CN103003041A - 用于由坯料生产产品的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

实施例涉及由陶瓷坯料或金属坯料来生产诸如医疗假体或假牙的切割或铣削产品的方法和机器。某些实施例涉及可用于切割或铣削工位的新颖的组件，以保持用于生产诸如医疗假体或假牙的产品的坯料。实施例也涉及此类坯料的形状和构造。

Description

用于由坯料生产产品的方法、系统和装置

相关申请交叉参考

本申请要求于2010年4月29日提交的临时申请61/329,468，标题为《新颖的方法、机器、组件和坯料》（Novel Methods,Machines,Componentsand Blanks）以及于2010年6月2日提交的61/350,859，标题为《由坯料生产产品的方法、系统和装置》（Methods,Systems and Apparatus forProducing Products from Blanks）的根据35U.S.C.§119(e)的优先权，其全部内容通过引用结合于此，用于各种目的。

背景技术

实施例涉及由陶瓷坯料或金属坯料生产诸如医疗假体或假牙的切割或铣削产品的方法和机器。某些实施例涉及可用于切割或铣削工位的新颖的组件，以保持用于生产诸如医疗假体或假牙的产品的坯料。实施例也涉及此类坯料的形状和配置。

附图说明

图1A-1F示出根据实施例的用于生产切割或铣削产品的机器的实施例。

图2A-2F示出根据实施例的可用于切割机或铣床以保持用于生产切割或铣削产品的坯料的新颖组件的实施例。

图3A-3F示出根据实施例的坯料构造。

图4示出根据实施例的坯料框架的顶视图。

图5示出根据实施例的沿图4中线（图5-图5）截取的坯料框架的侧视图。

图6A-6E示出根据实施例的台架（stage frame）配置。

图7示出根据实施例的固定器的顶视图。

图8示出根据实施例的固定器的后视图。

具体实施方式

如图1A中示出，加工单元1可以是数控装置且可包括主轴和旋转切割工具2以及固定器3。该加工单元1还可包括监控器或用户界面（未示出）。该加工单元1可接收来自CAD/CAM系统（未示出，包括与CAD/CAM系统相关的监控器或用户界面）的指令。未具体限制CAD/CAM技术和/或系统以及相关的数控制装置，并且可包括市售系统。

未具体限制主轴和旋转切割工具2的方向，并且也可包括垂直或水平方向。在某些实施例中，加工单元1可包括两个或更多个主轴和旋转切割工具。未具体限制该工具，其可包括旋转立铣刀（rotary endmill）、钻头、旋转锯以及拉刀（broaching tool）。未具体限制主轴和旋转切割工具2的运动轴且其可包括在x、y和z平面中的一个或多个平面内的运动。在某些实施例中，该主轴和旋转切割工具固定且不能在x、y或z平面内移动。

如图1A中示出，该固定器3可包括旋转组件10，其可用于手动地或自动地旋转固定器3。固定器3通过旋转组件10的旋转的实施例在图1A-1F中示出。未具体限制固定器3的运动轴线并且其可包括x、y和z平面中的一个或多个平面内的运动。在某些实施例中，该固定器3固定且不能在x、y或z平面内移动。

如图1A、图2D和图2E示出，固定器3可配置为可拆卸地保持坯料5。未具体限制坯料5的组分，并且其可包括处于烧结或未烧结状态下的诸如氧化钴或瓷器的陶瓷材料，或可包括可加工的蜡、塑料或诸如钛或其他金属的金属材料。

也未具体限制坯料5的形状，并且其可包括三维形状，带有直的、成角度的或弯曲的边和扁平或半扁平上表面和下表面。坯料5的上表面和下表面可包括圆形、椭圆形、三角形、方形、矩形或其他多边形。在包括三角形、方形、矩形或其他多边形形状的上表面或下表面的实施例中，坯料的上表面和下表面的边可以是直的或半圆形的。并且，在包括三角形、方形、矩形或其他多边形的上表面或下表面的实施例中，坯料的上表面和下表面的角可以是尖的、半圆的或圆的。最后，在包括三角形形状的上表面或下表面的实施例中，三角形的边长可相等或可不等。在某些实施例中，坯料5的上表面和下表面包括相同或相似的形状。在某些实施例中，坯料的上表面和下表面包括不同形状。

未具体限制坯料5的尺寸。在某些实施例中，上表面和下表面的直径（在圆形的情况下）、长轴（在椭圆形或蛋形的情况下）或高度（在三角形、方形、矩形或其他多边形状的情况下）可以为约10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、150mm、200mm或300mm。此外，上表面和下表面的直径、长轴或高度的范围可在任意两个上述值之间。在某些实施例中，坯料5的上表面和下表面的尺寸相同或相似。在某些实施例中，坯料5的上表面和下表面具有不同的尺寸。在某些实施例中，坯料5的厚度可约为2mm、5mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm、35mm或40mm。此外，坯料5的厚度的数值范围可在以上任意两个数值之间。

图3A-3F示出具有三角形表面的坯料的实施例。在本申请中，术语“三角形”具有广义的术语含义，没有限制性，其一般或普通的含义包括任何一般包括三边的形状。这些边可包括相同或不同的长度并且可以是直的或弯曲的。在某些实施例中，三角形的边可在限定的角处相交。这些角可以是任意角度并且可以是尖的、圆的或扁平的。这些角的角度和形状可相同或不同。

未具体限定此类三角形坯料的边长（从角至角的测量距离）并且边长可约为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm、12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、25cm、30cm或35cm。此外，三角形坯料的边长的数值范围可在以上任意两个数值之间。在三角形坯料的一边或多边是弯曲的实施例中，未具体限制曲率半径并且其可约为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm、12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、25cm、30cm或35cm。此外，三角形坯料的边的曲率半径的数值范围可在以上任意两个数值之间。在某些实施例中，三角形坯料的一边或多边包括两个或更多个曲率半径。

在三角形坯料的角是圆的或弯曲的实施例中，未具体限制角的曲率半径并且其可约为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm、12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、25cm、30cm或35mm。此外，三角形坯料角的曲率半径的数值范围可在以上任意两个数值之间。

在坯料用于生产诸如组合式牙桥（multi-piece bridges）的假牙的实施例中，三角形坯料的角的形状可适配于颌的曲率。在包含由坯料生产医疗假体的实施例中，坯料的角的形状可适配于不同的身体部位的曲率。

在某些实施例中，该三角形坯料可通过为用户提供重新插入固定器的导向，使制造效率增加。在包含数控装置的某些应用中，该坯料可在多种情况下被切割或加工。为确保坯料在重新插入后被适当地切割，坯料每次需以相同方位重新插入。否则，该工具可能在已经移除或钻走的区域上进行切割。如果坯料的表面包括三角形，例如，可引导用户在插入坯料时总使一个角面向用户或总面向机器。

并且在某些应用中，三角形可降低坯料原料的浪费量。在许多应用中，坯料可包括诸如氧化锆、钛等昂贵的材料。因此期望使材料的使用最大化且使浪费最小化。例如，在假牙区域中，坯料可用于制造包括圆弧的多元素牙桥（multi-element bridge），以适配于嘴的曲率。在表面为圆形的坯料中，边缘可不与牙桥的圆弧平行，导致材料浪费。此外，使用表面形状为方形或其他多边形状的坯料，角的角度可能太窄，难以遵循牙桥的弧度，也造成材料的浪费。然而，根据实施例，该坯料可包括三角形表面，其边和角构造为更有效地遵循多元素牙桥的弧度，最大化坯料材料的使用。

如图2D和图2E示出，固定器3可包括台架7和开口8，配置为接收并可拆卸地保持坯料5。根据实施例，开口8配置为，当坯料5可拆卸地由固定器3保持时，露出坯料5的上表面和下表面。在此类实施例中，主轴和旋转切割工具2可用于当坯料通过固定器3和旋转组件10旋转时，切割或加工坯料5的两个表面。在某些实施例中，加工单元可包括一个或多个主轴和旋转切割工具并且可同时切割或加工两个表面。根据某些实施例，开口8的尺寸和形状可与坯料5的尺寸和形状相同或相似。然而，在其他实施例中，开口8的尺寸和/或形状可与坯料5的尺寸和形状不同。

如图2C、2E、以及图4-图5示出，坯料5在某些实施例中可包括坯料框架6。坯料框架6可围绕坯料5的外周缘并协助将坯料5可拆卸地保持在固定器3中。如图5中示出，坯料框架6可贯穿坯料5的整个厚度，或者其仅延伸坯料5厚度的一部分。未具体限制坯料框架6的厚度。未具体限定从坯料5的周缘伸出的坯料框架6的唇缘的长度，并且可具有的长度约为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、25mm或30mm。此外，坯料框架6的唇缘长度的数值范围可以在以上任意两个数值之间。在某些实施例中，该坯料框架可以配置为保持两个或更多个坯料。在某些实施例中，坯料框架的外周缘形状可与坯料的形状相似。在其他实施例中，坯料框架的外周缘形状可与坯料形状不同。

图4示出配置为保持三角形坯料的坯料框架的实施例。如图4中示出，该坯料框架包括内周缘11和外周缘12。未具体限制内周缘11的边长（从角至角测得）、边曲率以及角的形状/曲率，它们可以包括如以上根据三角形坯料说明的任意边长、边曲率或角的形状/曲率。

外周缘12的边长（从角至角测得）长于内周缘11的边长。未限制外周缘和内周缘之间的边长差异，并且其可约为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、25mm或30mm。此外，边长差异的数值范围可在以上任意两个数值之间。外周缘12的边曲率和角的形状和曲率可包括以上关于三角形坯料所说明的任意边曲率或角的形状/曲率。在某些实施例中，内周缘11的边曲率和角的形状/曲率匹配外周缘12的边曲率和角的形状/曲率。在其他实施例中，两个周缘的边曲率和角的形状/曲率不同。

坯料框架6可化学地或机械地固定于坯料5。在某些实施例中，坯料框架6通过使用一种或多种粘合剂而化学地固定至坯料5。在其他实施例中，坯料框架6通过夹持或其他机械方式而机械固定至坯料。

在某些实施例中，可通过冲压或切割形状来制备坯料框架6，使得框架的内周缘稍小于坯料5的周缘。然后，通过开口，可使用挤压模或深冲压模或其他工具来弯曲或向上压制坯料框架6的内周缘，从而内周缘匹配坯料5的外周缘，并提供用于将坯料6附接至坯料5的表面。

在其他实施例中，可通过模塑或铸造该初始原材料来制备坯料框架6。

在某些实施例中，坯料框架可包括金属板。在其他实施例中，坯料框架可包括塑料。在坯料框架包括塑料的特定实施例中，坯料框架可包括嵌于或包含于坯料框架中的金属块。

坯料框架6可通过诸如夹具、螺钉或磁体的各种机构附接至台架7。如图2D、图2E、以及图6A-图6E示出，台架7在某些实施例中可包括一个或多个磁体9，以与坯料框架6相互作用并将其保持在适当位置。磁体的位置不限于台架7且可包括固定器3的其他区域。在其他实施例中，坯料框架6可包括一个或多个磁体9，以与台架7相互作用且保持台架7。在坯料框架6包括一个或多个磁体以与台架7相互作用并保持至台架7的某些实施例中，坯料框架6可包括塑料或陶瓷材料。

未具体限制磁体的尺寸、位置和数量。在某些实施例中，磁体9可均匀地布置在坯料框架6或台架7的开口周围。在某些实施例中，台架7或坯料框架6可分别包括一个磁体9，该磁体围绕开口8或坯料5。在某些实施例中，一个或多个磁体9可包括条形磁体，在其他实施例中，一个或多个磁体9可包括圆柱形磁体。在包括条形或圆柱形磁体的某些实施例中，可通过诸如旋转凸轮的机械装置来激活和/或去激活该坯料框架和台架之间的磁体和相互作用。

在某些实施例中，一个或多个磁体9可包括一个或多个电磁体。未限制电磁体的尺寸、位置和数量。在某些实施例中，电磁体可连接至加工单元1中的电源并由电源供电。在某些实施例中，电磁体可经由嵌于并穿过固定器3的电线而连接至加工单元1中的电源。图7和图8示出包括固定器3的实施例，其具有穿过固定器3后部而进入的孔13，电线穿过孔13可连接至一个或多个磁体9。

在某些实施例中，用户可使用监控器或用户界面来控制连接至一个或多个电磁体的电源。在此类实施例中，用户可通过监控器或用户界面来激活该电磁体并将坯料框架6和坯料5放置于固定器3上，以在加工期间固定该坯料5。为移除坯料框架6和坯料5，用户可通过监控器或用户界面来去激活电磁体。

如图2E示出，固定器3可包括槽或凹陷14，以符合坯料框架6的形状。在其他实施例中，固定器是平的并且不包括槽或凹陷。

在某些实施例中，坯料框架和台架可包括配置为持续地对固定器中的坯料进行定向的部件。在某些实施例中，坯料框架和台架可包括锁紧部件和钥匙部件，以辅助坯料的持续定向。在某些实施例中，坯料框架可包括孔或凹槽，并且台架可包括对应的销或突出部，以与坯料框架中的孔或凹槽相互作用。在其他实施例中，坯料框架可包括销或突出部并且台架可包括对应的孔或凹槽。

图2A-图2F示出根据某些实施例制备加工单元组件的工序。未具体限制各步骤的顺序，并且可以任意顺序执行。参照附图来说明这些步骤，其仅用于示出的目的而不旨在限制示出的步骤。在某些实施例中，坯料框架6（如图2A中示出）可附接至坯料5（如图2B中示出），以形成坯料组件（如图2C中示出）。该坯料组件然后可放置于固定器3（如图2D-图2E示出），并且可通过磁体9可拆卸地保持，可使用计算机监控器或界面来激活磁体9。连接的坯料组件和固定器在图2F中示出。

Claims (4)

1.一种用于由坯料生产产品的系统，所述系统包括：

加工单元；

主轴和旋转切割工具；以及

固定器，其中，所述固定器配置为通过磁力来接收并可拆卸地保持坯料。

2.一种具有三角形形状的坯料。

3.一种坯料环，其中，所述坯料环配置为通过磁力与固定器相互作用。

4.一种用于生产产品的坯料组件，所述坯料组件包括：

坯料，具有三角形形状；以及

坯料环，其中，所述坯料环配置为通过磁力与固定器相互作用。

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