牙齿缺损是牙科中一种常见病和多发病,在自然人中的发病率约占24%到53%,通常的治疗方法是使用固定修复体修复。生产传统义齿要经过制取印模、修整模型、雕蜡型、铸造、喷沙、堆瓷、烤瓷、修整、打磨、抛光等20多个程序。虽然技术要求不高,但是这个过程繁琐,速度慢,生产周期长,人工影响因素比较大。新一代口腔CT机采用锥形束扫描的形式得到CT图像,大大提高了扫描的精度,极大地提高了牙医诊断的效率,并帮助医生优化诊疗方案。它的出现引起了对于牙齿修复领域的革新,医生不需要再通过传统的义齿制作工序就能设计出满足患者需求的固定修复体。可以结合CAM技术加工的人工义齿,这种技术对于医生的操作性要求不高,普通医生即可根据患者的实际情况制作出更加个性化的牙齿。而且工序得到了简化,所以成本能够大大降低。本文就是基于锥形束扫描技术的基础上对牙齿的三维重建和CAM加工进行了研究:(1)牙齿的三维重建。本文通过锥形束CT对牙齿进行扫描,得到了牙齿的CT图像并生成STL文件,然后使用中值滤波和阀值分割的方式初步处理点云数据,接着通过逆向工程技术基于STL点云数据实现NURBS曲面重建。之后生成牙齿的三维模型,并通过ANSYS对牙齿进行强度分析,优化调整后生成最终的可用于加工的牙齿模型,为后续的数控加工提供基础。(2)对牙齿多轴加工工艺进行了研究。因为牙齿体积小结构复杂,所以采用多轴联动的方式加工。本文通过齐次坐标变换的方式对多轴加工联动算法进行了推导,采用环切法进行牙齿的加工。并使用环间过渡优化技术对刀具轨迹进行了优化,并进行了相应的算法设计,通过实验对比的方式验证了路径规划及优化算法的可行性。(3)对牙齿实体模型进行CAM加工及仿真。对牙齿模型规划四轴、五轴加工方案并生成刀具轨迹。制作四轴、五轴加工的后处理器。绘制四轴、五轴机床模型并导入VERICUT定义各运动轴。使用VERICUT仿真加工并对加工结果进行评价,并最终完成了实物加工,讨论了加工STL模型的特点和优劣。