JP2019013756A - Rigidity improvement method of ceramic body, processing method of artificial tooth and ceramic mold processor - Google Patents

Rigidity improvement method of ceramic body, processing method of artificial tooth and ceramic mold processor Download PDF

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JP2019013756A JP2018127028A JP2018127028A JP2019013756A JP 2019013756 A JP2019013756 A JP 2019013756A JP 2018127028 A JP2018127028 A JP 2018127028A JP 2018127028 A JP2018127028 A JP 2018127028A JP 2019013756 A JP2019013756 A JP 2019013756A
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義孝 中西
Yoshitaka Nakanishi
義孝 中西
貴司 馬場
Takashi Baba
貴司 馬場
リン イン
Rin In
リン イン
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PALMESO CO Ltd
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Kumamoto University NUC
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Abstract

To provide a method for improving the rigidity of a ceramic body.SOLUTION: A particle-containing liquid is injected to a ceramic body in an initial state having a fragility initiation part which is invisible by naked eyes on a surface layer part, a fragile part having higher fragility is formed by progressing the fragility of the fragility initiation part, a stress concentration of the fragile part is alleviated by further injecting the particle-containing liquid to the fragile part, and the ceramic body is brought into a state where rigidity is higher than that in the initial state.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、セラミックス体の強度向上方法、人工歯の加工方法、及びセラミックス造形体加工装置に関する。   The present invention relates to a method for improving the strength of a ceramic body, a method for processing an artificial tooth, and a ceramic shaped body processing apparatus.

自然発生的に口腔内に存在する天然歯は、口へ運んだ食物の栄養分をヒトが吸収するにあたり最初に機能する消化器官でもあり、食物を咀嚼する上で非常に重要な役割を有している。   Natural teeth naturally present in the oral cavity are the digestive organs that function first to absorb the nutrients of food delivered to the mouth, and have a very important role in chewing food. Yes.

それ故、う蝕や事故により天然歯が失われると、その失われた歯牙を代替すべく口腔内に人工歯の配置が必要となる。   Therefore, when natural teeth are lost due to caries or accidents, it is necessary to place artificial teeth in the oral cavity to replace the lost teeth.

人工歯は物理的強度や審美性、価格等の観点を踏まえ、これまでに様々な素材が提案されており、歯科治療を受ける患者は治療目的に反しない限り必要に応じた素材を選択して人工歯を形成することができる。   Various materials have been proposed for artificial teeth based on the viewpoints of physical strength, aesthetics, price, etc., and patients undergoing dental treatment should select materials as needed unless they are contrary to the purpose of treatment. Artificial teeth can be formed.

特開平10−218721号公報JP-A-10-218721

ところで、近年では人工歯の素材としてセラミックス製の素材が広く使用されており、また、より天然歯に近い色合いを有するものが提案されている。   By the way, in recent years, ceramic materials are widely used as materials for artificial teeth, and those having a color closer to natural teeth have been proposed.

しかしながら、これまでの人工歯は、審美性について一応の考慮はなされているものの、実際に口腔内に装着された人工歯を第三者的に観察すると、若干ながらも天然歯とは異なる違和感を覚える場合があった。   However, although the conventional artificial teeth have been considered for aesthetics, when the artificial teeth actually installed in the oral cavity are observed by a third party, there is a slight discomfort different from natural teeth. I remembered it.

また、人工歯の多くは人工歯素材を切削して形成するが、その切削過程で生じた微細な欠陥が欠損事故の原因となる場合も多く、未だ改善の余地が残されていた。   In addition, many artificial teeth are formed by cutting an artificial tooth material, but fine defects generated in the cutting process often cause a loss accident, and there is still room for improvement.

またこの問題は、セラミックス製人工歯に限られるものではなく、様々な分野において使用されているセラミックス製の素材や造形体(以下、単にセラミックス体ともいう。)においても、主に強度的な観点から改善が望まれている。   In addition, this problem is not limited to ceramic artificial teeth, but is also a strength viewpoint mainly in ceramic materials and shaped bodies (hereinafter also simply referred to as ceramic bodies) used in various fields. Improvement is desired.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、セラミックス体の強度を向上させる方法を提供する。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for improving the strength of a ceramic body.

また、本発明では、天然歯に近い外観を有し、セラミックス体の強度向上が図られており、しかも欠損事故が抑制された人工歯の加工方法を提供する。   In addition, the present invention provides a method for processing an artificial tooth that has an appearance close to that of natural teeth, improves the strength of the ceramic body, and suppresses a loss accident.

また本発明では更に、セラミックス造形体の強度を向上させることが可能な加工装置についても提供する。   Furthermore, the present invention also provides a processing apparatus capable of improving the strength of the ceramic shaped body.

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るセラミックス体の強度向上方法では、(1)肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有する初期状態のセラミックス体に対して粒子含有液を噴射し、前記脆弱性惹起部の脆弱性を進展させてより脆弱な脆弱部と成し、同脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで前記脆弱部の応力集中性を緩和して前記セラミックス体を前記初期状態よりも強度の高い状態とすることとした。   In order to solve the above-described conventional problems, in the method for improving the strength of a ceramic body according to the present invention, (1) particles are contained in an initial state ceramic body having a brittleness-inducing portion that cannot be visually observed with the naked eye on the surface layer portion. By spraying the liquid, the vulnerability of the vulnerability-inducing part is advanced to form a weaker weak part, and by further injecting the particle-containing liquid into the weak part, the stress concentration of the weak part is reduced. Thus, the ceramic body is in a state of higher strength than the initial state.

また本発明に係るセラミックス体の強度向上方法では、(2)前記脆弱性惹起部は、前記セラミックス体の母材組成と異質又は同質で粒界を伴う粒体の母材埋入部や、前記セラミックス体の成形加工に伴って生じた母材組成とは異質の熱変性部、前記セラミックス体の表層に存在する剥片部のいずれか又はこれらの組合せ部分であることにも特徴を有する。   In the method for improving the strength of the ceramic body according to the present invention, (2) the brittleness-inducing portion is different from or is the same as the base material composition of the ceramic body. It is also characterized in that it is one of a heat-denatured part that is different from the base material composition generated by the molding process of the body, a stripped part existing on the surface layer of the ceramic body, or a combination thereof.

また、本発明に係る人工歯の加工方法では、(3)上記(1)又は(2)に記載のセラミックス体の強度向上方法により加工する人工歯の加工方法であって、前記初期状態のセラミックス体は人工歯素材の切削により目的とする歯牙形状とした人工歯であり、同人工歯の少なくとも歯肉縁上領域を前記粒子含有液に含まれた粒子による複数の衝突痕で表面粗さSa0.7〜0.8の粗面とすることとした。   In the artificial tooth machining method according to the present invention, (3) the artificial tooth machining method for machining by the ceramic body strength improving method according to (1) or (2) above, wherein the ceramic in the initial state is used. The body is an artificial tooth having a desired tooth shape by cutting an artificial tooth material, and at least the upper gingival margin region of the artificial tooth is surface roughness Sa0 with a plurality of collision marks by particles contained in the particle-containing liquid. The rough surface was 7 to 0.8.

また、本発明に係るセラミックス造形体加工装置では、(4)セラミックス造形体を保持可能とした保持部と、粒子含有液を噴射する噴射ノズルと、前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との三軸方向と、当該三軸のうち少なくともX軸とY軸との軸回り方向との5方向について、前記噴射ノズルと前記保持部との位置関係を相対的に変位させる姿勢変位機構と、前記セラミックス造形体の外形データが格納された記憶部と、制御部と、を備え、同制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形体の表面標的領域が前記噴射ノズルより噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう前記姿勢変位機構を制御する粗面形成実行手段を備えることとした。   Further, in the ceramic shaped body processing apparatus according to the present invention, (4) the holding part capable of holding the ceramic shaped body, the injection nozzle for injecting the particle-containing liquid, the X axis direction which is the front-rear direction, and the left-right direction. Positions of the injection nozzle and the holding portion in five directions including a three-axis direction of the Y-axis direction and the Z-axis direction that is the vertical direction and at least a direction around the X-axis and the Y-axis among the three axes. A posture displacement mechanism for relatively displacing the relationship, a storage unit storing the outer shape data of the ceramic model, and a control unit, the control unit refer to the outer shape data stored in the storage unit However, rough surface formation execution means for controlling the posture displacement mechanism is provided so that the surface target region of the ceramic shaped body uniformly faces the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle.

また、本発明に係るセラミックス造形体加工装置では、以下の点にも特徴を有する。
(5)前記保持部に保持させたセラミックス造形素材を切削する切削部を更に備え、前記姿勢変位機構は、前記5方向について前記切削部と前記保持部との位置関係を相対的に変位可能であり、前記制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形素材が目的とするセラミックス造形体形状に切削されセラミックス造形体が形成されるよう前記姿勢変位機構を制御する切削実行手段を備えること。
(6)前記粗面形成実行手段は、前記切削実行手段の実行後に実行すること。
(7)前記セラミックス造形体は人工歯であり、前記表面標的領域は人工歯の少なくとも歯肉縁上領域であること。
The ceramic shaped body processing apparatus according to the present invention is also characterized by the following points.
(5) The apparatus further includes a cutting unit that cuts the ceramic modeling material held by the holding unit, and the posture displacement mechanism can relatively displace the positional relationship between the cutting unit and the holding unit in the five directions. And the control unit controls the posture displacement mechanism so that the ceramic modeling material is cut into a target ceramic modeling body shape by referring to the external shape data stored in the storage unit. Provide cutting execution means.
(6) The rough surface forming execution means is executed after execution of the cutting execution means.
(7) The ceramic shaped body is an artificial tooth, and the surface target region is at least the gingival margin region of the artificial tooth.

本発明に係るセラミックス体の強度向上方法によれば、肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有する初期状態のセラミックス体に対して粒子含有液を噴射し、前記脆弱性惹起部の脆弱性を進展させてより脆弱な脆弱部と成し、同脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで前記脆弱部の応力集中性を緩和して前記セラミックス体を前記初期状態よりも強度の高い状態とすることとしたため、セラミックス体の強度を向上させることができる。   According to the method for improving the strength of a ceramic body according to the present invention, the particle-containing liquid is sprayed onto the ceramic body in an initial state having a brittleness-inducing portion that is invisible on the naked eye on the surface layer portion. The fragile portion is developed to form a more fragile fragile portion, and by further injecting a particle-containing liquid into the fragile portion, the stress concentration of the fragile portion is relaxed, and the ceramic body is moved from the initial state. Since the strength is high, the strength of the ceramic body can be improved.

また、前記脆弱性惹起部は、前記セラミックス体の母材組成と異質又は同質で粒界を伴う粒体の母材埋入部や、前記セラミックス体の成形加工に伴って生じた母材組成とは異質の熱変性部、前記セラミックス体の表層に存在する剥片部のいずれか又はこれらの組合せ部分であることとすれば、粒体の母材埋入部や熱変性部、剥片部に起因する強度低下を効果的に抑制することができる。   Further, the brittleness-inducing part is a base material embedded part of a granular material having a grain boundary that is different or the same as the base material composition of the ceramic body, and a base material composition that is generated by the processing of the ceramic body. If it is a heterogeneous heat-denatured part, a stripped part existing on the surface layer of the ceramic body, or a combination part thereof, the strength reduction caused by the base material embedded part of the granule, the heat-denatured part, or the stripped part Can be effectively suppressed.

また、本発明に係る人工歯の加工方法によれば、上記(1)又は(2)に記載のセラミックス体の強度向上方法により加工する人工歯の加工方法であって、前記初期状態のセラミックス体は人工歯素材の切削により目的とする歯牙形状とした人工歯であり、同人工歯の少なくとも歯肉縁上領域を前記粒子含有液に含まれた粒子による複数の衝突痕で表面粗さSa0.7〜0.8の粗面とすることとしたため、人工歯に対し、天然歯に近い外観で、欠損事故が抑制される加工を施すことができる。   Further, according to the artificial tooth machining method of the present invention, the artificial tooth machining method for machining by the method for improving the strength of the ceramic body according to (1) or (2) above, wherein the ceramic body in the initial state is used. Is an artificial tooth having a desired tooth shape by cutting the artificial tooth material, and at least the upper gingival margin region of the artificial tooth with a plurality of collision marks due to particles contained in the particle-containing liquid and surface roughness Sa0.7 Since it was set to the rough surface of -0.8, the artificial tooth can be processed with an appearance close to that of a natural tooth and a loss accident can be suppressed.

また、本発明に係るセラミックス造形体加工装置によれば、セラミックス造形体を保持可能とした保持部と、粒子含有液を噴射する噴射ノズルと、前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との三軸方向と、当該三軸のうち少なくともX軸とY軸との軸回り方向との5方向について、前記噴射ノズルと前記保持部との位置関係を相対的に変位させる姿勢変位機構と、前記セラミックス造形体の外形データが格納された記憶部と、制御部と、を備え、同制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形体の表面標的領域が前記噴射ノズルより噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう前記姿勢変位機構を制御する粗面形成実行手段を備えることとしたため、セラミックス造形体の表面標的領域に存在する脆弱性惹起部に由来した強度低下を抑制し、セラミックス造形体の強度向上を図ることができる。   Moreover, according to the ceramic molded object processing apparatus which concerns on this invention, the holding | maintenance part which can hold | maintain a ceramic molded object, the injection nozzle which injects a particle-containing liquid, the X-axis direction which is the front-back direction, and Y which is the left-right direction The positional relationship between the injection nozzle and the holding unit in five directions, ie, the three axial directions of the axial direction and the Z-axis direction that is the vertical direction, and at least the X-axis and Y-axis rotation directions of the three axes. A posture displacement mechanism for relatively displacing the ceramic body, a storage unit storing the outer shape data of the ceramic model, and a control unit, the control unit referencing the outer shape data stored in the storage unit However, since the surface target area of the ceramic shaped body is provided with rough surface forming execution means for controlling the posture displacement mechanism so as to uniformly face the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle, Suppressing strength reduction derived from the vulnerability caused portions present on the surface target region of box shaped bodies, it is possible to improve the strength of the ceramic shaped bodies.

また、前記保持部に保持させたセラミックス造形素材を切削する切削部を更に備え、前記姿勢変位機構は、前記5方向について前記切削部と前記保持部との位置関係を相対的に変位可能であり、前記制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形素材が目的とするセラミックス造形体形状に切削されセラミックス造形体が形成されるよう前記姿勢変位機構を制御する切削実行手段を備えることとすれば、セラミックス造形体も強度向上加工を施すことが可能であるのは勿論のこと、セラミックス造形素材からのセラミックス造形体の切削も可能な加工装置を提供することができる。   Moreover, it further includes a cutting unit that cuts the ceramic modeling material held by the holding unit, and the posture displacement mechanism can relatively displace the positional relationship between the cutting unit and the holding unit in the five directions. The control unit controls cutting of the posture displacement mechanism so that the ceramic model material is cut into a target ceramic model shape by referring to the outer shape data stored in the storage unit. If the execution means is provided, it is possible to provide a machining apparatus capable of cutting the ceramic shaped body from the ceramic shaped material as well as the ceramic shaped body can be subjected to the strength improvement processing. .

また、前記粗面形成実行手段は、前記切削実行手段の実行後に実行することとすれば、セラミックス造形素材の切削により形成したセラミックス造形体に対し、引き続きセラミックス造形体の表面標的領域に存在する脆弱性惹起部に由来した強度低下を抑制する加工を施すことができる。   Further, if the rough surface formation execution means is executed after the execution of the cutting execution means, it is a weakness that continues to exist in the surface target area of the ceramic shaped body with respect to the ceramic shaped body formed by cutting the ceramic shaped material. The processing which suppresses the strength reduction originating in the sex-induced part can be performed.

また、前記セラミックス造形体は人工歯であり、前記表面標的領域は人工歯の少なくとも歯肉縁上領域であることとすれば、天然歯に近い外観を有し、セラミックス体の強度向上が図られており、しかも欠損事故が抑制された人工歯の加工が可能な装置を提供することができる。特に、大きな力が加わり強度を必要とする歯肉縁上領域について、上述のような効果を享受することができる。   Further, if the ceramic shaped body is an artificial tooth and the surface target region is at least the gingival margin region of the artificial tooth, it has an appearance close to that of a natural tooth, and the strength of the ceramic body is improved. In addition, it is possible to provide an apparatus capable of processing an artificial tooth in which a loss accident is suppressed. In particular, the above-described effects can be enjoyed with respect to the gingival margin region where a large force is applied and strength is required.

脆弱性惹起部の状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state of the vulnerability inducement part. 表面標的領域に対する加工の過程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of the process with respect to a surface target area | region. 表面標的領域に対する加工の過程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of the process with respect to a surface target area | region. 表面標的領域に対する加工の過程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the process of the process with respect to a surface target area | region. セラミックス造形体の表面状態の変化を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the change of the surface state of a ceramic modeling body. セラミックス造形体の表面状態の変化を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the change of the surface state of a ceramic modeling body. 強度確認試験の結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the result of the intensity | strength confirmation test. 本実施形態に係る人工歯加工装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the artificial tooth processing apparatus which concerns on this embodiment. 人工歯加工装置の電気的構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the electrical structure of the artificial tooth processing apparatus. 人工歯加工装置にて行われる工程を示したフローである。It is the flow which showed the process performed with an artificial tooth processing apparatus. 人工歯加工装置の動作を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed operation | movement of the artificial tooth processing apparatus. 人工歯や比較用人工歯の表面状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface state of the artificial tooth and the artificial tooth for a comparison.

本発明は、セラミックス体の強度を向上させる方法を提供するものであり、特に、肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有するセラミックス体(以下、初期状態のセラミックス体とも称する。)の強度を向上させる方法を提供するものである。   The present invention provides a method for improving the strength of a ceramic body, and in particular, a ceramic body (hereinafter also referred to as an initial ceramic body) having a brittleness-inducing portion that cannot be visually observed with the naked eye. The method of improving the intensity | strength of is provided.

ここで、セラミックス体を構成するセラミックスは特に限定されるものではなく、例えば、アルミナ(Al2O3)、ジルコニア、チタン酸バリウム(BaO3Ti)などの如き酸化物系セラミックスや、ハイドロキシアパタイトの如き水酸化物系のセラミックス、炭化ケイ素(SiC)の如き炭化物系セラミックス、炭酸塩系セラミックス、窒化ケイ素 (Si3N4)の如き窒化物系セラミックス、蛍石の如きハロゲン化物系セラミックス、リン酸塩系セラミックス、又はこれらの複合的なセラミックスなどを挙げることができる。 Here, the ceramic constituting the ceramic body is not particularly limited. For example, oxide ceramics such as alumina (Al 2 O 3 ), zirconia, barium titanate (BaO 3 Ti), and hydroxyapatite Hydroxide ceramics such as, carbide ceramics such as silicon carbide (SiC), carbonate ceramics, nitride ceramics such as silicon nitride (Si 3 N 4 ), halide ceramics such as fluorite, phosphoric acid Examples thereof include salt-based ceramics or composite ceramics thereof.

また、本明細書において脆弱性惹起部は、肉眼で目視できない程度(概ね10〜300μm四方程度)の小さな部位であり、例えばセラミックス成形体の使用前の状態おいては必ずしも脆弱性を示す部分ではないが、使用時に応力が付与されたり温度変化をトリガーとして将来的に脆弱部に変化して脆弱性を惹起しうる部位である。   Further, in this specification, the vulnerability-inducing part is a small part that cannot be visually observed with the naked eye (approximately 10 to 300 μm square). For example, in a state before use of the ceramic molded body, Although it is not, it is a site where stress is applied during use or a change in temperature can be triggered in the future to cause weakness by triggering a change in temperature.

このような脆弱性惹起部は、上述のような部位であれば特に限定されるものではないが、本発明の理解に供すべく具体例を示すならば、例えばマイクロクラックや熱変性部、剥片部、粒子の母材埋入部等を挙げることができる。   Such a weakness-inducing part is not particularly limited as long as it is a part as described above. However, if a specific example is provided for understanding of the present invention, for example, a microcrack, a heat-denatured part, a peeled part And a base material embedding part of particles.

図1(a)に示すように、マイクロクラック52は、母体材料50の表層部51に形成されたごく小さな亀裂よりなる脆弱性惹起部53である。このようなマイクロクラック52は、セラミックス体の焼成やその後の冷却過程等で発生する場合がある。   As shown in FIG. 1A, the microcrack 52 is a fragility-inducing portion 53 formed of a very small crack formed in the surface layer portion 51 of the base material 50. Such micro cracks 52 may occur during firing of the ceramic body or subsequent cooling process.

マイクロクラック52が母体材料50の表面に存在している場合、セラミックス体の使用等により母体材料50に対して例えば応力が付与されると、図1(a)の左図に示すように、亀裂が母体材料50の内部にまで進展してクラック54となり脆弱部55が形成され、母体材料50の破断、すなわち、セラミックス体の破断に至ることとなる。   When the microcracks 52 are present on the surface of the base material 50, for example, when stress is applied to the base material 50 by using a ceramic body, as shown in the left diagram of FIG. Propagates to the inside of the base material 50 and becomes a crack 54 to form a fragile portion 55, leading to breakage of the base material 50, that is, breakage of the ceramic body.

また熱変性部は、追って説明するが、例えば加工時の熱などにより母体材料50とは異なる性状に変化した部分などを含む脆弱性惹起部である。   The heat-denaturing part is a vulnerability-inducing part including a part that has been changed to a property different from that of the base material 50 due to heat during processing, for example.

一例としては、本来所定の強度を有している母体材料に切削加工を施した場合に摩擦熱が付与され、母体材料とは異なる分子結合状態に変化して本来の強度が発揮できなくなった部位が挙げられる。   As an example, when a base material originally having a predetermined strength is cut, frictional heat is applied, and the part changes to a molecular bonding state different from that of the base material so that the original strength cannot be exhibited. Is mentioned.

このような熱変性部は、分子構造変化であるため肉眼での目視確認は困難であり、また、加工後のセラミックス成形体に対して応力が付与された場合、熱変性部の強度低下や、熱変性部と母体材料との強度差により熱変性部の破壊が起こり、セラミックス体の破断等に至ることとなる。   Such a heat-denatured part is difficult to visually check with the naked eye because it is a molecular structure change, and when stress is applied to the ceramic molded body after processing, Due to the difference in strength between the heat-denatured portion and the base material, the heat-denatured portion is destroyed, leading to breakage of the ceramic body.

剥片部56は、図1(b)に示すように、例えばマイクロクラック52が母体材料表層部において略水平方向へ進展したことで形成されたささくれ状(オーバーハング状)の脆弱性惹起部53である。   As shown in FIG. 1B, the peeled portion 56 is a bristle-like (overhang-like) vulnerability-inducing portion 53 formed by, for example, the microcrack 52 extending in a substantially horizontal direction in the base material surface layer portion. is there.

剥片部56が表層部51に存在している場合、母体材料50に対して反りなどによる応力が付与されると、マイクロクラック52の先端(剥片部56の付け根部分近傍)に応力が集中し、マイクロクラック52が更に進展して脆弱部55となり、左図に示すような剥離片57を生じ、セラミックス成形体からの小片の剥落やセラミックス成形体の欠損に至ることとなる。   When the peeled portion 56 exists in the surface layer portion 51, when stress due to warpage or the like is applied to the base material 50, the stress concentrates on the tip of the microcrack 52 (near the base portion of the peeled portion 56), The microcrack 52 further develops to become a fragile portion 55, and a peeling piece 57 as shown in the left figure is generated, leading to peeling of a small piece from the ceramic molded body and a chipping of the ceramic molded body.

母材埋入部58は、図1(c)に示すように母体材料50の表層部51において、母体材料50と異質又は同質で粒界60を伴う粒体59が母体材料50に埋入された状態の脆弱性惹起部53である。このような粒体59は、例えばセラミックス体の焼成時に本来一体的に焼結すべきであった一部が温度ムラなど何らかの原因により焼結せず粒界60が形成されたり、本来均一であるべきセラミックス粉体原料に一部偏りがあった場合などに出現する場合がある。なお、粒界60は、例えば異質界面であったり、同質であっても焼結状態が連続的ではなく不均一で機械的強度の連続性が失われている境界であったり、内部の残留応力のムラにより亀裂が発生する可能性のあるような境界、また、クラックなどを含む概念であって、母材から粒体が脱落しうる性状の境目程度の意味である。   As shown in FIG. 1 (c), the base material embedded portion 58 has the surface layer portion 51 of the base material 50 in which a granule 59 having a grain boundary 60 that is different from or the same as the base material 50 and embedded in the base material 50 is embedded. This is the state vulnerability inducing unit 53. In such a grain 59, for example, a part that should originally be sintered integrally at the time of firing the ceramic body is not sintered due to some cause such as temperature unevenness, and a grain boundary 60 is formed or is essentially uniform. It may appear when the ceramic powder raw material is partially biased. Note that the grain boundary 60 is, for example, a heterogeneous interface, a boundary where the sintered state is not continuous but non-uniform and the continuity of mechanical strength is lost even if it is homogeneous, or internal residual stress. It is a concept including a boundary where cracks may occur due to unevenness of the material, and cracks, etc., and means the boundary of the property that the particles can fall off from the base material.

母材埋入部58が表層部51に存在している場合、セラミックス成形体の使用等により母体材料50に所定の応力が付与されると、粒体59が母体材料50から脱落して表層部51には脱落痕61が形成されて脆弱部55となり、脱落痕61に応力が集中するなどしてセラミックス成形体の折損等を招くこととなる。   In the case where the base material embedded portion 58 exists in the surface layer portion 51, when a predetermined stress is applied to the base material 50 due to the use of a ceramic molded body or the like, the granules 59 fall off from the base material 50 and the surface layer portion 51. In this case, a drop mark 61 is formed to become a fragile portion 55, and stress concentrates on the drop mark 61, causing breakage of the ceramic molded body.

セラミックス材料は表面に欠陥などによる応力集中部が存在するともともとの強さを弱くしてしまうことが知られている。上述した具体例に代表される脆弱部55の如き表面欠陥部位は、いずれも応力集中が起こることを示している。この欠陥部を適切に取り除くことで応力集中部がなくなりセラミックス成形体や部品の全体強度が処理前より向上することにつながる。   It is known that when a stress concentration part due to a defect or the like exists on the surface of a ceramic material, the original strength is weakened. Any surface defect portion such as the fragile portion 55 typified by the above-described specific example indicates that stress concentration occurs. By appropriately removing the defective portion, the stress concentration portion disappears, and the overall strength of the ceramic molded body and parts is improved compared to before the treatment.

すなわち、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法では、これらのような脆弱性惹起部を有する初期状態のセラミックス体に対し、まず弱い部分である脆弱性惹起部をその表面から優先的に除去し、次いで応力集中を起こさない形状として滑らかな表面形状に仕上げる加工を施すこととしている。   That is, in the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment, the weakness-inducing portion, which is a weak portion, is first removed preferentially from the surface of the ceramic body in the initial state having such a weakness-inducing portion. Then, a process for finishing to a smooth surface shape as a shape that does not cause stress concentration is performed.

脆弱性惹起部の優先的除去の工程(以下、第1の工程と称する。)は、初期状態のセラミックス体に対し、粒子含有液を噴射し、脆弱性惹起部を脆弱部に変換することで行う。   The step of preferentially removing the fragility-inducing portion (hereinafter referred to as the first step) is to inject the particle-containing liquid onto the ceramic body in the initial state to convert the fragility-inducing portion into the fragile portion. Do.

また、応力集中を起こさない滑らかな表見形状に仕上げる工程(以下、第2の工程と称する。)は、第1の工程により敢えて形成した脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで、この脆弱部が有する応力集中性を緩和して、前述した初期状態よりも強度の高い状態のセラミックス体とすることで行う。   Moreover, the process (henceforth a 2nd process) which finishes in the smooth look-up shape which does not raise | generate a stress concentration further injects a particle-containing liquid with respect to the weak part formed intentionally by the 1st process. The stress concentration of the fragile portion is relaxed to obtain a ceramic body having a higher strength than the initial state described above.

具体的には、例えばマイクロクラック52を表層部51に有するセラミックス体の場合、図2(a)に示すように、セラミックス造形体表層部51の脆弱性惹起部53を含む表面標的領域に対して粒子含有液Wを噴射ノズル18から噴射しつつ、表面標的領域上を粒子含有液W(噴射ノズル18)で走査する。   Specifically, for example, in the case of a ceramic body having a microcrack 52 in the surface layer portion 51, as shown in FIG. 2A, the surface target region including the vulnerability-inducing portion 53 of the ceramic shaped body surface layer portion 51. While the particle-containing liquid W is being ejected from the ejection nozzle 18, the surface target region is scanned with the particle-containing liquid W (ejection nozzle 18).

すると、マイクロクラック52は、同マイクロクラック52内に圧入される粒子含有液Wによって開口が広がり、脆弱部55の態様に一度変化させられ、同じく粒子含有液Wによって同脆弱部55が破壊されたり、元々の表層部51全体が除去されることで図2(b)に示すように応力集中が緩和された概ね平滑な状態となったり、図2(c)に示すようにマイクロクラック52に由来する残存凹部でありながらもその亀裂先端が丸められ応力集中が緩和された瘢痕部62となる。   Then, the opening of the microcrack 52 is expanded by the particle-containing liquid W that is press-fitted into the microcrack 52, and the microcrack 52 is once changed to the mode of the fragile portion 55. By removing the entire original surface layer portion 51, the stress concentration is relaxed as shown in FIG. 2B, or it is derived from the microcrack 52 as shown in FIG. 2C. Even though it is a remaining concave portion, the crack tip is rounded to form a scar portion 62 in which stress concentration is relaxed.

従って、脆弱性惹起部に由来して後発的に脆弱部が発現し破損や破断を来す初期状態のセラミックス体に比して、セラミックス体を強度の高い状態とすることができる。   Therefore, the ceramic body can be in a higher strength state than the ceramic body in the initial state where the fragile portion appears after the fragility-inducing portion and causes damage or fracture.

なお、脆弱性惹起部に対する粒子含有液の噴射は、前述の第1の工程と第2の工程とを分けて行っても良く、また、第1の工程と第2の工程とを連続して行っても良い。   In addition, the injection of the particle-containing liquid with respect to the vulnerability-inducing part may be performed separately in the first step and the second step, and the first step and the second step are continuously performed. You can go.

すなわち、脆弱性惹起部を粒子含有液W(噴射ノズル18)で一度走査して脆弱部に変化させた後、二度目の走査で脆弱部の応力集中性を緩和させても良いし、一度の走査のみで脆弱部に変化させつつその生じた脆弱部に対して応力集中性の緩和を行うようにしても良い。   That is, after the brittleness-inducing part is scanned once with the particle-containing liquid W (injection nozzle 18) and changed into the brittle part, the stress concentration of the brittle part may be relaxed by the second scanning. The stress concentration may be alleviated for the fragile portion generated while changing to the fragile portion only by scanning.

また、第1の工程及び第2の工程を実施する回数は特に限定されるものではなく、例えば1回のみ行っても良く、また、いずれか一方又は双方について複数回行っても良い。   Moreover, the frequency | count of implementing a 1st process and a 2nd process is not specifically limited, For example, you may carry out only once and may carry out several times about either one or both.

脆弱性惹起部が図3(a)に示すように剥片部56である場合も同様に、セラミックス造形体表層部51の脆弱性惹起部53を含む表面標的領域に対して粒子含有液Wを噴射ノズル18から噴射しつつ、表面標的領域上を粒子含有液W(噴射ノズル18)で走査する。   Similarly, when the brittleness-inducing part is the stripped part 56 as shown in FIG. 3A, the particle-containing liquid W is jetted onto the surface target region including the brittleness-inducing part 53 of the ceramic shaped body surface layer part 51. While ejecting from the nozzle 18, the surface target area is scanned with the particle-containing liquid W (ejection nozzle 18).

すると、剥片部56は、粒子含有液Wによって剥離片57が剥落して剥落痕63が形成されることで脆弱部55の態様に一度変化させられる。   Then, the peeling piece part 56 is once changed into the mode of the weak part 55 because the peeling piece 57 peels off by the particle-containing liquid W and the peeling mark 63 is formed.

次いで、第2の工程として粒子含有液Wにより剥落痕63を走査することにより、剥落痕63に由来する残存凹部でありながらも底部や隅部(角部)が丸められ応力集中が緩和された瘢痕部62となる。なお図示は割愛するが、図2(b)で示したように、元々の表層部51全体を除去して応力集中が緩和された概ね平滑な状態としても良いのは勿論である。   Next, by scanning the peeling marks 63 with the particle-containing liquid W as a second step, the bottom and corners (corners) were rounded while the remaining recesses originated from the peeling marks 63, and the stress concentration was alleviated. It becomes a scar part 62. Although illustration is omitted, as shown in FIG. 2B, it is a matter of course that the original surface layer portion 51 as a whole may be removed so that the stress concentration is relaxed to be in a substantially smooth state.

また、脆弱性惹起部が図4(a)に示すように、粒子64の母材埋入部65である場合も同様に、セラミックス造形体の表層部51の脆弱性惹起部53を含む表面標的領域に対して粒子含有液Wを噴射ノズル18から噴射しつつ、表面標的領域上を粒子含有液W(噴射ノズル18)で走査する。   Further, as shown in FIG. 4 (a), the surface target region including the vulnerability-inducing portion 53 of the surface layer portion 51 of the ceramic shaped body is also obtained when the vulnerability-inducing portion is the base material embedded portion 65 of the particles 64. In contrast, the particle-containing liquid W (jet nozzle 18) is scanned on the surface target area while the particle-containing liquid W is jetted from the jet nozzle 18.

すると、図4(b)に示すように、母材埋入部65からは、粒子含有液Wによって粒子64が脱落して脱落痕66が形成されることで脆弱部55の態様に一度変化させられる。   Then, as shown in FIG. 4B, the particle 64 is dropped from the base material embedding portion 65 and the drop mark 66 is formed by the particle-containing liquid W, so that it is once changed to the mode of the fragile portion 55. .

次いで、第2の工程として粒子含有液Wにより剥落痕63を走査することで、図4(c)に示すように元々の表層部51全体を除去して応力集中が緩和された概ね平滑な状態としたり、図4(d)に示すように脱落痕66に由来する残存凹部でありながらも底部や隅部(角部)が丸められ応力集中が緩和された瘢痕部62とすることができる。   Next, by scanning the peeling marks 63 with the particle-containing liquid W as the second step, the entire surface layer portion 51 as a whole is removed and the stress concentration is relaxed as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 4 (d), it is possible to obtain a scar portion 62 in which the bottom and corners (corner portions) are rounded and the stress concentration is relaxed even though it is a remaining concave portion derived from the drop mark 66.

このように、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法では、肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有する初期状態のセラミックス体に対して粒子含有液を噴射し、前記脆弱性惹起部の脆弱性を進展させてより脆弱な脆弱部と成し、同脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで前記脆弱部の応力集中性を緩和して前記セラミックス体を前記初期状態よりも強度の高い状態とすることで、セラミックス体の強度を向上させることができる。なお、噴射する粒子含有液は、後述する人工歯の加工において使用する粒子含有液と同じものであり、その詳細については追って説明する。   As described above, in the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment, the particle-containing liquid is jetted onto the ceramic body in the initial state having the brittleness-inducing portion that cannot be visually observed with the naked eye on the surface layer portion, The fragility of the triggering part is developed to form a more fragile fragile part, and the concentration of stress in the fragile part is relieved by injecting a particle-containing liquid further into the fragile part, whereby the ceramic body is By making the strength higher than the state, the strength of the ceramic body can be improved. In addition, the particle containing liquid to inject is the same as the particle containing liquid used in the process of the artificial tooth mentioned later, The detail is demonstrated later.

また換言すれば、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法は、脆弱性惹起部に対して粒子含有液を噴射して、応力集中部が顕在化した脆弱部に一旦変化させた後に、応力集中部に粒子含有液の噴流を圧入し、同応力集中部を集中して摩耗させることで脆弱部の応力集中性を緩和させる点が特徴的であるともいえる。   In other words, the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment is such that the particle-containing liquid is sprayed onto the fragility-inducing portion, and the stress concentration portion is temporarily changed to the fragile portion, and then the stress is increased. It can be said that the stress concentration of the fragile portion is relaxed by press-fitting a jet of the particle-containing liquid into the concentrated portion and concentrating and wearing the stress concentrated portion.

すなわち、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法の技術思想的要部は、前述した従来技術にもある表面磨きや平坦化でなく、先に示した脆弱性惹起部53の如き欠陥や脆弱部の除去と応力集中を起こさない滑らかな表面形状創成(無方向性を含む)にある。   That is, the technical concept of the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment is not the surface polishing or flattening that is also in the above-described prior art, but the defects and weaknesses such as the vulnerability-inducing part 53 described above. Smooth surface shape creation (including non-directionality) that does not cause part removal and stress concentration.

本発明はまた、セラミックス成形体が例えば人工歯である場合において、天然歯に近い外観を有し、しかも欠損事故が抑制された人工歯やその加工方法を提供するものでもあり、複数の衝突痕よりなる表面粗さSa(面の算術平均粗さ)0.7〜0.8の粗面が少なくとも歯肉縁上領域の全域に形成されている点で特徴を有している。   The present invention also provides an artificial tooth having an appearance close to that of a natural tooth when the ceramic molded body is, for example, an artificial tooth, and a method for processing the same, and a method for processing the artificial tooth. It is characterized in that a rough surface having a surface roughness Sa (arithmetic mean surface roughness) of 0.7 to 0.8 is formed at least over the entire gingival margin region.

人工歯は、アバットメントに装着されるインプラント義歯であっても良く、また、クラウンブリッジに用いられる義歯であっても良く、更には樹脂などにより形成された義歯床に配される人工歯であっても良い。   The artificial tooth may be an implant denture attached to an abutment, a denture used for a crown bridge, or an artificial tooth arranged on a denture base formed of resin or the like. May be.

また、人工歯に使用される素材は特に限定されるものではなく、例えば、二ケイ酸リチウムガラスセラミック(Lithium disilicate glass ceramic)や、イットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶体(Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal)、ポリマー浸透セラミックネットワーク(Polymer-infiltrated ceramic network)、ナノセラミック樹脂複合体(Nano-ceramic resin composite)、酸化ジルコニウム+フルオロアパタイトガラスセラミックス(Zirconium oxide+A fluorapatite glass-ceramic)、白榴石強化ガラスセラミック(Leucite-reinforced glass-ceramic)、単色長石セラミックブランク(Monochromatic feldspar ceramic)などを使用することができる。   The material used for the artificial tooth is not particularly limited.For example, lithium disilicate glass ceramic or yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal ), Polymer-infiltrated ceramic network, Nano-ceramic resin composite, Zirconium oxide + A fluorapatite glass-ceramic, Shiroishi stone reinforced glass ceramic ( Leucite-reinforced glass-ceramic) and monochromatic feldspar ceramic blanks can be used.

また、本明細書において人工歯の歯肉縁上領域とは、人工歯の表面における天然歯の歯肉縁上部分に相当する領域であり、患者への施術後に患者の実際の歯肉に隠れる部分、すなわち歯肉縁下部分を有するか否かは関係しない。例えば床義歯の場合、模造された歯肉より突出させて形成した人工歯の露出部分が歯肉縁上領域と解される。   In the present specification, the supragingival region of the artificial tooth is a region corresponding to the supragingival portion of the natural tooth on the surface of the artificial tooth, that is, the portion hidden in the actual gingiva of the patient after the operation on the patient, It does not matter whether it has a subgingival margin. For example, in the case of a denture, an exposed portion of an artificial tooth formed by projecting from a simulated gingiva is considered as the supragingival region.

そして、本実施形態に係る人工歯やその加工方法における特徴として、この歯肉縁上領域は複数の衝突痕よりなる表面粗さSa0.7〜0.8の粗面としている。   As a feature of the artificial tooth and its processing method according to the present embodiment, this gingival margin region is a rough surface having a surface roughness Sa0.7 to 0.8 consisting of a plurality of collision marks.

一般的に人工歯は、所定のセラミックス造形素材(例えば、人工歯素材)から目的とする人工歯形状を切削して形成する場合のみならず、所定の型枠と相補的な形状に形成した人工歯であっても、微調整などを施すためにその表面の切削が行われる。   In general, an artificial tooth is not only formed by cutting a target artificial tooth shape from a predetermined ceramic modeling material (for example, artificial tooth material), but also an artificial tooth formed in a shape complementary to a predetermined formwork. Even for teeth, the surface is cut to make fine adjustments.

この時、切削を施す歯科医師や歯科技工士は、所謂エアタービンやエンジン等に装着された回転砥石を人工歯の表面に接触させるのであるが、これに伴い人工歯の表面は回転砥石によって強烈に摩擦され、また擦過痕が形成される。   At this time, a dentist or a dental technician who performs cutting makes the surface of the artificial tooth contact the surface of the artificial tooth with a so-called air turbine or engine. And scratch marks are formed.

すると、この摩擦で生じた熱(例えば千数百℃という熱)により、人工歯の表面組成が本来目的としていた人工歯の組成、すなわち人工歯素材の組成から異質な状態へ変化してしまい、所望する強度など目的とする機能が発揮されないこととなりうる。   Then, due to heat generated by this friction (for example, heat of several hundreds of degrees Celsius), the surface composition of the artificial tooth changes from the originally intended artificial tooth composition, that is, the composition of the artificial tooth material to a different state, The desired function such as desired strength may not be exhibited.

また、この摩擦熱は人工歯表面のみならず、熱の伝搬により深層にまで変質を来す場合もある。   In addition, the frictional heat may change not only to the artificial tooth surface but also to the deep layer due to heat propagation.

更には、擦過痕の形成によって変質した表層が界面から剥離する場合もあり、この剥離部分からクラックが生じて欠損事故の原因ともなる。   Furthermore, the surface layer that has been altered by the formation of scratch marks may peel off from the interface, and cracks may be generated from the peeled portion, causing a loss accident.

また、擦過痕は多くの場合その擦過方向に沿った筋状に形成されており、この擦過痕に光が当たると天然歯とは異なる反射がなされることから、第三者が人工歯を見たときに違和感を感じる場合がある。   In many cases, the scratch marks are formed in a streak shape along the rubbing direction, and when the scratch marks are exposed to light, a reflection different from that of natural teeth is made. You may feel uncomfortable.

この点、本実施形態に係る人工歯では、擦過痕ではなく衝突痕よりなる無方向性粗面としているため、反射にムラが無く第三者に違和感を感じさせることがない。   In this respect, since the artificial tooth according to the present embodiment has a non-directional rough surface formed of a collision mark instead of a scratch mark, there is no unevenness in reflection and the third party does not feel uncomfortable.

またSa0.7〜0.8の粗面を形成し得る衝突物体は高速度の微粒子であり、一つの衝突痕を形成する個々の物体の衝突エネルギーは極めて小さいことから、人工歯素材の変質を招くおそれが無く、粗面の形成と共に実質的には前述した第1及び第2の工程を既に経ていることにより、その後の使用時における変質した表層の剥離や、人工歯の欠損事故のおそれを抑制することができる。   In addition, collision objects that can form a rough surface of Sa 0.7 to 0.8 are high-speed fine particles, and the collision energy of each object forming one collision mark is extremely small, which may cause alteration of the artificial tooth material. In addition, the first and second steps described above are already substantially completed along with the formation of the rough surface, thereby suppressing the possibility of deteriorating the surface layer that has deteriorated during subsequent use and the accidental loss of artificial teeth. be able to.

特に本実施形態においては、この粗面を形成するにあたり、人工歯の加工方法として、人工歯素材の切削により目的とする歯牙形状としたセラミックス造形体としての人工歯の少なくとも歯肉縁上領域に粒子含有液を満遍なく噴射して、同粒子含有液に含まれた粒子による複数の衝突痕で前記歯肉縁上領域を表面粗さSa0.7〜0.8の粗面とすることとしている。   In particular, in this embodiment, in forming this rough surface, as a method for processing the artificial tooth, particles are formed in at least the gingival margin region of the artificial tooth as a ceramic shaped body having a target tooth shape by cutting the artificial tooth material. The contained liquid is sprayed evenly, and the above gingival margin region is made to be a rough surface having a surface roughness Sa0.7 to 0.8 by a plurality of collision marks caused by particles contained in the same particle-containing liquid.

粒子含有液は、人工歯に衝突させるための粒子を所定の分散媒に分散させた液である。   The particle-containing liquid is a liquid in which particles for colliding with artificial teeth are dispersed in a predetermined dispersion medium.

粒子は、分散媒と共に噴射される粒子の噴射速度と粒子自体の質量との関係で得た運動エネルギーにより、歯肉縁上領域が表面粗さSa0.7〜0.8の粗面となる衝突痕を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、人工歯素材の硬さよりも硬いか軟らかいかは問わない。この粒子の一例としては、質量が1.18×10-11〜5.44×10-11g程度(直径0.90〜1.50μm程度)のアルミナ粒子とすることができる。 Particles form collision marks where the gingival margin region becomes a rough surface with a surface roughness of Sa0.7 to 0.8, based on the kinetic energy obtained from the relationship between the injection speed of the particles injected with the dispersion medium and the mass of the particles themselves. It is not particularly limited as long as it is possible, and it does not matter whether it is harder or softer than the hardness of the artificial tooth material. As an example of the particles, alumina particles having a mass of about 1.18 × 10 −11 to 5.44 × 10 −11 g (diameter of about 0.90 to 1.50 μm) can be used.

また分散媒は人工歯を変質させるものではなく、また、安定して粒子を分散可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば水とすることができる。   The dispersion medium is not particularly limited as long as it does not alter the artificial teeth and can disperse the particles stably. For example, it can be water.

例えば、粒子として質量が1.18×10-11〜5.44×10-11g程度のアルミナ粒子とし、分散媒を水とした場合には、粒子含有液は、同粒子含有液100g中に3.0g〜3.5g程度のアルミナ粒子を含むものとすることができる。 For example, when the particles are alumina particles having a mass of about 1.18 × 10 −11 to 5.44 × 10 −11 g and the dispersion medium is water, the particle-containing liquid is 3.0 g to 3.5 g in 100 g of the particle-containing liquid. It can contain about g alumina particles.

このようにして調製された粒子含有液は、前述の脆弱性惹起部を含む表面標的領域において第1及び第2の工程を実行可能な運動エネルギーや、粗面を形成可能な運動エネルギーを粒子に与えることが可能な程度で噴射できる装置によってセラミックス造形体の表面標的領域、例えば人工歯の少なくとも歯肉縁上領域に対し噴射するのであるが、この噴射は、本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置によって行うようにしても良い。   The particle-containing liquid prepared in this way uses kinetic energy capable of executing the first and second steps and kinetic energy capable of forming a rough surface in the surface target region including the aforementioned weakness-inducing portion. The surface of the ceramic shaped body, for example, at least the region on the gingival margin of the artificial tooth is sprayed by a device that can be sprayed as much as possible. This spraying is performed on the ceramic shaped body processing apparatus according to the present embodiment. You may be made to do by.

本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置は、保持部と噴射ノズルと姿勢変位機構と記憶部と制御部とを備え、セラミックス造形体に対して粒子含有液を噴射することにより、セラミックス造形体の表面標的領域に存在する脆弱性惹起部に由来した強度低下を抑制し、セラミックス造形体の強度向上を図ることができ、またセラミック造形体が人工歯の場合、天然歯に近い外観で欠損事故が抑制される加工を施すことができるものである。   The ceramic model body processing apparatus according to the present embodiment includes a holding unit, an injection nozzle, a posture displacement mechanism, a storage unit, and a control unit, and by injecting a particle-containing liquid onto the ceramic model body, It is possible to suppress the strength reduction derived from the vulnerability-causing part existing in the surface target area and to improve the strength of the ceramic shaped body, and when the ceramic shaped body is an artificial tooth, there is a loss accident with an appearance close to natural teeth. It is possible to perform processing that is suppressed.

ここで保持部はセラミックス造形体(例えば、人工歯)やセラミックス造形体の削り出し原料となるセラミックス造形素材(例えば、人工歯素材)を保持するための部位である。   Here, the holding part is a part for holding a ceramic shaped body (for example, artificial tooth) or a ceramic shaped material (for example, artificial tooth material) that is a raw material for cutting the ceramic shaped body.

また噴射ノズルは、セラミックス造形体加工装置内に備えられたタンクなどから液送ポンプや圧搾空気等により粒子含有液を噴射させるノズルであり、保持部にて保持されているセラミックス造形体に対し、前述の粗面を形成可能な運動エネルギーを粒子が持つ速度で粒子含有液を噴射する。   Further, the injection nozzle is a nozzle that injects the particle-containing liquid from a tank or the like provided in the ceramic shaped body processing apparatus by a liquid feed pump or compressed air, and the ceramic shaped body held by the holding unit, The particle-containing liquid is ejected at a speed at which the particles have kinetic energy capable of forming the rough surface.

姿勢変位機構は、前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との三軸方向(XYZ軸方向)と、当該三軸のうち少なくともX軸とY軸との軸回り方向との5方向について、噴射ノズルと保持部との位置関係を相対的に変位させるための機構である。この姿勢変位機構により、保持部にて保持されているセラミックス造形体と前述の粒子含有液を噴射する噴射ノズルは、5方向へ相対位置が自在に変位可能となる。   The posture displacement mechanism includes a three-axis direction (XYZ-axis direction) of an X-axis direction that is the front-rear direction, a Y-axis direction that is the left-right direction, and a Z-axis direction that is the vertical direction, and at least the X-axis and Y-axis among the three axes This is a mechanism for relatively displacing the positional relationship between the injection nozzle and the holding portion in five directions, ie, the direction around the axis. By this posture displacement mechanism, the ceramic shaped body held by the holding portion and the injection nozzle for injecting the above-described particle-containing liquid can be displaced freely in five directions.

なお、この姿勢変位機構は、前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との互いに直交する三方向へ移動可能とする移動系機構と、前記三軸(XYZ軸)のうち少なくともいずれか二軸、好ましくはX軸及びY軸の軸回り方向へ相対位置を変位可能とする回転系機構と、を備えることで実現可能であるが、これら移動系機構や回転系機構の各構成要素は一つのユニットとして一体的に形成されいても良く、また必要に応じてそれぞれ別体としても良い。   The posture displacement mechanism includes a moving system mechanism that can move in three directions orthogonal to each other, ie, an X-axis direction that is the front-rear direction, a Y-axis direction that is the left-right direction, and a Z-axis direction that is the vertical direction. It can be realized by including a rotation system mechanism capable of displacing relative positions around at least two of the axes (XYZ axes), preferably around the X and Y axes. Each component of the mechanism and the rotating system mechanism may be integrally formed as a single unit, or may be separately provided as necessary.

すなわち姿勢変位機構は、回転系機構の動作と移動系機構の動作との組み合わせにより、噴射ノズルから噴射される粒子含有液の噴流に当接させるセラミックス造形体の面を変化させるための機構であると言える。   In other words, the posture displacement mechanism is a mechanism for changing the surface of the ceramic body to be brought into contact with the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle by a combination of the operation of the rotation system mechanism and the operation of the movement system mechanism. It can be said.

また記憶部は、セラミックス造形体の外形データが制御部により参照可能な形式で格納された部位であり、具体的にはROMやRAM(不揮発性メモリを含む)、光ディスク等の光学記録媒体やハードディスク等の磁気記録媒体等で実現される。   The storage unit is a part in which the external shape data of the ceramic model is stored in a format that can be referred to by the control unit. Specifically, the storage unit is an optical recording medium such as a ROM, a RAM (including a non-volatile memory), an optical disk, or a hard disk. This is realized by a magnetic recording medium or the like.

そして制御部は、記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形体の所定領域、例えば人工歯の場合は少なくとも歯肉縁上領域が前記噴射ノズルより噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう姿勢変位機構を制御する粗面形成実行手段を備えている。   Then, the control unit refers to the outer shape data stored in the storage unit, and in the case of an artificial tooth, a predetermined region of the ceramic shaped body, for example, at least the gingival margin region is jetted from the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle. Rough surface formation execution means for controlling the posture displacement mechanism so as to be evenly opposed is provided.

すなわち制御部は、粗面形成実行手段によりセラミックス造形体の所定領域、例えば人工歯の場合は少なくとも歯肉縁上領域を含む略全域を噴射ノズルから噴射される粒子含有液に対向させ、より好ましくは粒子含有液の噴流方向と人工歯の加工対象面とが略垂直となるよう対向させ、粗面形成を行うこととなる。   That is, the control unit causes the rough surface formation execution means to face a predetermined region of the ceramic shaped body, for example, in the case of an artificial tooth, substantially the entire region including at least the gingival margin region to the particle-containing liquid sprayed from the spray nozzle, more preferably The rough surface is formed by causing the jet direction of the particle-containing liquid to face the processing target surface of the artificial tooth so as to be substantially vertical.

また、本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置では、保持部に保持させたセラミックス造形素材を切削する切削部を更に備え、姿勢変位機構は、前記5方向について切削部と保持部との位置関係を相対的に変位可能であり、制御部は、記憶部に格納された外形データを参照しつつセラミックス造形素材が目的とするセラミックス造形体形状に切削されセラミックス造形体が形成されるよう姿勢変位機構を制御する切削実行手段を備えることとしても良い。   Moreover, in the ceramic model body processing apparatus according to the present embodiment, the ceramic model body processing apparatus further includes a cutting unit that cuts the ceramic modeling material held by the holding unit, and the posture displacement mechanism has a positional relationship between the cutting unit and the holding unit in the five directions. The posture displacement mechanism is configured so that the ceramic shaped material is cut into the desired ceramic shaped body shape by referring to the outer shape data stored in the storage unit, and the ceramic shaped body is formed. It is good also as providing the cutting execution means which controls.

このような構成を備えることにより、セラミックス造形体に対して第1の工程や第2の工程を実行したり粗面を形成可能であるのは勿論のこと、セラミックス造形体の切削加工をも実施可能なセラミックス造形体加工装置とすることができる。   By having such a configuration, it is possible to execute the first step and the second step on the ceramic model and to form a rough surface, as well as cutting the ceramic model. It can be set as the possible ceramic modeling object processing apparatus.

また、本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置では、前記粗面形成実行手段は、前記切削実行手段の実行後に実行することとしても良い。   Moreover, in the ceramic molded body processing apparatus according to the present embodiment, the rough surface forming execution unit may be executed after the cutting execution unit is executed.

このような構成とすることにより、セラミックス造形素材の切削により形成したセラミックス造形体に対し、引き続きセラミックス造形体の表面標的領域に存在する脆弱性惹起部に由来した強度低下を抑制する加工を施すことができる。また、セラミックス造形体が人工歯である場合は天然歯に近い外観で、欠損事故が抑制される加工を施すことができる。   By adopting such a configuration, the ceramic shaped body formed by cutting the ceramic shaped material is subsequently subjected to processing that suppresses the strength reduction derived from the brittleness-inducing portion existing in the surface target region of the ceramic shaped body. Can do. Moreover, when the ceramic shaped body is an artificial tooth, it is possible to perform processing with an appearance close to that of a natural tooth and suppressing a loss accident.

なお、本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置は、上述した各構成が一体的に一つの筐体に収容された構造としても良く、また、駆動に関する構成を筐体に収容する一方、制御に関する構成は例えばパーソナルコンピュータなどを利用し、両者を電気的に接続することでセラミックス造形体加工装置を構築しても良い。   The ceramic body processing apparatus according to the present embodiment may have a structure in which the above-described components are integrally accommodated in a single housing, and the configuration relating to driving is accommodated in the housing, while the control is related to control. The structure may be constructed by, for example, using a personal computer and electrically connecting them together.

次に、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法について、実際に同方法に供したセラミックス体の面の状態変化について観察した結果等を交えながら以下に説明する。   Next, the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment will be described below with the result of observing the state change of the surface of the ceramic body actually used in the method.

本試験では、所定のセラミックス造形素材をベースに形成したセラミックス造形体を本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法に供し、粒子含有液の噴射による走査回数に応じた面の状態について観察を行った。   In this test, a ceramic model formed on the basis of a predetermined ceramic model material is subjected to the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment, and the state of the surface according to the number of scans by the injection of the particle-containing liquid is observed. It was.

セラミックス造形素材は、CERASMART270(CERASMARTは登録商標)と、KZR-CAD Zr(KZR-CADは登録商標)の2種類を用い、縦14mm×横12mm×厚さ2mmの板状に成形加工することでセラミックス造形体とし、それぞれを試験に供した。なお、以下の説明においてCERASMART270製のセラミックス造形体をセラミックス造形体A1と称し、KZR-CAD Zr製のセラミックス造形体をセラミックス造形体A2と称する。   By using two types of ceramic molding materials, CERASMART270 (CERASMART is a registered trademark) and KZR-CAD Zr (KZR-CAD is a registered trademark), the material is molded into a plate shape of 14mm in length × 12mm in width × 2mm in thickness. Each was formed into a ceramic body and subjected to the test. In the following description, a ceramic model made by CERASMART270 is referred to as a ceramic model A1, and a ceramic model from KZR-CAD Zr is referred to as a ceramic model A2.

まず、図5にセラミックス造形体A1の走査回数に応じた面の状態を示す。なお、図5の(a)〜(f)はいずれも同じサンプルの顕微鏡拡大写真及び同写真上に示す白線部の断面曲線を示しているが、粒子含有液の噴射加工装置と顕微撮像装置とにサンプルを繰り返しセットし直す関係上、概ね同一箇所ではあるものの完全に同じ視野を示すものではない。後述の図6も同様である。   First, FIG. 5 shows the state of the surface corresponding to the number of scans of the ceramic shaped body A1. 5 (a) to 5 (f) all show a microscopic enlarged photograph of the same sample and a cross-sectional curve of the white line portion shown on the same photograph, the particle-containing liquid injection processing apparatus and the microscopic imaging apparatus, In view of the repeated setting of the sample, the same field of view is not shown although it is almost the same place. The same applies to FIG. 6 described later.

CERASMART270は10%程度のフィラーを含有するジルコニア系セラミックス素材であるが、図5(a)に示すように、走査前の状態におけるセラミックス造形体A1の表面は、フィラーによる凸部や、フィラーの脱落による凹部、研磨痕などが観察された。なお、これらの凹凸や研磨痕は、いずれも肉眼では観察困難な程度の大きさである。   CERASMART270 is a zirconia ceramic material containing about 10% filler. However, as shown in FIG. 5A, the surface of the ceramic body A1 in the state before scanning is a convex portion due to the filler or the filler falling off. Concavities, polishing marks, and the like were observed. In addition, these unevenness | corrugations and grinding | polishing traces are the magnitude | sizes of the grade which are hard to observe with the naked eye.

このようなセラミックス造形体A1に対し3回の噴射走査を行うと、図5(b)に示すように、更なるフィラー等の脱落が助長され、より凹凸の激しい状態が観察された。すなわち、粒子含有液を噴射による脆弱性惹起部の脆弱部への変化が観察された。   When three injection scans were performed on such a ceramic shaped body A1, as shown in FIG. 5 (b), further dropout of fillers and the like was promoted, and a more uneven state was observed. That is, the change of the vulnerability-induced part to the weak part due to the injection of the particle-containing liquid was observed.

次に、脆弱部が多く形成されたセラミックス造形体A1に対し、更に6回、9回12回、15回と噴射走査を行ったところ、図5(c)〜(f)に示すように、脆弱性惹起部の変化による新たな脆弱部の形成は次第に減少する一方、先に形成されていた脆弱部は圧入された粒子含有液の噴流によって摩耗させられ応力集中性が緩和されているのが観察された。   Next, when the ceramic scanning body A1 in which many fragile portions were formed was further subjected to jet scanning 6 times, 9 times 12 times, and 15 times, as shown in FIGS. 5 (c) to (f), The formation of new fragile parts due to changes in the fragility-causing part gradually decreases, while the previously formed fragile parts are worn by the jet of the injected particle-containing liquid and the stress concentration is relaxed. Observed.

図6は、走査回数に応じたセラミックス造形体A2の面の状態を示す。図5(a)に示したセラミックス造形体A1の表面状態と比較すると分かるように、セラミックス造形体A2の素材であるKZR-CAD Zrは、CERASMART270に比して緻密な表面を有しており、肉眼では勿論のこと検鏡下においても一見すると脆弱性惹起領域は存在しないようにも思える。   FIG. 6 shows the state of the surface of the ceramic body A2 according to the number of scans. As can be seen from the comparison with the surface state of the ceramic body A1 shown in FIG. 5A, KZR-CAD Zr, which is the material of the ceramic body A2, has a finer surface than CERASMART270. At first glance, it seems that the vulnerability-inducing region does not exist with the naked eye.

このようなセラミックス造形体A2に対し、3回、6回と噴射走査を行ったところ、図6(b)及び図6(c)に示すように、潜在していた脆弱性惹起部が脆弱部に変化し顕在化したのが観察された。   When the ceramic scanning body A2 was subjected to jet scanning three times and six times, as shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c), the latent vulnerability-inducing part was the weak part. It was observed that it changed and became obvious.

また、更に9回目の噴射走査を行ったところ、図6(d)に示すように、より大きな脆弱部の形成も観察された。   Further, when the ninth injection scan was performed, formation of a larger fragile portion was also observed as shown in FIG.

次に、脆弱部が多く形成されたセラミックス造形体A2に対し、更に12回、15回と噴射走査を行ったところ、図6(e)及び図(f)に示すように、脆弱性惹起部の変化による新たな脆弱部の形成は次第に減少する一方、先に形成されていた脆弱部は圧入された粒子含有液の噴流によって摩耗させられ応力集中性が緩和されているのが観察された。   Next, when the ceramic shaped body A2 formed with many fragile portions was further subjected to jet scanning 12 times and 15 times, as shown in FIGS. 6 (e) and (f), the fragility inducing portion was shown. It was observed that the formation of new fragile portions due to the change in the diameter gradually decreased, while the previously formed fragile portions were worn by the jet of the injected particle-containing liquid and the stress concentration was relaxed.

次に、セラミックス造形体A1を代表例として、加工前後の強度変化について3点曲げによる確認試験を行った。   Next, using the ceramic model A1 as a representative example, a confirmation test by three-point bending was performed on the strength change before and after processing.

試験は、1.2cmの間隔で配した直径3mmの円筒支持体上にセラミックス造形体A1を架け渡して配置し、同セラミックス造形体A1の略中央部を上方より直径3mmの円筒押圧子により押下することで行った。また、試験は加工前のサンプルと加工後のサンプルとについてそれぞれ3回ずつ行った。その結果を図7に示す。   In the test, a ceramic shaped body A1 is placed over a 3 mm diameter cylindrical support disposed at an interval of 1.2 cm, and a substantially central portion of the ceramic shaped body A1 is pressed from above by a cylindrical presser having a diameter of 3 mm. I went there. The test was performed three times for each of the sample before processing and the sample after processing. The result is shown in FIG.

図7(a)及び図7(b)は、それぞれ加工前後の応力−ひずみ曲線である。図7(a)に示すように、加工前のセラミックス造形体A1は、ひずみが概ね0.1%を越えたあたりで破断に至っているが、その際の応力は80〜120MPaとばらつきが大きいことが分かる。   FIG. 7A and FIG. 7B are stress-strain curves before and after processing, respectively. As shown in FIG. 7 (a), the ceramic shaped body A1 before processing reaches fracture when the strain exceeds approximately 0.1%, and it can be seen that the stress at that time has a large variation of 80 to 120 MPa. .

一方、図7(b)に示すように、加工後のセラミックス造形体A1は、ひずみが概ね0.14%程度で破断に至っており、その際の応力は130〜150MPaであった。   On the other hand, as shown in FIG.7 (b), the ceramic molded object A1 after a process reached | attained the fracture | rupture at about 0.14% of distortion, and the stress at that time was 130-150 MPa.

これら両者の結果を踏まえると、図7(c)に示すように、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法に供したセラミックス体は、初期状態のセラミックス体と比較して強度の向上が確認された。また、破断時の応力のばらつきが加工前の状態に比して収束している点も特徴的であり、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法は、製品の強度の均一性向上にも寄与しうることが示された。   Based on these results, as shown in FIG. 7C, the ceramic body provided for the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment is confirmed to have improved strength compared to the ceramic body in the initial state. It was done. Another characteristic is that the variation in stress at the time of fracture converges compared to the state before processing, and the method for improving the strength of the ceramic body according to this embodiment also improves the uniformity of the strength of the product. It was shown that it can contribute.

次に、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法、人工歯の加工方法、及びセラミックス造形体加工装置について図面を参照しながら詳説する。なお、以下の説明においてセラミックス造形体は人工歯であり、セラミックス造形素材は人工歯素材であり、セラミックス造形体加工装置は人工歯加工装置である場合を代表例として説明するが、本発明はこれらの代表例に限定して解釈されるべきではない。但し、出願人が本願の権利化にあたり、本実施形態の態様に限定することを妨げるものでもない。   Next, the ceramic body strength improving method, artificial tooth processing method, and ceramic shaped body processing apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the ceramic shaped body is an artificial tooth, the ceramic shaped material is an artificial tooth material, and the ceramic shaped body processing apparatus is an artificial tooth processing apparatus as a representative example. It should not be construed as being limited to the representative examples. However, this does not prevent the applicant from limiting the application to the aspect of the present embodiment.

〔1.人工歯加工装置の構造〕
まず、本実施形態に係るセラミックス造形体加工装置としての人工歯加工装置の構造について説明する。図8は、人工歯加工装置Aの全体構造を示した説明図である。
[1. Structure of artificial tooth processing device)
First, the structure of an artificial tooth machining apparatus as a ceramic model body machining apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory view showing the entire structure of the artificial tooth machining apparatus A. FIG.

図8に示すように人工歯加工装置Aは、主に制御系を司るパーソナルコンピュータシステム10と、主に動作系を司る装置本体11とで構成している。   As shown in FIG. 8, the artificial tooth machining apparatus A is composed of a personal computer system 10 that mainly controls a control system and an apparatus main body 11 that mainly controls an operation system.

パーソナルコンピュータシステム10には、コンピュータ本体10aのほか、表示手段としてのディスプレイ12や、入力手段としてのマウス13及びキーボード14が接続されており、パーソナルコンピュータシステム10から出力される情報を参照しながらパーソナルコンピュータシステム10に対し入力可能としている。   In addition to the computer main body 10a, the personal computer system 10 is connected with a display 12 as a display means, a mouse 13 and a keyboard 14 as input means, and is personally referred to information output from the personal computer system 10. Input to the computer system 10 is possible.

装置本体11は、略矩形箱状に形成された筐体15を備え、その前部には使用者が筐体15の内部にアクセスするための開口15aが形成されてており、同開口15aには筐体15の内部を視認可能とする透明部が形成された扉体16が開閉可能に枢着されている。   The apparatus main body 11 includes a housing 15 formed in a substantially rectangular box shape, and an opening 15a for a user to access the inside of the housing 15 is formed at a front portion thereof. The door body 16 formed with a transparent portion that allows the inside of the housing 15 to be visually recognized is pivotally mounted so as to be openable and closable.

筐体15の内部上方には、後述する保持部に保持させた人工歯素材Sを切削するための切削ドリル17と、粒子含有液を噴射する噴射ノズル18とを備えた上部移動体20が配設されている。   An upper moving body 20 including a cutting drill 17 for cutting the artificial tooth material S held in a holding portion described later and an injection nozzle 18 for injecting the particle-containing liquid is disposed above the housing 15. It is installed.

この上部移動体20は後述する制御部40に電気的に接続されたX軸モータ及びZ軸モータ(図示せず)を内蔵しており、筐体15内に左右方向に配設された左右レール20a及び上下方向に配設された上下レール20bに沿って上部移動体20自身を左右方向(X軸方向)及び上下方向(Z軸方向)に移動可能としている。   The upper moving body 20 incorporates an X-axis motor and a Z-axis motor (not shown) that are electrically connected to a control unit 40, which will be described later, and a left and right rail disposed in the housing 15 in the left-right direction. The upper moving body 20 itself can be moved in the left-right direction (X-axis direction) and the up-down direction (Z-axis direction) along 20a and the up-and-down rail 20b arranged in the up-down direction.

また、筐体15の内部下方には、加工ステージ21が配設されている。加工ステージ21は、矩形状のステージ枠21aの内方に保持部として機能する環状の保持リング21bを配置して構成している。   A processing stage 21 is disposed below the inside of the housing 15. The processing stage 21 is configured by disposing an annular holding ring 21b that functions as a holding portion inside a rectangular stage frame 21a.

ステージ枠21aは、加工ステージ移動体22に配置されたY軸回りモータ22aにモータ軸22bを介して接続されており、加工ステージ21をY軸回り方向に回転可能としている。   The stage frame 21a is connected to a motor 22a around the Y axis disposed on the processing stage moving body 22 via a motor shaft 22b so that the processing stage 21 can be rotated in the direction around the Y axis.

保持リング21bは、ステージ枠21aの側面に配設されたX軸回りモータ(図示せず)に、ステージ枠21aを貫通するモータ軸23bを介して接続されており、保持リング21bをX軸回り方向に回転可能としている。   The holding ring 21b is connected to an X-axis motor (not shown) disposed on the side surface of the stage frame 21a via a motor shaft 23b penetrating the stage frame 21a. It can be rotated in the direction.

また、加工ステージ移動体22にはY軸モータ22cが備えられており、筐体15内の下部に前後方向へ配設された前後レール22dに沿って加工ステージ移動体22を前後方向(Y軸方向)に移動可能としている。   Further, the processing stage moving body 22 is provided with a Y-axis motor 22c, and the processing stage moving body 22 is moved in the front-rear direction (Y-axis) along a front-rear rail 22d disposed in the front-rear direction at the lower part in the casing 15. Direction).

すなわち、人工歯加工装置Aでは、上部移動体20に内蔵されたX軸モータ及びZ軸モータや、加工ステージ移動体22に備えられたY軸モータ22c、左右レール20a、上下レール20b、前後レール22d等の各レールで移動系機構を構成すると共に、加工ステージ移動体22上に配置されたY軸回りモータ22aと、ステージ枠21aの側面に配設されたX軸回りモータ23aとで回転系機構を構成し、これら移動系機構と回転系機構とで姿勢変位機構を構築しており、上部移動体20に備えられた切削ドリル17や噴射ノズル18と、保持リング21bに保持される人工歯素材や人工歯との位置関係を5方向に亘って変位可能に構成している。   That is, in the artificial tooth processing apparatus A, the X-axis motor and the Z-axis motor built in the upper moving body 20, the Y-axis motor 22c provided in the processing stage moving body 22, the left and right rails 20a, the upper and lower rails 20b, and the front and rear rails Each of the rails such as 22d constitutes a moving system mechanism, and a rotating system includes a Y-axis motor 22a disposed on the processing stage moving body 22 and an X-axis motor 23a disposed on the side surface of the stage frame 21a. The mechanism is configured, and a posture displacement mechanism is constructed by the moving system mechanism and the rotating system mechanism. The cutting drill 17 and the injection nozzle 18 provided in the upper moving body 20 and the artificial tooth held by the holding ring 21b. The positional relationship with the material and artificial teeth is configured to be displaceable in five directions.

また、筐体15の内部には、スラリータンク24や洗浄液タンク25が備えられている。   In addition, a slurry tank 24 and a cleaning liquid tank 25 are provided inside the housing 15.

スラリータンク24は粒子含有液を収容するタンクであり、スラリータンク24に収容されている粒子含有液は図示しないスラリー供給配管を介して人工歯の粗面形成時に噴射ノズル18から圧搾空気等と共に噴射される。   The slurry tank 24 is a tank for storing a particle-containing liquid, and the particle-containing liquid stored in the slurry tank 24 is sprayed together with compressed air or the like from the spray nozzle 18 when a rough surface of the artificial tooth is formed through a slurry supply pipe (not shown). Is done.

また、洗浄液タンク25は洗浄液を収容するタンクであり、洗浄液タンク25に収容されている洗浄液は図示しない洗浄液供給配管を介して人工歯の粗面形成後の洗浄工程の際に噴射ノズル18から吐出される。   The cleaning liquid tank 25 is a tank for storing the cleaning liquid, and the cleaning liquid stored in the cleaning liquid tank 25 is discharged from the injection nozzle 18 during the cleaning process after the rough surface of the artificial tooth is formed through a cleaning liquid supply pipe (not shown). Is done.

次に、人工歯加工装置Aの電気的構成について図9を参照しながら説明する。図9は人工歯加工装置Aの電気的構成を示したブロック図である。   Next, the electrical configuration of the artificial tooth machining apparatus A will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the artificial tooth machining apparatus A.

パーソナルコンピュータシステム10は、CPU31と、ROM32と、RAM33と、ハードディスク34とを備えており、人工歯加工装置Aの稼動に必要なプログラムを実行可能に構成している。   The personal computer system 10 includes a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33, and a hard disk 34, and is configured to execute a program necessary for the operation of the artificial tooth processing apparatus A.

ROM32やRAM33、ハードディスク34は、人工歯加工装置Aの記憶部41として機能する部位であり、CPU31によって実行されるプログラムや、ユーザが入力した人工歯のデータ、例えば人工歯作成のひな形となるデータなどが記憶されている。   The ROM 32, the RAM 33, and the hard disk 34 are parts that function as the storage unit 41 of the artificial tooth processing apparatus A. The ROM 32, the RAM 33, and the hard disk 34 are programs executed by the CPU 31, artificial tooth data input by the user, for example, a template for creating artificial teeth. Data is stored.

また、CPU31によりプログラムが実行されると、その処理結果がディスプレイ12に表示され、使用者はこの表示結果を参照しつつマウス13やキーボード14を用いてパーソナルコンピュータシステム10に対して入力を行うことができる。   When the program is executed by the CPU 31, the processing result is displayed on the display 12, and the user inputs to the personal computer system 10 using the mouse 13 and the keyboard 14 while referring to the display result. Can do.

一方、装置本体11は、本体制御部35と、姿勢変位機構36と、液送部37と、切削部38とを備えている。   On the other hand, the apparatus main body 11 includes a main body control unit 35, a posture displacement mechanism 36, a liquid feeding unit 37, and a cutting unit 38.

本体制御部35は、パーソナルコンピュータシステム10のCPU31と協動して人工歯加工装置A全体としての制御部40として機能する部位であり、主にパーソナルコンピュータシステム10からの命令を受け取って、姿勢変位機構36や液送部37、切削部38等の駆動制御を行う。   The main body control unit 35 is a part that functions as the control unit 40 of the artificial tooth machining apparatus A as a whole in cooperation with the CPU 31 of the personal computer system 10, and mainly receives commands from the personal computer system 10 to change the posture. Drive control of the mechanism 36, the liquid feeding part 37, the cutting part 38, etc. is performed.

すなわち、本体制御部35は、記憶部41に格納されたプログラム等を実行することにより、同じく記憶部41に格納された人工歯等の外形データを参照しつつ人工歯の少なくとも歯肉縁上領域が噴射ノズル18より噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう姿勢変位機構36を制御する粗面形成実行手段として機能したり、また、記憶部41に格納された人工歯等の外形データを参照しつつ人工歯素材が目的とする歯牙形状に切削され人工歯が形成されるよう姿勢変位機構36を制御する切削実行手段として機能する。   That is, the main body control unit 35 executes a program or the like stored in the storage unit 41, so that at least the upper gingival margin region of the artificial tooth is referred to the external shape data of the artificial tooth or the like stored in the storage unit 41. It functions as a rough surface forming execution means for controlling the posture displacement mechanism 36 so as to evenly face the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle 18, and external data such as artificial teeth stored in the storage unit 41 is used. It functions as a cutting execution means for controlling the posture displacement mechanism 36 so that the artificial tooth material is cut into the target tooth shape while the artificial tooth material is being referred to and an artificial tooth is formed.

姿勢変位機構36は、前述した移動系機構や回転系機構により構成される部位であり、本体制御部35からの命令に基づいて各モータ等が駆動し、上部移動体20に備えられた切削ドリル17や噴射ノズル18と、保持リング21bに保持される人工歯素材や人工歯との位置関係を5方向に亘って変位させる。   The posture displacement mechanism 36 is a part constituted by the above-described moving system mechanism and rotating system mechanism, and each cutting motor provided by the upper moving body 20 is driven by each motor or the like based on a command from the main body control unit 35. 17 and the injection nozzle 18 and the positional relationship between the artificial tooth material and artificial teeth held by the holding ring 21b are displaced in five directions.

液送部37は、スラリータンク24内の粒子含有液や洗浄液タンク25内の洗浄液を、本体制御部35からの命令に基づいて噴射ノズル18へ送給したり停止するための部位である。またこの液送部37は、粒子含有液の噴射ノズル18からの噴射に用いられる圧搾空気の供給や停止も行う。   The liquid feeding unit 37 is a part for feeding and stopping the particle-containing liquid in the slurry tank 24 and the cleaning liquid in the cleaning liquid tank 25 to the injection nozzle 18 based on a command from the main body control unit 35. The liquid feeding unit 37 also supplies and stops compressed air used for spraying the particle-containing liquid from the spray nozzle 18.

切削部38は保持リング21bに保持されている人工歯素材の切削等を行うための部位であり、本体制御部35は切削部38が備えるモータ等を制御することにより、切削ドリル17の回転や停止が行われることとなる。   The cutting part 38 is a part for cutting the artificial tooth material held by the holding ring 21b, and the main body control part 35 controls rotation of the cutting drill 17 by controlling a motor or the like provided in the cutting part 38. A stop will be made.

また、パーソナルコンピュータシステム10及び装置本体11には、それぞれ入出力を行うためのI/Oポート39が備えられており、相互に通信可能としている。   Further, the personal computer system 10 and the apparatus main body 11 are each provided with an I / O port 39 for performing input / output, and can communicate with each other.

このように、本実施形態に係る人工歯加工装置Aは、人工歯を保持可能とした保持部としての保持リング21bと、粒子含有液を噴射する噴射ノズル18と、前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との三軸方向と、当該三軸のうち少なくともX軸とY軸との軸回り方向との5方向について、前記噴射ノズル18と前記保持リング21bとの位置関係を相対的に変位させる姿勢変位機構36と、前記人工歯の外形データが格納された記憶部41と、制御部40と、を備え、同制御部40は、前記記憶部41に格納された外形データを参照しつつ前記人工歯の少なくとも歯肉縁上領域が前記噴射ノズル18より噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう前記姿勢変位機構36を制御する粗面形成実行手段を備え、天然歯に近い外観で、欠損事故が抑制される加工を施すことが可能であることは勿論のこと、人工歯自体の切削も可能としている。   As described above, the artificial tooth processing apparatus A according to the present embodiment includes the holding ring 21b as a holding portion that can hold the artificial teeth, the injection nozzle 18 that jets the particle-containing liquid, and the X-axis direction that is the front-rear direction. And the jet nozzle 18 in five directions including a three-axis direction including a Y-axis direction that is a left-right direction and a Z-axis direction that is a vertical direction, and a direction around at least an X-axis and a Y-axis among the three axes. A posture displacement mechanism 36 that relatively displaces the positional relationship with the holding ring 21b, a storage unit 41 that stores the external shape data of the artificial tooth, and a control unit 40. The coarse displacement control unit 36 controls the posture displacement mechanism 36 so that at least the upper gingival margin region of the artificial tooth uniformly faces the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle 18 while referring to the external shape data stored in the storage unit 41. Surface formation Comprises a row unit, at close to the natural tooth appearance, of course it is possible to perform the machining defect accident is suppressed, thereby enabling also the cutting of the artificial tooth itself.

〔2.人工歯加工装置による加工〕
次に、人工歯加工装置Aの動作や制御部40にて実行される処理を踏まえつつ、人工歯加工装置Aによる人工歯素材の切削や人工歯への粗面加工について図10及び図11を参照しながら説明する。
[2. Processing with artificial tooth processing equipment)
Next, with reference to the operation of the artificial tooth processing apparatus A and the processing executed by the control unit 40, FIG. 10 and FIG. 11 are used for cutting the artificial tooth material and roughing the artificial tooth by the artificial tooth processing apparatus A. The description will be given with reference.

使用者が保持リング21bに円盤状の人工歯素材S(二ケイ酸リチウムガラスセラミック製)を嵌着し、パーソナルコンピュータシステム10にて所定のソフトウェアを立ち上げて人工歯の形成を指示すると、CPU31は記憶部41に記憶されている人工歯の外形データを参照し(ステップS11)、切削工程を行うのに必要な通信等を本体制御部35との間で逐次行う。   When the user inserts a disc-shaped artificial tooth material S (made of lithium disilicate glass ceramic) into the holding ring 21b and starts up predetermined software in the personal computer system 10 to instruct the formation of artificial teeth, the CPU 31 Refers to the external shape data of the artificial tooth stored in the storage unit 41 (step S11), and sequentially performs communication and the like necessary for performing the cutting process with the main body control unit 35.

また本体制御部35は、CPU31からの指示に基づいて、姿勢変位機構36へ切削ドリル17と保持リング21b(又は保持リング21bに保持されている人工歯素材)との相対位置関係の調整を指示すると共に、切削部38に対し切削ドリル17の切削速度等の指示を行う(ステップS12)。このとき図11(a)に示すように切削ドリル17や保持リング21bは、姿勢変位機構36によりその相対位置が人工歯の外形データに基づいて自在に変位し、人工歯形成のための切削が実行される。   Further, the main body control unit 35 instructs the posture displacement mechanism 36 to adjust the relative positional relationship between the cutting drill 17 and the holding ring 21b (or the artificial tooth material held by the holding ring 21b) based on an instruction from the CPU 31. At the same time, an instruction such as the cutting speed of the cutting drill 17 is given to the cutting unit 38 (step S12). At this time, as shown in FIG. 11A, the relative positions of the cutting drill 17 and the holding ring 21b are freely displaced by the posture displacement mechanism 36 based on the external shape data of the artificial tooth, and cutting for artificial tooth formation is performed. Executed.

この切削工程が終了すると、次に制御部40は、粗面形成工程を行う。粗面型性工程においてCPU31は記憶部41に記憶されている人工歯の外形データのうち少なくとも歯肉縁上領域を含んだ粗面を形成すべき領域(以下、粗面形成領域ともいう。)に相当する外形データを参照し(ステップS13)、粗面形成工程を行うのに必要な通信等を本体制御部35との間で逐次行う。   When this cutting process is completed, the control unit 40 then performs a rough surface forming process. In the rough surface property process, the CPU 31 forms an area (hereinafter also referred to as a rough surface formation area) in which a rough surface including at least the gingival margin area is included in the outline data of the artificial tooth stored in the storage unit 41. The corresponding outline data is referred to (step S13), and communication necessary for performing the rough surface forming process is sequentially performed with the main body control unit 35.

また本体制御部35は、CPU31からの指示に基づいて、姿勢変位機構36へ噴射ノズル18と保持リング21b(又は保持リング21bに保持されている人工歯素材に形成された人工歯)との相対位置関係の調整を指示すると共に、液送部37に対し粒子含有液の液送速度や圧搾空気の供給等の指示を行う(ステップS14)。このとき図11(b)に示すように噴射ノズル18や保持リング21bは、姿勢変位機構36によりその相対位置が人工歯の外形データに基づいて自在に変位し、人工歯表面のうち歯肉縁上領域を含む粗面形成領域への粗面形成が実行される。なお、本工程では、複数の衝突痕よりなる表面粗さSa0.7〜0.8の粗面が形成されるよう、噴射ノズル18からの粒子含有液Wの噴射速度(粒子の運動エネルギー)に調整した。   Further, the main body control unit 35 makes the posture displacement mechanism 36 relative to the injection nozzle 18 and the holding ring 21b (or the artificial tooth formed on the artificial tooth material held on the holding ring 21b) based on an instruction from the CPU 31. While instructing the adjustment of the positional relationship, the liquid feeding unit 37 is instructed to feed the particle-containing liquid, supply compressed air, and the like (step S14). At this time, as shown in FIG. 11 (b), the relative position of the injection nozzle 18 and the holding ring 21b is freely displaced based on the external shape data of the artificial tooth by the posture displacement mechanism 36, and on the gingival margin of the artificial tooth surface. The rough surface is formed on the rough surface forming region including the region. In addition, in this process, it adjusted to the injection speed (particle kinetic energy) of the particle-containing liquid W from the injection nozzle 18 so that the rough surface of surface roughness Sa0.7-0.8 which consists of a some collision trace may be formed. .

粗面形成工程が終了すると、次に制御部40は、洗浄工程を行う。洗浄工程においてCPU31は記憶部41に記憶されている人工歯の外形データを参照し(ステップS15)、洗浄工程を行うのに必要な通信等を本体制御部35との間で逐次行う。   When the rough surface forming process is completed, the control unit 40 then performs a cleaning process. In the cleaning process, the CPU 31 refers to the contour data of the artificial tooth stored in the storage unit 41 (step S15), and sequentially performs communication and the like necessary for performing the cleaning process with the main body control unit 35.

また本体制御部35は、CPU31からの指示に基づいて、姿勢変位機構36へ噴射ノズル18と保持リング21b(又は保持リング21bに保持されている人工歯素材に形成された人工歯)との相対位置関係の調整を指示すると共に、液送部37に対し洗浄液の液送速度等の指示を行う(ステップS16)。このとき噴射ノズル18や保持リング21bは、姿勢変位機構36によりその相対位置が人工歯の外形データに基づいて自在に変位し、人工歯表面の洗浄が実行される。   Further, the main body control unit 35 makes the posture displacement mechanism 36 relative to the injection nozzle 18 and the holding ring 21b (or the artificial tooth formed on the artificial tooth material held on the holding ring 21b) based on an instruction from the CPU 31. While instructing the adjustment of the positional relationship, the liquid feeding unit 37 is instructed about the liquid feeding speed of the cleaning liquid (step S16). At this time, the relative position of the injection nozzle 18 and the holding ring 21b is freely displaced by the posture displacement mechanism 36 based on the outline data of the artificial tooth, and the surface of the artificial tooth is cleaned.

洗浄工程を終えた後、人工歯が形成された人工歯素材Sを保持リング21bから取り外し、更に人工歯素材Sから人工歯を取り外して、本実施形態に係る人工歯T1とした。   After finishing the cleaning process, the artificial tooth material S on which the artificial teeth were formed was removed from the holding ring 21b, and the artificial teeth were further removed from the artificial tooth material S to obtain an artificial tooth T1 according to this embodiment.

〔3.比較用人工歯サンプルの作成〕
本実施形態に係る人工歯T1と比較検討を行うべく、比較用の人工歯サンプルの作成を行った。具体的には、〔2.人工歯加工装置による加工〕と略同様の工程を経るが粗面形成工程にて形成する粗面の表面粗さがSa0.5〜0.6である比較用人工歯T2と、同じく粗面の表面粗さがSa0.9〜1.0である比較用人工歯T3と、人工歯加工装置Aを用い切削工程を行い、粗面形成工程を行うことなく洗浄工程に供し、その後エアタービンに装着した研磨用砥石にて粗面の表面粗さがSa0.7〜0.8となるよう研磨処理を施した比較用人工歯T4との作成を行った。
[3. Preparation of artificial tooth sample for comparison)
A comparative artificial tooth sample was prepared for comparison with the artificial tooth T1 according to the present embodiment. Specifically, [2. The processing is substantially the same as the processing by the artificial tooth processing apparatus], but the surface roughness of the rough surface formed in the rough surface forming step is Sa0.5 to 0.6 for comparison, and the surface roughness of the rough surface is the same. A grinding wheel mounted on an air turbine after performing a cutting process using a comparative artificial tooth T3 having a Sa of 0.9 to 1.0 and an artificial tooth processing apparatus A, and performing a cleaning process without performing a rough surface forming process. Then, a comparative artificial tooth T4 that was polished so that the surface roughness of the rough surface was Sa0.7 to 0.8 was prepared.

〔4.粗面の確認〕
次に、本実施形態に係る人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4について粗面の観察及び分析を行った。その結果を図12に示す。
[4. (Rough surface check)
Next, the rough surface was observed and analyzed for the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4 according to the present embodiment. The result is shown in FIG.

図12(a)〜図12(d)は、人工歯T1や比較用人工歯T2〜T4の表面状態であり、それぞれ三次元解析画像と二次元(平面)画像とを示している。図12(a)に示すように、人工歯T1では、複数の衝突痕よりなる粗面が少なくとも歯肉縁上領域の全域に形成されされていることが確認された。また、オリンパス社製レーザー顕微鏡(LEXTOLS4000)にて表面粗さの計測を行ったところ、表面粗さSa0.7〜0.8であることが確認された。   FIGS. 12A to 12D show the surface states of the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4, and show a three-dimensional analysis image and a two-dimensional (planar) image, respectively. As shown to Fig.12 (a), in the artificial tooth T1, it was confirmed that the rough surface which consists of a some collision trace is formed in the whole region of the gingival margin area | region at least. Further, when the surface roughness was measured with an Olympus laser microscope (LEXTOLS4000), it was confirmed that the surface roughness was Sa0.7 to 0.8.

また、図12(b)及び図12(c)に示すように、比較用人工歯T2及び比較用人工歯T3においても、複数の衝突痕よりなる粗面が少なくとも歯肉縁上領域の全域に形成されされていることが確認された。またレーザー顕微鏡にて表面粗さの計測を行ったところ、比較用人工歯T2における表面粗さはSa0.5〜0.6であり、比較用人工歯T3における表面粗さはSa0.9〜1.0であることが確認された。   Further, as shown in FIGS. 12B and 12C, also in the comparative artificial tooth T2 and the comparative artificial tooth T3, a rough surface including a plurality of collision marks is formed at least in the entire region of the gingival margin. Has been confirmed. When the surface roughness was measured with a laser microscope, the surface roughness of the comparative artificial tooth T2 was Sa0.5 to 0.6, and the surface roughness of the comparative artificial tooth T3 was Sa0.9 to 1.0. It was confirmed.

また、図12(d)に示すように比較用人工歯T4の粗面では、無数の擦過痕により形成されていることが確認された。またレーザー顕微鏡にて表面粗さの計測を行ったところ、人工歯T1と同様表面粗さSa0.7〜0.8であることが確認された。   Further, as shown in FIG. 12 (d), it was confirmed that the rough surface of the comparative artificial tooth T4 was formed with innumerable scratch marks. Moreover, when surface roughness was measured with the laser microscope, it was confirmed that it was surface roughness Sa0.7-0.8 similarly to artificial tooth T1.

〔4.審美性の検討〕
次に、本実施形態に係る人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4について審美性の検討、具体的には、いずれの人工歯がより天然歯に近いかについて検討を行った。
[4. (Examination of aesthetics)
Next, the aesthetics of the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4 according to the present embodiment were examined, specifically, which artificial tooth was closer to the natural tooth.

歯科技工士5名により人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4について天然歯を参照しつつ見比べを行うことで評価を行った。評価は1〜5の5段階であり、数値が大きいほど天然歯に近い印象であることとした。その結果を表1に示す。
Five dental technicians evaluated the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4 by comparing them while referring to the natural teeth. Evaluation was made in 5 stages of 1 to 5, and the larger the value, the closer the impression was to natural teeth. The results are shown in Table 1.

表1からも分かるように、人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4のうち、第三者から見て最も天然歯に近い印象の人工歯は、本実施形態に係る人工歯T1であることが示された。   As can be seen from Table 1, among the artificial teeth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4, the artificial tooth closest to the natural tooth as viewed from a third party is the artificial tooth T1 according to this embodiment. It has been shown.

また、比較用人工歯T2や比較用人工歯T3に関しても、比較的違和感の少ない人工歯であり、人工歯T1よりもやや粗い粗面とした比較用人工歯T3の方が、人工歯T1よりも細かい粗面とした比較用人工歯T2に比してより違和感が少ない結果となった。   Further, the comparative artificial tooth T2 and the comparative artificial tooth T3 are also artificial teeth with relatively little discomfort, and the comparative artificial tooth T3 having a slightly rough surface than the artificial tooth T1 is more than the artificial tooth T1. The result was less uncomfortable as compared to the comparative artificial tooth T2 having a fine rough surface.

また、従来の人工歯の形成と同様、回転式の研磨を施した比較用人工歯T4は、これまで同様実用的な外観は備えるものの、人工歯T1や比較用人工歯T2及び比較用人工歯T3と比較すると、天然歯にはない違和感が強く感じられる結果となった。これは、回転砥石による研磨方向に沿った擦過痕に由来する微妙な光の反射の違いが原因であるものと考えられた。   Further, like the conventional artificial tooth formation, the comparative artificial tooth T4 subjected to the rotary polishing has the same practical appearance as before, but the artificial tooth T1, the comparative artificial tooth T2, and the comparative artificial tooth. Compared to T3, the result was a strong sense of discomfort not found in natural teeth. This was considered to be caused by a subtle difference in reflection of light derived from scratches along the polishing direction by the rotating grindstone.

〔5.強度の検討〕
次に、本実施形態に係る人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4に関し、強度について検討を行った。
[5. (Examination of strength)
Next, the strength of the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 to T4 according to the present embodiment was examined.

具体的には、対応する一対の上下顎大臼歯の形状とした本実施形態に係る人工歯T1及び比較用人工歯T2〜T4を試験機に供し、上下顎大臼歯の咬合を機械的に繰り返し行って、その耐久性について検討した。   Specifically, the artificial teeth T1 and comparative artificial teeth T2 to T4 according to the present embodiment having the shape of a corresponding pair of upper and lower molars are provided to a testing machine, and the occlusion of the upper and lower molars is mechanically repeated. We went and examined its durability.

その結果、比較用人工歯T4については、試験開始後3500時間経過した際に、欠けや薄片の脱落が確認された。   As a result, regarding the artificial tooth T4 for comparison, chipping and flaking of the flakes were confirmed when 3500 hours passed after the start of the test.

一方、本実施形態に係る人工歯T1や比較用人工歯T2及びT3については、3500時間経過後においても、欠けや薄片の脱落は確認されなかった。   On the other hand, with respect to the artificial tooth T1 and the comparative artificial teeth T2 and T3 according to the present embodiment, no chipping or flaking of the flakes was confirmed even after 3500 hours.

上述してきたように、本実施形態に係るセラミックス体の強度向上方法によれば、肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有する初期状態のセラミックス体に対して粒子含有液を噴射し、前記脆弱性惹起部の脆弱性を進展させてより脆弱な脆弱部と成し、同脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで前記脆弱部の応力集中性を緩和して前記セラミックス体を前記初期状態よりも強度の高い状態とすることとしたため、セラミックス体の強度を向上させることができる。   As described above, according to the method for improving the strength of the ceramic body according to the present embodiment, the particle-containing liquid is sprayed onto the ceramic body in an initial state having a brittleness-inducing portion that is invisible on the naked eye on the surface layer portion. The weakness-inducing portion is developed to form a weaker weakening portion, and the particle-containing liquid is further injected into the weakening portion to relieve the stress concentration of the weakening portion. Since the body is in a state of higher strength than the initial state, the strength of the ceramic body can be improved.

また、本実施形態に係る人工歯によれば、複数の衝突痕よりなる表面粗さSa0.7〜0.8の粗面が少なくとも歯肉縁上領域の全域に形成されているため、天然歯に近い外観を有し、しかも欠損事故が抑制された人工歯とすることができる。   In addition, according to the artificial tooth according to the present embodiment, the rough surface having a surface roughness Sa0.7 to 0.8 consisting of a plurality of collision marks is formed at least over the entire region of the gingival margin, so that the appearance close to natural teeth Furthermore, it is possible to provide an artificial tooth in which loss accidents are suppressed.

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。   Finally, the description of each embodiment described above is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. For this reason, it is a matter of course that various modifications can be made in accordance with the design and the like as long as they do not depart from the technical idea according to the present invention other than the embodiments described above.

17 切削ドリル
18 噴射ノズル
20 上部移動体
21 加工ステージ
21b 保持リング
24 スラリータンク
25 洗浄液タンク
36 姿勢変位機構
37 液送部
38 切削部
40 制御部
41 記憶部
A 人工歯加工装置
S 人工歯素材
T1 人工歯
W 粒子含有液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 Cutting drill 18 Injection nozzle 20 Upper moving body 21 Processing stage 21b Holding ring 24 Slurry tank 25 Cleaning liquid tank 36 Posture displacement mechanism 37 Liquid feeding part 38 Cutting part 40 Control part 41 Memory | storage part A Artificial tooth processing apparatus S Artificial tooth material T1 Artificial material Teeth W Particle-containing liquid

Claims (7)

肉眼で目視不可能な脆弱性惹起部を表層部に有する初期状態のセラミックス体に対して粒子含有液を噴射し、前記脆弱性惹起部の脆弱性を進展させてより脆弱な脆弱部と成し、同脆弱部に対して更に粒子含有液を噴射することで前記脆弱部の応力集中性を緩和して前記セラミックス体を前記初期状態よりも強度の高い状態とするセラミックス体の強度向上方法。   A particle-containing liquid is sprayed onto a ceramic body in an initial state having a weakness-inducing portion that cannot be seen with the naked eye on the surface layer portion, and the vulnerability of the weakness-inducing portion is advanced to form a weaker weakness portion. A method for improving the strength of a ceramic body, which further reduces the stress concentration of the fragile portion by spraying a particle-containing liquid onto the fragile portion, thereby bringing the ceramic body into a higher strength than the initial state. 前記脆弱性惹起部は、前記セラミックス体の母材組成と異質又は同質で粒界を伴う粒体の母材埋入部や、前記セラミックス体の成形加工に伴って生じた母材組成とは異質の熱変性部、前記セラミックス体の表層に存在する剥片部のいずれか又はこれらの組合せ部分であることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス体の強度向上方法。   The brittleness inducing portion is different from the base material composition of the ceramic body, which is different from the base material composition of the ceramic body, or is different from the base material composition of the base body embedded in the ceramic body with a grain boundary. 2. The method for improving the strength of a ceramic body according to claim 1, wherein the heat denaturing portion, a strip portion existing on the surface layer of the ceramic body, or a combination thereof is used. 請求項1又は請求項2に記載のセラミックス体の強度向上方法により加工する人工歯の加工方法であって、前記初期状態のセラミックス体は人工歯素材の切削により目的とする歯牙形状とした人工歯であり、同人工歯の少なくとも歯肉縁上領域を前記粒子含有液に含まれた粒子による複数の衝突痕で表面粗さSa0.7〜0.8の粗面とする人工歯の加工方法。   An artificial tooth machining method according to claim 1 or 2, wherein the ceramic body in the initial state is formed into a target tooth shape by cutting an artificial tooth material. A method for processing an artificial tooth, wherein at least the upper gingival margin region of the artificial tooth is a rough surface having a surface roughness of Sa0.7 to 0.8 with a plurality of collision marks formed by particles contained in the particle-containing liquid. セラミックス造形体を保持可能とした保持部と、
粒子含有液を噴射する噴射ノズルと、
前後方向であるX軸方向と左右方向であるY軸方向と上下方向であるZ軸方向との三軸方向と、当該三軸のうち少なくともX軸とY軸との軸回り方向との5方向について、前記噴射ノズルと前記保持部との位置関係を相対的に変位させる姿勢変位機構と、
前記セラミックス造形体の外形データが格納された記憶部と、
制御部と、を備え、
同制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形体の表面標的領域が前記噴射ノズルより噴射される粒子含有液の噴流に満遍なく対向するよう前記姿勢変位機構を制御する粗面形成実行手段を備えることを特徴とするセラミックス造形体加工装置。
A holding part capable of holding a ceramic shaped body;
An injection nozzle for injecting the particle-containing liquid;
Five directions including an X-axis direction that is the front-rear direction, a Y-axis direction that is the left-right direction, and a Z-axis direction that is the up-down direction, and at least the X-axis and Y-axis rotation directions of the three axes. A posture displacement mechanism for relatively displacing a positional relationship between the injection nozzle and the holding unit;
A storage unit storing external shape data of the ceramic body;
A control unit,
The control unit controls the posture displacement mechanism so that the surface target area of the ceramic shaped body uniformly faces the jet of the particle-containing liquid ejected from the ejection nozzle while referring to the external shape data stored in the storage unit. A ceramic body processing apparatus comprising rough surface forming execution means for performing the processing.
前記保持部に保持させたセラミックス造形素材を切削する切削部を更に備え、
前記姿勢変位機構は、前記5方向について前記切削部と前記保持部との位置関係を相対的に変位可能であり、
前記制御部は、前記記憶部に格納された外形データを参照しつつ前記セラミックス造形素材が目的とするセラミックス造形体形状に切削されセラミックス造形体が形成されるよう前記姿勢変位機構を制御する切削実行手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のセラミックス造形体加工装置。
A cutting part for cutting the ceramic modeling material held in the holding part;
The posture displacement mechanism is capable of relatively displacing the positional relationship between the cutting unit and the holding unit in the five directions.
The controller executes cutting execution to control the posture displacement mechanism so that the ceramic shaped material is cut into a target ceramic shaped body shape by referring to the outer shape data stored in the storage unit. The ceramic shaped body processing apparatus according to claim 4, comprising means.
前記粗面形成実行手段は、前記切削実行手段の実行後に実行することを特徴とする請求項5に記載のセラミックス造形体加工装置。   6. The ceramic shaped body processing apparatus according to claim 5, wherein the rough surface forming execution unit is executed after the cutting execution unit is executed. 前記セラミックス造形体は人工歯であり、前記表面標的領域は人工歯の少なくとも歯肉縁上領域であることを特徴とする請求項4〜6いずれか1項に記載のセラミックス造形体加工装置。   The ceramic shaped body processing apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the ceramic shaped body is an artificial tooth, and the surface target region is at least a region on the gingival margin of the artificial tooth.
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