DE102016116785B4 - Verfahren zum Anfertigen von Zahnrestaurationen aus gesinterten Vorformen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren wird bereitgestellt zur Formgebung einer angepassten Zahnrestauration aus einer Vorform, wobei die Vorform einen Vorformkörper und einen Vorformstiel umfasst. Ein Verfahren wird ferner offenbart zum Erzeugen einer oder mehrerer Nesting-Positionen für die Restaurationsgestaltung innerhalb der Geometrie des Vorformkörpers relativ zu der Position des Vorformstiels. Ein Verfahren wird ferner offenbart zum Erzeugen von maschinellen Bearbeitungsanweisungen basierend auf der ausgewählten Nesting-Position, um die maschinelle Bearbeitung für Behandlungsstuhl-Anwendungen zu optimieren.

Description

• Die Erfindung betrifft Verfahren zum Anfertigen einer Zahnrestauration aus einer Vorform gemäß den Ansprüchen 1 und 19.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Keramikmaterialien, die zur Verwendung auf dem Gebiet der Zahnmedizin bekannt sind, stellen Restaurationen mit hoher Festigkeit bereit, wie beispielsweise Kronen, Brücken und dergleichen. Einige Keramikmaterialien weisen Biegefestigkeitswerte auf, die 800 MPa überschreiten, wenn vollständig gesintert, was zu Restaurationen führt, die gegen Absplittern, Zerbrechen und Abnutzung widerstandsfähig sind. Materialfortschritte stellen eine verbesserte Ästhetik in Farbe und Transluzenz bereit, während eine annehmbare Festigkeit beibehalten wird, und Restaurationen können aus diesen Materialien auf eine kostenwirksame Art und Weise angefertigt werden.
• Zahnrestaurationen, die durch computerassistierte Gestaltungsprozesse erzeugt werden, können durch CAM-Prozesse aus porösen Keramikmaterialien im Grün- oder Schrüh-Keramikstadium unter Verwendung eines Vergrößerungsfaktors gefräst werden, um die Verringerung in der Gesamtgröße beim Erwärmen auf volle Dichte aufzunehmen. Nach dem Fräsen wird die poröse Restaurationsgestaltung auf volle Dichte gesintert, um eine endgültige Restauration zu erzeugen. Nachteilhafterweise können die getrennten Schritte des Fräsens der zahntechnischen Gestaltung der porösen Keramik und des Sinterns der gefrästen Form, um die endgültige Restauration zu bilden, Zahnärzte daran hindern, Keramikrestaurationen am Behandlungsstuhl (chair-side) anzufertigen, was die Zeit erhöht, die ein Patient auf die Reparatur warten muss.
• Um den Zeitaufwand zum Anfertigen einer Restauration am Behandlungsstuhl (chair-side) zu verringern, offenbart die US 2006/0 204 932 A1 eine Ansammlung oder Bibliothek von „intelligenten“ Fräsrohlingen, die in Geometrien und Größen vorkonfiguriert sind, die den endgültigen Zahnteilen sehr ähneln. Materialabfall kann im Vergleich mit herkömmlichen Fräsrohlingen verringert werden, die eine einzige Größe und Form aufweisen, was wünschenswert ist, wenn edle oder halbedle Materialien verwendet werden. Die intelligente Fräsrohling-Bibliothek wird beschrieben, als eine Reihe von Rohlingen mit Geometrien zu umfassen, die sich anders als durch einen Maßstab unterscheiden und bevorzugt höchstens eine symmetrische Ebene aufweisen. Der Rohling wird in einer Formgebungsvorrichtung durch den integrierten Halter angebracht, der einen Orientierungs-spezifischen Befestigungsschlüssel für die Fräsmaschine aufweist.
• Verfahren zum Herstellen von Keramikrestaurationen aus endkonturnahen fräsbaren Rohlingen sind ebenfalls beispielsweise aus der im gemeinsamen Besitz befindlichen US 2013/0 316 305 A1 bekannt, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Ein Kit wird offenbart, der fräsbare Rohlinge von verschiedenen Formen enthält, wobei jede Form geformt ist, um eine Restaurationsform genau zu replizieren, womit der Materialabtrag bei Behandlungsstuhl-Prozessen (chairside processes) minimiert wird. Der Kit umfasst eine Vielfalt von Formen und Farbtönen von Restaurationsrohlingen, sowie auch Behandlungsstuhl-Software (chair-side Software) und eine Behandlungsstuhl-Fräsmaschine (chair-side milling machine), um fräsbare Rohlinge in fertige konturierte Restaurationen durch einen Zahnarzt umzuwandeln. Ferner ist beispielsweise aus der DE 10 2016 114 251 A1 eine maschinell bearbeitbare Vorform zur Formgebung in Zahnrestaurationen wird beschrieben, die Material mit geeigneter Festigkeit zur Verwendung in dental Anwendungen umfasst, ohne eine weitere Verarbeitung nach der Formgebung zu erfordern, um das Material zu festigen.
• ABRISS DER ERFINDUNG
• Zur Vermeidung der mit den bekannten Verfahren einhergehenden Nachteil sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Anfertigen einer angepassten Zahnrestauration, wie beispielsweise einer Krone, aus einer maschinell bearbeitbaren Vorform gemäß Patentanspruch 1 bzw. gemäß Patentanspruch 19 vor. Die Verfahren sind zur Formgebung von Materialien, die ausreichende Festigkeits- und Härteeigenschaften aufweisen, in Zahnrestaurationen geeignet, die direkt in den Mund eines Patienten eingefügt werden können, ohne einen weiteren Verarbeitungsschritt zu benötigen, um das Material zu festigen, nachdem es geformt wurde. Hier beschriebene Verfahren und Vorrichtungen verringern die Zeit, die erforderlich ist, um eine fertige Zahnrestauration herzustellen. Vorteilhafterweise können vollständig gesinterte Materialien, die für Festigkeit und Dauerhaltbarkeit bekannt sind, wie beispielsweise gesintertes Zirkondioxid, direkt in Restaurationen bei Behandlungsstuhl-Anwendungen oder in einem Labor geformt werden, ohne Sinterprozesse zur Nachformgebung zu erfordern. Eine neuartige gesinterte, geformte Vorform und ein Formgebungswerkzeug, sowie auch ein einzigartiges Nesting- bzw. Schachtelungs-Verfahren, maschinelle Bearbeitungsstrategien und Werkzeugwege werden beschrieben.
• Eine gesinterte Vorform, aus der eine endgültige, angepasste Zahnrestauration geformt wird, umfasst einen Körper aus gesintertem Material und einen Stiel, der von der Mitte des Vorformkörpers vorsteht. Wenn sie in einer Behandlungsstuhl-Fräsmaschine in einer Zahnarztpraxis verwendet wird, wird die Zeit, um ein angepasstes fertiges Produkt zu erzeugen, erheblich verringert. Einzigartige Merkmale der gesinterten Vorform umfassen die Größe und Form des Vorformkörpers, der die meisten angepassten Restaurationsgestaltungen aufnimmt, und verringern die Menge an gesintertem Material, das während des Formgebungsprozesses einer Zahnrestauration zu entfernen ist. Vorteilhafterweise bringt die Form der Vorform mehrere Optionen zum Schachteln bzw. Nesting der Zahnrestauration unter, und hier beschriebene Verfahren zum Auswählen von Nesting-Positionen basierend auf Stiel-Platzierungsoptionen ermöglichen die Erzeugung von einzigartigen Werkzeugwegen zur Formgebung von Zahnrestaurationen aus gesinterten Materialien.
• Ein Verfahren zum Anfertigen der gesinterten Vorform wird ebenfalls offenbart, das die Schritte des Erhaltens von ungesintertem Material, der Formgebung der ungesinterten Materialien in eine ungesinterte geformte Zwischenform, die einen Körper und ein Stiel aufweist, und das Sintern der geformten Zwischenform auf volle Dichte umfasst, um die gesinterte Vorform zu bilden. Ungesintertes Material kann in der Form eines Blocks erhalten werden und dann in eine einheitlich geformte Form gefräst werden, die den Körper (201), den Stiel (202) und optional eine Befestigung (203) umfasst, die gegebenenfalls vergrößert wird, um Schrumpfen beim Sintern aufzunehmen. Alternativ kann ungesintertes Material in die ungesinterte geformte Zwischenform beispielsweise durch Spritzgießen gegossen werden. In einer weiteren Alternative kann ungesintertes Material zuerst in eine erste geformte Form gegossen und dann anschließend zur Formverfeinerung in eine zweite geformte Form vor dem Sintern gefräst werden.
• Ein Verfahren zum Anfertigen einer angepassten Zahnrestauration umfasst Gestalten einer angepassten Restauration durch einen bekannten CAD(computer-aided design)-Prozess, Schachteln einer CAD-Zahnrestaurationsgestaltung innerhalb eines Computermodells eines Vorformkörpers, Erzeugen von Werkzeugwegen aus einer maschinellen Bearbeitungsstrategie und der Positionsinformation aus der geschachtelten Restaurationsgestaltung, und maschinelle Bearbeitung der gesinterten Vorform in die endgültige Restauration. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren ein Schachteln der Restaurationsgestaltung innerhalb des Vorformkörpers, wobei der Vorformstiel außerhalb der proximalen Kontaktbereichen von benachbarten Zähnen positioniert ist. Ein Verfahren umfasst ferner Erzeugen von wenigstens zwei Werkzeugwegen zur Formgebung der okklusalen Seite der Restauration oder inneren Oberfläche einer Restauration, wobei ein erster Werkzeugweg einen dem Vorformstiel benachbarten Werkzeugwegeintrittspunkt aufweist und ein zweiter anderer Werkzeugweg einen Werkzeugeintrittspunkt auf der vorderen Seite der Vorform aufweist - der Seite, die dem Stiel entgegengesetzt ist. In einer anderen Ausführungsform werden wenigstens zwei Werkzeugwege zur Formgebung der Restauration von der okklusalen Seite und wenigstens zwei zusätzliche Werkzeugwege zur Formgebung der inneren Oberflächenseite der Restauration bereitgestellt.
• Figurenliste
• 1A. Eine graphische Darstellung einer seitlichen Perspektivansicht einer Zahnrestauration, die aus einer Vorform geformt und an einem Stiel befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform.
• 1B. Eine graphische Darstellung einer Zahnrestauration gemäß einer Ausführungsform.
• 1C. Eine graphische Darstellung eines Computermodells einer Zahnrestauration, die innerhalb eines Modells der Vorform geschachtelt ist.
• 2A. Eine obere Perspektivansicht einer graphischen Darstellung einer Vorform auf einem Dorn gemäß einer Ausführungsform.
• 2B. Eine untere Perspektivansicht einer graphischen Darstellung einer Vorform gemäß einer Ausführungsform.
• 2C. Eine untere Ansicht einer graphischen Darstellung einer Vorform gemäß einer Ausführungsform.
• 2D. Eine Seitenansicht einer graphischen Darstellung einer Vorform gemäß einer Ausführungsform.
• 3. Eine Seitenansicht einer graphischen Darstellung eines Schleifwerkzeugs gemäß einer Ausführungsform.
• 4A. Eine graphische Darstellung eines auf eine Restaurationsgestaltung angewandten Werkzeugwegs.
• 4B. Eine graphische Darstellung eines Abschnitts eines Werkzeugwegs auf einer geneigten Fläche gemäß einer Ausführungsform.
• 5A. Eine graphische Darstellung eines Bergab-Werkzeugwegs gemäß einer Ausführungsform.
• 5B. Eine graphische Darstellung eines Bergauf-Werkzeugwegs gemäß einer Ausführungsform.
• 6A. Eine graphische Darstellung eines Nesting-Verfahrens, die Kontaktbereiche gemäß einer Ausführungsform zeigt.
• 6B. Eine graphische Darstellung eines Nesting-Verfahrens, die Kontaktbereiche zwischen angrenzenden Zähnen einer Präparation aus einer okklusalen Ansicht zeigt.
• 7A. Eine graphische Darstellung einer okklusalen Ansicht einer Restaurationsgestaltung und eines Nesting-Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
• 7B. Eine graphische Darstellung einer inneren Oberflächenansicht einer Restaurationsgestaltung und eines Nesting-Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
• 8A-8G. Eine graphische Darstellung einer Ausführungsform einer maschinellen Bearbeitungsstrategie zum Anfertigen einer Restauration aus einer gesinterten Vorform.
• 9. Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Nesting einer Restaurationsgestaltung in einer Vorform gemäß einer Ausführungsform.
• 10. Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Nesting einer Restaurationsgestaltung in einer Vorform gemäß einer Ausführungsform.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Ein Verfahren zum Anfertigen einer angepassten Zahnrestauration wird hier beschrieben. Eine Zahnrestauration, die aus einer maschinell bearbeitbaren Vorform maschinell bearbeitet wurde, wird in 1A (100) veranschaulicht. In einer Ausführungsform umfasst die Vorform ein gesintertes Vorformmaterial, das am Behandlungsstuhl in einer Zahnarztpraxis in eine endgültige Zahnrestauration, wie beispielsweise einer Krone, maschinell bearbeitet werden kann und direkt in den Mund eines Patienten gesichert werden kann, ohne Nachprozess-Sintern zu erfordern. Ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung der gesinterten Vorform in eine angepasste endgültige Zahnrestauration wird bereitgestellt, welches die Zeit verringert, die erforderlich ist, um eine vollständig gesinterte endgültige Zahnrestauration herzustellen. Die hier offenbarten Verfahren und Vorrichtungen umfassen neuartige Merkmale einschließlich einer einzigartigen Vorformgestaltung, Nesting-Strategien, Werkzeugwegen und maschinellen Bearbeitungsstrategien. In einer weiteren Ausführungsform wird ein Kit bereitgestellt, der eine Vorform, ein Schleifwerkzeug und Computerprogramme oder Module zum Nesting einer Restaurationsgestaltung innerhalb der Vorform und zum Erzeugen eines Werkzeug umfasst, um eine fertige Restauration am Behandlungsstuhl zu formen, ohne Sintern nach der Formgebung der Restauration zu benötigen.
• Wie in 2A und 2B veranschaulicht, umfasst eine Ausführungsform einer Vorform (200) einen Körper, (201), aus dem eine Zahnrestauration (101) maschinell bearbeitet wird, und einen Stiel (202), der von dem Körper (201) vorsteht. Wie in 2A veranschaulicht, kann die gesinterte Vorform (200) eine Befestigung (203) umfassen, die an einem Dorn (216) zum Sichern der Vorform (200) an einer Formgebungsmaschine befestigt ist. Maschinen, die hier zur Verwendung geeignet sind, weisen wenigstens 3 Achsen auf, wie beispielsweise eine 3+1 Achsen-CNC-Maschine. Nach der maschinellen Bearbeitung kann, wenn die Restauration (101) abgeschlossen ist, der verbleibende Stiel (102) von der gesinterten Vorform zur sofortigen Platzierung auf einer Zahnpräparation eines Patienten ohne weiteres entfernt werden.
• In einer Ausführungsform weist eine gesinterte Vorform (200), die in 2A, 2B, 2C und 2D veranschaulicht ist, einen kreisförmigen-zylindrischen Körper (201) auf, der eine gekrümmte äußere Oberfläche (204) und eine Zylinderlänge (Linie A-A') aufweist, die in der z-Achsenrichtung eines Formgebungswerkzeugs einer CNC-Maschine ist. Ein Mittelabschnitt (205) des Körpers (201) erstreckt sich zwischen unteren Endregionen (206) und einer oberen Endregion (207). In 2A, 2B, 2C und 2D ist die Länge (A-A') des zylindrischen Körpers (201) im Wesentlichen orthogonal zu der Länge (entlang der Linie C-C') des Stiels (202) in der y-Achsenrichtung. In dieser Ausführungsform steht der Stiel aus einem Stielkontaktpunkt auf der äußeren gekrümmten Oberfläche (204) des Mittelabschnitts (205) des zylindrischen Körpers vor und erstreckt sich zu einem Befestigungselement (203) zur direkten oder indirekten Befestigung an einer Formgebungsmaschine. Die gesinterte Vorform von 2A-2D umfasst ferner einen Hohlraum (208). Die gekrümmte äußere Oberfläche (204) des Mittelabschnitts des in 2A-2C beispielhaft dargestellten zylindrischen Körpers ist im Wesentlichen glatt.
• In der in 2C veranschaulichten Ausführungsform umfasst der zylindrische Körper (201) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt (Linie B-B') parallel zu den unteren und oberen Endoberflächen (209 und 210). Die Enden des zylindrischen Körpers umfassen kreisförmige untere und obere Endoberflächen (209 bzw. 210). In dieser Ausführungsform weist die untere Endoberfläche (209) eine Einwölbung (211) auf, von der sich ein Hohlraum (208) nach innen in den zylindrischen Körper erstreckt und eine innere Oberfläche (212) der Vorform definiert. Der Außendurchmesser eines kreisförmigen Querschnitts des Mittelabschnitts, aus dem die Restaurationsgestaltung geformt wird, kann von etwa 12 mm bis etwa 20 mm, oder von etwa 13 mm bis etwa 18 mm oder von etwa 14 mm bis etwa 17 mm sein. Die Länge des Vorformkörpers zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende ist ausreichend, um die Höhe der meisten Zahnrestaurationsgestaltungen aufzunehmen, wenn beispielsweise vom höchsten Punkt der okklusalen Oberfläche zu dem niedrigsten Punkt an einem Zahnsaum gemessen wird; womit die Länge des Vorformkörpers oder des Mittelabschnitts des Vorformkörpers kleiner als 20 mm, oder kleiner als 18 mm, oder kleiner als 16 mm oder kleiner als 15 mm sein kann, oder zwischen etwa 10 mm und 15 mm sein kann. In einigen Ausführungsformen ist das Verhältnis des Querschnittsdurchmessers des Mittelabschnitts zu der Länge des Vorformkörpers größer als 1,0:1,0.
• Der Vorformkörper (201) kann eine andere Form als einen Zylinder umfassen, beispielsweise einen ellipsoidischen Zylinder, einen Polyeder, einen gekrümmten Polyeder, einen Zylinder mit abgeflachten Oberflächen, ein Quadrat, ein Quadrat mit abgerundeten Rändern und dergleichen. In einer Ausführungsform sorgen die Abmessungen eines Vorformkörpers, der eine unregelmäßige Form aufweist, für eine volle Drehung der Restaurationsgestaltung um die z-Achse. Ein Vorformkörper kann eine Querschnittsgeometrie (parallel mit oberen und unteren Oberflächen) mit einem Inkreisdurchmesser größer als ungefähr 12 mm und einem Umkreisdurchmesser weniger als ungefähr 20 mm am Stielkontaktpunkt aufweisen.
• In einigen Ausführungsformen kann der Körper (201) eine im Wesentlichen gleichmäßige Querschnittsabmessung über die gesamte Körperlänge aufweisen, wobei die obere Endoberfläche (210) und/oder untere Endoberfläche (209) flach sind. Alternativ kann die Vorform einen geformten Rand (213) zwischen der gekrümmten äußeren Oberfläche (204) des Vorformkörpers (201) und der oberen Endoberfläche (210) und/oder unteren Endoberfläche (209) umfassen, welche die oberen und unteren Endregionen (207 bzw. 206) definieren. Der Vorformkörper kann ebenfalls oder alternativ einen geformten Rand (213') um den Umfang des Hohlraums (208) aufweisen. Beispielsweise umgibt, wie in 2A-2D veranschaulicht, ein verrundeter Rand die Einwölbung (211) der unteren Endoberfläche.
• In einigen Ausführungsformen umfasst die Vorform wenigstens einen angefasten Rand, wenigstens einen verrundeten Rand oder sowohl einen angefasten Rand als auch einen verrundeten Rand. Beispielsweise umgibt, wie in 2A-2D veranschaulicht, ein verrundeter Rand die Einwölbung (211) der unteren Endoberfläche. In anderen Ausführungsformen kann der geformte Rand (213) zwischen der zylindrischen gekrümmten äußeren Oberfläche (204) und unteren oder oberen Endoberflächen (209, 210) angefast sein. Der geformte Rand (213') um den Umfang des Hohlraums (208) kann angefast sein. Die unteren und/oder oberen Endregionen (206 und/oder 207) des Vorformkörpers können eine Querschnittsbreite oder einen Durchmesser aufweisen, die/der kleiner als die Breite oder der Durchmesser des Mittelabschnitts (205) ist. In einigen Ausführungsformen weist eine Vorform einen geformten Rand auf, der weniger gesintertes Material aufweist, das beim Anfertigen der endgültigen Restaurationskrone zu entfernen ist, was die Formgebungszeit verkürzt. Der geformte Rand kann ebenfalls einen Zugriff auf den Hohlraum durch ein Formgebungswerkzeug erleichtern.
• Der Stiel (202) trägt den gesinterten Vorformkörper (201) in der Formgebungsmaschine während der Formgebung des Körpers in eine endgültige Zahnrestauration. Der Stiel (202) überbrückt den zylindrischen Körper (201) und optional das Befestigungselement (203), und die Stiellängenachse (C-C') ist orthogonal zu der Länge des zylindrischen Körpers (A-A'). In einigen Ausführungsformen ist die Stiellängenachse innerhalb etwa 30 Grad oder innerhalb etwa 45 Grad der Orthogonalen relativ zu dem Körper. In einem Beispiel erstreckt sich das erste Stielende vom Mittelabschnitt eines zylindrischen Körpers und in einer weiteren Ausführungsform ist der Stielkontaktpunkt ungefähr äquidistant zwischen dem unteren Ende (209) und dem oberen Ende (210) des Vorformkörpers.
• In einigen Ausführungsformen kann vor der Formgebung der gesinterten Vorform eine Stiellänge (entlang der Linie C-C') größer als die Breite des Stiels am ersten Stielende (214) nahe dem zylindrischen Körper sein. (Für Zwecke hier kann die Breite austauschbar mit dem Durchmesser beispielsweise in Ausführungsformen verwendet werden, bei denen der Stiel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist). Die Stiellänge kann zwischen etwa 3 mm und etwa 12 mm oder zwischen etwa 3 mm und etwa 10 mm sein. In einigen Ausführungsformen kann die Stiellänge größer als etwa 3 mm, oder größer als etwa 4 mm, oder größer als etwa 5 mm, oder größer als etwa 6 mm, oder größer als etwa 8 mm sein. In einer Ausführungsform ist die Breite (Durchmesser) des ersten Stielendes (214) weniger als die Breite (Durchmesser) des zweiten Stielendes (215) nahe dem Befestigungselement (203). Die Breite (Durchmesser) des ersten Stielendes kann etwa 1 mm bis etwa bis etwa 4 mm, oder von 1 mm bis etwa 3 mm, oder etwa 1,5 mm bis etwa 3 mm, oder 1,5 bis etwa 2,5, oder weniger als etwa 4 mm, oder weniger als etwa 3 mm, oder weniger als etwa 2,5 mm sein. In einigen Ausführungsformen ist das Verhältnis von Stiellänge zu der Breite oder dem Durchmesser (nahe dem Vorformkörper) des ersten Stielendes (214) größer als etwa 1,5:1, oder größer als etwa 2:1 oder größer als etwa 3:1.
• In einer Ausführungsform ist die Stiellänge größer als der Durchmesser des Formgebungswerkzeugs. In dieser Ausführungsform bildet die Stiellänge einen Raum zwischen dem Vorformkörper (201) und einer Befestigung (203) für den Eintritt eines Formgebungswerkzeugs nahe dem ersten Stielende für den Eintritt in einen ersten Werkzeugweg, ohne dass die Werkzeugspitze das gesinterte Vorformmaterial kontaktiert und um dadurch Werkzeugverschleiß zu verringern. Die Biegefestigkeit des Stiels (202) am ersten Stielende (214) ist ausreichend hoch, um die gesinterte Vorform (200) während der maschinellen Bearbeitung aus einem gesinterten Zustand zu tragen, und ausreichend niedrig für die fertige Restauration, um ohne Weiteres von dem Stiel beispielsweise von Hand abgebrochen zu werden. Die Stielform kann ein Zylinder, konischer Zylinder, Kegel, Prisma oder dergleichen sein, und ist mit dem Mittelabschnitt des Vorformkörpers am Stielkontaktpunkt durch ein erstes Stielende verbunden.
• Wie in 2B-2D beispielhaft dargestellt, beginnt ein Vorformhohlraum (208) an einer Endoberfläche (210, 209) einer unteren oder obere Endregion (206 oder 207) und erstreckt sich in den Körper (201). Die Kontur des Hohlraums bildet eine innere Oberfläche (212) der Vorform, auf die ein Formgebungswerkzeug zugreifen kann. Die Form jedes Hohlraums kann die gleiche oder unterschiedlich sein und kann einen invertierten Kegel, eine Kuppel, einen Zylinder, eine Mulde oder dergleichen umfassen, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt ist, oder kann eine unregelmäßige Form aufweisen. Eine Öffnung oder Ausbruchgeometrie des Hohlraums kann eine Breite (oder einen Durchmesser, wo der Ausbruchbereich beispielsweise kreisförmig ist) aufweisen, die zwischen etwa 20% und 80% des Außendurchmessers oder der Breite des Mittelabschnitts des Vorformkörpers ist. Die Hohlraumöffnung oder Ausbruchabmessung kann einen Oberflächenbereich aufweisen, der etwa 50% bis etwa 80% des Oberflächenbereichs einer oberen Endfläche, einer unteren Endfläche oder eines Querschnitts des Mittelabschnitts ist. Die ungefähre Hohlraumtiefe kann zwischen 5% und 50% der Länge des Vorformkörpers sein. Eine kreisförmige Hohlraumöffnung kann einen Innendurchmesser von bis zu etwa 75 Prozent des Durchmessers der äußeren Oberfläche des Vorformkörpers bei Messung von der Endfläche aufweisen.
• Die gesinterte Vorform kann direkt oder indirekt an einer Formgebungsmaschine mittels eines Befestigungselements (203) befestigt sein, das an das zweite Ende des Stiels (215) gefügt ist. 2A veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der das Befestigungselement (203) mit einem Dorn (216) zur indirekten Befestigung der Vorform an einer Formgebungsmaschine verbunden ist. Das Befestigungselement (203) kann eine im Wesentlichen flache Oberfläche (217) aufweisen, die als ein Rechteck, Kreis oder Quadrat, wie in 2A beispielhaft dargestellt, oder zur Klebebefestigung an einem Dorn geformt ist.
• In weiteren Ausführungsformen werden Verfahren zur maschinellen Bearbeitung einer Zahnrestauration aus einer gesinterten Vorform von CAD/CAM-basierten Systemen bereitgestellt. Daten hinsichtlich anatomischer Informationen über die Zahnpräparation eines Patienten und optional umgebender Zähne und ursprünglicher Zahnstruktur werden gesammelt und in einem Computer oder in Computerspeichermedien gespeichert. Ein Computermodell einer gewünschten Restaurationsgestaltung (107) kann in einem Zahnrestaurations-CAD-System manuell von einem Bediener erzeugt oder automatisch vorgeschlagen werden. Bekannte Gestaltungssysteme, wie beispielsweise IOS FASTDESIGN™ System (IOS Technologies, San Diego, CA), sind zum Gestalten von Zahnrestaurationen zur Verwendung hier geeignet. Das Computermodell einer Zahnrestaurationsgestaltung eines Patienten kann selektiv innerhalb eines Computermodells der Vorform (108) geschachtelt werden, um optimale maschinelle Bearbeitungsbedingungen für eine ausgewählte CNC-Maschine und ein Formgebungswerkzeug, wie beispielsweise einem Fräs- oder Schleifwerkzeug, zu schaffen. Eine geeignete Behandlungsstuhl-Fräsmaschine umfasst, ist jedoch nicht beschränkt auf das TS150™ Chair-Side Milling System (IOS Technologies, San Diego, CA), und ein beispielhaftes Schleifwerkzeug (300), das hier zur Verwendung geeignet ist, wird in 3 veranschaulicht. Positionsdaten der geschachtelten Restaurationsgestaltung (beispielsweise 6A, 6B, 7A und 7B) können dem CAM-System bereitgestellt werden, um Werkzeugwege aus maschinellen Bearbeitungsstrategien (4A, 4B, 5A und 5B), die Lace-Richtung, XY-Step-Over, maximale z-Inkremente, Zufuhrraten, Kühlmittelparameter und dergleichen umfassen, basierend auf der ausgewählten Fräsmaschine und den Eigenschaften des Schleifwerkzeugs zu berechnen, wie hier ferner beschrieben.
• Ein computer-implementiertes Verfahren zum Schachteln bzw. Nesting einer Restaurationsgestaltung innerhalb der Geometrie einer Vorform wird bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird Dental-CAD-Software verwendet, um ein computerisiertes 3D-Modell der Restaurationsgestaltung (107) zu erzeugen. Das 3D-Modell der Zahnrestaurationsgestaltung und ein Computermodell einer Vorform (108) sind im Allgemeinen entlang der z-Achsen innerhalb eines CAD-Systems ausgerichtet. Eine Restaurationsgestaltung kann innerhalb der Geometrie einer Vorform geschachtelt werden, so dass der Hohlraum auf der inneren Oberfläche (105) der Restaurationsgestaltung (z.B., der inneren Oberfläche der Zahnrestauration, die ausgeformt ist, um eine Zahnpräparation zu kontaktieren und um an dieser befestigt zu werden) ausgerichtet ist, um an den Hohlraum (109) der Vorform anzugrenzen. Durch Ausrichten der konkaven inneren Oberfläche (105) der Restauration, die an den Hohlraum der Vorform angrenzt, wird die Menge des Materialabtrags während des Formgebungsprozesses verringert.
• In einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Schachtelns eine Drehung um die z-Achse und eine Verschiebung in den z-, x- und y-Achsen, wobei die Position des Vorformstiels relativ zu dem Computermodell der Restaurationsgestaltung orientiert wird. Die Position des Stiels relativ zu der äußeren Oberfläche der Restaurationsgestaltung kann ausgewählt werden, welche die maschinellen Bearbeitungsbedingungen und den Materialabtrag optimiert. In einer Ausführungsform ist die Restaurationsgestaltung innerhalb der Geometrie einer Vorform geschachtelt, so dass das erste Stielende auf oder nahe der Trennlinie der Restaurationsgestaltung zwischen der okklusalen Oberfläche (103) und dem Saum (104) lokalisiert ist, wie in 1A und 1C beispielhaft dargestellt. Die Restaurationsgestaltung kann geschachtelt werden, so dass ein minimaler Abstandswert zwischen dem ersten Stielende und dem Saum (104) des Restaurationszahns und/oder den proximalen Kontaktpunkten festgelegt wird. Durch Schachteln der Restaurationsgestaltung, so dass der Vorformstielkontaktpunkt an einem Abstand vom Saum oder mesialen und distalen Kontaktpunkten der Restauration ist, können Variationen in der Oberflächengeometrie der endgültigen Zahnrestauration, die sich bei Entfernung von dem Stiel ergeben können, in diesen Bereichen minimiert werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass eine optimale Anpassung in der endgültigen Restauration erreicht wird.
• 6A und 6B veranschaulichen ein Verfahren (600) zum Schachteln der Restaurationsgestaltung (601) innerhalb der Vorformgeometrie, das ein Anordnen von Computermodellen der Restaurationsgestaltung und der Vorform mit einer Drehung um die z-Achse und eine Positionieren der Länge des Stiels (entlang der y-Achse (C-C')) und des Stielkontaktpunkts außerhalb der nahen Kontaktbereiche (606 und/oder 607) von benachbarten Zähnen umfasst. Ein proximaler Kontaktbereich (606 oder 607) bezieht sich auf die Zahnoberfläche, die einen angrenzenden Zahn in dem gleichen Bogen berühren kann (6B), wenn der endgültige Restaurationszahn (601) auf die Zahnpräparation des Patienten platziert wird. Ein distaler proximaler Kontaktbereich (606) umfasst den distalen Oberflächenbereich des Restaurationszahns, der die mesiale Oberfläche eines weiter posterior positionierten angrenzenden Zahns (612) kontaktieren kann; wobei der mesiale proximale Kontaktbereich (607) die mesiale Oberfläche des Restaurationszahns umschließt, welche die distale Oberfläche eines anterior orientierten angrenzenden Zahns (613) kontaktieren kann. Distale und mesiale proximale Kontaktbereiche (606 und 607) können von einem Techniker oder automatisch von der Restaurationsgestaltungssoftware gekennzeichnet werden. Durch Schachteln der Restaurationsgestaltung innerhalb der Vorform, so dass der Stielkontaktpunkt außerhalb der mesialen und/oder distalen Kontaktbereiche (606, 607) ist, wird der Stiel nicht mit einem mesialen oder distalen Kontaktpunkt in der endgültigen Restauration zusammenfallen.
• Der Vorformstiel kann optional auf der bukkalen Oberfläche (610) oder auf der lingualen Oberfläche (611) der Restaurationsgestaltung (601) außerhalb der proximalen Kontaktbereiche (606 und 607) positioniert sein. In einer weiteren Ausführungsform wird das Modell zur Ausrichtung der Achse der Stiellänge (C-C') zwischen einer bukkal-lingualen Ebene und einer mesial-distalen Ebene der Restaurationsgestaltung gedreht. Eine Restaurationsgestaltung kann innerhalb eines Modells des Vorformkörpers geschachtelt werden, um eine mesio-bukkale Stielplatzierungsposition (603) zwischen der bukkalen Oberfläche und des proximalen mesialen Kontaktbereichs oder alternativ einer mesio-lingualen Stielposition (605) zwischen der lingualen Oberfläche und dem mesialen proximalen Kontaktbereich der Gestaltung zu erreichen. In weiteren Ausführungsformen kann eine disto-bukkale Stielposition (602) durch Orientieren des Stiels zwischen dem distalen Kontaktbereich und der bukkalen Oberfläche bzw. einer disto-lingualen Stielposition (604) zwischen dem distalen Kontaktbereich und der lingualen Oberfläche festgelegt werden.
• Die Restaurationsgestaltung kann ebenfalls entlang einer oder mehrerer x-, y- und z-Achsen beim Schachteln innerhalb der Geometrie des Vorformmodells verschoben werden. Beispielsweise stellt die Verschiebung entlang der z-Achse den Abstand zwischen der okklusalen Oberfläche (103) einer Restaurationsgestaltung und dem oberen Ende (210) des Vorformmodells oder den Abstand zwischen dem Saum (104) einer Restaurationsgestaltung und dem unteren Ende (209) der Vorform ein. Eine Verschiebung der Restaurationsgestaltung entlang der z-Achse kann durchgeführt werden, um das erste Stielende an einem Abstand zwischen der okklusalen Oberfläche (103) und dem Saum (104) weg von dem Saum der Restaurationsgestaltung zu lokalisieren. Außerdem kann die Restaurationsgestaltung entlang der z-Achse, y-Achse oder x-Achse verschoben werden, um den Hohlraum (105) einer Restaurationsgestaltung benachbart einem Vorformhohlraum (208) auszurichten, um einen direkten Zugriff des Maschinenwerkzeugs (300) in den Vorformhohlraum zu erleichtern, um die innere Oberfläche der Restaurationsgestaltung zu formen. Die Restaurationsgestaltung kann entlang der y-Achse oder x-Achse verschoben werden, um die Position der Restaurationsgestaltung relativ zu der äußeren Oberfläche des Vorformkörpers zu ändern. Beispielsweise kann die Restaurationsgestaltung direkt benachbart zum ersten Stielende positioniert sein, was die Menge an Material (106) minimiert, die von der äußeren Oberfläche der Zahnrestauration nach der Formgebung zu entfernen ist. In einer Ausführungsform können Schwellenparameter eingeführt werden, die einen minimalen Abstand zwischen der äußeren Oberfläche des Vorformkörpers und der äußeren Oberfläche der Restaurationsgestaltung bereitstellen.
• Positionsdaten der geschachtelten Restaurationsgestaltung können dem CAM-System bereitgestellt werden, um Werkzeugwege zu berechnen, um die endgültige Restauration aus der Vorform zu formen. Ein Verfahren wird bereitgestellt, welches das Erhalten einer maschinellen Bearbeitungsstrategie umfasst, die zwei oder mehrere maschinelle Bearbeitungsschritte umfasst, um eine Restauration aus der geschachtelten Gestaltung zu formen. Jeder maschinelle Bearbeitungsschritt kann einen Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung eines Abschnitts der Restauration einschließlich maschineller Bearbeitungsstrategieelemente umfassen, wie beispielsweise Lace-Richtung, XY-Step-Over-Wert, maximale z-Inkremente, Zufuhrraten, Kühlmittelparameter und dergleichen. In einer Ausführungsform wird ein eine Restaurationsgestaltung überlagernder Werkzeugweg bereitgestellt, der einem Lacing- oder Zick-Zack-Muster (400) folgt, wie in 4A und 4B veranschaulicht. Das parallele Lacing-Muster umfasst im Allgemeinen direkt aufeinanderfolgende Werkzeugweglinien (405), die um einen Abstand (401) voneinander getrennt sind. Werkzeugwege können unter Verwendung linearer Interpolationsverfahren basierend auf maschinellen XYZ-Bearbeitungspositionen und geeigneter Beabstandung zwischen Werkzeugweglinien (405) oder Durchläufen festgelegt werden, um maschinelle Bearbeitungsbedingungen zu optimieren. Die planare Beabstandung zwischen Linien des Lacing-Musters oder Step-Over-Abstands (401) kann ein willkürliches Inkrement sein, das beispielsweise auf Werkzeugabmessungen (407) basiert. Alternativ kann der Step-Over-Abstand (401) in der y-Richtung zwischen aufeinanderfolgenden Linien (405) des Werkzeugwegs unabhängig eingestellt werden, um zusätzliche Werkzeugweglinien (405) einzufügen. Beispielsweise kann, wenn der Abstand (406) zwischen zwei Werkzeugweglinien (405') einen Schwellenwert in der z- Richtung (z.B., einen maximalen z-Inkrementwert in einer z-Minus-Richtung) in einem Bereich der Werkzeugwegfolge überschreitet, der Step-Over-Abstand (401) zwischen angrenzenden Linien verringert und zusätzliche Werkzeugweglinien können in diesen Bereich eingefügt werden, um den z-Inkrement-Abstand zwischen zwei Werkzeugweglinien zu verringern, bis der Schwellenwert erfüllt oder nicht überschritten ist.
• 5A und 5B stellen Querschnittsdarstellungen von 4B (404) und die Bewegung eines Werkzeugs (z.B., 300, 407, 505) über eine Neigung (500) anschaulich dar. Die z-Achse des Schleifwerkzeugs (300) bewegt sich in z-positiver Richtung (402), wenn das Werkzeug beispielsweise von der maschinell zu bearbeitenden Oberfläche weggehoben wird, und Projektionen durch den Werkzeugweg können in z-negativer Richtung (403) auftreten. Wo die Step-Over(503)-Position des Werkzeugs (505) in z-negativer Richtung ist, ergibt sich ein ‚Bergab‘-Schleifweg (501) (5A). Wenigstens ein Teil des Materialabtrags (507) in einer Bergabbewegung findet durch die Werkzeugspitze (302, 506) statt. Der Materialabtrag durch die Werkzeugspitze kann zu Erwärmung des Werkzeugs (300), Verschleiß an der Werkzeugspitze (302) und übermäßigem Verschleiß an den Schleifmedien (303), wie beispielsweise Diamanten, führen, die in einer Legierungsbeschichtung auf dem Werkzeugschaft (301) eingebettet sind. Wo die Step-Over(504)-Position in z-positiver Richtung geneigt ist (5B) stellt ein ‚Bergauf‘-Schleifweg (502) einen Materialabtrag (507) durch ein Werkzeugseitenoberfläche (508) bereit, was den Materialabtrag durch eine Werkzeugspitze (506) verringert, wodurch Verschleiß an dem Werkzeug verringert wird. Ein Verfahren wird bereitgestellt, das maschinelle Bearbeitungsstrategien umfasst, die für den Materialabtrag in Bergauf-Bewegungen optimiert sind. Wo Fräsen in z-negativer Richtung unvermeidbar ist, wird jedoch ein Verfahren bereitgestellt, das die Menge an kontinuierlicher maschineller Bearbeitung beschränkt, die in der z-negativer (Bergab)-Richtung stattfindet, indem beispielsweise die Länge jedes Werkzeugwegs minimiert wird.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Minimieren des Prozentsatzes der z-Minus-Richtungsbewegung eines Schleifwerkzeugs das Implementieren einer Schachtelungs-Strategie zum Optimieren der Nesting-Position einer Restaurationsgestaltung innerhalb der Vorformgeometrie und das Erzeugen von Werkzeugwegen von der ausgewählten Nesting-Position. In einem Verfahren wird die Belastung oder der Verschleiß eines Schleifwerkzeugs durch Auswählen einer Nesting-Position verringert, welche die Länge von Werkzeugweglinien über eine Zahnrestaurationsgestaltung verringert. Für einige Zahnrestaurationen ist die längste Abmessung der Restaurationsgestaltung die Breite zwischen bukkalen (704) und lingualen (705) Oberflächen (z.B., durch Linie 703 dargestellt) und/oder die Breite zwischen mesialen (706) und distalen (707) Oberflächen. Maschinelle Bearbeitungsstrategien, bei denen ein Werkzeug entweder parallel zu der längsten Abmessung eines Zahns oder orthogonal zu den längsten Abmessungen eines Zahns läuft, können das Schleifwerkzeug belasten. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Auswählen einer Nesting-Konfiguration, bei der die Linie (703), welche die bukkalen und lingualen Seiten der Restaurationsgestaltung (700) trennt, nicht orthogonal zu der Stiellänge ist, so dass Werkzeugweglinien, die orthogonal zu der Stiellänge (y-Achse) laufen, nicht parallel zu der Linie (703) sind. In einer Ausführungsform wird eine Ausführungsform des Verfahrens zum Nesting einer Restaurationsgestaltung (von der inneren Oberfläche (7B, 708) und der okklusalen Oberfläche (7A, 709) anschaulich dargestellt) bereitgestellt. Die um die z-Achse gedrehte Restaurationsgestaltung ist positioniert, so dass die Linie (703), welche die bukkalen und lingualen Oberflächen trennt, von der Stiellänge (y-Achse) (701) versetzt ist, und die Linie (703) nicht parallel mit der Stiellängenachse ist. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Nesting einer Restaurationsgestaltung innerhalb eines Vorformkörpers, so dass eine Linie (703), welche die bukkalen und lingualen Oberflächen trennt, sowohl von der Stiellängenachse (y-Achse) als auch orthogonal zu der Stiellängenachse versetzt ist, so dass die Linie (703) weder parallel noch orthogonal zu der Stiellängenachse ist.
• Zu Veranschaulichungszwecken wird eine vierseitige Schachtel (702) anschaulich dargestellt, die angrenzende bukkale, linguale, mesiale und distale Seitenoberflächen aufweist, welche die äußeren Oberflächen der Restaurationsgestaltung umgeben. In dieser Ausführungsform ist die Restaurationsgestaltung innerhalb der Schachtel in einer Diamantenkonfiguration (710) relativ zu der Position des Stiels (701) gewinkelt, so dass die Seiten weder orthogonal noch parallel zu der Stiellänge sind. Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, das ein Schachteln einer Restaurationsgestaltung in einer Diamantenkonfiguration relativ zu dem Stiel und ein Bereitstellen einer Werkzeugwegfolge umfasst, die Werkzeugweglinien orthogonal zu der Stiellänge (y-Achse) (701) aufweist und bei der beispielsweise mit einem parallelen Lacing-Werkzeugwegmuster (mit maschinellen XYZ-Bearbeitungspositionen) die Länge der sich ergebenden Werkzeugwege durch die mesial-distale Breite des Zahns verringert wird. In einer Ausführungsform ist die y-Achse des Stiels der Vorformgestaltung in einem Winkel zwischen mesialen und distalen (608) Oberflächen und bukkalen und lingualen (609) Oberflächen positioniert, was zu einer in 7A und 7B ersichtlichen Diamantenkonfiguration führt, welche die Länge des Werkzeugwegs über eine Restauration beim Schleifen in einer (z-negativen) Bergab-Position für wenigstens einen Teil der Schleiffolge verringert.
• In einer Ausführungsform ist eine Restaurationsgestaltung in einer Mehrzahl von Positionen geschachtelt, wie oben beschrieben. In einer Ausführungsform wird für jede Nesting-Position ein negativer Neigungswert für die innere Oberfläche oder okklusale Oberfläche berechnet. Negative Neigungswerte werden als der Prozentsatz eines Restaurationsgestaltungs-Oberflächenbereichs berechnet, der bestimmt wird, eine negative Neigung, die größer als ein Schwellenwinkel ist, wie beispielsweise 10°, 15°, 20° oder 30°, oder größer, bei Betrachtung aus der maschinellen Bearbeitungsrichtung aufzuweisen. Optional kann ein negativer Neigungswert für eine Restauration die Summe des Prozentsatzes des Oberflächenbereichs sein, der eine negative Neigung größer als ein Schwellenwinkel für sowohl okklusale als auch innere Oberflächen aufweist. Der Oberflächenbereich mit negativ geneigter Fläche entspricht einem Bereich, bei dem eine Formgebung durch maschinelle (z-Minus) Bergab-Bearbeitung des Werkzeugs in einem Winkel größer als oder gleich dem Schwellenwinkel durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform, die ein STL-Dateiformat verwendet, eine okklusale oder innere Oberfläche einer Restaurationsgestaltung analysiert werden, um zu bestimmen, welcher Prozentsatz einer triangulierten Oberflächengeometrie größer als ein Schwellenwert relativ zur Normalen bei Betrachtung aus einer maschinellen Bearbeitungsrichtung geneigt ist. Die Nesting-Position, bei der die Restaurationsgestaltung den niedrigsten negativen Neigungswert aufweist, der dem Prozentsatz des Oberflächenbereichs mit negativ geneigter Fläche größer als oder gleich einem spezifizierten Schwellenwert für die innere Oberfläche und/oder okklusalen Oberflächen entspricht, wird als die Nesting-Position ausgewählt, aus der ein Werkzeugweg zu berechnen ist.
• Ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren (900) zum Nesting einer Restaurationsgestaltung umfasst, wird in 9 bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Erhalten der an einen Patienten angepassten Restaurationsgestaltung und mesialer und distaler Kontaktinformation (901) sowie das Bestimmen, ob eine Restauration innerhalb der Geometrie des Vorformkörpers (902) passt. In einer Ausführungsform kann ein Schwellenwert festgelegt werden, so dass der Abstand von der äußeren Oberfläche der Vorform und der äußeren Oberfläche der Restaurationsgestaltung größer als ein Sollwert, wie beispielsweise größer als 0,2 mm ist. Wenn die Restaurationsgestaltung nicht in die Vorformgeometrie passt, kann das Programm verlassen und eine andere Restaurationsoption von dem Zahnarzt verfolgt werden. Wenn die Restaurationsgestaltung in die Vorformgeometrie passt, können Nesting-Optionen gekennzeichnet werden, die einen Vorformstielort aufweisen, der außerhalb von mesialen und distalen Kontaktbereichen (904) von angrenzenden Zähnen in dem gleichen Bogen ist. Für jede Nesting-Option wird die Summe der Restaurations-Oberflächenbereiche (x-y Ebene), die eine negative Neigung größer als ein Schwellenwert aufweisen, für sowohl die okklusalen als auch die inneren Oberflächen berechnet und dann summiert. Eine Nesting-Option, die den niedrigsten Prozentsatz des Oberflächenbereichs aufweist, der einen negativen Neigungswert (905) aufweist, der größer als ein Schwellenwert ist, kann ausgewählt werden. Für die ausgewählte Nesting-Option wird die Restaurationsgestaltung am Boden der Vorform benachbart dem Stiel (906) geschachtelt. Für die ausgewählte Nesting-Option wird der Stiel beispielsweise positioniert, um mit der Trennlinie der Restauration (907) oder der Linie um die Position der maximalen Abmessung zwischen der okklusalen Oberfläche und dem Saum der Restauration bei Betrachtung von der okklusalen Oberfläche zusammenzufallen. In einem weiteren Schritt (908) wird der Abstand des ersten Stielendes von dem Restaurationsgestaltungszahn bestimmt, um beispielsweise zu bestimmen, ob der Abstand zwischen der Stielbefestigung und dem Restaurationssaum größer als ein Schwellenwert (z.B., größer als 2 mm) bei Fertigstellung der Formgebung der Restauration sein wird. Wenn der Abstand von dem Stiel (am Punkt der Befestigung an der Zahnrestauration) von dem Saum geringer als der Schwellenwert ist, kann der Zahnrestaurationssaum bei Entfernung des Stiels nach der Formgebung beschädigt werden, so dass die Nesting-Option ignoriert oder abgelehnt werden kann (910) und eine zweite Nesting-Option ausgewählt werden kann, die den nächst niedrigsten Wert für die Summe des Prozentsatzes von Oberflächenbereichen mit negativer Neigung aufweist. Jeder der Nesting- und Analyseschrittprozesse kann wiederholt werden, bis eine endgültige Nesting-Option ausgewählt ist, die einen oder mehrere Schwellenwerte erfüllt, wie beispielsweise den Abstand des Stiels von mesialen und distalen Kontaktbereichen, den Abstand des Stiels vom Saum und/oder der okklusalen Oberfläche, und/oder den Prozentsatz der maschinellen Bearbeitung in z-Minus-Richtung für okklusale und innere Restaurationsgestaltungsoberflächen. Nach Auswahl einer endgültigen Nesting-Position wird eine Werkzeugwegfolge (909) berechnet.
• In einer weiteren Ausführungsform, die durch das Ablaufdiagramm von 10 beispielhaft dargestellt wird, wird ein weiteres Verfahren (1000) zum Schachteln einer Restaurationsgestaltung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Erhalten der an einen Patienten angepassten Restaurationsgestaltung und mesialer und distaler Kontaktinformation (1001) sowie das Kennzeichnen von Nesting-Optionen für die Restaurationsgestaltung innerhalb des Vorformkörpers. Nesting-Optionen werden gekennzeichnet, bei denen sich das erste Ende des Stiels nicht mit der Restaurationsgestaltung an mesialen und/oder distalen Kontaktpunkten der Restaurationsgestaltung und angrenzenden Zähnen verbindet. In einer Ausführungsform können zwei Nesting-Optionen bereitgestellt werden, bei denen der Stiel die Restaurationsgestaltung auf der bukkalen Seite der Restauration, beispielsweise an distal-bukkalen oder mesialbukkalen Stielpositionen kontaktiert. Für jede Nesting-Option wird das Prozent der Restaurations-Oberflächenbereiche (x-y Ebene), die eine negative Neigung größer als einen Schwellenwert aufweist, für die okklusalen und/oder inneren Oberflächen berechnet, und optional werden die okklusalen und inneren Oberflächenwerte summiert (1003). Eine erste Nesting-Option, die den niedrigsten Prozentsatz von Oberflächenbereichen mit einer negativen Neigung (1004) größer als oder gleich einem Schwellenwert aufweist, kann gekennzeichnet werden. Die erste gekennzeichnete Nesting-Option kann ausgewählt werden und die Position der Restaurationsgestaltung innerhalb der Vorform kann eingestellt werden, so dass der Stiel mit der Trennlinie (1004) zusammenfällt. Für die erste ausgewählte Nesting-Option kann bestimmt werden, ob die Restaurationsgestaltung innerhalb des Vorformkörpers (1005) passt, wenn beispielsweise der Abstand von der äußeren Oberfläche der Vorform und der äußeren Oberfläche der Restaurationsgestaltung größer als ein minimaler Schwellenwert, wie beispielsweise größer als 0,2 mm ist. Es kann ebenfalls bestimmt werden, ob der Abstand zwischen dem Stiel und dem Saum größer als ein Schwellenabstand (1006), z.B. 1 mm ist. Wenn beide Parameter der Schritte (1005) oder (1006) nicht erfüllt sind (1007), kann die erste Nesting-Position angenommen werden und ein Werkzeugweg kann (1008) aus der Nesting-Position der Restauration innerhalb der Vorform berechnet werden. Wenn einer der Parameter von (1005) oder (1006) nicht erfüllt ist, kann eine andere Nesting-Option, die das nächst niedrigste Prozent eines Oberflächenbereichs mit einer negativen Neigung aufweist, gekennzeichnet werden (1010, 1009) und durch die Prozesse von (1004), (1005) und (1006) ausgewertet werden. Wenn eine zweite oder darauffolgende Nesting-Option die Parameter von (1005) und (1006) erfüllt, kann dem Benutzer des Programms mitgeteilt werden, dass eine zweite oder darauffolgende Nesting-Option den Parameter erfüllt, und der Benutzer kann aufgefordert werden, weitere Maßnahmen durchzuführen, wie beispielsweise die Nesting-Option zu bewerten, um die Nesting-Option auszuwählen, um eine weitere Anpassung an die Nesting-Option bereitzustellen oder um eine andere Restaurationsoption auszuwählen. Wenn keine Nesting-Optionen die Parameter von (1005) und/oder (1006) erfüllen, kann die erste Nesting-Option mit dem niedrigsten Oberflächenbereich ausgewählt (1011) und beispielsweise in der z-Achsenrichtung innerhalb der Vorform eingestellt werden, um die best mögliche Passung der Restaurationsgestaltung innerhalb der Vorform zu etablieren. Dem Benutzer kann mitgeteilt werden (1012), dass keine Optionen alle Parameter erfüllt, und der Benutzer kann aufgefordert werden, weitere Maßnahmen durchzuführen, wie oben beschrieben.
• Nesting-Software kann von der Zahnrestaurationsgestaltungssoftware getrennt sein oder kann ein Modul der Gestaltungssoftware umfassen, das bei Fertigstellung der Restaurationsgestaltung automatisch implementiert werden kann. Nesting-Information, die Positionsdaten des Stiels relativ zu der Zahnrestauration umfasst, die sich aus Nesting-Schritt ergibt, kann zum Berechnen von Werkzeugwegen verwendet werden. Eine Werkzeugwegfolge kann aus den Positionsdaten des Vorformstiels und der Restaurationsgestaltung berechnet werden, die in zwei oder mehrere Werkzeugwege aufgespaltet werden kann. 8A, 8B und 8C veranschaulichen eine Restaurationsgestaltung (804), die innerhalb eines Modells einer Vorform (802) geschachtelt ist, in der maschinelle Bearbeitungsschritte (800) zwischen einem vorderen (803) Abschnitt und einem hinteren (808) Abschnitt des Vorformkörpers aufgespaltet sind. 8A und 8B stellen eine Ausführungsform eines maschinellen Bearbeitungsschritts für einen vorderen Abschnitt des Vorformkörpers (803) anschaulich dar, der einem Abschnitt des Vorformkörpers (802) auf der dem Stiel (801) entgegengesetzten Seite entspricht; 8C stellt einen maschinellen Bearbeitungsschritt zur maschinellen Bearbeitung des hinteren (808) Abschnitts des Vorformkörpers anschaulich dar, der an den Vorformstiel (801) angrenzt. 8A veranschaulicht einen vorderen Abschnitt (803), wie von der Unterseite (809) des Vorformkörpers (802) aus gesehen, der einen Hohlraum (806) aufweist. In 8A ist die innere Oberfläche (805) der Restaurationsgestaltung angrenzend zu einem Vorformhohlraum (806) geschachtelt, der auf der Unterseite (809) der Vorform lokalisiert ist. 8B veranschaulicht einen vorderen Abschnitt (803), wie von der Oberseite (810) der Vorform aus gesehen, und die okklusale Oberfläche (807) der Restaurationsgestaltung grenzt an die Oberseite (810) des Vorformkörpers. 8C veranschaulicht einen maschinellen Bearbeitungsschritt für einen hinteren (808) Abschnitt eines Vorformkörper, wie von der Unterseite (809) der Vorform aus gesehen, und die Restaurationsgestaltung ist angrenzend zu dem Stiel (801) der Vorform geschachtelt. Die vorderen und hinteren Abschnitte können jeweils einen oder mehrere maschinelle Bearbeitungsschritte umfassen, die einen oder mehrere Werkzeugwege umfassen, um eine Restauration aus der Vorform maschinell zu bearbeiten. In einer Ausführungsform wird ein erster Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des vorderen (803) Abschnitts eines Vorformkörpers und ein zweiter Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des hinteren Abschnitts (808) des Vorformkörpers, der an den Stiel angrenzt, bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird ein erster paralleler Lacing-Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des vorderen Abschnitts und ein zweiter paralleler Lacing-Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des hinteren Abschnitts bereitgestellt und die vorderen und hinteren Abschnitte werden von entgegengesetzten Lacing-Richtungen relativ zu der y-Achse maschinell bearbeitet.
• In 8C, 8D und 8E werden Abmessungsgrenzen der Fräsmaschine durch maschinelle Bearbeitungsschritte von vorderen (803) und hinteren (808) Abschnitten veranschaulicht. Werkzeugversatzpositionen (zum Beispiel 813 und 814) können basierend auf den Abmessungen des Vorformkörpers (802) und Stiels (801) berechnet werden. In einer Ausführungsform werden, wie in 8F und 8G veranschaulichend dargestellt, zwei Werkzeugwege bereitgestellt, die vordere und hintere Werkzeugeintrittspositionen (811 bzw. 815) und vordere und hintere Werkzeuganschlagpositionen (812 bzw. 816) für vordere (803) und hintere (808) Abschnitte aufweisen, wie von einer Seitenansicht des Vorformkörpers (802) veranschaulicht.
• In einer Ausführungsform umfasst ein erster Maschinenschritt einen ersten Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des hinteren Abschnitts (808) der Vorform. Ein erster Werkzeugweg weist einen hinteren Werkzeugeintrittspunkt (z.B. 815) nahe der Seite des Stiels (801) der Vorform auf und umfasst einen ersten parallelen Lacing-Werkzeugweg in der y-positiven Richtung. Ein zweiter Werkzeugweg zur maschinellen Bearbeitung des vorderen Abschnitts weist einen vorderen Werkzeugeintrittspunkt (z.B. 811) an der vorderen Seite (803) der Vorform entgegengesetzt dem Stiel auf und umfasst einen zweiten parallelen Lacing-Werkzeugweg in y-Minus-Richtung. Der erste Werkzeugweg und der zweite Werkzeugweg, die Werkzeugeintrittspunkte an entgegengesetzten (vorderen und hinteren) Seiten der Vorform aufweisen, folgen jeweils einem Lacing-Muster, das in entgegengesetzten Richtungen (relativ zu der y-Achse) in Richtung eines Punkt auf der y-Achse voranschreitet, wo sich die Werkzeugwege trennen. Die Werkzeugwegfolge kann in erste und zweite Werkzeugwege an einem willkürliches Punkt relativ zu der y-Achse (z.B., 8D und 8E) aufgespaltet werden oder die Werkzeugwegfolge kann in mehrere Werkzeugwege basierend auf Positionsinformation der geschachtelten Restauration aufgespaltet werden, die ausgewählt wurden, um hier beschriebene maschinelle Bearbeitungsparameter zu optimieren. In einer Ausführungsform kann eine Werkzeugwegfolge zur maschinellen Bearbeitung der inneren (oder Hohlraum)Oberfläche der Restauration in die ersten und zweiten Werkzeugwege (mit Werkzeugweglinien im Allgemeinen parallel x-Achsenrichtung) am niedrigsten Punkt (z.B. 712, 818) der Zahnsaumlinie der Restaurationsgestaltung auf der y-Achse getrennt werden, die dem Vorformstiel innerhalb eines eingestellten Schwellenwerts am nächsten ist. Die Werkzeugwegfolge zur maschinellen Bearbeitung der okklusalen Oberfläche der Restauration kann in erste und zweite Werkzeugwege (wobei Werkzeugweglinien im Allgemeinen parallel zu der X-Achse sind) an einem Punkt (z.B. 110, 711 oder 817) relativ zu der y-Achse getrennt werden, bei dem sich der Rand der okklusalen Oberfläche der Restaurationsgestaltung negativ in Richtung des Stiels in einem spezifizierten Winkel neigt.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Formgebung eines Vorformkörpers in eine Zahnrestauration wenigstens zwei Werkzeugwege zur Formgebung der oberen Seite eines Vorformkörpers, die i) einen ersten Werkzeugweg, der einen Werkzeugwegeintritt am vorderen Ende (803) eines Vorformkörpers (810) aufweist, und ii) einen zweiten Werkzeugweg, der ein Werkzeugwegeintritt am hinteren Ende eines Vorformkörpers, der an den Stiel angrenzt, und wenigstens zwei Werkzeugwege zur Formgebung der unteren Seite eines Vorformkörpers umfassen, die i) einen ersten Werkzeugweg, der einen Werkzeugwegeintritt am vorderen Ende einer Vorform oberen Ende (810) aufweist, und ii) einen zweiten Werkzeugweg, der ein Werkzeugwegeintritt am hinteren Ende des Vorformkörpers aufweist, der an den Stiel (801) angrenzt, umfassen.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Formgebung einer Zahnrestaurationsgestaltung zwei oder mehrere Werkzeugwege zur Formgebung der okklusalen Oberfläche und der inneren Oberfläche einer Restaurationsgestaltung, wobei ein Werkzeugweg zur Formgebung der okklusalen Oberfläche und ein Werkzeugweg zur Formgebung der inneren Oberfläche entlang der Restaurationstrennlinie getrennt werden, die der Kontur oder größten Abmessung der äußeren Oberfläche der Restauration folgt. In einer Ausführungsform wird eine maschinelle Bearbeitungsstrategie bereitgestellt, die umfasst: i) einen ersten maschinellen Bearbeitungsschritt zur maschinellen Bearbeitung eines ersten Abschnitts einer okklusalen Seite einer Restaurationsgestaltung, die an einen Stiel eines Vorformkörpers angrenzt, ii) einen zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt zur maschinellen Bearbeitung eines zweiten Abschnitts einer okklusalen Seite einer Restauration, die angrenzend zu dem vorderen Abschnitt des Vorformkörpers geschachtelt ist, iii) einen dritten maschinellen Bearbeitungsschritt zur maschinellen Bearbeitung eines ersten Abschnitts einer inneren Oberflächenseite einer Restaurationsgestaltung, die angrenzend zu dem Stiel des Vorformkörpers geschachtelt ist, und iv) einen vierten maschinellen Bearbeitungsschritt zur maschinellen Bearbeitung eines zweiten Abschnitts der inneren Oberflächenseite, der nahe dem vorderen Abschnitt des Vorformkörpers geschachtelt ist, wobei jeder Schritt einen getrennten Werkzeugweg umfasst. In einer Ausführungsform tritt das Werkzeug in die ersten und dritten Werkzeugwege angrenzend zu dem Stiel zwischen dem Vorformkörper und der Befestigung ein, wobei der Vorformkörper kontaktiert und Vorformmaterial mit einer Werkzeugseitenoberfläche entfernt wird, wodurch die Schleifmenge oder der Materialabtrag durch die Werkzeugspitze verringert wird. In einer Ausführungsform, bei welcher der Vorformkörper eine zylindrische Form umfasst, tritt das Werkzeug in den Werkzeugweg für die zweiten und vierten Werkzeugwege (wie oben beschrieben) angrenzend der gekrümmten äußeren Oberfläche der Vorform auf einer Vorformseite entgegengesetzt der Stielbefestigung ein, wobei die Seitenoberfläche des Schleifwerkzeugs Vorformmaterial bei Eintritt in den Werkzeugweg entfernt. In einer alternativen Ausführungsform kann entweder die okklusale Oberfläche oder die innere Oberfläche einer Restaurationsgestaltung mit einem einzigen Werkzeugweg geformt werden, und der Werkzeugweg kann einen Eintrittspunkt an der Vorderseite des Vorformkörpers oder an der Hinterseite des Vorformkörpers angrenzend dem Stiel aufweisen. CAM-Software kann implementiert werden, um getrennte Werkzeugwege für vordere und hintere Abschnitte des Vorformkörpers zu erzeugen, und die Start- und Stopppunkte der vorderen und hinteren Werkzeugwege werden durch Kennzeichnen eines Ortes bestimmt, um die Werkzeugwege relativ zu der y-Achse zu trennen. Vordere und hintere Werkzeugwege der Restaurationsgestaltung können beispielsweise um etwa 0,2 mm überlappen, um einen Übergang der Werkzeugweglinien an dem Bereich bereitzustellen, bei dem die Werkzeugwege abgespaltet sind. Die vorderen und hinteren Werkzeugwegfolgen für die okklusale Oberfläche können an einem Ort auf der y-Achse abgespaltet werden, der von dem vorderen und hinteren Werkzeugwegtrennpunkt für die innere Oberfläche unabhängig ist.
• In einer weiteren Ausführungsform wird ein maschineller Bearbeitungsschritt zum Verringern der Abmessung des Stiels (Breite oder Durchmesser) am ersten Stielende bereitgestellt, um die Entfernung des Stiels von der geformten Restaurationsgestaltung bei Fertigstellung des hier beschriebenen Restaurations-Formgebungsprozesse zu erleichtern. Ein weiterer Werkzeugweg kann in die hier bereitgestellten Verfahren aufgenommen werden, der einen kontinuierlichen maschinellen Bearbeitungsdrehweg um die Stiellängenachse aufweist, der die Breite oder den Durchmesser des Stiels nahe dem Punkt des Kontaktes mit der Zahnrestauration verringert.
• Die Reihenfolge von maschinellen Bearbeitungsschritten und Werkzeugwegen kann variieren und Begriffe, wie beispielsweise erster und zweiter, wie beispielsweise in erster Werkzeugweg, zweiter Werkzeugweg, dritter Werkzeugweg, erster Maschinenschritt, zweiter Maschinenschritt und so weiter verwendet, werden zur zweckdienlichen Beschreibung verwendet und sollten nicht bedeuten, dass eine spezifische Reihenfolge von Schritten angegeben wird, sofern nicht anders angemerkt. Ein Algorithmus wird bereitgestellt, der Parameter umfasst, welche die z-positive Richtungspositionierung des Schleifwerkzeugs während der maschinellen Bearbeitung optimieren, indem eine Nesting-Position der Restaurationsgestaltung relativ zu dem Vorformstiel gekennzeichnet wird, wie basierend auf den hier beschriebenen Verfahren bestimmt, und indem für eine gekennzeichnete Nesting-Position Punkte auf den okklusalen und inneren Seitenoberflächen gekennzeichnet werden, um die Restaurationsgestaltung in getrennte Werkzeugwege gemäß den hier offenbarten Verfahren aufzuspalten.
• In einer weiteren Ausführungsform können Materialzufuhrraten für jeden Maschinenschritt einzeln gesteuert werden. Maschinelle Bearbeitungsparameter für vordere und hintere Werkzeugwege können unterschiedliche Materialzufuhrraten für vordere und hintere Abschnitte des Vorformkörpers umfassen. In einer Ausführungsform umfasst ein erster Maschinenschritt zur maschinellen Bearbeitung eines hinteren Abschnitts des Vorformkörpers, der einen den Stiel angrenzenden Werkzeugeintrittspunkt aufweist, eine erste Materialzufuhrrate, die schneller als die Materialzufuhrrate der maschinellen Bearbeitungsschritte für die maschinelle Bearbeitung des vorderen Abschnitts des Vorformkörpers bei der maschinellen Bearbeitung der okklusalen Oberfläche der Restaurationsgestaltung ist.
• Maschinelle Bearbeitungsparameter können auf einer 3+1 Achsen-CNC-Maschine implementiert werden, um eine fertige Zahnrestauration aus einem Vorformkörper, der Material umfasst, das einen Vickers-Härtewert größer als oder gleich etwa HV4 GPa aufweist, mit einem einzigen Schleifwerkzeug zu formen, das eine mit Diamanten eingebettete Legierungsbeschichtung in einer Behandlungsstuhl-Anwendung umfasst. In einer anderen Ausführungsform kann die angepasste Zahnrestauration in einer 3+2, oder 4 oder 5 achsigen Maschine maschinell bearbeitet werden. Entsprechende 3+2 oder 4 oder 5 achsige maschinelle Bearbeitungszyklen können verwendet werden, um einen Werkzeugachsenwinkel relativ zu der Werkzeug-Kontaktnormalen der maschinell bearbeiteten Oberfläche entweder direkt aus den CAD-Daten der Restauration oder indirekt unter Verwendung einer getrennten Werkzeugachsen-Antriebsoberfläche zu spezifizieren, die aus den ursprünglichen CAD-Daten interpoliert wurde. In einer weiteren Ausführungsform kann mehr als ein Schleifwerkzeug zum Schleifen der Vorform verwendet werden. Mehrere Schleifwerkzeuge können beispielsweise nacheinander zur Rohbearbeitung und Feinbearbeitung verwendet werden oder mehrere Schleifwerkzeuge können auf entgegengesetzten Oberflächen der Vorform gleichzeitig verwendet werden.
• Die hier beschriebenen Verfahren stellen eine verbesserte maschinelle Bearbeitung bei Behandlungsstuhl-Anwendungen für Vorformmaterialien bereit, die einen Vickers-Härtewert größer als oder gleich etwa HV 4GPa (Vickers Makrohärte) oder einen Wert im Bereich von HV 4GPa bis HV 20GPa (d.h., HV 4GPa bis HV 20GPa) bei Messung gemäß dem hier bereitgestellten Verfahren aufweisen. Alternative Vorformmaterialien weisen einen Vickers-Härtewert zwischen HV 5GPa und HV 15GPa oder zwischen HV 11GPa und HV 14GPa auf. Vorformkörpermaterialien, die Härtewerte innerhalb dieses Bereiches umfassen, können Metalle, wie beispielsweise Kobaltchrom umfassen, Glas und Glaskeramiken, wie beispielsweise Lithiumsilikat und Lithiumdisilikat umfassen, und Keramikmaterialien einschließlich gesinterte Keramiken umfassen, die Aluminiumoxid und Zirkondioxid umfassen.
• Zahnrestaurationsmaterialien, die handelsüblich verfügbares Dentalglas, Glaskeramik oder Keramik, oder Kombinationen davon umfassen, jedoch nicht darauf beschränkt sind, können zum Herstellen der hier beschrieben maschinell bearbeitbaren Vorformen verwendet werden. Keramikmaterialien können Zirkondioxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Titanoxid, Nioboxid und Mischungen davon umfassen. Zirkondioxid-Keramikmaterialien umfassen Materialien, die vorwiegend aus Zirkondioxid zusammengesetzt sind, einschließlich jener Materialien, bei denen Zirkondioxid in einer Menge von etwa 85% bis etwa 100% Gewichtsprozent der Keramikmaterialien vorhanden ist. Zirkondioxid-Keramiken können Zirkondioxid, stabilisiertes Zirkondioxid, wie beispielsweise tetragonales, stabilisiertes Zirkondioxid und Mischungen davon umfassen. Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid kann etwa 3 Mol% bis etwa 6 Mol% Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid oder etwa 2 Mol% bis etwa 7 Mol% Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid umfassen. Beispiele von stabilisiertem Zirkondioxid, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid, das handelsüblich verfügbar ist (beispielsweise durch Tosoh USA, als TZ-3Y Sorten). Verfahren zum Anfertigen von Dentalkeramiken, die hier ebenfalls zur Verwendung geeignet sind, können in dem im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patent Nr. 8,298,329 gefunden werden, das hiermit in seiner Gesamtheit hier aufgenommen ist.
• Der Vorformkörper kann aus ungesinterten Materialien angefertigt werden, die in eine Zwischenform geformt werden, die im Wesentlichen die gleiche Geometrie wie die gesinterte Vorform jedoch mit vergrößerten Abmessungen aufweist, um gegebenenfalls Schrumpfen beim Sintern aufzunehmen. Geeignete ungesinterte Keramikmaterialien können in Blöcken durch Prozesse angefertigt werden, die Formung und Pressen, einschließlich biaxiales oder isostatisches Pressen, umfassen, und können optional Binder und Verarbeitungshilfsmittel umfassen. Keramikblöcke können getönt werden, so dass die gesinterten Vorformen die Farbe eines natürlichen oder künstlichen Gebisses aufweisen, wobei keine weitere Farbgebung nach Bildung der Zahnrestauration erforderlich ist. Farbgebungsmittel können während der Blockbildung aufgenommen werden, um dem Erscheinungsbild eines natürlichen oder handelsüblich verfügbare künstlichen Gebisses noch genauer als ungefärbte oder ungetönte Keramikmaterialien angepasst zu sein. Optional kann Keramikpulver in Blöcke mittels Schlickergussprozesse verarbeitet werden, die Prozesse umfassen, die in den gemeinsam besessenen US 2009/0 115 084 A1 , US 2013/0 231 239 A1 und US 2013/0 313 738 A1 beschrieben sind, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind. Vorgesinterte Keramikblöcke, die zur Verwendung bei der Anfertigung von geformter Zwischenformen geeignet sind, umfassen handelsüblich verfügbare Keramik-Fräsblöcke einschließlich jenen, die unter dem Handelsnamen BruxZir^® (beispielsweise, BruxZir^® Shaded 16 Milling Blanks, Glidewell Direct, Irvine, CA) vertrieben werden. In einigen Ausführungsformen ist die theoretische maximale Dichte von vollständig gesinterten Zirkondioxid-Keramiken zwischen etwa 5,9 g/cm³ bis etwa 6,1 g/cm³ oder beispielsweise etwa 6,08 g/cm³.
• Eine einheitliche Vorform kann aus einem einzigen kontinuierlichen Block im Grünzustand oder einem vorgesinterten Keramikblock geformt werden, wobei kein separater Befestigungsschritt zum Befestigen des Stiels und/oder des Befestigungselements am Vorformkörper erforderlich ist. Alternativ kann die Vorform durch bekannte Formprozesse einschließlich Spritzgießen angefertigt werden. Die geformte Zwischenform kann auf eine Dichte, die größer als etwa 95% der theoretischen maximalen Dichte ist, durch bekannte Sinterprotokolle gesintert werden. Keramikvorformen aus gesintertem Zirkondioxid können Dichten aufweisen, die größer als etwa 95%, oder größer als etwa 98% oder größer als etwa 99% oder größer als etwa 99,5% der maximalen theoretischen Dichte des Keramikkörpers sind.
• Der Vorformkörper umfasst Materialien, die in Zahnrestaurationen in Behandlungsstuhl-Anwendungen mittels der hier beschriebenen Verfahren formbar sind, die annehmbare Festigkeitseigenschaften zur Verwendung in anterioren, posterioren oder sowohl anterioren als auch posterioren Zahnrestaurationsanwendungen ohne zusätzliche Verarbeitungsschritte aufweisen, um die Material-Festigkeitseigenschaften nach der Formgebung, wie beispielsweise durch Sintern, zu verändern. Gesinterte Vorformen können Zirkondioxid-Keramikmaterialien umfassen, die eine hohe Biegefestigkeit aufweisen, die Festigkeitswerte, die größer als etwa 400MPa, oder größer als etwa 500MPa, oder größer als etwa 600MPa oder größer als etwa 800MPA umfassen, wenn durch ein Biegefestigkeits-Prüfverfahren für Zirkondioxid-Materialien geprüft, wie in ISO 6872:2008 dargelegt und wie gemäß der für Zahnmedizin-Keramikmaterialien beschriebenen 3-Punkt-Biegefestigkeitsprüfung gemessen und berechnet.
• Zahnrestaurationen können von Schleifwerkzeugen anstatt herkömmlicher Fräswerkzeugen angefertigt werden, die zur Formgebung von detaillierten Zahnrestaurationen aus Materialien mit hohen Härtewerten ungeeignet sind. Ein Schleifwerkzeug (300), das einen Schaft (601) aufweist, wie beispielsweise in 3 veranschaulicht, umfasst eine eingebettete Diamantenbeschichtung auf dem Schaft (601) und der Spitze. Diamanten, die hier für die Verwendung geeignet sind, umfassen blockige oder bröckelige Diamanten, die eine durchschnittliche Größe im Bereich von etwa 90 µm bis etwa 250 µm, oder eine durchschnittliche Größe im Bereich von etwa 107 µm bis etwa 250 µm, oder eine durchschnittliche Größe im Bereich von etwa 120 µm bis etwa 250 µm oder beispielsweise eine durchschnittliche Größe im Bereich von etwa 120 µm bis etwa 180 µm aufweisen. Geeignete Diamantenbeschichtungen umfassen solche, bei denen mindestens 50% der Diamanten von einer Metalllegierungsschicht für mehr als die Hälfte der Höhe des Diamanten eingebettet sind, wie beispielsweise durch SEM-Analyse bestimmt. Schleifwerkzeuge, die eine Beschichtung aufweisen, bei denen Diamanten in einer Metalllegierungsschicht bis zu einer Tiefe von etwa 50% bis 95% der Diamantenhöhe, oder etwa 60% bis 95% der Diamantenhöhe, oder etwa 80% bis 95% der Diamantenhöhe eingebettet sind, sind für die Formgebung von Vorformen nützlich, wie beispielsweise vollständig gesinterte Zirkondioxid-Vorformen, oder Vorformen, die Materialien umfassen, welche die hier beschriebenen Härtewerte aufweisen. In einigen Ausführungsformen weisen die Schleifwerkzeuge einen Diamanten-beschichteten Schaft mit einer Metalllegierungsschicht auf, die eine Dicke aufweist, die größer als etwa 50% der Diamantenkorngröße (z.B. in pm), oder größer als etwa 60%, oder größer als etwa 70%, oder größer als etwa 80%, oder größer als etwa 90%, oder zwischen etwa 60% und 90% oder zwischen etwa 80% und 100% der Diamantenkorngröße (z.B. in µm) ist. In einer Ausführungsform weist ein Schleifwerkzeug einen Diamanten-beschichteten Schaft auf, der eine Diamantenkorngröße im Bereich von 126 Korn bis 181 Korn und eine Nickellegierungsschicht umfasst, die eine Dicke aufweist, die größer als oder gleich etwa 70% der Diamantenkorngröße (in µm) ist.
• PRÜFVERFAHREN
• Biegefestigkeitsprüfung
• Biegeprüfungen wurden an gesinterten Prüfmaterialien unter Verwendung des Instron-Biegefestigkeitsprüfverfahrens für Zirkondioxid-Materialien durchgeführt, wie in ISO 6872:2008 behandelt.
• Prüfstäbe wurden durch Schneiden vorgesinterter Materialien unter Berücksichtigung der als Ziel gesetzten Abmessungen der gesinterten Prüfstäbe und des Vergrößerungsfaktors (V.F.) des Materials wie folgt erstellt: $$\begin{array}{l}\text{Startdicke}=3\text{mm}\times \text{V}.\text{F}.;\\ \text{Startbreite}=4\text{mm}\times \text{V}.\text{F}.;\\ \text{Startl}\ddot{\text{a}}\text{nge}=55\text{mm}\times \text{V}.\text{F}.\end{array}$$

  
• Die geschnittenen Biskuitstäbe wurden im Wesentlichen gemäß dem von dem Hersteller bereitgestellten Sinterprofil gesintert. Biegefestigkeitsdaten wurden gemäß der 3 Punkt Biegefestigkeitsprüfung gemessen und berechnet, die in ISO (International Standard) 6872 Zahnmedizin - Keramikmaterialien beschrieben ist.
• Vickers-Härtezahl
• Vorformmaterialien können auf Härte unter Verwendung einer Vickers-Härte (Makro-Härteprüfung) geprüft werden. Härtenummern (HV) können wie in ISO-6507 beschrieben oder durch Bestimmen des Verhältnisses von F/A, wobei F die angelegte Kraft in kg/m2 und A die Oberfläche des sich ergebenden Eindrucks (mm2)ist, berechnet werden. HV-Nummern können in SI-Einheiten umgewandelt und in Einheiten von HV GPa wie folgt angegeben werden: H(GPa) = 0,009817HV.
• Beispiele 1 bis 21
• Einundzwanzig Zirkondioxid-Kronen mehrerer Zahnarten (Nummern) wurden aus gesinterten Zirkondioxid-Vorformen mittels der hier beschriebenen Verfahren gebildet.
• Teilweise vorgesinterte Zirkondioxid-Fräsblöcke wurden erhalten (BruxZir^® Shaded milling blocks, Glidewell Direct, Irvine, CA) und in die Form einer Vorform mittels Standardfräsprozeduren gefräst, die einen aus der Blockdichte berechneten Vergrößerungsfaktor aufnahmen. Die vorgesinterten einheitlich geformten Formen wiesen einen zylindrischen Körper, einen Stiel und ein Befestigungselement auf, wie im Wesentlichen in 2B-2D anschaulich dargestellt, und weisen einen Hohlraum auf, der sich nach innen von einer unteren Oberfläche erstreckt. Der Stiel wies eine ausreichende Länge zwischen dem Befestigungselement und dem zylindrischen Körper nach dem Sintern auf, um die Spitze eines Kugelkopf-Schleifwerkzeugs in der z-Achsen-Richtung ohne Kontaktieren der gesinterten Vorform zu positionieren. Die Form und Größe des Befestigungselements war zum Befestigen an einem Dorn kompatibel, der mit der CNC-Maschine im Schleifprozess verwendet wurde.
• Die vorgesinterten geformten Formen wurden gemäß den vom Hersteller bereitgestellten Sinterprofilen der Zirkondioxid-Blöcke gesintert, um vollständig gesinterte Zirkondioxid-Vorformen zu bilden, die eine Dichte zwischen etwa 5,9 g/cm3 und 6,1 g/cm3 aufwiesen. Die vollständig gesinterten Vorformen wiesen eine Körperlänge zwischen etwa 12,8 mm und 14,2 mm, einen Querschnittsaußendurchmesser von etwa 14 mm bis 15 mm, einen Hohlraumausbruchdurchmesser auf der Oberfläche des unteren Endes mit einem Durchmesser von etwa 7 mm bis 8 mm auf; wobei die Hohlraumkontur konisch mit einer Tiefe von etwa 4 mm war. Ein erstes Stielende wies eine Breite von etwa 2-2,8 auf und die Stiellänge war zwischen etwa 6,8 und 7,3 mm.
• Die Vorformen umfassten jeweils eine Befestigung mit einer an metallische Dornen geklebten unteren Oberfläche. Die Vorformen wurden in fertige Restaurationen von mehreren Zahnformen basierend auf CAD-Gestaltungsdateien unter Verwendung einer 3+1-Achsen-CNC-Maschine (TS150 Chairside mill system, IOS Technologies, San Diego, CA) geformt, die eine z-, x- und y-Achsenrichtungsbewegung des Schleifwerkzeugs plus Drehung der Vorform zwischen Werkzeugwegzyklen aufweist. Das Schleifwerkzeug umfasste Diamanten (Größe: etwa 126 um), die in einer Nickellegierungsplattierung bis zu einer eingebetteten Diamantenhöhe von etwa 80%-90% eingebettet waren. Ein CAM-Lacing-Zyklus mit Step-Over-Fähigkeit in sowohl planarer als auch der axialen Richtung des Schleifwerkzeugs wurde benutzt, um alle Oberflächen der Krone zu schleifen. Das Schleifwerkzeug wies eine Korngröße zwischen etwa 90-210 auf.
• Eine Luftspindel mit einer Drehzahl von etwa 150.000 UpM und einem minimalen Einlassluftdruck von etwa 85 psi wurde verwendet, um die vollständig gesinterte Zirkondioxid-Vorform zu schleifen. Die CAM-Lacing-Zyklus-Parameter wurden basierend auf Zahnnummer und Schleifoberfläche der gesinterten Vorform relativ zu der Oberseite oder Unterseite der Restauration, der Stielseite oder der Seite entgegengesetzt der Stielseite der Restauration bestimmt. Restaurationen wurden aus den gesinterten Vorformen für Vorderzähne der Nummern 2, 3, 14, 15, 18, 19, 30 und 31 in unter 60 Minuten angefertigt, wie in Tabelle 1 ersichtlich.
• Tabelle 1. Zeit bis zur fertiggestellten Restauration aus der gesinterten Vorform in Minuten.

  Beispiel Nummer	Zahn #	Zeit (Minuten) jeweils für jedes Beispiel
  1; 2; 3; 4	2	52; 47; 51; 44
  5; 6; 7; 8	3	53; 49; 54; 57
  9; 10	14	47; 51
  11	15	38
  12; 13; 14	18	54; 55; 47
  15	19	49
  16; 17; 18; 19	30	53; 48; 50; 50
  20; 21	31	49; 50

• 1 veranschaulicht eine gemäß den in Tabelle 1 beschriebenen Beispielen angefertigte Restaurationskrone. Restaurationskronen wurden geformt, die zwischen dem Stiel und der Restauration verbleibendes minimales Restmaterial (106) aufweisen, nachdem das Schleifen abgeschlossen ist. Die Restaurationskrone wurde von dem Stiel abgeknickt und der Ort des Stiels wurde wo notwendig zu einer glatten Oberfläche von Hand geschliffen.
• Beispiele 22 bis 45
• Zweiundzwanzig Zirkondioxid-Kronen, die sechs Restaurationsgestaltungen von mehreren Zahnarten (Zahn# 2, 14, 15, 30 und 31) darstellen, wurden aus gesinterten Zirkondioxid-Vorformen gebildet, die im Wesentlichen gemäß den in Beispielen 1-21 bereitgestellten Verfahren angefertigt wurden.
• Restaurationsgestaltungen wurden für mehrere Zahnpräparationen, die den folgenden Zahnnummern entsprechen: #2 - zweiter Molar am oberen Bogen; #14 und #15 - erste bzw. zweite Molare an einem oberen Bogen; #30 und #31 - erste bzw. zweite Molaren am unteren Bogen unter Verwendung eines Dental-CAD-Systems (IOS™ FASTDESIGN) basierend auf Patienten-Scandaten erzeugt. Die sechs angepassten Zahnrestaurationsgestaltungen wurden innerhalb eines Computermodells einer Vorform geschachtelt, um eine Platzierung des Vorformstiels relativ zu der Zahngestaltung gemäß Tabelle 2 mit Bezug auf 6A und 6B bereitzustellen.
• Jede Restaurationsgestaltung wurde viermal geschachtelt, um vier geschachtelte Gestaltungen bereitzustellen. Bei jeder Nesting-Operation wurde der Stiel der Vorform in einem von vier unterschiedlichen Orten relativ zu der Restauration positioniert, wie in Tabelle 2 angegeben. Beispielsweise wurde für Restaurationsgestaltungen, die mit einer Nummer 1 Stielposition geschachtelt wurden, die y-Achse des Stiels zwischen dem mesialen Kontaktbereich und den bukkalen Oberflächen der Restaurationsgestaltung positioniert. In der Nummer 2 Stielposition war der Stiel zwischen dem distalen Kontaktbereich und den bukkalen Oberflächen lokalisiert. In der Nummer 3 Stielposition war der Stiel zwischen dem distalen Kontaktbereich und der lingualen Oberfläche lokalisiert und in der Nummer 4 Stielposition war der Stiel zwischen dem mesialen Kontaktbereich und der lingualen Oberfläche lokalisiert. Tabelle 2. Maschinelle Bearbeitungszeit zur Formgebung von Zahnrestaurationen aus Gesinterten Vorformen

  Beispiel Nr.	Zahn #	Stielposition Nr.	Stielort	Erfolgreiche Fertigstellung	Zeit (in Minuten) bis Fertigstellung
  22	31	1	Mesiobukkal	Ja	49
  23		2	Distobukkal	Ja	53
  24		3	Distolingual	Ja	50
  25		4	Mesiolingual	Ja	52
  26	14	1	Mesiobukkal	Ja	47
  27		2	Distobukkal	Ja	49
  28		3	Distolingual	Ja	48
  29		4	Mesiolingual	Nein	-
  30	14	1	Mesiobukkal	Ja	51
  31		2	Distobukkal	Ja	50
  32		3	Distolingual	Ja	54
  33		4	Mesiolingual	Nein	-
  34	30	1	Mesiobukkal	Ja	50
  35		2	Distobukkal	Ja	52
  36		3	Distolingual	Ja	59
  37		4	Mesiolingual	Ja	59
  38	2	1	Distobukkal	Ja	54
  39		2	Mesiobukkal	Ja	49
  40		3	Mesiolingual	Ja	52
  41		4	Distolingual	Nein	-
  42	15	1	Mesio-bukkalen	Ja	38
  43		2	Distobukkal	Nein	-
  44		3	Distolingual	Ja	42
  45		4	Mesiolingual	Nein	-

• Positionelle Nesting-Information wurde verwendet, um vier Werkzeugwegfolgen zur Restaurationsgestaltungen zu berechnen, wobei jede Restaurationsgestaltung vier Werkzeugwege umfasste. Zwei Werkzeugwege wurden zur maschinellen Bearbeitung des vorderen Abschnitts der Vorform und des hinteren Abschnitts (an den Stiel angrenzend) des Vorformkörpers für jede Oberfläche (der okklusalen Oberfläche und inneren Oberfläche (Hohlraumseite)) der Restaurationsgestaltungen erzeugt. Restaurationsgestaltungen wurden für jede Vorform unter Verwendung der berechneten Werkzeugwege maschinell bearbeitet.
• Die Ergebnisse jedes Beispiels wurden bewertet. Erfolg oder Misserfolg der Formgebung einer fertiggestellten Restauration ist in Tabelle 2 angegeben, wobei ein fehlender Erfolg („Nein“) wegen Werkzeugbeschädigung vor Fertigstellung der Restauration auftrat. Die Zeit, um eine Restauration aus der gesinterten Vorform basierend auf Nesting-Bedingungen zu formen, wurde ebenfalls berechnet, wie in Tabelle 2 ersichtlich ist.
• Alle Restaurationsgestaltungen, bei denen die Werkzeugwege aus Nesting-Operationen berechnet wurden, bei denen der Stiel in einer mesio-bukkalen Position positioniert war, wurden in weniger als einer Stunde erfolgreich geformt. Elf von zwölf Restaurationsgestaltungen wurden in unter einer Stunde aus Werkzeugwegen erfolgreich geformt, die aus Nesting-Positionen berechnet wurden, bei denen die Stiele in einer mesio-bukkalen oder disto-bukkalen Position waren. Drei von fünf Restaurationsgestaltungen, bei denen die Werkzeugwege basierend auf Positionsdaten berechnet wurden, bei denen der Stiel in der mesio-lingualen Position geschachtelt war, wurden erfolglos geformt. Die kürzeste Formgebungszeit, um alle erfolgreichen Restaurationen zu formen, trat für Werkzeugwege auf, die aus Nesting-Positionen berechnet wurden, bei denen der Stielort bukkal (eine mesio-bukkale oder disto-bukkale Position) orientiert war.

Claims (19)

1. Verfahren zum Anfertigen einer Zahnrestauration aus einer Vorform, umfassend: Erhalten einer 3D-CAD-Datei einer Zahnrestaurationsgestaltung und eines Computermodells einer Vorform, wobei die Vorform einen Vorformkörper und einen Vorformstiel umfasst, der von einer äußeren Oberfläche des Vorformkörpers an einem Stielkontaktpunkt vorsteht, Schachteln der Zahnrestaurationsgestaltung innerhalb des Computermodells des Vorformkörpers durch Identifizieren von wenigstens zwei Nesting-Optionen, wobei der Ort des Stielkontaktpunkts relativ zu der Zahnrestaurationsgestaltung für die wenigstens zwei Nesting-Optionen unterschiedlich ist, und Auswählen einer von den wenigstens zwei Nesting-Optionen; und Erzeugen maschineller Bearbeitungsanweisungen zur Formgebung der Zahnrestauration aus der Vorform basierend auf der ausgewählten Nesting-Option, wobei die maschinellen Bearbeitungsanweisungen wenigstens einen maschinellen Bearbeitungsschritt zur Formgebung eines hinteren Abschnitts des Vorformkörpers nahe dem Stiel und wenigstens einen maschinellen Bearbeitungsschritt zur Formgebung eines vorderen Abschnitts des Vorformkörpers umfassen, der dem hinteren Abschnitt entgegengesetzt ist, wobei der wenigstens eine maschinelle Bearbeitungsschritt einen Werkzeugweg umfasst, der benachbarte Werkzeugweglinien umfasst, und das Verfahren ferner ein Einfügen zusätzlicher Werkzeugweglinien zwischen zwei benachbarten Werkzeugweglinien umfasst, wenn ein z-Inkrement zwischen den benachbarten Werkzeugweglinien einen maximalen Schwellenwert in einer maschinellen z-Minus-Bearbeitungsrichtung überschreitet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Schachtelns ein Auswählen einer Nesting-Option umfasst, bei welcher der Stielkontaktpunkt außerhalb eines mesialen Kontaktbereichs und eines distalen Kontaktbereichs der Zahnrestaurationsgestaltung ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Schachtelns ein Auswählen einer Nesting-Option umfasst, bei welcher der Stielkontaktpunkt nahe einer mesio-bukkalen Position der Restaurationsgestaltung ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Schachtelns ein Auswählen einer Nesting-Option umfasst, bei welcher der Stielkontaktpunkt nahe einer disto-bukkale Position der Restaurationsgestaltung ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Schritt zum Berechnen eines negativen Neigungswerts für eine okklusale Oberfläche, eine innere Oberfläche oder sowohl okklusale als auch innere Oberflächen der Restaurationsgestaltung für wenigstens zwei Nesting-Optionen und Auswählen der Nesting-Option, die den niedrigsten negativen Neigungswert aufweist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Vorformkörper einen Hohlraum umfasst und die Zahnrestaurationsgestaltung eine innere Oberfläche umfasst, und der Schritt des Schachtelns ferner ein Schachteln eines Vorformkörperhohlraums umfasst, der nahe der inneren Oberfläche der Restaurationsgestaltung ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, das ein Erzeugen eines ersten maschinellen Bearbeitungsschritts umfasst, der eine beim Stiel liegende erste Werkzeugweg-Eintrittsposition aufweist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, das wenigstens zwei maschinelle Bearbeitungsschritte zur maschinellen Bearbeitung einer okklusalen Seite einer Zahnrestauration und wenigstens zwei maschinelle Bearbeitungsschritte zur maschinellen Bearbeitung einer inneren Oberflächenseite einer Zahnrestauration umfasst.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, das ein Erzeugen eines Werkzeugwegs für die okklusale Seite und eines Werkzeugwegs für die innere Oberflächenseite umfasst und wobei die Werkzeugwege an einer Zahnrestaurations-Trennlinie voneinander getrennt sind.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Schritt zum Erzeugen von maschinellen Bearbeitungsanweisungen umfasst: Erzeugen i) eines ersten Werkzeugwegs, der einen Werkzeugwegeintritt an einem vorderen Ende des Vorformkörpers zur Formgebung eines ersten Abschnitts der okklusalen Seite einer Zahnrestauration aufweist; ii) eines zweiten Werkzeugwegs, der einen Werkzeugwegeintritt an einem hinteren Ende des Vorformkörpers, nahe dem Stiel, zur Formgebung eines zweiten Abschnitts von der okklusalen Seite einer Zahnrestauration aufweist; iii) eines dritten Werkzeugwegs, der einen Werkzeugwegeintritt an dem vorderen Ende des Vorformkörpers zur Formgebung eines erster Abschnitts von der inneren Oberflächenseite einer Zahnrestauration aufweist; und iv) eines vierten Werkzeugwegs, der einen Werkzeugwegeintritt am hinteren Ende des Vorformkörpers, nahe dem Stiel, zur Formgebung eines zweiten Abschnitts von der inneren Oberflächenseite einer Zahnrestauration aufweist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Vorformkörper ein Material umfasst, das einen Härtewert größer als oder gleich etwa HV 4GPa (Makrohärte) aufweist.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Vorformmaterial eine vollständig gesinterte Keramik ist.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Vorformmaterial ein vollständig gesintertes Keramikmaterial ist, das mehr als 85% Zirkondioxid umfasst.
14. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Vorformkörper eine zylindrische Form umfasst, die obere und untere Oberflächen, einen kreisförmigen Querschnitt und eine gekrümmte äußere Oberfläche aufweist, die sich zwischen oberen und unteren Oberflächen erstreckt, und sich der Stiel nach außen von dem Stielkontaktpunkt auf der gekrümmten äußeren Oberfläche erstreckt.
15. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren eine Formgebung der Zahnrestauration aus einem Vorformkörper durch Formgebung des Vorformmaterials mit einem Schleifwerkzeug umfasst, umfassend eine Diamantenbeschichtung, wobei die Diamanten in einer Metalllegierungsschicht eingebettet sind.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Schleifwerkzeug Diamanten umfasst, die in einer Metalllegierungsschicht eingebettet sind, die eine Dicke aufweist, die ungefähr größer als oder gleich 80% der Diamantenkorngröße (in µm) ist.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der wenigstens eine maschinelle Bearbeitungsschritt umfasst: einen Werkzeugweg, der benachbarte Werkzeugweglinien umfasst, und einen Schwellenwert für einen maximalen z-Inkrementwert in einer z-Minus-Richtung zwischen den benachbarten Werkzeugweglinien, der ungefähr gleich einem Abstand ist, der geringer als oder gleich ungefähr 10% der Diamantenkorngröße (in µm) ist.
18. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Zahnrestauration eine Zahnkrone ist.
19. Verfahren zum Anfertigen einer Zahnrestauration aus einer Vorform, die vollständig gesintertes Keramikmaterial umfasst, das schattiert ist, um eine Farbe eines natürlichen Gebisses in einer endgültigen Zahnrestauration zu erreichen, umfassend: Erhalten einer 3D-CAD-Datei einer Zahnrestaurationsgestaltung und eines Computermodells einer Vorform, wobei die Vorform einen Vorformkörper umfasst, der eine zylindrische Form und einen Vorformstiel umfasst, der von einer gekrümmten äußeren Oberfläche des Vorformkörpers an einem Stielkontaktpunkt vorsteht, Schachteln der Zahnrestaurationsgestaltung innerhalb des Computermodells des Vorformkörpers durch Identifizieren einer ersten Nesting-Option, wobei der Stielkontaktpunkt an einer mesio-bukkalen Position relativ zu der Zahnrestaurationsgestaltung ist, und einer zweiten Nesting-Option, wobei der Stielkontaktpunkt an einer disto-bukkalen Position relativ zu der Zahnrestaurationsgestaltung ist, und Auswählen einer der beiden Nesting-Optionen; und Erzeugen maschineller Bearbeitungsanweisungen zur Formgebung der Zahnrestauration aus der Vorform basierend auf der ausgewählten Nesting-Option, wobei die maschinellen Bearbeitungsanweisungen wenigstens einen maschinellen Bearbeitungsschritt zur Formgebung eines hinteren Abschnitts des Vorformkörpers nahe dem Stiel, und wenigstens einen maschinellen Bearbeitungsschritt zur Formgebung eines vorderen Abschnitts des Vorformkörpers, der dem hinteren Abschnitt entgegengesetzt ist, umfassen, wobei der wenigstens eine maschinelle Bearbeitungsschritt einen Werkzeugweg umfasst, der benachbarte Werkzeugweglinien umfasst, und das Verfahren ferner ein Einfügen zusätzlicher Werkzeugweglinien zwischen zwei benachbarten Werkzeugweglinien umfasst, wenn ein z-Inkrement zwischen den benachbarten Werkzeugweglinien einen maximalen Schwellenwert in einer maschinellen z-Minus-Bearbeitungsrichtung überschreitet.

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