KR102339373B1

KR102339373B1 - 치과 재료를 가공하는 방법, 치과용 노의 조절 장치, 및 치과용 노

Info

Publication number: KR102339373B1
Application number: KR1020167005516A
Authority: KR
Inventors: 루돌프 주셀
Original assignee: 이보클라 비바덴트 아게
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2021-12-16
Also published as: US10398536B2; WO2015091779A1; KR20160100293A; EP3178441B1; CN105658173B; CN105658173A; RU2016112128A; JP2017500140A; US20160184062A1; EP2886080A1; EP3178441A1

Abstract

본 발명은 성형 영역(14,16)과 접하는 예비-가압성형 영역(22) - 상기 예비-가압성형 영역은 그린 제품의 형상으로 치과 재료(28)를 수용하도록 설계된다 - 을 갖는 성형 인서트(30); 및 상기 성형 인서트(30)를 수용하는 가열 챔버(10)를 구비한 가압성형 노; 에 의해 치과 재료(28)를 가공하는, 특히 치과 재료를 가압성형하고 경화(curing)하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음 단계들: ㆍ상기 치과 재료(28)를 상기 예비-가압성형 영역(22) 내로 도입하는 단계; ㆍ상기 성형 인서트(30)가 설치되어 있는 상기 가열 챔버(10)를 제1 온도로 가열하는 단계; ㆍ상기 제1 단계 동안 가압성형 펀치(26) - 상기 가압성형 펀치(26)는 이동되고, 그리고 가압성형 펀치 속도는 시간에 따른 속도 프로파일로서 검출된다 - 에 힘을 가함으로써 상기 가압성형 펀치(26)를 사용하여 치과 재료(28)를 상기 성형 영역(14,16) 안으로 밀어넣는 단계; 및 ㆍ검출된 속도 프로파일이 가압성형 펀치(26)에 가해진 힘을 감소시키지 않고 제1 속도 프로파일과 일치하는 시점에서 시작하는 제2 가공 단계 동안 제2 온도로 상기 가열 챔버(10)를 조절하는, 특히 상기 가열 챔버를 냉각하는 단계를 갖는다.

Description

치과 재료를 가공하는 방법, 치과용 노의 조절 장치, 및 치과용 노{METHOD FOR PROCESSING A DENTAL MATERIAL, REGULATING DEVICE FOR A DENTAL FURNACE, AND DENTAL FURNACE}

본 발명은 치과 재료를 가공하는 방법 및 청구항 1의 전제부에 따른 조절 장치를 포함하는 치과용 노에 관한 것이다.

상술한 유형의 방법들에서는 머플들(muffles)에 배치된 성형 인서트들(molding inserts)이 일반적으로 사용되고, 상기 머플들은 원하는 치아 물체와 일치하는 성형 영역, 예를 들면 치아 복원부(dental restoration part)를 포함한다. 성형 영역은 치아 물체를 만드는데 필요한 치과 재료가 예비-가압성형(pre-pressing) 영역 내로 도입된 후 가압성형 펀치(pressing punch)가 삽입되는 상기 예비-가압성형 영역과 접해 있다. 열 노출에 의해 치과 재료는 가열되고 용융되며, 그리고 가압성형 펀치에 의해 성형 영역 내로 압축된다.

여러 시험들에 의해 정확히 동일한 열 공급 조건들, 동일한 가압성형 지속기간들 및 동일한 치과 재료들에도 불구하고 품질의 미세한 저하들을 초래할 수 있는 차이들이 관찰되었다는 것이 밝혀졌다. 외관상으로는, 서로 다른 매몰 재료(investment materials)들이 각기 서로 다른 열 용량들 또는 질량들, 및 열전도로 인해 관측된 편차들의 원인이 된다.

공지된 방법들에서, 시작 버튼을 누를 때까지의 유지시간은 치과 재료를 도입하는 한편 또한 가압성형하기(pressing)에 적합한 상태의 성형 영역 내로 열을 공급하는데 대체로 충분하게 미리 정해진다. 그러나, 이 관계에서, 만일 치과 재료가 제조공정으로부터 발생하는 공차들로 인해 치과 재료의 특성들 및 파라미터들에 대하여 변화가 있을 경우 문제가 있을 수 있다. 이 방식에서, 그린 제품(green product)의 점도 특성들은 배치(batch) 별로 변할 수 있으며, 노에서의 그린 제품 또는 치과 재료의 위치가 또한 제조 공정 동안에 방법들의 결과에 중대한 영향력을 미칠 수 있다.

전적으로 치과 재료로 조정되어지지 않은 공정 파라미터들은 결함이 있는 결과들, 예를 들면 색상 결함 또는 심지어 치아 복원의 손상에 상응하는 치아 물체의 불완전한 가압성형을 초래할 수 있다.

치과 가열 공정(dental firing process)을 제어하기 위한 개선된 방법들은 유럽특허 EP 1 915 972 B1호 및 독일특허 DE 10 2008 012 578 B4호로부터 공지되었다.

그에 반해, 본 발명은 치과 재료의 처리 결과들의 개선에 있어 틀니(denture) 또는 부분 틀니와 같은 치아 물체로 변화시키면서 공정 파라미터들의 개선된 조정(coordination)을 나타내는 청구항 1의 전제부에 따른 방법을 제공하는 과제에 기초를 둔다.

이 과제는 독립 청구항들에 의해 해결된다. 유리한 실시형태들 및 추가의 실시형태들은 종속항으로부터 얻어질 수 있다. 추가의 실시형태들의 특징들은 기술적으로 타당할 경우 서로 결합될 수 있다.

본 발명의 한 양태는 치과 재료를 가공하는, 특히 치과 재료를 가압성형하는 방법에 관한 것이다. 성형 인서트 및 가열 챔버(firing chamber)를 구비한 가압성형 노는 치과 재료를 가공하는데 사용될 수 있다. 성형 인서트는 예비-가압성형 영역과 성형 영역이 서로 연결되도록, 바람직하게는 유체 연결을 통해 연결되도록 성형 영역과 접하는 예비-가압성형 영역을 포함할 수 있다. 여기서, "유체"는 유동 물질, 예를 들면 점성물질 또는 가장자리 영역들에서 용융하기 시작한 고체물질이 고려된다.

치과 재료는 예비-가압성형 영역에 수용될 수 있고, 성형 인서트 또는 머플은 가압성형 노의 가열 챔버에 수용될 수 있다.

상기 방법은,

a) 예비-가압성형 챔버 내로 치과 재료를 도입하는 단계;

b) 성형 인서트가 설치되어 있는 가열 챔버를 제1 온도로 가열하는 단계;

c) 가압성형 펀치가 이동되고 가압성형 펀치 속도가 시간에 따른 속도 프로파일로 검출되는 제1 가공 단계 동안 가압성형 펀치를 사용하여 치과 재료를 성형 영역 안으로 밀어넣는 단계;

d) 상기 검출된 속도 프로파일이 제1 속도 프로파일과 일치(match)하는 시점에서 시작하는 제2 가공 단계 동안에 제2 온도로 상기 가열 챔버를 조절하는, 특히 상기 가열 챔버를 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 단계들은 이어서 열거된 순서 또는 다른 순서로 실행될 수 있다. 상기 단계들은 또한 동시에 또는 단계들이 서로 중첩되도록 실행될 수 있다. 따라서, 예를 들면,

- 단계 a) 및 b)는 동시에 수행될 수 있고, 또는

- 단계 b) 및 c)는 단계 c)의 "치과 재료를 밀어넣는 것" 이 단계 b)의 "가열 챔버의 가열" 의 실행 중에 시작되도록 서로 중첩될 수 있다.

여기서 가압성형 펀치 속도로 지칭된 가압성형 펀치의 시간 종속(time-dependent) 속도 곡선은 x축이 시간을 나타내고 y축이 가압성형 펀치 속도를 나타내는 직각 좌표계(Cartesian coordinate system)에서 2차원(2D)으로 표현될 수 있다.

시간 종속 속도 곡선 대신에, 가압성형 펀치의 경로가 또한 더 이상의 수고없이 검출될 수 있고 평가에 사용될 수 있다. 가압성형 펀치 동작(motion)은, 그 자체가 공지인 방식으로 검출되거나, 가압성형 펀치가 설치되어 있는 현재의 위치에 대해 위치 센서에 의해 검출되거나, 또는 가압성형 펀치의 스테핑 모터 구동부를 사용하여 스테핑 모터에 의해 커버된 단계들의 수를 검출함으로써 검출될 수 있다.

속도 프로파일은 가압성형 펀치 속도의 2D 프로파일로 해석될 수 있으며, 여기서 2개의 프로파일들은, 상기 프로파일들이 유사하고 미리 정해진 공차 미만의 최대 편차를 포함하는 경우에는 매칭 프로파일들인 것으로 간주된다.

속도 프로파일은 또한 가압성형 펀치 속도의 2D 프로파일의 특징으로 간주될 수 있으며, 여기서 상기 특징은 리퀘스트(request)로 정의된다. 이 유형의 특징은, 예를 들면

- 가압성형 펀치 속도의 값이 임계값에 비해 더 큰지 아니면 더 작은지, 또는

- 가압성형 펀치 가속인 가압성형 펀치 속도의 증가가 임계값에 비해 더 큰지 아니면 더 작은지 여부를 리퀘스트할 수 있다.

따라서, 2개의 속도 프로파일들은 검출된 가압성형 펀치 속도에 대한 리퀘스트가 제1 시간 동안에 특정 시점에서 실현되었던 것으로 간주될 경우, 매칭 프로파일들(matching profiles)로 간주될 수 있다.

대안적으로, 적분값(the integral)이 또한 속도 프로파일의 도움으로 검출될 수 있으며, 평가에 사용될 수 있다.

속도 프로파일들을 관측하여 일치(natch)를 결정할 때, 속도 변화의 시점을 고려에 넣는 것이 또한 가능하다. 즉, 평가에 있어서 속도 적분값과 일치하는 기준으로 전체 경과시간을 사용하는 것이 또한 가능하다.

단계들 b),d)에서 가열 챔버를 종료 온도로 가열 챔버를 가열하거나 냉각하는 것은, 3개의 파라미터들, 즉 온도변화율, 실행시간, 종료 온도 중에 2개의 파라미터들이 설정되도록 실행될 수 있으며, 여기서 제3 파라미터는 상기 설정값들로부터 얻어진다. 원하는 설정치들은 바람직하게는 가압성형 노에서 입력 또는 결정될 수 있다.

이 방식에서, 예를 들면, 가열 또는 냉각에 대한 온도 변화율 및 각각의 실행 시간이 설정될 수 있다. 얻어진 종료 온도는, 온도변화율 및 실행시간의 설정값들로부터 얻어진다.

바람직하게는, 상기 방법은 사이클 시간을 줄이는 것을 가능하게 한다. 치과 재료를 가공하는데 바람직하고 필요한 제2 온도보다 높은 제1 노 온도의 제1 가공 단계에서의 치과 재료의 가압성형(pressing)은, 노가 시작부터 필요한 온도로 가열되는 일반 관행에 비해 머플 내로의 열 공급을 증가시킬 수 있다. 이렇게 하여, 머플의 내부에서 원하고 필요한 제2 온도로의 치과 재료의 가열은 상당히 가속된다.

노는, 예를 들면 머플의 내부의 치과 재료의 온도가 원하는 값에 도달하였을 때, 예를 들면 치과 재료의 목표 온도로 냉각될 수 있다.

대안으로, 그린 제품의 온도 변화를 줄이기 위해서 단지 열 출력을 줄이는 것이 또한 가능하다. 더 낮은 가열율은 또한 머플의 온도 기울기(temperature gradient)를 감소시킨다.

그러나, 가열 챔버를 과도한 온도로 가열함에 의한 머플의 내부의 치과 재료의 과도한 온도를 방지하는 것은 사이클 시간을 줄이는 것과 똑같이 중요하다. 머플의 내부에서 너무 긴 시간 기간에 걸쳐 과열하는 것은 치과 재료의 원치 않는 색상 및/또는 구조 변형들을 초래할 수 있다.

이 점에서, 미리 정해진 시간 스케쥴에 기초하여 노 온도를 조절하는 것은 치과 재료가 과열의 결과로 충분히 가열되지 않는 불완전한 결과를 초래하거나, 또는 머플의 내부에서의 일정한 과열이 치과 재료를 손상시킬 정도의 과도한 온도에서 노가 너무 오랫동안 가열되기 때문에 상기 조절이 목표를 벗어나게 한다.

그러나, 상술한 문제점을 해결하기 위해 머플의 내부의 온도 측정을 실행하는 것은 상당한 기술적 및 금전적 노력들을 요구할 것이다.

본 방법에 따르면, 가열 챔버는 상기 검출된 속도 프로파일의 제1 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 시점으로부터 냉각될 수 있다. 이것은 복잡한 온도 측정을 불필요하게 하고, 사이클 시간은 지금까지 알려진 방법들에 비해 감소되며, 그 결과는 불완전하지도 상기 조절이 목표를 벗어나게 하지도 않는다. 상기 문제는 효과적으로 그리고 적은 노력만으로 해결된다.

본 발명의 추가의 양태는 치과용 노, 특히 이 치과용 노의 특히 일부로서의 가압성형 노의 조절기구에 관한 것이다. 상기 조절기구는 기재된 방법 또는 아래에 기재된 그것의 유리한 실시형태들 중 하나에 따른 온도, 가압성형 펀치에 가해진 힘 및 가압성형 펀치 동작(motion)의 파라미터들을 포함하는 치과용 노의 파라미터들을 조절하도록 설계될 수 있다.

한 실시형태에 따르면, 제1 속도 프로파일과의 일치는 가압성형 펀치 속도가 임계값을 초과할 때 결정될 수 있다. 제1 속도 프로파일과의 일치는 가압성형 펀치 가속이 임계값을 초과할 경우 또한 결정될 수 있다.

추가의 실시형태에 따르면, 다음의 방법이 사용된다:

프레스 력(press force)은 이 점에서 여전히 경한(hard), 즉 비유동성 그린 제품에 적용된다. 가압성형 펀치의 구동부는 적소에 고정된다(locked in position). 수직 방향의 상기 구동부 및 전체 시스템의 탄성으로 인해, 상기 힘은 상기 그린 제품에 계속 작용하고, 그리고 상기 그린 제품이 연화하자마자 상기 힘은 상기 그린 제품이 가압성형 채널들 내로 동시에 이동하기 시작하면서 감소된다.

가압성형 펀치 구동부의 구동 전류를 검출함으로써 실현될 수 있는 힘 센서, 또는 경로 센서는 그린 제품이 연화되기(to become soft) 시작할 때를 독창적으로 검출할 수 있으며, 따라서 변형의 개시에 대한 이상적인 시점을 결정할 수 있다.

이 방식에서 가압성형 공정의 개시에 대한 이상적인 시점은 놀랍게도 간단한 수단들의 도움으로 준-자동적으로(quasi automatically) 선택될 수 있다.

이 경우들에서, 가압성형 펀치 속도의 2D 프로파일의 특징은 제1 속도 프로파일이라 판단되고, 상기 특징은 리퀘스트로 정의된다.

제1 속도 프로파일과의 일치는 또한 가압성형 펀치 속도의 최대치에 도달할 때에 결정될 수 있으며, 여기서 제1 속도 프로파일은 바람직하게는 임펄스(impulse)를 나타낸다. 이 경우, 제1 속도 프로파일은 가압성형 펀치 속도의 2D 프로파일로 간주되고, 여기서 상기 검출된 속도 프로파일과 상기 저장된 제1 속도 프로파일 사이의 일치는 상기 프로파일들의 유사도(similarity)로서 정의된다.

일 실시형태에 따르면, 특히 일정한, 바람직하게는 약 250N의 힘이 치과 재료를 성형 영역 내로 밀어넣기 위해 가압성형 펀치에 가해질 수 있다. 가압성형 펀치에의 힘의 적용은 빌트-인 성형 인서트를 포함하는 가열 챔버의 가열 동안에 시작될 수 있다(상기 방법의 단계들 b),c)의 중첩(overlapping)에 대한 상술된 설명들(remarks)을 또한 참조한다). 상기 힘의 적용은 제1 가공 단계의 시작을 표시할 수 있으며, 여기서 상기 힘의 적용은 제2 가공 단계 동안 계속된다. 제2 가공 단계는 가압성형 펀치에의 힘의 적용을 종료함으로써 종료될 수 있다.

제2 가공 단계는 다음의 봉쇄 기준(closure criteria)에 의해 종료될 수 있다.

ⅰ) 상기 검출된 속도 프로파일의 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 경우, 또는

ⅱ) 상기 제2 가공 단계의 최대 지속기간과 상응하는 기간의 기한 만료 후, 또는

ⅲ) 상기 가압성형 펀치 경로가 임계값을 초과하는 경우.

ⅰ)에 대하여:

가압성형 펀치의 소정의 프로파일과의 편차가 검출되며, 여기서 일반적으로 서로 다른 머플들은 서로 다른 속도 프로파일들을 나타낸다고 이해될 것이다. 그러나, 성형 인서트들의 경우에는, 치아 물체 또는 치아 복원부들을 형성하도록 설계된 캐비티들이 접하는 가압성형 채널들이 항상 제공된다. 치과 재료가 가압성형 채널들로 또는 성형 영역으로 들어갈 때, 마찰저항은 그곳에서 상당히 높고 또한 유효 마찰면이 세라믹 치과 재료와 채널 벽 사이에서 길어질수록 증가하기 때문에 침투율(penetration rate)은 전형적으로 저감된다. 그러나, 매몰 재료(investment material)의 앞 부분이 캐비티에 도달하자마자 마찰저항은 더 증가하지 않거나 실질적으로 증가하지 않으며, 따라서 마찰저항은 캐비티가 채워질 때까지 일정한 침투율에 대응한다.

가압성형 펀치에서 가압성형 펀치까지의 가압성형 채널들 - 수용 채널들(reception channels)로도 지칭됨 - 의 길이 및 상기 캐비티들의 높이가 머플별로 변할지라도, 이 기본적인 침투 속도 프로파일은 치과 재료의 압축이 일어나는 상기 제2 속도 가공 단계에서의 침투 속도의 감소에 선행되어 항상 존재한다.

바람직하게는, 상기 침투율이 이 기본 곡선으로부터 벗어나는 경우, 즉 상기 침투율이 제1 속도 프로파일과 일치할 때보다 큰 정도로 증가할 경우, 상기 침투율은 이 시점에서 추가의 캐비티가 전형적으로 머플이 열릴 때 개방된다는 것을 의미할 수 있음이 이제 결정된다. 이 상황은, 상기 검출된 속도 프로파일의 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정될 때, 예를 들면 가압성형 펀치 속도가 임계값을 초과하거나 또는 가압성형 펀치 가속이 임계값을 초과하는 것으로 결정될 때 검출될 수 있다. 이 상황에서, 상기 가압성형 펀치로의 힘의 적용이 중단되면, 그때는 치아 복원부는, 적어도 가압성형 공정이 상당히 전진한 상태에 있다면 사용될 수 있다.

만일 가압성형 공정, 상기 가압성형 펀치의 이동 및 상기 치과 재료의 관련된 점진적인 이동의 과정에서, 어떠한 더 이상의 캐비티도 개방되지 않는다면, 전형적으로 머플은 열리지(burst) 않기 때문에, 그때에는 가압성형 펀치 속도가 감소한다. 실제로, 상기 속도는 0으로 떨어질 수 있으나, 성형 영역이 이미 치과 재료에 의해 완전히 충전되었을 경우에도 가압성형 펀치 속도가 0보다 더 큰 잔여값(residual value)을 가질 수 있기 때문에 미리 가압성형 공정을 차단하는 것이 바람직하다. 이에 대한 이유는, 이 단계에서 치과 재료는 더 이상 전진할 수 없지만, 그러나 상기 치과 재료가 가압성형 압력으로 압축되고 아마도 현미경 스케일로 머플에 침투할 수 있으며, 또는 플레싱 펀치가 추가로 이동되고 0보다 큰(＞0) 가압성형 펀치 속도가 결정되도록 머플이 약간 확장되기 때문이다.

결과적으로, 가압성형 펀치 속도만큼 임계값을 낮출(undercut) 때 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정될 수 있다. 임계값의 양은 실험적으로 또는 컴퓨터 시뮬레이션의 도움으로 확인될 수 있다.

ⅱ) 에 대하여:

이 옵션은 가장 쉽게 실행될 수 있는 옵션이다. 제2 가공 단계의 최대 지속기간과 상응하는 시간의 기간은 실험적으로 또는 컴퓨터 시뮬레이션들의 도움으로 확인될 수 있다.

ⅲ)에 대하여:

예비-가압성형 영역, 가압성형 채널들 및 성형 영역의 기하학적 치수들뿐 아니라 사용되는 치과 재료의 부피가 공지되어 있기 때문에, 이미 치과 재료로 충전되어진 성형 영역의 점유부분(share)은 커버되어 있는 가압성형 펀치 경로에 의해 식별될 수 있다. 가압성형 펀치 경로가 예비-가압성형 영역의 단면적과 관련하여 상기 사용된 치과 재료의 부피에 대응하는 임계값에 도달한다면, 이것은 성형 영역이 치과 재료로 충전되는 것을 의미한다. 가압성형 공정은, 상기 제2 가공 단계가 상기 가압성형 공정을 끝내도록, 중지될 수 있다.

본 발명의 추가의 이점들, 세부사항들 및 특징들은 도면들을 참조하여 다음의 예시적인 실시형태들로부터 채택될 수 있다. 여기서, 동일한 참조번호들은 동일하거나 상응하는 요소들을 지칭하며 서로 다른 예시적인 실시형태들의 특징들은 서로 결합될 수 있다.

도 1은 머플의 단면을 도시하여 본 발명의 가압성형 노의 부분 절단 단면을 보여주는 도면; 및
도 2는 시간 경과에 따른 본 발명의 가압성형 펀치 속도의 프로파일을 도시한 도면.

도 1에 부분적으로 도시된 가압성형 노는 상기 가압성형 노의 가열 챔버(10)에 머플(12)을 수용하는 역할을 한다.

머플(muffle;12)은 가열 챔버(10)에 설치된다. 머플은 데드 몰드들(dead molds)로서의 치아 복원부들의 형성을 목적으로 하는 캐비티들(14 및 16)을 포함한다. 캐비티들(14 및 16)은 가압성형 채널들(18,20)을 거쳐 실질적으로 원통형으로 형성되는 예비-가압성형 영역(22)과 연결된다. 예비-가압성형 영역(22)에 가압성형 펀치(26)가 슬라이드가능하게 이동가능한 방식으로 장착된다. 가압성형 펀치(26)는 도 1에 도시된 상태에서 가압성형 채널(18 및 20) 내로 이미 부분적으로 연장하는 치과 재료(28)로 형성된 그린 제품(green product)에 작용한다.

머플(12)의 재료는 경하고 내열성을 갖는 석고 혼합물(30)로 구성된다. 보다 정확히 말하면, 가압성형 펀치(26)의 가압성형력(pressing force)에 의한 가압시에도, 캐비티들(14,16)의 형상은 치아 복원부가 원하는 대로 정확하게 제조될 수 있도록 유지된다.

캐비티들(14,16)은 상당히 큰 가압성형력으로, 그리고 그렇게 이에 대응하여 높은 가압성형 펀치 속도로 충전된다. 본 발명에 따른 조절은 고품질의 치아 복원부들이 모두 동일하게 제조될 수 있음을 보장한다. 여기서, 고온 치과 재료(28)가 짧은 시간 동안 머플(12)에 있는 경우, 치과 재료(28)와 매몰 재료 사이의 반응성(tendency towards reaction)이 작은 것이 특히 유리하다.

도 1로부터 볼 수 있는 바와 같이, 가열 챔버(10)는 노 덮개(furnace hood;36)와 노 기저부(38) 사이에 형성된다. 노 덮개(36)는 가열 챔버(10)를 나선형으로 둘러싸는 본질적으로 공지된 가열 요소(40)를 구비한다. 가압성형 펀치(26)는 노 덮개(36)에 가압성형 펀치 가이드(42)에서 안내되고, 또한 정확한 위치를 검출하고 그리고 그에 따라 가압성형 펀치의 이동도 검출하는 위치 센서를 포함하는 가압성형 펀치 구동부(44)를 구비한다.

도 2는 하나의 가압성형 사이클 동안 공정 파라미터들의 전개들을 보여준다. 공정 파라미터들은 다음과 같다.

- 프레스 노의 가열 챔버(10)에서의 온도("표시온도[℃]"), 시작값 = 대기온도;

- 프레스 노의 가열 챔버(10)에서의 압력("진공[mbar]"), 시작값 = 대략 1 바아(bar);

- 가압성형 펀치(26)에 작용하는 힘("P_힘[N]"), 시작값 = 0;

- 가압성형 펀치 경로("P_위치[10×mm]"), 시작값 = 0

- 가압성형 펀치 속도("P-속도_평균(mm/분(Min)]"), 시작값= 0.

여기서, 시작값은 가압성형 사이클의 시작점에서의 공정 파라미터의 값이다.

다음 목록은 관련된 가공 단계들과 관련하여 표 형식으로 이벤트들 및 공정 파라미터들의 과정을 보여준다.

시간(초)	이벤트들
0	가압성형 사이클이 시작되고, 치과 재료(28)가 예비-가압성형 영역(22) 내로 삽입된다. 제1 온도로의 가열 챔버(10)의 가열이 시작되고 제1 온도 변화율에서 수행된다. 가열 챔버(10)의 압력 강하가 시작된다.
100	제1 가공 단계가 시작된다. 대략 250N의 일정한 힘이 치과 재료(28)를 성형 영역(14,16) 내로 가압성형하는 가압성형 펀치(26)에 가해지고, 상기 가압성형 펀치(26)는 이동할 수 있고, 상기 가압성형 펀치 속도는 시간 종속 방식으로 속도 프로파일로 검출된다. 처음에, 이 가압성형 펀치 속도는 0(=0)으로 지속된다. 가압성형 펀치(26)에 의해 커버된 가압성형 펀치 경로가 검출된다. 가압성형 펀치 속도는 0(=0)으로 지속된다.
200	가압성형 사이클의 추가의 과정에서 일정하게 유지되는 가열 챔버(10)의 압력은 최종값이 대략 70mbar에 달한다.
230	가열 챔버(10)가 제1 온도에 도달된다. 제1 가공 단계의 끝까지의 그 순간으로부터, 가열 챔버(10)의 온도는 변경없이 상기 제1 온도의 값으로 유지된다.
700	치과 재료(28)는 고온 성형 인서트(30)와 접하는 가장자리 영역들에서 녹기 시작하고, 이에 의해 치과 재료(28)와 그리고 그에 따라 가압성형 펀치(26)가 움직이기 시작한다. 결과적으로, 가압성형 펀치 속도가 상승하기 시작한다. 가압성형 펀치(26)의 위치는 변경되고, 가해진 가압성형력은 조절되지 않는다면 감소될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 조절이 이 상황(context)에서 실행된다.
850	가압성형 펀치 속도의 2D 프로파일로 표현된 가압성형 펀치(26)의 속도 프로파일은 최대에 도달한다. 최대의 가압성형 펀치 속도에 기초하여, 임펄스를 나타내는 제1 속도 프로파일과의 상기 검출된 속도 프로파일의 일치가 결정된다. 이 경우에, 프로파일들은 상기 프로파일들의 유사도에 기초하여 매칭 프로파일들인 것으로 간주된다. 가압성형 펀치 속도의 최대값에 도달할 때 일치가 결정된다. 최대의 가압성형 펀치 속도의 결정은 제1 가공 단계에서 종료한다. 치과 재료(28)가 성형 영역(14,16)의 기저부에 도달한 최대의 시점으로부터, 치과 재료(28)는 상기 성형 영역(14,16)에서 옆으로 확산하기 시작하고; 이는 전진 운동을 감속한다. 결과적으로, 가압성형 펀치 속도는 감소한다. 이 시점에 치과 재료(28)가 원하는 온도에 도달한다는 가정에 기초하여, 치과 재료(28)의 온도의 추가 상승을 줄이도록 제2 온도로의 가열 챔버(10)의 온도 강하가 시작된다. 제2 가공 단계가 시작된다. 그러나, 어떤 특별한 감시도 이와 관련하여 행해지지 않는다.
1040	가압성형 펀치(26)의 속도 프로파일은 최대 도달한다. 이 시점으로부터, 가압성형 펀치 속도가 상승한다. 이것은 추가의 캐비티가 개방된다는 사실에 대한 표시일 수 있다.
1150	가압성형 펀치 속도가 추가로 상승하였고 이제는 그린 제품에서의 온도가 성형에 충분하다는 것을 알 수 있다. 가압성형 펀치(26)에의 힘은 다시 제로로 감소된다. 결과적으로, 가압성형 펀치 속도는 또한 제로로 떨어진다. 가열 챔버(10)는 제3 온도 변화율에서 제3 온도를 향하여 추가로 냉각된다. 이것은 더 이상의 온도 상승이 필요없다는 것을 의미한다. 제3 가공 단계가 시작된다.
1440	제3 가공 단계는 제3 가공 단계의 소정의 지속기간이 경과한 후에 종료된다. 이러한 상황에서 규정 대기 시간이 머플의 모든 지역에 걸쳐 충분한 온도 제어 및 온도 균일화를 제공하는 역할을 한다. 제4 가공 단계가 시작되고 공정 파라미터들에 다음과 같은 변경사항들을 포함한다: 약 250N의 일정한 힘이 다시 가압성형 펀치(26)에 가해진다. 가압성형 펀치 속도는 상승하지만, 가압성형 펀치가 피스톤 또는 그린 제품과 접하자마자 다시 단시간 후 떨어진다. 가열 챔버(10)의 온도는 제3 온도에서 그대로 유지된다.
1670	가압성형 펀치 속도는 성형 영역(14,16)이 치과 재료로 완전히 충전되는 것을 나타내는 제로로 떨어진다. 가열 챔버(10)는 냉각되고, 가압성형 펀치(26)에 작용하는 힘은 다시 0으로 감축된다. 결과적으로, 가압성형 펀치 속도는 네거티브(negative)가 된다. 제3 가공 단계가 종료된다. 가압성형 사이클이 종료된다.

이하, 도 2에 도시된 가열 사이클의 기준값들 및 임계값들이 요약되어 있다.

대기 온도	700℃
제1 온도	960℃
가열 챔버(10)를 제1 온도로 가열하는 온도변화율	80℃/분(min)
제2 온도	930℃
가열 챔버(10)를 제2 온도로 냉각하는 온도변화율	-8℃/분(min)
제3 온도	910℃
가열 챔버(10)를 제3 온도로 냉각하는 온도변화율	-8℃/분(min)
제3 가공 단계의 최대 지속기간	1:30분(min)
제4 가공 단계의 최대 지속기간	5분(min)
가압성형 펀치(26)에 작용하는 힘	250N
제2 속도 프로파일에서의 가압성형 펀치 속도의 임계값	180㎛/분(min)

대기 온도, 제1 내지 제3 온도, 온도 변화율, 가압성형 펀치(26)에서 작용하는 힘, 또는 가압성형 펀치 속도의 임계값, 가압성형 펀치 가속, 가압성형 펀치 경로 등과 같은 공정 파라미터들의 모든 기준값들 또는 임계값들은 가압성형 노에서 오퍼레이터에 의해 조정될 수 있다.

검출할 공정 변수들은 센서들에 의해 검출되고, 관련된 아날로그 신호들은 디지털 신호들로 변환되고 마이크로프로세서에 의해 처리된다. 이 방식에서, 예를 들어, 가압성형 펀치 경로는 연속 시점들에서 측정되고, 그리고 이 방식으로 얻어진 시계열들(time series)은 수치 미분(numerical differentiation)에 의해 가압성형 펀치 속도 및 가압성형 펀치 가속을 결정하는데 사용된다.

상기 속도를 검출하는 대신에, 상기 경로를 검출하고 이렇게 검출된 아날로그 경로 신호들을 사용하는 것이 또한 가능하다.

Claims

ㆍ성형 영역(14,16)과 접하는 예비-가압성형 영역(22) - 상기 예비-가압성형 영역은 그린 제품의 형상으로 치과 재료(28)를 수용하도록 구성된다 - 을 갖는 성형 인서트(30) 또는 머플, 및
ㆍ상기 성형 인서트(30)를 수용하는 가열 챔버(10)를 구비한 가압성형 노에 의해 치과 재료(28)를 가공하거나 치과 재료를 가압성형하는 방법으로서,
상기 방법은
ㆍ상기 치과 재료(28)를 상기 예비-가압성형 영역(22) 내로 도입하는 단계;
ㆍ상기 성형 인서트(30)가 설치되어 있는 상기 가열 챔버(10)를 제1 온도로 가열하는 단계;
ㆍ제1 가공 단계 동안 가압성형 펀치(26) - 상기 가압성형 펀치(26)는 이동되고, 그리고 가압성형 펀치 속도는 시간에 따른 속도 프로파일로서 검출된다 - 에 힘을 가함으로써 상기 가압성형 펀치(26)를 사용하여 상기 치과 재료(28)를 상기 성형 영역(14,16) 안으로 밀어넣는 단계; 및
ㆍ상기 검출된 속도 프로파일이 가압성형 펀치(26)에 가해진 힘을 감소시키지 않고 제1 속도 프로파일과 일치 - 상기 일치는 상기 검출된 속도 프로파일과 상기 제1 속도 프로파일의 유사도(similarity)로서 정의됨 - 하는 시점에서 시작되는 제2 가공 단계 동안에 상기 가열 챔버(10)를 제2 온도로 조절 또는 냉각하는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ상기 가압성형 펀치 속도가 임계값을 초과할 때 상기 제1 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 단계;
ㆍ상기 가압성형 펀치 속도가 최대값에 도달할 때 상기 제1 속도 프로파일 - 상기 제1 속도 프로파일은 임펄스를 나타낸다 - 과의 일치가 결정되는 단계;
ㆍ가압성형 펀치 가속이 임계값을 초과할 때 상기 제1 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 단계;
ㆍ시간 경과에 따른 상기 가압성형 펀치의 이동을 검출하는 위치 감지 센서에 의해 가압성형 펀치 속도의 적분값이 검출되는 단계;
ㆍ상기 치과 재료에 의해 그리고 그에 따라 상기 가압성형 펀치에 의해 커버되는 이동의 경로를, 경로 감지 센서에 의해 검출하는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ상기 가열 챔버(10)가 제1 온도 변화율에서 상기 제1 온도로 가열되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)가 대기 온도에서 상기 제1 온도로 가열되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)가 제2 온도 변화율에서 상기 제2 온도로 냉각되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)가 상기 제1 온도의 최대 15% 내지 상기 제1 온도의 5%의 온도까지 상기 제2 온도로 냉각되는 단계;
ㆍ상기 가압성형 펀치(26)에 의해 커버된 가압성형 펀치 경로가 검출되는 단계;
ㆍ상기 제1 가공 단계 동안 또는 상기 제1 가공 단계 및 제2 가공 단계 동안 일정한 250N의 힘이 상기 치과 재료(28)를 상기 성형 영역(14,16) 안으로 밀어넣기 위해 상기 가압성형 펀치(26)에 가해지는 단계;
ㆍ상기 가압성형 펀치(26)에의 상기 힘의 적용이, 상기 제1 가공 단계의 시작시에, 상기 가열 챔버(10)의 가열 동안 시작되는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ상기 가압성형 펀치(26)에의 힘의 적용을 중단함으로써 상기 제2 가공 단계가 종료되는 단계;
ㆍ가압성형을 위한 상기 가압성형 펀치의 전진 운동을 감속하거나 중단함으로써 상기 제2 가공 단계가 종료되는 단계;
ㆍ상기 제2 가공 단계가, ⅰ)상기 검출된 속도 프로파일의 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정될 때, 또는 ⅱ)상기 제2 가공 단계의 최대 지속기간과 상응하는 기간의 기한 만료 후, 또는 ⅲ)가압성형 펀치 경로가 임계값을 초과할 때 종료되는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ상기 가압성형 펀치 속도가 임계값을 초과할 때 상기 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 단계
ㆍ가압성형 펀치 가속이 임계값을 초과할 때 상기 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 단계;
ㆍ상기 가압성형 펀치 속도만큼 임계값을 낮출 때 상기 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정되는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ제2 가공 단계의 끝에서 상기 검출된 속도 프로파일의 제2 속도 프로파일과의 일치가 결정되고 그리고 그와 동시에 상기 가압성형 펀치 경로가 임계값을 낮출 때, ⅰ)제3 가공 단계에서 상기 가압성형 펀치(26)에의 힘의 적용이 상기 제3 가공 단계의 지속기간 동안 중단되고, 그리고 이어서 ⅱ)제4 가공 단계에서 상기 힘이 다시 상기 가압성형 펀치(26)에 가해지는 단계;
ㆍ상기 제4 가공 단계가 ⅰ)상기 제4 가공 단계의 최대 지속기간에 상응하는 시간 기간의 만료 후, 또는 ⅱ)상기 가압성형 펀치 경로가 임계값을 초과할 때 종료하게 될 단계;
ㆍ상기 제3 가공 단계에서 상기 가열 챔버(10)가 상기 제2 온도에서 시작하는 제3 온도로 냉각되는 단계;
ㆍ상기 제4 가공 단계에서 상기 가열 챔버(10)가 일정한 온도값으로 유지되는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서,
다음 단계들:
ㆍ상기 대기 온도가 700℃로 설정되는 단계;
ㆍ상기 제1 온도가 960℃로 설정되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)를 상기 제1 온도로 가열하기 위한 온도 변화율이 80℃/min으로 설정되는 단계;
ㆍ상기 제2 온도가 930℃로 설정되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)를 상기 제2 온도로 냉각하기 위한 온도 변화율이 -8℃/min으로 설정되는 단계;
ㆍ상기 제3 온도가 910℃로 설정되는 단계;
ㆍ상기 가열 챔버(10)를 상기 제3 온도로 냉각하기 위한 온도 변화율이 -8℃/min으로 설정되는 단계;
ㆍ상기 제4 가공 단계의 최대 지속기간이 5분으로 설정되는 단계;
ㆍ상기 가압성형 펀치(26)에 가해진 힘이 250N으로 설정되는 단계; 중 적어도 하나를 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 방법에 따른 온도, 가압성형 펀치(26)에 가해진 힘, 및 상기 가압성형 펀치 동작의 파라미터들을 포함하는 치과용 노의 파라미터들을 조절하도록 구성된 조절기구를 구비하는 치과용 노.