CN114449975A - 机加工用于制造牙科修复体的牙科块材的方法 - Google Patents

机加工用于制造牙科修复体的牙科块材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在利用或不利用保持桩(5b)的情况下通过使用至少一个牙科刀具(4)来至少完全地沿着赤道(5a)精加工或预精加工牙科修复体(5)来机加工牙科块材(2)的方法，该方法的特征在于，包括以下步骤：以具有振幅(A)的重叠侧向运动沿着路径(6)移动牙科刀具(4)的轴线(4a)，并且不将未经机加工的部分(2')与牙科块材(2)的其余部分分开，其中，路径(6)远离赤道(5a)的量至少等于牙科刀具(4)的直径的一半加上重叠侧向运动的振幅(A)的一半。

Description

机加工用于制造牙科修复体的牙科块材的方法
技术领域
本发明涉及一种机加工用于制造牙科修复体的牙科块材的方法。本发明更具体地涉及一种用于机加工牙科块材的牙科机加工系统。
背景技术
一般来说，牙科机加工系统具有用于机加工典型地由陶瓷制成的牙科块材的牙科机床。牙科机床大体上包括：一个或多个滑座单元，每个滑座单元能够移动地保持用于机加工牙科块材的对应侧的至少一个牙科刀具；保持单元，其用于相对于牙科刀具相对能够移动地保持牙科块材；以及控制单元，其用于对单元进行控制。通常，使用CAD/CAM软件来以数字方式构造牙科修复体，并向牙科机床提供对应的机加工数据。CAD/CAM软件通常在牙科机加工系统中的诸如PC的处理单元上运行。在牙科修复体的制造期间，通常通过使用至少一个牙科刀具来机加工牙科块材，以便利用保持桩完全地沿着赤道(equator)精加工或预精加工牙科修复体。此后，牙科修复体的上表面和下表面被精加工或预精加工。
图3示出了从现有技术中已知的用于从牙科块材(2)机加工牙科修复体(5)的赤道(5a)的常用机加工路径(即，折线)。牙科块材(2)内部的虚线示出了牙科修复体(5)。牙科修复体(5)通过保持桩(5b)连接到牙科块材(2)的其余部分。根据图3中示出的现有技术机加工方法，以低的侧向进给量(典型地为0.05 mm)从牙科块材(2)的外部开始直到牙科修复体(5)来对材料进行机加工。一般来说，机加工时间取决于牙科块材尺寸和牙科修复体尺寸。从C14牙科块材机加工磨牙冠的时间为大约10分钟。
图4示出了用于从牙科块材(2)机加工牙科修复体(5)的赤道(5a)的从现有技术中已知的另一个常用机加工路径(即，粗线)。根据图4中示出的现有技术机加工方法，围绕牙科修复体(5)的赤道(5a)对通道(2b)进行机加工，以从牙科修复体(5)切去牙科块材(2)的其余部分。牙科块材(2)的未经机加工的部分(2')落下。通过这种备选的现有技术机加工方法，可相对减少机加工时间。然而在机加工期间，未经机加工的部分(2')带来损坏牙科修复体(5)的风险。这样的机加工方法公开于EP3199124B1中。
所有上面提及的现有技术机加工方法都可在患者在场期间以由牙科专业人员实施的方式来执行。因此，制造牙科修复体所花费的总时间是关键因素。长时间的等待对患者来说是不舒服的，并且增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，并提供一种在利用或不利用保持桩的情况下通过使用至少一个牙科刀具至少完全地沿着赤道精加工或预精加工牙科修复体来机加工牙科块材的方法。
该目的已经通过如权利要求1中所限定的机加工方法和如权利要求12中所限定的牙科机加工系统实现。从属权利要求的主题涉及进一步的发展。
本发明提供一种在利用或不利用保持桩的情况下通过使用至少一个牙科刀具来至少完全地沿着赤道精加工或预精加工牙科修复体来机加工牙科块材的方法。该方法包括以下步骤：以具有振幅的重叠侧向运动沿着路径移动牙科刀具的轴线，并且不将未经机加工的部分与牙科块材的其余部分分开，其中，该路径远离赤道的量至少等于牙科刀具的直径的一半加上重叠侧向运动的振幅的一半。
本发明的一个主要有利效果是机加工时间可相对缩短。由此，可降低制造成本。本发明的另一个主要有利效果是可延长牙科刀具的寿命，并且因此能够以相对较高的质量精加工或预精加工牙科修复体。本发明的另一个主要有利效果是能够尽可能多地避免或减少损坏牙科修复体和/或牙科刀具的风险。
根据本发明，牙科块材的机加工可在单个机加工步骤中或在多个机加工步骤中实行，以在利用或不利用保持桩的情况下至少完全地围绕赤道精加工或预精加工牙科修复体。
根据本发明的实施例，在单个机加工步骤期间，牙科刀具围绕牙科修复体的赤道移动至多一圈。在旋动期间，重叠侧向运动的振幅根据牙科修复体的形状和尺寸沿着路径变化，以围绕牙科修复体的赤道机加工牙科块材的整个其余部分，并且由此在单个机加工步骤中完全地去除牙科块材的优选地除了保持桩之外的其余部分。由此，可防止在牙科块材的其余部分中形成任何通道并且防止任何未经机加工的部分与牙科块材的其余部分分离。由此，可显著地减少机加工时间，并且可尽可能多地避免或减少损坏牙科修复体的风险。
根据本发明的另一个实施例，在多个机加工步骤期间，牙科刀具围绕牙科修复体的赤道移动多于一圈。在旋动期间，重叠侧向运动的振幅可根据牙科修复体的形状和尺寸沿着路径保持恒定或变化，以便在每个机加工步骤中围绕牙科修复体的赤道机加工牙科块材的其余部分的至少部分，并且由此在多个机加工步骤中连续地去除牙科块材的优选地除了保持桩之外的其余部分。由此，可防止在牙科块材的其余部分中形成通道并且防止任何未经机加工的部分与牙科块材的其余部分分离。可基于期望的机加工时间和牙科修复体的目标几何形状来确定机加工步骤的数目，即圈数。圈数可为整数或分数。由此，可进一步减少机加工时间，并且可尽可能多地避免或减少损坏牙科修复体的风险。
根据本发明，牙科刀具路径的形状由牙科刀具轴线的中心位置的移动和牙科刀具轴线的重叠运动的振幅确定。牙科刀具轴线的中心位置优选地遵循牙科修复体的赤道的形状或牙科块材的形状。在相对于赤道的横向方向上机加工牙科块材的其余部分的至少部分的重叠侧向运动的振幅可保持恒定或变化，使得路径具有振荡的形状，优选地具有余摆线的形状。牙科刀具轴线的中心位置的纵向速度可基本上恒定或可变，以改变路径的形状。侧向移动的横向速度也可基本上恒定或可变，以改变路径的形状。
根据本发明，机加工方法可由单主轴牙科机床或备选地由多主轴牙科机床(优选地由双主轴牙科机床)实行。由此，牙科块材可从至少两个不同侧(优选地，相对侧)同时机加工。根据本发明的实施例，双主轴牙科机床具有用于机加工牙科块材的至少两个牙科刀具。两个牙科刀具的轴线在相对的方向上平行地对齐，并且沿着对应的路径同时或顺序地移动，以在利用或不利用保持桩的情况下至少完全地沿着赤道精加工或预精加工牙科修复体。
根据本发明，牙科块材优选地由牙科刀具的侧向表面沿着赤道机加工。牙科刀具的长度和牙科块材的尺寸可不同。在本发明的实施例中，牙科刀具的轴线穿透穿过整个牙科块材。备选地，牙科刀具的轴线仅穿透在牙科块材的部分中。牙科块材可通过两种不同的牙科刀具从两个不同侧顺序地或同时机加工。备选地，牙科块材可相对于牙科刀具旋转，并且因此也可由相同的牙科刀具从另一侧机加工。
根据本发明，可使用适合于机加工牙科块材的各种牙科刀具。牙科刀具可为具有或不具有拐角半径的圆柱形刀具、球形刀具、复曲面形刀具、圆锥形刀具、具有经限定的切削刃的铣削刀具、或具有未经限定的切削刃的磨削刀具或具有前述刀具中的一个或多个的组合形状的刀具。
根据本发明，牙科块材可由适合于制造一个或多个牙科修复体的各种材料并且以适合于制造一个或多个牙科修复体的各种尺寸制造。牙科块材可由陶瓷、预烧结陶瓷、金属、预烧结金属、塑料或复合材料制成。
本发明还提供了一种包括计算机可执行代码的诸如CAD/CAM软件的计算机程序，以用于促使基于计算机的牙科机加工系统实行本发明的方法步骤。本发明还提供了一种存储计算机程序的计算机可读数据存储装置。该数据存储装置可在牙科机加工系统的内部或外部。
本发明还提供了一种基于计算机的牙科机加工系统，该系统具有单主轴牙科机床，或优选地具有多主轴牙科机床，更优选地具有双主轴牙科机床。例如，双主轴牙科机床可具有两个刀具主轴，每个刀具主轴具有带有用于相对能够移动的牙科坯料的运动轴线联接的三个自由度或备选地两个自由度。根据实施例，该牙科机加工系统包括双主轴牙科机床，该双主轴牙科机床包括：一个或多个滑座单元，每个滑座单元能够移动地保持用于机加工牙科块材的对应侧的至少一个牙科刀具；保持单元，其用于相对于牙科刀具相对能够移动地保持至少一个牙科块材；以及控制单元，其适于根据本发明的机加工方法单独地控制滑座单元和保持单元的驱动。根据本发明的机加工方法，由在牙科机加工系统中的处理单元或PC上运行的诸如CAD/CAM软件的计算机程序确定每个牙科刀具的路径。
附图说明
在随后的描述中，将通过使用示例性实施例并参照附图更详细地描述本发明的进一步的方面和有利效果，其中
图1 – 是根据本发明的实施例的牙科块材，其中虚线示出将利用图9中的牙科机床从牙科块材机加工的牙科修复体；
图2 – 是通过根据本发明的实施例的方法从图1的牙科块材机加工的牙科修复体；
图3 – 是用于从牙科块材机加工牙科修复体的赤道(虚线)的根据现有技术的机加工路径(即，折线)的示意图；
图4 – 是用于从牙科块材机加工牙科修复体的赤道(虚线)的根据现有技术的另一个机加工路径(即，粗线)的示意图；
图5 – 是用于在单个机加工步骤中沿着牙科修复体的赤道(虚线)机加工牙科块材的根据本发明的第一实施例的机加工方法的示意图，其中箭头示出牙科刀具轴线的重叠侧向运动的变化的振幅；
图6至图8 – 是用于在两个机加工步骤中沿着牙科修复体的赤道(虚线)机加工牙科块材的根据本发明的第二实施例的另一种机加工方法的示意图，其中箭头示出牙科刀具轴线的重叠侧向运动的基本上恒定的振幅；
图9 – 是用于机加工图1的牙科块材的根据本发明的实施例的牙科机加工系统的局部透视图。
附图中所示的附图标记表示如下所列的元件，并且将在对示例性实施例的随后描述中引用：
1. 牙科机床
2. 牙科块材
2´ 拐角部分
2a. 轴
2b. 通道
3. 滑座单元
3a. 臂
3b. 轴
4. 牙科刀具
4a. 轴线
5. 牙科修复体
5a. 赤道
5b. 桩
6. 路径
A：重叠侧向运动的振幅。
具体实施方式
图9示出了根据本发明的实施例的牙科机加工系统的部分。该牙科机加工系统具有双主轴牙科机床(1)。牙科机床(1)具有：两个滑座单元(3)，每个滑座单元能够移动地保持牙科刀具(4)，以用于机加工牙科块材(2)的对应侧；保持单元(未示出)，其用于相对于牙科刀具(4)相对能够移动地保持牙科块材(2)；和控制单元，其适于根据本发明的机加工方法单独地控制滑座单元(3)和保持单元的驱动。之后将在随后的描述中描述该机加工方法。每个滑座单元(3)具有连接到相应轴(3b)的臂(3a)。每个轴(3b)可借助于滑座单元(3)的相应驱动机构(未示出)围绕z轴线旋转和沿着z轴线平移。两个牙科刀具(4)的轴线(4a)在相对的方向(z)上平行地对齐。每个牙科刀具(4)能够安装到相应的臂(3a)中的相应的刀具马达(未示出)。牙科刀具(4)可为下者中的一种：具有或不具有拐角半径的圆柱形刀具(4)、球形刀具(4)、复曲面形刀具(4)、圆锥形刀具(4)、具有经限定的切削刃的铣削刀具(4)、或具有未经限定的切削刃的磨削刀具(4)或具有前述刀具(4)中的一个或多个的组合形状的刀具(4)。牙科块材(2)经由保持单元连接到轴(2a)。牙科块材(2)可由包括陶瓷、预烧结陶瓷、金属、预烧结金属、塑料或复合材料的材料制成。用于牙科块材(2)的轴(2a)可借助于相应的驱动机构(未示出)围绕y轴线旋转和沿着y轴线平移。
图1示出了根据本发明的实施例的牙科块材(2)的放大视图。牙科块材(2)可为矩形的或备选地可为圆形的。图1中的虚线示出了将利用图9中的牙科机床(1)从牙科块材(2)机加工的牙科修复体(5)。图2示出了通过根据本发明的实施例的机加工方法从图1中的牙科块材(2)机加工的牙科修复体(5)的放大视图。在机加工牙科块材(2)的方法中，使用至少一个牙科刀具(4)来在利用或不利用保持桩(5b)的情况下至少完全地沿着赤道(5a)精加工或预精加工牙科修复体(5)。
根据本发明，可在单个机加工步骤中或在多个机加工步骤中实行牙科块材(2)的机加工，以在利用或不利用保持桩(5b)的情况下至少完全地围绕赤道(5a)精加工或预精加工牙科修复体(5)。
图5示出了根据本发明的第一实施例的机加工方法，在该机加工方法中，实行单个机加工步骤。如图5所示，以具有振幅(A)的重叠侧向运动沿着路径(6)移动牙科刀具(4)的轴线(4a)，而不将未经机加工的部分(2′)与牙科块材(2)的其余部分分开。路径(6)距离赤道(5a)的量等于牙科刀具(4)的直径的一半加上重叠侧向运动的振幅(A)的一半。振幅(A)沿着路径(6)变化，使得除了保持桩(5b)之外，牙科修复体(5)的赤道(5a)周围的牙科块材(2)的其余部分被完全去除。图2示出了在单个机加工步骤完成后的牙科块材(2)。
为了易于描述，将针对顺序地实行两个机加工步骤的情况解释多步骤机加工。图6至图8示出了根据本发明的第二实施例的机加工方法，在该机加工方法中，顺序地实行两个机加工步骤。图6示出了第一机加工步骤。如图6所示，以具有振幅(A)的重叠侧向运动沿着路径(6)移动牙科刀具(4)的轴线(4a)，而不将未经机加工的部分(2′)与牙科块材(2)的其余部分分开。路径(6)距离赤道(5a)的量至少等于牙科刀具(4)直径的一半加上重叠的横向运动振幅(A)的一半。振幅(A)沿着路径(6)保持基本上恒定。图7示出了在第一机加工步骤完成后的牙科块材(2)。如图7所示，牙科修复体(5)的赤道(5a)周围的牙科块材(2)的其余部分仅在牙科块材(2)的三个区段中被完全去除。图8示出了第二机加工步骤。如图8所示，以具有振幅(A)的相同重叠侧向运动沿着路径(6)移动牙科刀具(4)的轴线(4a)，而不将未经机加工的部分(2′)与牙科块材(2)的其余部分分开。路径(6)远离赤道(5a)的量至少等于牙科刀具(4)的直径的一半加上重叠侧向运动的振幅(A)的一半。振幅(A)沿着路径(6)保持基本上恒定。图2示出了在第二机加工步骤完成后的牙科块材(2)。如图2所示，在第二机加工步骤之后，除了保持桩(5b)之外，牙科修复体(5)的赤道(5a)周围的牙科块材(2)的其余部分被完全去除。

Claims (12)

1.一种由计算机实施的方法，所述方法用于在利用或不利用保持桩(5b)的情况下通过使用至少一个牙科刀具(4)来至少完全地沿着赤道(5a)精加工或预精加工牙科修复体(5)来机加工牙科块材(2)，所述方法的特征在于，包括以下步骤：
以具有振幅(A)的重叠侧向运动沿着路径(6)移动所述牙科刀具(4)的轴线(4a)，并且不将未经机加工的部分(2')与所述牙科块材(2)的其余部分分开，其中，所述路径(6)远离所述赤道(5a)的量至少等于所述牙科刀具(4)的直径的一半加上所述重叠侧向运动的振幅(A)的一半。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙科刀具(4)围绕所述赤道(5a)移动至多一圈，以在利用或不利用保持桩(5b)的情况下至少完全地沿着所述赤道(5a)精加工或预精加工所述牙科修复体(5)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙科刀具(4)围绕所述赤道(5a)移动多于一圈，以在利用或不利用保持桩(5b)的情况下至少完全地沿着所述赤道(5a)精加工或预精加工所述牙科修复体(5)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述重叠侧向运动的振幅(A)沿着所述路径(6)保持恒定或变化。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述路径(6)具有余摆线形状。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，两个牙科刀具(4)用于机加工所述牙科块材(2)，其中，所述两个牙科刀具(4)的轴线(4a)在相对的方向(z)上平行地对齐，并且沿着对应的路径(6)同时或顺序地移动，以在利用或不利用保持桩(5b)的情况下至少完全地沿着所述赤道(5a)精加工或预精加工所述牙科修复体(5)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，至少一个牙科刀具(4)的侧向表面用于机加工所述牙科块材(2)，其中，所述牙科刀具(4)的轴线(4a)穿透穿过整个牙科块材(2)或仅穿透在所述牙科块材(2)的部分中。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，每个牙科刀具(4)是下者中的一种：具有或不具有拐角半径的圆柱形刀具、球形刀具、复曲面形刀具、圆锥形刀具、具有经限定的切削刃的铣削刀具、或具有未经限定的切削刃的磨削刀具或具有前述刀具中的一个或多个的组合形状的刀具。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，所述牙科块材(2)由包括陶瓷、预烧结陶瓷、金属、预烧结金属、塑料和/或复合材料的材料制成。
10.一种包括计算机可读代码的计算机程序，以用于促使基于计算机的牙科机加工系统(1)执行根据权利要求1至9中的任一项所述的方法步骤。
11.一种存储根据权利要求10所述的计算机程序的计算机可读存储装置。
12.一种牙科机加工系统，包括：
牙科机床(1)，其包括：
一个或多个滑座单元(3)，每个滑座单元能够移动地保持用于机加工所述牙科块材(2)的对应侧的至少一个牙科刀具(4)；
保持单元，其用于相对于所述牙科刀具(4)相对能够移动地保持至少一个牙科块材(2)；
其特征在于，还包括：
控制单元，其具有适于根据在权利要求1至11中的任一项中所限定的方法来单独地控制所述滑座单元(3)和所述保持单元的驱动的计算机程序。
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