牙、牙周病等口腔病患病率高达97.6%，几乎人人都或多或少地存在口腔问题。目前国内外口腔修复体常规制作方法主要为金属失蜡法铸造或烤瓷熔附金属等，必须手工个别制作，加工工艺烦琐，工序时间长制作效率低，病人就诊次数多，耗???长。而CAD/CAM技术制作义齿可以显著的缩短疗程，极大的提高工作效率，提高修复质量，对口腔修复医学理论和实践都具有极为深刻的影响。义齿的计算机辅助设计与制造技术是集口腔医学，解剖生理、机械学、自动控制、数控加工技术、计算机图形学、计算机算法语言、材料学等多学科高技术的结晶。修复体CAD/CAM系统一般包括三部分：数据采集部分、计算机辅助设计部分（CAD）、计算机辅助制造部分（CAM）。而标准牙数据库是每个完整意义上的CAD/CAM系统所必须的CAD软件包的重要组成部分。标准牙冠模型是标准牙数据库的几何模型的基础。 CAD/CAM技术在口腔界的应用可以追溯到1973年，Duret最早进行了报告并作了深入的研究。八十年代，Rekow，Mormann和Brandestini等人在实际应用方面做了大量的研究，1983年Duret设计的第一台用CAD/CAM技术制作修复体的样机在法国问世。目前市场上已有十余种不同的系统有：苏黎世大学牙科学院开发的Celay系统、瑞典Nobelphama公司开发的Procera系统、由Sirona公司制造的Cerec系统（这是目前市场上发展最成功的系统）、Duret于法国开发的Sopha系统、Minnesota大学开发的Denti-CAD系统、荷兰Elephant公司开发的Cicero系统等。 在国内，义齿CAD/CAM相关技术的研究尚处于起步阶段。全国牙病防治指导组织办公室提供的信息表明，我国目前有三十亿颗病牙需要医治。尽管近年来引进了少数义齿CAD/CAM系统，但由于价格昂贵，义齿制作成本高，不易被患者接受。目前国际市场上的口腔修复CAD/CAM系统功能不够完善，且价格较昂贵。国际上许多大公司正分别积极开发各种用于口腔义齿设计制作的CAD/CAM系统。二十一世纪，CAD/CAM技术将成为口腔修复加工技术的主流。今后20~30年，我国口腔医疗市场，牙科工业产业将成为重要的新的经济增长点。为此，我国正在开发低成本、轻型、快速的义齿CAD/CAM系统。建立该系统的关键是对特征建模技术的开发，因此本课题将围绕义齿的特征模型技术展开。研究的主要内容： 1、标准牙数据采集 数据采集是义齿CAD/CAM的前端技术，主要任务为采集待修复牙齿的原始数据，以便为医生或技师诊断和修复体制作提供必要的信息。目前，可利用的数据采集技术主要有激光扫描、光学反射、机械式采集和噪声探测技术等。 2、义齿曲面模型的重构 本设计拟通过对标准牙三维几何模型的建立过程的分析，探讨如何更有效的建立标准牙几何模型和制造上所需的几何、拓扑、表面信息。并在此基础之上建立所有牙齿的曲面模型。计划使用反求工程软件Pixform结合通用的CAD软件平台（如 Imageware，Geomagic等）实现曲面模型的重构，并按标准牙的数据信息对建立的模型进行调整。其基本实现步骤如图1所示： 图 1 曲面模型重构的步骤 3、义齿快速成型制作 快速成型技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。在工业发达国家，企业在新产品研发过程中采用RP技术确保研发周期、提高设计质量已成为一项重要的策略。快速成型技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可实现任意复杂形状的零件的快速制造。用快速成型技术快速制造出的模型或样件可直接用于设计验证、功能验证、外观验证、工程分析等，非常有利于优化设计。快速原型制造技术为本次义齿特征建模技术研究提供了很好的前提条件。 4、义齿的数控加工 通过标准牙下颚整列三维几何模型的建立利用计算机专用软件来编制数控加工程序。根据下颚牙的模型要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出标准牙下颚整列加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数