CN109862846A - 用于牙科修复件的功能化的方法和设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于牙科应用中的功能化的方法和一种用于此的方法，其中，涂布设备包括用于容纳用于制造牙科修复件的部分加工的牙科成形体的支架和用于将功能化有效物质至少区段式渗透到牙科成形体的表面上的输出设备。

Description

用于牙科修复件的功能化的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于牙科修复的功能化件的方法和用于牙科修复件的功能化的设备。

背景技术

用于持久修复的新式的制造方法的研发首先关于陶瓷材料和陶瓷/混合材料。此外，由高度透明的二氧化锆构成的整体陶瓷材料是在市场上常见的。这些材料在完全解剖学设计中以削减的处理形式，例如通过切削或打磨来制造以及以添加的方法，例如借助热动态挤压技术成形地制造。

由WO 2005/070322 A1已知了用于制造无机-无机混合物材料的方法，其中，由氧化物陶瓷粉末或氧化物陶瓷混合物的粉末在成形处理和预烧结后制造开孔的、结晶的氧化物陶瓷成形件，将渗透材料在真空的情况下和在室温中施装到该氧化物陶瓷成形件上，并且在空气氛围和环境压力下使氧化物陶瓷压缩烧结成无机-无机混合物材料。

此外已知的是，由二氧化锆构成的白粉在压缩烧结之前以含金属氧化物的液体渗透，以便因此实现单独的着色。另外的方案是，半成品由多色的色彩梯度提供，以便模仿天然牙齿的色彩变化。

因此，在EP 1 153 002 A1中描述了借助离子或含复合物的溶液对陶瓷进行染色。为此，适当的溶液包含稀土元素或副族元素构成的盐或复合物中的至少一种的限定的浓度。

在WO 2014/206439 A1中描述了用于对粘结的和/或脱粘的和/或烧结的和/或通常多孔的陶瓷，尤其是多孔的陶瓷成形体进行上色的方法，陶瓷成形体尤其是应用在牙科技术中，其中，利用施涂工具和/或笔状工具进行着色施涂，施涂工具和/或笔状的工具具有复合材料，尤其是添加了着色成分和/或防火的色素和/或氧化物和/或上色的和荧光的金属氧化物和/或有机盐或无机盐的画笔复合材料。

在已知的渗透技术中不利的是，液体手动施涂，并且通过材料吸收不能够精确地限定：颜色梯度位于哪里或者哪里是分隔部，并且渗透多强地控制颜色饱和，因为这些液体只有通过致密烧结的热处理才得到关于强度和颜色深度(色度)的期望的颜色发展。基于顶部/桥部的非常不同的颜色区域，具有精确的颜色设计的有区别的渗透是不可能的。在顶部/桥部内的由解剖学引起的非常不同的材料厚度导致非常不同的吸收特性和饱和特性。基于该特性，表面或质量区域的适当的渗透或功能化不能够被精确地限定。

上面提到的半成品的彩色分层的产品解决方案具有如下缺点，在顶部/桥部的凹形的咬合部走向(Okklusionsverlauf)中，半成品中的颜色梯度没有弯曲地延伸，而是水平地延伸。由此得到不均匀的、非天然的颜色走向。

不同的产品解决方案的共同的问题是，能复现的、单独的颜色设计是不可能的。在经染色的半成品中的另外的缺点是，必须为客户复现通常至少60个多色的牙齿颜色的色键，并且因此根据各自的要求使用半成品，这是非常耗时的并且需要非常高的库存。

在DE 10 2010 037 160 A1中描述了用于制造假牙的方法，其中，为了在载体构台上制造遮盖件，依赖于假牙的数字模型施涂材料混合物的多个层。在此，直接连续施涂的层中的特定的层也可以具有染色部。为了取向或定位载体设置有容纳部，其依赖于控制指令定位。

在US 2010/0260924 A1中描述了数字打印进行，其考虑用于使假牙的表面功能化。在此可以制造多颜色的表面，其在颜色上匹配于原有的牙齿。

然而在这些方法中显得不利的是，在制造时存在复杂的层施涂或质量施涂，其改变体积并且需要复杂的生产系统和生产时间。此外，通过表面的材料施涂(例如颜色)导致表面增大，其随后必须手动地匹配于咬合部情况。在此，还要通过必要的修正来实现表面的颜色层的去除。

基于之前的快速成型法，需要另外的材料特性和染色系统来在此以非常小范围地选择基本材料/颜色实现生产和颜色可靠且单独的复现的最大化。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于牙科修复件的功能化的方法和一种用于牙科修复件的功能化的设备，它们允许对表面的各种各样的修改。

该任务通过独立权利要求1和10解决。本发明的另外的有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。它们可以以技术上有意义的方式相互组合。尤其是结合附图的描述表征和附加地详细说明本发明。

根据本发明，在第一方面中说明了用于牙科修复件的表面功能化的方法，在其中实施以下步骤：将成形体置入到涂布设备的容纳部中，提供数字的数据组，其代表牙科成形体的表面的至少一个部分区域，在牙科成形体的表面的部分区域内选定功能化面，以功能化有效物质渗透功能化面下方的体积，其中，以功能化有效物质的渗透通过容纳部和/或输出设备的有针对性的运动实现，并且在成形体的体积基本上不变的情况下，渗透导致成形体的质量增加，并且从涂布设备取出牙科成形体，并且在热过程、光学过程或化学过程中激活功能化有效物质。

因此，根据本发明可能的是，数字式检测和加工三维表面，由此，在涂层方法中能够借助适当的有效物质可以实现功能化，以便相应制备表面。在此，市场上已是常见的生产方法和原料可以事后被数字式进一步处理。根据本发明的工作原理允许的是，数字式加工表面，并且为了改变光学、机械或物理特性的目的将在此使用的功能化有效物质吸收到固体中。

这具有如下优点，在快速成型法内不必将小批量产品整合到一起，这在系统的有效功率和生产能力和技术设计方面是不经济的。针对成形体，可以对陶瓷基础材料进行打印、挤压或铣削，而不依赖于形式为顶部或桥部的各自的牙齿修复件的随后的单独的功能化。在此，优点是，在快速成型法内，现在可以预生产随后承受单独的功能化的大批量产品。

与如已经在现有技术中描述的纯表面式颜色施涂不同地，在此，数字式引导的表面功能化借助陶瓷的渗透来执行，其中在此，不是实现了在层的体积增加的情况下表面式施涂，而是实现了在质量增加的情况下吸收功能化有效物质，由此，该吸收使渗透的层/质量以期望的特性功能化。

根据本发明的实施方式，成形体作为多孔的陶瓷、开口的陶瓷、白陶瓷、绿陶瓷、生坯或整体陶瓷提供，或从由它们构成的半成品来处理，借助挤压方法，借助成形铸造法或以自由形状的3D打印法来制造。

根据本发明，对已经处理的陶瓷，即已经从半成品进一步处理或以挤压方法制造的牙齿技术修复件执行自动化的机械处理。

在此，根据本发明的另外的实施方式，颜色施涂层、光固化漆、冷硅(Kaltsilan)、树脂渗透物或者陶瓷釉或聚合釉(polymere Lasuren)的表面施涂物、金属氧化物或稀土可以作为功能化有效物质进行涂布，用以改变光学特性。

适当的功能化有效物质可以借助渗透经过表面引入到其下方的体积中，其中，例如能想到的是，表面式施涂到已经致密烧结的且经燃烧的结构上或部分或完全聚合的聚合物上。为此，涉及光学变化的涂布(例如亮度或蛋白色)、在优化附着粘结方面的化学功能性、在借助表面涂层和渗透来优化原料特性方面的物理特性(例如硬度、弹性)或通过输入白榴石至陶瓷中改变热膨胀系数。

为了颜色调整例如可能的是，在快速成型法中，现在预生产大批量产品，这些产品不会如之前那样根据划分成60个多色的牙齿颜色而分类为小批量产品。现在，通过本发明可能的是，不依赖于对如下部分区域的随后不同的且单独的功能化地合并和生产共同的批量产品，这些部分区域随后以涂层法承受单独的功能化。

借助基于CMYK的颜色系统可以实现制造所有牙齿颜色。当前的对于牙科来说典型的颜色系统在此由被典型地模仿或导出的牙齿颜色配属“VITA典型的”颜色系统组成。颜色在“VITA典型的”颜色系统中的分组根据色调和其在牙齿色彩空间中的分布进行：A1-A4红色-棕色，B1-B4红色-黄色，C1-C4灰色调和D2-D4红色-灰色。基于CMYK的颜色系统因此模仿打印技术，其中，颜色可以与设备无关地描述。

根据本发明的另外的实施方式，涂布设备的输出设备实施为打印头、喷头或基于接触式的打印的应用单元。

这能够实现类似于打印机地施涂液态的功能化有效物质。在此，液体既可以被盖印也可以被喷涂或被接触式印制。通过控制涂布设备上的输出设备可以局部施装期望的量或厚度。施涂液态的功能化有效物质导致渗入到成形体中，从而该成形体虽然质量增加，但体积没有增加。

根据本发明的另外的实施方式，数字的数据组借助空间转化和位置正确的配属被接收至涂布设备中。

在此有利的是，针对物理的成形体建立的数字的表面数据组(其例如提前在外部被检测)借助空间转化和外部测量设备的不同的空间坐标系的位置正确的配属被接收至涂布设备中。因此，例如可以执行对物理的本体的三角测量，从三角测量导出针对涂布设备的相应的控制指令。

根据本发明的另外的实施方式，数字的数据组通过内部或外部的测量设备确定，测量设备触觉式、光学式或声学式检测牙科成形体的表面。

除了测量设备(其可以以不同的物理方式执行表面确定)以外，根据本发明也设置的是，测量设备设置为外部单元或设置在涂布设备之内。

根据本发明的另外的实施方式，测量设备构造为照相机或三维扫描仪。

借助照相机或扫描仪可以检测成形体的表面。也可能不存在用于检测表面的照相机，但借助零切削设备(Nullspanvorrichtung)，用于检测表面的单个的测定单元的面数据组在扫描仪的零点配属中作为数据传送至涂布设备。

根据本发明的另外的实施方式，附加地，在成形体的表面上借助数字系统执行颜色测量。

用于检测表面的光学测量设备通常具有光学器件，其没有针对颜色测量设置或者为此优化。因此，必须安装与用于三维检测表面的光学器件分开的特殊光学器件。

根据本发明的另外的实施方式进行距离测量，以便在施涂功能化有效物质时调节与输出设备的间距或者确定参考点。

参考点的确定也能够实现相对零点来定位牙科修复件或载体。

根据本发明的另外的实施方式，涂布设备可以基于数字的数据组操控限定的面，并且在使用的材料、其厚度或密度方面控制功能化有效物质的施涂。

在此，施涂可以在五轴加工之内在所有三个空间轴线上协调，以便在此也实现在牙科修复件上的侧凹部。

在第二方面中，说明了一种用于尤其是根据上述的方法执行用于牙科修复件的功能化的方法的涂布设备，其包括支架，该支架用于容纳用于制造牙科修复件的部分加工的牙科成形体，其还包括输出设备，该输出设备用于在牙科成形体的通过数字的数据组来配属的表面之下的体积中使液态的功能化有效物质至少区段式在空间上预限定进行渗透，其中，渗透导致成形体在成形体的体积基本上不变的情况下质量增加。

涂布设备能够实现在预设的面区域中施涂功能化有效物质，其中，渗透的体积、层厚度和在施涂时的其他参数是能精密控制的。为此提供数字的数据组，数字的数据组用作用于将液态的功能化有效物质施涂至牙科成形体的经由数字的数据组配属的表面上的基础。

根据本发明的另外的实施方式，支架能沿多个轴线运动，优选能沿第一轴线和第二轴线移动，并且能沿第二轴线和/或第三轴线转动，并且功能化有效物质的施涂通过支架的有针对性的运动实现。在此，输出设备能沿至少一个另外的轴线运动，并且功能化有效物质的施涂通过输出设备的有针对性的运动实现。

因此提供如下的可行方案，即选定牙科成形体的表面上的能单独限定的面并且以能再现的参数机器式加工这个面，在成形体中，在限定的面上的限定量的施涂通过施涂功能化有效物质实现。因此，例如，关于施涂的层厚度的待实现的均匀性或功能化有效物质的材料密度和材料厚度能精密控制，从而基于功能化有效物质的材料特性，在渗透到位于下方的体积中之后没有产生如在不受控的类似应用中通过手动施涂所得到的那样的不同结果。借助数字的处理，材料特性可以单独地通常考虑作为功能化有效物质的加工参数(原料、密度、材料厚度)并且因此被补偿。

此外说明了一种软件程序产品，其包含处理器可读的适用于实施上面描述的方法的指令。

最后说明了涂布设备的控制装置，其从存储器得到适用于实施上面描述的方法的指令。

附图说明

随后借助附图详细阐述一些实施例。其中：

图1示出了用于应用根据本发明的方法的涂布设备的立体的侧视图；和

图2示出了图1的涂布设备的细节图。

在图中，相同的或在功能上相同作用的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1以立体侧视图示出了用于针对牙科应用的表面功能化的涂布设备DV的三维的示意图。涂布设备DV具有形式为扫描台ST的支架，支架能沿垂直于支架面的轴线转动。此外，扫描台ST能沿被设置为X轴的第一轴线A1和被设置为Y轴的第二轴线A2移动。此外，扫描台同样能围绕第二轴线A2转动。沿第一轴线A1和第二轴线A2的移动以及围绕第二轴线A2或垂直于容纳面的转动可以借助适当的调节马达(在图1中未示出)控制。

成形体FK施装到扫描台ST上。成形体FK可以具有解剖学的外表面或作为构台提供。通常适用的是，成形体FK用于制造牙科修复件。在此，成形体FK通常由半成品处理，或者借助挤压方法制造。

成形体FK借助测量设备OV三维地检测，从而成形体FK的表面可以数字式进一步处理。在此，检测表面可以光学式，但也可以触觉式或声学式地进行。在借助声呐或声波实现的声学测量的情况下，既不需要运动也不需要多个空间轴线。但检测成形体的表面也可以在测量设备OV之外利用为此适当的器件进行。

为了区段式施涂功能化有效物质(其例如可以从存储器RE取出)，输出设备以打印头DK的形式设置，输出设备与存储器RE连接，用以输送功能化有效物质FW。打印头DK同样可以沿另外的轴线AW设置，该另外的轴线例如可以垂直于第一轴线A1且垂直于第二轴线A2地被选择为Z轴。轴线也可以完全不同地布置。因此，照相机不必紧固在盖上，并且可以不同地安置，相同的情况适用于打印头。在此，施涂可以在五轴加工之内在所有三个空间轴线上协调，以便在此也实现在牙科修复件上的侧凹部。

功能化有效物质FW的施涂现在通过扫描台ST的有针对性的运动和必要时还有打印头DK的有针对性的运动实现。打印头DK和扫描台ST的运动在此可以借助适当的控制设备协调，从而在成形体FK的表面上的期望的部分区段设有功能化有效物质FW。打印头DK通常可以实施为喷墨头或喷头。

通常，可以以适当的功能化有效物质FW对表面进行涂层，其中例如，能想到在已经致密烧结的且经燃烧的结构或部分或完全聚合的聚合物上进行表面施涂。为此涉及光学变化(例如亮度或蛋白色)的涂布、在优化附着粘结方面的化学功能性、在借助表面涂层和渗透来优化原料特性方面的物理特性(例如硬度、弹性)或通过输入白榴石至陶瓷中改变热膨胀系数。施涂液态的功能化有效物质导致渗入成形体中，从而该成形体虽然质量增加，然而体积没有增加。

测量设备可以构造为照相机或三维扫描仪，例如激光扫描仪或带状光扫描仪。替代照相机或除了照相机以外，测量设备也可以具有触觉单元或声学单元。

此外设置有测距仪EM，其确定打印头DK与成形体FK之间的间距。测距仪EM在此可以在施涂功能化有效物质FW期间控制或调节与打印头DK的间距，但也用于确定参考点，例如零点或开始施涂或开始扫描成形体FK的表面的起始点。

此外设置的是，利用颜色测量扩展测量设备OV。为了颜色测量必须安装特殊的光学器件，其与用于三维检测表面的光学器件分开。

测量设备OV优选与相应的加工软件结合，加工软件根据三维光学检测相应示出成形体FK的表面。成形体FK的表面现在可以在加工软件内进一步处理，其中，进一步处理依赖于期望的功能化。例如可能的是，数字式地对成形体FK的表面单独上色，其中在此，在上面提到的数字系统被用于测量颜色。

在表面的数字加工后，借助打印头DK开始打印过程。在此也可想到的是，依次应用不同的功能化有效物质。

在打印进程结束后，经印制的成形体FK被从涂布设备DV取出，并且在随后的热过程、光学过程或化学过程中激活。

用于表面功能化的涂布设备DV的细节在图2中示出。可看出的是，涂布设备DV具有形式为扫描台ST的支架，支架能沿垂直于支架面的轴线转动。在扫描台上放置了牙科修复件FK。

扫描台ST能沿被设置为X轴的第一轴线A1和被设置为Y轴的第二轴线A2移动。此外，扫描台也可以围绕第二轴线A2转动。沿第一轴线A1和第二轴线A2的移动和围绕第二轴线A2或垂直于容纳面的转动可以借助适当的调节马达(在图2中未示出)控制。通常适用的是，成形体FK被用于制造牙科修复件。在此，成形体FK通常由半成品处理，或者借助挤压方法制造。

成形体FK借助测量设备OV检测，以便确定其三维表面。附加地，在成形体FK的表面上，颜色测量可以借助数字系统(在图2中未示出)执行。此外，通过距离或间距测量仪EN进行距离测量，以便在施涂功能化有效物质期间调节与形式为打印头DK的输出设备的间距，或者确定参考点。确定参考点此外也能够实现相对零点定位牙科修复件(形式为成形体FK或载体ST)。

上面的和在权利要求中说明的且能从图像中得出的特征不仅可以单独地而且也可以以不同的组合有利地实现。本发明并不局限于所描述的实施例，而是在该范围内对于本来领域技术人员来说可以以各种方式修改。

Claims (15)

1.一种用于牙科修复件的功能化的方法，在所述方法中实施如下步骤：

-将成形体置入到涂布设备的容纳部中，

-提供数字的数据组，所述数字的数据组代表牙科成形体的表面的至少一个部分区域，

-在牙科成形体的表面的部分区域内选定功能化面，

-以功能化有效物质渗透到功能化面下方的体积中，其中，以功能化有效物质的渗透通过容纳部和/或输出设备的有针对性的运动实现，并且在成形体的体积基本上不变的情况下，渗透导致成形体的质量增加，

-从所述涂布设备中取出牙科成形体，并且

-在热过程、光学过程或化学过程中激活功能化有效物质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，成形体作为多孔的陶瓷、开口的陶瓷、白陶瓷、绿陶瓷、生坯或整体陶瓷提供，或从由它们构成的半成品来处理，借助挤压方法、借助成形铸造法或以自由形状的3D打印法来制造。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，颜色施涂层、光固化漆、冷硅、树脂渗透部或者陶瓷釉或聚合釉的表面施涂层、金属氧化物或稀土能够作为功能化有效物质进行涂布，用以改变光学特性。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述涂布设备作为输出设备具有打印头、喷头或基于接触式的打印的应用单元。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述数字的数据组借助空间转化和位置正确的配属被接收至所述涂布设备中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述数字的数据组通过内部或外部的测量设备确定，所述内部或外部的测量设备触觉式、光学式或声学式地检测牙科成形体的表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述测量设备构造为照相机或三维扫描仪。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，附加地，在成形体的表面上借助数字系统执行颜色测量。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，进行距离测量，以便在施涂功能化有效物质时调节与输出设备的间距或者确定参考点。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，从所述数字的数据组出发，所述涂布设备能够操控限定的面，并且能够在所使用的材料、其厚度或密度方面控制功能化有效物质的渗透。

11.一种用于执行尤其是根据权利要求1至10中任一项所述的用于牙科修复件的功能化的方法的涂布设备，其包括用于容纳用于制造牙科修复件的部分加工的牙科成形体的支架和用于将液态的功能化有效物质至少区段式在空间上预限定地渗透到在牙科成形体的经由数字数据组配属的表面下方的体积中，其中，渗透导致成形体在成形体的体积基本上不变的情况下质量增加。

12.根据权利要求11所述的涂布设备，其中，所述支架能沿多个轴线运动，优选能沿第一轴线和第二轴线移动并且能沿第二轴线和/或第三轴线转动，并且功能化有效物质的施涂通过所述支架的有针对性的运动实现。

13.根据权利要求11或12中任一项所述的涂布设备，其中，所述输出设备能沿至少一个另外的轴线运动，并且功能化有效物质的施涂通过所述输出设备的有针对性的运动实现。

14.一种软件程序产品，其包含处理器可读的适用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的指令。

15.涂布设备的控制装置，所述控制装置从存储器得到适用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的指令。