KR20200067755A - 성형체의 적층 제조를 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구성 프로세스 중에, 각각의 층에 대해 특정된 윤곽을 갖는 층 영역에서 전자기 방사선으로의 노출에 의해 성형 재료의 층을 연속적으로 고화함으로써 성형체(5)의 층상 구조체가 형성되는 적층 제조법에 의해, 성형 재료로부터, 특히 세라믹으로 충전된 슬러리로부터 성형체(5)를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 구성 프로세스에서, 성형체(5)와 함께, 소정 거리에서 성형체를 둘러싸는 슬리브형 프레임(6)이 성형 재료로부터 층 단위로 구성되고, 게다가, 구성 프로세스에서 복수의 핀형 연결부(10)가 프레임(6) 및 성형체(5)와 일체로 구성되고, 이들 연결부는 성형체(5) 주위에 분포되고 성형체(5)를 프레임(6)과 연결시킨다.

Description

성형체의 적층 제조를 위한 방법{METHOD FOR THE ADDITIVE MANUFACTURE OF SHAPED BODIES}
본 발명은 구성 프로세스(construction process) 중에, 각각의 층에 대해 특정된 윤곽을 갖는 층 영역에서 전자기 방사선으로의 노출에 의해 성형 재료(building material)의 층을 연속적으로 고화함으로써 성형체(shaped body)의 층상 구조체가 형성되는 적층 제조법(additive manufacturing method)에 의해, 성형 재료로부터, 특히 세라믹으로 충전된 슬러리로부터 성형체를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
성형체의 층별 성형 프로세스(layer-wise building process) 또는 연속적 성형 프로세스는 속칭 제너레이티브 제조(generative manufacturing) 또는 적층 제조에 속하는 구성 방법 중 하나이다. 이는 3차원 물체(성형체)가 성형체의 디지털 모델(예를 들어, CAD 모델)에 기초하여 직접 구성되는 유형의 방법을 의미하는 것으로 이해된다. 이를 위해, 층별 성형에서, 성형체의 디지털 모델은 복수의 연속적인 얇은 슬라이스로 세분되고, 여기서 각각의 슬라이스는 모델에 의해 규정된 윤곽을 갖는다. 성형/구성 프로세스는 재료의 층을 추가함으로써 수행되는데, 여기서 각각의 층은 해당 층에 대한 디지털 모델에 의해 특정된 윤곽을 생성하도록 처리된다. 마지막으로, 중첩된 상호 연결된 층의 스택은 성형체를 형성하고, 이 성형체는 몇몇 방법에서 예를 들어 탈지(debinding) 및 소결(sintering)을 위한 열처리에 의해 더 처리된다.
용어 "윤곽"은 본 발명의 맥락에서 통상적으로 사용되고, 단일의 연속적인 영역을 에워싸는 단순한 폐쇄 경계 라인에 한정되는 것은 아니고, 각각의 층을 함께 형성하는 인접한 개별 영역을 에워싸는 복수의 개별 윤곽 섹션을 포함할 수 있고, 또는 층의 환형 영역을 규정하는 외부 윤곽 섹션 및 내부 윤곽 섹션이 존재할 수 있다.
성형체를 구성하는 성형 재료는 전자기 방사선에 의해 경화된다. 이는 광중합성 폴리머 전구체 화합물에 추가하여, 세라믹, 유리 세라믹 또는 금속 분말과 같은 충전제 및 선택적으로 분산제 및 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명은 특히 치과용 인레이(dental inlay), 온레이(onlay), 베니어(veneer), 크라운(crown), 브릿지(bridge) 및 골격(scaffold)과 같은 세라믹 성형체 또는 유리 세라믹 성형체[소위 생소지(green body)]의 생산에 관한 것이다.
청구항 1의 전제부가 기초로 하는 WO 2010/045950 A1호는, 특히 액체 광중합성 성분 및 내부에 분포된 세라믹 분말 또는 유리 세라믹 분말로 제조된 충전제를 포함하는 세라믹 슬러리로 제조된 치과용 수복물(restoration)의 구조에 관한 것인, 성형체를 구성하기 위한 방법의 예를 개시하고 있다. 이 공지의 방법에서, 성형체는 중첩된 경화층에 의해 연속적으로 구성된다. 이 경우에, 구성 플랫폼은 적어도 구성 영역에 있어서 반투명한 탱크 저부 위에서 수직으로 이동 가능하게 유지된다. 노광 유닛이 탱크 저부 아래에 위치된다. 구성 플랫폼은, 원하는 층 두께를 갖는 단지 하나의 층만이 구성 플랫폼과 탱크 저부 사이에 남아 있을 때까지 탱크 내의 슬러리 내로 먼저 하강된다. 그 후에, 이 층은 노광 유닛에 의해, 이 층에 대한 디지털 모델에 의해 특정된 윤곽을 가지면서 노광 유닛에 의해 노광되고, 이에 의해 경화된다. 구성 플랫폼을 상승시킨 후에, 슬러리는 예를 들어, 닥터 블레이드(doctor blade)로 주위로부터 보충되고, 이어서 구성 플랫폼은 슬러리 내로 재차 하강되는데, 여기서 하강은 최종 경화층과 탱크 저부 사이의 거리가 원하는 두께를 갖는 성형 재료의 층을 규정하도록 제어된다. 최종 단계는, 원하는 3차원 형상을 갖는 성형체가 디지털 모델에 의해 특정된 각각의 윤곽을 갖는 층의 연속적인 경화(고화)에 의해 구성될 때까지 반복된다.
성형체는 성형체의 완전한 구성 후에 구성 플랫폼과 함께 제거될 수 있다. 일반적으로, 이는 추가의 처리 단계로 이어진다. 전술된 방법에서, 생소지는 성형 재료의 층상 중합에 의해 생성된다. 이 생소지는 이어서 고온으로 가열되어 결합제, 이 경우에 포토폴리머가 제거된다. 이는 폴리머를 표면으로 확산시켜 결국에는 가스로서 빠져나가는 더 가벼운 분자로 분해하는 반응 및 열 분해에 기인하여 고온에서 이루어진다. 이 탈지 프로세스에 이어서 잔류 세라믹 입자가 성형체 내에서 소결되는 추가의 고화를 위한 추가의 열처리로 이어질 수 있다.
구성 프로세스에서 안정성을 보장하기 위해, 성형 재료로부터 구성된 지지 구조체는 몇몇 제조 방법에서, 제조 중에 성형체를 고정하고 외팔보층(cantilevered layer) 및 현수부(overhang)를 중력에 대해 지지하기 위해 사용된다. 지지 구조체는 종종 또한 몇몇 적층 제조법에서 발생하는 프로세스-관련 잔류 응력을 지지하는 데 사용된다. 구성 프로세스가 완료된 후에, 지지 구조체는 액세스 가능해야 하고 가능한 한 제거가 용이해야 한다.
프로세스-관련 잔류 응력은 주로 성형체에 대한 열 영향의 결과이다. 다수의 적층 제조법이 심각한 온도 변동과 연계된다. 따라서, 다수의 제조 방법은 성형체의 불균일한 냉각 속도에 기인하여 왜곡이 발생할 수 있는 탈지 및 소결 프로세스를 제공한다. 소결 왜곡은 조밀한 세라믹 구성 요소의 생산에서 빈번하게 관찰된 현상이다. 이는 특히 고도의 정확성을 요구하는 영역에서 바람직하지 않다. 여기서 일 예는 치과 기술이다. 생소지의 형태의 치아 크라운은 예를 들어, 세라믹 분말로 충전된 광반응성 슬러리를 층 단위로 경화함으로써 적층 프로세스에서 생산될 수 있고, 구성 요소는 원하는 3차원 형상을 취득한다. 다음 단계에서, 구성 요소는 슬러리 잔류물이 없고, 구조화를 위해 필요한 임의의 지지 구조체가 제거된다. 열적 후처리의 단계에서, 결합제는 탈지 중에 먼저 연소되고, 이어서 세라믹이 조밀하게 소결된다. 이는 기술적 이유로 인해 성형체의 왜곡을 유발할 수 있다. 그러나, 가능한 최소 왜곡 및 높은 적합 정확성이 치아 밑동(stump)으로의 치아 크라운의 연결을 위해 필수적이다.
따라서 구성 프로세스 중에 또는 후속 프로세스 중에 성형체의 신뢰성 있는 고정은 제조된 성형체의 정확성 및 품질에 상당히 기여한다.
따라서, 본 발명의 목적은 성형체의 유지의 개량을 제안하는 것이다.
본 발명이 기초로 하는 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항의 요지이다.
본 발명에 따르면, 구성 프로세스 중에, 거리를 두고 성형체를 둘러싸는 슬리브형 프레임이 성형체와 함께 성형 재료로부터 층별로 구성되는 것이 제공된다. 슬리브 방식의 둘레방향 측벽을 포함하는 이 슬리브형 프레임은 성형체의 둘레를 따라 연장되어, 성형체가 슬리브형 프레임 내에 배열되게 된다. 게다가, 구성 프로세스 중에, 복수의 핀형 연결부가 프레임 및 성형체와 일체로 구성된다. 이들 핀형 연결부 또는 웨브는 성형체 주위에 분포되고, 성형체의 상이한 측면들에서 프레임과 성형체를 서로 연결시킨다. 성형체의 주연 표면은 예를 들어, 프리즘형 프레임의 경우에 복수의 표면 섹션으로 분할될 수 있고, 핀형 연결부는 성형체의 상이한 표면 섹션에서 성형체의 둘레를 따라 성형체에 연결될 수 있다. 또한, 프레임의 내부 주연 표면은 예를 들어, 프리즘형 프레임의 경우에 복수의 내부벽 섹션으로 분할될 수 있고, 핀형 연결부는 프레임의 상이한 내부벽 섹션 상에 형성될 수 있다.
슬리브형 프레임은 바람직하게는 베이스에서 개방된 실린더의 형태이다. 실린더는 여기서 2개의 평행한, 평면형 합동 베이스가 자켓에 의해 서로 연결되어 있는 기하학적 본체를 의미하는 것으로 이해되고, 여기서 베이스 자체는 언급된 바와 같이 개방되어 있다. 베이스의 윤곽은 임의의 폐곡선일 수 있고, 원형에 한정되는 것은 아니다. 베이스의 윤곽은 또한 폐다각형일 수 있고, 이 경우에 최종 본체는 또한 프리즘이라 칭한다. 이러한 프레임의 종축은 실린더축이다.
핀형 연결부를 갖는 구역은, 예를 들어 성형체의 종축을 중심으로 90°의 각도 거리에 균일하게 제공될 수 있다. 성형체의 종축은 이 개념에서 프레임의 종축과 동일한 방향으로 연장된다. 슬리브형 프레임의 종축은 프레임을 둘러싸는 중심축이다. 그러나, 핀형 연결부 사이에 대체로 불균일한 다른 각도 거리가 또한 존재한다. 핀형 연결부의 배열은 상기 본체의 상이한 표면 상에 지지될 성형체의 형상에 주로 의존한다.
단순한 지지 구조체와는 대조적으로, 일체로 형성된 프레임은 구성 프로세스 및 후속의 제조 프로세스 중에 성형체를 위한 개량된 지지를 제공한다. 단지 아래로부터만 성형체를 지지하는 단순한 지지 구조체와는 달리, 프레임은 성형체의 둘레 주위에 복수의 부착점을 구축하는 옵션을 제공하고, 이 부착점들은 성형체의 상이한 측면에서 성형체에 연결된다. 핀형 연결부는 핀형 연결부를 파괴함으로써 성형체가 프레임으로부터 해제될 수 있도록 형성된다. 핀형 연결부의 두께는 이에 따라 이러한 목적으로 치수 설정될 수 있다.
바람직하게는, 핀형 연결부는 성형체 및/또는 프레임의 대응 표면의 바로 주위부에 수직이다. 핀형 연결부는 이들이 가능한 최단 방식으로 프레임과 성형체 사이의 거리에 가교하도록 설계될 수 있다. 따라서, 힘은 프레임 내로 최적으로 전달되고, 프레임은 그 환형 폐쇄에 기인하는 상당한 변형 없이 힘을 흡수한다. 따라서 프레임 및 핀형 연결부는 최적의 보강 프레임워크를 형성한다.
성형체를 둘러싸는 프레임이 왜곡에 대해 성형체를 효과적으로 보호하기 때문에, 또한 열처리의 형태의 왜곡의 발생에 관하여, 성형체 및 성형체를 둘러싸는 프레임의 일체형 디자인에 의해 특정 장점이 제공된다. 상이한 위치에서 결합하는 핀형 연결부는 성형체를 위한 종합적인 지지 구조체 및 유지 구조체를 형성하고, 따라서 성형체의 왜곡을 효율적인 방식으로 방지한다.
핀형 연결부는 성형체 주위에 단독으로 또는 그룹으로 분포될 수 있다. 프리즘형 프레임의 경우에, 그룹으로의 배열이라는 것은, 예를 들어 복수의 핀형 연결부가 성형체의 공통 표면 섹션 상에 그리고/또는 프레임의 공통 내부벽 섹션 상에 형성되는 것을 의미한다. 따라서 성형체의 상이한 표면 섹션에서 성형체의 둘레를 따른 핀형 연결부의 그룹이 성형체에 연결될 수 있다. 핀형 연결부의 그룹 배열은, 그와 함께 프레임 내의 성형체의 용이하게 탈착 가능하면서도 동시에 특히 강한 유지를 유발한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 핀형 연결부가 프레임의 내측에 구성되는 것이 제공된다. 그 결과, 재료 소비가 작고, 프레임의 외부 영역은 다른 성형체를 위해 사용될 수 있다.
프레임은 단면에서 다양한 형상을 가질 수 있다. 따라서 예를 들어 단면에서 슬리브의 종방향에서 볼 때 원형 형상이 가능하다. 그러나, 단면에서 다른 형상이 고려될 수 있다. 따라서, 단면에 있어서 본 발명의 다른 실시예는 다각형 슬리브, 예를 들어 안정성이 향상되는 육각형 단면 형상 또는 팔각형 단면 형상을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 성형 재료의 고화는 예를 들어, 입체 광중합의 맥락에서, 위치-선택적 자기 방사선을 통해 제공된 윤곽 내에서 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 성형 재료는 세라믹 슬러리이다.
성형체 및 프레임은 예를 들어, 이하의 프로세스에 의해 구성 플랫폼 상에 제조될 수 있다. 성형 재료가 구성 플랫폼과 투명한 슬라이스 사이에 전달된다. 성형 재료는 특정된 윤곽 내에서 베이스 슬라이스 위에서 경화되도록 슬라이스를 통해 위치-선택적으로 노광된다. 구조체의 층, 즉 성형체와 프레임의 일체형 유닛이 고화된 후에, 구성 플랫폼은 베이스 슬라이스에 대해 연속적으로 상승된다. 그 후에, 성형 재료는 업데이트되고 이전의 단계들은 성형 재료의 위치-선택적 경화에 의해 구조체가 구성될 때까지 계속된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 슬리브형 프레임의 축방향에서 성형체의 치수는 프레임의 치수에 실질적으로 대응한다. 그 결과, 성형체의 지지가 그 전체 길이를 따라 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 핀형 연결부에 추가로, 예를 들어 성형체를 아래로부터 부가적으로 지지하는 교차 지지부의 형태의 부가의 지지 구조체가 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 탈지 및/또는 소결이 프레임 및 성형체의 구성 프로세스 후에 수행된다. 이는 성형체가 프레임으로부터 해제되기 전에 가능한데, 여기서 프레임은 열처리 중에 왜곡으로부터 성형체를 보호한다. 대안적으로, 본 발명의 다른 실시예는 구성 프로세스 후에, 프레임 및 성형체의 통상의 탈지가 이루어지는 것을 제공한다. 다른 단계에서, 성형체는 프레임으로부터 해제되고, 이어서 소결된다. 성형체가 먼저 프레임 내에서 사전 소결되고 최종 결정화가 단지 성형체 자체 상에서만 이루어지는 이러한 2단 프로세스는, 소결된 성형체로부터 핀형 연결부 및 임의의 부가의 지지 구조체의 제거를 용이하게 한다. 이에 따라, 연계된 도구 마모가 감소된다.
프레임과 성형체 사이의 거리는, 구조체가 함께 성장하지 않고, 오히려 단지 핀형 연결부 및 가능하게는 부가의 지지 구조체에 의해 서로 연결되도록 선택된다. 프레임과 성형체 사이의 거리가 적어도 1.4 mm, 바람직하게는 적어도 1.5 mm일 때 유리한 것으로 입증되었다.
프레임 두께, 즉 프레임 벽의 두께는 적어도 1.3 mm일 수 있는데, 이는 낮은 재료 소비에 기여하고, 충분한 지지력을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 성형체로부터 핀형 연결부가 분리됨으로써 프레임으로부터 성형체가 해제되는 것을 제공한다. 핀형 연결부는 프레임을 절단 개방 또는 파괴할 필요성을 제거하는데, 이는 전체 제조 프로세스를 더 효율적이게 한다. 따라서, 성형체는 오로지 핀형 연결부를 파괴하고 임의의 부가의 지지 구조체를 분리함으로써 프레임으로부터 해제될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 복수의 프레임 및 이 프레임 내에 배열된 특히, 개별의 성형체를 갖는, 일체형 프레임 배열이 구성 프로세스 중에 구성되는 것을 제공한다. 프레임 순서는 복수의 프레임이 서로의 옆에 평면으로 배열되고 각각 성형체를 유지하는 어레이 또는 행렬의 형태를 가질 수 있다. 프레임은 서로 연결되기 때문에, 이들은 서로 지지하고 개별 성형체를 위한 개별 유지부의 단단한 구조에 기여한다. 각각의 개별 형상이 일체로 형성된 프레임을 제공함으로써 생산 프로세스에서 복수의 성형체가 동시에 생성될 수 있다.
복수의 성형체의 동시 생산을 향상시키기 위해, 본 발명의 다른 실시예는 프레임 배열이 벌집 구조를 갖고, 인접한 프레임이 바람직하게는 프레임 벽 섹션을 공유하는 것을 제공한다. 벌집 구조는 일반적으로 체적에 대한 벽 재료의 이상적인 비율을 갖는 최적 형상인 것으로 고려된다. 동시에, 이 형상은 전체 구성을 안정화한다.
본 발명의 다른 실시예는 프레임 배열이 서로 적층된 복수의 프레임 배열 평면을 갖고, 프레임 배열 평면 각각의 내부에는 복수의 프레임 및 성형체가 예를 들어 벌집 구조의 형태로 배열되어 있는 것을 제공한다. 프레임의 병치 및 적층은 생성된 성형체의 생산량을 상당히 증가시킨다. 다수의 프레임 및 성형체는 하나의 평면에서, 예를 들어 평면 상에서 볼 때 행렬 배열로 조합되는 것이 특징이다. 다른 프레임 및 성형체가 제1 평면에 평행하게 배열된 제2 평면에서, 예를 들어 행렬 배열로, 정렬되어, 2개의 평면이 적층되게 함으로써, 즉 적층 구성으로 배열되게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인접한 프레임 배열 평면, 즉 복수의 프레임 및 성형체의 복합재가, 서로로부터 이격되고 일체로 형성된 웨브 또는 핀형 연결부에 의해 서로 연결된다. 이에 따라, 인접한 프레임 배열 평면은 상기 웨브를 파괴함으로써 서로로부터 용이하게 분리 가능하다.
원칙적으로, 프레임과 함께, 프레임 상의 구성 프로세스 중에, 넘버, QR 코드 또는 다른 마킹과 같은 정보 캐리어 요소가 구성되는 것이 가능한데, 이는 개별 성형체를 식별하는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부가의 지지 구조체가 구성 프로세스 중에 프레임 및 성형체와 일체로 구성되고, 이는 구성 프로세스 중에 성형체를 부가적으로 고정하고 구성 프로세스 중에 성형체 상에 작용하는 힘을 흡수한다. WO 2010/045950 A1호에 설명된 바와 같이, 구성 프로세스에 위치된 성형체가 이동축을 따라 슬러리로부터 반복적으로 하강되고 상승되면, 힘이 성형체, 프레임 및 탱크 저부 사이에 작용할 수 있고 전체 구성 물체의 구조에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 층의 경화 후에, 특정 상황 하에서, 구성 플랫폼의 상승 중에 탱크 저부로부터 탈착될 때, 예를 들어 확장된 경화 영역이 탱크 저부에 부착될 때, 상당한 인장력이 발생하는데, 이는 구성 플랫폼으로부터 프레임을 통해 구조체 내에 위치된 성형체로 전달되어야 한다. 이들 인장력은 지지 구조체에 의해 효과적으로 흡수될 수 있다. 바람직하게는, 지지 구조체는, 이동축을 따라 성형체 상에 작용하는 인장력을 흡수하기 위해, 구성 플랫폼에 대향하는 프레임의 면과 성형체 사이에서 구성 플랫폼의 이동축을 따라 배열된다.
본 발명에 따른 방법은 치과 기술의 분야에서 특히 유리한 것으로 입증되었다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 성형체는 치아 크라운, 인레이, 온레이, 베니어, 브릿지 또는 프레임워크와 같은 치아 치환부인 것이 제공된다.
표면의 정확성은 특히 치과용 제품에 있어서 특히 중요하다. 크라운과 같은 치아 치환부에서, 치아 밑동으로의 연결부로서 역할을 하는 교합면, 또한 내부면이 특히 중요하다. 따라서, 다른 위치에서 성형체와 프레임 사이에 연결부를 구성하는 것인 적당하다. 여기서 특히 적합한 위치는 치아 치환부의 구강면(oral surface) 또는 전정면(vestibular surface)이고, 여기서 치아 치환부의 구강 표면이 특히 바람직하다. 치아 치환부의 이들 표면은 지지 구조체의 부착을 위해 이상적으로 적합된다. 전반적으로, 이는 관련 표면, 특히 치아 치환부의 교합면 또는 내부면의 높은 정확성에 기여한다.
본 발명이 단지 바람직한 예시적인 실시예 및 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 지지 구조체 상의 치아 크라운의 디지털 템플릿의 측면도 및 소결 후에 제조된 치아 크라운의 사시 평면도.
도 2a 및 도 2b는 내부에 성형체가 배열되어 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 프레임의 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 프레임 배열의 도면.
도 1a는 지지 구조체(2) 상의 치아 크라운의 형태의 성형체(1)의 디지털 템플릿을 도시하고 있다. 이때, 이 디지털 템플릿은 세라믹으로 충전된 슬러리가 위치-선택적으로 경화되는 적층 제조 방법에 의해 성형체(1) 및 지지 구조체(2)를 층상으로 구성하는 데 사용된다. 치아 크라운(1)은 지지 구조체(2)에 의해 치아 크라운의 교합면의 범프 상에 지지된다. 지지 구조체(2)는 소결이 이루어지는 생산 프로세스 중에 크라운(1)의 소결을 야기한다. 지지 구조체(2)는 크라운의 생산 후에 제거된다.
도 1b는 제조 후에 치아 크라운(1)을 도시하고 있다. 여기서 지지 구조체(2)의 장치로부터 멀리로 향하는 영역(3, 4)이 프레이밍되어 있다. 소결 프로세스 중에 이들 영역에서 비교적 큰 왜곡이 발생한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 일체로 생산된 성형체 및 프레임을 도시하고 있다. 구성 프로세스 중에, 즉 성형체(5)(치아 크라운)와 일체로, 거리를 두고 성형체(5)를 둘러싸는 슬리브형 프레임(6)이 성형 재료로부터 층상으로 구성된다. 슬리브형 프레임(6)은 축방향(7)으로 그 종축(8)을 따라 연장된다. 프레임(6)의 측벽(9)은 축(7, 8)을 중심으로 연장된다. 도 2a의 표현은 축(7, 8)을 따른 치아 크라운의 씹는면의 평면도이다. 도 2b는 프레임(6) 및 이 프레임 내에 배열된 크라운(5)을 도시하고 있다.
단면도에서, 즉 종축(8)의 방향에서 볼 때, 프레임은 여기서 8각형의 형태의 다각형 형상을 갖는다. 이 형상은 프레임(6)에 부가의 안정성을 제공한다. 측벽(9)은 축(7)을 중심으로 성형체(5)의 둘레 주위로 연장된다. 프레임 및 성형체와 일체로 형성된 핀형 연결부(10)가 구성 프로세스 중에 프레임(6)의 측벽(9)의 내부벽 상에 구성된다. 이들 연결부는 축방향(7)에 있어서 성형체 주연부 주위에 분포된 것으로 도시되어 있고 성형체를 프레임에 연결한다. 연결부(10)는 특히 왜곡 회피 구조체로서 역할을 하고 열처리 조치 중에 성형체의 왜곡을 방지한다.
연결부(10)에 추가하여, 성형체(5) 아래의 지지 구조체(11)는 또한 성형체 및 프레임(6)과 일체로 구성된다. 구성 물체, 즉 프레임(6), 성형체(5), 연결부(10) 및 지지 구조체(11) 전체는, 구성 프로세스 중에, 도시되어 있지 않은 구성 플랫폼 상에서 구성되는데, 이 구성 플랫폼은, 도 2a에서 그 내부에 지지체(11)가 위치되어 있는 하부 프레임벽의 외부에 놓여 있다. 구성 플랫폼 상의 구조체 내에 위치된 구성 물체가 슬러리 내로 반복적으로 침지되고 재차 상승되며 따라서 구성 플랫폼으로부터 시작하여 층상으로 구성되는 대응 방법이 WO 2010/045950 A1호를 참조하여 서두에 설명되어 있다. 구성 프로세스 중에 성형체(5) 상에 작용하는 인장력은 지지 구조체(11)에 의해 흡수되고 이에 의해 효과적으로 흡수되고 프레임을 거쳐 구성 플랫폼에 전달된다.
축방향(7)에 있어서, 성형체(5)의 치수, 즉 성형체(5)가 축방향(7)으로 연장되는 길이는 축방향(7)에 있어서 프레임(6)의 치수에 실질적으로 대응한다. 핀형 연결부는 성형체(5)의 둘레에 걸쳐, 여기서 실질적으로 약 90°의 거리로 3개의 핀형 연결부의 그룹으로 분포된다. 다른 각도 거리(예를 들어, 45°, 60°, 120°)가 또한 가능하다. 그러나, 제조 프로세스에서 성형체(5)의 효율적인 고정을 보장하기 위해, 핀형 연결부가 성형체의 둘레의 상이한 섹션에 결합하는 것이 중요하다. 핀형 연결부(10)의 두께는 이들이 용이하게 파괴되도록 선택되고, 이에 의해 성형체(5)는 간단한 방식으로 프레임(6)으로부터 해제될 수 있다.
도 3은 어레이의 방식으로 또는 평면(A)(Z-Y) 내에 행렬 배열로 조합되고 개별 형상의 성형체(5)를 각각 유지하는 복수의 프레임(6)을 도시하고 있다. 이 프레임 배열(12)은 평면(A) 내에 벌집 구조를 갖는다. 인접한 프레임(6)은 평면(A)의 상기 벌집 구조 내에서 공통 프레임 벽 섹션(13)을 공유한다. X-방향에서 제1 프레임 배열 평면(A) 후방에는, 프레임 배열 평면(A)과 마찬가지로, 성형체가 내부에 배열되어 있는 상태로 벌집 구조 내에서 복수의 행렬 배열 프레임으로 이루어진 다른 프레임 배열 평면(B)이 구성되어 있다. 평면(A, B)은 서로로부터 이격되어 있는데, 이는 평면(A)의 성형체가 후방에 위치된 평면(B)의 성형체에 직접 연결되지 않는 것을 의미한다. 실제로, 2개의 평면(A, B)은 프레임 배열 평면(A, B)과 일체로 형성된 웨브(도시 생략)를 통해서만 서로 연결되는데, 즉 X 방향에서 서로 앞뒤로 놓인 프레임은 서로 직접 연결되지 않는다. 상기 웨브는 용이하게 파괴되도록 형성되고, 이에 의해 평면(A/B)은 서로로부터 용이하게 분리될 수 있다.
평면(B)은 평면(A/B)과 유사한 다른 평면(C/D)으로 이어진다.
1: 치아 크라운
2: 지지 구조체
3: 특정 왜곡 경향을 갖는 영역
4: 특정 왜곡 경향을 갖는 영역
5: 성형체
6: 프레임
7: 축방향
8: 종축
9: 프레임의 측벽
10: 연결부
11: 지지 구조체
12: 프레임 배열
13: 공통 프레임 벽 섹션
A: 제1 프레임 배열 평면
B: 제2 프레임 배열 평면
C: 제3 프레임 배열 평면
D: 제4 프레임 배열 평면

Claims (15)

  1. 구성 프로세스(construction process) 중에, 각각의 층에 대해 특정된 윤곽을 갖는 층 영역에서 전자기 방사선의 작용을 통해 성형 재료(building material)의 층을 연속적으로 고화함으로써 성형체(5)의 층상 구조체가 형성되는 적층 제조법에 의해, 성형 재료로부터, 특히 세라믹으로 충전된 슬러리로부터, 성형체(5)를 생산하기 위한 방법에 있어서,
    상기 구성 프로세스에서, 상기 성형체(5)와 함께, 거리를 두고 상기 성형체를 둘러싸는 슬리브형 프레임(6)이 상기 성형 재료로부터 층 단위로 구성되고, 추가적으로 상기 구성 프로세스에서, 복수의 핀형 연결부(10)가 상기 프레임(6) 및 상기 성형체(5)와 일체로 구성되며, 상기 핀형 연결부는 상기 성형체(5) 주위에 분포되고 상기 성형체(5)를 상기 프레임(6)에 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핀형 연결부(10)는 상기 프레임(6)의 내측에 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성형 재료의 고화는 위치-선택적 전자기 방사선에 의해, 특정된 윤곽 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 성형 재료는 세라믹 슬러리인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 성형체(5)의 치수는 상기 슬리브형 프레임(6)의 축방향(7)에서 상기 프레임(6)의 치수에 실질적으로 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 구성 프로세스 후에, 탈지 및/또는 소결이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 구성 프로세스 후에, 상기 프레임(6) 및 상기 성형체(5)의 탈지가 이루어지고, 추가적인 단계에서, 상기 성형체(5)가 상기 프레임(6)으로부터 해제되고 그 후에 소결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 성형체(5)는 상기 성형체(5)로부터 상기 핀형 연결부(10)를 분리함으로써 상기 프레임(6)으로부터 해제되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 구성 프로세스 중에 복수의 프레임(6) 및 이 프레임 내부에 배열된 성형체(5)를 갖는 일체형 프레임 배열(12)이 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프레임 배열(12)은 벌집 구조를 갖고, 인접한 프레임(6)들은 프레임 벽 섹션(13)을 공유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 프레임 배열(12)은 서로 적층된 복수의 프레임 배열 평면(A, B, C, D)을 포함하고, 상기 프레임 배열 평면 각각에는 복수의 프레임(6) 및 성형체(5)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 인접한 상기 프레임 배열 평면(A, B, C, D)은 서로로부터 이격되고, 일체로 형성된 웨브(web)에 의해 서로 연결되어, 인접한 상기 프레임 배열 평면(A, B, C, D)은 상기 웨브를 파괴함으로써 서로로부터 분리 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 성형체(5)는 치아 크라운과 같은 치아 치환부인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 치아 치환부(5)를 상기 프레임(6)에 연결하는 핀형 연결부(10)는, 상기 치아 치환부(5)의 구강면(oral surface) 또는 전정면(vestibular surface) 상에 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 성형체의 층상 구조는 구성 플랫폼 상에서 형성되고, 상기 구성 프로세스 중에 상기 성형체(5) 상에 작용하는 힘을 흡수하기 위해, 상기 프레임(6) 및 상기 성형체(5)와 일체로, 상기 구성 플랫폼에 대향하는 프레임(6)의 면과 상기 성형체(5) 사이에 부가의 지지 구조체(11)가 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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