JP2017538472A - 半加工品を位置決めする方法、再現可能に位置決めされる半加工品を製造する方法、およびこれらに適した半加工品とその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、半加工品を位置決めする方法に関連する。当該方法は、伸縮中心から延びる直線上に少なくとも一つの位置決めマークが配置された半加工品を用意する工程と、前記半加工品を加工する加工装置を用意する工程と、固定手段と前記位置決めマークを介して前記加工装置内に好ましくは再現可能に位置決めされた前記半加工品に仕上げ加工を行なう工程と、を含んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、半加工品を位置決めする方法、再現可能に位置決めされる半加工品を製造する方法、およびこれらに適した半加工品とその使用に関する。

数値制御ミリング装置は、座標系に基づいて動作（空間内の移動および姿勢変更）することが知られている。当該座標系は、複数の軸（例えば、三つの直線軸と二つの回転軸を含む五つの軸）からなる。半加工品に対する数値制御ミリング装置の姿勢変更には、アブソリュートパストラッキングまたはインクリメンタルパストラッキングが用いられる。装置内での衝突なしに半加工品の加工を可能にするため、空間的条件が正確に把握されることを要する。正確な半加工品の加工を遂行するためには、座標系における当該半加工品の位置が正確に定められることが非常に重要である。そのため、装置の座標系に係る全ての軸について半加工品の向きを揃えることを要する。材料およびその物理的・化学的特性によっては半加工品の製造中に寸法変化が生じうる。そのため、後続する仕上げ工程を行なう装置の座標系に揃えるための複雑な形状解析が必要になる。例えば、測定検査、別処理、仕上げ処理などを行なうために半加工品がミリング装置から取り出されることが可能になるのは、基準マークのような目印がある場合のみである。デンタルブランクや歯のように半加工品が複雑な輪郭を伴う自由形状である場合、ミリング装置への再現可能な位置決めがより重要となる。

ゼロ点クランプシステムを通じてこのような寸法変化に対応する試みがなされている。しかしながら、当該システムは、基準マークが半加工品に付与されるのが寸法変化の生じた後になる場合があるという短所を有する。したがって、ゼロ点クランプシステムの基準位置を定めるためには、半加工品の形状が正確かつ精密に把握される必要がある。この種のマーキングは、特許文献１に開示されている。しかしながら、半加工品上に付されたマークは、「回転防止」には応えうるものの、別処理などのために位置決めを正確に再現可能にするには適していない。当該マークは半加工品の製造後にのみミリングを通じて付与されるからである。また、開示されているブランクは、複雑な形状や構造を呈しておらず、別処理を考慮に入れる必要がある。

独国実用新案出願公開第２０２０１２１００３５９Ｕ１号公報

よって、本発明は、従来技術について説明した短所を回避することを目的とする。また、本発明は、寸法変化に供される製造工程や別処理工程における半加工品の再現可能な位置決めを可能にすることを目的とする。

上記の目的は、請求項１と８に記載の特徴を有する方法、および請求項１１に記載の特徴を有する装置により達成される。

本出願によれば、伸縮中心から延びる直線上に少なくとも一つの位置決めマークが配置された半加工品が製造されうる。また、伸縮中心から延びる直線上に配置された少なくとも一つの位置決めマークは、位置決めされた状態で当該半加工品の仕上げ加工が行なわれうるように設けられる。

本出願に係る少なくとも一つの位置決めマークは伸縮中心から延びる直線上に配置されているので、半加工品の製造中に寸法変化が生じても、続く仕上げ加工時における加工装置（ミリング装置など）への正確な位置決めが可能である。これにより、自由形状体を当該半加工品から製造できる。当該自由形状体は、一体成形されたものから予め定められた形状（歯など）を後で取り出したものであり、材料の存在次第で別の自由形状体（歯の隣接物など）を取り出せる。加工装置あるいはＣＡＭモジュールは、材料除去が既に行なわれた場所についての情報、あるいは材料除去をそれ以上行なう必要のない場所についての情報を保有している。半加工品の製造時には、隣接する別の自由形状体が当該半加工品から取り出し加工できるか程度に予め特定されているからである。製造工程のできるだけ早い段階で少なくとも一つの位置決めマークを導入することにより、寸法変化の物理的影響や化学的影響も補償できる。これにより、半加工品の再現可能かつ位置の正確な保持が可能となり、例えば数値制御ミリング装置での仕上げ加工を遂行できる。加工装置やミリング装置から取り出された半加工品の複雑な位置決めが一切不要となる。加工に必要な最終的な半加工品の姿勢が定まれば、後で位置決めマークを付与する必要もない。本出願の構成によれば、例えば義歯ブランクなどの半加工品の位置決めに要する作業が大幅に簡略化され、製造コストも削減される。

本発明に係る他の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

特に自由形状体やデンタルブランクなど半加工品の位置決めを複数回繰り返して仕上げ加工を行なうミリング方法が簡略化可能であり、有利であることが示されている。

特に半加工品の製造時に本出願に係る位置決めマークを導入すると有利である。製造工程中に生じる寸法変化が加工時における問題になるからである。

半加工品の製造中に生じうる収縮や湿気の影響が仕上げ加工中に補償可能であれば、やはり有利である。

他方、本出願に係る位置決め方法は、半加工品の吸湿後にも有利に使用されることが示されている。

本出願に係る位置決め方法は、半加工品の体積変化が当該半加工品の加工に対して０．５％から１５％であり、好ましくは１％から１０％であり、好ましくは１％または１０％である場合に使用されると特に有利であることが示されている。

前記位置決めマークが前記半加工品の輪郭の一部をなすように設けられる場合、さらに有利な構成が得られる。この場合、位置決めマークを別途仕上げ加工する必要がなくなるからである。

前記位置決めマークが幾何学的に再現可能な形状（長穴など）とされ、当該位置決めマークのプリファレンシャル方向上に前記伸縮中心が位置している場合、特に有利である。

前記位置決めマークが前記は加工品の周面に形成された切欠きまたは突起であり、好ましくは当該切欠きが溝または載置面の形状を有している場合、さらに有利な構成となる。

複数の前記位置決めマークが、前記伸縮中心に対して回転対称となるように配列されている場合、加工装置またはミリング装置における取扱いが簡略化されうる。三つの前記位置決めマークが好ましくは１２０度の角度間隔で設けられている場合、特に有利な回転対称の構成が得られる。四つの前記位置決めマークが好ましくは９０度の角度間隔で設けられている回転対称の構成もまた好適である。

本発明に係る他の有利な構成は、以下の図面に例示されている。

出願に係る半加工品としてのデンタルブランクの第一実施形態を示す平面図である。 出願に係る半加工品としてのデンタルブランクの第二実施形態を示す平面図である。 出願に係る半加工品としてのデンタルブランクの第三実施形態を示す平面図である。 １％の収縮を呈する半加工品を表す円である。 加工装置に導入される、出願に係る半加工品としてのデンタルブランクを示している。

図１は、デンタルブランクとして使用されることの多い円形状の半加工品を示す平面図である。この構成においては、三つの位置決めマーク３が設けられている。これらは、溝形状の切欠きとされており、１２０度の間隔をあけて配列されている。当該マークは、中心５を通る線に沿って伸縮する。半加工品１の外径は、破線によって示されている。本例の場合、寸法変化は収縮を意味する。収縮が生じた場合でも、位置決めマーク３は、中心を通る伸縮線上に位置している。当該位置決めマーク３は、位置決め（好ましくは再現可能な位置決め）を許容するように、簡素な溝形状を呈している。

図２には、別構成に係る半加工品１０１が同様に示されている。半加工品１０１は、複数の位置決めマーク１０３を有している。この場合、当該位置決めマークは、長穴形状を呈している。これらも同様に、中心を通る伸縮線上に位置している。

図３は、別構成に係る半加工品２０１を示している。半加工品２０１は、位置決めマークとして、取り付け面を形成する複数の切欠きを有している。当該切欠きの形状は非対称的である。結果として、半加工品２０１を保持するために好適な圧力がかかる点位置が得られる。当該点位置もまた、中心を通る伸縮線上に位置している。

図４は、１％だけ収縮した円形状のデンタルブランクを示している。元の直径は１００ｍｍである。すなわち、生じうる直径のずれは１ｍｍである。この結果、生じうる中心点からの位置ずれの最大値は０．５ｍｍである。よって、特に元の直径を有するデンタルブランクに対して加工がなされ、１％の収縮が生じた後に当該デンタルプランクに対して仕上げがなされるような場合、加工装置内には顕著な程度の位置ずれが存在する。歯科分野では必要とされる正確な位置決めは、この手法では不可能である。

図５は、本出願に係る位置決めマーク３付きの半加工品１の使用例を示している。位置決めマーク３は、加工装置の固定手段５を介して位置決めされる。デンタルブランクが１％の収縮過程の後に再度加工装置内に位置決めマーク３と固定手段５を介して配置されるような場合、収縮中心に誤差が生じたとしても０．０５ｍｍであり、補償可能な程度である。この結果、前述の仕上げ方法と比較して位置決めの正確性が１０倍増している。本発明によれば、わずか約１０ｍｍの大きさを有する位置決めマーク３が収縮方向に沿って配置されているため、上記のような結果が得られる。１％の収縮によるずれを０．１ｍｍまで低減できれば、中心点からの位置ずれはわずか０．０５ｍｍである。

本出願に係る位置決めマークを設けることにより、加工装置におけるこの値を補償できる。半加工品の収縮は、本発明に係る位置決めマークと形状に基づき、より小さなスケールで容易に計算可能だからである。この場合の位置ずれもまた少なくとも０．２５ｍｍまで半減されうる。

Claims (19)

1. 半加工品を位置決めする方法であって、
   ａ）伸縮中心から延びる直線上に少なくとも一つの位置決めマークが配置された半加工品を用意する工程と、
   ｂ）前記半加工品を加工する加工装置を用意する工程と、
   ｃ）固定手段と前記位置決めマークを介して前記加工装置内に好ましくは再現可能に位置決めされた前記半加工品に仕上げ加工を行なう工程と、
   を含んでいる、
   方法。
2. 前記仕上げ加工は、切断を伴わない方法を含んでおり、
   前記半加工品は、好ましくはデンタルブランクのような自由形状の本体を有する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記仕上げ加工は、前記半加工品の熱処理後に行なわれる、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記仕上げ加工は、前記半加工品の除湿処理後に行なわれる、
   請求項１または２に記載の方法。
5. 前記仕上げ加工は、前記半加工品の吸湿処理後に行なわれる、
   請求項１または２に記載の方法。
6. 前記熱処理または前記除湿処理により前記半加工品が収縮してその体積が変化し、
   前記吸湿処理により前記半加工品が膨張してその体積が変化する、
   請求項３、４、または５に記載の方法。
7. 前記半加工品の収縮または膨張による体積の変化は、当該半加工品の加工に対して０．５％から１５％であり、好ましくは１％から１０％であり、好ましくは１％または１０％である、
   請求項６に記載の方法。
8. 位置決めを再現可能な半加工品を製造する方法であって、
   伸縮中心から延びる直線上に少なくとも一つの位置決めマークが配置された半加工品を用意する工程を含んでおり、
   前記位置決めマークは、位置決めされた状態、好ましくは再現可能に位置決めされた状態で前記半加工品の仕上げ加工がなされるように設けられる、
   方法。
9. 前記位置決めマークは、前記半加工品の輪郭の一部をなすように設けられる、
   請求項８に記載の方法。
10. 熱処理、吸湿、あるいは除湿の後は、前記位置決めマークに対してさらなる仕上げ加工が行なわれない、
    請求項８または９に記載の方法。
11. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法に使用される、および／または請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法に基づいて製造される、再現可能な位置決めのための半加工品であって、
    特に物理的要因に基づく寸法変化を補償するために伸縮中心から延びる直線上に配置された少なくとも一つの位置決めマークを備えている、
    半加工品。
12. 前記位置決めマークは、幾何学的に再現可能な形状を有しており、好ましくは長穴であり、
    前記伸縮中心は、前記位置決めマークのプリファレンシャル方向上に位置している、
    請求項１１に記載の半加工品。
13. 前記位置決めマークは、周面に形成された切欠きまたは突起である、
    請求項１１または１２に記載の半加工品。
14. 前記切欠きは、溝または載置面の形状を有している、
    請求項１３に記載の半加工品。
15. 複数の前記位置決めマークが、前記伸縮中心に対して回転対称となるように配列されている、
    請求項１１から１４のいずれか一項に記載の半加工品。
16. 三つの前記位置決めマークが、好ましくは１２０度の角度間隔で設けられている、
    請求項１１から１５のいずれか一項に記載の半加工品。
17. 四つの前記位置決めマークが、好ましくは９０度の角度間隔で設けられている、
    請求項１１から１６のいずれか一項に記載の半加工品。
18. 請求項１１から１７のいずれか一項に記載の半加工品の自由形状体、好ましくはデンタルブランクとしての使用であって、
    物理的要因に基づく収縮または膨張による前記半加工品の寸法変化が、０．５％から１５％であり、好ましくは１％から１０％であり、好ましくは１％または１０％である、
    使用。
19. 請求項１１から１７のいずれか一項に記載の半加工品を加工する加工装置であって、
    請求項１から７のいずれか一項に記載の方法に基づいて前記半加工品を仕上げ処理するために、位置決めマークを介して再現可能に位置決めするための固定手段を備えている、
    加工装置。

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