CH713652A2 - Material deposition system, in particular for the manufacture of a dental prosthesis or a bone scaffold. - Google Patents

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CH713652A2 CH00411/18A CH4112018A CH713652A2 CH 713652 A2 CH713652 A2 CH 713652A2 CH 00411/18 A CH00411/18 A CH 00411/18A CH 4112018 A CH4112018 A CH 4112018A CH 713652 A2 CH713652 A2 CH 713652A2
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Abstract

Sistema di micro-deposizione di materiale su un substrato, in particolare per fabbricazione di una protesi dentaria o di uno scaffold osseo, comprendente una camera di deposizione ad atmosfera controllata, chiudibile e depressurizzabile, un primo braccio (ST) di supporto configurato per supportare un target ed un secondo braccio (SS) di supporto componente configurato per supportare un substrato oggetto di micro-deposizione, almeno un emettitore atto ad irradiare un target associato al supporto target secondo una delle suddette tecniche PLD e/o PED, in cui detti primo e secondo braccio sono dotati di attuatori piezoelettrici (10, 12, 13, 9) disposti per essere controllati con precisione nanometrica.System of micro-deposition of material on a substrate, in particular for the manufacture of a dental prosthesis or a bone scaffold, comprising a deposition chamber with a controlled, closable and depressurizable atmosphere, a first support arm (ST) configured to support a target and a second component support arm (SS) configured to support a micro-deposition substrate, at least one emitter adapted to irradiate a target associated with the target support according to one of the aforementioned PLD and / or PED techniques, in which said first and second arm are equipped with piezoelectric actuators (10, 12, 13, 9) arranged to be controlled with nanometric precision.

Description

DescrizioneDescription

Rivendicazione di priorità [0001] Questa domanda rivendica la priorità della Domanda di Brevetto Italiano nr. 10 2017 000 034 142 depositata il 28 Marzo 2017, il cui contenuto viene qui incorporato per riferimento.Claiming priority [0001] This application claims the priority of the Italian Patent Application nr. 10 2017 000 034 142 filed on March 28, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.

Campo dell’invenzione [0002] La presente invenzione si riferisce ad un metodo e sistema di deposito di materiale, in particolare per fabbricazione di una protesi dentaria.Field of the invention [0002] The present invention relates to a method and system for depositing material, in particular for manufacturing a dental prosthesis.

Stato della tecnica [0003] Pulsed Laser Déposition (PLD) e la Pulsed Electron Déposition (PED) sono tecniche di microdeposizione note.State of the art [0003] Pulsed Laser Déposition (PLD) and Pulsed Electron Déposition (PED) are known microdeposition techniques.

[0004] Queste tecnologie sono in grado di operare su due livelli: - trasformazione fisico-chimica delle superfici inserendo sul materiale di base specifici atomi o molecole; - deposizione di film sottili di materiali quali: metalli, ossidi, polimeri, ed altro.[0004] These technologies are able to operate on two levels: - physical-chemical transformation of the surfaces by inserting specific atoms or molecules on the base material; - deposition of thin films of materials such as: metals, oxides, polymers, and others.

[0005] I trattamenti superficiali permettono di ottenere dei rivestimenti con particolari proprietà.[0005] Surface treatments allow to obtain coatings with particular properties.

[0006] Il campo di applicazione di tali tecnologie è generalmente quello dei prodotti a semiconduttore ed in particolare a dispositivi legati alla produzione e trasformazione dell’energia elettrica.[0006] The field of application of these technologies is generally that of semiconductor products and in particular to devices related to the production and transformation of electrical energy.

[0007] Con il metodo di deposizione laser pulsato (PLD), film sottili sono ottenuti dall’ablazione di uno o più target illuminati da un raggio laser pulsato e focalizzato.[0007] With the pulsed laser deposition (PLD) method, thin films are obtained by ablation of one or more targets illuminated by a pulsed and focused laser beam.

[0008] La materia che si distacca dal target viene adoperata per effettuare un rivestimento.[0008] The material that is detached from the target is used to perform a coating.

[0009] La natura pulsata del processo PLD permette la preparazione di composti polimero-metallo e multistrati. Poiché con questo metodo la fonte di energia è situata all’esterno della camera, è possibile sia l’uso di ultra vuoto spinto (UHV) che ambiente in pressione di gas. In UHV, gli effetti di attecchimento e mescolamento generati dalla deposizione di particelle energetiche, gli atomi e gli ioni ablasi, portano alla formazione di fasi metastabili, per esempio soluzione solida nanocristallina ipersatura e leghe amorfe. La preparazione in atmosfera di gas inerte variando l’energia cinetica delle particelle depositate rende anche possibile modificare le proprietà del film (stress, tessitura, reattività, proprietà magnetiche). Tutto ciò rende PLD una tecnica di deposizione alternativa per la crescita di film sottili di alta qualità. È importante evidenziare che con questa tecnica non si ha una uniformità della superficie del film depositato.[0009] The pulsed nature of the PLD process allows the preparation of polymer-metal and multilayer compounds. Since with this method the energy source is located outside the chamber, it is possible to use both ultra-high vacuum (UHV) and environment in gas pressure. In UHV, the effects of engraftment and mixing generated by the deposition of energetic particles, the atoms and the ablase ions, lead to the formation of metastable phases, for example nanocrystalline solid solution, oversize and amorphous alloys. The preparation of inert gas in the atmosphere by varying the kinetic energy of the deposited particles also makes it possible to modify the properties of the film (stress, texture, reactivity, magnetic properties). All this makes PLD an alternative deposition technique for the growth of high quality thin films. It is important to highlight that with this technique there is no uniformity of the surface of the deposited film.

[0010] La PED è una tecnologia relativamente nuova e di grande potenzialità, in letteratura è conosciuta anche come Pseudo-Spark Discharge (PSD), Channel Spark Discharge (CSD) o Pulsed Plasma Déposition (PPD), con costi di impianto e di esercizio molto minori, con capacità di deposizione maggiore per unità di tempo e su aree anche di notevole superficie in alternativa ad un sistema di deposizione che copre le stesse esigenze che portano all’impiego della PLD. Similmente alla tecnologia Pulsed Laser Déposition (PLD), la principale caratteristica del fascio di elettroni impulsati della PED, è la capacità di generare una alta densità di potenza (~ 108 W/cm2) sulla superficie del Target, ma diversamente dalla PLD non interferisce con la «nuvola» delle particelle di plasma del materiale ablaso, e pertanto si ottiene una migliore uniformità della superficie dello strato ottenuto. In aggiunta le proprietà termodinamiche del materiale quali il punto di fusione ed il calore specifico sono ininfluenti per il processo di evaporazione, in quanto la dissociazione della materia non genera calore e questo aspetto è estremamente importante nel caso di materiali complessi, composti da più elementi i quali non vengono così dissociati conservando la composizione stechiometrica nel plasma e conseguentemente anche nel materiale depositato.[0010] PED is a relatively new technology with great potential, in the literature it is also known as Pseudo-Spark Discharge (PSD), Channel Spark Discharge (CSD) or Pulsed Plasma Déposition (PPD), with installation and operating costs very minor, with greater deposition capacity per unit of time and also on areas of considerable surface as an alternative to a deposition system that covers the same needs that lead to the use of the PLD. Similar to Pulsed Laser Déposition (PLD) technology, the main characteristic of the PED pulsed electron beam is the ability to generate a high power density (~ 108 W / cm2) on the Target surface, but unlike the PLD it does not interfere with the "cloud" of the plasma particles of the ablated material, and therefore a better uniformity of the surface of the obtained layer is obtained. In addition, the thermodynamic properties of the material such as the melting point and the specific heat are irrelevant for the evaporation process, as the dissociation of the material does not generate heat and this aspect is extremely important in the case of complex materials, composed of several elements i which are not so dissociated thus preserving the stoichiometric composition in the plasma and consequently also in the deposited material.

[0011] L’ablazione avviene randomicamente su target rotante, il cui movimento è trasmesso da motori elettromagnetici allocati all’esterno della camera del vuoto, tramite giunto a loop magnetico chiuso e confinato sulla parete della camera per non influenzare la direzione del fascio di elettroni o nuvola che altrimenti renderebbe non predicibile la localizzazione della deposizione.[0011] The ablation takes place randomly on a rotating target, the movement of which is transmitted by electromagnetic motors allocated outside the vacuum chamber, by means of a closed magnetic loop joint and confined on the chamber wall so as not to influence the direction of the electron beam or cloud that otherwise would make the location of the deposition unpredictable.

[0012] I risultati sono relativamente soddisfacenti, ma nel contempo sono state evidenziate delle criticità come ad esempio l’onere di dovere ogni volta spender tempo ed energie per ripristinare lo stato di pressione e/o del vuoto nella camera di deposizione quando è necessario depositare un materiale diverso e le possibili migliorie da apportare per automatizzare e velocizzare il processo, innovando il sistema di movimentazione come pure le strategie di mutuo posizionamento del Target e del Substrato su cui effettuare il deposito della materia asportata dal target.[0012] The results are relatively satisfactory, but at the same time some problems have been highlighted, such as the burden of having to spend time and energy each time to restore the state of pressure and / or vacuum in the deposition chamber when it is necessary to deposit a different material and the possible improvements to be made to automate and speed up the process, innovating the handling system as well as the strategies for mutual positioning of the Target and Substrate on which to deposit the material removed from the target.

[0013] Ciò diventa ancora più rilevante quando è necessario adoperare substrati differenti nel rivestimento di particolari oggetti.[0013] This becomes even more relevant when it is necessary to use different substrates in the coating of particular objects.

Sommario dell’invenzione [0014] Scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di deposizione di materiale, particolarmente adatto alla fabbricazione di componenti che necessitano l’impiego di materiali differenti e più particolarmente adatto alla fabbricazione di protesi dentarie.Summary of the invention [0014] The object of the present invention is to provide a material deposition system, particularly suitable for the manufacture of components that require the use of different materials and more particularly suitable for the manufacture of dental prostheses.

[0015] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di raggiungere un livello di precisione particolarmente spinto al punto di poter utilizzare tali tecniche PLD e/o PED in ambiti in cui si richiede un alto grado di finitura per far fronte a predeterminati requisiti estetici.[0015] A further object of the present invention is to achieve a particularly high level of precision to the point of being able to use such PLD and / or PED techniques in areas in which a high degree of finishing is required to meet predetermined aesthetic requirements.

[0016] I suddetti scopi sono raggiunti mediante una macchina a controllo numerico basata su attuatori piezoelettrici, racchiusa in una camera di deposizione ad atmosfera controllata, chiudibile e depressurizzabile. Detta macchina comprende un braccio di supporto target comprendente una slitta od un piatto girevole, in grado di sostituire il target durante la lavorazione ed un braccio di supporto componente, preferibilmente del tipo avente almeno sei gradi di libertà. Il sistema comprende anche un emettitore atto ad irradiare un target associato al supporto target secondo una delle suddette tecniche PLD e/o PED.[0016] The aforementioned objects are achieved by means of a numerically controlled machine based on piezoelectric actuators, enclosed in a deposition chamber with a controlled, closable and depressurizable atmosphere. Said machine comprises a target support arm comprising a slide or a turntable, capable of replacing the target during processing and a component support arm, preferably of the type having at least six degrees of freedom. The system also comprises an emitter adapted to irradiate a target associated with the target support according to one of the aforementioned PLD and / or PED techniques.

[0017] Vantaggiosamente, la slitta od il piatto girevole consente di scambiare il target in uso senza alcun intervento dall’esterno della camera depressurizzabile.[0017] Advantageously, the slide or the turntable allows to exchange the target in use without any intervention from the outside of the depressurizable chamber.

[0018] Secondo una prima variante preferita dell’invenzione, detto emettitore di tipo PED è alloggiato all’interno della camera di deposizione, preferibilmente in una posizione fissa, facendo in modo che il braccio di supporto del target si muova rispetto ad esso.[0018] According to a first preferred variant of the invention, said PED type emitter is housed inside the deposition chamber, preferably in a fixed position, so that the support arm of the target moves with respect to it.

[0019] Secondo una seconda variante preferita dell’invenzione, detto emettitore di tipo PLD è alloggiato esternamente alla camera di deposizione e questa comprende una finestra ottica che consente di dirigere opportunamente il fascio laser all’interno della camera stessa secondo una direzione fissa.[0019] According to a second preferred variant of the invention, said emitter of the PLD type is housed externally to the deposition chamber and this comprises an optical window which allows to appropriately direct the laser beam inside the chamber itself in a fixed direction.

[0020] Secondo un’altra variante preferita dell’invenzione, sono implementati contemporaneamente un emettitore di tipo PLD ed un emettitore di tipo PED disposti rispettivamente esternamente ed internamente alla camera di deposizione in cui sono alloggiati i suddetti braccio di supporto del target e braccio di supporto del componente.[0020] According to another preferred variant of the invention, a PLD emitter and a PED emitter arranged externally and internally of the deposition chamber in which the aforementioned target support arm and arm are housed are implemented simultaneously. component support.

[0021] Preferibilmente, detti emettitori hanno una posizione fissa rispetto alla camera di deposizione, mentre il braccio di supporto del target può muoversi secondo tre direzioni reciprocamente perpendicolari tra loro oltre a poter sostituire il target in relazione allo stadio di una procedura di rivestimento/fabbricazione.[0021] Preferably, said emitters have a fixed position with respect to the deposition chamber, while the target support arm can move in three mutually perpendicular directions to each other besides being able to replace the target in relation to the stage of a coating / manufacturing procedure .

[0022] Più preferibilmente, il braccio di supporto del target è controllato in modo da spostare il target in modo da ottenere un consumo uniforme della superficie del target stesso. Inoltre, il braccio è controllato in modo da mantenere costante una posizione reciproca tra il target e l’emettitore benché la superficie del target si consumi durante l’ablasione di materiale.[0022] More preferably, the target support arm is controlled so as to move the target so as to obtain a uniform consumption of the target surface. Moreover, the arm is controlled so as to maintain a constant reciprocal position between the target and the emitter although the surface of the target is consumed during the ablation of material.

[0023] Questo consente di ottenere una posizione fissa della nuvola di plasma generata nell’irradiamento del target e pertanto un punto di riferimento per il controllo della movimentazione del braccio di supporto componente.[0023] This allows to obtain a fixed position of the plasma cloud generated in the irradiation of the target and therefore a reference point for controlling the movement of the component support arm.

[0024] Il braccio di supporto del componente oggetto di lavorazione/deposizione, è atto a movimentare detto componente, mano a mano che esso viene rivestito.[0024] The support arm of the component being processed / deposited is adapted to move said component as it is covered.

[0025] Pertanto è evidente che si possono attuare due controlli indipendenti, l’uno finalizzato ad un consumo uniforme del target e a mantenere fissa ed invariabile la posizione e le caratteristiche della nuvola di plasma, mentre l’altro è controllato in funzione dello spessore e delle zone di ricopertura del substrato oggetto di lavorazione, ottenendone una grande semplificazione del controllo.[0025] Therefore it is evident that two independent controls can be implemented, one aimed at uniform consumption of the target and keeping the position and characteristics of the plasma cloud fixed and invariable, while the other is controlled according to the thickness and of the areas of covering the substrate being processed, obtaining a great simplification of the control.

[0026] Nel seguito «substrato», «componente oggetto di lavorazione», «componente oggetto di micro/nano-deposizione», sono equivalenti linguistici.[0026] In the following "substrate", "component being processed", "component subject to micro / nano-deposition", are linguistic equivalents.

[0027] Preferibilmente, l’irradiazione del target e lo spostamento del componente sono sincronizzati. Più preferibilmente, la distanza tra il target ed il componente, la risoluzione della movimentazione e la potenza di irradiazione del target sono interrelati in modo da ottenere un rivestimento selettivo del componente senza ricorrere al mascheramento delle zone che non si desideri rivestire.[0027] Preferably, the irradiation of the target and the displacement of the component are synchronized. More preferably, the distance between the target and the component, the resolution of the movement and the irradiation power of the target are interrelated so as to obtain a selective coating of the component without resorting to the masking of the areas which it is not desired to cover.

[0028] Pertanto, un controllo gerarchico può essere predisposto per controllare in modo coordinato i due bracci.[0028] Therefore, a hierarchical control can be arranged to control the two arms in a coordinated manner.

[0029] Preferibilmente, gli attuatori piezoelettrici hanno precisione nanometrica e pertanto, la suddetta sincronizzazione ed interrelazione consente di operare rivestimenti selettivi con risoluzioni dell’ordine dei nanometri.[0029] Preferably, the piezoelectric actuators have nanometric precision and therefore, the aforementioned synchronization and interrelation allows to operate selective coatings with resolutions of the order of nanometers.

[0030] Dal momento che la macchina è del tipo a controllo numerico, la deposizione può essere realizzata punto per punto e strato per strato, distribuiti spazialmente secondo una geometria, una struttura e/o una architettura prestabilita, una definizione micrometrica o nanometrica, con proprietà funzionali determinate da un modello matematico predeterminato per esempio secondo la tecnica STL (STereoLithography).[0030] Since the machine is of the numerically controlled type, the deposition can be carried out point by point and layer by layer, distributed spatially according to a geometry, a structure and / or a predetermined architecture, a micrometric or nanometric definition, with functional properties determined by a predetermined mathematical model for example according to the STL technique (STereoLithography).

[0031] Storicamente, la produzione di protesi dentarie di elevata qualità e di ultima generazione è effettuata mediante una tecnica sottrattiva. In altre parole vengono, mano, mano, staccati delle porzioni da un blocchetto pre-sinterizzato per arrivare ad ottenere una protesi. Al di là del fatto che la precisione ottenibile è bassa, il procedimento, di per sé non è eco sostenibile, in quanto il materiale sottratto non può essere riutilizzato con spreco di energia e risorse.[0031] Historically, the production of high quality and latest generation dental prostheses is carried out by means of a subtractive technique. In other words, portions are removed from a pre-sintered block by hand to get a prosthesis. Beyond the fact that the achievable precision is low, the process itself is not eco-sustainable, as the stolen material cannot be reused with a waste of energy and resources.

[0032] Inoltre, il blocchetto pre-sinterizzato presenta delle proprietà fisicochimiche orientate alla robustezza trascurando importanti fattori quali il peso della protesi ottenuto, la sua elevata rigidità, ed una foto-correlazione, cioè un aspetto estetico insoddisfacente.[0032] Furthermore, the pre-sintered block has physico-chemical properties oriented to robustness, neglecting important factors such as the weight of the prosthesis obtained, its high rigidity, and a photo-correlation, i.e. an unsatisfactory aesthetic appearance.

[0033] Grazie alla presente invenzione, si consente non solo di rivestire un componente protesico, ma di costruirlo completamente a partire da un nucleo, partendo cioè da strati profondi fino agli strati più superficiali.[0033] Thanks to the present invention, it is allowed not only to coat a prosthetic component, but to build it completely starting from a core, that is starting from deep layers up to the most superficial layers.

[0034] Lo strato più profondo oltre ad assolvere alla funzione di sostegno, fornisce il colore base (Valore e Tinta) e gli strati intermedi, attraverso la texture riflettono e diffondono la luce, determinano il grado di saturazione o Croma, mentre lo strato superficiale, traslucente si fa attraversare dalla luce e resiste all’ambiente sfavorevole del cavo orale (acidità).[0034] In addition to fulfilling the function of support, the deeper layer provides the basic color (Value and Tint) and the intermediate layers, through the texture, reflect and diffuse the light, determine the degree of saturation or Croma, while the surface layer , translucent it is crossed by light and resists the unfavorable environment of the oral cavity (acidity).

[0035] Una protesi dentaria è generalmente internamente cava per poter calzare su un cosiddetto impianto protesico o moncone dentale. Pertanto, per strati superficiali si intendono quelli visibili esternamente ma anche quelli destinati a calzare su un impianto protesico. Viceversa, gli strati più profondi sono quelli sottostanti agli strati superficiali.[0035] A dental prosthesis is generally internally hollow in order to fit on a so-called prosthetic implant or dental stump. Therefore, surface layers are those that are visible externally but also those intended to fit on a prosthetic system. Conversely, the deeper layers are those underlying the surface layers.

[0036] Gli strati più profondi possono vantaggiosamente essere realizzati mediante la tecnica PLD che consente di accrescere la massa della protesi velocemente anche se con una precisione inferiore, mentre la PED è utilizzata almeno per la deposizione degli strati più superficiali.[0036] The deeper layers can advantageously be made by the PLD technique which allows to increase the mass of the prosthesis quickly even if with a lower precision, while the PED is used at least for the deposition of the more superficial layers.

[0037] Secondo una variante preferita di un metodo di fabbricazione di una protesi dentaria realizzata mediante il suddetto sistema, si riesce ad ottenere che tutte le porzioni della protesi garantiscono biocompatibilità, precisione geometrica, estetica adeguata ed una resistenza meccanica e chimica idonea agli scopi.[0037] According to a preferred variant of a method of manufacturing a dental prosthesis realized by means of the aforesaid system, it is possible to obtain that all the portions of the prosthesis guarantee biocompatibility, geometric precision, adequate aesthetics and a mechanical and chemical resistance suitable for the purposes.

[0038] Inoltre, ogniqualvolta risulta opportuno effettuare la deposizione senza alterare le caratteristiche chimiche del materiale target risulta preferibile impiegare la PED, mentre, viceversa, quando è necessario elevare la temperatura del materiale target per ottenere, ad esempio, delle polimerizzazione nello strato di materiale deposto è preferibile adoperare la PLD.[0038] Furthermore, whenever it is appropriate to carry out the deposition without altering the chemical characteristics of the target material, it is preferable to use the PED, while, conversely, when it is necessary to raise the temperature of the target material to obtain, for example, polymerization in the layer of material deposed it is preferable to use the PLD.

[0039] Inoltre, si potrebbe desiderare di ottenere la formazione di una specifica lega sul substrato, pertanto le due tecniche, possono essere implementate in modo reciprocamente alternate tra loro sfruttando le peculiarità delle stesse.[0039] Furthermore, it could be desired to obtain the formation of a specific alloy on the substrate, therefore the two techniques can be implemented in a reciprocally reciprocal way by exploiting their peculiarities.

[0040] La presente invenzione permette di deporre i materiali senza la necessità di operare mascherature delle zone adiacenti non interessate alla deposizione rese necessarie invece nei processi di deposizione noti, evitando così la contaminazione derivata da quel processo produttivo, migliorando la qualità del dispositivo realizzato e ottenendo lo snellimento del ciclo di produzione, con conseguente risparmio di tempo e riduzione dei costi.[0040] The present invention allows the materials to be deposited without the need to perform masking of the adjacent areas not involved in the deposition made necessary instead in the known deposition processes, thus avoiding the contamination derived from that production process, improving the quality of the device made and getting the production cycle streamlined, saving time and reducing costs.

[0041] Un’ulteriore opportunità offerta dalla tecnologia è la possibilità di miscelare e/o interscambiare le varie specie di ceramiche o altri tipi di materiali durante il processo di deposizione, anche sullo stesso strato per ottenere vari gradi di durezza, elasticità, translucenza, resistenza agli agenti corrosivi, proprio nelle zone dove queste qualità risultano essenziali, senza dovere subire successivi processi di sinterizzazione e rinvenimento (Annealing) come fino ad ora necessario. [0042] È oggetto della presente invenzione un sistema di deposizione di materiale in particolare per fabbricazione di una protesi dentaria, conformemente alla rivendicazione 1.[0041] A further opportunity offered by the technology is the possibility of mixing and / or interchanging the various species of ceramics or other types of materials during the deposition process, even on the same layer to obtain various degrees of hardness, elasticity, translucency, resistance to corrosive agents, precisely in areas where these qualities are essential, without having to undergo subsequent sintering and tempering (Annealing) processes as necessary until now. [0042] The subject of the present invention is a material deposition system in particular for manufacturing a dental prosthesis, according to claim 1.

[0043] Ulteriori scopi saranno chiari al tecnico del ramo, mediante la descrizione di dettaglio che segue.[0043] Further objects will be clear to the person skilled in the art, by means of the following detailed description.

[0044] Le rivendicazioni descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.[0044] The claims describe preferred embodiments of the invention, forming an integral part of the present description.

Breve descrizione delle figure [0045] Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un sistema di deposizione di materiale in particolare per fabbricazione di una protesi dentaria, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:Brief description of the figures [0045] Further features and advantages of the invention will become more evident in the light of the detailed description of preferred but not exclusive embodiments of a system for depositing material, in particular for manufacturing a dental prosthesis, illustrated in by way of non-limiting example, with the aid of the accompanying drawings in which:

la fig. 1 schematizza, secondo l’arte nota, un processo di deposizione operato mediante una tecnica PLD o PED; la fig. 2 mostra due esempi preferiti di bracci di supporto del sistema oggetto della presente invenzione; le fig. 3 e 4 mostrano rispettivamente un esploso di ciascuna dei detti bracci di fig. 2; la fig. 5 mostra un diagramma logico-funzionale degli attuatori e dei relativi sistemi di controllo relativi ai bracci di supporto di fig. 2; la fig. 6 mostra la modellazione di una porzione elementare di una superficie oggetto di deposizione, dalla figura stessa, si comprende che la modellazione può essere tridimensionale; la fig. 7 mostra operativamente una interazione di un componente oggetto di deposizione, sulla cui superfi cie impatta, modellata mediante superfici elementari interconnesse, una nuvola di plasma; la fig. 8 Mostra il sistema di deposizione all’interno della camera ad alto vuoto con parti asportate; la fig. 9 mostra il deposito di uno strato di finitura, tramite il sistema oggetto della presente invenzione e mostrato nelle figure precedenti 1-7, su di un elemento protesico precedentemente costruito; le fig. 10a e 10b mostrano rispettivamente una vista in sezione longitudinale di un elemento protesico, costruito tramite il sistema oggetto della presente invenzione e mostrato nelle figure precedenti 1-7, ed una vista in sezione dello stesso elemento protesico montato su un moncone; le fig. 11 a e 11 b mostrano rispettivamente una vista in sezione longitudinale di un elemento protesico, costruito tramite il sistema oggetto della presente invenzione e mostrato nelle figure precedenti 1-7, ed una sezione trasversale dello stesso elemento protesico.fig. 1 schematizes, according to the prior art, a deposition process operated by a PLD or PED technique; fig. 2 shows two preferred examples of support arms of the system of the present invention; fig. 3 and 4 respectively show an exploded view of each of said arms of fig. 2; fig. 5 shows a logic-functional diagram of the actuators and of the relative control systems relating to the support arms of fig. 2; fig. 6 shows the modeling of an elementary portion of a deposited surface, from the figure itself, it is understood that the modeling can be three-dimensional; fig. 7 shows operationally an interaction of a deposited component, on whose surface a plasma cloud impacts, modeled by means of interconnected elementary surfaces; fig. 8 Shows the deposition system inside the high-vacuum chamber with parts removed; fig. 9 shows the deposit of a finishing layer, through the system object of the present invention and shown in the preceding figures 1-7, on a previously constructed prosthetic element; fig. 10a and 10b respectively show a longitudinal section view of a prosthetic element, constructed by means of the system of the present invention and shown in the preceding figures 1-7, and a sectional view of the same prosthetic element mounted on a stump; fig. 11 a and 11 b respectively show a longitudinal section view of a prosthetic element, constructed by means of the system of the present invention and shown in the preceding figures 1-7, and a cross section of the same prosthetic element.

[0046] Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.[0046] The same numbers and the same reference letters in the figures identify the same elements or components.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione [0047] La fig. 1 dell’arte nota mostra un target TG irradiato da un emettitore EM con una radiazione RD. Dal target si stacca una nube di plasma PA che impatta su un substrato SB oggetto di deposizione.Detailed description of a preferred embodiment of the invention [0047] Fig. 1 of the prior art shows a TG target irradiated by an emitter EM with an RD radiation. From the target, a cloud of PA plasma comes off and impacts on an SB substrate subject to deposition.

[0048] La nube di plasma del materiale ablaso, ha forma ogivale, con origine nel punto di impatto della radiazione elettronica o laser sulla superficie del target ed è orientato perpendicolarmente alla superficie del target stesso.[0048] The plasma cloud of the ablated material has an ogival shape, with origin in the point of impact of the electronic or laser radiation on the surface of the target and is oriented perpendicularly to the surface of the target itself.

[0049] Nella figura si vede che il substrato SB ha una superficie da ricoprire sostanzialmente tangente alla nube di plasma, pertanto, virtualmente, solo un punto elementare del substrato è colpito dalla nube di plasma.[0049] In the figure it can be seen that the substrate SB has a surface to be covered substantially tangent to the plasma cloud, therefore, virtually, only an elementary point of the substrate is hit by the plasma cloud.

[0050] Se la distanza D tra target e substrato SB si riduce, l’intersezione tra substrato e la nube PA si allarga aumentando la superficie di deposizione, ma evidentemente si riduce la risoluzione della deposizione stessa.[0050] If the distance D between target and substrate SB is reduced, the intersection between the substrate and the cloud PA widens increasing the deposition surface, but obviously the resolution of the deposition is reduced.

[0051] Il target può essere un qualunque materiale col quale si è deciso di rivestire un substrato.[0051] The target can be any material with which it has been decided to coat a substrate.

[0052] Con riferimento alla fig. 2, viene mostrato un esempio realizzativo di un sistema di deposizione o fabbricazione secondo la presente invenzione.[0052] With reference to fig. 2, an embodiment of a deposition or manufacturing system according to the present invention is shown.

[0053] A sinistra del foglio, con la lettera ST è indicato un braccio di supporto del target.[0053] To the left of the sheet, with the letter ST a target support arm is indicated.

[0054] Nella fig. 2 il target è schematizzato con un prisma retto 15 associato ad un piatto girevole 8.[0054] In fig. 2 the target is schematized with a right prism 15 associated with a turntable 8.

[0055] Dalla stessa figura si comprende che il piatto girevole 8 comprende una pluralità di cavità di supporto, angolarmente equi-spaziate, che consentono di alloggiare altrettanti target sullo stesso piatto 8.[0055] From the same figure it can be understood that the revolving plate 8 comprises a plurality of support cavities, angularly spaced, which allow to house as many targets on the same plate 8.

[0056] Vantaggiosamente è possibile sostituire il target durante la lavorazione semplicemente inducendo una rotazione nel piatto di supporto 8.[0056] Advantageously it is possible to replace the target during processing simply by inducing a rotation in the support plate 8.

[0057] Il numero delle cavità di supporto può variare opportunamente in relazione alle circostanze.[0057] The number of supporting cavities may vary appropriately depending on the circumstances.

[0058] In alternativa è possibile adoperare una slitta che trasla sostituendo il target.[0058] Alternatively, it is possible to use a slide which translates by replacing the target.

[0059] Vantaggiosamente l’emettitore può restare fermo, mentre il target viene spostato rispetto all’emettitore grazie al relativo braccio di supporto ST.[0059] Advantageously, the emitter can remain stationary, while the target is moved with respect to the emitter thanks to the relative support arm ST.

[0060] Il braccio di supporto, comprende tre slitte mobili 10, 12 e 13 associate tra loro in modo da consentire uno spostamento secondo tre assi coordinati X, Y e Z, perpendicolari tra loro.[0060] The support arm comprises three movable slides 10, 12 and 13 mutually associated so as to allow a perpendicular displacement along three coordinated axes X, Y and Z.

[0061] Più in particolare, le slitte sono atte a determinare uno spostamento dell’ordine del nanometro.[0061] More particularly, the slides are able to determine a displacement of the order of the nanometer.

[0062] Mentre le slitte 12 e 13 possono essere interconnesse direttamente tra loro, le slitte 10 e 12 sono interconnesse mediante un elemento di interconnessione 11 atto a mantenere la slitta 10 sfasata di 90° rispetto al piano X-Y a cui sono parallele le slitte 12 e 13.[0062] While the slides 12 and 13 can be interconnected directly with each other, the slides 10 and 12 are interconnected by means of an interconnection element 11 able to maintain the slide 10 offset by 90 ° with respect to the XY plane to which the slides 12 are parallel and 13.

[0063] Secondo la variante mostrata nelle fig. 2 e 3, viene implementato un piatto girevole attorno un fulcro 7 supportato assialmente da un attuatore rotativo 9 fissato direttamente o indirettamente alla slitta 10.[0063] According to the variant shown in figs 2 and 3, a rotating plate is implemented around a fulcrum 7 supported axially by a rotary actuator 9 fixed directly or indirectly to the slide 10.

[0064] Anche detto attuatore rotativo è atto ad imprimere una rotazione al piatto rotativo 8 con risoluzione dell’ordine del nanometro.[0064] Also said rotary actuator is able to impart a rotation to the rotary plate 8 with resolution of the order of the nanometer.

[0065] Il piatto rotativo comprende, per esempio, otto cave di supporto target disposte circonferenzialmente ad una faccia, opposta alla faccia prospiciente l’attuatore rotativo 9. Inoltre, le cave di supporto target sono disposte angolarmente equispaziate.[0065] The rotary plate comprises, for example, eight target support slots arranged circumferentially to a face, opposite to the face facing the rotary actuator 9. Furthermore, the target support slots are angularly spaced apart.

[0066] Preferibilmente, il fulcro 7 definisce un sistema ad attacco rapido comprendente delle asole cieche che si estendono assialmente, su una superficie cilindrica, mentre il piatto rotativo 8 comprende un foro centrale complementare al fulcro e delle corrispondenti aperture nella superficie cilindrica del foro centrale, da cui si affacciano parzialmente delle sfere caricate a molla che consentono una associazione rapida tra piatto girevole e fulcro 7. Cosicché in condizione operativa di montaggio le sfere aderiscono nelle asole cieche impedendo la dissociazione del piatto girevole dal fulcro 7.[0066] Preferably, the fulcrum 7 defines a quick-coupling system comprising blind eyelets which extend axially, on a cylindrical surface, while the rotary plate 8 comprises a central hole complementary to the fulcrum and of the corresponding openings in the cylindrical surface of the central hole , from which partially facing spring-loaded spheres which allow a rapid association between the turntable and the fulcrum 7. So that in operative condition of assembly the spheres adhere in the blind slots preventing the dissociation of the rotary plate from the fulcrum 7.

[0067] Questo fatto risulta particolarmente utile quando il sistema è destinato a più lavorazioni differenti che richiedano un numero di materiali di rivestimento ben superiore delle otto cave di supporto target disponibili nell’esempio delle figure. [0068] Ciò non toglie che il piatto possa essere fissato in modo diverso e che il numero delle cave di supporto sia diverso. [0069] A destra del foglio, è mostrato il supporto componente SS, dove per componente si intende un oggetto che debba essere semplicemente rivestito oppure un nucleo sul quale si intende costruire un oggetto completo. La differenza tra le due situazioni è che nel primo caso lo spessore di materiale apportato è alcuni ordini di grandezza inferiori ad una qualunque delle dimensioni dell’oggetto da rivestire, mentre, nel secondo caso si effettua un apporto massivo di materiale per ottenere un notevole accrescimento del nucleo iniziale e successivi rivestimenti. Di seguito è descritto un esempio realizzativo di una protesi dentaria.[0067] This fact is particularly useful when the system is intended for several different processes which require a much higher number of coating materials than the eight target support slots available in the example of the figures. [0068] This does not mean that the plate can be fixed differently and that the number of support slots is different. [0069] To the right of the sheet, the component support SS is shown, where by component is meant an object that must be simply coated or a core on which it is intended to construct a complete object. The difference between the two situations is that in the first case the thickness of the material applied is a few orders of magnitude lower than any of the dimensions of the object to be coated, while, in the second case, a massive supply of material is made to obtain a considerable growth of the initial nucleus and subsequent coatings. An example of a dental prosthesis is described below.

[0070] Con riferimento alla fig. 3 è mostrato un esploso di un braccio SS di supporto di un componente oggetto di lavorazione.[0070] With reference to fig. 3 shows an exploded view of a support arm of a component being processed.

[0071] Esso comprende un dispositivo di supporto 6, preferibilmente del tipo a tre punti per supportare un componente oggetto di lavorazione, mostrato ad esempio nelle fig. 9-12. Si vede che tale dispositivo di supporto comprende un elemento a croce, ma solo tre degli estremi supportano altrettanti elementi longitudinali fissati alla stessa mediante giunto sferico per ottenere un supporto a tre punti, che conferisce una più alta precisione nel supporto stesso.[0071] It comprises a support device 6, preferably of the three-point type to support a component being processed, shown for example in Figs. 9-12. It can be seen that this supporting device comprises a cross-shaped element, but only three of the ends support as many longitudinal elements fixed to the same by means of a spherical joint to obtain a three-point support, which gives a higher precision in the support itself.

[0072] Il dispositivo di supporto 6 è associato assialmente direttamente o indirettamente ad un attuatore rotativo 5, per esempio simile al suddetto dispositivo 9.[0072] The support device 6 is axially associated directly or indirectly with a rotary actuator 5, for example similar to the aforementioned device 9.

[0073] Opzionalmente può essere presente un tripode 4 di cui si discuterà in seguito.[0073] Optionally, a tripod 4 may be present, which will be discussed below.

[0074] L’attuatore rotativo, similmente a quanto descritto per il braccio di supporto target ST, è collegato ad una terna di slitte 19, 1 e 3 che consentono spostamenti secondo assi coordinati X, Y, Z.[0074] The rotary actuator, similarly to what described for the target support arm ST, is connected to a set of slides 19, 1 and 3 which allow displacements according to coordinated axes X, Y, Z.

[0075] Anche in questo caso, una coppia di slitte 19 e 1 è interconnessa direttamente definendo il piano di spostamento X, Y, mentre la slitta 3 è connessa alle slitte 19 e 1 mediante un elemento di interconnessione 2 che mantiene la slitta 3 a 90° rispetto al piano X-Y a cui sono parallele le slitte 1 e 19.[0075] Also in this case, a pair of slides 19 and 1 is interconnected directly defining the displacement plane X, Y, while the slide 3 is connected to the slides 19 and 1 by means of an interconnection element 2 which keeps the slide 3 a 90 ° with respect to the XY plane to which the slides 1 and 19 are parallel.

[0076] Le slitte 19, 1,3 sono atte a determinare uno spostamento dell’ordine del nanometro.[0076] The slides 19, 1,3 are able to determine a displacement of the order of the nanometer.

[0077] Il braccio di supporto SS di supporto componente può essere così direttamente associato ad una base di supporto 20, comune ad entrambi i bracci SS ed ST.[0077] The component supporting support arm SS can thus be directly associated with a support base 20, common to both arms SS and ST.

[0078] In tal caso, si preferisce che l’asse di rotazione dell’attuatore rotativo 5 è diretto secondo una direzione circa perpendicolare con l’asse di rotazione dell’attuatore rotativo 9. Detti assi possono non essere complanari, ma giacere su piani reciprocamente paralleli.[0078] In this case, it is preferred that the rotation axis of the rotary actuator 5 is directed in an approximately perpendicular direction with the rotation axis of the rotary actuator 9. Said axes may not be coplanar, but lie on planes mutually parallel.

[0079] La reciproca posizione degli assi di rotazione non è essenziale al funzionamento del sistema, benché le disposizioni appena descritte consentono di semplificare i metodi di gestione dei bracci di supporto SS ed ST; infatti, con riferimento alle figure il braccio ST è orientato secondo l’asse X, mentre il braccio SS è orientato secondo l’asse Y. Evidentemente, possono essere scelte angolazioni diverse, eventualmente dipendenti dalla forma del componente oggetto di lavorazione. [0080] Secondo una variante preferita dell’invenzione, il braccio di supporto componente SS è associato alla base comune 20, mediante una ralla bilanciata 17.[0079] The reciprocal position of the rotation axes is not essential to the operation of the system, although the arrangements just described allow to simplify the management methods of the support arms SS and ST; in fact, with reference to the figures, the ST arm is oriented along the X axis, while the SS arm is oriented according to the Y axis. Evidently, different angles can be chosen, possibly depending on the shape of the component being processed. [0080] According to a preferred variant of the invention, the support component arm SS is associated with the common base 20, by means of a balanced fifth wheel.

[0081] Tale ralla è associata alla base comune 20 mediante un attuatore rotativo 18 avente un asse di rotazione perpendicolare alla base comune, cioè orientato secondo l’asse Z. Il braccio SS è associato alla ralla in posizione eccentrica, pertanto, la ralla è conformata per bilanciare il peso dello stesso braccio.[0081] This fifth wheel is associated with the common base 20 by means of a rotary actuator 18 having an axis of rotation perpendicular to the common base, i.e. oriented along the axis Z. The arm SS is associated with the thrust ring in an eccentric position, therefore, the fifth wheel is shaped to balance the weight of the same arm.

[0082] Tale ralla consente di variare l’angolo formato tra l’asse di rotazione dell’attuatore rotativo 5 con l’asse di rotazione dell’attuatore rotativo 9.[0082] This fifth wheel allows to vary the angle formed between the rotation axis of the rotary actuator 5 with the rotation axis of the rotary actuator 9.

[0083] Secondo una ulteriore variante preferita dell’invenzione che può combinarsi con le precedenti, il braccio di supporto componente SS è dotato di un cosiddetto tripode 4, vale a dire un ulteriore attuatore avente sei gradi di libertà così come indicato in fig. 4, mediante il sistema di assi coordinati racchiusi nel cerchio collegato allo stesso tripode.[0083] According to a further preferred variant of the invention which can be combined with the previous ones, the support component arm SS is equipped with a so-called tripod 4, that is to say a further actuator having six degrees of freedom as indicated in fig. 4, through the system of coordinated axes enclosed in the circle connected to the same tripod.

[0084] L’implementazione del tripode non è essenziale. Esso introduce nella cinematica del braccio ST la rotazione attorno all’asse Z e all’asse Y. Questo consente di ottenere piccole inclinazioni del componente oggetto di lavorazione, utili soprattutto per seguire eventuali concavità e convessità del componente oggetto di lavorazione.[0084] The implementation of the tripod is not essential. It introduces in the kinematics of the ST arm the rotation around the Z axis and the Y axis. This allows to obtain small inclinations of the component being processed, useful above all to follow any concavity and convexity of the component being processed.

[0085] È evidente che vi è una sovrapposizione tra alcuni gradi di libertà del tripode con i gradi di libertà delle slitte 19, 1,3. Questo consente da un lato di estendere la motilità del braccio lungo gli stessi gradì di libertà, di velocizzare la stessa motilità, considerando che gli attuatori sono di natura piezoelettrica a risoluzione nanometrica, in aggiunta, il fatto di avere il tripode disposto in un punto compreso tra l’attuatore rotativo 5 e la slitta «verticale» 3, consente di seguire più facilmente le forme arrotondate di un componente, in particolare una protesi dentaria.[0085] It is evident that there is an overlap between some degrees of freedom of the tripod with the degrees of freedom of the slides 19, 1.3. This allows on the one hand to extend the motility of the arm along the same grades of freedom, to speed up the same motility, considering that the actuators are of piezoelectric nature at nanometric resolution, in addition, the fact of having the tripod arranged at an inclusive point between the rotary actuator 5 and the "vertical" slide 3, it makes it easier to follow the rounded shapes of a component, in particular a dental prosthesis.

[0086] Vale la pena evidenziare che la potenza dell’emettitore può essere altresì controllata e così anche la distanza reciproca tra l’emettitore ed il target per ottenere una variazione della forma della nuvola di plasma. È evidente che l’angolo tra la direzione di irradiamento RD rispetto alla superficie è fissa e di circa 45°.[0086] It is worth noting that the emitter power can also be controlled and thus also the mutual distance between the emitter and the target to obtain a variation of the shape of the plasma cloud. It is evident that the angle between the direction of irradiation RD with respect to the surface is fixed and about 45 °.

[0087] La camera di deposizione C è solo schematizzata, in quanto essa può avere forma e dimensioni qualunque. Analogamente, non sono mostrati i mezzi per controllare l’atmosfera all’interno della stessa camera, né di altri dispositivi per il controllo delle operazioni di deposizione, in quanto si tratta di arte in sé nota che non necessita di specifica descrizione.[0087] The deposition chamber C is only schematized, since it can have any shape and size. Likewise, the means for controlling the atmosphere within the chamber itself, or of other devices for controlling deposition operations are not shown, since this is an art in itself known that does not require a specific description.

Alla camera sono associati [0088] - Mezzi per manipolare e misurare l’atmosfera all’interno della camera, tra cui una o più pompe da vuoto e misuratori di pressione/vuoto; - Mezzi per monitorare il processo di deposizione, tra cui un laser di misura, una telecamera ed eventualmente uno spettrometro di massa.The rooms are associated [0088] - Means for handling and measuring the atmosphere inside the chamber, including one or more vacuum pumps and pressure / vacuum meters; - Means for monitoring the deposition process, including a measurement laser, a camera and possibly a mass spectrometer.

[0089] La camera di deposizione ad atmosfera controllata, è compatibile con il cosiddetto «Ultra Alto Vuoto», vale a dire con pressioni dell’ordine di 10Λ-9 hPa. Essa ha dimensioni compatibili per l’alloggiamento dei suddetti supporto target A e supporto componente B.[0089] The controlled atmosphere deposition chamber is compatible with the so-called "Ultra High Vacuum", that is with pressures of the order of 10Λ-9 hPa. It has compatible dimensions for housing the aforementioned target support A and component support B.

[0090] Infatti, la sorgente di elettroni ad alta energia PED, laddove presente, è alloggiata internamente alla camera, mentre la sorgente laser PLD, laddove presente, è alloggiata esternamente alla camera ed interagisce con il target da cui abladere il materiale da micro e/o nano deporre mediante una opportuna finestra ottica realizzata nell’involucro della camera C a tenuta di vuoto.[0090] In fact, the high-energy PED electron source, where present, is housed inside the chamber, while the PLD laser source, where present, is housed externally to the chamber and interacts with the target from which to ablate the material from micro and or by means of a suitable optical window made in the casing of the chamber C in a vacuum-tight manner.

[0091] Preferibilmente, nella camera di confinamento è alloggiato almeno un dispositivo laser (non raffigurato nei disegni allegati) di misurazione di una distanza per misurare una posizione del componente oggetto di lavorazione, rispetto ad un predefinito punto di riferimento. Infatti, dal momento che la superficie esterna si sposta verso il target a causa del processo di deposizione; tale misurazione consente di controllare correttamente una posizione reciproca tra il target e la posizione in cui ci si aspetta che tale superficie da ricoprire sia colpita dalla nuvola di plasma.[0091] Preferably, at least one laser device (not shown in the attached drawings) for measuring a distance to measure a position of the component being processed, with respect to a predefined reference point, is housed in the confinement chamber. In fact, since the external surface moves towards the target due to the deposition process; this measurement allows to correctly check a reciprocal position between the target and the position in which this surface to be covered is expected to be hit by the plasma cloud.

[0092] Preferibilmente, un secondo laser (raffigurato in fig. 8 ed indicato come measure laser) di misurazione di una distanza è associato alla camera C, internamente ad essa, per misurare una posizione del target per controllare la movimentazione del braccio di supporto del target per i medesimi scopi descritti sopra.[0092] Preferably, a second laser (shown in Fig. 8 and indicated as a laser measure) for measuring a distance is associated with the chamber C, inside it, to measure a position of the target to control the movement of the support arm of the target for the same purposes described above.

[0093] Preferibilmente, almeno uno dei suddetti dispositivi di misura laser è di tipo Interferometrico differenziale implementante un metodo homodyne, in sé noto, dalla risoluzione subnanometrica.[0093] Preferably, at least one of the aforementioned laser measurement devices is of the differential interferometric type implementing a homodyne method, known per se, with a subnanometric resolution.

[0094] Le suddette misurazioni consentono di ricalcolare ed aggiustare dinamicamente, le coordinate spaziali dei vertici dei triangoli che descrivono la superficie del Substrato che sono state modificate dal materiale depositato, delle quantità inerenti allo spessore depositato, al fine di eventualmente ripetere automaticamente il processo di deposizione sulla stessa area fino al raggiungimento dello spessore previsto.[0094] The aforementioned measurements allow to recalculate and dynamically adjust the spatial coordinates of the vertices of the triangles that describe the surface of the Substrate that have been modified by the deposited material, of the quantities inherent in the thickness deposited, in order to automatically repeat the process of deposition on the same area until the required thickness is reached.

[0095] Secondo una variante preferita dell’invenzione, una quantità di materiale asportata dal target viene calcolata mediante un bilancio energetico sia nel caso della tecnologia PLD sia nel caso della PED.[0095] According to a preferred variant of the invention, a quantity of material removed from the target is calculated by means of an energy balance both in the case of the PLD technology and in the case of the PED.

[0096] Preferibilmente, all’interno della camera è alloggiata una telecamera (non raffigurata nei disegni illustrativi) per il monitoraggio e la registrazione di eventi relativi ad un processo di deposizione.[0096] Preferably, inside the chamber there is housed a television camera (not shown in the illustrative drawings) for monitoring and recording events related to a deposition process.

[0097] Preferibilmente, la camera comprende - diverse aperture sigillatali per consentire il caricamento di uno o più target e del componente oggetto di lavorazione - una finestra ottica, evidentemente a tenuta di vuoto, per l’osservazione visiva dello svolgimento dei processi di deposizione; - una flangia con finestra ottica, evidentemente a tenuta di vuoto, attrezzata di lenti e specchi per il direzionamento e l’allineamento del fascio laser ad alta energia generato dall’emettitore PLD (Pulsed Laser Beam) sul materiale target; - una apertura per l’immissione di gas attivanti o inerti all’interno della camera di deposizione, munita di valvole di intercettazione e dispositivi di regolazione del flusso dei gas; - una o più aperture munite di elementi di fissaggio di almeno una valvola di intercettazione per l’interfacciare con il volume interno della camera di deposizione eventuali dispositivi di misurazione di pressione e/o altre grandezze, tra cui la misura del vuoto; - una flangia per collegare uno spettrometro di massa in modo da poter monitorare e analizzare in tempo reale la stechiometria del flusso del plasma ablaso dal target; - una flangia per collegare alla camera di deposizione una pompa da vuoto. Preferibilmente vengono implementate due pompe, di cui una di tipo «Turbo» per lo svuotamento rapido della camera di deposizione ed una pompa da alto vuoto per il mantenimento del vuoto durante il funzionamento del sistema di deposizione; - una flangia per il passaggio di cavi elettrici per l’alimentazione ed il controllo degli attuatori associati ai supporti target e componente.[0097] Preferably, the chamber comprises - several sealed openings to allow the loading of one or more targets and of the component being processed - an optical window, evidently vacuum-sealed, for the visual observation of the carrying out of the deposition processes; - a flange with an optical window, evidently a vacuum seal, equipped with lenses and mirrors to direct and align the high-energy laser beam generated by the PLD emitter (Pulsed Laser Beam) on the target material; - an opening for the introduction of activating or inert gases inside the deposition chamber, equipped with shut-off valves and gas flow regulation devices; - one or more openings equipped with fixing elements of at least one shut-off valve for interfacing with the internal volume of the deposition chamber any pressure measuring devices and / or other quantities, including the vacuum measurement; - a flange to connect a mass spectrometer in order to monitor and analyze in real time the stoichiometry of the plasma flow ablated by the target; - a flange to connect a vacuum pump to the deposition chamber. Preferably, two pumps are implemented, one of which is of the "Turbo" type for rapid emptying of the deposition chamber and a high vacuum pump for maintaining the vacuum during the operation of the deposition system; - a flange for the passage of electrical cables for the supply and control of the actuators associated with the target and component supports.

[0098] Come descritto sopra l’area interessata al deposito dipende dalla distanza della superficie da ricoprire (Substrato) rispetto alla superficie del Target e dalla potenza di irradiazione del target. Tale area risulta minima quando tange l’apice (virtuale) della nuvola di plasma ed aumenta riducendo la distanza dal Target poiché aumenta l’area di intersezione con la nuvola di plasma. Pertanto, i parametri necessari a controllare l’area di deposizione sono la potenza di irradiazione e la distanza tra target e superficie.[0098] As described above, the area involved in the deposit depends on the distance of the surface to be covered (Substrate) with respect to the Target surface and the irradiation power of the target. This area is minimal when it tears the (virtual) apex of the plasma cloud and increases by reducing the distance from the Target because it increases the area of intersection with the plasma cloud. Therefore, the parameters necessary to control the deposition area are the irradiation power and the distance between the target and the surface.

[0099] Per rispondere alle esigenze di velocità di risposta e precisione dei movimenti gli attuatori sono piezoelettrici con risoluzione di qualche nanometro e dal peso complessivo di qualche centinaio di grammi adatti per essere impiegati in ambiente ad alto vuoto (10-7 hPa). Essi, vantaggiosamente non generano campi elettromagnetici che possano interferire con il flusso supersonico della nuvola di plasma del materiale ablaso dal target da depositare sul substrato oggetto di lavorazione.[0099] To meet the needs of speed of response and precision of movements, the actuators are piezoelectric with a resolution of a few nanometers and the total weight of a few hundred grams suitable for use in a high vacuum environment (10-7 hPa). They advantageously do not generate electromagnetic fields that can interfere with the supersonic flow of the plasma cloud of the material removed from the target to be deposited on the substrate being processed.

[0100] La movimentazione dei bracci di supporto SS ed ST e l’intensità della radiazione RD è controllata in modo automatico da uno o più computer interconnessi tra loro, che governano sincronicamente il sistema attuatori piezoelettrici che muovono submicrometricamente il supporto del target e del substrato oggetto di deposizione.[0100] The movement of the support arms SS and ST and the intensity of the RD radiation is automatically controlled by one or more computers interconnected with each other, which synchronously govern the piezoelectric actuator system which sub-micrometrically moves the support of the target and the substrate deposition object.

[0101] Da quanto descritto sopra, il sistema può raggiungere quindici gradi di libertà, consentendo di selezionare il materiale da depositare da una a più tipologie e/o natura differente senza dover aprire la camera di deposizione.[0101] From the above description, the system can reach fifteen degrees of freedom, allowing to select the material to be deposited from one to several types and / or different nature without having to open the deposition chamber.

[0102] La fig. 5 mostra uno schema logico di controllo degli attuatori e degli emettitori.[0102] Fig. 5 shows a logic control scheme of the actuators and emitters.

[0103] Dall’alto verso il basso - «Atmosphère Control» indica un sistema di controllo dell’atmosfera nella camera ad alto vuoto. - HVG «High Vacuum Gauge» indica il sistema di controllo vuoto; - VC «Vacuum Chamber» indica la camera del vuoto; - «Measure Laser» indica il laser di misura e MLCS «Measure Laser Control System» indica il sistema di controllo del» Measure laser» e che converte i segnali elettrici del Measure Laser in segnali digitali per l’interfaccia con il sistema di controllo centrale; - HPS indica la sorgente ad alta potenza (High Power Source) dell’emettitore laser «HP Laser», - PHVS indica la sorgente ad alta tensione (Power High Voltage Source) dell’emettitore di elettroni «Eb», - CTMC indica il dispositivo di controllo del braccio di supporto target ST, - CSMC indica il dispositivo di controllo del braccio di supporto componente SS; - CMMC indica il dispositivo di controllo di supervisione che invia segnali e valori di riferimento ai dispositivi CTMC e CSMC, i quali, autonomamente procedono a garantire il raggiungimento di predeterminate posizioni spaziali della nuvola di plasma da un lato e del substrato oggetto di deposizione dall’altro.[0103] From top to bottom - «Atmosphère Control» indicates an atmosphere control system in the high vacuum chamber. - HVG «High Vacuum Gauge» indicates the empty control system; - VC «Vacuum Chamber» indicates the vacuum chamber; - «Measure Laser» indicates the measurement laser and MLCS «Measure Laser Control System» indicates the »Measure laser» control system and that converts the electrical signals of the Measure Laser into digital signals for the interface with the central control system ; - HPS indicates the high power source (High Power Source) of the «HP Laser» laser emitter, - PHVS indicates the high voltage source (Power High Voltage Source) of the «Eb» electron emitter, - CTMC indicates the device of control of the target support arm ST, - CSMC indicates the control device of the support arm component SS; - CMMC indicates the supervisory control device that sends signals and reference values to the CTMC and CSMC devices, which independently proceed to guarantee the achievement of predetermined spatial positions of the plasma cloud on one side and of the substrate subject to deposition from the other.

[0104] Secondo una variante preferita dell’invenzione, la superfice di rivestimento è modellata mediante superfici triangolari elementari, come definito nello standard STL «STereoLithography», dalle coordinate spaziali dei relativi vertici, così come mostrato in fig. 6.[0104] According to a preferred variant of the invention, the coating surface is modeled by means of elementary triangular surfaces, as defined in the STL "STereoLithography" standard, by the spatial coordinates of the relative vertices, as shown in fig. 6.

[0105] Nella fig. 7 è riportato lo stesso triangolo elementare mostrato in figura 6 come parte di una superficie di un substrato SB oggetto di rivestimento.[0105] In fig. 7 shows the same elementary triangle shown in figure 6 as part of a surface of a substrate SB being coated.

[0106] Si vede che l’intersezione, sostanzialmente circolare - ma può avere forme differenti in relazione alla convessità della superficie del substrato - tra la nuvola di plasma PA e la superficie del substrato è focalizzata esattamente sul triangolo elementare avente i bordi più marcati.[0106] It is seen that the intersection, substantially circular - but may have different shapes in relation to the convexity of the substrate surface - between the plasma plasma PA and the surface of the substrate is focused exactly on the elementary triangle having the most pronounced edges.

[0107] Una volta che il braccio di supporto del target assicura la corretta posizione spaziale della nuvola di plasma, anche in relazione alla potenza irradiata dall’emettitore, il posizionamento del substrato ed in particolare la focalizzazione di ciascun triangolo elementare modellato e conseguentemente l’ampiezza stessa della suddetta area di intersezione è compito del braccio di supporto del substrato.[0107] Once the target support arm ensures the correct spatial position of the plasma cloud, also in relation to the power radiated by the emitter, the positioning of the substrate and in particular the focusing of each modeled elementary triangle and consequently the same amplitude of the aforementioned area of intersection is the task of the substrate support arm.

[0108] Secondo una variante preferita dell’invenzione, l’ampiezza dell’area di intersezione è controllata variando la potenza di emissione dell’emettitore.[0108] According to a preferred variant of the invention, the width of the intersection area is controlled by varying the emission power of the emitter.

[0109] Secondo una ulteriore variante preferita dell’invenzione, l’ampiezza dell’intersezione è variata spostando la posizione reciproca tra emettitore e target.[0109] According to a further preferred variant of the invention, the width of the intersection is varied by moving the reciprocal position between the emitter and the target.

[0110] Con riferimento alla fig. 7, confrontata con le fig. 2 e 6, si comprende che gli attuatori sono controllati in modo da garantire l’allineamento dell’asse X del sistema di riferimento del braccio di supporto target ST con il versore n normale alla superficie del triangolo elementare. Il centro del triangolo che determina l’area da ricoprire è individuato dalle coordinate spaziali dei suoi vertici V1 (x, y, z), V2 (x, y, z), V3 (x, y, z), così come contenuti in un file.stl che modella una rappresentazione tridimensionale della superficie del substrato.[0110] With reference to fig. 7, compared with Figs. 2 and 6, it is understood that the actuators are controlled so as to guarantee the alignment of the X axis of the reference system of the target support arm ST with the unitor normal to the surface of the elementary triangle. The center of the triangle that determines the area to be covered is identified by the spatial coordinates of its vertices V1 (x, y, z), V2 (x, y, z), V3 (x, y, z), as contained in a .stl file that models a three-dimensional representation of the substrate surface.

[0111] In relazione all’angolo formato tra l’asse di rotazione dell’attuatore 5 con l’asse di rotazione dell’attuatore 9, l’ampiezza dell’area di intersezione è controllata agendo sulle slitte 1 e/o 19 del braccio di supporto SS e/o le slitte 12 e/o 13 del braccio di supporto ST. Quando il braccio di supporto SS è dotato di ralla eccentrica 17/18 e/o di tripode 4, anch’essi possono essere opportunamente controllati a tale scopo.[0111] In relation to the angle formed between the axis of rotation of the actuator 5 with the axis of rotation of the actuator 9, the width of the intersection area is controlled by acting on the slides 1 and / or 19 of the arm of support SS and / or the slides 12 and / or 13 of the support arm ST. When the support arm SS is equipped with eccentric fifth wheel 17/18 and / or tripod 4, these can also be suitably checked for this purpose.

[0112] Il fascio di elettroni è preferibilmente guidato da una cannula, anche chiamata «capillare» 16, mostrato sia in fig. 2 che in fig. 7. Esso, guidando il fascio di elettroni può essere concettualmente confuso con il fascio stesso.[0112] The electron beam is preferably guided by a cannula, also called "capillary" 16, shown both in fig. 2 which in fig. 7. It, by driving the electron beam can be conceptually confused with the beam itself.

[0113] Gli attuatori piezoelettrici sono vantaggiosamente compatibili con un ambiente ad alto vuoto (10-7 hPa) quale quello realizzato nella camera di deposizione C.[0113] The piezoelectric actuators are advantageously compatible with a high vacuum environment (10-7 hPa) such as that realized in the deposition chamber C.

[0114] Gli attuatori rotativi 5 e 9, preferibilmente forniscono un intervallo di rotazione >360° con risoluzione angolare 0,75 prad; con minimo moto incrementale di 3 prad.[0114] The rotary actuators 5 and 9, preferably provide a rotation range> 360 ° with angular resolution 0.75 prad; with minimum incremental motion of 3 prads.

[0115] Per quanto riguarda gli attuatori a slitta, essi comprendono motori piezoelettrici a movimento inerziale, preferibilmente atti a realizzare una corsa 26 mm con risoluzione di 1 nm con minimo moto incrementale di 6 nm.[0115] As far as slide actuators are concerned, they comprise piezoelectric motors with inertial movement, preferably designed to achieve a stroke 26 mm with a resolution of 1 nm with minimum incremental motion of 6 nm.

[0116] Il tripode motorizzato 4, a sei assi è anch’esso dotato di motori piezoelettrici a movimento inerziale, preferibilmente con risoluzione 1 nm in grado di fare compiere all’attuatore girevole 5 brevi spostamenti ed anche contemporanei tra i suddetti sei gradi di libertà.[0116] The motorized tripod 4, with six axes is also equipped with piezoelectric motors with inertial movement, preferably with 1 nm resolution able to make the rotary actuator perform 5 short movements and even contemporaneously between the aforementioned six degrees of freedom .

[0117] Per quanto concerne la fabbricazione di protesi dentarie, questo consente di depositare pigmenti colorati, in modo così precisa da ottenere un manufatto estremamente vicino ad un dente umano.[0117] As far as the manufacture of dental prostheses is concerned, this allows depositing colored pigments, in such a precise way as to obtain an extremely close to a human tooth.

[0118] Al tempo stesso, il fatto di implementare un supporto multiplo di materiali target, quale ad esempio il piatto rotativo 8 permette di miscelare le pigmentazioni consentendo di determinare le concentrazioni e le miscelazioni degli stessi punto per punto per riprodurre tonalità e gradienti di colore il più verosimilmente uguali a quelle di un campione di riferimento, influendo sulla trans-lucentezza del materiale depositato.[0118] At the same time, the fact of implementing a multiple support of target materials, such as for example the rotary plate 8, allows to mix the pigmentations allowing to determine the concentrations and the mixing of the same point by point to reproduce color tones and gradients most likely equal to those of a reference sample, affecting the trans-gloss of the deposited material.

[0119] Allo stesso modo, si rende possibile variare, punto per punto, e non solo strato per strato, la natura e le proprietà fisiche e chimiche del manufatto in funzione di caratteristiche sia estetiche che strutturali della protesi oggetto di fabbricazione.[0119] In the same way, it is possible to vary, point by point, and not only layer by layer, the nature and physical and chemical properties of the building as a function of both aesthetic and structural characteristics of the prosthesis being manufactured.

[0120] Risulta evidente che nel caso di depositi stratificati di materiale, la geometria dell’oggetto che ha ricevuto il materiale depositato viene ad essere modificata; si rende pertanto necessario aggiornare le coordinate spaziali dei vertici dei triangoli che descrivono la superficie dell’oggetto, delle quantità derivate dallo spessore del materiale su di essi depositato, così che al successivo passaggio sullo stesso centro dell’area da ricoprire, siano rispettate le condizioni di reciprocità che attengono alle regolazioni delle distanze e dei movimenti che influenzano la deposizione. Tale aggiornamento può essere realizzato dinamicamente, modificando automaticamente i dati parametrici delle coordinate spaziali dei vertici dei triangoli che descrivono la superficie dell’oggetto da ricoprire, interessati dalla deposizione, nel momento in cui il flusso di plasma generato dalla pulsazione del fascio di elettroni sul materiale da depositare si è appena depositato nella quantità prevista per ottenere lo spessore richiesto, in modo da compensare la modificazione della geometria intervenuta.[0120] It is evident that in the case of stratified deposits of material, the geometry of the object that received the deposited material is modified; it is therefore necessary to update the spatial coordinates of the vertices of the triangles that describe the surface of the object, of the quantities derived from the thickness of the material deposited on them, so that at the next passage on the same center of the area to be covered, the conditions are respected of reciprocity pertaining to the regulation of distances and movements that influence the deposition. This update can be made dynamically, automatically modifying the parametric data of the spatial coordinates of the vertices of the triangles that describe the surface of the object to be covered, affected by the deposition, when the plasma flow generated by the pulsation of the electron beam on the material to be deposited it has just been deposited in the quantity envisaged to obtain the required thickness, so as to compensate for the modification of the intervened geometry.

[0121] Si preferisce che l’aggiornamento sia realizzato automaticamente conoscendo a priori la quantità di materia trasferita, a livello di singoli atomi, ed eventualmente di controllare in retroazione tale stima mediante i suddetti dispositivi di misura laser.[0121] It is preferred that the updating be carried out automatically knowing in advance the quantity of matter transferred, at the level of individual atoms, and possibly controlling this estimate in feedback by means of the aforementioned laser measurement devices.

[0122] Pertanto, il dispositivo di supervisione CMMC è programmato per variare le coordinate dei triangoli elementari superficiali mano a mano che la micro e/o nano deposizione procede.[0122] Therefore, the CMMC supervision device is programmed to vary the coordinates of the elementary superficial triangles as the micro and / or nano deposition proceeds.

[0123] Alternativamente, il dispositivo di supervisione CMMC riceve ed elabora fasi successive di elaborazione complete basate su coordinate attese della superficie del substrato.[0123] Alternatively, the CMMC supervision device receives and processes successive complete processing phases based on expected coordinates of the substrate surface.

[0124] La prima soluzione è certamente più accurata e consente di controllare in retroazione il procedimento di deposizione anche se richiede una potenza di calcolo certamente più rilevante che nel secondo caso.[0124] The first solution is certainly more accurate and allows the deposition process to be checked in feedback even if it requires a calculation power certainly more relevant than in the second case.

[0125] Di seguito si riporta, a titolo dì esempio, un elenco di manufatti protesici odontoiatrici, realizzabili sia in serie che su misura con la suddetta tecnologia: - riparazione di elementi dentari, ponti e protesi dentarie - realizzazione di parte di dente, tra cui intarsio, faccetta (ricostruzione estetica della superfice vestibolare dei denti incisivi e canini) - realizzazione di perni moncone - realizzazione di singolo elemento dentario - realizzazione di corone su monconi dentari - realizzazione di corone su impianti - realizzazione di ponti - realizzazione di protesi parziali, fisse e rimovibili - realizzazione di protesi totali, fisse e rimovibili - realizzazione di impianti dentali standard di serie - realizzazione di impianti dentali customizzati anche su elaborazione CAD - stratificazione di materiali biocompatibili su impianti - graffe ortodontiche - barre stabilizzatrici - sistemi di contenzione - scaffold standard (o scaffold di dimensioni predefinite, prodotti in serie e adattabili in fase d’innesto da parte dall’operatore del settore, medico chirurgo e odontoiatra) - scaffold bioattivi customizzati anche su elaborazione CAD - scaffold ossei autologi, omologhi, eterologhi e alloplastici.[0125] The following is an example of a list of dental prosthetic artifacts, which can be manufactured both in series and on measure with the aforementioned technology: - repair of dental elements, bridges and dental prostheses - realization of part of tooth, between which inlay, facet (aesthetic reconstruction of the vestibular surface of the incisors and canines) - realization of stump pins - realization of single dental element - realization of crowns on dental stumps - realization of crowns on implants - realization of bridges - realization of partial prostheses, fixed and removable - realization of total, fixed and removable prostheses - realization of standard standard dental implants - realization of customized dental implants also on CAD processing - layering of biocompatible materials on implants - orthodontic staples - stabilizer bars - restraint systems - standard scaffold (or scaffolds of predefined dimensions, produced in serious and are adaptable in the grafting phase by the sector operator, surgeon and dentist) - bioactive scaffolds also customized on CAD processing - autologous, homologous, heterologous and alloplastic bone scaffolds.

[0126] I cosiddetti scaffold ossei sono degli innesti destinati ad essere inseriti in opportune cavità ossee, per esempio, la mascella e/o la mandibola di un uomo e favoriscono l’osteointegrazione - capacità di legarsi biocompatibilmente con l’osso ricevente -, l’osteoconduzione - capacità di fungere da supporto fisico tridimensionale ai processi di formazione ossea -, l’osteoinduzione - capacità di fornire uno stimolo biologico per indurre la differenziazione di cellule indifferenziate pluripotenti, locale o originate da tessuti adiacenti - e l’osteogenesi capacità di formare nuovo osso da parte di cellule osteoblastiche vitali -.[0126] The so-called bone scaffolds are grafts destined to be inserted in suitable bone cavities, for example, the jaw and / or jaw of a man and favor osseointegration - ability to bind biocompatibly with the receiving bone -, l 'osteoconduction - ability to act as a three-dimensional physical support to the processes of bone formation -, osteoinduction - ability to provide a biological stimulus to induce the differentiation of undifferentiated pluripotent cells, local or originating from adjacent tissues - and the osteogenesis ability to form new bone from vital osteoblastic cells -.

[0127] Con la suddetta tecnologia possono essere costruiti Scaffold ossei innovativi, combinando le strutture minerali di ossa naturali, provenienti per esempio da cadavere umano o bovino con biopolimeri, personalizzati sulle esigenze dimensionali del paziente.[0127] With the aforementioned technology innovative bone scaffolds can be built, combining the mineral structures of natural bones, coming for example from human or bovine corpse with biopolymers, customized on the patient's dimensional needs.

[0128] I materiali tecnici inorganici ed organici possono essere impiegati alternativamente, punto a punto sullo stesso strato e differentemente su uno strato sottostante e/o sovrastante secondo un design e/o un’architettura prestabilita, privilegiando la PLD per gli «spot» di maggiori dimensioni e la PED nelle zone di interconnessione tra due materiali diversi - vedi ad esempio in fig. 11a e 11b gli strati 35 e 37 interposti rispettivamente fra gli strati 34-36 e 36-38 -, negli strati di rivestimento interno ed esterno e nei punti dove le esigenze di conservazione della stechiometria, ed in generale delle proprietà fisicochimiche, del materiale target da trasferire devono essere preservate durante il processo di deposizione.[0128] Inorganic and organic technical materials can be used alternatively, point-to-point on the same layer and differently on an underlying and / or overlying layer according to a predetermined design and / or architecture, favoring the PLD for the "spots" of larger dimensions and the PED in the areas of interconnection between two different materials - see for example in fig. 11a and 11b the layers 35 and 37 interposed respectively between the layers 34-36 and 36-38 -, in the inner and outer coating layers and in the points where the preservation requirements of the stoichiometry, and in general of the physicochemical properties, of the target material to be transferred must be preserved during the deposition process.

[0129] Nella fabbricazione di una protesi dentaria, la relativa durezza e flessibilità possono essere controllate variando la frazione inorganica quale, ad esempio, protossido di zirconio, o modificando il grado di reticolazione della frazione organica impiegando gruppi funzionali che impediscono la reticolazione, gli alchili o fenili, o gruppi che favoriscono la reticolazione formando un network molto denso. Inoltre, rivestimenti ibridi organici-inorganici possono essere caricati con particelle di tipo ceramico per applicazioni in ortopedia e impianti dentali.[0129] In the manufacture of a dental prosthesis, the relative hardness and flexibility can be controlled by varying the inorganic fraction such as, for example, zirconium protoxide, or by modifying the degree of cross-linking of the organic fraction using functional groups that prevent crosslinking, the alkyls or phenyls, or groups that favor cross-linking forming a very dense network. Furthermore, organic-inorganic hybrid coatings can be loaded with ceramic-type particles for applications in orthopedics and dental implants.

[0130] Un’altra applicazione molto interessante dei rivestimenti ibridi ottenibili grazie al sistema oggetto della presente invenzione consiste nella creazione di superfici con proprietà self-cleaning (auto-pulenti). Ciò si ottiene stratificando con la PED materiali, quali ad esempio il biossido di titanio, che hanno le seguenti caratteristiche: fotocatalitiche, che consentono in presenza di irraggiamento luminoso di decomporre le sostanze organiche e gli inquinanti; super-idrofilia, che ne esaltano la capacità di auto detergersi. Tanto è maggiore l’irraggiamento con luce UV della superficie trattata, tanto diminuisce il suo angolo di contatto con l’acqua, che tende addirittura a zero dopo un ragionevole intervallo di tempo. L’acqua cioè si spande e dilava con facilità. In pratica, all’azione del biossido di titanio che disgrega i depositi organici presenti sulla superficie trattata, grazie alla fotocatalisi, si aggiunge quella idrofilia; antibatteriche, ottenute grazie all’effetto dei raggi UV contenuti nella luce solare. L’irraggiamento innesca una reazione sulla superficie trattata, in grado di produrre ossigeno attivo e decomporre i batteri.[0130] Another very interesting application of the hybrid coatings obtainable thanks to the system object of the present invention consists in the creation of surfaces with self-cleaning properties (self-cleaning). This is achieved by stratifying with PED materials, such as titanium dioxide, which have the following characteristics: photocatalytic, which allow in the presence of light radiation to decompose organic substances and pollutants; super hydrophilicity, which enhance the ability to self cleanse. The greater the irradiation with UV light of the treated surface, the less the contact angle with water decreases, which even tends to zero after a reasonable time interval. The water spreads and dilates easily. In practice, thanks to photocatalysis, the hydrophilicity is added to the action of the titanium dioxide which breaks down the organic deposits present on the treated surface; antibacterial, obtained thanks to the effect of UV rays contained in sunlight. The irradiation triggers a reaction on the treated surface, able to produce active oxygen and decompose the bacteria.

[0131] Vengono di seguito descritti alcuni esempi di processi produttivi.[0131] Some examples of production processes are described below.

[0132] Il dispositivo precedentemente descritto offre opportunità fino ad ora inimmaginabili in campo odontoiatrico; a titolo di esempio si descrivono, di seguito, il rivestimento di uno o più elementi protesici, la realizzazione completamente automatizzata di protesi dentale ad elevata qualità e la costruzione di un elemento protesico innovativo costituito da scaffold osseo customizzato, struttura simil-paradontale, struttura simil- dentinale, struttura simil-smalto.[0132] The device described above offers opportunities unimaginable until now in the dental field; by way of example the following is a description of the lining of one or more prosthetic elements, the fully automated construction of high quality dental prostheses and the construction of an innovative prosthetic element consisting of a customized bone scaffold, a periodontal-like structure, a structure similar to - dentin, enamel-like structure.

Rivestimento di un elemento protesico [0133] Il rivestimento protesico con il sistema sopracitato sostituisce le fasi manuali di spennellatura e cottura del materiale ceramico completando il cosiddetto flusso digitale (Scanner intra-orali, scanner per calchi, software CAD, fresatori CAM), fermo da anni su processi produttivi di tipo sottrattivo, incompleto nella finalizzazione del prodotto, bloccato alla realizzazione di una sottostruttura protesica Metal-Free, di ottima qualità, ma sospesa in attesa della attività di spennellatura manuale e di cottura sequenziale delle diverse tipologie di masse ceramiche da rivestimento protesico. Limitato nelle proprietà di fotocolorazione, con peso e resistenza eccessiva nella realizzazione di protesi monolitiche precolorate. Limitato da una scarsa resistenza alle prove di carico e di fatica per quanto riguarda la realizzazione di corone, ponti e sovrastrutture di ceramica integrale o di strutture accoppiate (infrastruttura in zirconio e sovrastruttura in ceramica).Coating of a prosthetic element [0133] The prosthetic coating with the aforementioned system replaces the manual phases of brushing and firing of the ceramic material completing the so-called digital flow (intra-oral scanners, scanners for casts, CAD software, CAM milling machines), standstill from years on subtractive production processes, incomplete in the finalization of the product, blocked to the realization of a Metal-Free prosthetic substructure, of excellent quality, but suspended pending the manual brushing and sequential firing of the different types of ceramic coating masses prosthetic. Limited in photocoloring properties, with excessive weight and resistance in the realization of precolored monolithic prostheses. Limited by poor resistance to load and fatigue tests with regard to the fabrication of crowns, bridges and superstructures of integral ceramics or coupled structures (zirconium infrastructure and ceramic superstructure).

[0134] Si parte dalla riproduzione colorimetrica del dente in 2D ovvero della Dentina, dello Smalto, della Placca e della Texture, scegliendo uno dei sistemi o standard (RGB, Lch, Cie-Lab, Scala Vita Lumin, Vita Classical, Cromascop) ognuna di esse viene applicato nel layer corrispondente generato a partire dalla modellazione CAM dello stesso dente. Il file risultante contenente informazioni geometriche, spaziali con associate le attribuzioni di colore viene elaborato in quasi real-time e/o successivamente dal computerized main machining controller (CMMC) per programmare la deposizione.[0134] It starts from the colorimetric reproduction of the tooth in 2D or Dentine, Enamel, Plaque and Texture, choosing one of the systems or standards (RGB, Lch, Cie-Lab, Scala Vita Lumin, Classical Life, Cromascop) each of them is applied in the corresponding layer generated starting from the CAM modeling of the same tooth. The resulting file containing geometric, spatial information with associated color assignments is processed in near real-time and / or subsequently by the computerized main machining controller (CMMC) to schedule the deposition.

[0135] Il rivestimento 25 di fig. 9 viene depositato, tramite PED, su di un elemento protesico pre-costruito, visto secondo una sezione longitudinale, con una tecnica sottrattiva nota in sé. Lo strato di rivestimento può essere fatto in ceramica dentale o in smalto naturale del paziente ricavato, ad esempio, da un dente in sovrannumero tolto in precedenza e conservato dopo essere stato opportunamente trattato.[0135] The covering 25 of fig. 9 is deposited, via PED, on a pre-constructed prosthetic element, seen according to a longitudinal section, with a subtractive technique known in itself. The coating layer can be made in dental ceramic or in the patient's natural enamel, obtained, for example, from a supernumerary tooth previously removed and preserved after being properly treated.

[0136] Per Opportunamente trattato si intende ad esempio che esso è soggetto ad una o più delle seguenti operazioni: 1) Taglio 2) Segmentazione 3) Morcellazione 4) Liofilizzazione 5) Demineralizzazione (parziale o totale) 6) Produzione di una pasta d’osso.[0136] An opportunely treated means for example that it is subject to one or more of the following operations: 1) Cutting 2) Segmentation 3) Morcellation 4) Lyophilization 5) Demineralization (partial or total) 6) Production of a paste of bone.

[0137] Generalmente tali operazioni sono compiute nell’ambito di un più ampio procedimento di preparazione dello scaf-fold che comprende i seguenti passi: A Rilevamento della forma e della Texture dentale e ossea prima necessaria all’impianto mediante una delle seguenti tecniche: Radiografia endorale, Radiografia endorale biteswit, Ortopantomografia dentale, Tac tipo Dentalscan, Scanner 3D; B Integrazione e ricostruzione digitale dei dati acquisiti C Fabbricazione dello scaffold in qualunque modo, inclusa la metodica additiva qui descritta; C Posizionamento sul dispositivo di supporto 6 dello scaffold ottenuto al passo precedente e rivestimento dello stesso mediante un materiale target associato al piatto girevole 8.[0137] Generally, these operations are performed as part of a wider procedure for preparing the scaf-fold, which comprises the following steps: A Detection of the dental and bony shape and Texture, previously necessary for the implant by one of the following techniques: Radiography endoral, endoral biteswit radiography, dental orthopantomography, Tac type Dentalscan, 3D scanner; B Integration and digital reconstruction of acquired data C Fabrication of the scaffold in any way, including the additive method described here; C Positioning on the support device 6 of the scaffold obtained in the previous step and coating of the same by means of a target material associated with the turntable 8.

[0138] Lo spessore di questo strato, costituito da più layer, va da 10 a 50 μm ed ha funzione estetica, antigraffio, antiacida, riflettente e somigliante col dente naturale, inoltre ha una durezza rispettosa dei tessuti adiacenti.[0138] The thickness of this layer, consisting of several layers, ranges from 10 to 50 μm and has an aesthetic, anti-scratch, anti-acid, reflecting and resembling with the natural tooth function, also has a respectful hardness to the adjacent tissues.

[0139] Come si vedrà in seguito, come materiale target si può adoperare un frammento di osso o dente proveniente dallo stesso paziente su cui si intende impiantare lo scaffold.[0139] As will be seen later, as a target material a bone fragment or tooth from the same patient on which the scaffold is to be implanted can be used.

Realizzazione automatizzata di protesi dentale o di un manufatto protesico cavo da ancorare su impianto o su moncone dentale.Automated realization of dental prosthesis or a hollow prosthetic device to be anchored on implant or dental stump.

[0140] Nelle fig. 10a e 10b è rappresentata la vista in sezione longitudinale di un elemento protesico montato su un moncone in titanio (abutment) 27 che è parte di un impianto dentale o su moncone dentale. Come è possibile vedere in figura, l’elemento protesico è formato da una parte portante 30 realizzata in diossido di zirconio, un guscio in titanio (che ha struttura reticolare) 31, una parte cava 28 e uno strato di finitura 29 che è particolarmente rifinito e può, come nel caso precedente, essere fatto in ceramica dentale o in smalto dentale naturale del paziente a partire dal suddetto dente in sovrannumero, per esempio.[0140] In figs 10a and 10b shows the longitudinal section view of a prosthetic element mounted on a titanium abutment 27 which is part of a dental implant or on a dental stump. As it is possible to see in the figure, the prosthetic element is formed by a supporting part 30 made of zirconium dioxide, a titanium shell (which has a lattice structure) 31, a hollow part 28 and a finishing layer 29 which is particularly finished. and can, as in the previous case, be made in dental ceramic or in the patient's natural dental enamel starting from the aforementioned supernumerary tooth, for example.

[0141] Una parte di protesi ottenuta in maniera additiva è la corona 32. Come nel caso precedente, la corona viene costruita per strati successivi (layer).[0141] A part of the prosthesis obtained in an additive way is the crown 32. As in the previous case, the crown is built by successive layers (layer).

[0142] La parte in diossido di zirconio 30 associata alla parte in titanio 31 che confina la cavità interna formando un guscio con spessore complessivo variabile da 0.3 a 0.5 mm, essendo questa la parte destinata a reggere i carichi di masticazione, viene dimensionata secondo le tecniche di analisi strutturale consuete ad esempio con un calcolo agli elementi finiti.[0142] The part in zirconium dioxide 30 associated with the titanium part 31 which confines the internal cavity forming a shell with an overall thickness ranging from 0.3 to 0.5 mm, this being the part destined to withstand the chewing loads, is sized according to the structural analysis techniques customary for example with a finite element calculation.

[0143] La stratificazione della parte 30 viene eseguita con la tecnologia PLD e/o PED. La parte esterna 29, costruita in ceramica dentale o smalto naturale trattato, ha uno spessore da 10 a 50 μm e viene stratificato con la tecnologia PED.[0143] The stratification of the part 30 is performed with the PLD and / or PED technology. The external part 29, made of dental ceramic or treated natural enamel, has a thickness of 10 to 50 μm and is layered with PED technology.

[0144] Per parte superficie esterna 29 si intende non solo la superficie della protesi che si affaccia nel cavo orale inclusi il (i) dente adiacente(i) e contrapposto(i), ma anche opzionalmente la superficie della protesi in contatto con l’elemento di collegamento di collegamento 27 descritto di seguito.[0144] By external surface part 29 is meant not only the surface of the prosthesis that faces the oral cavity including the adjacent tooth (s) and opposite (i), but also optionally the surface of the prosthesis in contact with the connecting connecting element 27 described below.

Costruzione di un elemento protesico [0145] Nelle fig. 11a ed 11 b è rappresentato un elemento protesico, un dente incisivo nella fattispecie, che riproducendo nella forma un dente naturale consentirà di ottenere risultati estetici e funzionali mai ottenuti con i metodi tradizionali.Construction of a prosthetic element [0145] In figs 11a and 11b a prosthetic element is represented, an incisive tooth in this case, which reproducing a natural tooth in the form will allow to obtain aesthetic and functional results never obtained with traditional methods.

[0146] Il manufatto è costruito tramite una deposizione additiva di strati successivi di materiale ottenuto tramite PLD o PED a seconda delle caratteristiche chimico fisiche che devono avere le zone da ricoprire.[0146] The manufactured article is constructed through an additive deposition of successive layers of material obtained through PLD or PED depending on the chemical-physical characteristics that the areas to be covered must have.

[0147] Qui di seguito si descrivono le fasi per la costruzione dell’elemento protesico rappresentato nelle fig. 11a e 11 b.[0147] The steps for the construction of the prosthetic element shown in fig. 11a and 11 b.

[0148] Il particolare 33 è il substrato iniziale, costruito in teflon o altro materiale, sul quale vengono depositati i diversi strati fino alla sommità indicata dalla porzione 39. Uno strato, che taglia perpendicolarmente lo sviluppo longitudinale della protesi è indicata con «layer» in fig. 11 a e rappresenta uno strato di deposizione.[0148] The detail 33 is the initial substrate, built in Teflon or other material, on which the different layers are deposited up to the top indicated by the portion 39. A layer, which cuts perpendicularly the longitudinal development of the prosthesis is indicated with «layer» in fig. 11a and represents a deposition layer.

[0149] Il particolare 33 viene montato su supporto del braccio SS mostrato ad esempio in fig. 1, mentre i diversi materiali target sono posizionati sul piatto rotante 8, per esempio di fig. 1. Il particolare 15 di fig. 3 è un esempio di materiale target posizionato. Il tutto è sottoposto ad alto vuoto grazie alla camera descritta sopra.[0149] The detail 33 is mounted on a support of the arm SS shown for example in fig. 1, while the different target materials are positioned on the rotating plate 8, for example of fig. 1. The detail 15 of fig. 3 is an example of positioned target material. Everything is subjected to high vacuum thanks to the chamber described above.

[0150] La costruzione del manufatto avviene depositando spot in modo da formare strati successivi di deposizione secondo un accrescimento assiale, vale a dire per layers trasversali allo sviluppo longitudinale del prodotto completo.[0150] The construction of the manufactured article takes place by depositing spots so as to form successive layers of deposition according to an axial growth, that is to say by layers transverse to the longitudinal development of the complete product.

[0151] Dunque per accrescimento assiale o parallelo allo sviluppo della protesi, si intende che si depongono strati trasversali allo stesso sviluppo.[0151] Therefore, by axial or parallel growth to the development of the prosthesis, it is meant that layers transversal to the same development are deposited.

[0152] Ogni spot di materiale depositato può avere uno spessore variabile da 6 nm a 100 μm o più, in ogni strato possono essere depositati diversi materiali sia con la tecnologia PLD sia con la tecnologia PED.[0152] Each spot of deposited material can have a variable thickness from 6 nm to 100 μm or more, in each layer different materials can be deposited both with PLD technology and with PED technology.

[0153] In dettaglio, per l’elemento protesico di fig. 11, la tecnologia PLD è utilizzata per la costruzione delle parti numerate: 34, 36, 38, 41; la tecnologia PED, invece, per le parti 35, 37, 39, 40, 42.[0153] In detail, for the prosthetic element of fig. 11, the PLD technology is used for the construction of the numbered parts: 34, 36, 38, 41; PED technology, on the other hand, for parts 35, 37, 39, 40, 42.

[0154] Per meglio rendere chiaro il principio e facendo riferimento alla vista in sezione (SEZ. A-A) di fig. 11 b, la costruzione parte con il deposito del primo layer, in cui verrà depositato la porzione di strato 42 - idrossiapatite di spessore preferito 100 μm- con tecnologia PED, successivamente la porzione di strato 34 - idrossiapatite con tecnologia PLD, di seguito la porzione di strato 35 - idrossiapatite- di spessore 50 μm con tecnologia PED, successivamente la porzione di strato in Diossido di zirconio 36, ed eventualmente la porzione di strato in teflon 41, che può essere opzionalmente lasciata cava, con tecnologia PLD. Ad ogni cambio di materiale il piatto rotante 8 di fig. 1 ruoterà rendendo disponibile il materiale (target) da trasferire al raggio PLD o PED, a seconda della tecnologia da usare.[0154] To better clarify the principle and referring to the sectional view (SECTION A-A) of fig. 11 b, the construction starts with the deposit of the first layer, in which the portion of layer 42 - hydroxyapatite of preferred thickness 100 μm- with PED technology will be deposited, then the portion of layer 34 - hydroxyapatite with PLD technology, hereinafter the portion of layer 35 - hydroxylapatite- of 50 μm thickness with PED technology, subsequently the portion of layer of zirconium dioxide 36, and possibly the portion of teflon layer 41, which can be optionally left hollow, with PLD technology. At each change of material the rotating plate 8 of fig. 1 will rotate making the material (target) to be transferred to the PLD or PED ray available, depending on the technology to be used.

Ordine sopra descritto della realizzazione delle porzioni [0155] Osservando la fig. 11 a si riconoscono degli strati contigui tridimensionali dello stesso materiale ottenuti mediante la deposizione a layer trasversali descritta sopra. Si ottiene dunque uno scaffold osseo di forma geometrica adattabile alle condizioni morfostrutturali del sito ricevente 34. Lo scaffold osseo ha una forma porosa opportunamente alveolata con diametro dei pori 200-300 μm o anche inferiore ed è costituito da idrossiapatite.Order described above of the realization of the portions [0155] Observing the fig. 11 a we can recognize three-dimensional contiguous layers of the same material obtained by the transverse layer deposition described above. A geometric scaffold is thus obtained that can be adapted to the morphostructural conditions of the receiving site 34. The bone scaffold has a porous form appropriately hollow with a pore diameter of 200-300 μm or even less and consists of hydroxyapatite.

[0156] Nel caso in cui il paziente ha grave atrofia ossea o non abbia osso sufficiente a consentire l’installazione di un impianto dentale o preferisce un manufatto protesico il più verosimile possibile alla anatomia osso-paradonto-dentale è possibile preparare e/o aggiungere uno scaffold osseo di sintesi o autologo prelevato, dalla stesso paziente, per esempio dall’osso del bacino o da osso derivato da cadavere umano o bovino o uno scaffold misto.[0156] In the case in which the patient has severe bone atrophy or does not have sufficient bone to allow the installation of a dental implant or prefers a prosthetic device as likely as possible to the bone-paradonto-dental anatomy it is possible to prepare and / or add a synthetic or autologous bone scaffold taken from the same patient, for example from the pelvic bone or from bone derived from human or bovine corpse or a mixed scaffold.

[0157] Su di esso si depongono gli stati mostrati nelle fig. 11a e 11b effettuando delle deposizioni radiali rispetto allo sviluppo della protesi, piuttosto che assiali, come descritte sopra.[0157] The states shown in fig. 11a and 11b by performing radial depositions with respect to the development of the prosthesis, rather than axially, as described above.

[0158] Per scaffold misto si intende che la porzione più interna 34 è ottenuta per sintesi o di osso omologo o derivato da cadavere umano o bovino ed è rivestito depositando una piccola quantità o strato sottile di osso autologo indicato con 42 in fig. 11a e 11 b che forma una interfaccia che si integra coll’osso del paziente (sito ricevente) in modo da partire da un volume di base consistente che consente una rapida osteointegrazione del trattamento impianto-protesico.[0158] By mixed scaffold it is meant that the innermost portion 34 is obtained by synthesis either of homologous bone or derived from human or bovine cadaver and is coated by depositing a small amount or thin layer of autologous bone indicated with 42 in fig. 11a and 11b which forms an interface that integrates with the patient's bone (receiving site) so as to start from a consistent base volume that allows rapid osseointegration of the implant-prosthetic treatment.

[0159] In altre parole si usa un piccolo frammento di osso del paziente per realizzare il rivestimento di uno scaffold di materiale qualunque dall’osso eterologo da cadavere umano o bovino all’osso sintetico.[0159] In other words, a small fragment of the patient's bone is used to coat a scaffold of any material from the heterologous bone from a human or bovine corpse to synthetic bone.

[0160] Vantaggiosamente, dal momento che l’interfaccia di tale scaffold è realizzata con osso proveniente dallo stesso paziente, l’osteointegrazione è praticamente garantita.[0160] Advantageously, since the interface of this scaffold is made with bone from the same patient, osseointegration is practically guaranteed.

[0161] Ciò significa, che la suddetta porzione di osso proveniente dal paziente su cui si deve realizzare l’impianto osseo (scaffold) rappresenta il materiale target da alloggiare sul suddetto piatto girevole 8.[0161] This means that the aforesaid portion of bone coming from the patient on which the bone implant is to be made (scaffold) represents the target material to be housed on the aforementioned turntable 8.

[0162] Pertanto, lo stesso scaffold rivestito rappresenta un semilavorato disponibile per essere impiantato.[0162] Therefore, the same coated scaffold represents a semi-finished product available for implantation.

[0163] Solitamente l’interconnessione tra il dente e lo scaffold è realizzato dopo l’attecchimento dello scaffold mediante un elemento metallico di interconnessione sopra indicato come «moncone in titanio (abutment) 27». Secondo una variante preferita dell’invenzione, tale elemento di interconnessione non è adoperato, in quanto la fabbricazione della protesi dentale è realizzata per accrescimento direttamente sullo scaffold osseo oggetto di impianto.[0163] Usually the interconnection between the tooth and the scaffold is made after the scaffold has been attached by means of a metal interconnection element indicated above as «titanium abutment (abutment) 27». According to a preferred variant of the invention, this interconnection element is not used, since the manufacture of the dental prosthesis is carried out by growth directly on the bone scaffold being implanted.

[0164] In questo modo l’intero elemento si integrerebbe nell’osso del paziente simulando in tutto e per tutto un dente naturale.[0164] In this way the entire element would integrate into the patient's bone simulating in all respects a natural tooth.

[0165] La parte portante dell’elemento protesico, particolare 36, è costruita in diossido di zirconio, Sinterizzato e pre-co-lorato, o in alternativa in titanio per uso medicale, e ha forma e dimensioni opportune, similari a quelle della dentina in un dente naturale. L’adesione fra la parte 36 e lo scaffold osseo 34 è garantita, dallo strato di interconnessione 37 in idrossiapatite dello spessore di 50 μm ottenuto mediante PLD. La parte interna 41 può essere in Teflon o vuota a seconda delle esigenze di leggerezza del manufatto protesico. La parte 38 è costruita in ceramica dentale ed ha forma e dimensioni opportune similarmente allo smalto di un dente naturale. Lo strato d’interfaccia 37 fra la parte 36 e la parte 38 è uno strato di transizione costituito da idrossiapatite, dello spessore di 50-100 μm, che avendo una texture prismatica tubolare di 5 μm di diametro pone le basi per l’accrescimento dello strato in ceramica 38 che ha anch’essa una struttura replicante i tubuli fino alla parte più esterna. Le combinazioni di texture degli strati 37 e 38, consente al manufatto protesico di ottenere un aspetto con un colore di base (HUE) paragonabile ad un dente naturale. Lo strato esterno 39 è particolarmente rifinito e può essere fatto, come descritto in precedenza, in ceramica dentale o in smalto del dente naturale del paziente. Il particolare 40 è una graffa ortodontica, utilizzata per mantenere l’elemento in posizione durante la fase di attecchimento e ripopolazione ossea, che può essere costruita contestualmente all’elemento protesico e poi successivamente eliminata a guarigione avvenuta. La graffa può essere costruita in diossido di zirconio, o titanio.[0165] The load-bearing part of the prosthetic element, detail 36, is constructed of zirconium dioxide, sintered and pre-colored, or alternatively of titanium for medical use, and has the appropriate shape and size, similar to those of dentin in a natural tooth. The adhesion between the part 36 and the bone scaffold 34 is guaranteed by the interconnecting layer 37 in hydroxyapatite with a thickness of 50 μm obtained by PLD. The internal part 41 can be in Teflon or empty according to the lightness requirements of the prosthetic product. Part 38 is made of dental ceramic and has the appropriate shape and size similarly to the enamel of a natural tooth. The interface layer 37 between the part 36 and the part 38 is a transition layer consisting of hydroxyapatite, 50-100 μm thick, which having a tubular prismatic texture of 5 μm in diameter sets the foundation for the growth of the ceramic layer 38 which also has a structure replicating the tubules up to the outermost part. The texture combinations of layers 37 and 38, allow the prosthetic artifact to obtain an appearance with a base color (HUE) comparable to a natural tooth. The outer layer 39 is particularly refined and can be made, as described above, in dental ceramic or in enamel of the patient's natural tooth. The detail 40 is an orthodontic clip, used to keep the element in position during the bone rooting and repopulation phase, which can be constructed simultaneously with the prosthetic element and then subsequently eliminated once healing has taken place. The clip can be made of zirconium dioxide, or titanium.

[0166] Secondo una variante preferita dell’invenzione, una protesi dentaria è ricoperta mediante almeno uno strato di meta-materiale.[0166] According to a preferred variant of the invention, a dental prosthesis is covered by at least one meta-material layer.

[0167] I metamateriali sono strutture artificiali le cui proprietà sono determinate dalla forma piuttosto che dalla natura chimica. Grazie ai metamateriali è possibile ottenere strutture aventi proprietà meccaniche dipendenti dalla forma delle celle di cui sono costituiti.[0167] Metamaterials are artificial structures whose properties are determined by form rather than chemical nature. Thanks to metamaterials it is possible to obtain structures having mechanical properties depending on the shape of the cells they are made of.

[0168] Le celle si ripetono secondo uno schema predeterminato e progettato in modo da permettere al materiale di cambiare, ad esempio, la risposta ad uno stimolo esterno riducendo la propria durezza senza che questo alteri o danneggi lo stesso materiale.[0168] The cells are repeated according to a predetermined pattern designed to allow the material to change, for example, the response to an external stimulus, reducing its own hardness without altering or damaging the same material.

[0169] Grazie alla presente invenzione si riesce ad ottenere specifiche proprietà strutturali dei manufatti descritti sopra strutturando la capacità di rivestimento nanometriche offerte dal presente dispositivo. In particolare, l’ultima fase del rivestimento di una protesi è controllata in modo da ottenere un metamateriale potendo dunque controllarne la durezza superficiale sotto carico. Rendendo le superfici di contatto tra i denti più soffici, grazie a questo comportamento strutturale si proteggeranno i denti da possibili traumi causati da uno sfregamento ripetuto (esempio bruxismo).[0169] Thanks to the present invention it is possible to obtain specific structural properties of the manufactured articles described above by structuring the nanometric coating capacity offered by the present device. In particular, the last phase of the coating of a prosthesis is controlled so as to obtain a metamaterial, thus being able to control its surface hardness under load. By making the contact surfaces between the teeth softer, thanks to this structural behavior the teeth will be protected from possible traumas caused by repeated rubbing (eg bruxism).

[0170] I metamateriali in campo odontoiatrico, grazie alla tecnologia descritta in questa descrizione, possono essere impiegati anche per la costruzione di elementi di ritenzione usati per favorire la stabilità primaria dell’innesto impianto-protesico. Ricoprendo tali elementi con metamateriali ingegnerizzati per incrementare la propria rigidezza sotto carico, si aumenterà notevolmente la stabilità dell’elemento protesico riducendo i tempi di osteo genesi, osteo induzione e osteo conduzione.[0170] The metamaterials in the dental field, thanks to the technology described in this description, can also be used for the construction of retention elements used to favor the primary stability of the implant-prosthetic graft. By covering these elements with metamaterials engineered to increase their stiffness under load, the stability of the prosthetic element will be considerably increased by reducing the time of osteo-genesis, osteo-induction and osteo-conduction.

[0171] Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite possono essere combinate tra loro senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente domanda.[0171] The elements and characteristics illustrated in the various preferred embodiments can be combined with one another without, however, departing from the scope of protection of the present application.

Claims (13)

Rivendicazioniclaims 1. Sistema di deposizione di materiale su un substrato, in particolare per fabbricazione di una protesi dentaria o di uno scaffold osseo, comprendente - una camera (C) di deposizione ad atmosfera controllata, chiudibile e depressurizzabile, - un primo braccio (ST) di supporto configurato per supportare un target ed - un secondo braccio (SS) di supporto-componente configurato per supportare un substrato oggetto di deposizione, - almeno un emettitore (EM) atto ad irradiare un target associato al supporto target secondo una tecnica PLD e/o PED, in cui detti primo e secondo braccio sono dotati di attuatori piezoelettrici (10, 12, 13, 9; [1, 19, 3, 5; 1, 19, 3, 5, 4]) disposti per essere controllati con precisione nanometrica.1. System for depositing material on a substrate, in particular for manufacturing a dental prosthesis or a bone scaffold, comprising - a deposition chamber (C) with a controlled, closable and depressurizable atmosphere, - a first arm (ST) of support configured to support a target and - a second support-component arm (SS) configured to support a substrate subject to deposition, - at least one emitter (EM) adapted to irradiate a target associated with the target support according to a PLD technique and / or PED, wherein said first and second arms are equipped with piezoelectric actuators (10, 12, 13, 9; [1, 19, 3, 5; 1, 19, 3, 5, 4]) arranged to be controlled with nanometric precision . 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detto braccio di supporto (ST) supporta un piatto rotativo (8) oppure un piatto scorrevole comprendente due o più supporti di un target da cui abladere il materiale oggetto di deposizione.2. System according to claim 1, wherein said support arm (ST) supports a rotary plate (8) or a sliding plate comprising two or more supports of a target from which to ablate the material being deposited. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo braccio di supporto (ST), comprende tre slitte mobili (10, 12 e 13) associate tra loro in modo da consentire uno spostamento secondo tre assi coordinati X, Y e Z, perpendicolari tra loro ed in cui detto piatto rotativo è fissato su un fulcro (7) supportato assialmente da un attuatore rotativo (9) associato ad una di dette slitte mobili (10).3. System according to claim 2, wherein said first support arm (ST) comprises three movable slides (10, 12 and 13) associated with each other so as to allow a perpendicular displacement along three coordinated axes X, Y and Z between them and in which said rotary plate is fixed on a fulcrum (7) supported axially by a rotary actuator (9) associated with one of said movable slides (10). 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detto fulcro (7) è realizzato mediante un sistema ad attacco rapido comprendete delle asole cieche ed in cui detto rotativo 8 comprende corrispondenti aperture da cui si affacciano parzialmente sfere caricate a molla che consentono una associazione rapida tra piatto girevole e fulcro (7).4. System according to Claim 3, in which the said fulcrum (7) is formed by means of a quick-coupling system comprising blind slots and wherein the rotary element 8 comprises corresponding openings from which spring-loaded spheres partially allow a quick association between turntable and fulcrum (7). 5. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto braccio di supporto target (ST) è controllato da una unità di elaborazione (CTMC) in modo da spostare il target durante una lavorazione per ottenere una ablasione superficiale uniforme dello stesso target.5. System according to any one of the preceding claims, wherein said target support arm (ST) is controlled by a processing unit (CTMC) so as to move the target during a process to obtain a uniform surface ablation of the same target. 6. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto braccio di supporto target (ST) è controllato da una prima unità di elaborazione (CTMC) in modo da spostare il target durante una lavorazione in modo da mantenere costante una posizione reciproca tra il target e detto emettitore.6. System according to any of the previous claims, wherein said target support arm (ST) is controlled by a first processing unit (CTMC) so as to move the target during a processing so as to keep a reciprocal position constant between the target and said emitter. 7. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo braccio (SS) è controllato da una seconda unità di elaborazione (CSMC) in modo da definire una predeterminata area di intersezione con una nuvola di plasma generata da un irraggiamento di detto target da parte di detto almeno un emettitore.7. System according to any of the previous claims, wherein said second arm (SS) is controlled by a second processing unit (CSMC) so as to define a predetermined intersection area with a plasma cloud generated by an irradiation of said target by said at least one emitter. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, ulteriormente comprendete una unità di supervisione (CMMC) del controllo di movimentazione di detto primo e secondo braccio e di una intensità di emissione di detto almeno un emettitore (EM), configurato per modellare una superficie di un substrato, quale detta protesi dentaria o detto scaffold osseo, mediante una interconnessione di triangoli elementari e per controllare detta seconda unità di elaborazione per realizzare detta deposizione relativamente a ciascun triangolo elementare.8. System according to claim 7, further comprising a supervision unit (CMMC) of the movement control of said first and second arm and of an emission intensity of said at least one emitter (EM), configured to model a surface of a substrate , such as said dental prosthesis or said bone scaffold, by means of an interconnection of elementary triangles and to control said second processing unit to carry out said deposition relative to each elementary triangle. 9. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera (C) comprende almeno uno tra: -Mezzi per manipolare e misurare un’atmosfera all’interno della camera, tra cui una o più pompe da vuoto e misuratori di pressione/vuoto di detta atmosfera; - Mezzi per monitorare il processo di deposizione, tra cui almeno uno tra • un laser di misura per rilevare una posizione di detto target e/o di detto substrato, • una telecamera, • uno spettrometro di massa.9. System according to any one of the preceding claims, in which the said chamber (C) comprises at least one of: -Means for handling and measuring an atmosphere inside the chamber, including one or more vacuum pumps and pressure meters / vacuum of said atmosphere; - Means for monitoring the deposition process, including at least one of a measurement laser for detecting a position of said target and / or said substrate, • a video camera, • a mass spectrometer. 10. Metodo di fabbricazione e/o il rivestimento di una protesi dentaria e/o di uno scaffold osseo comprendente l’impiego di un sistema di deposizione secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 9.10. Manufacturing method and / or coating of a dental prosthesis and / or a bone scaffold comprising the use of a deposition system according to any of the previous claims from 1 to 9. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10 comprendente almeno uno dei seguenti passi: - attivazione di detto emettitore implementante detta tecnologia PLD per realizzare strati di maggiori dimensioni ed eventualmente per ottenere una reticolazione di materiale organico, - attivazione di detto emettitore implementante detta tecnologia PED per conservare una stechiometria del materiale target trasferito in uno strato da realizzare, in particolare per realizzare uno strato di interconnessione e per realizzare uno strato interno od esterno esposto ad agenti esterni.11. Method according to claim 10 comprising at least one of the following steps: - activation of said emitter implementing said PLD technology to realize larger-sized layers and possibly to obtain a cross-linking of organic material, - activation of said emitter implementing said PED technology to preserve a stoichiometry of the target material transferred into a layer to be made, in particular to realize an interconnection layer and to realize an inner or outer layer exposed to external agents. 12. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti 10 o 11, ulteriormente comprendete un passo di realizzare uno strato esterno di una protesi dentaria a base di biossido di titanio.12. Method according to one of the preceding claims 10 or 11, further comprising a step of making an outer layer of a dental prosthesis based on titanium dioxide. 13. Metodo secondo una delle rivendicazioni 10 o 11 comprendente un passo di effettuare un rivestimento di uno scaffold di materiale osseo eterologo o sintentico con osso omologo, definente detto target, prelevato da un paziente su cui detto scaffold è destinato ad essere impiantato.13. Method according to one of the claims 10 or 11 comprising a step of coating a scaffold of heterologous or synthetic bone material with homologous bone, defining said target, taken from a patient on which said scaffold is intended to be implanted.
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