目前市场上所使用的隐形矫治器都是以3D打印的牙颌数字模型作为母模,再运用热压膜成型技术将医用膜片附在树脂母模上进行压制成型。该方法得到的隐形矫治器各处的厚度是无法控制的,这样产生的矫治力大小也无法估计,在矫治过程中会影响拟不动牙齿姿态发生变化,影响着最终的矫治效果。随着3D打印技术和新材料的发展,使得直接3D打印变厚度隐形矫治器成为了可能,在此过程中变厚度隐形矫治器的设计方法成为了关键技术之一。本文针对面向直接3D打印变厚度隐形矫治器的设计方法进行总体研究,首先确定设计方法整体结构,接着对设计方法的各部分进行详细介绍,最后基于理论知识研究构建软件系统并验证设计方法的可行性。首先,对现有的拓扑重建方法进行比较,结合隐形矫治器三维模型的结构特点,选用基于哈希表对隐形矫治器三维模型进行拓扑重建,该方法在保证三维模型细节特征不丢失的情况下将冗余数据去除,提高了查找效率。其次,针对目前变形技术的发展情况,提出了一种基于多顶点的拉普拉斯算法,该算法将拉普拉斯算子作用于重建模型的每个顶点上,计算偏置曲面上顶点的法矢及偏置距离。接着根据ANSYS软件模拟牙齿的施力方式,对隐形矫治器进行力学分析确定矫治力大小,根据分析结果对隐形矫治器的厚度进行设计,得到变厚度隐形矫治器数字模型。最后,以上述研究为理论基础,将Visual Studio 2015作为开发平台,通过C#语言结合三维图形库Open GL,搭建了一款面向直接3D打印变厚度隐形矫治器的专用软件。将某医院的病例作为验证对象,使用所开发的专用软件进行面向直接3D打印变厚度隐形矫治器的设计,通过SLA制造工艺对其直接打印,将打印出的变厚度隐形矫治器交至患者,患者按照顺序自行佩戴,一段时间复查牙齿矫正情况,复查结果表明,牙齿矫治效果有很大地改善。本文提出的变形算法适用于变厚度隐形矫治器的生成,能够自由设计矫治器各处的厚度,可以更好的确定施力载荷的位置及大小,再通过面向直接3D打印的变厚度隐形矫治器设计软件系统,实现了变厚度隐形矫治器的直接生成,降低了多步工艺累积的误差及时间,提高了矫治精度,从而实现了精确矫治效果,为后期隐形矫治临床应用研究奠定了基础。