JP2010131395A - 歯科用ｃａｄ／ｃａｍシステムのアドレス可能なマトリックス／クラスターブランクおよびその最適化法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランクの互換性を可能にし、ブランク当たりの産出量を最大限にし、そして材料の廃棄を減少させて、システムの多用途性、材料の選択及び運転効率を最大限にする。また、ブランクの目録を減らすことにより、市販のＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関連する運転コストを削減する。
【解決手段】クラスターミルブランクは、現在のＣＡＤ／ＣＡＭシステムのブランクホルダと協働するように構成される下部構造と、アドレス可能なマトリックス又はクラスターブランクを形成し、下部構造に取り付けられる複数のサブブランクと、を含む。かかる下部構造を含むＣＡＤ／ＣＡＭシステム、並びに関する方法である。
【選択図】図３

Description

本願は、２００８年５月１２日出願の米国特許出願第１２／１１８，９８１号の一部継続出願であり、これを引用することによって本願発明の内容に組み込む。

本発明は、歯科用補綴材及び義歯を設計及び製造するコンピュータ援用システムに関する。また、本発明は、クラスターミルブランク（ｃｌｕｓｔｅｒ ｍｉｌｌ ｂｌａｎｋ）及びその、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムでの使用方法に関し、これにより、所定のブランクに適するシステムの範囲を拡大し；他のシスステムとのミルブランク互換性を可能にし；所定のシステムに、増大された種々のミルブランクに対するアクセスを提供し；そしてシステムの多用途性、材料の選択及び運転効率を最大限にする。また、所定の態様によると、本発明は、上述したクラスターブランクに関連する技術及び方法に関する。

以下の議論において、所定の構造及び／又は方法を引用することができる。しかしながら、以下の引用は、かかる構造及び／又は方法が従来技術を構成する認証として構成されるべきではない。本願の出願人は、権利を明白に留保して、かかる構造及び／又は方法が従来技術として適格ではないことを説明する。

今日では、歯科医院（チェア側（ｃｈａｉｒ ｓｉｄｅ））と歯科技工室（ラボ側（ｌａｂ ｓｉｄｅ））の両方において、治療計画、仮想処理、歯科矯正、設計及び補綴材の製造に関する自動化技術の使用に対して、歯科において益々増大する傾向にある。“デジタル革命”と時々称されるかかる傾向は、ラボ側においてＣＡＤ／ＣＡＭ技術の急増という点において最も明らかである。歯科技工室で利用可能な多くのＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、最近の１０年間でほぼ１０倍に増大した。目下、２５種を超えるＣＡＤ／ＣＡＭシステムと、種々の形状及び寸法のミルブランク（ｍｉｌｌ ｂｌａｎｋ）を使用する極めて少数のコピーミルシステムが存在する。ブランクの形状は、簡単な幾何形状、例えば矩形、円筒形又は六角形から更に複雑な幾何形状、例えば、米国特許第６，９７９，４９６号明細書（特許文献１）（引用することによって本願の内容に組み込む。）に記載されるスマートブランク（ｓｍａｒｔ ｂｌａｎｋ）まで変化する。その寸法は、長さ又は直径の点で約０．５”〜約４”の範囲である。ミルブランクは、４種類の材料、すなわち金属、ポリマー（樹脂、プラスチック）、セラミックス及び複合材料のものがある。セラミック製ミルブランクは、３種類の主要なカテゴリーに分類され得る：長石（白榴石ベース及びサニディン又は長石ベース）、ガラス−セラミック（リチウムシリケート、雲母を含む等）、及びアルミナ及び／又はジルコニア（穏やかにか焼又は完全に緻密）等を基礎とする結晶性のセラミックである。これらの３種類のセラミックカテゴリー並びに複合材料のブランクは、種々の色調で既に利用可能であるか、又は間もなく利用可能となるであろう。所定の種類のブランクに対する色調の必要な目録を取っておくことは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの設備操作に対する経済的圧力を増大させる。

従来の４インチ直径のディスク形状ジルコニアブランク１００を図１〜２に示す。図示のように、複数の粉砕化形状１１０がジルコニアブランク１００に形成されている。ブランク１００は、ジルコニアから全体的に形成されているので、極めてコスト高である。図２に示されるように、かかるブランク１００を使用して、複数の粉砕化形状１１０を形成することにより、粉砕包絡面（ｍｉｌｌｉｎｇ ｅｎｖｅｌｏｐｅｓ）１１２の間で規定される重大量の廃棄化介在ブロック領域１２０をもたらす。

ＣＡＤ／ＣＡＭ技術により、歯科技工室に、品質を改善し、再生産性を提供し、そして人の間違いを除去するものの、殆どのＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、穏やかなか焼ジルコニアを粉砕するように適合されるので、過飽和で且つ急速な市場において他に負けない材料を選択するのが十分ではない。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの価格は、製造業者及び構成に応じて、最も大きなラボでさえ５０，０００〜５００，０００ドルであり、そして外注センターは、多様なシステムを運転して、その材料の選択を拡大することが可能である。殆どのＣＡＤ／ＣＡＭシステムの製造業者は、歯科に関する従来の中核技術又は先進材料の開発及び製造に関して、Ｉｖｏｃｌａｒ、Ｖｉｔａ又はＭｅｔｏｘｉｔ等のサプライヤーからシステムを購入するよりは、システム自体をブロックにしない。勿論、ＣＡＤ／ＣＡＭの材料は、実際に高価であり、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの運転コストに実質的に加えられる。例えば、セラミック製ミルブランクの価格は、材料１グラム当たり約０．６０〜約４．５０ドルの範囲である。米国特許第６，９７９，４９６号明細書（特許文献１）に定義されるブランク当たりの産出力は、実際に低く、その殆どは、無駄になる。

Ｃｅｒｅｃ（Ｓｉｒｏｎａ社）及びＬａｖａ（３Ｍ／ＥＳＰＥ）等のチェア側又はラボ側の用途の粉砕装置を備える最初のＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、クローズドシステムであり、かかるシステムにおいて、ミルブランクは、スタブ保持装置、突出部、マンドレル、ホルダ又はキャリア本体部に取り付けられ、これらは、米国特許第６，４８５，３０５号明細書（特許文献２）及び米国特許第６，７６９，９１２号明細書（特許文献３）に記載される特有の特許化幾何構造を有し、更にはバーコードによって保護され得るものであり、これにより、他のシステム（ＣＡＤ／ＣＡＭ）との互換性を防いでいた。また、スタブアッセンブリに対する種々の加工品（製粉可能な部品）が、米国特許第７，２１４，４３５号明細書（特許文献４）、米国特許第６，６６９，８７５号明細書（特許文献５）、米国特許第６，６２７，３２７号明細書（特許文献６）、米国特許第６，４８２，２８４号明細書（特許文献７）、米国特許第６，２２４，３７１号明細書（特許文献８）、米国特許第６，９９１，８５３号明細書（特許文献９）及び米国特許第６，６６０，４００号明細書（特許文献１０）に記載されている。オープン・アーキテクチャー・システムの出現により、システム間のブランク互換性は、可能になったばかりではなく、極めて望ましい。市場では、クローズドシステムがこれまで優位であるものの、オープンシステムの市場浸透が着実に増大している。２５種類の市販のＣＡＤ／ＣＡＭシステムから、少なくとも５又は６種類は、同一のＤ−２５０歯科用３Ｄスキャナ及びＤｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｅｒ（商標）歯科用ＣＡＤソフトウエア（３Ｓｈａｐｅ Ａ／Ｓ社、コペンハーゲン、デンマーク）を利用している。オープン・アーキテクチャー・システムにおいて、ブランクは、バーコード保護されておらず、そしてブランクが、粉砕装置の現在のハウジング（ブランクホルダ、チャック、収集部（ｃｏｌｌｅｃｔ）、支持部）に適合する場合、任意のブランクを使用することが可能である。

全ての種類のブランクは、任意の形状及び寸法で経済的に製造され得るわけではない。例えば、ジルコニア及びアルミナブランクを、所定の形状及び寸法で形成して、大きなブランクから粉砕され得る大きなケースに対する要求に対応することが可能である。他方で、大きな長石及びガラス−セラミックブランクは、多くの機械的な及び経済的な制限に起因して、それほど望ましくはない。

米国特許出願公開第２００６／０，１１５，７９４号明細書（特許文献１１）は、クラウン型コア、クラウン等の歯科補綴部品を連続製造するシステムを教示している。かかるシステムは、機械に自動的に供給されるジルコニアロッドストックから作製されるライブセンターコンピュータ数値制御ＣＮＣ装置で旋回及び粉砕を利用する。多様な部品を、連続ロッドストックから次々に裁断する。更に、かかる特許出願では、多様な装置の利用法であって、各々の装置に、種々の形状及び／又は寸法のロッドストックを供給する利用法を教示している。中央制御装置は、裁断されるべき部品の仕様を得て、機械を選択するが、かかる機械において、最小量の裁断を必要とするであろうロッドストックを決定することによって、部品を作製する。ＣＮＣ装置のコストを考慮して、完全に密なジルコニア以外の材料から長いロッドストックを作製及び粉砕する上述した経済的及び加工の困難性に加え、一の装置が、それぞれ所定の種類のケース専用である多くの装置を有することより、全てのケースを粉砕することが可能であることは、更に有利である。

米国特許第７，２３４，９３８号明細書（特許文献１２）は、複数の同一のブランク又は加工品を固定する場合に、多数のボアをその中に有する細長いストリップとして構成されるマルチブランクホルダ又は加工品受け器を開示している。かかる発明は、粉砕／研削機であって、加工品受け器又はミルブランクホルダが、その長手軸に沿って配置され、加工品又はブランクを受ける複数のボアを有する粉砕／研削機に関する。また、かかる発明は、加工品を貫通孔内に保持するために貫通孔内に配置される成形可能な埋包材料を含む。更に、かかる発明は、加工品受け器において加工品を自動固定するための固定装置を備える粉砕／研削機を教示している。

米国特許出願公開第２００６／０，１０６，４８５号明細書（特許文献１３）は、複数の製造の特徴を形成するために、加工処理されるべき物理ブランクに相当する仮想ブランクの使用法を記載している。更に、かかる特許出願は、複数の製造特徴における各製造の特徴を、仮想ブランクに仮想適合させる方法であって、各々の製造の特徴が、座標系と連想関係を示す適合方法を教示している。製造の教示を生成して、複数の製造特徴をブランクに適合させることによって実際の部品を創作する。かかる方法は、自動車産業で開拓され、そして米国特許第６，７７５，５８１号明細書（特許文献１４）、米国特許第７，０２４，２７２号明細書（特許文献１５）、米国特許第７，１１０，８４９号明細書（特許文献１６）及び米国特許出願公開第２００６／０，１０６，４８５号（特許文献１３）明細書に記載され、これらの内容全体を引用することによって本願の内容に組み込む。また、以下の白書：Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ＆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｄｅｓｉｇｎ（非特許文献１）にも記載されている。構成要素のアッセンブリを含む製品を電子的に設計する試みが、米国特許出願公開第２００７／０，１３６，０３１号明細書（特許文献１７）に記載され、その開示内容全体を引用することによって本願の内容に組み込む。また、かかる開示内容は、歯科医療に関連しない。

従って、当該分野において、ブランクの互換性を可能にし、ブランク当たりの産出量を最大限にし、そして材料の廃棄を減少させて、システムの多用途性、材料の選択及び運転効率を最大限にする要求が存在する。また、ブランクの目録を減らすことにより、市販のＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関連する運転コストを削減することは望ましい。

米国特許第６，９７９，４９６号明細書 米国特許第６，４８５，３０５号明細書 米国特許第６，７６９，９１２号明細書 米国特許第７，２１４，４３５号明細書 米国特許第６，６６９，８７５号明細書 米国特許第６，６２７，３２７号明細書 米国特許第６，４８２，２８４号明細書 米国特許第６，２２４，３７１号明細書 米国特許第６，９９１，８５３号明細書 米国特許第６，６６０，４００号明細書 米国特許出願第２００６／０，１１５，７９４号明細書 米国特許第７，２３４，９３８号明細書 米国特許出願第２００６／０，１０６，４８５号明細書 米国特許第６，７７５，５８１号明細書 米国特許第７，０２４，２７２号明細書 米国特許第７，１１０，８４９号明細書 米国特許出願第２００７／０，１３６，０３１号

Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ＆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｄｅｓｉｇｎ

本発明により、現在のＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関連する１つ以上の上述した課題を必要により取り組むことが可能である技術及び構成を提供する。所定の態様によると、本発明により、例えば、クラスターブランク及びソフトウエアに関して、その効率的利用によってミルブランク（粉砕ブランク）を提供する。

本願で使用されるような“クラスターブランク”（ｃｌｕｓｔｅｒ ｂｌａｎｋ）は、粉砕装置における現在のハウジング（ブランクホルダ、チャック、収集部、支持部）に匹敵する下部構造（キャリア本体部、ハウジング、保持ヨーク）に固定される少なくとも２個、好ましくは４個以上の個々のブランクを含み、変更が最小限であるか、又は変更されない多様なブランクアッセンブリと規定される。これにより、クラスターブランクは、ブランクのある程度アドレス可能なマトリックスを形成し、粉砕装置又はＣＡＤ／ＣＡＭシステムが、最小限の廃棄及び材料の除去、並びに最大限の互換性及び柔軟性と共に、付形品をブランクに効率的に粉砕することが利用可能となる。従って、“クラスターブランク”及び“アドレス可能なマトリックス”なる用語を、本願において交換可能に使用することが可能である。

種々のクラスターブランクを、予め作製された又はオーダーメードの下部構造を使用して個々のブランクから形成して、個々のブランクの使用を最大限可能な数のシステムにおいて可能とすることができる。クラスターブランクは、同一の寸法及び形状の同一の個々のブランク、又は同一の形状及び種類のブランクの異なる色調を含んでいても良い。また、クラスターブランクは、種々の寸法及び色調の同一のブランク型（材料）を含んでいても良く、更には、一の製造業者又は種々の製造業者から得られる種々の異なる種類のブランクを、同一の下部構造で組み立てて、“ハイブリッド”クラスターブランクを作製することが可能である。また、システム効率に対するクラスターブランクの衝撃を最大限にするために、本発明は、仮想ブランクアプローチを使用するデジタルプロセスデザイン（ＤＰＤ）方法論に基づくネスティングソフトウエア及びシステムの最適化ソフトウエアの使用法を提供する。

従って、本発明は、現在のＣＡＤ／ＣＡＭシステムのブランクホルダと協働するように構成された下部構造；及び下部構造に取り付けられた複数のサブブランクを含むクラスターミルブランクを提供する。

他の態様によると、本発明は、粉砕装置と、ブランクホルダと、ブランクホルダと協働するように構成された下部構造を含むクラスターミルブランクと、下部構造に結合された複数のサブブランクと、を含むＣＡＤ／ＣＡＭシステム、並びに少なくとも一次レベルの機能を有するネスティングソフトウエアを提供する。

更に別の態様によると、本発明は、上述したＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用する対象の粉砕方法であって、包絡面を粉砕する寸法及び形状分布並びにこれらの、特定の種類の歯科用製品との相互関係を得るネスティングソフトウエアを用いて、過去の実際の粉砕データを分析するか、又は粉砕される対象に相当するデータを分析し、粉砕される対象に相当するケースのバッチを、その対応の電子データを選択することによって選択し、ケースのバッチを粉砕するために選択されたサブブランクの数、種類、寸法、配置、面積（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）及び／又は色調を最適化し、１種以上のテンプレートを利用して、１種以上の下部構造において選択されたサブブランクを組み立てて、１種以上のクラスターブランクを製造し、そして対象を各々のサブブランクに粉砕する粉砕方法を提供する。

本発明は、主として歯科用補綴材を機械加工することに関して本願の明細書に記載されたものの、本発明がこのように限定されるべきではないことを理解すべきである。例えば、本発明の原理は、一般に医療用装置（例、インプラント、交換関節部品、骨格交換等）に対して適用され得る。本発明の広範な態様によると、本発明は、本質的に三次元対象の粉砕又は付形に対して適用することが可能である。三次元対象の例示は、歯科用製品、例えばコーピング（ｃｏｐｉｎｇ）、ポンティック、下部構造、義歯用の歯、空間維持材（ｓｐａｃｅ ｍａｉｎｔａｉｎｅｒ）、義歯交換器具、歯科用保持装置、義歯、標柱（ｐｏｓｔ）、ファセット、副木、シリンダ、ピン、コネクタ、クラウン、部分クラウン、薄板、アンレー、インレー、ブリッジ、固定部分義歯（ｆｉｘｅｄ ｐａｒｔｉａｌ ｄｅｎｔｕｒｅ）、インプラント又は支台歯を含むが、これらに限定されない。

一般的なディスク状ブランクである。 図１のブランクを粉砕することによる廃棄を示している。 本発明における第１の実施の形態により形成されるクラスターブランクである。 本発明における第２の実施の形態により形成されるクラスターブランクである。 本発明における他の実施の形態により形成されるクラスターブランクである。 本発明における更に別の実施の形態により形成されるクラスターブランクである。 本発明における更に別の実施の形態により形成されるクラスターブランクである。 ２個のディスクミルブランクホルダをオープン位置で含む従来のＣＡＤ／ＣＡＭ粉砕装置を示している。 ２個のディスクミルブランクホルダを開放位置で含む従来のＣＡＤ／ＣＡＭ粉砕装置を示している。 本発明の原理により形成されるクラスターブランクマスターブランクを示している。 本発明の一の実施の形態により構成され、図９のマスターテンプレートの変更である。 本発明の別の実施の形態により構成され、図９のマスターテンプレートの変更である。 ミル包絡面の寸法分布をグラフにより示している。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの上面斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの上面斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの部分斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの部分斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの部分斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの部分斜視図である。 図１８の線１９−１９で使用される下部構造に設けられるサブブランクの断面図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの上面斜視図である。 本発明の実施の形態により下部構造に設けられるサブブランクの側面の上面斜視図である。 図２１における下部構造の側面図である。 図２２の線２３−２３における部分側面図による、図２１の下部構造の前面平面図である。 図２２の線２４−２４における部分側面図による、図２１の下部構造の上面斜視図である。 本発明の実施の形態によるクラスターブランクの部分斜視図である。 本発明の実施の形態によるクラスターブランクの上面平面図である。 図２６のクラスターブランクアッセンブリの分解図である。 図２６の線２８−２８で使用される図２６のクラスターブランクの断面図である。 図２６の線２９−２９で使用される図２６のクラスターブランクの断面図である。 図２９で適合するサブブランクの拡大図である。 図２６の線３１−３１で使用される図２６のクラスターブランクの断面図である。 本発明による容器におけるサブブランクの斜視図である。 図３２のサブブランクの断片図である。 本発明によるクラスターブランクの上面図である。 図３４のクラスターブランクの斜視図である。 線３６−３６で使用される図３４のクラスターブランクの断面図である。 線３７−３７で使用される図３４のクラスターブランクの断面図である。 線３８−３８で使用される図３４のクラスターブランクの断面図である。 除去されるサブブランクとの図３４におけるクラスターブランクの斜視図である。 下部構造に機械的に固定される図３４のクラスターブランクの斜視図である。 クラスターブランクにおけるサブブランクとの図３４におけるクラスターブランクの斜視図である。 クラスターブランクにおけるサブブランクとの図３４におけるクラスターブランクの斜視図である。 ホルダに機械的に固定されるサブブランクとの図３４におけるクラスターブランクの斜視図である。 下部構造に機械的に固定されるホルダとの図３４のクラスターブランクの斜視図である。

本発明の一の任意の態様によると、種々のクラスターブランクを、予め作製された又はオーダーメードの下部構造を使用して個々のブランクから形成して、個々のブランクの使用を、最大限可能な数のシステムにおいて可能にする。クラスターブランクに組み立てられるべき以下の個々のブランクを、サブブランクと称する。クラスターブランクは、同一の寸法及び色調のサブブランク、又は異なる色調、寸法及び／又は種類のサブブランクを含むことが可能である。例えば、クラスターブランクは、種々の寸法及び色調の同一のサブブランク型を含むことが可能であり、更には一以上の製造業者から得られる種々の異なる種類のサブブランクを、同一の下部構造で組み立てて、“ハイブリッド”クラスターブランクを作製することが可能である。例えば、“ブルーブロック”（ｂｌｕｅ ｂｌｏｃｋ）としても知られているｅ．ｍａｘ ＣＡＤ ＭＯ及び／又はＬＴブランク（イボクラール社）は、完全輪郭の復元を設計可能なソフトウエアを有し、湿式粉砕法を利用するロバストなＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって加工処理され得る場合がある。“ブルーブロック”を粉砕可能であるものの、依然として粉砕可能ではない上記のシステムの例示は、Ｚｅｎｏ（登録商標）Ｔｅｃ システム（Ｗｉｅｌａｎｄ社）であり、特に、上述した３Ｓｈａｐｅ社のＤｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｅｒ（商標）ソフトウエアとインターフェースされたＺＥＮＯ（登録商標）４８２０及びＺＥＮＯ（登録商標）３０２０粉砕装置である。本発明により形成されるクラスターブランクの例示を、図３〜６に示す。

サブブランクは、アドレス可能なマトリックスに配置されても良く、これによりアドレス可能なマトリックスは、以前の粉砕運転又は以前の事業活動の経歴から受けられるパラメータから構成される。サブブランクは、以前の粉砕運転又は以前の事業活動の経歴から受けられるパラメータに関連する特性を有する。かかる特性としては、材料の種類、材料特性、サブブランクの寸法、サブブランクの形状、及び／又はサブブランクの色調を含んでいても良い。以前の粉砕運転の経歴から受けられるパラメータとしては、ケースの種類、材料の選択パラメータ、歯科用製品の寸法、歯科用製品の形状、歯科用製品の色調、最適な工具用通路、粉砕パラメータ、及び歯科用製品の作製で使用される粉砕包絡面の統計を含んでいても良い。粉砕包絡面の統計の例示は、粉砕包絡面の形状及び寸法並びに粉砕包絡面と特定の種類の歯科用製品との相互関係を含む。粉砕パラメータの例示としては、工具細工の種類、裁断の深さ、供給速度、１分当たりの回転（ｒｐｍ）及び／又は線速度を含む。工具細工の種類の例示としては、裁断、摩砕又は研磨面を含む。工具細工は、工具細工の材料、形状、及び／又は寸法により変更可能である。裁断、摩砕又は研磨面の例示としては、ダイアモンド、カーバイト、硬化鋼、又はセラミックを含む。工具細工の形状の例示としては、円筒形、円錐形、ディスク状、ボール状、又は溝付きを含むが、これらに限定されない。工具の寸法は、直径及び長さに応じて異なっていても良い。ダイアモンド工具細工は、ダイアモンドグリッドを含んでいても良い。工具細工の裁断の深さは、ミクロンからミリメータまでの寸法で変更可能である。粉砕パラメータの他の例示としては、後粉砕（ｐｏｓｔ−ｍｉｌｌｉｎｇ）パラメータ、例えば被覆、施釉、又は熱処理パラメータを含む。以前の事業活動の経歴に関連するパラメータの例示としては、使用される目録（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）、残留目録（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ ｒａｍａｉｎｉｎｇ）及びケースの経歴を含む。

本発明の所定の実施の形態により形成される第１のクラスターブランク１０を図３に示す。図示のように、クラスターブランク１０は、複数のサブブランク１２を含む。図示の実施の形態によると、２種類の異なる種類のサブブランク１２は、クラスターブランク１０に含まれる。すなわち、図示の実施の形態によると、複数の第１のクラスターブランク１４が、クラスターブランク１０の中央領域に配置されるのが一般的であり、そして第２の複数のサブブランク１６が、非限定図示例によるクラスターブランク１０の周辺に設けられ、第１の複数のクラスターブランクは、Ｃ１４ブルーブロックを含み、そして第２の複数のサブブランクは、Ｂ３２ブルーブロックを含む。各々のサブブランク１２は、共有部（下部構造：ｃｏｍｍｏｎ）１８に取り付けられるか、或いはそうでなければ結合されていても良い。下部構造１８は、任意の好適な材料から形成されていても良い。例えば、下部構造１８は、金属、例えばアルミニウム合金、プラスチック又はポリマー、例えばＰＭＭＡ、或いは複合材料、例えば３Ｍによって製造されたＰａｒａｄｉｇｍ（登録商標）ＭＺ１００から構成されていても良い。下部構造は、静止又は可動部品を含んでいても良い。

上述した実施の形態に記載されるクラスターブランク１０，２０は、必要により複数のブルーブロックから構成され、そして上述したＺｅｎｏ（登録商標）Ｔｅｃ Ｓｙｓｔｅｍで使用するように注文作製されていても良い。

図３に示される実施の形態の変更を図４に示す。かかる実施の形態は、下部構造１８に関連するサブブランク１２の配置及び種類以外、図３に示される実施の形態に類似する。図４に示される実施の形態によると、サブブランク１４は、それぞれ同一の構成を有し、例えばそれぞれ同一の寸法、色調を有し、及び／又は同一の材料から形成される。一の任意の実施の形態によると、各々のサブブランク１４は、本質的に相互に同一である。

下部構造は、２Ｄ及び３Ｄを含む形状又は形態であっても良い。下部構造は、システムとミルブランクの望ましいペアリングに対して、量産されても（予め作製される）、又はオーダーメードであっても良い。サブブランクは、下部構造に機械的に取り付けられるか（固定）、或いは下部構造に貼着的に結合される（接着）か、又は下部構造の結合部として形成されても良い。また、サブブランクは、注型可能な設置材料、成形材料、ポリマー複合材料及び他の硬化性材料を使用して下部構造において開口部に設置されても良い。クラスターブランクの下部構造は、多様な用途に、及び／又は処分可能な道具として構成されても良い。更に、クラスターブランクの下部構造は、モノリシスな単一部品を含むか、又は複数の部品又は構成要素のアッセンブリを含んでいても良い。後者の場合、下部構造アッセンブリの部品又は構成要素は、相互に取り外しできない方法で接着されていても、又は取り外し可能であっても良い。また、下部構造アッセンブリは、可動部品を含んでいても良い。例えば、可動部品を使用して、粉砕前、粉砕中又は粉砕後に、クラスターブランクにおけるサブブランクの位置を交替させるか、又はそうでなければ変更することが可能である。かかる動作は、手動であっても、又はＣＮＣ粉砕装置と同じ手段によって自動化及び制御されていても良い。

本発明の他の実施の形態により形成されるクラスターブランク３０，４０及び５０を、それぞれ図５〜７に示す。

図５に示されるように、クラスターブランク３０は、多角形の下部構造３４に配置される複数のサブブランク３２を含む。非限定の図示の実施の形態によると、サブブランクは、３個のブロックのそれぞれ３列で配置される９個の円形ブロックを含み、そして下部構造３４は、実質的に正方形である。ブロック３２及び下部構造３４は、上述した材料から形成されていても良い。

図６に示されるように、本発明の代わりの実施の形態により形成されるクラスターブランク４０は、第１の性質を有する少なくとも１個のサブブランク及び少なくとも１個の第１のサブブランク４２の性質と異なる第２の性質を有する複数の第２のサブブランク４４を含む。非限定例の実施の形態によると、第１のサブブランク４２は、実質的に円形ブロックを含み、そして複数の第２のサブブランク４４は、多角形又は実質的に正方形の、第１のサブブランク４２の周囲に対称的に配置されるブランクを含む。第１及び第２のサブブランク４２，４４は、多角形の下部構造４６に取り付けられている。非限定例の実施の形態によると、下部構造４６は、実質的に正方形である。サブブランク４２，４４と下部構造４６は、両方共に上述した材料から形成されていても良い。

図７は、下部構造５４に設定される種々の歯科用色調を有するサブブランク５２を含むアドレス可能な４×４マトリックス（ＳＢｉｊ）を形成するクラスターブランク５０を示している。一の図示の実施の形態によると、各サブブランク５２が一のＶｉｔａ Ｃｌａｓｓｉｃ色調を表す場合、かかる４×４のアドレス可能なマトリックスは、Ｖｉｔａ Ｃｌａｓｓｉｃ色調の全範囲に及ぶことが可能である。一般に、所定のクラスターブランク／アドレス可能なマトリックスにおける個々のサブブランクの位置は、それぞれ皆、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムのソフトウエア又は中央処理装置の運転ソフトウエア、例えば以下に記載されるネスティングソフトウエア型によってこれらの位置をどのようにアドレス特定の方法及びアルゴリズムに基づいて指標（数）として割り当てられる。例えば、各々のサブブランクは、サブブランクが配置される所定のクラスターブランクにおいてサブブランクの個々の位置／溝に対応する少なくとも１個の数にて、そしてホストクラスターブランクの同一数又はその、ジョブキューにおける場所、すなわち、粉砕されるべきケースのバッチに対応する少なくとも第２の数において割り当てられる。この場合、図７のクラスターブランク／アドレス可能なマトリックスは、ベクトルＳＢｋｍ（但し、ｋが、ジョブキューにおけるクラスターブランクの場所に相当し、ｍが、所定のクラスターブランクにおける合計１６個のサブブランクの位置に対して、１〜１６にて変化する。）と表される。運転ソフトウエアは、他のベクトルをアドレス可能なマトリックス、例えば特定のサブブランクの材料、寸法、形状、色調、更には粉砕パラメータ及びケースの規格に関連するベクトルに加える。従って、各物理クラスターブランク／アドレス可能なマトリックスは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムのＣＰＵ及び運転メモリにおいて少なくとも同一の寸法又はそれより大きい“仮想の”マトリックスによって表される。ＣＡＤ／ＣＡＭシステム又は粉砕センターは、その運転ソフトウエア又は他の手段を介して、アドレス可能なマトリックスにアドレスして、運転を自動化し、これにより時間及びお金を節約し、廃棄を最小限にする。これにより必要とされる最適化は、オペレーション・リサーチ及び画像処理、例えば固有ベクトル及び固有値に基づく要因分析で使用される周知の方法によって行われ得る。

大半の歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、ミリングプラスチック（例、ＰＭＭＡ）又は複合材料を粉砕可能であるので、かかる材料から形成される下部構造は、ブランクを粉砕するために使用される同一の粉砕装置及びネスティングソフトウエアを使用して粉砕、変更又は最適化され得る。更に、下部構造を再利用することが可能であり、これにより、その製造を同一の粉砕装置において更に経済的にする。Ｓｉｒｏｎａシステムでのようにスタブ又はマンドレルに取り付けることと比較して、ブランクの全周に沿った取り付けは、粉砕中の応力を低下させるので、下部構造の材料に対する強度及び靱性の要件を低下させ、ＰＭＭＡ又はポリマー複合材料をクラスターブランクの下部構造に適した選択をすることが可能となる。

更に、オープン・アーキテクチャー・システムは、歯科用の使用に特に構成されたＣＮＣ粉砕装置に対して制限されず、特に、ロバストな３軸以上のＣＮＣ装置を利用することが可能となる。益々、既成のＣＮＣ装置を歯科用の使用に変更し、すなわち、ブランクホルダに適合させ、そしてオープン・アーキテクチャー・スキャナ、例えば３ＳｈａｐｅのＤ−２５０とインターフェースし、そしてジルコニア下部構造及びオーダーメードのインプラント支台歯等の主として歯科用製品の商業的な製造用の大きなラボ及び粉砕センターで使用される。オーダーメードシステムの場合、クラスターブランクのアプローチは、これにより、クラスターブランクが現在の範囲のブロックを、機械のハードウエアの重大な変更無しに所定の粉砕装置に対して密着させることが可能となる点において最も有利である。

別の態様によると、本発明は、クラスターブランクと共に使用されるネスティングソフトウエアを提供する。ネスティングソフトウエアは、サブブランクの種類及び他の性質に関連する寸法を加え、工具通路、工具の選択、裁断の深さ、供給速度、ＲＰＭ、直線速度及び他の粉砕パラメータを最適化する粉砕サブルーチン及び／又はアルゴリズムを割り当てることによって、物理的なｍ−単位のアドレス可能なマトリックス（ｍ個のサブブランクを含む）を多次元マトリックスに変換することが可能である。アドレス可能なマトリックスのコンピュータ表示に対して加えられるいずれかの寸法は、アドレス可能なマトリックスを自動的に組み立てる場合、アッセンブリ指示であっても良い。必要により、クラスターブランクのサブブランク及び／又は下部構造は、検索又は識別の英数字のコード、バーコード、又は他の形態を有してコンピュータ読み取り可能なフォーマットで市場に出される。或いは、クラスターブランクの下部構造は、所定のクラスターブランクの粉砕及び加工処理に関連する識別及び他の情報を保持する磁気性のストリップ、マイクロエレクトロニックチップ又は他の書き換え可能なデータ保存マイクロデバイスを含む。これは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムがネスティングソフトウエアを具備しない場合に特に有用である。

一級のネスティングソフトウエア（以下に規定される）の例示は、米国特許第５，６６２，５６６号明細書に記載され、その開示内容全体を引用することによって本願の内容に組み込む。現在、ネスティングソフトウエアは、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムで殆ど利用されておらず、その使用は、粉砕されるべき部品を個々の大きな寸法のブランクにマッピングして（粉砕ジョブ）、ブランク当たりの平均産出力を最大限にすることに限定され、且つブランク当たりの平均産出力は、材料除去によって付形される前にブランクの重量で割られる最終義歯（ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）の重量として計算される。本発明のクラスターブランクにより、ネスティングソフトウエアの大幅に広範な使用を、実際のクラスターブランクと共に可能となり、そして所定の実施の形態において、ネスティングソフトウエアにより、仮想ブランクの使用も可能となる。

ネスティングソフトウエアは、大きなブランクを粉砕可能であるシステムに必要となる。クラスターブランクを粉砕するのが更に必須である。ネスティングソフトウエアをクラスターブランクと一緒に利用することに関連する本発明の実施の形態を説明するために、大きな単一のブランクの典型例として４”直径のディスク状ブランクをクラスターブランクに有益に転換することが可能である。以下、前者を先駆ブランクと称し、後者を等価クラスターブランクと称する。穏やかにか焼されたジルコニアから作製されるこれらのブランクは、１０〜１５個の粉砕ジョブ又は単一の単位から１４単位の円形ハウスまで変化する２０〜４０単位に適合する（図５Ａ参照）。図１〜２は、かかるブランクが粉砕後にどのように見えるのかを説明し、且つ粉砕ジョブの配置は、ブランク材料に関して５０％を大きく下回る実際の産出力に至るように最適化されなかった。個々のケースを粉砕した後に残る細孔は、かかるケースの粉砕包絡面を規定する。粉砕包絡面なる用語を用いて、ネスティングソフトウエアの使用に関連する本発明の種々の態様を説明する。粉砕包絡面は、その深さがブランクの厚さに等しい場合にその最大長さ（ＭＥＬ）と最大幅（ＭＥＷ）によって規定される。

４”の円形ジルコニアブランクを、等価クラスターブランクに転換される大きなブランク（先駆ブランク）の例示で使用するものの、ジルコニアは、本発明の単一又は多単位の下部構造に粉砕可能な複数の小型及び大型の形状に製造され得る歯科用材料だけではない。例えば、粉砕工具の過度な摩耗なく歯科用製品に適合させることによって簡単に加工処理され得、その後に、約８００ＭＰａ以下の高い強度を示すリチウムジシリケート義歯に転換され得るリチウムシリケートベースのガラスセラミックスは、単一の単位並びに多単位の歯科用義歯に有用である。ガラスセラミックスを付形しつつ、ガラス状態であることによるガラス形成性において、ガラス付形技術をかかる材料に使用することが可能な場合がある。任意の形状及び形態に形成可能であり、更に多単位の歯科用製品に粉砕の影響を受ける強力な歯科用材料の他の例示は、歯科用合金である。ジルコニア、ガラス−セラミック及び合金を、任意の寸法の単一の形状（矩形、円筒形、ディスク又は多角形）又は複合形状（“鋭い”又はニアネット（ｎｅａｒ−ｎｅｔ）形状）として製造可能である。廃棄を減らす推進力は、全ての材料に対して等しく大きいものである。ネスティングソフトウエアを使用した場合、材料の廃棄は、図１〜２に示される場合よりも大幅に少なくなったであろう。或いは、サブブランクをクラスターブランクに組み立てることが可能であり、これにより、更に、一級のネスティングソフトウエアを一の大きなブランク又はほんの少数の大きなブランクに適用する場合より、廃棄をおそらく１０倍までも低減させるであろう。本発明により達成される廃棄の更なる低減は、以下の実施の形態に記載されるように、クラスターブランクと、より高次のネスティングソフトウエアとの共用によりもたらされる。

ネスティングソフトウエアは、以前の統計又はケースの電子データに基づきジョブキューにおける粉砕ジョブに対応する粉砕包絡面の寸法及び形状を評価し、サブブランク及び下部構造の必要な数、必要な数のクラスターブランクへのサブブランク及び下部構造のオーダーアッセンブリを計算し、そしてサブブランクとクラスターブランクとの間の粉砕ジョブを最適に分配して、材料の廃棄及び色調の目録を最小限にする。

本発明に関して、現在の及び将来のネスティングソフトウエアモジュールは、これが同時に処理することが可能である知能水準及びケースの数に基づいて、すなわち、“Ｎ／ｎ”比（但し、“Ｎ”が、同時に“最適化”されるケースの数であり（固有バッチ寸法（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｂａｔｃｈ Ｓｉｚｅ）、そして“ｎ”が、ブランク当たりの個々の単位の平均数である。）を使用して分類され得る。ネスティングソフトウエアの機能は、ブランク当たりの平均産出力を最大限にして、“ｎ”を最適化すること（必ずしも最大限ではない）、すなわち、所定のＣＡＤ／ＣＡＭ設備の運転に関連する固有数のケース“Ｎ”を粉砕するために使用されるブランクの数を最適化する（必ずしも最小限ではない）ことである。本発明の実施の形態におけるネスティングソフトウエアの使用に関して、ネスティングソフトウエアは、ケースの少数又は多数のバッチ（キュー（ｑｕｅｕｅ））を同時に処理する能力、すなわち、Ｎ／ｎ比に基づいて一級、二級及び三級と分類される。“ｎ”の例示は、７以上、１０以上及び３０以上である。

一級のネスティングソフトウエア（Ｎ／ｎ＜１０）は、所定のブランクから得られる産出量を最大限にすることが可能であり、すなわち、廃棄を最小限にするために粉砕されるブランク内にて連続的な粉砕ジョブを配置することが可能である。関連する手順は、固定具又は粉砕装置のカートリッジに設けられる一の又は一組の新規なブランクに割り当てられるキューに蓄積される粉砕ジョブを配置することである。すなわち、一級のネスティングソフトウエアは、限定数の個々のケースをブランクの体積に適合させる。粉砕ジョブのキューが小さく、毎回異なるので、結果は、毎回異なり、そしてパターンを明らかにすることができない。これは、まさに産業が現在関わっている。現在、大きな多ケースブランクを収容可能なホルダを制限して、最高２個のブランクを一度に運搬する（例えば、図８を参照されたい）。例えば、Ｎ／ｎが、図１及び２のブランクの場合、それぞれ０．５５及び０．３５である。両方のブランクを、ネスティングソフトウエアと、２つのブランクホルダが具備された粉砕装置と共に使用するシステムにおいて粉砕した場合、これにより得られる、ブランク当たりの単位の平均数は、２６．５であり、これに関連するＮ／ｎ比は、０．８７である（以下の表１を参照）。表１におけるデータ分析により、約３０は、４”の円形ブランクあたり粉砕単位の“最適化された”平均数という良好な評価であることが推測された。

一級のネスティングソフトウエアは、粉砕ジョブを、対応のサブブランクが配置されるクラスターブランク内の公知の位置に向けるために使用され、すなわち、クラスターブランクの適切なサブブランク内における各々の粉砕ジョブに対応する粉砕包絡面を正確に配置するために使用される。かかる機能は、交換機能と称されるであろう。廃棄は、これにより２種類の構成要素に制限される：すなわち、１）サブブランクの粉砕中に除去される材料；及び２）廃棄される材料、すなわち、実際の粉砕包絡面とクラスターブランクの対応のサブブランクとの間における体積差。殆どの廃棄は、現在、下部構造又はクラスターブランクのテンプレートの使用によって回避される。廃棄の第２の構成要素は、以下に示されるようなより高次のネスティングソフトウエアを使用することにより最小限に抑制される。

二次のネスティングソフトウエア（Ｎ／ｎ＝１０〜１００）は、相対的に大きなバッチのブランクから得られる産出量を最大限にすることが可能であり、且つ、バッチＮの寸法は、運転関連であり、すなわち、所定のＣＡＤ／ＣＡＭ設備の寸法及び計算法に基づいて満足のいく重大なデータを得るのに十分な固有時間に関連する。以下、Ｎは、これが運転関連である場合、すなわち、所定の粉砕センター及び市場の要件における運転の計算法によって規定される場合、固有バッチ寸法と称される。例えば、各営業日の定常状態運転下で、受け入れられるケースの数（１日の投入量）は、顧客に輸送されるケースの数に等しい（１日の産出量）。粉砕センターにおけるケースの平均滞留時間、又は粉砕センターに入るケースから、そこから出るケースまでに経過する時間は、市場の状況によって制限される。現在、良好である粉砕センターの場合、転換時間は、１週間未満であり、すなわち顧客は、ケースの戻しを１週間未満にて受けるので、粉砕センターにおけるケースの滞留時間は、ケースの複雑性に拘わらず、３〜５営業日である。従って、所定の粉砕センターの流通経路における各営業日のケースの数は、１日の投入量／産出量の３〜５倍である。従って、固有バッチ寸法は、高い生産性のＣＮＣ粉砕装置の場合に１日のジョブキューの数に少なくとも等しく、そして１日のケース量、すなわち、所定の粉砕センターの流通経路における全ての段階の全てのケース、又は粉砕センター全体の１日のジョブキューより等しいか又はそれより大きい。大きな粉砕センターに特に適する高い生産性のＣＮＣ粉砕装置の例示は、４個の材料ホルダを有するＺＥＮＯ（登録商標）６４００Ｌ粉砕装置及びＥｔｋｏｎ’ｓ ＨＳＣ（高速度裁断）装置である。

小型〜中型の寸法の粉砕センターは、１日に１００〜５００個のケースを加工処理するか、又は１週間に５００〜３０００個のケースを加工処理する。４”の円形ブランクだけを、かかる粉砕センターにおいて使用する場合、３０の“最適化された”ｎ値と考えると、これにより得られるＮ／ｎ比は、１７〜１００の範囲である。二次のネスティングソフトウエアは、一級のネスティングソフトウエアで行うように、大きなブランクの体積において限定数の個々のケースに単に適合するだけではない。また、二次のネスティングソフトウエアは、所定のマスター型の場合にクラスターブランクテンプレートの範囲で組み立てられるサブブランクの配置及び分類を最適化するので、廃棄及び色調の目録を、ケースの非常に大きなバッチに対して最小限に抑制する。

４”の円形先駆ブランクに等しいクラスターブランクに用いる可能なマスターテンプレート６０マスター型下部構造又は簡単なマスターを、図９に示す。このマスター型のテンプレート６０は、外側環６２と、内側環６４と、を含み、且つ外側環６２は、大きな寸法のサブブランク、例えば６６又は６８を保持し、そして内側環は、小さな寸法のサブブランク７０，７２を保持する。かかるテンプレート全体の寸法は、所定のマスター型に対して同一で且つ特別であるものの、各々のテンプレートにおける細孔（図示の実施の形態において、破線で示される）の数及び寸法の点で差異があっても良い。例えば、図９に示されるテンプレートは、一の構成による外側環における４〜６単位の下部構造の場合に最も大きなサブブランク６６を収容し、又は代わりの構成による外側環における２〜３単位の下部構造の場合に中型のサブブランク６８を収容することが可能である。同様に、内側コアは、異なる配置の相対的に小さなサブブランクを有することが可能である。例えば、図１０に示されるように、内側コア６４’は、第１の多角形サブブランク７０’及び第２の円形又は楕円のサブブランク７２’の配置を含んでいても良い。示された例示によると、内側コア６４’は、２個の相対的に大きな多角形ブランク７０’及び４個の相対的に小さな円形又は楕円のブランク７２’の配置を含む。他の代わりに構成された内側コア６４”を図１１に示す。図示のように、内側コア６４”配置は、第１の多角形サブブランク７０”及び第２の円形又は楕円のサブブランク７２”の配置を含んでいても良い。示された例示によると、内側コア６４”は、２個の相対的に大きな多角形ブランク７０”及び２個の相対的に小さな円形又は楕円のブランク７２”の配置を含む。サブブランクの配置に関して任意の種類を使用しても良く、例えば、２−〜３−単位の製品を製造する場合に大きなサブブランク、そして単一の単位の歯科用製品を製造する場合に小さなサブブランクを使用しても良い。

サブブランクの最大数は、テンプレートの構成及び直径、更には構成要素のサブブランクの配置、形状及び寸法に応じて異なる。二次のネスティングソフトウエアからのフィードバックに基づいて、テンプレートにおける一部の且つ必ずしも必要ではないが全ての利用可能な位置を、同一の色調のサブブランクで充填し、又は必ず充填する。

本発明の一の態様において、ネスティングソフトウエアを具備するＣＡＤ／ＣＡＭシステムが、データを収集して、将来の運転に必要とされるであろうサブブランクの種類を決定する方法を提供する。方法の開始時に、十分な時間に亘って、４”の円形ジルコニア先駆ブランクを、クラスターブランクよりむしろ粉砕し、そしてネスティングソフトウエアは、粉砕包絡面の寸法分布に対する統計を同時に収集する一次として稼働する。先駆ブランクに対する実際の粉砕に基づいて、寸法分布ダイアグラム、ヒストグラム、曲線又は面積を、後の及び前の単一の歯科用単位及び多単位の歯科用下部構造に相当する粉砕包絡面に対して生成する。図１２は、一のかかる曲線に対する２Ｄの“周波数対ＭＥＬ”の選択を示し、且つこれにおいて、粉砕包絡面は、その最大長さ（ＭＥＬ）及び最大幅（ＭＥＷ）によって最も簡単な方法で特徴付けられている。かかる簡単な表現においてでさえ、これにより得られる寸法分布は、図１２に概略的に示される直交３Ｄ系の座標において複雑な面である。寸法分布曲線は、以下の表２に示される物理的意味に対してピーク及び谷を示している。

図１２に示される粉砕包絡面の寸法分布により、先の単一の単位の場合に直径約１５〜１８ｍｍの円筒形のサブブランク又は断面積１５×１８ｍｍ^２の矩形のサブブランク、後の単一−単位の場合に１９×２８ｍｍ^２のサブブランク、３−単位の下部構造の場合に２２×４０ｍｍ^２のサブブランク、及び４−単位の下部構造の場合に２３×５５ｍｍ^２のサブブランクを論理的に選択することに至る。大きな体積のケースに対応するより正確な統計にて、かかる寸法は、前の及び後の多単位の下部構造に関連するサブカテゴリーに更に正確にされ得る。また、かかるサブブランクは、少なくとも２種類の異なる厚さで必要とされるので、これによりジルコニアの廃棄、特に、廃棄の第２の構成要素を最小限にし、ネスティングソフトウエアが、例えば図９に示される外側環／内側コアテンプレートにサブブランクを配置する少なくとも８種類の異なるサブブランク寸法にて良好に処理する。

粉砕包絡面の寸法及び形状の統計分析により、最適なサブブランク寸法を得る。１）種々のサブブランクの形状及び寸法が、粉砕包絡面の寸法分布曲線における特有の特徴の数（例、ＭＥＬ及びＭＥＷのピーク又は谷）と一致し、そして２）利用されるマスターテンプレートにおける利用可能な変更の数により、かかる特有の形状及び寸法の配置を、最も最適な方法でケースの所定の運転−関連バッチに適合させることが可能である場合に、廃棄の第２の構成要素の削減し、そして色調の目録を低減するであろう。サブブランクの形状及び寸法の最適数は、二次のネスティングソフトウエアによって提供されるデータを分析することによって論理的に証明され得る。また、二次のネスティングソフトウエアは、廃棄及び色調の目録の必要とされる最小限化を達成させるために、最小数のサブブランクの寸法をソフトウエア自体において推奨することが可能である。しかしながら、かかるソフトウエアは、マスターテンプレートを設計又は再設計し、そしてその、必要とされる数の変更を生成することが可能ではない。後者の課題は、粉砕中に得られる実際の統計の代わりに仮想のブランクアプローチを使用することも可能である三次のネスティングソフトウエアを必要とするであろう。

三次及びより高次のネスティングソフトウエア、すなわちＮ／ｎ＞１００は、１日１０００個を超えるケースを加工処理する大きな中央処理設備及び粉砕センターに配置され得る。かかる設備における潜在的経済の規模により、カスタマイズされたサブブランクの変化及び顧客のクラスターブランク設計を容認する。かかる設計を周期的に変更して、市場の要求の変化に対して対応する。これらの設備は、そのパラメータを、サブブランク、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置及び／又はソフトウエアの製造業者に対して規定するのに非常に十分である。かかる装置に適切なネスティングソフトウエアは、構成要素のサブブランクの寸法及び形状の範囲並びに実際のフィードバックデータに基づく対応のテンプレートの設計を変更することが可能であるプロセスフィードバックループに組み込まれる設計性能を有する。例えば、三次のネスティングソフトウエアは、テンプレートの大きさ、数、寸法及びテンプレートにおけるサブブランクの配置を変更することが可能であるだけではなく、クラスターブランクテンプレート及びクラスターブランクのハウジング／ホルダの寸法を、ＣＮＣ装置の支持寸法によって形成される設計包絡面内でパラメトリック的に設計した場合に最適な色調分布を選択することが可能である。

粉砕の前に、全ての粉砕ジョブは、ＣＡＤファイル、ＳＴＬファイル又は複雑な３Ｄオブジェクトの他の標準的なデジタル表示として存在するので、上述の最適な機能が、実際の粉砕の前に又は粉砕と同時に行われ得る。例えば、粉砕包絡面の寸法及び形状分布を、予測することができる、すなわち、粉砕されるべき複数のＣＡＤファイルから誘導又は推定することができる。かかるデータを更に使用して、サブブランク及びテンプレート／下部構造をクラスターブランクに対して組み立て、設計し、そして作製することが可能である。異なる次元のネスティングソフトウエアにおけるこのような及び他の性能及び機能を、以下の表で比較する。

上記の表にまとめられたネスティングソフトウエアの機能によると、ネスティングソフトウエアを、クラスターブランクの効率的な利用、設計及び組み立てに使用して、クラスターブランクアッセンブリにおけるサブブランクの配置を最適化し、廃棄及び色調の目録を最小限にする方法を提供する。かかる方法は、必要により、仮想ブランクアプローチを使用するデジタルプロセスデザイン（ＤＰＤ）方法論、特に仮想ブランクアプローチを使用する水平に構成されたＣＡＤ／ＣＡＭ製造に基づくシステム最適化ソフトウエアを含んでいても良い。

上記の方法は、一以上の以下の運転を任意の組み合わせで且つ任意の順序で含む：
１）先駆ブランクにおける単位の配置に関するネスティングソフトウエアによって提供される過去の粉砕データを分析して、粉砕包絡面の寸法及び形状分布を得る。

２）ケースに対応するＣＡＤ、ＳＴＬ又は等価のファイルとクラスターブランクテンプレートの（設計の）範囲によって表される、粉砕されるべきケースの運転関連バッチを選択して、サブブランクの最適な配置に適合させる。

３）１）に代えて、より高次のネスティングソフトウエアを使用して、ＣＡＤファイル又は粉砕されるべきケースの同等のデジタル表示から得られる粉砕包絡面の寸法及び形状分布を推定する“仮想統計”を提供する。

４）運転関連の複数の粉砕包絡面に関する実際の又は仮想の統計分析に基づいて、最適数のサブブランク、その形状及び寸法を確立する。

５）選択されたテンプレートにおいて選択されたサブブランクを組み立てて、ネスティングソフトウエアによって指示されるようなクラスターブランクを製造し、そしてケースを粉砕する。

６）粉砕包絡面及び産出力に関する実際の又は仮想の統計を再び得る。

７）最大平均産出、サブブランク当たりの最小の廃棄及び最小のサブブランク色調の基準に基づきテンプレートを変更又は再設計する。

８）同一のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用してプラスチックの先駆ブランクからテンプレートを粉砕変更又は再設計する。

９）或いは、テンプレートの大量生産を、特定の装備を用いて行うか、又はアウトソーシングすることが可能である。

１０）ネスティングソフトウエアによって指示されるようにケースの次の運転関連バッチをを粉砕するためにクラスターブランクを組み立てる。

１１）或いは、５）〜１０）の少なくとも一部を、三次のネスティングソフトウエアによって自動化し、そしてロボットによって行うことが可能である。

運転５）〜１０）を三次のネスティングソフトウエアによって自動化する場合、事実上、製造プラットフォーム、特にデジタル製造プラットフォームとして機能することに留意すべきである。現在、おそらく異なる種類のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを運転するにおいて粉砕センターに対して有利であるものの、標準化に対する需要の増大及びオープン・アーキテクチャー・システムの市場浸透の高まりと共に、全ての種類の材料を粉砕可能である一の種類の、一のプラットフォームシステムを運転するための推進力が、段々に増大するであろう。大きな中央処理設備及び粉砕センターに対するこのような製造プラットフォームの必要性は、歯科学におけるデジタル革命の更なる発達、ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ−ｌｅｓｓ歯科学の出現及びウェブベースの加工処理センターと共に大幅に増大するであろう。

図１３〜２４は、取り付けの種々の手段により下部構造に設けられるサブブランクを示している。図１３及び１４は、円形下部構造８０及び８２を有する本発明における異なる実施の形態を示している。下部構造８０は、下部構造８０の周囲に沿って配置されるサブブランクを有する円形の構成である。下部構造８２は、下部構造の対側に２列で配置される一連のサブブランクを有する。各サブブランク８４は、下部構造８０に取り付けられる長手軸を有する軸９０に取り付けられるフランジ８８を有する支持部８６に対して取り付けられる。サブブランク８４は、フランジ８８に対して接着されるか、又はそうでなければ付着される。軸９０は、任意の断面形状、例えば六角形又は八角形を有していても良いが、円形の断面を有するのが望ましい。軸９０は、下部構造８０及び８２にスナップされていても良い。或いは、軸９０は、規定のスクリュー又は他の構造物を受けるために、その周囲あたりに延在する溝を含んでいても良い。

図１５及び１６は、それぞれ下部構造９６及び９８にそれぞれ取り付けられるサブブランク９２及び９４を示している。図１５において、サブブランク９２は、支持部１００によって下部構造９６に入れ子にされている。図１６は、下部構造９８に取り付ける場合にノッチ１０２を有するサブブランク９４を示している。

図１７〜１９は、下部構造１０４の対側に取り付けられ、２列で並べられるサブブランク１０６を有する矩形状の下部構造１０４を示している。サブブランク１０６は、支持部１０８に取り付けられるように示され、これを下部構造１０４に取り付ける。支持部１０８は、下部構造１０４に取り付けるためにフランジ１１０及び軸１１２を含む。

図２０〜２４は、下部構造１２２の両側に沿って取り付けられる一連のサブブランク１２４を有する矩形状の下部構造１２２を有するクラスターブランク１２０に関する更に別の実施の形態を示している。サブブランク１２４は、支持部１２６に取り付けられ、これは、下部構造１２２に適合する。支持部１２６は、フランジ部１２８及び軸１３０を含み、これは、下部構造１２２に延在する。かかる実施例において、粉砕されるべき一部のサブブランクを、下部構造の外側に完全に配置する。

図２５〜２７は、円形の下部構造１４４に挿入され、そして取り付けられるサブブランク１４２を有するクラスターブランク１４０を示している。図２５におけるカットアウェイ図（ｃｕｔ−ａｗａｙ ｖｉｅｗ）は、下部構造１４４に適合する置き場（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）１４６にぴったりと取り付け又は適合され、適切な位置のサブブランクを示している。

図２７は、下部構造１４４の頂部１４８及び底部１５０を示すクラスターブランク１４０の分解図である。サブブランク１４２は、底部１５０に配置され、そして頂部１４８は、サブブランク１４２及び底部１５０の上に配置されて、粉砕中にサブブランク１４２を適切な位置で保持する。ボルト１５２又は類似の固定手段を、頂部及び底部における一連の開口部に挿入して、各部を一緒に固定及び保持する。

図２８〜３３は、下部構造１４４に配置されるサブブランク１４２の断面図を示している。各サブブランクは、底部１５０に配置されるホルダ１４６に取り付けられるように示されている。頂部１４８は、底部１５０上に適合され、そしてボルト１５２又は類似の手段が頂部及び底部を一緒に保持する。図３０に明確に示されているように、ホルダ１４６の鋭い縁部が、下部構造単位１４８に割り込んでいる。図３２及び３３は、下部構造１４８内に適合するホルダ１４６の鋭い縁部を更に明確に示している。サブブランク１４２は、１４６に対して接着又は同様に取り付けられても良く、或いは後者は、サブブランクをぴったりと含み、そして加圧適合としての役割を果たし、すなわち、頂部及び／又は底部によって割り込まれ得る。下部構造１４８におけるサブブランクの配置は、図３〜７及び図９〜１１に示されるサブブランクを含む任意の構成であっても良い。ホルダ１４６は、軟質、弾性又はゴム質の材料から作製されても良い。更に、ホルダは、スナップ接続又は加圧適合によってクラスターブランクに対して適合されても良い。全ての実施の形態において、サブブランクは、下部構造に対して直接取り付けられるか、又は中間部品に取り付けられ、これを下部構造に取り付けても良い。

図３４〜４４は、下部構造１７１に配置されるサブブランク１７２を有する下部構造１７２を有するクラスターブランク１７０に関する更に別の実施の形態を示している。下部構造１７１は、内部周辺部１７４及び外部周辺部１７６を含む。サブブランク１７２は、図１３〜２４に示されるように下部構造１７１に直接取り付けられるか、又は図３４〜４０に示されるようにホルダ１７８に対して取り付けられていても良い。サブブランク１７２は、図１３に示されるように下部構造１７１の内側周辺部に沿って輪状に並べられるか、又は図３４に示されるように列で並べられていても良い。

ホルダ１７８は、下部構造１７１の内側周辺部１７４に対して分離／取り付け可能である。下部構造１７１は、任意の形状、例えば円形、楕円又は多角形であっても良く、そして静的及び／又は可動部品を含んでいても良い。多単位の下部構造を用いることも可能であるものの、下部構造は、単一の、中実部品であるのが望ましい。下部構造、ホルダ及びサブブランクは、プラスチック、複合材料、金属又はセラミックの材料から作製されても良い。

図３６は、図３４の線３６−３６における下部構造１７１の断面図を示している。サブブランク１７２は、軸１８０及びプラットフォーム又はフランジ１８２を含む支持部、マンドレル又はステムに取り付けられている。軸１８０は、六角形のソケットスクリュー１８４及び六角形のソケットスクリュー１８６にてホルダ１７８に対して機械的に固定されている。図３７は、図３４の線３７−３７における下部構造１７１の断面図を示している。ホルダ１７８は、ショルダースクリュー１８８にて下部構造１７１に対して機械的に固定されている。図３８は、下部構造１７１の突起１９２を通るダウエルピン１９０を用い、図３４の線３８−３８における下部構造１７１の断面図を示している。議論される固定手段は、機械的な手段を含み、示される手段に限定されない。

図３９〜４４は、下部構造１７１に関する種々の斜視図を示している。図３９は、下部構造１７１の内側周辺部１７４に配置される一連の突起又は突部１９４を有する下部構造１７１を示している。ホルダ１７８を下部構造１７１に取り付けるための機構は、突部又は突起に限定されず、任意の種類の機構又は構成を使用することが可能である。突起１９４は、内側周辺部１７４の対側に配置されるように示されている。ホルダ１７８は、下部構造１７１の突起１９４に対して、六角レンチ１９６を使用する六角形スクリュー等の構成要素にて機械的に固定され得る。同様に、サブブランク１７２は、図４３に示されるように、ホルダ１７８に対して、六角レンチ１９８を使用する六角形スクリューにて機械的に固定され得る。

図４４は、相互に対側に列で配置される一連の４個のサブブランク１７２を示している。サブブランク１７２は、示される寸法、形状又は色に少しも限定されない。サブブランクは、同一の寸法、色調及び／又は材料であっても良く、或いは異なる寸法、色調及び／又は材料であっても良い。更に、大きな又は小さなサブブランクを使用する場合、サブブランクの数は、寸法に応じて変化するであろう。例えば、長いサブブランクを使用する場合、単一列のサブブランクを、図３４及び４４に示される２列と対照的に使用することが可能である。サブブランクを使用して、単一−単位の歯科用製品、２単位の歯科用製品、３単位の歯科用製品、４単位の歯科用製品、５単位の歯科用製品及び６単位の歯科用製品を含むものの、これらに限定されない全ての寸法の歯科用製品を製造することが可能である。図示のように、サブブランクは、基部、頂部及び複数の側部を有する。基部は、プラットフォーム又はフランジ１８２及び軸１８０を含む支持部、マンドレル又はステムに対して、機械的に固定され、接着締めされ、又は一体的に取り付けられる。頂部及び側部は、マッチングを簡単にするため囲まれていない。

以下の例は、高められた産出力及び低減された材料廃棄を説明し、これは、ワンピースディスク又はブランクを、本発明により形成されるクラスターブランクに置き換えることにより得られる。

２種類の寸法、すなわちＣ１４及びＢ４０（ｅ．ｍａｘ ＣＡＤ社）の個々のＺｉｒＣＡＤブロックをサブブランクとして使用する。歯科用補綴材（Ｃｈａｒｌｙｒｏｂｏｔ、Ｃｒｕｓｅｉｌｌｅｓｓ、フランス）を連続製造するＣｈａｒｌｙ４歯科用ＣＮＣ粉砕装置５６（例えば、図８参照）を使用する。Ｃｈａｒｌｙ４歯科用装置には、２個の１００ｍｍ（〜４”）又はより小さなディスク５８を収容可能なディスク固定システムが設けられている。これは、主として穏やかに焼結されたジルコニア及び樹脂ディスク（ＰＭＭＡ等）を乾燥−粉砕するように構成される。第１の１００ｍｍのＰＭＭＡディスクを使用して、同一の粉砕装置を用いるクラスターブランクの下部構造（テンプレート）を作製する。２５×２０ｍｍ^２及び４５×２０ｍｍ^２の寸法を有する４個の対称的に配置される矩形の開口部をＰＭＭＡディスクにおいて粉砕し、その後、２ＺｉｒＣＡＤ Ｃ１５、及び２のＣ４０ジルコニアブロックを開口部に配置し、そしてこれにより得られる平坦な間隙に、ＬＥＣＯＳＥＴ １００注型可能な設置材料（ＬＥＣＯ社、製品＃８１２−１２５）を充填する。２個の３−単位ブリッジ及び２個の臼歯をサブブランクに粉砕する。ワンピースの１００ｍｍジルコニアディスクを使用する場合、残りのジルコニアは、図２に示されるように、廃棄される必要があるだろう。クラスターブランクの場合、サブブランクの残留物を除去し、そしてＰＭＭＡ下部構造を再利用して、次のクラスターブランクを組み立てることが可能である。

明細書で使用される量又はパラメータを表す全ての数字は、全ての場合に、“約”なる用語で更に修飾されると理解されるべきである。数値範囲及びパラメータが記載されたにも拘わらず、本願の明細書で表される広範な主題は、概算であり、記載される数値は、可能な限り正確に示される。例えば、数値は、誤差の各測定技術に関連する標準偏差によって証明される、所定の誤差、又は丸め誤差及び誤りを本質的に含んでいても良い。

本発明は、その好ましい実施の形態と共に説明されたものの、当業者であれば、特に記載されていない追加、削除、変更及び置換が、添付の特許請求の範囲に規定されるように本発明の精神及び範囲を逸脱することなく可能であることを認識するであろう。

Claims (39)

1. 歯科用製品製造用のクラスターミルブランクにおいて、
   ＣＡＤ／ＣＡＭシステムのブランクホルダと協働するように構成され、且つ内側周辺部及び外側周辺部を含む下部構造と、
   下部構造の内側周辺部に取り付けられる複数のサブブランクと、
   を含むことを特徴とするクラスターミルブランク。
2. 複数のサブブランクは、下部構造の内側周辺部に沿って輪状に並べられるか、又は下部構造の内側周辺部に沿って列で並べられる請求項１に記載のクラスターミルブランク。
3. 複数のサブブランクは、分離可能なホルダに取り付けられ、分離可能なホルダは、下部構造に取り付けられている請求項１に記載のクラスターミルブランク。
4. 下部構造は、内側周辺部に沿って設けられる複数の突部を含み、分離可能なホルダは、複数の突部に取り付けられている請求項３に記載のクラスターミルブランク。
5. 突部は、相互に対側に配置されるように列で並べられ、分離可能なホルダが、突部の各列に取り付けられている請求項４に記載のクラスターミルブランク。
6. 突部は、周辺部に沿って輪状に並べられ、分離可能なホルダが、半円状に並べられた列のそれぞれに取り付けられている請求項４に記載のクラスターミルブランク。
7. サブブランクは、基部、頂部及び複数の側部を含み、且つ基部は、下部構造に対して取り付けられ、そして頂部及び複数の側部は、囲まれていない請求項１に記載のクラスターミルブランク。
8. サブブランクは、マンドレルに対して、機械的に固定され、接着締めされ、又は一体的に取り付けられ、そしてマンドレルは、下部構造に対して機械的に固定されている請求項１に記載のクラスターミルブランク。
9. マンドレルは、分離可能なホルダに対して機械的に固定され、そして分離可能なホルダは、下部構造に対して機械的に固定されている請求項８に記載のクラスターミルブランク。
10. 歯科用製品は、コーピング、ポンティック、下部構造、義歯用の歯、空間維持材、義歯交換器具、歯科用保持装置、義歯、標柱、ファセット、副木、シリンダ、ピン、コネクタ、クラウン、部分クラウン、薄板、アンレー、インレー、ブリッジ、固定部分義歯、インプラント又は支台歯を含む請求項１に記載のクラスターミルブランク。
11. サブブランクは、同一の寸法、色調、及び／又は材料である請求項１に記載のクラスターミルブランク。
12. サブブランクは、異なる寸法、色調、及び／又は材料である請求項１に記載のクラスターミルブランク。
13. 下部構造は、プラスチック、複合材料又は金属の材料から形成される請求項１に記載のクラスターミルブランク。
14. ホルダは、プラスチック、複合材料又は金属の材料から形成される請求項３に記載のクラスターミルブランク。
15. サブブランクは、１種以上の以下の材料：歯科用セラミック、歯科用ポリマー、複合材料又は金属の材料から形成される請求項１に記載のクラスターミルブランク。
16. 下部構造は、単一の中実部品である請求項１に記載のクラスターミルブランク。
17. 下部構造は、静的又は可動部品を含む請求項１に記載のクラスターミルブランク。
18. サブブランクは、下部構造の対側に設けられる請求項１に記載のクラスターミルブランク。
19. サブブランクを使用して、単一−単位の歯科用製品、２−単位の歯科用製品、３−単位の歯科用製品、４−単位の歯科用製品、５−単位の歯科用製品又は６−単位の歯科用製品を製造する請求項１に記載のクラスターミルブランク。
20. 下部構造は、形状の点で円形、楕円又は多角形である請求項１に記載のクラスターミルブランク。
21. サブブランクは、アドレス可能なマトリックスに配置され、これによりアドレス可能なマトリックスを、以前の粉砕運転又は以前の事業活動の経歴から受けられるパラメータから構成し、且つサブブランクは、以前の粉砕運転又は以前の事業活動の経歴から受けられるパラメータに関連する特性を有する請求項１に記載のクラスターミルブランク。
22. 特性は、材料の種類、材料の性質、サブブランクの寸法、サブブランクの形状、及び／又はサブブランクの色調を含む請求項２１に記載のクラスターミルブランク。
23. パラメータは、ケースの種類、材料の選択パラメータ、歯科用製品の寸法、歯科用製品の形状、歯科用製品の色調、最適な工具用通路及び粉砕パラメータを含む請求項２１に記載のクラスターミルブランク。
24. 粉砕パラメータは、工具細工の種類、裁断の深さ、供給速度、１分当たりの回転（ｒｐｍ）及び／又は線速度を含む請求項２３に記載のクラスターミルブランク。
25. 工具細工の種類は、裁断、摩砕又は研磨面を含み、工具細工は、工具細工の材料、形状、及び／又は寸法を含む請求項２４に記載のクラスターミルブランク。
26. 裁断、摩砕又は研磨面は、ダイアモンド、カーバイト、硬化鋼、又はセラミックを含む請求項２５に記載のクラスターミルブランク。
27. 工具細工の形状は、円筒形、円錐形、ディスク状、ボール状、又は溝付きである請求項２５に記載のクラスターミルブランク。
28. 工具細工の寸法は、直径及び長さを含む請求項２５に記載のクラスターミルブランク。
29. ダイアモンドの工具細工材料は、ダイアモンドグリッドを含む請求項２５に記載のクラスターミルブランク。
30. 裁断の深さは、寸法の点でミクロンからミリメータの範囲である請求項２４に記載のクラスターミルブランク。
31. パラメータは、更に、被覆、施釉、又は熱処理パラメータを含む後粉砕パラメータを含む請求項２４に記載のクラスターミルブランク。
32. 下部構造、複数のサブブランク、パラメータ及び特性は、材料の廃棄及び色調の目録を最小限に抑制するように選択される請求項２１に記載のクラスターミルブランク。
33. 色調は、多角形、円形、楕円及び／又は複雑なニアネット形状を含む請求項２２に記載のクラスターミルブランク。
34. 以前の粉砕運転の経歴は、歯科用製品の製造で使用される粉砕包絡面の統計を含む請求項２１に記載のクラスターミルブランク。
35. 粉砕包絡面の統計は、粉砕包絡面の形状及び寸法並びに粉砕包絡面と特定の種類の歯科用製品との相互関係を含む請求項３４に記載のクラスターミルブランク。
36. 以前の事業活動の経歴は、使用される目録、残留目録、及びケースの経歴を含む請求項２１に記載のクラスターミルブランク。
37. サブブランクは、多角形、円形、楕円、及び／又は複雑なニアネット形状である請求項１に記載のクラスターミルブランク。
38. 複雑なニアネット形状は、ホルダ又は下部構造に取り付ける場合にサブブランクに対して一体的に形成される突出部を含む請求項３７に記載のクラスターミルブランク。
39. 突出部は、ホルダ又は下部構造に取り付ける場合にマンドレルに付形される請求項３８に記載のクラスターミルブランク。

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