JP2023078089A - 歯科対象物を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造に際して歯科対象物を、一方で高い安定性を提供し他方で少ない原材料消費で実現可能である支持構造によって支持する方法を提供する。【解決手段】歯科対象物（１００）上にピラー形状の支持構造（１０１）を形成し；支持構造（１０１）を補強するために格子構造（１０３）を形成する、ステップを有してなる歯科対象物（１００）を製造する方法である。【選択図】図１

Description

この発明は、歯科対象物を製造する方法ならびに歯科対象物に関する。

付加製造において歯科対象物を適正に加工するためのいわゆる支持構造がしばしば必要になる。その支持構造は、例えばＦＤＭ（熱溶解積層）プリンタ、ＳＬＡ（光造形）プリンタ、あるいはＳＬＳ（選択的レーザ焼結）プリンタ等の装置による加工プロセス中に同時製造される。それらの方法における層状の加工において、ワークピースの特定の領域がその種の追加的な支持構造によって支持される。

支持構造としては、加工される歯科対象物を局所的に支持する、いわゆるピラー（支柱）がしばしば使用される。しかしながら、それによっては僅かな安定性しか提供されない。加えて、ラティス（格子）も使用される。しかしながら、それによって大きな原材料消費が要求される。

従って、本発明の目的は、製造に際して歯科対象物を、一方で高い安定性を提供し他方で少ない原材料消費で実現可能である支持構造によって支持することである。

前記の技術的な課題は、独立請求項の対象によって解決される。技術的に好適な実施形態が、従属請求項、発明の詳細な説明、ならびに添付図面の対象である。

本発明の第１の態様によれば、歯科対象物上にピラー形状の支持構造を形成し；支持構造を補強するために格子構造を形成する、ステップを有してなる歯科対象物を製造する方法によって前記の技術的な課題が解決される。その場合に、格子構造は、支持構造間あるいは支持構造上の追加的な垂直なあるいは斜めのストラット、あるいは支持構造間および支持構造上の斜めのストラットのいずれかによって形成することができる。そのように組み合わされた支持構造によって、高い安定性を有するとともに少ない原材料消費で製造することができるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な実施形態によれば、格子構造が支持構造の側方に近接して配置される。それによって例えば、ピラー形状の支持構造を一側面に的を合わせて補強し、原材料消費をさらに削減し得るという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造が支持構造の周囲に配置される。それによって例えば、ピラー形状の支持構造が全ての方向から補強されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、支持構造が格子構造の上に配置される。それによって例えば、ピラー形状の支持構造の一部を格子構造によって代替しそれによって安定性を向上させ得るという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造が少なくとも１個の三角形構造、四角形構造、五角形構造、および／または六角形構造によって形成される。それによって例えば、極めて安定した格子構造が使用されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、支持構造が格子構造内に統合される。それによって例えば、原材料消費がさらに削減されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、支持構造が少なくとも部分的に格子構造によって代替される。それによっても例えば、原材料消費がさらに削減されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造が、例えば支持構造間に形成されたストラットを使用して、複数の支持構造の間に構成される。それによっても例えば、格子構造の高い安定性が達成されかつ原材料消費が削減されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造の垂直なピラーが対角線状あるいは斜めのストラットによって結合される。格子構造は、ピラミッド形状を形成することができる。それによっても例えば、格子構造の高い安定性が達成されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造を形成するために２本あるいはそれ以上の斜めのストラットが支持構造と結合される。それによっても例えば、格子構造の高い安定性が達成されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造を形成するために１本の斜めのストラットが支持構造と結合される。格子構造が部分的に支持構造を代替することができる。それによっても例えば、格子構造の高い安定性が達成されるという技術的な利点が達成される。

この方法の技術的に好適な別の実施形態によれば、歯科対象物、支持構造、および／または格子構造が三次元印刷方法を使用して製造される。それによっても例えば、歯科対象物、支持構造、および／または格子構造を簡便かつ高速な方式で製造し得るという技術的な利点が達成される。

本発明の第２の態様によれば、歯科対象物上のピラー形状の支持構造と；支持構造を補強するための格子構造を有してなる、歯科対象物によって前記の技術的な課題が解決される。そのような歯科対象物によって前記第１の態様に係る方法と同様な技術的な利点が達成される。

この歯科対象物の技術的に好適な実施形態によれば、格子構造が支持構造の側方に近接して配置される。それによっても例えば、ピラー形状の支持構造を一側面に的を合わせて補強し、原材料消費をさらに削減し得るという技術的な利点が達成される。

この歯科対象物の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造が支持構造の周囲に配置される。それによっても例えば、ピラー形状の支持構造が全ての方向から補強されるという技術的な利点が達成される。

この歯科対象物の技術的に好適な別の実施形態によれば、支持構造が格子構造の上に配置される。それによっても例えば、ピラー形状の支持構造の一部を格子構造によって代替しそれによって安定性を向上させ得るという技術的な利点が達成される。

この歯科対象物の技術的に好適な別の実施形態によれば、格子構造が少なくとも１個の三角形構造、四角形構造、五角形構造、および／または六角形構造を含む。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る方法工程を三次元印刷装置に実行させるように作用する命令を含んでなるコンピュータプログラムによって前記の技術的な課題が解決される。そのようなコンピュータプログラムによって前記第１の態様に係る方法と同様な技術的な利点が達成される。

ピラー形状の支持構造を伴ったおよび伴わない歯科対象物の構成を示した概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示した概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示した別の概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示したさらに別の概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示したさらに別の概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示したさらに別の概略説明図である。 格子構造によって補強されたピラー形状の支持構造を伴った歯科対象物の構成を示したさらに別の概略説明図である。 歯科対象物を製造する方法のブロック線図である。

次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

図１には、ピラー形状の支持構造１０１を使用した場合および使用しない場合の歯科対象物１００の加工プロセス中の状態を示した概略説明図である。

歯科対象物１００は、例えばクラウン、ブリッジ、ベニア、アバットメント、インレイ、あるいはオンレイ等の歯科補綴物である。

歯科対象物１００は、例えば三次元印刷方法等の付加方式の加工方法によって層ごとに形成される。左側で約１／３の層が完成していて、中央で２／３の層が完成していて、さらに右側では歯科対象物１００の全ての層が完成している。この場合に、構築プレートが上方から材料を含んだ槽内に移動する。層ごとの構築のために、デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）による下方からの照射が実行される。支持構造１０１を使用しない加工は、自由に垂下したジオメトリ１０５と歯科対象物１００の製造に際してのエラー（上図）につながる可能性がある。それに対して、支持構造１０１を使用した加工プロセスにおいては、自由垂下およびエラーを伴うジオメトリ１０５が生じない（下図）。歯科対象物１００の適正なジオメトリを得るために、支持構造１０１を使用する加工がしばしば必要とされる。重力の他に、加工プロセスに応じて、例えば引張力および剪断力等の他の力も歯科対象物１００あるいは支持構造１０１に作用する。

図２には、追加的に格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を有する歯科対象物１００の構成の概要が示されている。支持構造１０１および／または格子構造１０３は構築プレート１０９上に配置され、構築プレート１０９から歯科対象物１００に向かって延在する。支持構造１０１は、歯科対象物１００と構築プレート１０９の間にブリッジ形状に延在することができる。支持構造１０１は、一般的に２ないし１００ｍｍの長さと０．５ないし３ｍｍの直径を有する。

追加的な格子構造１０３は、著しい追加の原材料を消費することなく、剪断力に対しての支持構造１０１の抵抗力を改善させる。剪断力は、例えば基準面からの分離工程を有する典型的なＤＬＰプロセス（デジタルライトプロセッシング）において発生する。格子構造１０３は、対角線状あるいは斜めのストラット１１３を介して相互に結合された垂直なストラット１１１によって形成される。垂直なストラット１１１は、ピラー形状の支持構造１０１と平行に延在する。例えば、垂直なストラット１１１は構築プレート１０９から歯科対象物１００までは延在せず、あるいは垂直なストラット１１１がそれらに対して距離を有する。対角線状あるいは斜めのストラット１１３は、垂直なストラット１１１を支持する。

ピラー形状の支持構造１０１の直径は、垂直なストラット１１１の直径と比べて小さいか、同等か、あるいは大きいものとし得る。垂直なストラット１１１は、三角形構造、四角形構造、五角形構造、および／または六角形構造に配置することができる。

ピラー形状の支持構造１０１、垂直なストラット１１１、あるいは対角線状／斜めのストラット１１３の断面は、円形、四角形、あるいは楕円形とすることができる。一般的に、その他の断面形状を使用することもできる。支持構造１０１は、角度を付けられた先端１１５上に歯科対象物１００に係合するサポートヘッド１１５を備えることができる。サポートヘッド１１５は、支持構造１０１と歯科対象物１００の間のインタフェースとして機能する。

サポートヘッド１１５は、歯科対象物１００の支持点と支持構造１０１との間の唯一の接点である。インタフェースは、結合の安定性および強度を損なうことなく、可能な限り小さく選択すべきである。理想的には、サポートヘッド１１５が歯科対象物１００の表面に向かって垂直に突立する。サポートヘッド１１５は３つの要素、すなわちヘッド部円錐と、ヘッド部球形あるいは半球形と、ヘッド部逆球形を有する。それらの要素のサイズは、パラメータの組み合わせによって決定することができる。

ピラー形状の支持構造１０１は、動的に生成されかつ局部的に仕切られた格子構造１０３によって補強される。格子構造１０３は、ピラー形状あるいはカラム形状の支持構造１０１（ピラー）の安定性を改善するよう作用する。大面積の格子構造１０３（ラティス）と異なって、ピラー形状の支持構造１０１と追加の局部的な格子構造１０３との組み合わせによれば、より少ない原材料消費しか生じない。格子構造１０３は、予め設定された領域のみにおいて支持構造１０１を囲繞して配置することができる。同時に、ピラー形状の支持構造１０１のみの場合と比べてより高い安定性が達成される。

上図左側に、格子構造１０３を伴わずピラー形状の支持構造１０１のみで使用される構成が示されている。上図右側においては、ピラー形状の支持構造１０１に加えて大面積の格子構造１０３が使用される。

下図左側において、ピラー形状の支持構造１０１が側方の格子構造１０３によって側部に的を合わせて拡張あるいは補完される。下図右側においては、ピラー形状の支持構造１０１が部分的に格子構造１０３によって代替される。ここで、歯科対象物１００への結合を形成するピラー形状の支持構造１０１の部分のみが保持される。歯科対象物１００と支持構造１０１の間の結合のジオメトリは自由に選択可能で、垂直に指向させる必要はない。

可能な限り同位性の動態を保証するために、創生される格子構造１０３を適宜に選択することができ、例えば支持構造１０１の周りに均等に配置される二等辺三角形を有するものとされる。それによって、最小限の原材料消費でプロセス応力に対して最良に耐える、静的に定義された構造を達成することができる。

図３には、格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を伴った歯科対象物１００の別の構成の概要が示されている。

上図に、ピラー形状の支持構造１０１が格子構造１０３によって補完された補完構成が示されている。左側に補完構成の側面が示され、右側に補完構成の上面が示されている。ピラー形状の支持構造１０１が格子構造１０３内に統合される。そのため、格子構造１０３の垂直なストラット１１１が対角線状あるいは斜めのストラット１１３を介してピラー形状の支持構造１０１と結合される。

下図には、ピラー形状の支持構造１０１が部分的に格子構造１０３によって代替される代替式構成が示されている。左側に、その代替式構成の側面が示され、右側には代替式構成の上面図が示されている。格子構造１０３の垂直なストラット１１１は、二等辺三角形１０７としてピラー形状の支持構造１０１の周囲に配置される。

ピラー形状の支持構造１０１と格子構造１０３は付加式の製造方法によって形成され、従って簡便な方式で加工プロセス内に統合することができる。

支持構造１０１と格子構造１０３のデジタル方式の実施は、ソフトウェアシステム内において実現することができる。このソフトウェアシステムも加工プロセス内に統合することができ、さらにその加工プロセスを、組み立て等の、上位に位置付けられたプロセス内に配置することができる。付加製造のための機械は任意の有効なジオメトリ情報を許容することができるため、加工プロセス内への統合のために特別な構造的措置は必要とされない。プロセス統合のための調整は、ソフトウェアシステムのみに限定される。

図４には、格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を伴った歯科対象物１００のさらに別の構成の概要が示されている。この実施形態において、格子構造１０３が２本あるいはそれ以上の支持構造１０１の間で垂直なストラット１１１によって形成され、そこからストラット１１３が支持構造１０１まで延在し、それによってフレームワークが形成される。

図５には、格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を伴った歯科対象物１００のさらに別の構成の概要が示されている。この実施形態によれば、格子構造１０３が複数の支持構造１０１の間のストラット１１３のみによって形成される。

図６には、格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を伴った歯科対象物１００のさらに別の構成の概要が示されている。この実施形態によれば、格子構造１０３を形成するために、２本あるいはそれ以上の斜めのストラット１１７が支持構造１０１と結合される。斜めのストラット１１７は、共通の交点に向かって延在する。

また、斜めのストラット１１７は、横断方向に延在する斜めのストラット１１３と相互に接続されるとともに、支持構造１０１と結合される。格子構造１０３は多角形あるいはピラミッド形状を有し、それが支持構造１０１の側方に配置されるか、または支持構造１０１の周囲に配置される。

図７には、格子構造１０３によって補強されたピラー形状の支持構造１０１を伴った歯科対象物１００のさらに別の構成の概要が示されている。この実施形態によれば、格子構造１０３を形成するために、複数の斜めのストラット１１７が支持構造１０１と結合される。ここでも、斜めのストラット１１７が、横断方向に延在する斜めのストラット１１３と相互に接続されるとともに、支持構造１０１と結合される。格子構造１０３は多角形あるいはピラミッド形状を有し、支持構造１０１を部分的に代替する。

図８には、歯科対象物１００を製造する方法のブロック線図が示されている。この方法は、歯科対象物１００上にピラー形状の支持構造１０１を形成するステップＳ１０１を含む。ピラー形状の支持構造１０１は、完成した歯科対象物１００と構築プレート１０９の間の距離が最も小さい、すなわち極小を有する領域内に形成される。極小の位置は、歯科対象物１００の三次元形状の分析によってアルゴリズムにおいて取得することができる。それに続いて、全ての極小がアルゴリズムによって求められる。

歯科対象物１００の表面輪郭の延長が構築プラットフォーム１０９に対して所与の角度未満、例えば４５°未満にある場合に、別のピラー形状の支持構造１０１が形成される。この場合に、極小の側方に延在する面が追加的に別のピラー形状の支持構造１０１によって支持される。歯科対象物１００の表面輪郭の延長が構築プラットフォーム１０９に対して所与の角度超にある場合は、追加的な支持構造１０１を設置する必要が無い。

そのため、どの三角形が同じ支持構造に対応するかが分析される。その次に、支持構造の三角形の面積が求められる。その面積が所与の大きさを超えた場合、張り出し構造を支持するために、追加的なピラー形状の支持構造１０１が付加される。

さらに、この方法は、支持構造１０１を補強するための格子構造１０３を形成するステップＳ１０２を含む。格子構造１０３は、支持構造１０１を補完あるいは囲繞するか、または部分的に代替する。この方法によって、高い安定性を備えるとともに小さな原材料消費で製造することができる支持構造が形成される。

本発明の個々の実施形態に関連して説明および図示した全ての特徴を、多様な組み合わせで本発明の対象とすることができ、それによって同時に有効な利点が達成される。

全ての方法ステップは、各方法ステップを実行するために適した装置を使用して実行することができる。対象である特徴によって実行される全ての機能は、この方法における方法ステップとすることができる。

本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義され、説明中に記述されたあるいは図示された特徴によって限定されるものではない。

１００ 歯科対象物
１０１ 支持構造
１０３ 格子構造
１０５ 自由垂下するジオメトリ
１０７ 三角形
１０９ 構築プレート
１１１ 垂直なストラット
１１３ 対角線状あるいは斜めのストラット
１１５ 角度付けされた先端
１１７ ストラット

Claims (15)

1. 歯科対象物（１００）上にピラー形状の支持構造（１０１）を形成し（Ｓ１０１）；
   支持構造（１０１）を補強するために格子構造（１０３）を形成する（Ｓ１０２）、
   ステップを有してなる歯科対象物（１００）を製造する方法。
2. 格子構造（１０３）が支持構造（１０１）の側方に近接して配置される、請求項１に記載の方法。
3. 格子構造（１０３）が支持構造（１０１）の周囲に配置される、請求項１または２に記載の方法。
4. 支持構造（１０１）が格子構造（１０３）の上に配置される、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 格子構造（１０３）が少なくとも１個の三角形構造、四角形構造、五角形構造、および／または六角形構造によって形成される、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 支持構造（１０１）が格子構造（１０３）内に統合される、請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 支持構造（１０１）が少なくとも部分的に格子構造（１０３）によって代替される、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 格子構造（１０３）の垂直なピラー（１１１）が対角線状あるいは斜めのストラット（１１３）によって結合されるか、または対角線状あるいは斜めのストラット（１１３，１１７）が支持構造（１０１）上あるいは支持構造（１０１）の間に配置される、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
9. 歯科対象物（１００）、支持構造（１０１）、および／または格子構造（１０３）が三次元印刷方法を使用して製造される、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
10. 歯科対象物（１００）上のピラー形状の支持構造（１０１）と；
    支持構造（１０１）を補強するための格子構造（１０３）を有してなる、歯科対象物（１００）。
11. 格子構造（１０３）が支持構造（１０１）の側方に近接して配置される、請求項１０に記載の歯科対象物（１００）。
12. 格子構造（１０３）が支持構造（１０１）の周囲に配置される、請求項１０または１１に記載の歯科対象物（１００）。
13. 支持構造（１０１）が格子構造（１０３）の上に配置される、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の歯科対象物（１００）。
14. 格子構造（１０３）が少なくとも１個の三角形構造、四角形構造、五角形構造、および／または六角形構造を含む、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の歯科対象物（１００）。
15. 請求項１ないし９のいずれかに記載の方法工程を三次元印刷装置に実行させるように作用する命令を含んでなるコンピュータプログラム。

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