DE102023128465A1 - Appliziervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung - Google Patents

Appliziervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102023128465A1
DE102023128465A1 DE102023128465.7A DE102023128465A DE102023128465A1 DE 102023128465 A1 DE102023128465 A1 DE 102023128465A1 DE 102023128465 A DE102023128465 A DE 102023128465A DE 102023128465 A1 DE102023128465 A1 DE 102023128465A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
application device
coated
until
printing
liquids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023128465.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bredent GmbH and Co KG
Original Assignee
Bredent GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bredent GmbH and Co KG filed Critical Bredent GmbH and Co KG
Publication of DE102023128465A1 publication Critical patent/DE102023128465A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0006Production methods
    • A61C13/0013Production methods using stereolithographic techniques
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264Arrangements for irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295Heating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321Feeding
    • B29C64/336Feeding of two or more materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Abstract

Es wird eine Appliziervorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung beschrieben, die ein Messsystem zur Erfassung einer Oberfläche eines zu beschichtenden Objektes umfasst und die mittels einer mehrachsige Bewegungsführung ein Applizieren mehrerer Flüssigkeiten zur Bedruckung des zu beschichtenden Objektes in einem mehrteiligen Drucksystem bewirkt, sodass Oberflächen oder Oberflächenbereiche so mit der oder den Flüssigkeiten beschichtet sind, dass die physikalischen Eigenschaften des Zahnersatzes sich ändern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Appliziervorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung.
  • Zur Herstellung von Zahnersatz werden zunehmend digitale Hilfsmittel eingesetzt, welche eine im Vergleich zu konventionellen Fertigungen deutlich reduzierte Bearbeitungszeit aufweisen und eine kostengünstige Fertigung ermöglichen.
  • Aus der DE 10 2010 037 160 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz bekannt, bei dem zur Herstellung einer Verblendung auf einem Trägergerüst in Abhängigkeit eines digitalen Modells des Zahnersatzes mehrere Schichten eines Materialgemisches aufgetragen werden. Dabei können bestimmte Schichten der unmittelbar aufeinanderfolgend aufgetragenen Schichten auch eine Einfärbung aufweisen. Zur Ausrichtung bzw. Positionierung des Trägers ist eine Aufnahme vorgesehen, die in Abhängigkeit von Steuerbefehlen positioniert wird.
  • In der US 2010/0260924 A1 wird ein Digitaldruckprozess beschrieben, der zur Funktionalisierung einer Oberfläche von Zahnersatz herangezogen wird. Bei dieser Vorgehensweise wird insbesondere eine mehrfarbige Oberfläche hergestellt, die den ursprünglichen Zähnen farblich angepasst wird.
  • In der WO 2018/050811 A1 ist eine Vorrichtung zur Funktionalisierung für dentale Anwendungen und ein Verfahren dazu beschrieben, wobei die Appliziervorrichtung eine Auflage zur Aufnahme eines teilbearbeiteten dentalen Formkörpers für die Herstellung einer dentalen Restauration und eine Abgabevorrichtung zum wenigstens abschnittsweisen Infiltrieren eines Funktionalisierungswirkstoffs auf die Oberfläche des dentalen Formkörpers umfasst.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich nun die Aufgabe, eine weiter verbesserte Appliziervorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der Appliziervorrichtung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Appliziervorrichtung bei der Herstellung von Zahnersatz geschaffen, welche ein Messsystem zur Erfassung einer Oberfläche eines zu beschichtenden Objektes aus einem dentalen Material umfasst und die mittels einer mehrachsige Bewegungsführung ein Applizieren mehrerer Flüssigkeiten zur Bedruckung des zu beschichtenden Objektes in einem mehrteiligen Drucksystem bewirkt, sodass Oberflächen oder Oberflächenbereiche so mit der oder den Flüssigkeiten beschichtet sind, dass die physikalischen Eigenschaften des Zahnersatzes sich ändern.
  • Unter dentalen Materialien sind organische, anorganischen und hybride Werkstoffe zu verstehen. wie z.B. Metalle, Keramiken, Kunststoffe, Gipse, Silikone bzw. hybride Varianten aus diesen. Das Drucksystem aus mehreren separaten Einzelinjektoren kann unterschiedliche bedruckbare Objekte unterschiedlicher Materialzusammensetzung mittels dafür angepasster Flüssigkeiten und unterschiedlicher Zweckbestimmung und/oder Basischemie beschichten. Flüssigkeiten unterschiedlicher Basischemie können z.B. organisch, anorganisch, feststoffbasiert, feststofffrei, auf Basis von Wasser, auf Basis von Alkohol oder auf Basis von Fetten sein, ohne einer Gefahr von Kontamination der Flüssigkeiten im Drucksystem untereinander und in Beachtung der notwendigen chemisch/physikalisch inerter Aufbewahrung im separaten Druckkopf. Die Flüssigkeiten können chemische oder physikalische Reaktionen im oder nach dem Auftragen beinhalten, z.B. eine Polymerisation durch Luft/Wärme/Licht oder eine Aushärtung durch diese, bzw. lediglich der Flüssigkeitsauftrag für eine notwendige materialtypische Nachbehandlung sowie eine thermische Behandlung oder ein Brennen im Brennofen. Die Anpassung oder Veränderung der physikalischen Eigenschaften beziehen sich sowohl auf die optische Erscheinung, d.h. Glanz, Farbe, Opazität, Fluoreszenz, Transluzenz, als auch auf die Anpassung der Rauheit mittels Glasuren als Beschichtung zur Minimierung der Rauheit, Beschichten mit einzubrennenden Opakern, Farben auf anorganische Gerüste, Auftragen von Beschichtungen oder Flüssigkeiten zu Veränderung der Härte der Oberfläche, des Glanzes, Benetzungsverhalten für weitere nachfolgende Prozesse, biologische Eigenschaften (Biofilm) oder Veränderung der adhäsives Eigenschaft der Oberfläche (Haftvermittler oder Härter). Hierunter verstehe man auch eine strukturgebende Formanpassung (Änderung des ehemaligen Volumens vor Bearbeitung, Maße) durch das Auftragen geeigneter Beschichtungen an den strukturformenden Bereichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Messsystem als optische oder taktile Erfassung des zu bedruckenden Objektes innerhalb des Druckers angeordnet oder ist ausgeführt, um ein bereits extern erfasstes Objekt in ein Koordinatensystem der Appliziervorrichtung, insbesondere mittels einer Nullspannvorrichtung, zu überführen
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Drucksystem mehrere separate Einzelinjektoren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beschichtet das Drucksystem so partiell, dass eine formgebende strukturerzeugende Wirkung erzielet wird, die bis zu 1,5 mm Schichtstärke aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Drucksystem ein festes oder auswechselbares gemischtes Materialmagazin, welches zeitgleich unterschiedliche Flüssigkeiten für die Anwendung beinhaltet und nacheinander angewendet werden kann, ohne Systemkomponenten auszutauschen, zu reinigen oder zu spülen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine UV-Lichtquelle zur UV-Polymerisation angeordnet, die die aufgetragene Flüssigkeit während des Druckprozesses durch die UV-Bestrahlung fixiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Wärmequelle angeordnet, die die aufgetragene Flüssigkeit trocknet, härtet oder polymerisiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das zu beschichtende Objekt auf eine Auflage angebracht, welche mit einer mehrachsigen Bewegungsführung versehen ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Bewegungsführung in einer Bewegungsrichtung im Schwerefeld mit einem Gegengewicht versehen, um eine Bewegung mit vermindertem Kraftaufwand zu erreichen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Drucksystem entlang einer Richtung zu dem zu beschichtenden Objekt verschiebbar.
  • Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betreib einer Appliziervorrichtung wie oben beschrieben angegeben, bei dem ein CAD System unter Verwendung von ursprünglichen Konstruktionsdaten des zu bedruckenden Objektes eine hinterlegte Flächensegmentierung verwendet, anhand dessen eine automatische Zuordnung der funktional zu beschichtenden Oberfläche hinterlegt ist.
  • Bei dem Verfahren kann eine Abgabe der Tröpfchen der Flüssigkeiten dynamisch geregelt sein und sich den physikalischen/chemischen Eigenschaften und Verwendungszweck und Anwendung der Flüssigkeiten und Druckobjektes anpassen.
  • Außerdem können den spezifischen Flüssigkeiten individuelle Drucktemplates hinterlegt werden, die bei der Auswahl der Flüssigkeit händisch oder automatisch zugeordnet werden können.
  • Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 schematisch eine Appliziervorrichtung in einer Seitenansicht,
    • 2 ein Detail der Appliziervorrichtung in einer Seitenansicht,
    • 3 ein weiteres Detail der Appliziervorrichtung in einer Seitenansicht,
    • 4 ein weiteres Detail der Appliziervorrichtung in einer Schnittansicht,
    • 5A ein Detail der Bearbeitung mit der Appliziervorrichtung in einer ersten Seitenansicht,
    • 5B ein Detail der Bearbeitung mit der Appliziervorrichtung in einer zweiten Seitenansicht,
    • 6A ein weiteres Detail der Bearbeitung mit der Appliziervorrichtung in einer ersten Seitenansicht,
    • 6B ein weiteres Detail der Bearbeitung mit der Appliziervorrichtung in einer zweiten Seitenansicht, und
    • 7 ein weiteres Detail der Bearbeitung mit der Appliziervorrichtung in einer Seitenansicht.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist in einer Seitenansicht schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Appliziervorrichtung 5 gezeigt. Der Drucker oder die Appliziervorrichtung 5 (diese Begriffe werden synonym verwendet) umfasst ein Messsystem 10 zur Erfassung einer Oberfläche 15 eines zu beschichtenden Objektes 20. Das zu beschichtenden Objekte 20 ist auf einer Auflage 25 angeordnet, welche mittels einer mehrachsige Bewegungsführung 30 ein Applizieren mehrerer Flüssigkeiten zur Bedruckung des zu beschichtenden Objektes 20 in einem mehrteiligen Drucksystem 35 bewirkt, sodass Oberflächen 15 oder Oberflächenbereiche so mit der oder den Flüssigkeiten beschichtet sind, dass die physikalischen Eigenschaften des Zahnersatzes sich ändern.
  • Das Messsystem 10 kann als optische oder taktile Erfassung des zu bedruckenden Objektes 20 innerhalb des Druckers 5 angeordnet sein. Alternativ kann auch ein bereits extern erfasstes Objekt in ein Koordinatensystem der Appliziervorrichtung 5, insbesondere mittels einer Nullspannvorrichtung, überführt werden.
  • Wie in 2 gezeigt ist, kann das Drucksystem 35 mehrere separate Einzelinjektoren 40, 40` umfassen. Dabei umfasst das Drucksystem 35 ein festes oder auswechselbares gemischtes Materialmagazin 45, das zeitgleich unterschiedliche Flüssigkeiten für die Anwendung beinhaltet, die nacheinander angewendet werden können, ohne Systemkomponenten auszutauschen, zu reinigen oder zu spülen.
  • Des Weiteren kann eine UV-Lichtquelle (nicht in 1 oder 2 gezeigt) zur UV-Polymerisation angeordnet sein, die die aufgetragene Flüssigkeit während des Druckprozesses durch die UV-Bestrahlung fixiert. Alternativ oder zusätzlich kann eine Wärmequelle (nicht in 1 oder 2 gezeigt) angeordnet sein, die die aufgetragene Flüssigkeit trocknet, härtet oder polymerisiert.
  • Dabei kann eine Abgabe der Tröpfchen der Flüssigkeiten dynamisch geregelt sein und sich den physikalischen/chemischen Eigenschaften und Verwendungszweck und Anwendung der Flüssigkeiten und Druckobjektes anpassen. Die dynamische Regelung der Tröpfchen 55 der Flüssigkeiten kann mittels einer Lichtquelle 60 und einer Kamera 65 am Einzelinjektor 40 erfolgen, welche die Abgabe der Tröpfchen 55 nachweisen und elektronisch weiterverarbeiten kann, wie in 1 und 2 gezeigt ist.
  • Die mehrachsige Bewegungsführung 30 ist in 3 nochmals näher dargestellt. Das zu beschichtenden Objekt 20 ist auf der Auflage 25 angeordnet, welche um vier Achsen schwenkbar oder verlagerbar ist, um die gewünschte Stelle auf dem zu beschichtenden Objekt 20 mit dem Drucksystem 35 erreichen bzw. das Objekt 20 mit dem Messsystem 10 erfassen zu können. Die Bewegungsführung 30 umfasst einen Arm 70, an dessen Ende sich die Auflage 25 befindet.
  • Die Auflage 25 ist um eine vertikale Drehachse 75 drehbar. Der Arm 70 kann um eine horizontale Schwenkachse 80 gedreht werden. Die Bewegungsführung 30 ist dabei so ausgeführt, dass darüber hinaus unabhängig voneinander Verlagerungen in eine vertikale Richtung 85 und in eine senkrecht zur Drehachse 75 und zur Schwenkachse 80 ausgerichtete horizontale Richtung 90 möglich sind. Die Bewegbarkeit um vier Achsen erlaubt eine präzise Abtastung des Objekts 20 mit dem Messsystem. Des Weiteren ist das Drucksystem 35 in einer zur Schwenkachse 80 parallelen Verschieberichtung 95 verlagerbar, so dass Drucksystem 35 über dem auf der Auflage 25 angebrachten Objekt 20 ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird eine stabile Führung des Drucksystems 35 erreicht. Zusammen mit der Vier-Achsen-Steuerung der Bewegungsführung 30 ergibt sich somit ein Fünf-Achsen-Betrieb der erfindungsgemäßen Appliziervorrichtung 5.
  • Die Bewegung der Bewegungsführung 30 entlang der vertikalen Richtung 85 erfolgt üblicherweise im Schwerefeld in Richtung der Gewichtskraft des kompletten Aufbaus der beweglichen Teile der Bewegungsführung 30 zusammen mit dem zu bearbeitenden Objekt 20. Wie diese Bewegung auch mit weniger Kraftaufwand durchgeführt werden kann, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 in einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Appliziervorrichtung 5 beschrieben.
  • 4 zeigt eine Schnittansicht durch die Appliziervorrichtung 5 im Bereich der Bewegungsführung 30. Man erkennt, dass der aus der Auflage 25 und dem Arm 70 bestehende Teil der Bewegungsführung 30 von den übrigen Komponenten durch eine Trennwand 100 getrennt ist. Hinter der Trennwand 100 befinden sich ein Elektromotor 105, der einen Zahnriemen 110 antreibt, welcher mit seinem ersten Ende mit dem Arm 70 verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich eine Bewegung entlang der vertikalen Richtung 85 erreichen. Das zweite Ende des Zahnriemens 110 ist mit einem Gegengewicht 115 verbunden, das an die Bewegungsführung 30 angepasst ist, sodass eine Bewegung entlang der vertikalen Richtung 85 mit verringertem Kraftaufwand erfolgen kann. Auf diese Weise kann ein leistungsschwacherer Elektromotor 105 eingesetzt werden, was einen kompakteren Aufbau ermöglicht. Des Weiteren ist in 4 eine Linearführung 120 zu erkennen, welche die Bewegung entlang der horizontalen Richtung 90 ermöglicht. Die Bewegung um die Drehachse 75 und die Schwenkachse 80 wird ebenfalls mittels nicht explizit in den Figuren dargestellter Elektromotoren ermöglicht.
  • Beim Betrieb der Appliziervorrichtung 5 kann ein CAD System, welches zum Beispiel auf dem in 1 dargestellten Rechner 50 implementiert ist, unter Verwendung von ursprünglichen Konstruktionsdaten des zu bedruckenden Objektes 20 eine hinterlegte Flächen- oder Volumensegmentierung verwendet, anhand dessen eine automatische Zuordnung der funktional zu beschichtenden Oberfläche 15 oder von dreidimensionalen Bestandteilen hinterlegt ist.
  • Den spezifischen Flüssigkeiten sind individuelle Drucktemplates hinterlegt, die bei der Auswahl der Flüssigkeit händisch oder automatisch zugeordnet werden können. Das Drucksystem 35 kann dabei so partiell beschichten, dass eine formgebende strukturerzeugende Wirkung erzielet wird, die bis zu 1,5 mm Schichtstärke aufweist.
  • Bei der Oberflächenbeschichtung, dem Schaffen einer Textur oder die Verwendung von Farbdruck betreffen anatomische individuellen Bereiche bei der Herstellung von Zahnersatz. Im Allgemeinen werden derartige Bereiche in der CAD-Konstruktion für die nicht Herstellung von Zahnersatz angeboten oder berücksichtigt, da diese sehr detailliert, individuell und auch polychromatisch ausfallen. Die individuelle polychromatische additive Oberflächenstrukturierung oder Beschichtung ist nicht in einer CAD/CAM Umsetzung erhältlich. In dem erfinderischen Ansatz ist es nun möglich, CAD/CAM gefertigten Zahnersatz in einem dazu geeigneten Bearbeitungsprozess individuell oder mittels Oberflächenformenbibliotheken auf diese aufzutragen.
  • Dazu erfolgt zunächst in einem ersten Schritt eine optische Erfassung des mittels CAD/CAM oder händisch hergestellten Zahnersatzes. Im zweiten Schritt erfolgt ein CAD-Design einer mono -oder polychromatischen Oberfläche. Anschließend erfolgt ein poly- oder monochromatisches Aufdrucken dieser 3D-Oberflächenstruktur. Es ist auch möglich, hierzu Oberflächenbeschichtungen zu verwenden, die physikalische Eigenschaften des Zahnersatzes ändern, wie z.B. die Opazität, die Fluoreszenz oder Rauheit aber auch biologische oder chemische Eigenschaften.
  • Allgemein stellt sich der Ablauf wie folgt dar. Auf die beweglichen Auflage 25 wird der optisch zu erfassende Zahnersatz aufgesetzt. Das Messsystem 10 erfasst die Oberfläche 15 des Objektes 20 während der Bewegungsführung 30 des mehrachsigen Systems. Die optische Erfassung des Objektes wird im Rechner 50 mittels einer Software verarbeitet und steht der CAD Software zur weiteren Manipulation der Oberflächen zur Verfügung. Mittels der CAD Software werden die digital generierten Strukturen/Texturen in der CAD digital auf die Oberflächen gelegt. Dies erfolgt unter Zuhilfenahme von Formen- oder Flächenbibliotheken, oder durch Verwendung von CAD Tools, die diese individuell generieren.
  • Neben der digitalen Generierung von 3D-Oberflächen oder formgebenden Texturen zur Beschichtung dieser, besteht auch die Möglichkeit, die erfasste Oberflächen zusätzlich oder separat farbgebend, oder mit einer funktionellen Beschichtung zu versehen. Hier ist der Ablauf identisch wie oben beschrieben identisch. Zur Definition der Farbflächen kann auf vorgefertigte oder anpassbare Farb-/Formbibliotheken zurückgegriffen werden, oder diese mittels CAD Design Tools, individuell bestimmt werden.
  • Der Ablauf des Drucks ist wie folgt. Nach der CAD Bearbeitung werden die Daten für die Druckaufbereitung in der CAM bearbeitet. Hier werden die Druckstrategie (Bewegungsablauf, Reihenfolge, Druck, Farbereiche, Anstellwinkel, Materialzuordnung) in Zuweisung unterschiedlicher Materialien, deren Druckeigenschaften, der Viskosität oder der Benetzungsfähigkeit, der Auftragswinkel, die Druckgeschwindigkeit oder die Materialmenge definiert.
  • Die einzelnen Tröpfchen 55 werden durch den Einzelinjektor 40 abgegeben und durchqueren in der Flugbahn ein Messfeld des Kamerasystem 65, welches die Größe der Tröpfchen vermisst. Dadurch ist ein dynamisches Steuern der Abgabemenge im Verhältnis zur errechneten Sättigung beispielsweise eines porösen Materials und damit Farbgebung bzw. physikalischen Anpassung verbunden. Es kann aber auch der berechnete Materialbedarf oder Auftrag zur physischen Generierung von Oberflächenbeschichtungen oder dreidimensionalen formgebenden Texturen erzielt werden.
  • In 5A und 5B ist eine strukturgebende Beschichtung (schwarze Pfeile 125) am Beispiel für Zahnfleisch bzw. in 6A und 6B für Zähne dargestellt. Hier können separierbare, formanpassbare Oberflächenbereiche dreidimensional aufgetragen werden, um die vorhandene Oberfläche mit Zahnhart- oder Weichanteilen des Zahnersatzes formanpassend zu strukturieren bzw. zu konturieren.
  • In 5A und 5B betrifft dies die Ginigiva, Avoelnfortsätze, Lippenbändchen, Schleimhautfalten, Raphe Palatinum, papilla incisiva, oder ähnliches.
  • In 6A und 6B wird für Zähne eine dreidimensionale Struktur aufgedruckt werden. Diese Konturierung wird allgemein als „Textur“ bezeichnet und ist unabhängig vom Material des zu bedruckenden Werkstoffes, der als Keramik, Polymer oder Hybridmaterial vorliegen kann.
  • Es ist zudem möglich, eine farbliche Anpassung mittels entsprechender farbgebender Beschichtung auf den jeweiligen Zahnersatz vorzunehmen, der mit geeigneten Glasuren unterschiedlicher optischer oder physikalischer Zweckbestimmung zu beschichten (Matt, Hochglanz, Opak, Transparent, Fluoreszierend...) bzw. zur Versieglung offener Porositäten herangezogen werden, wie in 6B gezeigt ist.
  • 7 zeigt eine Flächensegmentierung oder auch Bereichssegmentierung bzw. Volumensegmentierung, die nicht auf eine zweidimensionale Beschreibung begrenzt ist. Die Bereichssegmentierung ist anhand dreier Bereiche A, B und C dargestellt. Die Bereichssegmentierung umfasst eine digitale Formdatenbank von Zahnersatz, in welcher der Zweckbestimmung der Beschichtung ein zu funktionalisierender entsprechender Bereich vordefiniert ist. Diese digitale Formdatenbank, bzw. daraus extrahierte Informationen (Material, Bereich) der Beschichtung ist geeignet, in die CAD oder CAM des Drucksystems übernommen zu werden, um so für die Weiterverarbeitung des Druckes genutzt zu werden. Bereichssegmentierung besteht aus mindestens einem Bereich der digitalen Form, des Bereiches oder der Oberfläche und ist nachträglich durch den Benutzer anpassbar.
  • Des Weiteren kann die Software und/oder der Drucker Elemente einer KI (künstliche Intelligenz) enthalten, oder KI generierte Daten zur Definition von Flächen verarbeiten. Eine KI basierte Flächen- oder Formerkennung ermöglicht eine individuelle Zuordnung von Farben oder Flächen, die der Anwender nicht selbst definieren muss, in dem sie oder er die Vorschläge der KI übernimmt, und/oder anpasst.
  • Der Drucker oder die Appliziervorrichtung 5 bedruckt die Oberfläche 15 von Prothesen mittels mindestens zweier unterschiedlicher Flüssigkeiten geeignet zur Funktionalisierung von organischem, anorganischem oder hybridem Zahnersatz. Die Funktionalisierung betrifft das Infiltrieren von porösen oder teilporösen Oberflächen 15 zur Änderung der physikalischen Eigenschaften des zu bedruckenden Materials (Farbe, Opazität/Transparenz/Brenn-Sinterverhaltens, Festigkeit, Dichte..) und das Oberflächenbeschichten teilporösen/dichten Oberflächen von organischen /anorganische/hybriden Zahnersatz zur Änderung der physikalischen Eigenschaften des zu bedruckenden Materials, z.B. Flächenversiegelung, Reduzierung der Rauheit, Farbe, Opazität, Transparenz, Brenn-Sinterverhaltens, Festigkeit, Dichte, Benetzfähigkeit, chemischen oder biologischen Eigenschaften der Oberfläche 15 mittels geeigneter Flüssigkeiten.
  • Die Einmessfunktion mittels einer optischer, taktiler, oder anderer bildgebender Messeeinheit dient dazu, ein zu bearbeitendes Objekt 20 im Drucker beispielsweise mittels der Messvorrichtung 10 im digitalen Koordinatensystem des Druckers zu erfassen, um es so mit dem originalen CAD Datensatz zu matchen und auf dem originalen CAD Datensatz oder Teile dessen, die Bearbeitung des Objektes im CAD Verfahren zu konstruieren. Mittels der Einmessfunktion wird das Objekt 20 bildgebend erfasst, um so einen Datensatz direkt durch den Drucker zu erzeugen, um auf diesen die CAD Nachbearbeitung zu generieren. Die Einmessfunktion kann auch dazu dienen, ein Nullpunktspann-System von einem externen Mess- oder Bearbeitungssystem in das Koordinatensystem des Druckers zu übertragen.
  • Es ist nicht vorgesehen, im Drucker additive Materialgenerierung zu erzeugen, die es erlauben würde, einen Zahnersatz, oder Teile von Zahnersatz komplett formgebend aufzubauen. Vielmehr ist in der Erfindung vorgesehen, lediglich oberflächliche Schicht/Schichten aufzubauen, die die Eigenschaften des bedruckten Materials physikalisch ändern. Demnach ist der maximal zu erwartende Schichtauftrag kleiner als 3 mm.
  • Eine weitere Besonderheit des Druckers ist, dass dieser sowohl feststofffrei oder feststoffhaltige Tinten unterschiedlicher Viskosität und chemischer Zusammensetzungen verdrucken kann. Als farbgebenden Substanzen können beispielsweise gelöste Metallsalze auf Chlorid oder Nitrid, Acetatbasis, über keramische Malfarben/Glasuren bis zu photopolymerisierbaren Tinten verwendet werden. Eine weitere Ausführung des Druckers, besitzt eine UV-Lichtquelle zur Polymerisation von lichthärtenden Flüssigkeiten
  • Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
  • Liste der Bezugszeichen:
  • 5
    Appliziervorrichtung
    10
    Messsystem
    15
    Oberfläche
    20
    Objekt
    25
    Auflage
    30
    Bewegungsführung
    35
    Drucksystem
    40
    Einzelinjektor
    45
    Materialmagazin
    50
    Rechner
    55
    Tröpfchen
    60
    Lichtquelle
    65
    Kamera
    70
    Arm
    75
    Drehachse
    80
    Schwenkachse
    85
    Richtung
    90
    Richtung
    95
    Verschieberichtung
    100
    Trennwand
    105
    Elektromotor
    110
    Zahnriemen
    115
    Gegengewicht
    120
    Linearführung
    125
    Pfeile
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010037160 A1 [0003]
    • US 20100260924 A1 [0004]
    • WO 2018050811 A1 [0005]

Claims (15)

  1. Appliziervorrichtung bei der Herstellung von Zahnersatz, welche ein Messsystem zur Erfassung einer Oberfläche eines zu beschichtenden Objektes umfasst und die mittels einer mehrachsige Bewegungsführung ein Applizieren mehrerer Flüssigkeiten zur Bedruckung des zu beschichtenden Objektes in einem mehrteiligen Drucksystem bewirkt, sodass Oberflächen oder Oberflächenbereiche so mit der oder den Flüssigkeiten beschichtet sind, dass die physikalischen Eigenschaften des Zahnersatzes sich ändern.
  2. Appliziervorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Messsystem als optische oder taktile Erfassung des zu beschichtenden Objektes innerhalb des Druckers angeordnet ist, oder ausgeführt ist, um ein bereits extern erfasstes Objekt in ein Koordinatensystem der Appliziervorrichtung, insbesondere mittels einer Nullspannvorrichtung, zu überführen
  3. Appliziervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Drucksystem mehrere separate Einzelinjektoren umfasst.
  4. Appliziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Drucksystem ein festes oder auswechselbares gemischtes Materialmagazin umfasst, welches zeitgleich unterschiedliche Flüssigkeiten für die Anwendung beinhaltet und nacheinander angewendet werden kann, ohne Systemkomponenten auszutauschen, zu reinigen oder zu spülen.
  5. Appliziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine UV-Lichtquelle zur UV-Polymerisation angeordnet ist, die die aufgetragene Flüssigkeit während des Druckprozesses durch die UV-Bestrahlung fixiert.
  6. Appliziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der eine Wärmequelle angeordnet ist, die die aufgetragene Flüssigkeit trocknet, härtet oder polymerisiert.
  7. Appliziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das zu beschichtende Objekt auf eine Auflage angebracht ist, welche mit einer mehrachsigen Bewegungsführung versehen ist.
  8. Appliziervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Bewegungsführung in einer Bewegungsrichtung im Schwerefeld mit einem Gegengewicht versehen ist, um eine Bewegung mit vermindertem Kraftaufwand zu erreichen.
  9. Appliziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Drucksystem entlang einer Richtung zu dem zu beschichtenden Objekt verschiebbar ist.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der ein CAD System unter Verwendung von ursprünglichen Konstruktionsdaten des zu bedruckenden Objektes eine hinterlegte Flächen- oder Volumensegmentierung verwendet, anhand dessen eine automatische Zuordnung der funktional zu beschichtenden Oberfläche oder von dreidimensionalen Bestandteilen hinterlegt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem eine Abgabe der Tröpfchen der Flüssigkeiten dynamisch geregelt ist und sich den physikalischen/chemischen Eigenschaften und Verwendungszweck und Anwendung der Flüssigkeiten und Druckobjektes anpasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem den spezifischen Flüssigkeiten individuelle Drucktemplates hinterlegt sind, die bei der Auswahl der Flüssigkeit händisch oder automatisch zugeordnet werden können
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das Drucksystem so partiell beschichtet, dass eine formgebende strukturerzeugende Wirkung erzielet wird, die bis zu 3 mm, vorzugsweise bis zu 1,5 mm Schichtstärke aufweist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei der das Drucksystem eine Bereichssegmentierung mit einer digitalen Formdatenbank von Zahnersatz bereitstellt, in welcher der Zweckbestimmung der Beschichtung ein zu funktionalisierender entsprechender Bereich vordefiniert ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der das Drucksystem eine Flächen- oder Formerkennung auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Objekts ermöglicht, welche mit einer KI-basierten Software arbeitet.
DE102023128465.7A 2022-10-17 2023-10-17 Appliziervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung Pending DE102023128465A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022127142.0 2022-10-17
DE102022127142 2022-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023128465A1 true DE102023128465A1 (de) 2024-04-18

Family

ID=88511275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023128465.7A Pending DE102023128465A1 (de) 2022-10-17 2023-10-17 Appliziervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023128465A1 (de)
WO (1) WO2024083859A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100260924A1 (en) 2007-11-28 2010-10-14 Naimul Karim Digitally-painted dental articles
DE102010037160A1 (de) 2010-08-25 2012-03-01 Amann Girrbach Ag Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz
WO2018050811A1 (de) 2016-09-15 2018-03-22 Bredent Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur funktionalisierung dentaler restaurationen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100260924A1 (en) 2007-11-28 2010-10-14 Naimul Karim Digitally-painted dental articles
DE102010037160A1 (de) 2010-08-25 2012-03-01 Amann Girrbach Ag Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz
WO2018050811A1 (de) 2016-09-15 2018-03-22 Bredent Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur funktionalisierung dentaler restaurationen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024083859A1 (de) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2506796B1 (de) Herstellung individueller dentaler prothesen via cad/cam und rapid manufacturing/rapid prototyping aus daten der digitalen abdrucknahme
EP3364913B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur funktionalisierung dentaler restaurationen
DE102012011371B4 (de) Herstellung individueller dentaler Prothesen via CAD/CAM und Rapid Manufacturing/Rapid Prototyping aus digital erhobenen Daten der Mundsituation
Jain et al. Recent trends of 3-D printing in dentistry-a review
EP3265048B1 (de) Kartusche mit kompositmaterial
EP3235467B1 (de) Verfahren zur herstellung einer dentalrestauration
DE102007010624B4 (de) Vorrichtung zur schichtweisen generativen Herstellung dreidimensionaler Formteile, Verfahren zur Herstellung dieser Formteile sowie diese Formteile
DE10111704B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffteils
DE112005001411T5 (de) Systeme und Verfahren zum Herstellen von 3D-Objekten
DE102011117005B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines keramischen Formkörpers
DE112013006047T5 (de) Zahnbogenmodell und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2422739A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz
EP3687763A1 (de) 3d-gedruckte formteile aus mehr als einem silicon-material
EP3233427A1 (de) Schichtweiser aufbau von formkörpern
EP1523413B1 (de) Verfahren und einrichtung zur herstellung eines stempels
EP2345525B1 (de) Verfahren zum Erzeugen einer dreidimensionalen Freiformfläche mit haptisch und/oder optisch wahrnehmbaren Mikrostrukturen
DE102023128465A1 (de) Appliziervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Appliziervorrichtung
WO2021073717A1 (de) 3d-druckvorrichtung und verfahren zur herstellung von objekten mit erhöhter druckqualität
EP3335861A1 (de) Rapid-prototyping/manufacturing-bauplattform sowie rapid-prototyping/manufacturing-verfahren
EP2862699A1 (de) Dentaldruckvorrichtung
DE102014007562B4 (de) Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Formteilen mit integrierter Leiterbildstruktur durch Additive Manufacturing
WO2010099950A2 (de) Verfahren und fertigungsvorrichtung zur automatischen dentalkeramischen verblendung von gerüsten von zahntechnischen restaurationen
DE10332802A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer belastbaren Struktur aus Oxidkeramik, insbesondere aus Zirkoniumdioxid
DE102019123104A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines mit 3D-Druck hegestellten Objekts
DE102019123654B3 (de) Verfahren zum Herstellen von mindestens einer mehrere Musterelemente umfassenden Musterfigur mittels eines Lasers