KR20200140787A - 성형품 제조 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형품을 제조하기 위하여 기계화되고 자동화된 공정 및 상기 공정에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

성형품 제조 공정

본 발명은 성형품을 제조하기 위한 기계화 공정 및 상기 공정에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.

고유한 개별 또는 불규칙적인 성형품의 정밀하고 정확한 제조는 일반적으로 높은 경제적 및 기술적 지출과 관련이 있다. 예를 들어, CAD/CAM 모듈을 통해 프로토 타입 및 제조를 디지털화하는 등 생산이 컴퓨터에서 지원되는 경우가 많지만, 대부분의 경우 마지막 과정에서 사람이 하는 후처리 및 조정은 생략할 수 없다. 특히, 성형품의 외관과 같은 정밀한 맞춤 및 정확성 이외에 다른 특성이 각각의 적용에 중요하다면 이러한 경우이다. 예를 들어, 정형외과 및 치아 수복 분야에서 의료 및 미용 용도가 언급될 수 있다. 자동차 지사(branch) 또는 기계 공학 및 금형 구조와 같이 광학 특성이 중요하지 않은 분야에서도 성형품의 표면 및 기능 특성은 물리적 특성을 각 요구사항에 맞게 충족시키는데 중요한 수단으로 나타나고 있다. 따라서, 성형 제품의 기계적, 물리적 및 화학적 하중에 대한 저항은 표면 및 재료 조성물의 적절한 설계에 의해 영향을 받을 수 있다.

해당 성형품의 제조는 많은 경우에 최적의 성형품이 상이한 재료 및 재료 층으로 구성될 수 있고, 생산이 여러 공정 단계에서 수행되어야한다는 사실에 의해 더욱 복잡해진다. 따라서, 예를 들어, 치과 분야에서의 베니어링에 의한 다층 성형품의 제조는 개별 층이 각각의 경우에 개별적으로 그리고 수동으로 적용되고 처리되어야하기 때문에 매우 작업 집약적이다.

종래 기술에서, 기계 지원식 방법에 의한 성형품의 제조를 설명하는 다수의 공정이 공지되어있다.

DE 10 2010 037 160에는 의치(dentures)의 제조 방법이 개시되어 있는데, 지지 프레임에서 베니어를 제조하기 위해, 적어도 하나의 재료 혼합물의 여러 층이 지지 프레임의 공간적으로 구부러진 외부 표면에 자동으로 적용된다. 특히, 의치의 디지털 모델에 따른 컴퓨터 제어 방식으로, 재료 혼합물의 층은 공간적으로 곡선 방식으로 배열된 층으로서 적용된다. 상기 방법은 재료 혼합물의 여러 층이 서로 직접적으로 적용되는 것을 특징으로 한다.

DE 199 22 870은 치과 수복물의 색상, 반투명도, 밝기 및 형광의 개별적으로 자동 생성된 방법을 개시하고 있으며, 상기 방법의 기본 단계는 데이터 획득하고, 형상을 설명하기 위한 CAD 데이터 세트 및 레이어를 적용하기 위한 CAD/CAM 데이터 세트를 생성한 다음, 완전 자동화된 결과 테스트, 사양과의 비교, 필요할 수 있는 레이어 부분의 하나 이상의 절제, 데이터 입력의 수정 및 갱신된 애플리케이션을 특징으로 한다.

DE 10 2009 011 175는 적어도 하나의 홀딩 및 위치결정 유닛, 적어도 하나의 코팅 노즐을 포함하는 적어도 하나의 코팅 유닛, 제어 유닛 및 바람직하게는 퍼니스 챔버를 포함하는 제조 장치를 사용하여 치과 수복물 골격의 자동 치과 세라믹 베니어링 방법에 관한 것으로, 여기서 CAD/CAM 데이터 레코드는 베니어링의 코팅 적용을 위해 사용되며, 적용 공정 동안 노즐에 대한 프레임워크의 위치 변화는 단지 노즐에 대해 유지 및 위치 설정 유닛을 이동시킴으로써 수행된다. 또한, 제조 장치는 유지 및 위치 결정 유닛이 5 개 이상의 축 주위에서 회전 될 수 있고 노즐은 정지 설계를 갖는 것을 특징으로 한다.

US 2004/245663 A1은 실리콘 중합체에 기초한 테이프가 세라믹 프레임워크에 적용되는 성형품의 제조 방법을 개시하고 있다.

종래 기술에 공지된 방법은 최종 처리가 대부분의 경우 수동으로 수행되거나 결과를 확인하기 위해 복잡한 측정을 수행해야 한다는 단점이 있다. 따라서, 추가 공정 및 서브트랙티브 공정 단계는 일반적으로 다른 기계에서 또는 부분적으로 수동으로 별도로 수행해야 한다.

종래 기술에 기술된 방법의 다른 단점은 대부분의 경우에 부가 공정 단계가 레이저를 사용하여 수행된다는 것이다. 이로 인해 기판에 부정적인 영향을 줄 수 있는 열부하가 발생한다.

또한, 종래 기술에 기술된 방법은 자동화된 적용에 의해 여러 재료 또는 상이한 색상이 연속적으로 적용되는 것을 허용하지 않는다.

US 2016/0129528은 특히 코팅이 필름 형태로 제공되고 레이저를 사용하여 구성 요소 상에 용융되는 구성 요소에 코팅을 적용하는 방법을 개시하고 있다.

US 2017/0057011 및 US 2017/0008127은 구성 요소에 재료를 적용하기 위한 프린팅 헤드에 관한 것이다. 구성 요소는 제1 홀더에 고정되고, 프린팅 헤드는 제2 홀더에 고정된다. 기판의 일부는 그러한 적용 동안 적용 및 가열될 재료로 충격을 가한다.

따라서, 최적의 특성을 얻기 위하여 높은 치수 정확도 및 상이한 개별적으로 개조된 층 및 재료 특성을 갖는 다층 성형품의 제조를 가능하게 하는 완전 자동화 방법은 여전히 필요하며, 특히 성형품의 기능 및 외관은 작업 집약적인 수동 후처리를 생략할 수 있다. 또한, 기판상의 열부하가 바람직하게 낮게 유지되는 완전 자동화된 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상이한 재료 및 재료 특성을 갖는 치수적으로 정확한 성형품의 완전 자동화된 제조를 가능하게 하는 공정을 제공하는 것이며, 여기서 개별층의 기능성 및 외관이 가장 중요하고, 이는 의도된 용도에 따라 구체적으로 적용될 수 있다.

놀랍게도, 상기 목적은 서브트랙티브 공정(subtractive process) 및 추가 공정(additive process) 단계의 조합에 기초한 프로세스에 의해 달성될 수 있으며, 서브트랙티브 공정 및 추가 공정은 기계화되고 자동화된 방법에 의해 수행된다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 다음 단계를 포함하는 성형품 제조 공정에 관한 것이다:

a) 블랭크를 제공하는 단계;

b) 프레임워크 구조를 얻기 위해 서브트랙티브법을 사용하여 블랭크를 기계 가공하는 단계;

c) 단계 b)에서 수득된 프레임워크 구조에 코팅을 기계 적용하여 원료 성형품을 수득하는 단계;

d) 코팅을 경화시키는 단계;

e) 원하는 성형품을 수득하기 위하여 서브트랙티브법을 사용하여 코팅을 기계 가공하는 단계, 상기 코팅의 적용은 특히 자동화된 카트리지 교환기를 갖는 장치를 사용하여 수행된다.

앞니 영역에서 심미적인 크라운 복원은 자연스러운 치아 모양과 기능을 최적으로 모방해야 한다. 상기 목적를 달성하기 위해, 숙련된 치과 기술자의 복잡한 수작업은 오늘날 필수적이다. 부분적으로 단일 치아의 재건에는 몇 시간의 수작업이 필요할 수 있다. 본 발명에 따른 공정은 복잡한 공정의 기계 구현에 의해 치과 실험실에서의 공정의 효율 향상뿐만 아니라 성형 제품의 재현성, 공정 안전성 및 기능성을 향상시킬 수 있어야 한다.

적용에 따라, 프레임워크 구조에 하나 이상의 코팅을 적용하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정은 하기 단계를 포함하는 것이 바람직하다:

a) 블랭크를 제공하는 단계;

b) 프레임워크 구조를 얻기 위해 서브트랙티브법을 사용하여 블랭크를 기계 가공하는 단계;

c) 단계 b)에서 수득된 프레임워크 구조에 코팅을 기계 적용하여 원료 성형품을 수득하는 단계;

d) 코팅을 경화시키는 단계;

e) 서브트랙티브법을 사용하여 코팅을 기계 가공하는 단계;

f) 바람직하게는 단계 c)와 색상, 특성 또는 기능성 측면에서 상이한 코팅 조성물을 갖는 추가 코팅을 기계 적용하여 연장된 원료 성형품을 수득하는 단계;

g) 추가 코팅을 경화시키는 단계;

h) 서브트랙티브법을 사용하여 추가 코팅을 기계 가공하는 단계;

i) 단계 f) 내지 h)를 반복하여 원하는 성형품을 수득하는 단계.

종래의 방법은 특히 광학적 관점에서 원하는 품질을 달성하기 위해 코팅을 블랭크에 적용하는 것이 수동으로 수행되어야 한다는 단점이 있다. 이러한 제조 방법은 대부분의 경우 단일 코팅의 적용이 원하는 결과를 달성하기에 충분하지 않다는 사실에 의해 추가로 복잡해지고, 여기서 각 코팅은 지루한 수작업에 의해 원하는 모양으로 적용하고 만들어야 한다. 높은 수준의 기술이 요구되고 이러한 까다로운 작업을 수행 할 수 있는 자격을 갖춘 작업자는 이 수동 처리에 이어 연마와 같은 추가 처리 단계를 거치게되며 수동으로 수행해야 한다.

본 발명에 따른 공정은 모든 단계가 기계화된 방법으로 수행되는 장점을 제공하는데, 모든 공정 단계는 바람직하게는 동일한 기계로 또는 동일한 기계에서 수행된다. 따라서, 서브트랙티브법에 의한 블랭크 또는 코팅의 가공은 블랭크에 코팅을 적용하는 것과 마찬가지로 기계화된 방법으로 수행된다. 본 발명에 있어서 "기계화된 방법"은 직접적인 사람의 개입없이 기계에 의해 수행되는 작업 단계를 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정에 있에서, 공정 단계는 명시된 순서대로 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 방법은 수동 후 처리가 필요없이 색상, 기능 및 형상에 맞는 성형품을 제조할 수 있는 것을 특징으로한다. 따라서, 프로세스가 자동화되는 실시 예가 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 "자동화된(Automated)"은 인적 자원의 개입없이 개별 공정 단계의 성능을 의미한다. 그러나, 품질 관리, 특히 최종 제어 및 홀더로부터 블랭크의 분리, 최종 연마 또는 도장과 같은 추가 작업 단계가 수동으로 수행될 수 있다는 것이 배제되지는 않는다. 또한, 통제를 위한 인간의 개입은 예약되어 있다. 예를 들어, 서브트랙티브법의 수행 또는 코팅의 적용에 관한 특정 데이터가 직원에 의해 제공되는 것은 본 발명에 따른 방법의 자동화된 성능에 반대되지 않는다. 자동화된 적용은 바람직하게는 상이한 재료를 수용 및 전달하기 위한 수단을 포함하는 장치를 사용함으로써 수행된다. 이들 수단은 바람직하게는 사용된 재료를 수용 및 전달할 수 있는 카트리지이며, 여기서 전달은 예를 들어 노즐을 사용하여 수행될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 카트리지는 카트리지가 자동으로 교환될 수 있는 방식으로 배열된다.

성형품의 원하는 적용 및 기능에 따라, 이미 적용된 코팅 이외에도 상이한 재료 특성 및 색상을 갖는 하나 이상의 추가 코팅을 적용하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 상기 코팅 이외에 하나 이상의 추가 코팅이 적용되는 것이 바람직하다. 이는 바람직하게는 첫번째 코팅의 적용과 유사하게, 특히 본 발명에 따른 공정의 단계 c) 내지 e)를 반복하여 원하는 성형 생성물을 수득함으로써 수행된다.

본 발명에 따른 공정은 특히 광학적 및 기능적 특성이 요구되는 성형품의 제조에 적합하다. 따라서, 치과 수복물의 분야에서, 자연 치아의 외관 및 특성이 가능한한 자연적으로 모방되어야 한다는 과제가 있다. 특히, 각각의 치아는 예를 들어 소유자의 식습관에 의해 만들어지는 개별적인 색 구배를 갖는 것으로 고려되어야한다. 사람의 개별 치아조차도 모양이 다르므로 치과 수복물을 기존 치아 및 색 구성표에 맞추면 가능한 한 자연스러운 모양을 형성할 수 없다. 통상적인 방법에서, 이러한 색상 구배는 일반적으로 상이한 착색 코팅을 기본 프레임워크에 수동으로 적용함으로써 달성되며, 여기서 각각의 코팅은 그에 따라 원하는 형상에 맞게 조정되어야 한다. 따라서, 단일 외관이 달성될 수 있는지의 여부는 치과 수복물을 생산하는 사람의 경험, 손재주 및 색 인식에 주로 의존한다. 본 발명에 따른 공정은 코팅의 적용 및 이의 가공을 포함한 모든 단계가 기계화된 방법에 의해 수행되기 때문에 최적화를 제공한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 성형품이 치과 수복물인 것이 바람직하다. 상기 치과 수복물은 예를 들어 인레이(inlays), 온레이(onlays), 브리지(bridges), 크라운(crowns) 또는 임플란트(implants)일 수 있다.

특히 치아 수복물의 제조에서, 본 발명에 따른 공정의 장점이 밝혀졌다. 따라서, 본 발명에 따른 공정은 광학적 특성뿐만 아니라 기능성 및 기계적 특성과 관련하여 자연에 가까운 인간 치아의 모방을 허용한다.

그러나, 본 발명에 따른 공정은 치아 수복물의 제조로 제한되지 않는다. 오히려 다른 기술분야, 예를 들어 플랜트 및 기계공학 및 금형제작, 전기공학, 생산기술, 정형외과/의료기술 또는 자동차 건설 분야에서 성형품을 생산하는 데 사용될 수도 있다.

다음에서, 각각의 공정 단계가 더욱 구체적으로 설명된다.

공정 단계 a)

본 발명에 따른 공정의 단계 a)는 블랭크를 제공하는 단계를 포함한다. 블랭크는 재료의 관점에서 어떠한 제한도 받지 않는다. 바람직하게는, 블랭크는 금속 재료, 폴리머계 재료 및 세라믹 재료 뿐만 아니라 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함한다. 블랭크의 재료 및 조성은 각각의 적용에 따라 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 공정은 치과 수복물의 생산에 특히 적합하다. 따라서, 치아 수복물의 제조에 사용되는 재료가 바람직하다. 따라서, 일 실시예에서 블랭크는 복합 재료(composite material)를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있에서 "복합 (composite)"은 함께 결합된 둘 이상의 재료로 구성되는 복합 재료를 의미한다.

특히 일 실시예에서, 상기 복합 재료는 무기 패킹(inorganic packings)과 혼합된 유기 플라스틱 매트릭스(organic plastic matrix)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 패킹은 예를 들어 유리(glasses) 및 유리 세라믹(glass ceramics), 실리케이트(silicates) 및 이산화규소(silicon dioxide)를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 블랭크는 세라믹, 특히 유리 세라믹 또는 지르코니아 세라믹인 것이 바람직하다. 특히 일 실시예에서, 블랭크는 하이브리드 세라믹인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 "하이브리드 세라믹"은 폴리머계 필러와 혼합된 세라믹을 의미하고, 상기 세라믹은 유리 세라믹 또는 지르코니아 세라믹이다.

성형품의 적용 분야에 따라, 블랭크가 금속 재료를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 블랭크가 합금(alloy)인 것이 바람직하다.

공정 단계 b)

본 발명에 따른 공정의 단계 b)에 따르면, 제공된 블랭크는 서브트랙티브법을 사용하여 기계 가공되어 프레임워크 구조를 얻는다. 서브트랙티브법은 바람직하게는 밀링(milling), 그라인딩(grinding), 레이저 어블레이션(laser ablation) 및 워터젯 컷팅(water jet cutting)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 서브트랙티브법은 CAD/CAM 방법이다. 이러한 방식으로, 높은 치수 정확도가 달성되는 것이 보장된다. 따라서, 예를 들어, 프레임워크 구조를 설명하는 컴퓨터 기반 데이터 세트가 생성될 수 있다. 이 데이터 세트는 블랭크의 기계 가공을 위한 기초로 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 공정의 단계 b)에서 수득된 프레임워크 구조는 해부학적으로 감소된 단일 크라운 구조(single crown construction) 또는 해부학적으로 감소된 다중-유닛 브리지 구조(multiple-unit bridge construction)의 형태인 프레임워크 구조인 것이 바람직하다. 외부 윤곽의 해부학적 감소는 바람직하게는 자연치의 내부 상아질 형태(interior dentin form)의 모방을 나타낸다.

공정 단계 c)

단계 b)에서 수득된 프레임워트 구조의 추가 가공은 본 발명에 따른 공정의 단계 c)에 기재된 바와 같이 코팅을 기계 적용하여 원료 성형품을 수득함으로써 수행된다.

코팅을 프레임워크 구조에 적용하는 것은 임의의 기계 기술을 사용하여 수행 될 수 있다. 일 실시예에서, 코팅의 적용은 추가 방법(additive methods)에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 특히 일 실시예에서, 코팅의 적용은 예를 들어 압출(extrusion), 분무(spraying), 증착(vapor deposition), 침착(deposition), 침윤(infiltration) 또는 침지(immersion) 코팅에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 최적의 결과를 달성하기 위해 여러 기술을 결합할 수도 있다. 또한, 코팅의 적용은 가능한 한 정확하고 손실이 없는 적용을 보장하기 위해 CAD/CAM 방법을 사용하는 컴퓨터 지원으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 코팅의 적용은 테이프를 사용하여 수행되지 않는 것이 바람직하다.

코팅 재료는 성형품의 각각의 적용 및 프레임워크 구조의 재료와의 상용성을 고려하여 임의로 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 코팅은 금속 재료, 폴리머계 재료 및 세라믹 재료뿐만 아니라 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

특히 일 실시예에서, 코팅 재료는 폴리머계 재료가 바람직하다. 적합한 재료는, 예를 들어 메타크릴레이트군(예를 들어, PMMA, bis-GMA, UDMA, TEGDMA)의 군으로부터의 폴리머계 플라스틱 또는 상기 군으로부터의 플라스틱 물질 및 추가로 무기 필러(예를 들어, 유리, 세라믹, 유리 세라믹)를 포함하는 복합체를 포함할 수 있다. 코팅은 바람직하게는 중합체 분획의 부분적으로 중합되거나 중합되지 않은 상태에서 수행된다.

특히 일 실시예에서, 코팅 재료는 무기 재료가 바람직하다. 특히 바람직한 재료는 장석(feldspar), 규산 리튬(lithium silicate), 또는 백류석(leucite)에 기초한 규산염 유리(silicate glasses) 또는 유리 세라믹(glass ceramics)을 포함한다. 이 경우, 코팅은 바람직하게는 분산된 상태에서 수행된다.

코팅 재료는 후속 성형품의 물리적 특성을 결정하는데 사용될 수도 있다. 물리적 특성은 강성(stiffness), 밀도(density), 강도(strength) 또는 경도(hardness)와 같은 광학적 특성 및 기계적 특성 모두를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 공정은 또한 상이한 층이 상이한 특성을 갖는 성형품의 제조를 허용한다.

따라서, 예를 들어, 코팅 재료를 특정 첨가제와 혼합함으로써 성형품의 특정 외관을 달성할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 코팅 재료가 추가의 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다. 첨가제는 예를 들어, 착색 산화물(coloring oxides), 안료(pigments) 또는 유기 착색제(organic colorants)와 같은 착색 물질(coloring substances)일 수 있다. 예를 들어, 성형품의 강도 또는 반투명도는 적절한 물질을 첨가함으로써 결정될 수 있다. 예시적인 물질은 특히 착색제(colorants) 및 유리-착색 산화물(glass-coloring oxides)을 포함할 수 있으며, 여기서 첨가된 물질의 선택은 이들로 제한되지 않으며, 성형품으로부터 요구되는 각각의 개별 요구에 따라 선택될 수 있다.

블랭크 및 코팅의 재료가 후속 성형품으로부터 요구되는 요건의 함수로서 선택되는 것처럼, 블랭크 및 코팅의 재료의 조합은 또한 이러한 요건에 따라 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 블랭크 및 코팅은 동일한 재료인 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 블랭크 및 코팅은 상이한 재료인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 공정은 특히 상이한 재료를 조합하는것이 적합하다. 바람직하게는, 재료 및 코팅 재료는 서로 상이하며, 가능한 조합의 제한은 없다.

일 실시예에서, 블랭크의 재료는 장석 또는 백류석에 기초한 유리 세라믹이 코팅으로서 적용되는 이트륨 기반의 지르코니아(yttrium-stabilized zirconia)가 바람직하다.

다른 실시예에서, 장석 또는 백류석에 기초한 유리 세라믹은 블랭크 재료로서 치과용 합금에 코팅으로서 적용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 "치과용 합금(dental alloy)"은 크라운(crowns), 브릿지(bridges), 피봇 치아(pivot teeth), 임플란트(implants) 및 보철물(prostheses)의 형태로 치아를 보존하고 대체하기 위하여 치아 및 구강 조직과 호환되는 내식성(corrosion-resistant), 비변색성(non-discoloring), 내마모성(abrasion-resistant) 합금에 대한 일반적인 용어이다. 이러한 합금은 귀금속(precious metals) 또는 비금속(base metals)에 기초할 수 있다. 적합한 재료 및 재료의 조합은 당업자에게 공지되어 있다.

또한, 대안적으로 이트륨 기반의 지르코니아를 블랭크 재료로서 사용하고, 코팅을 위한 폴리머계 복합 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

대안적으로, 블랭크 재료로서 치과용 합금은 바람직하게는 폴리머계 복합 재료로 코팅된다.

다른 실시예에서, 폴리아릴에테르케톤(PAEK)군(예를 들어, PEKK, PEEK)으로부터의 고성능 폴리머가 블랭크 재료 및 코팅을 위한 폴리머계 복합 재료로 사용되는 것이 바람직하다.

또한 일 실시예에서, 블랭크 재료 및 코팅을 위한 폴리머계 복합 재료로서 하이브리드 세라믹이 사용되는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 폴리머계 복합 재료가 블랭크 재료로서 사용되고 코팅을 위한 폴리머계 복합 재료로 사용되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 코팅 재료는 실리콘 폴리머를 기본적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 특히, 바람직하게는 10 중량% 미만, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 0.5 중량% 미만, 또는 0 중량%의 실리콘 폴리머의 비율이 코팅에 존재한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공정은, 하나 이상의 코팅이 프레임워크 구조에 적용될 수 있는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 첫번째 코팅 및 추가 코팅의 재료는 동일한 재료인 반면, 다른 바람직한 재료는 대안적으로 바람직한 실시 예에서 사용된다. 예를 들어, 상이한 색상을 갖는 상이한 코팅이 도포되어 특정 색상 구배 또는 성형품의 특정 반투명도를 달성할 수 있다. 그러나, 기계적 강도, 요구되는 재료 특성 또는 기계 가공성의 관점에서, 상이한 층 특성을 갖는 하나 이상의 코팅을 프레임워크 구조에 적용하는 것이 유리할 수 있다.

일 실시예에서, 코팅의 적용은 표면에서 코팅을 용융시키기 위해 레이저를 사용하지 않고 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 불리한 재료 및 프레임워크 구조에 대한 열부하를 피할 수 있다.

공정 단계 d)

도포 후 코팅이 경화된다. 적절한 방법은 코팅 재료 및 달성되는 경도의 정도에 따라 다르다. 상이한 재료의 상이한 코팅이 사용되는 경우, 하나의 공정 실행 내에서 상이한 방법을 적용하거나 조합하는 것이 적절할 수 있다.

일 실시예에서, 코팅의 경화는 중합(polymerization), 소결(sintering), 건조(drying), 냉각(cooling), 압력(pressure) 또는 조사(irradiation)에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 상이한 경화 방법이 조합될 수 있다.

공정 단계 e)

본 발명에 따른 공정의 추가 단계에서, 적용된 코팅은 경화 후 서브트랙티브법에 의해 기계 가공되어 원하는 성형품을 수득한다. 이 단계에서, 예를 들어 형상 보정이 수행되거나, 표면 최적화되거나, 과도한 코팅 재료가 제거될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 하나 이상의 추가 코팅이 공정 단계 d) 내지 e)에 기재된 바와 같이 코팅에 기계 적용될 수 있다. 추가 코팅 또는 코팅은 이전 코팅 또는 코팅에 기계로 도포된 후 경화된다. 경화 후, 도포된 코팅은 예를 들어 특정 표면 구조를 달성하거나 과도한 코팅 재료를 제거하기 위하여 서브트랙티브법에 의해 기계 가공된다. 또한, 이 단계는 예를 들어 연마에 의해 광학적 개선을 수행하는데 사용될 수 있다.

상이한 재료의 조합에 따라, 안전한 재료 복합체를 제조하기 위해 추가의 표면 처리 단계가 필요할 수 있다. 이러한 표면 처리 단계는 커런덤(corundum), 유리 비드(glass beads), 유리 코팅 커런덤(glass-coated corundum)와 같은 블라스팅 수단을 사용한 블라스팅(blasting) 또는 불산(hydrofluoric acid), 인산(phosphoric acid)과 같은 산에 의한 에칭(etching)일 수 있다. 다른 표면 처리는 접착 촉진제(adhesion promoter)의 적용을 포함하는 것이 바람직하며, 이는 자유 라디칼 중합성기(polymerizable group)를 갖는 실란, 인산 에스테르, 포스폰산 및/또는 황 화합물의 군으로부터 하나 이상의 화합물 유형을 함유할 수 있다(예를 들어, 메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란(methacryloyloxypropyltrimethoxysilane), 메타크릴로일-옥시데실 디히드로겐포스페이트(methacryloyl-oxydecyl dihydrogenphosphate), 비닐벤질프로필아미노-트리아진-디티온(vinylbenzylpropylamino-triazine-dithione)).

더욱 바람직하게는, 표면 처리는 용매(예를 들어, 메타크릴산메틸)에 의해 표면층을 부분적으로 용해시키거나 다이아몬드-팁 분쇄 수단을 사용하여 분쇄(grinding)함으로써 수행될 수 있다.

추가 공정 단계

본 발명에 따른 공정은 성형품의 의도된 적용 분야에 따라 또는 사용된 재료의 기능에 따라 추가의 공정 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 서브트랙티브법에 의해 블랭크를 기계 가공한 후에 얻어진 프레임워크 구조의 열처리를 수행하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공정의 단계 b)에 이어서 프레임워크 구조의 열처리가 실시되는 것이 바람직하다. 상기 열처리는, 특히 블랭크가 서브트랙티브 공정 동안 의도된 용도에 상응하는 재료 특성을 갖는 상태가 아닌 재료로 제조되는 경우에 유리하다. 열처리는 건조(drying), 탈지공정(debinding), 소결(sintering), 결정화(crystallization), 중합(polymerization), 또는 이들 공정의 하나 이상의 조합이 바람직하다. 이러한 공정의 전형적인 온도는 문헌으로부터 당업자에게 공지되어 있으며 열처리 및 영향을 받는 재료의 목적에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 탈지가 수행되는 온도, 예를 들어 일반적으로 500℃ 내지 700℃의 범위에서, 지르코니아의 소결은 1000℃ 내지 1300℃에서 수행되고, 장석 세라믹의 소결은 500℃ 내지 900℃에서 수행된다.

본 발명에 따른 공정은 특히 적용 분야의 각각의 요건에 개별적으로 적합한 성형품의 제조에 적합하다. 따라서, 본 발명은 다른 관점에서 본 발명에 따른 공정에 의해 수득 가능한 성형품에 관한 것이다. 더욱 바람직하게는, 성형품은 치아 수복재이다.

본 발명은 다른 관점에서 본 발명에 따른 공정에서 세라믹 재료, 폴리머계 재료, 금속 재료 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 블랭크의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 다른 관점에서 본 발명에 따른 공정에서 세라믹 재료, 폴리머계 재료, 금속 재료 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 코팅의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 다른 관점에서 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 서브트랙티브법을 수행하기 위한 수단 및 추가 방법을 수행하기 위한 수단을 포함한다.

서브트랙티브법을 수행하기 위한 상기 수단은 바람직하게는 당업자에게 공지 된 5축 분쇄유닛(five-axis grinding unit)으로 구성되며, 광범위한 응용에 대해 이미 수득 가능하다. 요구되는 정밀도를 달성하기 위해, 추가 방법을 수행하기 위한 상기 수단은 5개의 축을 사용하여 재료를 적용하는 서브트랙티브 유닛과 동일한 자유도로 작동된다.

일 실시예에서, 장치는 하나 이상의 재료 용기 또는 카트리지, 및 용기 또는 카트리지를 수용하기 위한 홀더를 갖는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 장치는 적어도 2개의 카트리지를 갖는것이 더 바람직하다. 카트리지는 본 발명에 따른 성형품이 형성되는 재료를 수용하는 역할을 한다. 따라서, 상기 적어도 2개의 카트리지가 다른 재료를 포함하는 실시예가 바람직하다. 이들 상이한 재료는 예를 들어 상이한 색을 갖거나 상이한 재료 특성을 갖는 재료일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 적어도 2개의 카트리지는 동일한 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 카트리지를 부착 및 배치하기 위한 수단을 갖는다. 상기 수단은 바람직하게는 선형 및/또는 회전 모터에 의해 구동된다. 이러한 설계로 카트리지를 정확(accurate)하고 정밀(precise)하게 배치할 수 있다.

카트리지를 부착 및 배치하기 위한 상기 수단은 카트리지 교환기(cartridge changer)가 바람직하다. 바람직하게는, 이러한 카트리지 교환기 및/또는 카트리지는 카트리지에 포함된 재료의 조기 경화를 피하기 위하여 내광성(lightproof) 및/또는 기밀 밀봉(airtight seals)을 갖는다.

특히 일 실시예에서, 카트리지 교환기는 재료 적용에 사용되는 카트리지가 모터 제어에 의해 적용 위치로 들어가도록 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 모터 제어 드라이브는 필요한 양의 재료를 계량하고 적용하는데 사용되는 것이 바람직하다.

Claims (14)

1. 다음 단계를 포함하는 성형품(molded product) 제조 공정:
   a) 블랭크를 제공하는 단계;
   b) 프레임워크(framework) 구조를 얻기 위해 서브트랙티브법(subtractive methods)을 사용하여 블랭크를 기계 가공하는 단계;
   c) 단계 b)에서 수득된 프레임워크 구조에 코팅을 기계 적용하여 원료 성형품을 수득하는 단계;
   d) 코팅을 경화시키는 단계;
   e) 원하는 성형품을 수득하기 위하여 서브트랙티브법을 사용하여 코팅을 기계 가공하는 단계, 특히 코팅 적용시 자동화된 카트리지 교환기를 갖는 장치를 사용하여 수행됨.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 공정은 단계 c) 내지 e)를 반복함으로써 하나 이상의 추가 코팅을 적용하기 위한 단계를 추가로 포함하는 공정.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공정은 자동화된 방법에 의해 수행되는 공정.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형품은 치아 수복재인 공정.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭크는 세라믹 재료, 폴리머계 재료, 금속 재료 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 공정.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 세라믹 재료, 폴리머계 재료, 금속 재료 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함하는 공정.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭크 재료 및 코팅 재료는 서로 동일하거나 상이한 재료인 공정.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브트랙티브법은 밀링(milling), 그라인딩(grinding), 레이저 어블레이션(laser ablation) 및 워터젯 커팅(water jet cutting)으로 구성된 군에서 선택되는 공정.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅의 적용은 적층법(additive method)으로 수행되고, 압출(extrusion), 분무(spraying), 증착(vapor deposition), 침착(deposition), 침윤(infiltration) 및/또는 침지(immersion) 코팅에 의해 수행되는 공정.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅의 경화는 중합(polymerization), 소결(sintering), 건조(drying), 냉각(cooling), 압력(pressure) 및/또는 조사(irradiation)에 의해 수행되는 공정.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 공정으로 수득된 성형품.
    
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 공정에서 세라믹 재료, 폴리머계 재료 및/또는 금속 재료를 포함하는 블랭크의 용도.
    
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 공정에서 세라믹 재료, 폴리머계 재료 및/또는 금속 재료를 포함하는 코팅 재료의 용도.
    
14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 공정을 수행하기 위한 장치로서, 상기 장치는 서브트랙티브 공정 단계를 수행하기 위한 수단 및 추가 공정 단계를 수행하기 위한 수단을 포함하는 장치.