KR20210140744A

KR20210140744A - 치아 대체 부품을 제조하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20210140744A
Application number: KR1020217033010A
Authority: KR
Inventors: 올리퍼 노보라
Original assignee: 덴츠플라이 시로나 인코포레이티드; 시로나 덴탈 시스템스 게엠베하
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-11-23
Also published as: CN113784685A; EP3941387A1; WO2020187910A1; CN113784685B; CA3133878A1; JP2022525965A; JP7467496B2; EP3711707A1; EP3711707B1; US20220151747A1; EP3941387B1

Abstract

본 발명은 CAM 가공 장치(CAM processing device)(102)를 이용하여 블랭크(blank)(112)로부터 치아 대체 부품(tooth replacement part)(120)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 2개의 가공 도구(104, 106)에 상대적으로 가공 위치에서 블랭크 바디(114)의 배향을 변경하는 단계를 포함한다. 변경하는 단계는 블랭크 바디와 가공 도구를 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 서로에 대해 배향시키는 제1 배향 단계를 포함한다. 이렇게 하면서, 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향과 관련하여 제1 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제1 피봇 각도로 피봇팅된다.

Description

치아 대체 부품을 제조하기 위한 방법

본 발명은 치아 대체 부품(tooth replacement part)을 제조하기 위한 방법, CAM 가공 장치(CAM processing device), CAD/CAM 가공 시스템 및 치아 대체 부품을 제조하기 위하여 CAM 가공 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

크라운(crown), 브리지(bridge) 또는 인레이(inlay)와 같은 치아 대체 부품은 일반적으로 적합한 가공 장치, 예를 들어 단일 스핀들 CAM 가공 장치를 이용하여 블랭크(blank)로부터 제조된다. 이러한 종류의 블랭크는 치아 수복 재료(tooth restoration material)로 이루어진 블랭크 바디(blank body)를 포함한다.

치아 대체 부품을 제조하기 위해, 블랭크 바디는 예를 들어 3개의 직교하는 공간 방향으로 이동 가능한 회전하는 핀 형상의 재료 제거 가공 도구(material-removing processing tool)를 이용하여 기계 가공된다. 이러한 공간 방향 중 하나는 일반적으로 가공 도구의 회전 축이다. 치아 대체 부품은, 자연 치아의 명확한(decisive) 구조로 인해, 일반적으로 유사하게 복잡한 외부 표면 구조를 갖고, 리세스(recess) 또는 루멘(lumen)의 경우, 특히 표면 구조가 만곡될 수 있는 복잡한 내부 표면 구조를 가진다. 이에 따라 블랭크 바디로부터 만곡된 표면, 특히 언더컷(undercut)을 기계 가공할 수 있도록 하기 위해, 가공 도구가 상이한 공간 방향으로부터 블랭크 바디와 맞물리는 것이 종종 필요하다. 그러나, 이것은 한편으로는 대응하는 가공이 상대적으로 길고 다른 한편으로는 부정확성으로 인해 종종 손으로 표면 전이부(transition)의 2차 기계 가공에 대한 필요성이 있다는 문제와 연관된다. 가공 도구가 서로 다른 공간 방향으로부터 사용될 때의 대응하는 부정확성은 예를 들어 일반적으로 기계 가공 도구에 의해 외부 표면에서 수행되는 절단으로 인해 발생하는 도구 편향(tool deflection)에 의해 발생된다.

DE 10 2009 001 428 A1은 치과용 블랭크로부터 치과용 수복물(dental restoration)을 제조하기 위한 치과용 기계를 개시한다. 치과용 기계에서, 2개의 치과용 도구가 치과용 블록의 반대편 측들에 배열되고 공통 도구 축에 정렬되며, 치과용 블랭크는 도구 축에 상대적으로 비스듬히 기울어진 이송 축(feed axis)에 배열된다.

WO 2018/029244 A1은 치아 대체 부품을 제조하기 위한 블랭크를 개시한다.

WO 2014/058874 A1은 워크피스(workpiece)로부터 치과용 물품을 밀링하기 위한 밀링 기계를 개시한다. 밀링 기계에서, 2개의 치과용 도구가 워크피스의 반대편 측들에 배열되고 각각 3 자유도를 가지며, 워크피스는 공간적으로 고정된다.

본 발명의 목적은 블랭크로부터 치아 대체 부품의 개선된 제조를 가능하게 하는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 정의된 방법을 통해 달성된다. 추가적인 확장은 종속항에 정의된다.

본 발명은 CAM 가공 장치를 이용하여 블랭크로부터 치아 대체 부품을 제조하는 방법을 제공한다. 블랭크는 치아 수복 재료로 이루어진 블랭크 바디를 포함한다. CAM 가공 장치는 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치를 포함한다.

CAM 가공 장치는 블랭크로부터 치아 대체 부품을 기계 가공하기 위해 제1 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제1 핀 형상 재료 제거 가공 도구 및 제2 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제2 핀 형상 재료 제거 가공 도구를 더 포함한다.

2개의 길이방향 도구 축은 양 길이방향 도구 축이 서로 평행하게 배향되도록 기계 가공 동안 서로 연동된다.

2개의 가공 도구는, 가공 위치에서, 기계 가공 동안 반대편 측들로부터 블랭크 바디와 적어도 일시적으로 동시에 접촉하고, 기계 가공될 치아 대체 부품의 형상에 따라, 2개의 길이방향 도구 축에 수직인 제1 이동 축과 2개의 길이방향 도구 축에 평행한 제2 이동 축을 따라 이동된다.

상기 방법은 2개의 가공 도구에 상대적으로 가공 위치에서 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계를 포함한다. 변경하는 단계는 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 블랭크 바디와 가공 도구를 서로에 대해 배향시키는 제1 배향 단계를 포함한다. 제1 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은, 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향에 관련되어, 2개의 길이방향 도구 축에 수직으로 배향된 피봇 축을 중심으로 제1 피봇 각도만큼 피봇팅된다.

본 명세서, "치아 대체 부품(tooth replacement part)"은 치아 복원 치료를 위한 크라운, 브릿지 또는 인레이와 같은 치과용 보철물을 의미하는 것으로 이해된다.

본 명세서, "CAM 가공 장치(CAM processing device)"는 특히 치아 대체 부품을 제조하기 위해 블랭크를 기계 가공하기 위한 프로그램 제어 기계를 의미하는 것으로 이해된다. 본 가공 장치는 적어도 2개의 가공 도구가 동시에 사용되도록 구성된다. 결과적으로, 2개의 가공 도구의 경우, 가공 장치는 2개의 스핀들 가공 장치이다.

"재료 제거 가공 도구(material-removing processing tool)"라고도 하는 "가공 도구"는 특히 치아 대체 부품을 제조하기 위해 블랭크를 기계 가공하기 위한 CAM 가공 장치용 도구를 의미하는 것으로 이해된다.

이러한 종류의 가공 도구는, 예를 들어, 밀링 도구(milling tool)의 길이방향 축을 중심으로 하는 밀링 도구의 회전의 결과로 회전하도록 설정된 적어도 하나의 정의된 절삭 에지(cutting edge)를 갖는 밀링 도구일 수 있다. 이러한 종류의 가공 도구는, 예를 들어, 밀링 도구와 대조적으로 정의된 절삭 에지를 갖지 않고 대신에 연마재 처리 표면에 의해 형성되는 정의되지 않은 절삭 에지를 갖는 연삭 도구(grinding tool)일 수 있다. 예를 들어, 처리 표면은 특정 입자 크기(grain size)를 갖는 다이아몬드와 같은 연마재 입자로 덮일 수 있으며, 이에 의해 정의되지 않은 절단 에지가 형성된다. 예를 들어 연삭 도구의 길이방향 축을 중심으로 하는 연삭 도구의 회전의 결과로서, 정의되지 않은 절삭 에지는 회전하도록 설정된다. 앞서 언급된 양 실시예에서, 기계 가공이 단부면(end face), 특히 단부면의 중앙 영역 대신에 가공 도구의 외부 표면을 이용하여 수행된다면 유리할 수 있다. 외부 표면은 가공 도구의 길이방향 축을 중심으로 하는 회전의 경우 가장 큰 회전 속도를 가지는 반면, 단부면 중앙에서의 회전 속도는 0에 가깝다.

실시예들은 블랭크가 2개의 가공 도구를 동시에 이용하여, 특히 반대편 측들로부터 가공되는 것을 가능하게 하는 이점을 가질 수 있다. 따라서, 블랭크 바디로부터 치아 대체 부품을 기계 가공하는 데 필요한 가공 시간은 단 하나의 가공 도구를 이용하는 가공에 비해 상당히 감소될 수 있다. 따라서, 이상적인 경우, 가공 시간은 절반으로 된다. 예를 들어, 2개의 가공 도구는 반대편 측들로부터 블랭크 바디를 가공하는데, 하나의 가공 도구는 예를 들어 치아 대체 부품의 상부 측을 기계 가공하는 반면, 제2 가공 도구는 치아 대체 부품의 하부 측을 기계 가공한다.

기계 가공 동안의 2개의 길이방향 도구 축의 연동은, 2개의 가공 도구의 회전 축들이 서로 독립적으로 평행한 방향으로부터 피봇팅될 수 있어야 할 필요가 없기 때문에, 기계적 구조가 비교적 간단하게 될 수 있는 소형 CAM 가공 장치를 사용하는 것을 가능하게 한다.

그에 따라 단순화된 구조는 경제적일 뿐만 아니라, 동시에 가능한 마모 부품 및/또는 오작동의 수를 줄여서, 장치가 전체적으로 결함에 덜 민감하여 이에 따라 유지 보수를 덜 필요로 한다. 특히, 내용 연한도 연장될 수 있다.

그러나, 동시에, 실시예들은 블랭크 바디에서 가공 도구의 접촉 각도를 변경하는 것을 추가로 가능하게 한다. 여기에서, 블랭크 바디에 대한 가공 도구의 배치는, 예를 들어 기계 가공될 치아 대체 부품의 적도(equator) 뒤에서도 기계 가공할 수 있도록, 가공 동안 지속적으로 변경된다. 이러한 방식으로, 다양한 가공 도구에 의해 가공되는 치아 대체 부품의 영역들 사이에서, 기계 가공될 표면의 곡률에 있어서 예를 들어 불규칙적인 것(예를 들어, 불연속적인 것)의 형태의 단단한 전이부(hard transition)가 방지될 수 있다. 서로 다른 접촉 각도는 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 변경한 것의 결과이다. 여기에서, 블랭크 바디가 원칙적으로 2개의 가공 도구에 상대적으로 피봇 축을 중심으로 피봇 가능할 수 있고/있거나, 2개의 가공 도구가 블랭크 바디에 상대적으로 피봇 축을 중심으로 연동된 회전 축과 동시에 피봇 가능할 수 있다. 접촉 각도를 변경하는 것은 기계 가공될 치아 대체 부품의 서로 다른 영역들이 가공 도구가 블랭크 바디와 접촉하는 공간 방향을 변경하지 않고도 도달되는 것을 가능하게 한다. 동시에, 접촉 각도를 변경함으로써, 기계 가공될 치아 대체 부품의 표면의 기하학적 형상에 관계없이, 블랭크 재료와 접촉하여 이의 외부 표면을 이용하여 블랭크 재료를 기계 가공하는 것이 보장될 수 있다. 이것은, 외부 표면이 최대 회전 속도를 가지기 때문에, 가공 도구의 내용 연한이 상당히 연장될 수 있다는 이점을 가진다. 대조적으로, 가공 도구의 회전 축 상에 놓인 가공 도구의 단부면의 중앙 영역은 0 또는 0에 가까운 회전 속도를 가진다. 이 영역들이 치아 수복 재료와 접촉하는 경우, 상기 영역들은 대응하는 가공 도구의 최대 부하를 경험하여 빠른 마모를 유발할 수 있다.

실시예들에 따르면, 제1 배향 단계는 기계 가공 동안 블랭크 바디의 치아 수복 재료를 통한 2개의 가공 도구 중 적어도 하나의 이송 이동(feed movement)과 동시에 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 피봇팅하는 단계를 포함한다.

실시예들은, 2개의 가공 도구 중 적어도 하나가 치아 수복 재료를 통해 이동되는 동안 배향을 변경함으로써, 기계 가공 동안 접촉 각도의 연속적인 변화가 가능하게 되는 이점을 가질 수 있다. 또한, 가공될 치아 대체 부품의 표면 영역의 변동하는 곡률의 경우에, 접촉 각도는 이에 따라 곡률에서의 변동에 알맞은 방식으로 변경될 수 있다. 그 결과, 최적 접촉 각도가 항상 사용되는 것이 보장될 수 있다. 접촉 각도가 가공 도구의 단부면의 중심 영역이 치아 수복 재료와 접촉하지 않도록 또는 가공 도구의 단부면의 중심 영역이 치아 수복 재료와 접촉하는 경우 상기 가공 도구가 이의 단부면의 중심 영역에 수직으로 이송되지 않도록 선택될 때, 접촉 각도는 최적화된다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는 유지 장치를 이용하여 피봇 축을 중심으로 블랭크 바디를 피봇팅하는 단계를 포함한다.

실시예들은, 블랭크의 유지 장치를 이용한 피봇팅 구현의 경우, 가공 도구를 유지하고 회전시키기 위한 유지 및 구동 장치가 더욱 간단하게 구성될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 다시 말해서, 가공 도구의 대응하는 유지 및 구동 장치는 피봇팅을 실현하기 위해 추가 축을 중심으로 회전할 필요가 없다. 특히, 대응하는 요소 또는 장치의 복잡성이 이에 따라 감소될 수 있다. 블랭크 바디의 유지 장치는 추가로 구현되어야 하는, 예를 들어 가공 도구에서와 같은, 추가 회전없이 가공 도구의 유지 및 구동 장치의 이동과 독립적으로 블랭크를 피봇팅시키도록 구성된다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는 피봇 축들을 중심으로 2개의 가공 도구를 피봇팅하는 단계를 포함한다.

실시예들은 가공 도구 또는 가공 도구의 유지 및 구동 장치가 회전 또는 피봇 이동을 수행하도록 구성된다는 이점을 가질 수 있다. 결과적으로, 서로 독립적으로 이동 가능한 장치 요소의 수가 감소될 수 있다. 특히, 블랭크 바디의 유지 장치는, 추가적인 회전이나 피봇 이동을 구현할 필요가 없기 때문에, 간단하게 구성될 수 있다.

실시예들에 따르면, 배향을 변경하는 단계는, 적어도, 제1 가공 도구를 이용하여 치아 대체 부품의 외부 표면의 제1 영역을 기계 가공하기 위하여 수행되고, 상기 제1 영역은 양 가공 도구에 의해 가공될 제1 중첩 영역을 포한다.

실시예들은, 배향을 변경함으로써, 기계 가공될 치아 대체 부품의 표면이 변동하는 곡률을 가지더라도, 중첩 영역으로 지칭되는 치아 대체 부품의 가공 영역에 양 가공 도구 모두가 접근 가능하게 될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 대응하는 곡률은, 예를 들어, 언더컷(undercut)을 가질 수 있다. 특정 가공 도구의 회전 축에 평행한 표면 영역의 방향으로 이송될 때 주어진 접촉 각도에 대해 가공 도구 중 하나가 곡률의 결과로 직교 공간 축을 따라 최대 3축 이동을 통해 상기 표면 영역에 도달할 수 없는 경우에, 대응하는 언더컷 제공된다. 여기에서, 실시예들은 특히 대응하는 중첩 영역이 반대하는 방향들로부터 2개의 가공 도구에 의해 가공될 수 있어, 이에 의해 이 영역에서 전이부가 더욱 균일하게 될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 대응하는 중첩 영역은 2개의 가공 도구 중 하나에 의해서만, 즉 단독으로만 가공될 수 있는 영역 사이들 사이의 경계 영역을 구성한다. 단일 가공 도구에 의해서만 가공될 수 있는 영역들 사이의 경계 영역을 중첩 영역으로서 형성함으로써, 단독으로 가공되는 대응 영역들 사이에 균일한 전이부가 제공될 수 있다. 특히, 균일한 곡률은 이에 따라 이 영역에서 기계 가공될 수 있고, 이에 의해 2차 기계 가공에 대한 필요성 또는 비용이 최소화되거나 완전히 회피될 수 있다.

실시예들에 따르면, 배향을 변경하는 단계는, 제3 가공 배향에서 블랭크 바디와 가공 도구를 서로에 대해 배향하는 제2 배향 단계를 더 포함한다. 제3 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향에 관련되어 제1 피봇 각도에 정반대인 피봇 방향으로 제2 피봇 각도에 걸쳐 피봇 축을 중심으로 피봇팅된다. 제2 배향 단계는, 적어도, 제2 가공 도구를 이용하여, 제1 가공 도구에 의해 기계 가공된 제1 중첩 영역을 2차 기계 가공하기 위하여 수행된다.

실시예들은, 배향의 제2 변경을 통해, 양 가공 도구에 의한 가공이 중첩 영역의 영역, 특히 제1 중첩 영역에서 가능하다는 것이 보장될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 특히, 양 가공 도구가 동일한 및/또는 유사한 접촉 각도로 치아 수복 재료와 접촉할 수 있다는 것이 보장될 수 있다. 따라서, 동일한 곡률은 동일한 접촉 각도에서 반대의 이송 이동으로 양 가공 도구에 의해 가공될 수 있다.

실시예들에 따르면, 제2 배향 단계는 기계 가공 동안 블랭크 바디의 치아 수복 재료를 통한 2개의 가공 도구 중 적어도 하나의 이송 이동과 동시에 제2 가공 배향으로부터 제3 가공 배향으로 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 피봇팅하는 단계를 포함한다.

실시예들은, 특정 가공 도구에 의해 기계 가공되는 것과 동시에 상기 도구가 블랭크 바디와 접촉할 때, 제2 도구의 접촉 각도가 변경될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 따라서, 접촉 각도는 기계 가공 동안 변경될 수 있고, 중첩 영역의 영역에서 기계 가공될 치아 대체 부품의 표면의 곡률, 특히 변동하는 곡률에 최적으로 맞추어질 수 있다.

실시예들에 따르면, 치아 대체 부품의 적도(equator)는 제1 중첩 영역을 통과하여, 블랭크 바디의 제2 가공 배향에서, 2개의 도구 축에 수직으로 치아 대체 부품의 최대 범위를 정의한다. 제1 중첩 영역은, 양 가공 도구에 의한 가공의 결과로서, 적어도 적도에 수직인 방향을 따라 연속하는 곡률을 가진다.

실시예들은, 연속하는 곡률이 적도의 영역에서 기계 가공될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 이러한 종류의 적도는 예를 들어 치아 대체 부품의 외부 표면에서 언더컷을 구성한다. 적도에 대한 접선이 치아 대체 부품 주위로 상기 적도의 원주 방향에 수직으로 적도의 바로 위 또는 아래의 어떠한 표면과도 교차하지 않기 때문에, 3축 이동의 경우에 회전 축이 접선과 일치하거나 그에 평행하게 연장되는 가공 도구는 기껏해야 적도의 일측 상의 표면과 접촉할 수도 있다. 적도는 일반적으로 라인으로 구현되며 치아 대체 부품 주위로 연장된다. 실시예들에 따르면, 적도는 치아 대체 부품의 준비 라인과 일치할 수 있다. 대안적인 실시예들에 따르면, 적도는 치아 대체 부품의 준비 라인과 어떠한 교차점도 가지지 않는다. 실시예들에 따르면, 적어도 일부 섹션에서 닫힌 적도의 직경은 닫힌 준비 라인의 직경보다 더 크다.

실시예들에 따르면, 제1 중첩 영역을 포함하는 치아 대체 부품의 제1 영역의 기계 가공과 동시에, 치아 대체 부품의 외부 표면의 제2 영역은 제2 가공 도구에 의해 기계 가공되고 양 가공 도구에 의해 가공될 제2 중첩 영역을 포함한다. 치아 대체 부품의 적도는 제2 중첩 영역을 통과하고, 2개의 영역은 치아 대체 부품의 상호 반대되는 측들 상에 배열된다.

실시예들은, 2개의 가공 도구가 평행한 가공 경로들을 따라 블랭크 바디를 가공하는 이점을 가질 수 있으며, 대응하는 가공 경로들의 시작 영역 및 종료 영역은 각각 예를 들어 치아 대체 부품의 적도 영역에서 중첩 영역에 의해 형성된다. 따라서, 2개의 가공 도구의 가공 경로들이 이 영역에서 중첩되기 때문에, 이들의 해당하는 가공 경로들의 시작 영역 및 종료 영역에서 가공이 양 가공 도구에 의해 수행되는 것이 보장될 수 있다. 따라서, 하나의 가공 도구의 시작 영역과 다른 가공 도구의 종료 영역 사이에 전이부가 균일하게, 즉 연속적인 곡률로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 이러한 영역에서 2차 기계 가공을 수행할 필요가 이에 따라 감소 및/또는 완전히 회피될 수 있다.

배향을 변경하는 단계는, 적어도, 치아 대체 부품의 표면에서 언더컷을 기계 가공하기 위하여 수행된다.

실시예들에 따르면, 언더컷이 기계 가공되는 표면은 치아 대체 부품에서의 리세스(recess) 내의 내부 표면이다. 블랭크 바디와 2개의 가공 도구가 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향된 경우, 기계 가공될 언더컷은 제1 이동 축을 따라 리세스 내로의 방향으로 고려될 때 제1 이동 축에 수직한 그 범위가 증가하는 리세스의 영역을 포함한다.

실시예들은 언더컷이 예를 들어 적도 라인의 형태로 치아 대체 부품의 외부 표면 영역에서뿐만 아니라 리세스 또는 루멘 내의 내부 표면에서도 기계 가공될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 여기에서의 원리는 외부 표면의 경우에서와 동일하다. 블랭크 바디 및 가공 도구의 상대 배향을 변경함으로써, 적어도 대응하는 리세스를 기계 가공하는 가공 도구의 접촉 각도가 변경될 수 있다. 따라서, 언더컷은 또한 기계 가공될 대응하는 리세스의 내부 표면에서 기계 가공될 수 있다. 특히, 접촉 각도가 최적화될 수 있다. 즉, 가공 도구의 단부면이 치아 수복 재료와 접촉하지 않거나 대응하는 접촉이 최소화될 수 있다는 것이 보장될 수 있다.

실시예들은, 언더컷에 관계없이, 가파른 그리고/또는 심지어 수직인 표면 영역이 치아 대체 부품의 리세스 내에서 기계 가공되는 경우에 접촉 각도를 변경함으로써, 가공 도구의 단부 면이 치아 수복 재료와 접촉하는 것을 방지하고/하거나 이러한 일이 발생할 위험이 최소화된다는 것이 보장될 수 있다. 이에 의해 가공 도구에 대한 스트레스가 줄어들 수 있고, 내용 연한이 증가될 수 있다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구는 2개의 도구 축에 수직으로 평행한 이동 평면들에서 복수의 가공 경로에 걸쳐 연속적으로 2개의 가공 축을 따라 치아 수복 재료를 통해 이동된다. 2개의 가공 도구에 상대적으로 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는 복수의 가공 경로의 각각에 대하여 개별적으로 수행된다.

실시예들은 치아 대체 부품이 섹션들에서 블랭크 바디로부터 효과적이고 효율적으로 기계 가공될 수 있다는 이점을 가질 수 있으며, 가파른 외부 표면, 내부 표면 및/또는 언더컷과 같은 문제가 있는 영역을 기계 가공할 때, 가공 도구의 단부면과 치아 수복 재료 사이의 접촉이 최소화되거나 심지어 방지될 수 있는 방식으로 접촉 각도가 최적화될 수 있다.

실시예들에 따르면, 개별적인 가공 경로는 각각 경로 섹션으로 분할된다. 복수의 가공 경로는 각각 적어도 하나의 제1 경로 섹션을 포함하고, 제1 경로 섹션을 통과할 때, 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 피봇팅된다. 가공 경로는 각각 적어도 하나의 제2 경로 섹션을 더 포함하고, 제2 경로 섹션을 통과할 때, 블랭크 바디와 2개의 가공 도구는 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향된다.

실시예들은 제1 경로 섹션 내의 접촉 각도가 변경되는 반면, 제2 경로 섹션을 통과할 때 접촉 각도는 일정하게 유지된다는 이점을 가질 수 있다. 따라서, 접촉 각도를 변경하는 것은 필요한 정도로 제한될 수 있고, 이에 의해 이동 시퀀스가 단순화될 수 있고 따라서 결함에 덜 민감하게 될 수 있다.

실시예들에 따르면, 복수의 가공 경로는 각각 제3 경로 섹션을 포함하고, 제3 경로 섹션을 통과할 때, 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향으로부터 제3 가공 배향으로 피봇팅된다.

실시예들은 가공 도구에 의한 치아 대체 부품의 가공의 시작 영역과 대응하는 가공의 종료 영역에 각각 대응하는 제1 및 제2 경로 섹션을 통한 가공의 시작 영역 및 종료 영역 모두에서 접촉 각도가 변경될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 특히, 접촉 각도는 이에 따라 제1 가공 도구에 의한 가공과 제2 가공 도구에 의한 가공 사이의 전이 영역에서 변경될 수 있다. 이러한 전이 영역은 특히 양 가공 도구에 의해 가공되는 중첩 영역으로 구현될 수 있다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구의 적어도 하나에 대한 가공 경로는 각각 제4 및 제5 경로 섹션을 포함한다. 제4 경로 섹션을 통과할 때, 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향으로부터 제4 가공 배향으로, 그리고 다시 제4 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 피봇팅된다. 제5 경로 섹션을 통과할 때, 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향으로부터 제5 가공 배향으로, 그리고 다시 제5 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 피봇팅된다.

제4 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향에 관련되어 제3 피봇 각도에 걸쳐 피봇 축을 중심으로 피봇팅된다.

제5 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향에 관련되어 제4 피봇 각도에 걸쳐 피봇 축을 중심으로 제3 피봇 각도에 정반대인 피봇 방향으로 피봇팅된다.

치아 대체 부품의 외부 표면의 제1 및 제2 중첩 영역은 제1 및 제3 경로 섹션 내에서 가공된다. 언더컷은 제4 및 제5 경로 섹션 내에서 치아 대체 부품의 리세스 내에 형성된다.

실시예들은, 제4 및 제5 가공 단계에서, 언더컷이 예로서 블랭크 바디 및 가공 도구의 상대 배향을 변경함으로써, 즉 가공 도구의 접촉 각도를 변경함으로써, 치아 대체 부품의 리세스의 반대인 내부 표면들 상에 기계 가공될 수 있다는 이점을 가진다. 실시예들에 따르면, 가공 경로는 대응하는 제5 경로 섹션없이 대응하는 제4 경로 섹션만을 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구는, 적어도 일시적으로, 제1 이동 축을 따라 거울 반전 방식으로 이동된다. 실시예들은 블랭크 바디의 거울 반전 가공이 구현될 수 있는 이점을 가질 수 있으며, 이에 의해 가공 속도가 상당히 증가될 수 있고 이에 따라 결과적인 가공 시간이 단일 가공 도구만에 의한 블랭크 바디의 가공에 비해 감소될 수 있다.

실시예들에 따르면, 방법은 피봇 축에 평행한 제3 이동 축을 따라 2개의 가공 도구와 블랭크 바디 사이에서 상대적으로 이동하는 상대 이동 단계를 더 포함한다. 실시예들은 직교 공간 축을 따르는 가공 도구의 3축 이동이, 블랭크 바디를 추가로 이동시킬 필요없이, 가공 도구의 이동에 의해서만 구현될 수 있다는 이점을 가질 수 있다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구는 각각 제3 이동 축을 따라 이동된다. 실시예에 따르면, 블랭크를 위치 설정하기 위한 유지 장치는 제3 이동 축을 따라 블랭크 바디를 이동시키도록 구성된다.

실시예들은 제3 축을 따른 이동이 블랭크의 이동에 의해 구현될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 달리 말하면, 2축 운동은 예를 들어 가공 도구의 이동에 의해 구현될 수 있고, 제3 축을 따른 상대적인 이동은 블랭크 바디의 이동에 의해 구현될 수 있으므로, 3축 이동을 제공한다.

실시예들에 따르면, 제1 가공 도구는 상부 측을 가공하고 제2 가공 도구는 치아 대체 부품의 하부 측을 가공한다.

실시예들은 가공 도구 각각이 평행한 배향으로 반대 방향으로부터 블랭크 바디와 접촉하게 되는 이점을 가질 수 있다. 따라서, 가공 도구가 이전에 설명된 실시예들에 따라 상대 배향을 변경함으로써 동일한 접촉 각도를 취할 수 있다는 것이 보장될 수 있다.

실시예들에 따르면, 2개의 가공 도구는 각각 단부면(end face)을 갖고, 단부면은 기계 가공 동안 반대 방향으로 배향된다.

실시예들은 블랭크로부터 치아 대체 부품을 제조하기 위한 CAM 가공 장치를 더 포함한다. 블랭크는 치아 수복 재료로 이루어진 블랭크 바디를 포함한다. CAM 가공 장치는 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치를 포함한다.

CAM 가공 장치는 블랭크로부터 치아 대체 부품을 기계 가공하기 위해 제1 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제1 핀 형상 재료 제거 가공 도구 및 제2 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제2 핀 형상 재료 제거 가공 도구를 더 포함한다. 2개의 길이방향 도구 축은 양 길이방향 도구 축이 서로 평행하게 배향되도록 기계 가공 동안 서로 연동된다.

CAM 가공 장치는 2개의 가공 도구를 이용한 블랭크의 기계 가공을 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함한다. 컨트롤러는, 2개의 가공 도구가, 가공 위치에서, 기계 가공 동안 반대편 측들로부터 블랭크 바디와 적어도 일시적으로 동시에 접촉하도록 가공을 제어하도록 구성된다. 기계 가공될 상기 치아 대체 부품의 형상에 따라, 2개의 가공 도구는 2개의 길이방향 도구 축에 수직인 제1 이동 축과 2개의 길이방향 도구 축에 평행한 제2 이동 축을 따라 더 이동된다.

컨트롤러는 2개의 가공 도구에 상대적으로 가공 위치에서 블랭크 바디의 배향을 변경하도록 더 구성된다. 변경은 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 블랭크 바디와 가공 도구를 서로에 대해 배향시키는 제1 배향을 포함한다. 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향과 관련하여 제1 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 2개의 이동 축에 수직으로 배향된 피봇 축을 중심으로 제1 피봇 각도로 피봇팅된다.

실시예들에 따르면, CAM 가공 장치는 치아 대체 부품을 제조하기 위한 방법의 앞서 언급된 실시예들 중 하나 이상을 수행하도록 구성된다.

실시예는 이전에 설명된 실시예들 중 어느 하나에 따른 CAM 가공 장치 및 CAD 파일을 생성하기 위한 CAD 장치를 포함하는 CAD/CAM 가공 시스템을 더 포함한다. CAD 파일은 제조될 치아 대체 부품의 CAD 모델을 특정하고, 상기 치아 대체 부품은 치아 대체 부품의 리세스의 내부 표면 내에 적어도 하나의 언더컷을 가진다. 블랭크 바디와 2개의 가공 도구가 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향될 때, 언더컷은 제1 이동 축을 따라 리세스 내로의 방향으로 고려될 때 제1 이동 축에 수직한 그 범위가 증가하는 리세스의 영역을 포함한다.

실시예들은 치아 대체 부품의 리세스의 내부 표면 내에 언더컷을 정의하는 생성될 치아 대체 부품의 CAD 모델이 블랭크 바디의 가공을 위하여 사용될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 이전에 설명된 실시예에 따라 블랭크 바디 및 가공 도구의 상대 배향을 변경하지 않고, 대응하는 언더컷은 기계 가공될 수 없다. 결과적으로, 언더컷은 예를 들어 손으로 그 안에 후속적으로 형성되어야 했을 수 있다. 이 경우에, 종래의 CAD 모델은 언더컷이 없는 리세스를 정의하였을 수 있어, 상기 언더컷은 2차 가공 단계에서만 형성될 수 있다. 실시예들은, 언더컷이 기계 가공 과정 동안 기계 가공될 수 있기 때문에, 완전 자동화될 수 있고 추가로 약간의 가공 단계들에서 더 빠른 가공을 가능하게 할 수 있다는 이점을 가질 수 있다.

실시예들은 블랭크로부터 치아 대체 부품을 제조하기 위한 CAM 가공 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램을 더 포함한다. 블랭크는 치아 수복 재료로 이루어진 블랭크 바디를 포함한다. CAM 가공 장치는 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치를 포함한다.

컴퓨터 프로그램은 2개의 가공 도구를 이용하는 CAM 가공 장치에 의한 블랭크의 기계 가공을 제어하기 위한 기계 판독 가능한 프로그램 명령어를 포함한다. 프로그램 명령어는 가공 위치에 있는 2개의 가공 도구는 기계 가공 동안 반대편 측들로부터 블랭크 바디와 적어도 일시적으로 동시에 접촉하도록 가공을 제어한다. 기계 가공될 치아 대체 부품의 형상에 따라, 2개의 가공 도구는 2개의 길이방향 도구 축에 수직인 제1 이동 축과 2개의 길이방향 도구 축에 평행한 제2 이동 축을 따라 이동된다.

기계 판독 가능 프로그램 명령은 2개의 가공 도구에 상대적으로 가공 위치에서의 블랭크 바디의 배향 변경을 추가로 제어한다. 변경은 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향에서 블랭크 바디와 가공 도구를 서로에 대해 배향시키는 제1 배향을 포함한다. 제2 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향과 관련하여 제1 가공 배향에서의 2개의 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 2개의 길이방향 도구 축에 수직으로 배향된 피봇 축을 중심으로 제1 피봇 각도로 피봇팅된다.

실시예들에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품은 치아 대체 부품을 제조하기 위한 방법의 전술한 실시예들 중 하나 이상을 수행하도록 구성된다.

본 발명의 실시예들은 아래에서 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 치아 대체 부품을 제조하기 위한 가공 시스템의 개략적인 블록도를 도시하고;
도 2는 치아 대체 부품을 제조하기 위한 예시적인 블랭크를 도시하고;
도 3은 블랭크를 유지하기 위한 예시적인 유지 어댑터를 도시하고;
도 4는 블랭크 바디의 예시적인 배향을 도시하고;
도 5는 치아 대체 부품을 제조하기 위한 예시적인 가공 경로를 도시하고;
도 6은 예시적인 경로 섹션의 개략적인 분할을 도시하고;
도 7은 블랭크 바디의 예시적인 배향을 도시하고;
도 8은 치아 대체 부품을 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시하고;
도 9는 블랭크 바디의 예시적인 배향을 도시하고;
도 10은 치아 대체 부품을 제조하기 위한 예시적인 방법을 도시하고;
도 11은 예시적인 언더컷을 도시하고; 그리고
도 12는 가공 경로의 예시적인 궤적을 도시한다.

서로 대응하는 다음의 실시예들의 요소들은 동일한 참조 부호로 표시될 것이다.

도 1은 치아 대체 부품(tooth replacement part)(120)을 제조하기 위한 가공 시스템(processing system)(100)의 개략적인 블록도를 도시한다. 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위해, 컴퓨터(122)에 의해 제어되는 CAM 가공 장치(102)가 사용된다. 컴퓨터(122)는 예를 들어 하나 이상의 프로세서 및 CAM 가공 장치(102)를 제어하기 위한 기계 판독 가능한 프로그램 명령어가 저장되는 하나 이상의 메모리를 포함한다. 또한, 컴퓨터(122)는 CAD 장치로 구성될 수 있고 CAD 모델(134)을 생성하기 위한 기계 판독 가능한 프로그램 명령어를 포함할 수 있다. 하나 이상의 대응하는 CAD 모델(134)은 컴퓨터(122)의 메모리에 저장되고 제조될 하나 이상의 치아 대체 부품을 3D 모델의 형태로 정의한다. 이러한 CAD 모델(134)은 그 자체가 CAD 장치로 구성된 컴퓨터(122)를 이용하여 또는 하나 이상의 외부 CAD 장치(도시되지 않음)를 이용하여 생성된다. 후자의 경우, CAD 모델(134)은 예를 들어 네트워크를 통해 또는 교환 가능한 데이터 캐리어를 통해 외부 CAD 장치로부터 저장을 위해 컴퓨터(122)에 제공되었을 것이다. 대응하는 3D 모델은 예를 들어 치아 대체 부품의 표면, 즉 외부 표면 및 적용 가능한 경우의 내부 표면을 정의하는 3차원 확장된 삼각형 메쉬(three-dimensionally spanned triangle mesh)를 포함할 수 있다. 대응하는 CAD 모델은 예를 들어 다양한 CAD/CAM 시스템 사이에서의 3D CAD 모델의 교환을 위한 일반 데이터 포맷으로 제공될 수 있다. STL 포맷과 같은 이러한 종류의 일반 데이터 포맷은, 예를 들어, 추가 정보없이 표면 및 대응하는 3D 모델의 삼각형 메쉬만을 포함한다. 컴퓨터(122)의 프로세서에 의한 기계 판독 가능한 프로그램 명령어의 실행은 컴퓨터(122)가 예를 들어 CAM 가공 장치(102)를 작동시켜 블랭크 바디(blank body)(114)로부터 치아 대체 부품(120)을 기계 가공하도록 한다. 이를 위해, 가공 도구(104, 106)을 위한 제어 경로는 가능한 한 정밀하고 빠르게 그리고 가공 도구(104, 106)에 대하여 가능한 한 부드러운 방식으로 치아 대체 부품(120)을 블랭크(112)로부터 기계 가공하기 위하여 컴퓨터(122)에 의해 최적화된다. 또한, 대응하는 경로에 걸친 피봇 각도가 블랭크 바디(114)와의 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도를 변경하기 위해 정의된다. 특히, 높은 가로 방향 작용력과 가공 도구(104, 106)의 단부면(end face)에 작용하는 힘은 밀링 도구 또는 연삭 도구와 같은 가공 도구(104, 106)의 파손 또는 손상을 초래할 수 있다. CAM 가공 장치의 제어 경로는 3개의 직교 공간 축 X, Y 및 Z를 따라 가공 도구(104, 106)의 임의적인 이동을 설명할 수 있으며, 가공 도구(104, 106)는 제어 경로를 따라 레이어별로 이동되고 이렇게 하면서 블랭크 바디(114)로부터 치아 대체 부품(120)을 기계 가공할 수 있다. 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도는 기계 가공될 치아 대체 부품(120)의 특정 기하학적 구조에 대해 이 경로에 걸쳐 추가로 맞추어질 수 있고/있거나 이를 위해 최적화될 수 있다.

컴퓨터 시스템(122)은, 예를 들어, 모니터(128)와 같은 디스플레이 장치(128)와, 키보드(124) 및 마우스(126)와 같은 입력 장치를 더 포함한다. 예를 들어, 제조될 치아 대체 부품(120)을 위하여 가공될 CAD 모델(134)은 모니터(128) 상에 시각화된다. 입력 장치(124, 126)는 사용자가 대응하는 CAD 모델(134)을 선택, 생성 및/또는 변경할 수 있게 한다. 이 목적으로, 그래픽 사용자 인터페이스(130)가 예를 들어 모니터(128) 상에 제공되고 대응하는 조작 요소(132)를 포함한다. 예를 들어, CAM 가공 장치(102)에 의한 블랭크(112)의 가공은 추가로 입력 장치(124, 126)를 이용하여 조작 요소(132)를 통해 시작될 수 있다.

CAM 가공 장치(102)는 예를 들어 CAM 가공 장치(102)의 반대편 측들에 배열된 2개의 핀 형상 가공 도구(104, 106)를 포함한다. 가공 도구(104, 106)의 길이방향 축들 또는 대응하는 가공 도구(104, 106)의 회전 축들은 서로 평행하게 배향된다. 도시된 배열에서, 길이방향 축/회전 축은 공간 축 Z에 평행하게 연장된다. 가공 도구(104, 106)는 각각 유지 장치(108, 110)에 의해 유지되고, 상기 유지 장치는 예를 들어 3개의 공간 축을 따라 가공 도구(104, 106)를 이동시키도록 구성된다. 이 3개의 공간 축은 서로 직교하게 배열된 X, Y 및 Z 축이다. 2개의 축 Y 및 Z는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도면 평면 내에 놓이는 반면, 축 X는 도면 평면에 수직으로 연장된다. 블랭크(112)는 치아 수복 재료(tooth restoration material)로부터 블랭크 바디(114)의 형태로 제조된다. 블랭크(112)는 예를 들어 홀더(116)를 포함하고, 이를 이용하여 블랭크 바디(114)는 유지 장치(118)를 통해 CAM 가공 장치(102) 내에 유지 및 위치 설정된다.

제한된 운동 전달 이론(kinematics)으로 인해, 치아 대체 부품의 2개의 가공 측 사이에 연동이 형성되고, 이러한 연동은 2개의 가공 도구(104, 106) 중 하나에 의해 처리된다. 2개의 가공 도구(104, 106)의 회전 축들은 Z 축에 평행하게 연동된다. 그럼에도 불구하고 2개의 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도를 변경할 수 있도록 하기 위해, 블랭크 바디(114)에 상대적인 2개의 가공 도구(104, 106)의 배향은 피봇 축(117)을 중심으로 피봇팅된다. 양 가공 도구(104, 106)가 블랭크 바디(114)와 접촉하고 있다면, 양 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도는 이에 따라 동일하게 변경된다. 2개의 가공 도구(104, 106) 중 하나만이 블랭크 바디(114)와 접촉하고 있다면, 이 하나의 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도만이 이에 따라 효과적으로 변경된다. 예를 들어, 양 이동 측의 동기화는 개별 가공 경로 또는 제어 경로의 시작 및 종료에 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 제조될 치아 대체 부품(120)의 적도(equator)를 넘어가는 가공의 목적으로 이 영역들에서의 회전 축들의 동시 이동도 구현될 수 있다.

실시예들에 따르면, 유지 장치(118)는 공간 축(Y)에 평행하게 지나가는 피봇 축(117)을 중심으로 블랭크 바디를 피봇팅하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 가공 도구(104, 106)의 유지 장치(108, 110)는, 회전 축의 평행 배향을 유지하면서, 회전 축(117)을 중심으로 가공 도구(104, 106)를 피봇팅하도록 구성될 수 있다. 대응하는 피봇팅에 의해, 2개의 가공 도구(104, 106)에 상대적인 블랭크 바디(114) 및 이에 따른 기계 가공될 치아 대체 부품(120)의 배향이 변경될 수 있다. 특히, 블랭크 바디(114)와의 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도는 변경될 수 있다.

도 2는 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 예시적인 블랭크(112)를 도시한다. 대응하는 블랭크는, 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이, 핀 형상 홀더(116) 상에 배열된 직육면체 또는 정육면체 형상 블랭크 바디(114)로 구성될 수 있다. 대응하는 핀 형상 홀더(116)를 이용하여, 블랭크(112)는 CAM 가공 장치(102)의 의도된 유지 장치(118)에 고정될 수 있다. 블랭크 바디(114)는 알려진 CAM 가공 장치에 대한 통상적인 블랭크에 대응하는 치수를 가질 수 있다. 제조될 치아 대체 부품은 예를 들어 임플란트를 위한 전체 보철물, 치과용 보철물, 전체 크라운(crown), 부분 크라운, 다수의 전체 치아로 형성된 브릿지(bridge) 또는 인레이(inlay)일 수 있다. 블랭크 바디(114)의 예시적인 치수는 20 mm x 19 mm x 15.5 mm, 40 mm x 19 mm x 15.5 mm 또는 40 mm x 19 mm x 15.5 mm를 포함한다.

도 2b는 실질적으로 원통형 블랭크 바디(114)로 구성된 프리폼(preform)으로서의 블랭크(112)의 대안적인 실시예를 도시한다. 대응하는 블랭크 바디(114)는 예를 들어 CAM 가공 장치(102)의 축에 직접 고정될 수 있다. 도 2c는 마지막으로 원형 블랭크 또는 디스크 형상 블랭크 형태인 블랭크(112)의 예시적인 바디(114)를 도시한다. 이러한 종류의 원형 블랭크는 예를 들어 원통형 윤곽, 특히 원형 원통형 윤곽, 퍽 형상(puck-shaped) 윤곽 또는 턱 형상(jaw-shaped) 윤곽을 가질 수 있다. 원형 블랭크는 예를 들어 다양한 세라믹 재료로 98.5 mm 직경의 표준 형식으로 상업적으로 이용 가능하다. 그러나, 원형 블랭크는 예를 들어 105 mm와 같은 다른 직경을 더 가질 수 있다. 원형 블랭크의 높이는 예를 들어 13 mm, 16 mm 또는 22 mm일 수 있다. 원형 블랭크는 예를 들어 인간의 턱의 형상에 기초한 윤곽과 같은 비원형 형상을 더 가질 수 있다. 대응하는 원형 블랭크는 이러한 목적을 위해 구성된 클램핑 장치(144)에 클램핑되고, 따라서 CAM 가공 장치(102)의 유지 장치(118)에 의해 유지될 수 있다. 도 2c에 따른 이러한 종류의 원형 블랭크 형태의 블랭크(112)는 복수의 치아 대체 부품(120)이 대응하는 블랭크(112)로부터 가공될 수 있다는 이점을 가질 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 따른 블랭크(112)의 경우, 예를 들어 복수의 블랭크 바디(114)가 이러한 목적을 위해 의도된 클램핑 어댑터(146)에 클램핑되고 클램핑 장치(144)를 이용하여 CAM 가공 장치(102)의 유지 장치(118)에 의해 유지된다.

도 2a 내지 도 2c의 블랭크 바디(114)가 제조되는 치아 대체 재료는, 예를 들어, 산화 지르코늄 소결 세라믹 또는 예를 들어 CoCr 합금에 기초로 하는 소결 금속과 같은 소결 재료일 수 있다. 대안적으로, 치아 대체 재료는 최종 강도 재료(final-strength material), 예를 들어 최종 강도 치과용 세라믹일 수 있다. 이 최종 강도 재료는 장석(feldspar)을 포함할 수 있거나, 장석과 유사할 수 있거나, 유리-세라믹일 수 있다. 특히, 이는 리튬-디실리케이트 유리 세라믹, 크리스탈 세라믹, 특히 산화 알루미늄 및/또는 산화 지르코늄으로 구성될 수 있다. 치아 대체 재료가 소결 재료인 경우, 대응하는 치아 대체 부품(120)의 최종 강도를 달성하기 위해 필요한 최종 소결 공정의 결과로서의 치수의 향후 수축이 제조될 치아 대체 부품(120)의 치수를 특정하는 CAD 파일(134)을 생성할 때 고려되어야 한다. 그러나, 치아 대체 재료가 최종 강도 재료인 경우, CAD 파일(134)을 생성할 때 수축은 고려될 필요가 없으며, 대신 CAD 파일이 제조될 치아 대체 부품(120)의 원하는 종료 치수를 직접 특정할 수 있다.

도 3a는 CAM 가공 장치(102)에서 도 2a에 따른 복수의 직육면체 블랭크 바디(114)를 유지하도록 구성된 대응하는 클램핑 장치(144)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이를 위해, 대응하는 블랭크(112)의 홀더(116)는 예를 들어 이러한 목적을 위해 구성된 클램핑 어댑터(146)에 고정된다. 예를 들어, 대응하는 클램핑 어댑터(146)는 대응하는 블랭크(112)가 적절한 클램핑 요소, 예를 들어 나사에 의해 단단히 클램핑될 수 있는 복수의 연속적으로 번호가 매겨진 유지 위치를 포함한다. 클램핑 어댑터(146)는 유지 어댑터(140)에 의해 유지되는 클램핑 장치(144)에 클램핑된다. 유지 어댑터(140)는 바 형상(bar-shaped)의 홀더(116')를 포함하며, 이를 통해 도 2a에 따른 복수의 블랭크(112)가 CAM 가공 장치(102) 내에 유지될 수 있다. 도 3b는 도 3a와 동등한 유지 어댑터(140)의 실시예를 도시하며, 클램핑 어댑터(146)는 의도된 위치에서 클램핑 방식으로 도 2b에 따른 복수의 블랭크(112)를 유지하도록 구성된다. 도 3c는 이전의 도 3a 및 3b에 따른 유지 어댑터(140) 및 클램핑 장치(144)만을 포함하는 대안적인 실시예를 도시한다. 클램핑 장치(144)는 도 2c에 따른 원형 블랭크 형태의 블랭크(112)를 직접 클램핑하도록 구성된다.

도 3d는 마지막으로 단순한 블록 또는 직육면체 블랭크 바디(114) 형태의 블랭크(112)가 유지 장치 내에 클램핑되는 대안적인 실시예를 도시한다. 블랭크(112)는 유지 장치(118)에 의해 유지되고, 블랭크 바디(114)에 연결된 홀더(116)는 예를 들어 나사(119)를 이용하여 유지 장치(118)에 클램핑된다. 클램핑된 블랭크(112)는 블랭크가 공간 방향 Z에서 서로 평행하게 배향된 2개의 가공 도구(104, 105)에 의해 가공되고 있는 동안 공간 축 Y에 평행한 피봇 축(117)을 중심으로 피봇 가능하다. 2개의 가공 도구(104, 106)는 각각 유지 장치(108, 110)에 고정된다.

도 4a 및 도 4b는 블랭크 바디(114)의 예시적인 배향을 도시한다. 치아 대체 부품(120)은 블랭크 바디(114)로부터 기계 가공된다. 치아 대체 부품(120)은, 가공 도구(104, 106) 및 블랭크 바디(114)의 기준 배향에서, 가공 도구(104, 106)의 회전 축에 수직으로의, 즉 공간 축 Z에 수직으로의, 치아 대체 부품(120)의 범위의 최대 라인을 나타내는 적도를 가진다. 도 4a에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 가공 도구(104)는, 공간 축 X 및 Z를 따른 이동의 경우, 적도(200) 위의 영역에만 도달할 수 있는 반면, 제2 가공 도구(106)는 적도(200) 아래의 치아 대체 부품(120)의 영역에만 도달할 수 있다. 도 4b에서, 블랭크 바디(114)는 도면 평면에 수직인 피봇 축을 중심으로 피봇팅되었다. 따라서, 제1 가공 도구(104)가 적도(200) 아래 영역(204)에 도달하는 것이 가능하게 되는 반면, 제2 가공 도구(106)는 적도(200) 위의 영역(202)에 도달하는 것이 가능하게 되었다. 2개의 영역(202, 204)은 함께 피봇 축을 중심으로 하는 블랭크 바디(114)의 피봇팅으로 인해 양 가공 도구(104, 106)에 의해 가공될 수 있는 중첩 영역(206)을 형성한다. 적절한 경우, 피봇 축을 중심으로 하는 회전의 정반대 방향으로 피봇팅이 수행될 수 있다. 대응하는 중첩 영역(26)은 기계 가공될 치아 재료의 양측에서 발견될 수 있거나, 치아 대체 부품 주위로 띠 형태로 적도(200)를 따라 연장될 수 있다. 치아가 일반적으로 거울 대칭이 아니기 때문에, 중첩 영역은 치아 대체 부품의 주변부를 따라 그 폭이 변동될 수 있다. 중첩 영역의 폭은 예를 들어 수 밀리미터의 영역 내에 있다. 도 5는 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 예시적인 가공 경로들(220)을 도시한다. 블랭크 바디(114)에 상대적인 가공 도구(104, 106)의 배향이 변경될 수 있는 피봇 축은 마찬가지로 예시적인 피봇 축(117)으로 도시된다. 이것은 공간 축 Y에 평행하게 연장된다. 그에 수직으로, 도면 평면에 수직으로 연장되는 가공 도구(104)는 평행한 가공 경로들(220) 위로 안내되어, 이에 따라 블랭크 바디(114)로부터 치아 대체 부품(120)을 기계 가공한다. 블랭크 바디(114)와 가공 도구(104) 사이의 상대 배향의 변동은 대응하는 가공 경로들(220)에 걸쳐 발생하고, 따라서 기계 가공될 치아 대체 부품(120)과의 가공 도구(104)의 상이한 접촉 각도가 일부 섹션에서 제공될 수 있다.

도 6은 제1 가공 도구(104) 및 제2 가공 도구(106)에 대한 예시적인 경로 섹션 Ⅰ 내지 Ⅲ의 개략적인 분할을 도시한다. 제1 및 제2 가공 도구(104, 106)는 각각 공간 축 X를 따라 가공 경로에 걸쳐 이러한 3개의 경로 섹션을 통과한다. 2개의 평행한 가공 도구(104, 106)에 상대적인 블랭크 바디(112)의 배향은 경로 섹션 Ⅰ 및 Ⅲ 내에서 변동한다. 따라서, 대응하는 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도는 경로 섹션 Ⅰ 및 Ⅲ에서 변경된다. 함께 중첩 섹션을 형성하는 가공 경로들(220)의 시작 영역 및 종료 영역은 경로 섹션 Ⅰ 및 Ⅲ에 각각 위치된다. 이러한 중첩 섹션은 각각의 경우에 양 가공 도구(104, 106)에 의해 가공된다. 따라서, 2-경로 섹션의 대응하는 분할은 가공 경로의 시작(즉 경로 섹션 Ⅰ) 및 가공 경로의 종료(즉 경로 섹션 Ⅲ)에서의 가공이 접촉 각도의 변동에 따른 각각의 경우에 수행될 수 있게 하여, 이에 의해 균일한 전이부(transition), 즉 연속적인 곡률(curvature)이 적도 영역에서 달성될 수 있다. 섹션 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ의 길이는 2개의 가공 측에 대해 동일하거나 상이할 수 있다.

도 7a에서, 블랭크 바디(114)는 초기에 2개의 가공 도구(104, 106)에 상대적으로 피봇팅된다. 이를 위해, 블랭크 바디(114)는 예를 들어 피봇 각도 α₁만큼 피봇팅된다. 이 피봇 각도는 기준 배향의 기준 각도 α₀(예를 들어, α₀ = 0)에 상대적으로 특정된다. 이것은 가공 도구(104, 106)가 제1 경로 섹션 Ⅰ 내에서 적도(200)의 반대편 측들 상의 섹션들을 가공할 수 있게 한다. 가공 도구(104, 106)가 공간 방향 X를 따라 이동되는 동안, 도 7b에 도시된 바와 같이, 블랭크 바디(114)는 도 7a에서의 피봇팅된 방향(100)으로부터 도 4a에 따른 기준 배향으로 피봇팅된다. 이를 위해, 기준 각도 α₀로 다시 피봇 각도 α₁의 정반대 방향으로의 피봇팅이 수행된다. 따라서, 경로 섹션 Ⅰ 내의 가공 도구(104, 106)의 접촉 각도는 X 방향으로의 가공 도구(104, 106)의 위치에 따라 변동한다. 따라서, 균일한 곡률, 특히 X 방향을 따라 균일하게 변화하는 곡률이 가공 도구(104, 106)가 블랭크 바디(114)와 접촉하지 않거나 대응하는 접촉하는 경우가 최소화될 수 있도록 기계 가공될 수 있다. 섹션 Ⅱ를 통과할 때, 기준 배향의 기준 각도 α₀는 일정하게 유지된다.

도 7c는 섹션 Ⅲ에서 대응하는 가공 경로의 종료에서의 상황을 도시한다. 가공 도구(104, 106)가 경로 섹션 Ⅱ를 통과하고 있었던 동안, 가공 도구(104, 106)에서의 접촉 각도는 변동되지 않았다. 즉, 피봇팅이 없었다. 가공 경로의 종료 영역에서, 즉 경로 섹션 Ⅲ에서, 기준 배향으로부터 피봇 각도 α₁에 정반대인 피봇팅 방향으로 피봇팅이 있다. 피봇 각도 α₂만큼의 최대 편향이 도 7d에 도시되며, 이는 경로 섹션 Ⅲ에서 가공 도구(104, 106)가 기계 가공될 치아 대체 부품의 적도(200)의 반대편 측들 상의 영역들에 도달할 수 있게 한다. 이 영역들은 제1 경로 섹션 Ⅰ의 과정 동안 다른 가공 도구(106, 104)에 의해 이미 가공되었고(도 7a 및 7b 참조), 그 결과 양 가공 도구(104, 106)에 의해 가공된 중첩 영역을 제공한다.

도 8a는 도 7a 내지 도 7d에 이미 도시된 바와 같은 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 블록(300)에서, 가공 도구와 블랭크 바디는 제1 가공 배향에서 서로에 대해 배향된다. 이를 위해, 예를 들어, 블랭크 바디는 피봇 각도, 즉 피봇 각도 α₁만큼 상대 기준 배향으로부터 피봇팅된다. 블록(302)에서, 제1 가공 배향에서의 가공이 시작된다. 블록(304)에서, 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제2 가공 배향으로 전환된다. 즉, 블랭크 바디는 제2 가공 배향으로 배향된다. 결과적인 제2 가공 배향은 기준 각도 α₀(예를 들어 α₀ = 0)를 갖는 기준 배향이다. 다시 말해서, 블랭크 바디는 예를 들어, 블록(300)에서의 초기 배향이 상쇄되도록, 앞서 언급된 피봇 각도 α₁에 정반대이고 동일한 크기의 각도만큼 시작 배향으로부터 본래 상태로 피봇팅된다. 블록(304)에서의 제2 가공 배향으로의 대응하는 배향은 유리하게는 가공 도구가 블랭크 바디와 접촉하는 동안 발생하여, 가공 각도가 이에 따라 변경된다. 블록(306)에서, 가공은 블랭크 바디와의 가공 도구의 일정한 접촉 각도로 제2 가공 배향에서 수행된다. 블록(308)에서, 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 제3 가공 배향으로 전환된다. 즉, 블랭크 바디는 제3 가공 배향으로 배향된다. 여기에서, 블랭크 바디는 예를 들어 초기 피봇 각도 α₁에 정반대로 피봇 각도 α₂만큼 피봇팅된다. 실시예들에 따르면, 피봇 각도 α₁ 및 α₂는 동일한 크기일 수 있다. 대안적인 실시예들에 따르면, 피봇 각도 α₁ 및 α₂는 상이한 크기를 가질 수 있다. 블록(310)에서, 제3 가공 배향에서의 가공이 종료된다. 실시예들에 따르면, 가공은 제3 가공 배향으로의 배향이 완료될 때 종료된다. 실시예들에 따르면, 제3 가공 배향은 가공 경로의 종료에서 도달된다. 가공 경로의 종료에서 또는 가공 경로가 완전히 통과되었을 때, 다음 가공 경로가 예를 들어 블록(300)에서 시작된다.

도 8b는 가공 도구가 도 7a 내지 7d에 도시된 바와 같이 X 축을 따라 섹션 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ을 통과하고 있는 동안의 시간적인 각도 시퀀스를 도시한다. 초기에, 블랭크 바디와 가공 도구의 상대 배향은 각도 α₁만큼 기준 각도 α₀으로부터 피봇팅된다. 따라서, 가공은 섹션 Ⅰ의 시작에서 각도 α₁의 형태의 가공 도구의 최대 사용으로 시작되며, 이는 동시에 섹션 Ⅰ 내에서 기준 각도 α₀으로 이동된다. 예를 들어 α₀ = 0°이다. 섹션 Ⅱ는 정적 각도로서 기준 각도 α₀로 통과된다. 즉, 각도 α₀는 전체 섹션 Ⅱ에 걸쳐 일정하다. 섹션 Ⅲ에 도달할 때, 기준 각도 α₀는 동시에 가공 경로의 종료에서 섹션 Ⅲ의 각도 α₂로 이동된다. 이를 위해, 섹션 Ⅰ의 피봇 방향과 반대인 피봇 방향 Ⅲ으로 피봇팅이 존재한다. 실시예들에 따르면, 양 각도 α₁ 및 α₂는 동일하다. 다른 실시예들에 따르면, 2개의 각도 α₁ 및 α₂는 상이하다. 접촉 각도 또는 피봇 각도 α₁ 및 α₂는 예를 들어 5° 내지 10°의 범위 내에 있다.

도 9는 치아 대체 부품에서 리세스(recess)를 기계 가공할 때의 블랭크 바디(114)의 예시적인 배향을 도시한다. 이를 위해, 도 7a 내지 도 7d에 도시된 배향의 변동에 더하여, 리세스가 기계 가공되고 있는 추가적인 변동이 있다. 예를 들어, 제2 가공 도구(106)에 대한 경로 섹션 Ⅱ는 하위 섹션 또는 서브 섹션 Ⅰa, Ⅱb 및 Ⅱc로 분할된다. 제1 서브 섹션(Ⅱa)이 통과되고 있는 동안, 기준 각도 α₀으로부터 피봇 각도 α₃만큼 그리고 본래 상태로의 피봇팅이 있다. 이 피봇팅은 각도 α₁만큼의 이전의 피봇팅과 비교하여 반대 방향으로 수행된다. 각도 α₃만큼의 이러한 피봇팅 과정 동안, 리세스(210)의 내부 표면은 공간 방향 X로의 가공 도구(106)의 이동 동안 기계 가공된다. 예를 들어 리세스(210)의 측부(lateral) 내부 표면일 수 있는 대응하는 내부 표면 및 서브 섹션 Ⅱa의 종료에, 기준 각도 α₀를 갖는 기준 배향은 회복된다. 경로 섹션 Ⅱb는, 도 9d에 도시된 바와 같이, 기준 배향으로 통과된다. 경로 섹션 Ⅱb의 종료에서 또는 경로 섹션 Ⅱ1c의 시작에서, 블랭크 바디(114)는 초기 피봇 각도 α₁과 동일한 방향으로 피봇 각도 α₄만큼 기준 배향으로부터 피봇팅되고 본래 상태로 피봇팅된다. 이 상황은 도 9g에 도시된다. 이 절차의 결과로서, 도 9b 및 9f에 도시된 바와 같이, 리세스(210)의 내부 표면이 기계 가공됨에 따라 가공 도구(106)가 이의 단부면을 통해 기계 가공 방식으로 작용하지 않을 수 있다.

리세스(210) 또는 루멘 내에서의 제2 가공 도구(106)의 전술된 동시 맞물림에 의해, 가파른 내벽의 표면 품질이 개선될 수 있고 언더컷이 형성될 수 있다. 리세스(210) 내의 이러한 종류의 언더컷은 예를 들어 치아 대체 부품(120)과 치아 대체 부품이 체결될 수복물(restoration) 사이에 시멘트 또는 접착제를 위한 공동(cavity)을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 치아 대체 부품(120)과 수복물 사이에 접착제 및 임의의 변형물의 보상을 위한 접착제 갭(adhesive gap)이 제공된다. 치아 대체 부품(120)은 수복물, 예를 들어 치아의 남은 부분(tooth stump) 상에 완전히 안착되어야 한다. 2차 카리에스(caries)를 방지하기 위하여, 준비 라인에서의 접착제 갭은 가능한 한 작아야 하고, 특히 0이어여 한다. 접착제 또는 시멘트를 위한 갭은 이 경우에 치아 대체 부품(120)의 리세스(210) 내의 언더컷에 의해 더 생성될 수 있다.

리세스(210) 내의 제2 가공 도구(106)의 동시 맞물림을 위해, 치아 대체 부품의 베이스 측에서의 섹션 Ⅱ, 즉 제2 가공 도구(106)에 대한 섹션 Ⅱ는 이전에 설명된 3개의 서브 섹션 Ⅱa, Ⅱb 및 Ⅱc로 분할된다.

도 10a는 도 9a 내지 9b에 따른 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 예시적인 방법의 순서도를 도시한다. 블록(400)에서, 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 초기 배향이 제1 가공 배향으로 수행되고, 블록(402)에서, 가공이 제1 가공 배향에서 수행되고, 블록(404)에서, 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향이 제2 가공 배향으로 전환된다. 즉, 블랭크 바디가 제2 가공 배향으로 배향된다. 이것은 도 8a의 블록(300 내지 304)에 대응한다. 블록(406)에서, 배향은 제2 가공 배향으로부터 제3 가공 배향으로 그리고 다시 제2 가공 배향으로 변경된다. 이것은 도 9b에 대응된다. 그 다음, 블록(408)에서, 가공은 도 8a의 블록(306)에 대응하는 제2 가공 배향으로 수행된다. 블록(410)에서, 배향은 제2 가공 배향으로부터 제4 가공 배향으로 그리고 다시 제2 가공 배향으로 변경된다. 이것은 도 9f에 대응한다. 그 다음, 블록(412, 414)에서, 배향은 제5 배향으로 수행되고, 가공은 종료된다. 이를 위해, 가공 도구에 상대적인 블랭크 바디의 배향은 가공 배향으로 전환된다. 즉, 블랭크 바디는 제5 가공 배향으로 배향된다. 제5 가공 배향에 도달하면, 가공은 종료된다. 블록(412, 404)은 도 8a의 블록(308, 310)에 대응한다.

도 10b는 가공 도구가 도 9a 내지 7g에 도시된 바와 같이 X 축을 따라 섹션 Ⅰ, Ⅱa, Ⅱb, Ⅱc 및 Ⅲ을 통과하고 있는 동안의 시간적인 각도 시퀀스를 도시한다. 섹션 Ⅰ 및 Ⅲ에서의 도 10b에 따른 각도 변화는 도 8b에서의 섹션 Ⅰ 및 Ⅱ에 도시된 각도 변화에 대응한다. 섹션 Ⅱa에서, 기준 각도 α₀에서 시작하는 접촉 각도는, X 방향으로의 치아 수복 재료를 통한 이송과 동시에, 섹션 Ⅰ에서의 피봇 방향에 반대인 피봇 방향으로 최대값 α₃으로 피봇팅되고, 섹션 Ⅱa의 종료에서 기준 각도 α₀으로 복귀한다. 섹션 Ⅱb을 통과할 때, 기준 각도 α₀은 전체 영역에 걸쳐 일정하게 유지된다. 섹션 Ⅱc에 도달할 때, 접촉 각도는 이에 따라 기준각 α₀에서 시작하여, X 방향으로의 치아 수복 재료를 통한 이송과 동시에, 섹션 Ⅰ에서의 피봇 방향과 동일한 피봇 방향으로 최대 값 α₄로 피봇팅되고, 영역 Ⅱc의 종료에 기준 각도 α₀으로 복귀한다. 실시예들에 따르면, 2개의 각도 α₃ 및 α₄는 동일하다. 다른 실시예들에 따르면, 2개의 각도 α₃ 및 α₄는 상이하다. 실시예들에 따르면, 2개의 각도 α₃ 및 α₄는 각도 α₁ 및 α₂와 동일하다. 다른 실시예에 따르면, 2개의 각도 α₃ 및 α₄는 각도 α₁ 및 α₂와 상이하다.

도 11은 예시적인 언더컷을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 치아 대체 부품(120)의 표면 기하 구조, 즉 적도(200)로 인한 외부 표면의 언더컷 및 리세스(210)의 내부 표면 내의 언더컷으로 인해, 가공 도구(104, 106)는 3축 이동, 즉 직교 공간 축 X, Y 및 Z를 따른 이동에 의해 대응하는 가공 도구에 의해 가공될 치아 대체 부품의 모든 표면 영역에 도달할 수 없다. 특히, 치아 대체 부품(120) 및 가공 도구(104, 106)의 도시된 상대 배향에서 공간 축 Z를 따른 가공 도구(104, 106)의 이송은 대응하는 가공 도구가 언더컷의 표면에 도달하는 것을 허용하지 않는다.

도 12는 도 5의 가공 경로의 예시적인 궤적을 도시한다. 대응하는 가공 경로들(220)은 예를 들어 피봇 축(117)에 수직으로 배향되고 각각 서로로부터 동일한 거리 A만큼 떨어져 배열되는 평행한 경로들일 수 있다. 경로들은 예를 들어 동일한 길이 L을 가지고, 블랭크의 가로 방향을 따라 지나간다. 경로 길이는 예를 들어, 특히 직육면체 또는 정육면체 형상의 블랭크 바디의 경우, 가로 방향으로의 블랭크 바디의 폭에 대응한다. 통상적인 치수는, 예를 들어, 8 mm 내지 16 mm일 수 있다. 인접한 가공 경로들(220) 사이의 경로 거리 A는, 예를 들어, 0.1 mm일 수 있다. 이것은 연삭 공정에 대한 평균값을 구성하며, 추가로, 이의 값 범위는 실제로 0.025 mm 및 0.25 mm 사이, 특히 0.025 mm 및 0.1 mm 사이에 있을 수 있다. 본 경우에, 가공, 예를 들어 연삭은, 실제 가공 경로들을 따라 수행되고, 가공 도구는 이러한 가공 경로들(220) 사이에 대응하는 경로 거리 A로 이송된다. 이 평행 상황에서 인접한 가공 경로들 사이의 각도는 0°이다.

도 12b는 가공 경로들이 모두 서로 평행하게 지나가지 않는 대안적인 실시예를 도시한다. 예를 들어, 서로 이어지는 경로들은 각도 β를 둘러싼다. 그 다음, 경로 거리 A는 경로의 시작과 후속 경로의 종료 사이의 최대 거리 또는 2개의 대응하는 경로 사이의 최대 거리이다. 실시예들에 따르면, 예를 들어 경로들의 번호를 연속적으로 매기면, 모든 각도 β가 동일한 경우, 짝수 경로가 서로 평행하기 지나갈 수 있고, 홀수 경로가 서로 평행하기 지나갈 수 있다. 실시예들에 따르면, 연속적인 경로들 사이의 각도 β는 약간 다를 수 있다. 실시예들에 따르면, 대응하는 경로들(220)은 피봇 축(117)에 수직으로 연장되지 않는다. 결과적으로, 이 경우에서의 길이 L는 더 이상 경로 길이가 아니고, 오히려 블랭크 바디의 가로 방향을 따라 이동되는 거리이며, 개별 가공 경들은 각각 이 가로 방향에 대하여 경사진다. 길이 L은 여기에서 예를 들어 가로 방향으로의 블랭크 바디의 폭에 대응한다. 예를 들어 경로 거리 A가 0.1 mm이고 길이 L이 예를 들어 8 mm인 각도 β는 β = 0.4°이다. 0.25 mm의 경로 거리에서, β = 1°이다. 또한, 도 12a 및 12b에 따른 실시예들의 조합도 생각될 수 있다. 여기에서, 예를 들어, 도 12a의 거리 또는 이송 A는 부분적으로는 각도 β에 의해 그리고 부분적으로는 12a에서와 같이 수직 이송에 의해 구현된다.

도 12c는 마지막으로 경로가 직선이 아니라 규칙적이거나 불규칙적인 변동을 갖는 일 실시예를 도시한다. 여기에서, 인접하는 경로들은 변동으로 인해, 예를 들어 국부적으로, 최대 각도 β를 둘러싼다. 국부적인 최대 각도 β는 모든 경로들(220)에 대하여 높은 쪽에서 제한될 수 있다. 실시예들에 따르면, 연속하는 경로들 사이의 최대 변동 사이의 거리는 동일하거나 상이할 수 있다. 실시예들에 따르면, 경로 내의 최대 편향의 시퀀스는 변동할 수 있다. 따라서, 가공 경로는 임의적인 곡률을 더 가질 수 있다. 가공 경로들(220)의 상대 각도는 여기에서 전체적으로, 즉 가공 경로의 시작점과 종료점 사이에, 도 12a 및 12b의 경우와 동일한 크기로 배열된다. 그러나, 45°까지의 범위 내의 각도 β가 국부적으로 제공되는 것은 상당히 실현 가능하다.

따라서, 실시예들에 따르면, 병렬 작동을 위한 각도 범위는 1° 미만이고, 전역 가공 경로에 대하여 예를 들어 5° 미만이고, 국부적인 곡률에 대하여 예를 들어 45° 미만일 수 있다.

참조 부호 리스트
100 가공 시스템
102 CAM 가공 장치
104 가공 도구
106 가공 도구
108 유지 장치
110 유지 장치
112 블랭크
114 블랭크 바디
116, 116' 홀더
117 피봇 축
118 유지 장치
119 나사
120 치아 대체 부품
122 컴퓨터
124 키보드
126 마우스
128 디스플레이 장치
130 그래픽 사용자 인터페이스
132 조작 요소
134 CAD 모델
140 유지 어댑터
144 클램핑 장치
146 클램핑 어댑터
200 적도
202 중첩 서브 영역
204 중첩 서브 영역
206 중첩 영역
210 리세스
220 가공 경로
A 경로 거리
L 경로 길이
D 변위
X 제1 이동 축
Y 제3 이동 축
Z 제2 이동 축
α₀ 기준 각도
α₁ 제1 피봇 각도
α₂ 제2 피봇 각도
α₃ 제3 피봇 각도
α₄ 제4 피봇 각도
β 경사 각도
Ⅰ 제1 섹션
Ⅱ 제2 섹션
Ⅱa 제4 섹션
Ⅱb 제2 섹션
Ⅱc 제5 섹션
Ⅲ 제3 섹션

Claims

CAM 가공 장치(CAM processing device)(102)를 이용하여 블랭크(blank)(112)로부터 치아 대체 부품(tooth replacement part)(120)을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 블랭크는 치아 수복 재료(tooth restoration material)로 이루어진 블랭크 바디(blank body)(114)를 포함하고, 상기 CAM 가공 장치는 상기 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치(118)를 포함하고,
상기 CAM 가공 장치는, 상기 블랭크로부터 상기 치아 대체 부품을 기계 가공하기 위해, 제1 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제1 핀 형상 재료 제거 가공 도구(104) 및 제2 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제2 핀 형상 재료 제거 가공 도구(106)를 더 포함하고, 상기 2개의 길이방향 도구 축은 2개의 길이방향 도구 축이 서로 평행하게 배향되도록 상기 기계 가공 동안 서로 연동되고,
상기 2개의 가공 도구는, 상기 가공 위치에서, 상기 기계 가공 동안 반대편 측들로부터 상기 블랭크 바디와 적어도 일시적으로 동시에 접촉하게 되고, 기계 가공될 상기 치아 대체 부품의 형상에 따라, 상기 2개의 길이방향 도구 축에 수직인 제1 이동 축(X)과 상기 2개의 길이방향 도구 축에 평행한 제2 이동 축(Y)을 따라 이동되고,
상기 방법은, 상기 가공 위치에서 상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 배향(orientation)을 변경하는 단계를 포함하고, 상기 변경하는 단계는, 제1 가공 배향으로부터 제2 가공 배향으로 상기 블랭크 바디와 상기 가공 도구를 서로에 대해 배향시키는 제1 배향 단계를 포함하고, 상기 제2 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향과 관련하여 상기 제1 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은, 상기 2개의 길이방향 도구 축에 수직으로 배향된 피봇 축(117)을 중심으로 제1 피봇 각도(α₁)만큼 피봇팅되는 것인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 배향 단계는, 상기 기계 가공 동안 상기 블랭크 바디의 상기 치아 수복 재료를 통한 상기 2개의 가공 도구 중 적어도 하나의 이송 이동(feed movement)과 동시에 상기 제1 가공 배향으로부터 상기 제2 가공 배향으로 상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 배향을 피봇팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는, 상기 유지 장치를 이용하여 상기 피봇 축을 중심으로 상기 블랭크 바디를 피봇팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는 상기 피봇 축들을 중심으로 상기 2개의 가공 도구를 피봇팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향을 변경하는 단계는, 적어도, 상기 제1 가공 도구를 이용하여 상기 치아 대체 부품의 외부 표면의 제1 영역을 기계 가공하기 위하여 수행되고, 상기 제1 영역은 양 가공 도구에 의해 가공될 제1 중첩 영역(206)을 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배향을 변경하는 단계는, 제3 가공 배향에서 상기 블랭크 바디와 상기 가공 도구를 서로에 대해 배향하는 제2 배향 단계를 더 포함하고, 상기 제3 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은, 상기 제2 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향과 관련하여 상기 제1 피봇 각도에 정반대인 피봇 방향으로 제2 피봇 각도(α₂)에 걸쳐 상기 피봇 축을 중심으로 피봇팅되고, 상기 제2 배향 단계는, 적어도, 상기 제2 가공 도구를 이용하여, 상기 제1 가공 도구에 의해 기계 가공된 상기 제1 중첩 영역을 2차 기계 가공하기 위하여 수행되는 것인, 방법.
제6항에 있어서,
상기 제2 배향 단계는, 상기 기계 가공 동안 상기 블랭크 바디의 상기 치아 수복 재료를 통한 상기 2개의 가공 도구 중 적어도 하나의 상기 이송 이동과 동시에 상기 제2 가공 배향으로부터 상기 제3 가공 배향으로 상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 상기 배향을 피봇팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 치아 대체 부품의 적도(equator)(200)는 제1 중첩 영역을 통과하며, 상기 블랭크 바디의 상기 제2 가공 배향에서, 상기 2개의 도구 축에 수직으로 상기 치아 대체 부품의 최대 범위를 정의하고, 상기 제1 중첩 영역은, 양 가공 도구에 의한 가공의 결과로서, 적어도 상기 적도에 수직인 방향을 따라 연속하는 곡률을 갖는 것인, 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 중첩 영역을 포함하는 상기 치아 대체 부품의 상기 제1 영역의 상기 기계 가공과 동시에, 상기 치아 대체 부품의 상기 외부 표면의 제2 영역은 상기 제2 가공 도구에 의해 기계 가공되고, 양 가공 도구에 의해 가공될 제2 중첩 영역을 포함하며, 상기 치아 대체 부품의 상기 적도는 상기 제2 중첩 영역을 통과하고, 상기 2개의 영역은 상기 치아 대체 부품의 상호 반대되는 측들 상에 배열되는 것인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 배향을 변경하는 단계는, 적어도, 상기 치아 대체 부품의 표면에서 언더컷(undercut)을 기계 가공하기 위하여 수행되는 것인, 방법.
제10항에 있어서,
상기 언더컷이 기계 가공되는 상기 표면은 상기 치아 대체 부품에서의 리세스(recess)(210) 내의 내부 표면이고, 상기 블랭크 바디와 상기 2개의 가공 도구가 상기 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향된 경우, 기계 가공될 상기 언더컷은, 상기 제1 이동 축을 따라 상기 리세스 내로의 방향으로 고려될 때, 상기 제1 이동 축에 수직한 그 범위가 증가하는 상기 리세스의 영역을 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구는 각각 상기 2개의 도구 축에 수직으로 평행한 이동 평면들에서 복수의 가공 경로(220)에 걸쳐 연속적으로 상기 2개의 가공 축을 따라 상기 치아 수복 재료를 통해 이동되고, 상기 2개의 가공 도구에 상대적으로 상기 블랭크 바디의 배향을 변경하는 단계는 상기 복수의 가공 경로의 각각의 가공 경로에 대하여 개별적으로 수행되는 것인, 방법.
제12항에 있어서,
개별적인 상기 가공 경로는 각각 경로 섹션으로 분할되고, 상기 복수의 가공 경로는 각각 적어도 하나의 제1 경로 섹션(Ⅰ) - 상기 제1 경로 섹션을 통과할 때, 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 상기 배향은 상기 제1 가공 배향으로부터 상기 제2 가공 배향으로 피봇팅됨 - 및 적어도 하나의 제2 경로 섹션(Ⅱ, Ⅱb) - 상기 제2 경로 섹션을 통과할 때, 상기 블랭크 바디와 상기 2개의 가공 도구는 상기 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향됨 - 를 포함하는 것인, 방법.
제13항에 있어서,
상기 복수의 가공 경로는 각각 제3 경로 섹션(Ⅲ)을 포함하고, 상기 제3 경로 섹션을 통과할 때, 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은 상기 제2 가공 배향으로부터 상기 제3 가공 배향으로 피봇팅되는 것인, 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구 중 적어도 하나에 대한 상기 가공 경로는, 각각 제4 경로 섹션 및 제5 경로 섹션을 포함하고, 상기 제4 경로 섹션(Ⅱa)을 통과할 때, 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은 상기 제2 가공 배향으로부터 상기 제4 가공 배향으로, 그리고 다시 상기 제4 가공 배향으로부터 상기 제2 가공 배향으로 피봇팅되고, 상기 제5 경로 섹션(Ⅱc)을 통과할 때, 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은 상기 제2 가공 배향으로부터 상기 제5 가공 배향으로, 그리고 다시 상기 제5 가공 배향으로부터 상기 제2 가공 배향으로 피봇팅되고,
상기 제4 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은, 상기 제2 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향과 관련하여 제3 피봇 각도(α₃)에 걸쳐 상기 피봇 축을 중심으로 피봇팅되고,
상기 제5 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 배향은, 상기 제2 가공 배향에서의 상기 2개의 가공 도구에 상대적인 상기 블랭크 바디의 상기 배향과 관련하여 제4 피봇 각도(α₄)에 걸쳐 상기 피봇 축을 중심으로, 상기 제3 피봇 각도에 정반대인 피봇 방향으로, 피봇팅되고,
상기 치아 대체 부품의 상기 외부 표면의 상기 제1 중첩 영역 및 상기 제2 중첩 영역은 상기 제1 경로 섹션 및 상기 제3 경로 섹션 내에서 가공되고, 상기 언더컷은 상기 제4 경로 섹션 및 제5 경로 섹션 내에서 상기 치아 대체 부품의 상기 리세스 내에 형성되는 것인, 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구는 상기 제1 이동 축을 따라 거울 반전 방식으로 이동되는 것인, 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 피봇 축에 평행한 제3 이동 축(Y)을 따라 상기 2개의 가공 도구와 상기 블랭크 바디 사이에서 상대적으로 이동하는 상대 이동 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 가공 도구는 각각 단부면(end face)을 갖고, 상기 단부면들은 상기 기계 가공 동안 반대 방향으로 배향되는 것인, 방법.
블랭크(112)로부터 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 CAM 가공 장치(102)에 있어서, 상기 블랭크는 치아 수복 재료로 이루어진 블랭크 바디(114)를 포함하고, 상기 CAM 가공 장치는 상기 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치(118)를 포함하고,
상기 CAM 가공 장치는, 상기 블랭크로부터 상기 치아 대체 부품을 기계 가공하기 위해, 제1 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제1 핀 형상 재료 제거 가공 도구(104) 및 제2 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제2 핀 형상 재료 제거 가공 도구(106)를 더 포함하고, 상기 2개의 길이방향 도구 축은 2개의 길이방향 도구 축이 서로 평행하게 배향되도록 상기 기계 가공 동안 서로 연동되고,
상기 CAM 가공 장치는, 상기 2개의 가공 도구를 이용한 상기 블랭크의 상기 기계 가공을 제어하기 위한 컨트롤러(122)를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 2개의 가공 도구가, 상기 가공 위치에서, 상기 기계 가공 동안 반대편 측들로부터 상기 블랭크 바디와 적어도 일시적으로 동시에 접촉하고, 기계 가공될 상기 치아 대체 부품의 형상에 따라, 상기 2개의 길이방향 도구 축에 수직인 제1 이동 축과 상기 2개의 길이방향 도구 축에 평행한 제2 이동 축을 따라 이동되도록, 상기 가공을 제어하도록 구성되고,
상기 컨트롤러는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 실행하도록 구성되는 것인, CAM 가공 장치.
제19항에 따른 CAM 가공 장치(102)와, CAD 파일을 생성하기 위한 CAD 장치를 포함하는 CAD/CAM 가공 시스템(110)에 있어서, 상기 파일은 제조될 치아 대체 부품(120)의 CAD 모델(134)을 특정하고, 상기 치아 대체 부품은 상기 치아 대체 부품의 상기 리세스(210)의 내부 표면 내에 적어도 하나의 언더컷(undercut)을 갖고, 상기 블랭크 바디(114)와 상기 2개의 가공 도구(104, 106)가 상기 제2 가공 배향에서 서로에 대해 배향될 때, 상기 언더컷은, 상기 제1 이동 축을 따라 리세스 내로의 방향으로 고려될 때, 상기 제1 이동 축에 수직한 그 범위가 증가하는 상기 리세스의 영역을 포함하는 것인, CAD/CAM 가공 시스템.
블랭크(112)로부터 치아 대체 부품(120)을 제조하기 위한 CAM 가공 장치(102)를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 블랭크는 치아 수복 재료로 이루어진 블랭크 바디(114)를 포함하고, 상기 CAM 가공 장치는 상기 블랭크를 가공 위치에 위치 설정하기 위한 유지 장치(118)를 포함하고,
상기 CAM 가공 장치는, 상기 블랭크로부터 상기 치아 대체 부품을 기계 가공하기 위해, 제1 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제1 핀 형상 재료 제거 가공 도구(104) 및 제2 길이방향 도구 축을 중심으로 회전 가능한 제2 핀 형상 재료 제거 가공 도구(106)를 더 포함하고, 상기 2개의 길이방향 도구 축은 2개의 길이방향 도구 축이 서로 평행하게 배향되도록 상기 기계 가공 동안 서로 연동되고,
상기 컴퓨터 프로그램은 상기 2개의 가공 도구를 이용하여 상기 CAM 가공 장치에 의한 상기 블랭크의 상기 기계 가공을 제어하기 위한 기계 판독 가능한 프로그램 명령어를 포함하고, 상기 프로그램 명령어는 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법 단계들에 따라 상기 가공을 제어하는 것인, 컴퓨터 프로그램.