NL9200643A

NL9200643A - Dental prosthesis and method for fabricating a dental prosthesis

Info

Publication number: NL9200643A
Application number: NL9200643A
Authority: NL
Original assignee: Elephant Holding Bv
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1992-04-06
Publication date: 1993-11-01

Abstract

Method for fabricating a dental prosthesis, such as a dental crown, in which at least the visible portion of the prosthesis (outside) is machined with a numerically controlled micro machine tool, and in which the machining trajectories are visible on the final prosthesis. These machining trajectories follow a three-dimensional, spatially curved line and do therefore not lie in a plane. The three-dimensional spatially curved lines, and consequently the machining trajectories, can follow the natural lines of a denture element. The dental prosthesis fabricated in this way has a natural appearance.

Description

TANDHEELKUNDIGE PROTHESE EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN EEN TANDHEELKUNDIGE PROTHESE.DENTAL PROSTHESIS AND METHOD FOR MANUFACTURING A DENTAL PROSTHESIS.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een tandheelkundige prothese, zoals een dentaalkroon, inlay, veneer (facet) of brug, waarbij althans het zichtbare deel van de prothese (buitenkant) met een numeriek bestuurde micro gereedschapsmachine verspanend wordt bewerkt.The invention relates to a method for manufacturing a dental prosthesis, such as a dental crown, inlay, veneer (facet) or bridge, in which at least the visible part of the prosthesis (outside) is machined with a numerically controlled micro machine tool.

. Uit het Amerikaanse Octrooischrift 5.027.281 is een dergelijke werkwijze bekend, waarbij uit een massief blokje materiaal een tandheelkundige prothese wordt vervaardigd. Daarbij wordt het blokje materiaal verspanend bewerkt door middel van een numeriek bestuurde micro freesmachine. Nadat de vorm van de prothese is bepaald en is opgeslagen in het geheugen van een computer, berekent de computer de bewerkingsbanen die de frees dient te volgen. Deze bewerkingsbanen worden bepaald aan de hand van vlakke, onderling evenwijdige, doorsneden van de beoogde prothese. De bewerkingsbaan die het frees-gereedschap tijdens de verspanende bewerking volgt ligt dan ook steeds in een plat vlak. Teneinde de bewerkingsbanen die de laatste verspanende bewerking nalaat te verwijderen, wordt het oppervlak gepolijst, bijvoorbeeld door middel van een roterende borstel.. Such a method is known from U.S. Patent 5,027,281, in which a dental prosthesis is manufactured from a solid block of material. The block of material is machined using a numerically controlled micro milling machine. After the shape of the prosthesis has been determined and stored in the memory of a computer, the computer calculates the machining paths that the mill should follow. These machining paths are determined on the basis of flat, mutually parallel cross-sections of the intended prosthesis. The machining path that the milling tool follows during the machining operation is therefore always in a flat plane. In order to remove the machining paths left by the last machining operation, the surface is polished, for example, by means of a rotating brush.

Het Amerikaanse Octrooischrift 4.937.928 beschrijft een werkwijze voor het vervaardigen van een tandheelkundige prothese waarbij de prothese wordt gevormd op een model dat de vorm heeft van het gebitsdeel waarop de prothese moet worden aangebracht. De prothese wordt daarbij vervaardigd door achtereenvolgens een aantal lagen materiaal op het model aan te brengen, waarbij na het aanbrengen van elke laag het werkstuk wordt bewerkt door middel van een numeriek bestuurde gereedschapsmachine. De bewerkingsbanen die het gereedschap daarbij volgt worden door middel van een CAD/CAM-systeem berekend.United States Patent 4,937,928 describes a method of manufacturing a dental prosthesis in which the prosthesis is formed on a model that is in the shape of the dental part on which the prosthesis is to be applied. The prosthesis is manufactured by successively applying a number of layers of material to the model, the workpiece being machined after each layer has been applied by means of a numerically controlled machine tool. The machining paths that the tool follows are calculated using a CAD / CAM system.

Een nadeel van de bekende werkwijze is dat ofwel de bewer-kingsbanen zodanig dicht bij elkaar dienen te liggen dat de afzonderlijke banen op het eindprodukt niet meer zichtbaar zijn, hetgeen zeer arbeidsintensief is, of het werkstuk aan een intensieve polijstbewerking of slijp-bewerking moet worden onderworpen teneinde een esthetisch verantwoord resultaat te verkrijgen. Een dergelijke polijstbewerking wordt doorgaans met de hand uitgevoerd.A drawback of the known method is that either the machining paths must be so close to each other that the individual paths on the final product are no longer visible, which is very labor-intensive, or the workpiece must be subjected to an intensive polishing or grinding operation. subject to obtain an aesthetically pleasing result. Such a polishing operation is usually performed by hand.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het vervaardigen van een tandheelkundige prothese, waarbij op effectieve wijze door middel van een verspanende bewerking met een micro gereedschapsmachine een esthetisch verantwoorde gebitsprothese wordt verkregen.The object of the invention is a method for manufacturing a dental prosthesis, wherein an aesthetically sound dental prosthesis is effectively obtained by machining with a micro machine tool.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding de prothese zodanig bewerkt dat de bewerkingsbanen op de uiteindelijke prothese zichtbaar zijn, waarbij een bewerkingsbaan een 3-dimensionaal ruimtelijk gekromde lijn volgt, dus afwijkt van een baan in een plat vlak.To this end, according to the invention, the prosthesis is machined in such a way that the machining paths on the final prosthesis are visible, whereby a machining path follows a 3-dimensional spatially curved line, i.e. deviates from a path in a flat plane.

In de praktijk is gebleken dat wanneer bij het verspanend bewerken van een gebitsprothese wordt afgeweken van bewerkingsbanen die in een plat vlak liggen, een resultaat wordt verkregen dat visueel natuurlijk aandoet en zelfs esthetisch een fraaier uiterlijk heeft dan een gebitsprothese met een gepolijst oppervlak. Dit staat in sterk contrast met het uiterlijk van een gebitsprothese met bewerkingsbanen die in een plat vlak liggen, hetgeen een onacceptabel uiterlijk tot gevolg heeft.In practice it has been found that when machining a dental prosthesis deviates from machining paths that lie in a flat plane, a result is obtained that has a visually natural appearance and even has an aesthetically more attractive appearance than a denture with a polished surface. This is in sharp contrast to the appearance of a dental prosthesis with machining paths lying in a flat plane, resulting in an unacceptable appearance.

Volgens een kenmerk van de uitvinding kunnen de ruimtelijk gekromde bewerkingsbanen de natuurlijke lijnen van de vorm van het gebitsoppervlak volgen. Daarmee kan worden bereikt dat bijvoorbeeld een groef (fissuur) in het tandoppervlak tot stand wordt gebracht door het gereedschap tijdens de bewerking de baan van de groef te laten volgen.According to an inventive feature, the spatially curved machining paths can follow the natural lines of the shape of the dental surface. This makes it possible to achieve, for example, a groove (fissure) in the tooth surface by having the tool follow the path of the groove during machining.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding kan de buitenzijde van een prothese, die de vorm van een tand heeft, bewerkt worden door in hoofdzaak ringvormige, rond de tand lopende, bewerkingsbanen te volgen, waarbij de onderlinge afstand tussen deze bewerkingsbanen plaatselijk verschilt. Bij plaatselijke uitstulpingen van het oppervlak van de tandvorm, waarbij de radius van de in hoofdzaak ringvormige bewerkingsbaan relatief kleiner is, kan de onderlinge afstand van de bewerkingsbanen enigszins worden vergroot, hetgeen de prothese een schijnbaar natuurlijk uiterlijk geeft.According to another feature of the invention, the outside of a prosthesis, which has the shape of a tooth, can be machined by following substantially annular machining paths extending around the tooth, the mutual distance between these machining paths differing locally. With local protrusions of the surface of the tooth shape, where the radius of the substantially annular machining path is relatively smaller, the spacing of the machining paths can be slightly increased, which gives the prosthesis an apparently natural appearance.

Het buitenoppervlak van een gebitsprothese kan bepaald worden door als uitgangspunt een zogenaamd bibliotheek-model te nemen, dat wil zeggen te kiezen uit een aantal typische modellen van tanden waarvan de vorm vast ligt, bijvoorbeeld in het geheugen van een computer. Nadat een keuze is gemaakt met betrekking tot het model dat als uitgangspunt dient zal het betreffende model moeten worden aangepast aan de specifieke omstandigheden en ruimte die voor de prothese beschikbaar is. Dit kan handmatig gebeuren door de prothese in de vorm van het bibliotheek-model op een computerscherm weer te geven, waarbij de computer uitrekent en aanwijst, op grond van gegevens van het betreffende gebit en de betreffende kaakbewegin-gen, op welke plaatsen de prothese dient te worden aangepast. De aanpassing die kan geschieden door door middel van een muis een pointer over het computerscherm te verplaatsen en in te klikken op plaatsen waar zich problemen voordoen, waarna de computer een aangepaste vorm berekent en op het scherm weergeeft. Deze handelingen kunnen herhaald worden totdat een vorm van de prothese wordt verkregen die aan alle eisen voldoet. De bij deze vorm behorende bewerkingsbanen teneinde de prothese door middel van een verspanende bewerking te vervaardigen kunnen vervolgens door de computer worden berekend en aan een numeriek bestuurde gereedschapsmachine worden doorgegeven.The outer surface of a dental prosthesis can be determined by taking as a starting point a so-called library model, that is to say choosing from a number of typical models of teeth of which the shape is fixed, for example in the memory of a computer. After a choice has been made with regard to the model that serves as the starting point, the model in question will have to be adapted to the specific circumstances and space available for the prosthesis. This can be done manually by displaying the prosthesis in the form of the library model on a computer screen, with the computer calculating and indicating, based on data from the relevant teeth and jaw movements, at which places the prosthesis should be to be adjusted. The adjustment that can be made by moving a pointer on the computer screen with a mouse and clicking in places where problems occur, after which the computer calculates a custom shape and displays it on the screen. These operations can be repeated until a shape of the prosthesis that meets all requirements is obtained. The machining paths associated with this shape to produce the prosthesis by machining can then be computed by computer and passed to a numerically controlled machine tool.

Het is ook mogelijk als uitgangspunt voor de vorm van de prothese de vorm van het corresponderende gebitsdeel in de andere kaakhelft te nemen. Door middel van een 3-dimensionale scanner kan deze vorm worden geregistreerd, worden gespiegeld en vervolgens worden vastgelegd in het geheugen van de computer. Het scannen vindt doorgaans plaats door steeds in een plat vlak de snijlijn met het gebitsoppervlak te bepalen. De hoeveelheid gegevens die vereist is voor het vastieggen van een op een dergelijke wijze gescand gebitsoppervlak kan aanzienlijk verkleind worden door deze gegevens om te zetten in gegevens die de snijpunten van een netwerk van lijnen vastlegt. Het aantal van deze lijnen, en daarmee de hoeveelheid gegevens, kan verder worden beperkt door deze lijnen de vorm van het gebitsoppervlak te laten volgen, dat wil zeggen met name lijnen te plaatsen in aanwezige groeven. Dit kan gebeuren door het door middel van de scanner verkregen oppervlak in beeld te brengen op een computerscherm, waarbij vervolgens door middel van een muis een pointer op kenmerkende punten in een groef wordt geklikt, waarna de computer een conversieberekening uitvoert waarbij snijpunten van lijnen op de aangegeven plaatsen worden gelegd. In de praktijk is gebleken dat op deze wijze met een beperkt aantal snijpunten, bijvoorbeeld tussen 500 en 2000, de vorm van een dentaalkroon kan worden vastgelegd.It is also possible as a starting point for the shape of the prosthesis to take the shape of the corresponding dental part in the other jaw half. By means of a 3-dimensional scanner, this shape can be registered, mirrored and then recorded in the memory of the computer. Scanning usually takes place by always determining the cutting line with the dental surface in a flat plane. The amount of data required to record a tooth surface scanned in such a way can be significantly reduced by converting this data into data that records the intersections of a network of lines. The number of these lines, and thus the amount of data, can be further limited by having these lines follow the shape of the dental surface, i.e. in particular placing lines in existing grooves. This can be done by imaging the surface obtained by the scanner on a computer screen, whereupon a pointer is clicked on characteristic points in a groove by means of a mouse, after which the computer performs a conversion calculation in which intersections of lines on the indicated places are laid. It has been found in practice that in this way the shape of a dental crown can be determined with a limited number of intersection points, for instance between 500 and 2000.

Volgens de uitvinding kan een gebitsprothese worden vervaardigd door bij de verspanende bewerking ervan de lijnen te volgen waarmee de computer de vorm van de prothese op bovenstaande wijze heeft vastgelegd.According to the invention, a dental prosthesis can be manufactured by following the lines with which the computer has determined the shape of the prosthesis in the machining process thereof.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een tandheelkundige prothese, waarvan althans de buitenkant (de zichtbare kant) door middel van een numeriek bestuurde gereedschapsmachine verspanend is bewerkt, waarbij volgens de uitvinding de bewerkingsbanen van de verspanende bewerking zichtbaar zijn, welke bewerkingsbanen 3-dimensionaal ruimtelijk gekromde lijnen volgen. Volgens een nader kenmerk van de uitvinding volgen bewerkingsbanen groeven van de prothese.The invention furthermore relates to a dental prosthesis, at least the outside of which (the visible side) has been machined by means of a numerically controlled machine tool, whereby according to the invention the machining paths of the machining operation are visible, which machining paths are three-dimensionally curved follow lines. According to a further feature of the invention, machining paths follow grooves of the prosthesis.

Ter verduidelijking van de uitvinding zal, onder verwijzing naar de tekening, een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. Hoewel als voorbeeld een dentaalkroon is genomen heeft de uitvinding op overeenkomstige wijze betrekking op andere tandheelkundige prothesen, zoals een inlay, een facet of een brug.To clarify the invention, an embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. Although a dental crown has been taken as an example, the invention similarly relates to other dental prostheses, such as an inlay, facet or bridge.

Figuur 1 toont een dentaalkroon waarop bewerkingsbanen zijn aangegeven; enFigure 1 shows a dental crown on which machining paths are indicated; and

Figuur 2 toont een dentaalkroon die een nabewerking ondergaat.Figure 2 shows a dental crown undergoing post-processing.

De figuren zijn slechts schematische weergaven, waarbij voor de verduidelijking van de werkelijke verhoudingen is afgeweken.The figures are only schematic representations, for the purpose of clarifying the actual proportions.

In figuur 1 is een dentaalkroon weergegeven die aan de onderzijde begrensd wordt door de preparatielijn 1. De dentaalkroon is verspanend bewerkt door bijvoorbeeld een puntfrees 2 (pointed bur) en een schijffrees 3 (disc cutter) . Deze gereedschappen zijn slechts schematisch en niet in verhouding weergegeven. Op de dentaalkroon zijn bewerkingsbanen 4 aangegeven, dat wil zeggen de banen waarlangs de verspanende bewerking heeft plaatsgevonden.Figure 1 shows a dental crown which is bounded at the bottom by preparation line 1. The dental crown is machined by, for example, a pointed cutter 2 (pointed bur) and a disc cutter 3 (disc cutter). These tools are only schematic and not shown in proportion. Working paths 4 are indicated on the dental crown, i.e. the paths along which the machining operation has taken place.

De bewerkingsbanen 4 zijn overigens schematisch en niet in verhouding weergegeven. In de praktijk zullen de bewerkingsbanen een onderlinge afstand hebben van bijvoorbeeld 0,02 tot 0,2 millimeter. Een aantal bewerkingsbanen 4 volgen een kenmerkende baan van de kroon, zoals de equatoriaallijn 5 (die de omtrek van de kroon vormt in verticale projectie), de zogenaamde "cusp line" (die over de hoogste delen van de kroon loopt) en de zogenaamde Hfossa" (het diepste gedeelte van de bovenkant van de dentaalkroon).The working paths 4 are otherwise shown schematically and not in proportion. In practice, the processing paths will have a mutual distance of, for example, 0.02 to 0.2 millimeters. A number of machining paths 4 follow a characteristic path of the crown, such as the equatorial line 5 (which forms the circumference of the crown in vertical projection), the so-called "cusp line" (which runs over the highest parts of the crown) and the so-called Hfossa "(the deepest part of the top of the dental crown).

De genoemde kenmerkende lijnen zijn, evenals andere kenmerkende lijnen van de dentaalkroon, vast te stellen door de dentaalkroon, waarvan de vorm in het geheugen van een computer is opgeslagen, op een scherm weer te geven, waarbij door middel van een muis een pointer op het scherm wordt verplaatst terwijl de muis wordt ingeklikt wanneer de pointer zich op kenmerkende punten bevindt. De kenmerkende punten en lijnen kunnen echter ook worden vastgesteld door berekeningen van de computer, omdat deze lijnen en punten door de in de computer opgeslagen vorm van de dentaalkroon worden bepaald.The said characteristic lines, like other characteristic lines of the dental crown, can be determined by displaying the dental crown, the shape of which is stored in the memory of a computer, on which a pointer is placed on the mouse by means of a mouse. The screen moves while the mouse is clicked when the pointer is at characteristic points. However, the characteristic points and lines can also be determined by computer calculations, because these lines and points are determined by the shape of the dental crown stored in the computer.

Zoals uit figuur 1 blijkt verlopen de bewerkingsbanen in een onregelmatig aandoend patroon, dat overigens overdreven is weergegeven. Door dit onregelmatige patroon heeft de gebitsprothese een natuurlijk uiterlijk wanneer het in de mond van de patiënt is geplaatst.As can be seen from Figure 1, the processing paths run in an irregular-looking pattern, which is otherwise exaggerated. Due to this irregular pattern, the dental prosthesis has a natural appearance when placed in the patient's mouth.

Figuur 2 toont een dentaalkroon in aanzicht, welke dentaalkroon aan de onderkant begrensd wordt door de prepa-ratielijn 1 en aan de bovenkant een aantal primaire en secundaire fissuren 8 vertoont. Deze fissuren 8 vormen kenmerkende lijnen aan de bovenkant van de dentaalkroon en kunnen bij de verspanende bewerking van de kroon de bewerkingsbaan vormen voor bijvoorbeeld puntfrees 2.Figure 2 shows a dental crown in elevation, which dental crown is bounded at the bottom by the preparation line 1 and at the top shows a number of primary and secondary fissures 8. These fissures 8 form characteristic lines at the top of the dental crown and can form the working path for, for example, point milling cutter 2 during the machining of the crown.

Deze freesbewerking kan onderdeel uitmaken van de aan de hand van figuur 1 toegelichte bewerking. Dit frezen kan echter ook een nabewerking zijn die wordt uitgevoerd nadat de uiteindelijke vorm van de prothese in hoofdzaak is bereikt.This milling operation can form part of the operation explained with reference to Figure 1. However, this milling can also be a post-processing that is performed after the final shape of the prosthesis has been substantially achieved.

Claims

Method for manufacturing a dental prosthesis, such as a dental crown, in which at least the visible part of the prosthesis (outside) is machined with a numerically controlled micro-tool machine, characterized in that the machining paths on the final prosthesis visible and that a working path follows a 3-dimensional spatial curved line (not in a flat plane).

Method according to claim 1, characterized in that the spatial curved line follows natural lines of the shape of the dental surface.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the machining paths comprise substantially annular webs running around a tooth with a varying local radius, the distance between the webs being greater in places with a smaller radius than in places where the tracks have a larger radius.

A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape of the outside of the prosthesis is stored numerically as a network of lines whose intersections are fixed, lines following the natural grooves of the surface and the mutual distance of the lines are generally between 0.01 and 0.25 millimeters, and paths of the machining operation follow the lines.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that fissures in the surface of the dental element are monitored with a pointed cutter.

6. Dental prosthesis, at least the outside of which (the visible side) is machined by means of a numerically controlled machine tool, characterized in that the machining paths of the machining operation are visible, which machining paths follow 3-dimensionally curved lines .

Dental prosthesis according to claim 5, characterized in that machining paths follow grooves or other characteristic lines of dental elements of the prosthesis.