CN1248657C - 用于制造全瓷牙齿部件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过制造支架，例如由氧化铝组成，制造齿冠等等的方法，其中在工作模的末端(3)上收缩配合一薄膜(6)，薄膜(6)涂上釉子，在从末端上取下薄膜后釉子焙烧成一支架。为了加快这一方法和避免材料损失，末端(3)装在一可回转的轴(2)上。釉子用工具(5)涂覆。在涂覆釉子期间和/或之后用一吹风机(7)吹平。这种方法也可以在数控机床上进行，用数控机床接着还可以涂上镶装陶瓷。代替薄膜(6)可以涂上类似唇膏的分隔剂，它在超过45℃时熔化，如果放弃位置保留功能的话。本发明也发表无折皱地收缩配合薄膜(6)(的方法)。其次本发明指出，怎样在陶瓷炉本身内可以进行浸润，其中支架放在一吸收多余玻璃的底板上。此外本发明发表一种用于釉子的定量给料装置，用这种装置可以将釉子以均匀的成分定量施加在收缩配合的薄膜上。

Description

用于制造全瓷牙齿部件的方法和装置

由WO97/35531已知一种用于制造牙科技术中的嵌体、齿冠和齿桥的支架的方法。在这种方法中支架例如由氧化铝制成，其中在工作模的末端上套上一薄膜，套上的薄膜上涂上由相应材料，例如氧化铝组成的釉子，然后将薄膜从工作模上取下，并与在它上面的釉子一起焙烧。在陶瓷质燃烧时收缩薄膜烧掉并得到小帽形的支架。然后通常用玻璃质进行小帽的浸润。接着在这样制作的小帽上进行通常的镶装陶瓷的构建。

按这种方法制造的假牙绝对无金属，因此是生物兼容的，并达到金属复合陶瓷的强度值。因此由于制造方便和材料费用少可以为大众提供有价值的假牙。

尽管用这种方法与由EP-A-02241384已知的方法相比工作量大致上节省70-80％，按照本发明仍然能达到各个单独的工作部分的再次缩短，由此达到质量的改进，下面还要具体地对此加以较详细的说明。

借助于附图对按本发明的步骤加以解释。附图中：

图1在套上的薄膜上涂覆釉子的装置；

图2除了釉子以外还可以涂覆镶装陶瓷的数控机床；

图3用来快速和无折皱地将薄膜套在单个末端上的装置；

图4用来涂覆釉子或其他陶瓷质的装置的顶视剖视图；

图5在浸润期间用于支架的底座；

图6用于浸润预烧结的带玻璃的支架的装置。

按本发明的全瓷牙齿部件包括全陶瓷嵌体、齿冠、齿桥、部分齿桥和用于植入物或上部结构的构架。

迄今为止在已知方法中釉子的涂覆用刷子进行。这导致由于釉子从薄膜上滴下造成材料损失。在釉子焙烧以前，它必须在薄膜上略微干燥。迄今为止这通过在空气中停留相应的时间来保证。

因此本发明的一个想法是，加快已知方法而不造成材料损失，这在下面借助于图1作较详细的说明。

电机1驱动轴2，并且可以调节到约每分钟1转的转速。在轴2的末端上用粘接蜡4固定一通常是工作模的石膏末端的末端3。在将末端3插入粘接蜡4时应该注意，将末端尽可能好地安装得相对于轴的旋转轴线同心，这使釉子的涂覆更容易。

在末端3的制品上收缩配合一薄膜6。为了实现无折皱的收缩配合，薄膜适合于像后面借助于图3说明的那样地收缩配合。

借助于工具5，例如刷子，把釉子涂覆在薄膜6上。如果采用图4中所示的涂覆装置特别有好处。

在涂覆釉子的期间和/或以后用加热到超过周围温度的气体使釉子干燥。为此适宜于使用一个其出口空气温度可调的电吹风器7。在涂覆釉子期间25℃至最高40℃的空气温度证明是合适的。

用热空气吹釉子加快干燥过程并可以使釉子物质均匀地干燥。这对焙烧的陶瓷材料的组织起有利的作用。

在釉子干燥以后，薄膜6必须从末端3上取下。为此电吹风器温度提高到80°-120℃，这导致位于薄膜6和末端3的制品之间的分隔层的熔化。从而保证薄膜容易地取下。

接着焙烧薄膜6连同位于其上的釉子，这时薄膜的塑料材料不留残渣地烧掉。在焙烧过的小帽的所谓的浸润和正常的加工以后可以进行镶装陶瓷的构建。从上述说明中还可以看出，这一方法可以毫无困难地集成在按图2的后面要说明的自动方法中。

在图2中表示一数控铣床的电机，它带动轴2旋转。在轴的端部上固定一工作模的末端3，它有一个形状与患者牙齿残留部分或植入物一致的制品3a。末端3适合于用粘接蜡4固定在轴2上，这里轴2端部和末端3之间的一定程度的形状吻合可以是有益的。在制品上无折皱地收缩配合一收缩薄膜6。代替薄膜也可以涂覆唇膏状分隔剂。但是出于简便起见下面本发明仅仅按薄膜方法叙述。

作为数控方法的第一步首先扫描和数字贮存套在对象上的薄膜的表面轮廓。就像在现代数控机床上常用的那样这借助于激光器8进行，但是也可以用机械方式扫描。接着借助于一在图4中详细示出的类似滴定管的涂覆装置9进行釉子的涂覆。这里出口尖端9a以很小的距离在旋转的薄膜上移动，其中出口尖端9a到薄膜表面的距离通过预先贮存的表面轮廓数值数字控制。轴2的转速和尖端9a处釉子流出的速度这样地相互协调，使得保证材料连续地从尖端9a流到薄膜表面上。通过这个措施小帽在这个工位时便已经差不多具有所希望的壁厚。

作为下一个工步通过具有铣刀10的数控铣头11进行多余材料的铣去。虽然在牙科技术中借助于数控铣床铣出轮廓并不新鲜，但是在现有技术中这基本上通过由整块材料铣出实现。而在本发明中通过有控制的釉子的涂覆待铣去的量已经减少到最小的程度，这可以大大地加快工作。

在釉子经过短时间的干燥后位于制品3a上的小帽12从它上面取下，烧结并按已知方法浸润，从而达到必要的强度。

其次上述按本发明的、由已知数控机床组成的、按本发明与一类似滴定管的定量给料装置相组合的结构可以用来制造整个陶瓷齿冠。为此完工的小帽在浸润后重新套在制品3a上。先前由收缩薄膜占有的空间可以由蜡或类似材料代替，从而保证可靠的固定。

陶瓷材料—像先前釉子涂在薄膜上那样—涂覆在小帽上，其中涂覆滴定管通过数字化贮存的数值进行控制，它相应于齿冠的所希望的解剖形状。为此预先在制品3a上插上一例如由蜡制作的牙齿模型，其表面(数值)用已经叙述过的方法贮存起来。当然在这种材料涂覆时应该计算进陶瓷在焙烧时的收缩。

陶瓷材料的涂覆可以由多个含有不同色调材料的滴定管进行。通过相应的涂层和控制可以调整到所希望的齿冠色调。这种控制可以通过滴定管内挤压压力的调整或通过活塞的进给量进行，以及通过计算机在三维图形显示中建立。

其次在按本发明的方法中重要的是，薄膜可以迅速和无折皱地套上。

由图3可以看到一种深拉装置的基本结构，它满足上述要求。薄膜13通过一张紧装置14固定。因为薄膜13在加热后由于其质量小热量迅速散失，通常(未画出)设有贮热元件。在由容器壁16构成的粒料盛放空腔15中盛有粒料以固定对象，这里是单个末端3。在盛放空腔15的底部设有一过滤器17，它防止粒料通过真空吸到过滤器之下。

加热的薄膜放在密封凸台18上并深拉。这时它包围单个末端3。到这里为止本发明和现有技术之间没有区别。

但是对于所希望的精度这样的装置还不适用。一方面在上述方法中需要非常薄的薄膜。对于釉子技术中单个末端的覆盖薄膜厚度为0.1mm或更薄；对于伸缩齿冠技术至多为0.6mm。这种薄膜在普通的深拉装置中必然被扎破。

通过应用按本发明的漏斗19，它在上边缘处可以设置一密封凸台20，可以令人惊奇地防止薄膜的扎破并达到在单个末端上的无折皱涂覆，因为在深拉时漏斗将薄膜确定地引导到末端上，由此达到在末端上均匀的材料厚度。

在薄的薄膜时可能由于粒料产生另一个问题，粒料通常由直径为约0.5mm的圆柱形铝组成。

现在发现直径为0.2至0.5mm，最好是0.3mm的小铜球特别合适，因为它不打穿薄膜。

在薄膜收缩配合后将末端尖端上有限区域内的薄膜去除是有益的。由此牙齿的完工状态下的小帽直接位于残留牙齿上，由此减小牙齿结构中的应力。

在这种方法中由薄膜所填满的空间具有保留位置的功能，这在齿冠和齿桥技术中是希望的，因为这保证胶结材料的流出。

在制造嵌体、部分齿冠和用于植入物或上部结构的构架时这种位置保留功能不必要，甚至不希望，因为这个假牙零件应该直接与其相配部分接触。因此这里人们提到粘接胶结。但是特别是在植入技术中不希望有间隙，因为这可能是植入物掉脱的原因，因为通常齿冠与植入物螺钉连接，弯矩的出现会导致齿冠断裂。

在本发明的开发过程中开始目标是，用特别薄的材料代替薄膜，它不再具有不希望的位置保留性能。现在发明者特别惊奇地发现，像Labello(Beiersdorf AG厂注册的商标)这样的商业中常见的护唇膏最适合。为此材料必须加热，超过45℃，涂覆在末端上，因为它可以形成薄如蝉翼的膜。由于此薄膜因为其厚度小可见性差和/或为了改善对激光束的反射有利于唇膏的着色。

这样在冷却后末端上覆盖了一层膜，在涂覆釉子时它不碎裂，并且釉子很好地附着在它上面。在取走工作模以后此坯料进行烧结。这时按本发明的分隔剂重新液化并首先被陶瓷像海绵一样吸收，接着在高的烧结温度时不留残渣地烧掉。由此达到所希望的精度。

因此这样制造出来的修补品最好地适合于粘接胶合，并且特别适合于植入技术。

在制造人造牙齿等等时一如既往将釉子形式陶瓷物质用刷子手工涂在对象上。这个技术和画家的技术几乎没有什么差别，画家用刷子将油彩从调色板上涂到画布上，而牙科医师通常使用玻璃板。因为釉子由陶瓷粉和普通的水的混合物组成，水会从混合物中蒸发掉，由此使釉子无法使用，因为它变得太脆。特别是在氧化铝釉子时水的比例是一个非常关键的量。在水的比例不是最佳的情况下焙烧时得到差的组织，从而得到低的断裂强度。因为这对于牙科医师来说是众所周知的，他在放在工作玻璃板上的釉子上放上贮湿器，例如湿的小纸球等等。在这一点上想象力是没有限制的。

但是另一方面也存在这样的危险，由于要求的刷子的洗净在釉子内加入太多的水。这在最终效果方面也有同样的不利后果。

在图4中所示的涂覆装置保证在工作时的恒定的液体/陶瓷粉比例。

涂覆装置由一外管21组成，它在使用时像刷子一样拿在牙科医师手中。在外管21内放入一弹性内管23，它最好由硅橡胶制成，它装灌陶瓷物质。外管21和内管23逐渐变细成为一涂覆尖端24。因为涂覆装置的内腔通过顶盖25封闭，可以通过在指压开口26处施加手指压力产生过压，它使釉子在涂覆尖端24处流出。为了能够卸除在压扁的内管回复到正常位置时所形成的负压，可以设置一进气阀27。

为了与当时的工作条件相适应涂覆尖端可以像自来水笔那样开槽或做成刷子类型。尖端的形式取决于釉子的粘度。

因为弹性内管23可以推入外管21内，按本发明釉子可以在陶瓷粉末的制造厂那里混合并装入内管23内，因为在牙科实验室里混合时容易使混合比弄错。为了得到可使用的釉子，只需将内管两端切开或者用别的办法打开。

与其他可以想像的装置相比这种结构有这样的优点，绝不需要机械零件，如活塞。

用按图5和6的装置达到方法的进一步加快。

迄今为止在浸润期间支架放在一铂箔上。熔化的玻璃不润湿铂。因为原则上必须用过量的浸润粉工作，支架表面上多余的玻璃流到铂箔上，并在那里在支架上形成玻璃脚，它只能在费力的精细工作中通过磨削和/或喷砂才能去除，也许必须通过再次加热才能去除多余的玻璃部分。除了可观的加工费用外还存在这样的危险，在这种工作时支架受到损坏。

用按图5的装置保证快速和可靠地去除多余玻璃。

图5表示一底板28，它在所示情况下做成旋转对称的，这使其制造更容易。底板28表面具有之字形锯齿轮廓29形状的凹凸表面结构。任何其他凹凸轮廓也或多或少同样好地适用。重要的是，抬高的区域与支架相比不要太大。其次底板28具有槽30，它被一放在它上面的齿桥支架31桥接。

底板28由一种多孔材料制成，它能被玻璃润湿。在这一点上与现有技术要求相反，现有技术是从不可润湿的铂箔出发的。在牙科技术中常用的填料证明是特别合适的材料。但是原则上任何陶瓷材料都可被玻璃润湿，因此都是适用的。

在加热过程中桥板31上的多余玻璃流下来，一方面滴在槽30内，另一方面被多孔表面吸收。正好对于在中部具有大量物料的桥板滴下的可能性是有利的，因为滴下的玻璃与桥板不再有连接。

由此减少了以后需要去除的玻璃的量。因为在流动的玻璃进入底板多孔的材料时形成玻璃和陶瓷的混合物，还挂在支架上的多余玻璃与纯粹的玻璃相比具有较小的强度值。它可以容易和迅速地用机械的方法去除。

在从底板上取下时支架也不会损坏，因为在图中所示的锯齿便于从底板上折断下来，而不需要特别大的力，如果底板由填料之类组成的话。

在图6中示意表示一常用的陶瓷焙烧炉，它用在牙医实验室中。穿过炉子32的壁插入一可从外面移动的、类似于滴定管的涂覆装置33，它适合于支承在一球形万向节34内。在所示情况下涂覆装置由一带尖端36的铂管35组成。因为铂管35可移动地支承在球形万向节34之内，涂覆尖端36在炉子32内可三维运动。

下面介绍按本发明的用于齿桥的支架的制造。

按上述薄膜法首先由陶瓷混合物制造两个小帽12a和12b，它们用一由同一材料，例如氧化铝制成的齿桥中间环节40连接起来，齿桥中间环节40可以用手工，但是也可以用机器制造，其中两个小帽12a和12b的位置与工作模尺寸相配，并且它由一预先烧结好的坯料计算机控制铣削出来。接着将支架烧结。如果这样制成的齿冠支架按现有技术浸润，那末在这一时刻使a)炉子冷却，b)取出齿冠支架，c)加上粉状的浸润玻璃，和d)撒上玻璃粉的支架重新加热以使玻璃熔化。作为浸润玻璃通常应用由EP-A-0030851已经公知的玻璃料，或者一种具有高镧含量的玻璃。这些工步与能量和时间损失相关，被当作是本发明的原因。

因此第一个工步是，支架留在炉子内不冷却，最好放在按图5的底板28上。

在烧结期间和/或刚刚烧结以后浸润玻璃在炉子32内自动熔化，这时在铂管35内插入一玻璃棒37，它在尖端36处刚刚开始变成液体。通过相应地推进玻璃棒37给予充分的定量给料可能性，直至支架完全用浸润玻璃覆盖。在约1100℃下约4小时后浸润过程结束。此过程可以通过一未画出的耐火玻璃窗观察。

代替玻璃粉采用制作好的玻璃棒有这样的优点，可以放弃费用昂贵的玻璃粉的制作。

本来玻璃粉在铂管内的熔化并不是毫无问题的，因为液态玻璃不润湿铂，在铂管内不存在毛细管效应。因此如果不采取特别的预防措施的话，玻璃便简单地从铂管流出。一个这种预防措施是所示的熔化腔38，玻璃粉可以在它里面处于铂管的水平位置中熔化，而使玻璃不致流出。然后在铂管的适当位置时可以借助于所示的吹气风箱39使玻璃定量给料。

其次还应该注意，铂和其他合适的金属具有高的导热能力，这使得需要采取未画出的隔热措施，才能使铂管35可以操作。

在浸润和通常的后续机械加工结束后在另一个烧结工序中将镶装陶瓷涂在齿桥支架上。

因此用本发明达到了制造全陶瓷修复的进一步突破，它一方面适合于对假齿的所有质量要求，另一方面由于该方法的高效率费用特别低。就这点而言本发明满足社会的需要。

附图标记表

1  电机

2  轴

3  末端(Stumpf)

4  粘接蜡

5  涂覆工具

6  收缩配合的薄膜

7  电吹风器

8  激光器

9  釉子涂覆装置

9a 出口尖端

10 铣刀

11 铣头

12 小帽

13 收缩配合前的薄膜

14 张紧装置

15 粒料盛放空腔

16 壁

17 过滤器

18 第一密封凸台

19 漏斗

20 第二密封凸台

21 外管

22 陶瓷物质

23 内管

24 涂覆尖端

25 顶盖

26 指压开口

27 进气阀

28 底板

29 锯齿轮廓

30 槽

31 桥板

32 陶瓷炉子

33 润湿玻璃涂覆装置

34 球形万向节

35 铂管

36 尖端

37 玻璃棒

38 熔化腔

39 吹气风箱

40 齿桥中间环节

Claims (11)

1.利用尖晶石、氧化铝或氧化锆组成的支架制造全瓷牙齿部件的方法，

其中在工作模的末端上套上薄膜，此套上的薄膜设有一种釉子，并将位于从工作模上取下的薄膜上的釉子焙烧，

或者其中在工作模的末端上涂上分隔剂，它在超过45℃的温度时是液体，并在室温时具有唇膏一样的粘稠度，涂上去的分隔剂设釉子，在工作模脱开后将此材料焙烧，

其中在两种情况下，在釉子涂覆期间末端固定在一旋转着的轴上，并在形成的坯料焙烧后用玻璃浸润；

其特征在于：末端固定在数控铣床转轴的尖端上，使得通过对制品表面轮廓的扫描将此轮廓贮存起来，通过贮存的数据控制定量给料装置，它将釉子均匀地涂覆在薄膜或分隔剂上，接着将涂上的釉子状材料借助于贮存的数据铣削到规定的厚度。

2.按权利要求1的方法，其特征在于：对制品表面轮廓的扫描借助于激光束来完成。

3.按权利要求1的方法，其特征在于：通过深拉将薄膜套在末端上，在深拉期间末端固定在一粒料床上，并通过在末端下方施加真空将加热的薄膜套在末端上，并且末端在一粒料盛放空腔之内被一漏斗包围，此漏斗在深拉时将薄膜引导到末端上。

4.按权利要求1至3之任一项方法，其特征在于：在制造齿冠时，制造的小帽固定在位于旋转轴的末端上，在小帽上插上一相应希望的齿冠解剖形状的模型，扫描此模型并贮存起来，将此模型拿走后按希望的厚度数控涂覆陶瓷材料，将小帽加陶瓷材料焙烧成完工齿冠。

5.按权利要求1至3之任一项的方法，其特征在于：在薄膜和末端制品之间涂上一层分隔层。

6.按权利要求1至3之一项的方法，其特征在于：为了浸润烧结的支架，支架在加热期间放在一多孔的、可通过液态玻璃润湿的底板上，它吸收多余的玻璃。

7.按权利要求1至3之一项的方法，其特征在于：为了在陶瓷炉内浸润烧结的支架，支架不从陶瓷炉中取出，玻璃物质在烧结期间和/或之后在一位于陶瓷炉内的涂覆装置中熔化，液态玻璃由涂覆装置涂覆在支架上。

8.按权利要求7的方法，其特征在于：玻璃物质作为玻璃棒提供。

9.实现按权利要求1至8之一项的方法的装置，其特征在于用于轴(2)的转速可调的电机(1)，轴在其端头上允许装在一工作模的末端；和一空气温度可调的吹风机(7)。

10.按权利要求9的装置，其特征在于，它由一带激光扫描装置(8)的数控铣床组成，其中在铣床内至少内置一同样可以控制的用于釉子或陶瓷材料的定量给料装置(9)，定量给料装置像铣刀一样可以受控制地在待涂覆对象的表面上方移动，待涂覆对象固定在可旋转的轴(2)上。

11.按权利要求9或10的装置，其特征在于，它具有用来按权利要求1至3之任一项的方法涂覆釉子，或用来按权利要求4的方法涂覆陶瓷材料的装置，并具有一里面放入一弹性内管(23)的外管(21)，其中外管(21)设有一指压开口(26)，弹性内管(23)在一端逐渐缩小成一涂覆尖端(24)。另一端封闭，与大气隔绝。

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