WO2005102206A1 - Verfahren zur herstellung eines dentalen passkörpers - Google Patents

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WO2005102206A1
WO2005102206A1 PCT/EP2005/051762 EP2005051762W WO2005102206A1 WO 2005102206 A1 WO2005102206 A1 WO 2005102206A1 EP 2005051762 W EP2005051762 W EP 2005051762W WO 2005102206 A1 WO2005102206 A1 WO 2005102206A1
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molded part
blank
final
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PCT/EP2005/051762
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Fornoff
Original Assignee
Sirona Dental Systems Gmbh
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Priority to DE112005000864T priority patent/DE112005000864B4/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0022—Blanks or green, unfinished dental restoration parts

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a dental prosthetic item, for example framework structures such as crown caps or bridge frameworks, based on high-strength, brittle materials, in particular ceramic materials such as zirconium oxide and aluminum oxide or sintered metals. Such materials are only brought to their final strength in a second process step, for example in a sintering process in the case of a ceramic state of the art
  • restorations are produced by the process steps described below.
  • the blank is first produced.
  • the raw material for a production lot is first produced, and then the block blank is produced by pressing the raw material.
  • the sintering shrinkage parameters are typically 25% of the production lot.
  • the sintering shrinkage parameters are typically within a tolerance range of ⁇ 2% from batch to batch.
  • the sintering shrinkage parameters can be determined with an accuracy of typically 0.1% to 0.2% in a complex process; the batches can be labeled accordingly.
  • the restoration is then produced by first taking an impression of the situation to be restored in the patient's mouth and producing a measurement model. This is followed by the 3D measurement of the model and the construction of the restoration using CAD / CAM methods. If the design data are available, the blank is selected and the sintering shrinkage parameters of the selected blank are read. Before the blank is 3D shaped, the design data are adapted to the selected blank, taking into account the sintering shrinkage parameters. After grinding out, a molded part is created which is further treated to produce the final strength, in the case of ceramic by sintering. This molded part, which has the final strength, can then be veneered with veneering ceramic.
  • the 3D shaping process is divided into a rough machining process of the blank and a precise post-machining process of the molded part having the ultimate strength for producing the final shape of the dental prosthetic item.
  • the blank is advantageously fastened to a holder with a first connection geometry which is designed in such a way that the blank can be held in a defined position in an unfastened form.
  • the rough machining process can also advantageously include an oversize that covers the entire tolerance range of the manufacturing process of the dental prosthetic item, that is to say also the tolerance band of a production batch.
  • the excess is advantageously determined as a function of the local position in the molded part having the ultimate strength.
  • the oversize can be calculated starting from the center of the molded part relative to the distance from the center and thus the shape of the molded part can be approximated to the shape of the tooth replacement part.
  • a non-machined remaining area remains on the blank in the area of the blank holder. A stable connection of the roughly machined molded part to the holder is thus achieved for further processing.
  • the molded part advantageously remains on the remaining block during the rough machining process, so that a positioning aid for repositioning is available.
  • a precise reference body is attached to the blank or generated on the molded part during the rough machining process.
  • the processing data for the post-processing process can be determined by measuring the reference body on the molded part or blank.
  • the molded part and the reference body are sintered during the sintering process.
  • the position of the reference body relative to the blank is known to the control software.
  • the reference body or bodies depict the exact shrinkage parameters in all spatial directions.
  • the measurement of the reference bodies brought to the final strength takes place inside the processing unit, preferably optically or via a modified tool touch process.
  • the machining plan is generated from the measured shrinkage parameters.
  • a measurement can also take place outside the processing unit.
  • the molded part brought to final strength is fastened on a holder with a connection geometry that takes the shrinking parameters into account. So that is for post-processing, a firm support is ensured and the molded part brought to final strength assumes a precisely defined position with respect to the processing tools.
  • the processing data for the post-processing process can also be obtained by measuring the molded part which has been brought to its final strength.
  • the machining plan is created by comparing this data with the original measurement data.
  • the machining plan can be optimized according to criteria such as high speed, high precision or low tool wear.
  • a measurement can be carried out by means of a measuring device on the processing unit or outside the processing unit.
  • the measurement of the molded part brought to its ultimate strength is only carried out in certain areas that require high precision.
  • a comparison of this measurement data with the data of the rough machining process is then used to create the machining plan for the postprocessing process, taking into account the shrinkage parameter determined from the comparison.
  • the advantage of determining the shrinkage parameter is that shorter measuring times are possible.
  • the final shaping of the occlusal areas, the wall areas and the intermediate parts of the scaffolding as the dental prosthesis to be produced is made by veneering with veneering ceramics, the excess in these areas is tolerable in some cases and processing to the calculated final dimension can be omitted. In these cases it is advantageous if the measurement of the molded part brought to final strength is only carried out in these areas.
  • the molded part brought to its final strength is separated from the remaining area during the post-processing process, since the molded part thus occupies a precisely defined position with respect to the processing tools during the entire processing process.
  • An advantageous development of the method includes the measurement of the molded part brought to its final strength by means of a measurement device on the processing unit. On the one hand, this saves time, since the molded part does not have to be clamped in a further device for measurement, and also serves for process reliability, since an inadvertently incorrect attachment of the molded part to the holder is avoided.
  • a further aspect of the invention relates to a holder set which comprises at least two holders, each holder having a connection geometry to a component to be held, a first holder having a connection geometry for a blank which has not been brought to final strength and a second holder having a second connection geometry for has a shaped part brought to final strength, which has been produced by machining from the blank and by a hardening process, the first and the second connection geometry differing in the shrinkage parameters of the blank during the final hardening.
  • the invention relates to a holder for a blank not brought to final strength and a molded part brought to final strength, a first connection geometry for the blank not brought to final strength and a second connection geometry for the molded part brought to final strength, which is produced by machining from the blank is provided, the first and the second connection geometry differing in the shrinkage parameters of the blank during final consolidation.
  • Such a holder set or such a holder represent a very good basis for carrying out the method proposed according to the invention.
  • a last aspect of the invention relates to a molded part for producing a dental prosthetic item, the molded part consisting of a material not yet having the final strength and being worked out from a blank close to the final shape, but with an oversize taking into account a shrinkage parameter of the final consolidation, wherein an additional oversize is taken into account in the molded part which covers the tolerance range of the 3D machining process of the dental prosthetic item and preferably including the tolerances of the production batches of the blank.
  • An advantageous development of the molded part has a reference body with a known position and dimension.
  • the reference body can be used to measure the shrinkage parameters of the molded part before and / or after sintering, since the sintering process in a first approximation causes homogeneous shrinkage in the entire material.
  • a last advantageous development relates to a molded part which is on a holder on the unworked Area of the molded part contains a positioning aid or at which this positioning aid is produced from the blank during the production of a molded part by means of a 3-D mold machining process. This facilitates the exact positioning of the molded part in the processing tool.
  • FIG. 2 shows a final solidified regrinded tooth replacement part immediately after being separated from the holder
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the oversize used after rough grinding
  • Fig. 4 shows the special areas of measurement with high accuracy of fit for finishing
  • Fig. 5a-b a holder set for attaching the workpiece before and after solidifying
  • Fig. 6 shows a holder with two mounting geometries.
  • FIG. 1 shows a molded part 2 fastened on a holder 1.
  • the shape of the molded part 2 was obtained by working out, for example by grinding or milling, from a blank 3, represented by the dashed line, in the specific exemplary embodiment by means of a rough grinding process, and its outer shape already corresponds essentially to the tooth to be produced. spare parts.
  • An unprocessed remaining area 4 of the molded part is present at the transition from molded part 2 to holder 1. Between the remaining area and the molded part 2 there is still a material connection in the connection area 5.
  • a reference body 6 is provided on the molded part shown, which serves for the exact measurement of the molded part before and after solidification for determining the shrinkage parameter X s in all spatial directions.
  • Parts of the structure shown in FIG. 1 are subjected to a hardening process after the rough machining, as a rule sintering at high temperatures.
  • the material of the blank 3 or the molded part 2 is brought to the desired final strength.
  • the molded part 2 and the remaining area 4 shrink according to the shrinkage parameters X s determined for the blank, which in turn have a tolerance T s within a production batch.
  • the molded part 2 changes to the molded part 2 '(not shown) which has the ultimate strength and which still has to be reworked.
  • FIG. 2 shows the dental prosthetic item 21 emerging from the molded part (FIG. 1) immediately after being separated from the remaining area 4 located on the holder 1. Before being cut off, the finished part 2 'having the final strength is finished to the desired extent at the required points.
  • the shrinkage parameters of the material of the blank are subject to a certain fluctuation range of typically 2%.
  • the manufacturing tolerances caused by the manufacturing process which can be in the range from 5 to 100 .mu.m, are also taken into account.
  • the oversize still to be processed has decreased by the proportion of the shrinkage parameter Xs, so that only the remaining oversize has to be removed, at least at the points that are relevant.
  • Such locations are identified for a scaffold in FIG. 4. These are the inner fit 45, the fit at the preparation margin 46 and the position of the crown caps 47.
  • the framework 41 shown as an example of a dental prosthesis is made up of three parts and consists of two crown caps 42, 43 and the intermediate link 44. the fit at the preparation margin 46 and the position of the crown caps 47 require special dimensional accuracy, so that the dental prosthetic item is finished at least in these areas. Depending on the tooth replacement part, it may also be necessary to completely process the tooth replacement part during the final processing.
  • the measurement of the molded part having the ultimate strength can either be done optically, as is already known from dental grinding units, or can be carried out via a modified tool touching process within the processing unit.
  • the grinding plan for regrinding is generated from the measured shrinkage parameters.
  • the sintered molded part can also be measured optically outside the processing unit.
  • Such a measurement has the advantage over the measurement using a point sensor or a tool touch process that the measurement is carried out much faster.
  • an intraoral measuring camera can be used for this.
  • a corresponding recording device can be provided for the camera on the one hand and for the molded part to be measured on the other hand. On the one hand this avoids the risk of blurring and on the other hand it is clearly recognizable in which area the measurement can be carried out.
  • several measurement data records can be connected to one another in a suitable manner in order to generate an overall data record.
  • FIG. 5a and b show a holder set consisting of the holders 51 and 52.
  • the holders 51, 52 shown have connections 53, 54 which serve to hold a workpiece.
  • the connection 53 of the holder 51 is designed in such a way that a blank 55, in which the material has not yet been brought to its final strength, can be attached to it. After machining the molded part by rough machining the blank and subsequent sintering, all parts of the material shrink to approximately the same extent. It is therefore necessary to use a holder 52 with a connection 54 that is reduced in its connection geometry by the shrinkage factor compared to connection 53 for further processing.
  • the tooth replacement part 56 can be fastened thereon in a precisely defined position.
  • connection area is designed in two stages and has a first connection 64 on which there is a second, smaller connection 65.
  • the connection area of the blank 62 has to be designed accordingly so that it fits over the additional connection 65.
  • the molded part 63 which has shrunk by the shrinkage factor, can be attached to the appropriately designed connection 65 and subjected to post-processing, so that the dental prosthesis is produced.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines Zahnersatzteils (21), insbesondere eines Gerüsts, unter Verwendung eines in einem materialabtragenden 3D-Formgebungsprozess zu bearbeitenden Rohlings (3) aus noch nicht die Endfestigkeit aufweisendem Material, umfassend eine Endverfestigung des durch den Formgebungsprozess entstandenen Formteils (2) zu einem die Endfestigkeit aufweisenden Formteil (2'), wobei der 3D-Formgebungsprozess aufgeteilt wird in einen Grobbearbeitungsprozess des Rohlings (3) und in einen präzisen Nachbearbeitungsprozess des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils (2') zur Herstellung der Endform des Zahnersatzteils (21). Desweiteren betrifft die Erfindung zur Durchführung des Verfahrens in besonderer Weise geeignete Halter oder ein Halterset, welche zur Aufnahme des Rohlings und des verfestigten Formteils dem Schrumpfungsfaktor angepasste Anschlüsse aufweisen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Formteil, das über das normale Übermaß hinaus noch ein Übermaß besitzt, das das Toleranzfeld der Materialschrumpfung und des Formbearbeitungsprozesses mit einbezieht.

Description

Beschreibung Verfahren zur Herstellung eines dentalen Passkörpers Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dentalen Zahnersatzteils, beispielsweise GerüstStrukturen wie Kronenkappen oder Brückengerüsten, auf Basis von hochfesten, spröden Werkstoffen, insbesondere von keramischen Werkstoffen wie Zirkonoxid und Aluminiumoxid oder Sintermetallen. Derartige Werkstoffe werden erst in einem zweiten Verfahrensschritt auf ihre Endfestigkeit gebracht, beispielsweise in einem Sinterprozess im Falle einer Keramik- Stand der Technik
Bei den bekannte Verfahren werden Restaurationen durch die nachfolgend beschriebenen Prozessschritte hergestellt.
Zunächst erfolgt die Herstellung des Rohlings . Dazu erfolgt zunächst die Herstellung des Rohmaterials für ein Fertigungslos, anschließend die Herstellung des Blockrohlings durch Verpressen des Rohmaterials. Zum Schluss werden die Sinterschrumpfparameter von typischerweise 25% des Fertigungsloses bestimmt. Die Sinterschrumpfparameter liegen von Charge zu Charge typischerweise in einem Toleranzbereich von ± 2%.
Für einzelne Chargen können in einem aufwändigen Verfahren die Sinterschrumpfparameter mit einer Genauigkeit von typischerweise 0,1% bis 0,2% bestimmt werden; die Chargen können entsprechend gekennzeichnet werden.
Aus der Herstellung von Implantaten ist zudem bekannt, einen Rohling mit einer Anschlussgeometrie zur Befestigung an einem Halter zu versehen. Anschließend erfolgt die Herstellung der Restauration, indem zunächst eine Abformung der im Mund des Patienten vorliegenden zu restaurierenden Situation und die Herstellung eines Vermessungsmodells erfolgt. Daran schließt sich die 3D-Vermessung des Modells und die Konstruktion der Restauration unter Verwendung von CAD/CAM-Methoden an. Liegen die Konstruktionsdaten vor, erfolgt die Auswahl des Rohlings und das Einlesen der Sinterschrumpfparameter des ausgewählten Rohlings. Vor dem 3D-Formschleifen des Rohlings werden die Konstruktionsdaten unter Einbeziehung der Sinter- schrumpfparameter an den ausgewählten Rohling angepasst. Nach dem Herausschleifen entsteht ein Formteil, das zur Erzeugung der Endfestigkeit weiterbehandelt wird, im Fall von Keramik durch Sintern. Anschließend kann dieser die Endfes- tigkeit aufweisende Formteil mit Verblendkeramik verblendet werden.
Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass eine exakte Prozessführung zur Herstellung des Rohlings erforderlich ist, dass ein Prozessschritt zur Bestimmung der Schrumpfparameter erforderlich ist und dass hohe Anforderungen an den Sinterprozess gestellt werden. Am Markt befindliche Systeme zeigen, dass die Summe aller Fehler aus den Prozessschritten zu einer erheblichen Abweichung des erstellten Zahnersatzteils, das in der Regel ein Gerüst ist, führen können. Darstellung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird der 3D-Formgebungsprozess in einen Grobbearbeitungsprozess des Rohlings und in einen präzisen Nachbearbeitungsprozess des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils zur Herstellung der Endform des Zahnersatzteils aufgeteilt . Der Vorteil besteht darin, dass geringe Anforderungen hinsichtlich der Präzision an den ersten 3D-Formgebungsprozess und an den Prozess der Herstellung der Endfestigkeit gestellt werden. Während der Nachbearbeitung werden nur noch die Dimensionsabweichungen korrigiert.
Vorteilhafterweise wird der Rohling zu seiner Bearbeitung auf einem Halter mit einer ersten Anschlussgeometrie befestigt, die so gestaltet ist, dass der Rohling in unverfes- tigter Form in einer definierten Position gehaltert werden kann.
Vorteilhafterweise kann der Grobbearbeitungsprozess neben den Sinterschrumpfparametern auch ein Übermaß mit einbeziehen, welches das gesamte Toleranzfeld des Herstellungsprozesses des Zahnersatzteils abdeckt, also auch das Toleranz- band einer Fertigungscharge.
Dadurch entfällt der Prozess zur Bestimmung der Sinterschrumpfparameter der FertigungsCharge sowie das Einlesen der Parameter vor jedem Bearbeitungsvorgang. Durch das geringe Toleranzband von +/-2% ergibt sich bei typischen Res- taurationen von +/-20mm Länge gleichwohl nur ein Übermaß von ca. +/-400 μm in Richtung der größten Ausdehnung. Als Folge davon führt dies auch zu einer vereinfachten Prozessführung zur Herstellung des Rohmaterials des Rohlings .
Vorteilhafterweise wird das Übermaß abhängig von der loka- len Position im die Endfestigkeit aufweisenden Formteil bestimmt .
Da das Schrumpfen beim Sintern im wesentlichen homogen erfolgt, kann das Übermaß ausgehend von der Mitte des Formteils relativ zum Abstand zur Mitte berechnet werden und damit die Form des Formteils der Form des Zahnersatzteils weiter angenähert werden. Vorteilhafterweise verbleibt während des Grobbearbeitungs- prozesses am Rohling ein nicht bearbeiteter Restbereich im Bereich der Halterung des Rohlings . Damit wird für die Weiterverarbeitung eine stabile Verbindung des grob bearbeite- ten Formteils zur Halterung erreicht.
Vorteilhafterweise verbleibt das Formteil während des Grobbearbeitungsprozesses am Restblock, damit eine Positionierhilfe zur Repositionierung vorhanden ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird während des Grobbearbeitungsprozesses ein präziser Referenzkörper am Rohling angebracht oder am Formteil erzeugt .
Gemäß einer Weiterbildung können die Bearbeitungsdaten für den Nachbearbeitungsprozess durch Vermessen des Referenzkörpers am Formteil oder Rohling ermittelt werden. Während des Sinterprozesses wird das Formteil und der Referenzkörper gesintert. Die Lage des Referenzkörpers relativ zum Rohling ist der Steuersoftware bekannt. Der oder die Referenzkörper bilden nach der Sinterung die exakten Schrumpfparameter in allen Raumrichtungen ab. Die Vermessung der auf die Endfestigkeit gebrachten Referenzkörper erfolgt innerhalb der Bearbeitungseinheit vorzugsweise optisch oder über einen abgewandelten Werkzeugtouchierprozess . Aus den gemessenen Schrumpfparametern wird der Bearbeitungsplan erzeugt. Eine Vermessung kann auch außerhalb der Bearbei- tungseinheit erfolgen.
Damit werden die Fehler aus der gesamten Prozesskette korrigiert, d.h. der nachträgliche Anpassaufwand für den Zahntechniker ist gering.
Vorteilhafterweise wird das auf Endfestigkeit gebrachte Formteil auf einem Halter mit einer die Schrumpfparameter berücksichtigenden Anschlussgeometrie befestigt. Damit ist zur Nachbearbeitung eine feste Halterung sichergestellt und das auf Endfestigkeit gebrachte Formteil nimmt eine genau definierte Lage bezüglich der Bearbeitungswerkzeuge ein.
Gemäß einer Weiterbildung können die Bearbeitungsdaten für den Nachbearbeitungsprozess auch durch Vermessen des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils gewonnen werden. Aus dem Vergleich dieser Daten mit den ursprünglichen Vermessungsdaten wird der Bearbeitungsplan erstellt. Hierbei kann der Bearbeitungsplan nach Kriterien wie hohe Geschwindig- keit, hohe Präzision oder geringe Abnutzung der Werkzeuge optimiert werden. Eine Vermessung kann dabei mittels einer VermessungsVorrichtung an der Bearbeitungseinheit oder außerhalb der Bearbeitungseinheit erfolgen.
Bei beiden Arten der Vermessung ist eine exakte Repositio- nierung der vorgefertigten Restauration auf den Blockhalter nicht zwingend erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Vermessung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils nur in bestimmten Bereichen, die eine hohe Präzision erfordern, vor- genommen. Anschließend wird ein Vergleich dieser Messdaten mit den Daten des Grobbearbeitungsprozesses zur Erstellung des Bearbeitungsplans für das Nachbearbeitungsverfahren unter Berücksichtigung des aus dem Vergleich ermittelten Schrumpfparameters verwendet. Der Vorteil bei der Ermitt- lung des Schrumpfparameters ist der, dass kürzere Messzeiten möglich sind.
Da bei Gerüsten als herzustellende Zahnersatzteile die endgültige Formgebung der okklusalen Bereiche, der Wandbereiche, sowie die der Zwischenglieder durch die Verblendung mit Verblendkeramiken erfolgt, ist in manchen Fällen das Übermaß in diesen Bereichen tolerabel und eine Bearbeitung auf das berechnete Endmaß hin kann entfallen. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, wenn auch die Vermessung des auf Endfestigkeit gebrachten Formteils nur in diesen Bereichen erfolgt.
Es ist damit in manchen Fällen ausreichend, zur Herstellung eines Gerüsts während des Nachbearbeitungsprozesses lediglich die folgenden Bereiche zu bearbeiten, nämlich die Innenpassung der Kronenkappen und die Passung im Bereich der Präparationsgrenze .
Vorteilhafterweise findet die Abtrennung des auf die End- festigkeit gebrachten Formteils vom Restbereich während des Nachbearbeitungsprozesses statt, da so das Formteil während des gesamten Bearbeitungsprozesses eine genau festgelegte Position bezüglich der Bearbeitungswerkzeuge einnimmt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens beinhaltet die Vermessung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils mittels einer Vermessungsvorrichtung an der Bearbeitungseinheit. Dies spart einerseits Zeit, da das Formteil nicht zur Vermessung in ein weiteres Gerät eingespannt werden muss und dient zusätzlich der Prozesssicherheit, da ein versehentlich fehlerhaftes Anbringen des Formteils am Halter vermieden wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Halterset, welches mindestens zwei Halter umfasst, wobei jeder Halter eine Anschlussgeometrie an ein zu haltendes Bauteil aufweist, wobei ein erster Halter eine Anschlussgeometrie für einen nicht auf Endfestigkeit gebrachten Rohling und ein zweiter Halter eine zweite Anschlussgeometrie für ein auf Endfestigkeit gebrachtes Formteil, das durch Bearbeitung aus dem Rohling und durch einen Verfestigungsprozess hervorgegangen ist, aufweist, wobei die erste und die zweite Anschlussgeometrie sich durch die Schrumpfungsparameter des Rohlings bei der Endverfestigung unterscheiden. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Halter für einen nicht auf Endfestigkeit gebrachten Rohling und ein auf Endfestigkeit gebrachtes Formteil, wobei eine erste Anschlussgeometrie für den nicht auf Endfestigkeit gebrachten Roh- ling und eine zweite Anschlussgeometrie für das auf Endfestigkeit gebrachte Formteil, das durch Bearbeitung aus dem Rohling hervorgegangen ist, vorgesehen ist, wobei die erste und die zweite Anschlussgeometrie sich durch die Schrumpfungsparameter des Rohlings bei der Endverfestigung unter- scheiden.
Ein derartiges Halterset oder ein derartiger Halter stellen eine sehr gute Grundlage für die Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens dar.
Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft ein Formteil zur Erstellung eines Zahnersatzteils, wobei das Formteil aus einem noch nicht die Endfestigkeit aufweisenden Material besteht und endformnah, aber mit Übermaß unter Berücksichtigung eines Schrumpfparameters der Endverfestigung aus einem Rohling herausgearbeitet ist, wobei im Formteil ein weiteres Übermaß berücksichtigt ist, welches das Toleranzfeld des 3-D-Formbearbeitungsprozesses des Zahnersatzteils und vorzugsweise einschließlich der Toleranzen der Fertigungschargen des Rohlings abdeckt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Formteils weist einen Referenzkörper mit bekannter Lage und Abmessung auf.
Der Referenzkörper kann zur Vermessung der Schrumpfparameter des Formteils vor und/oder nach dem Sintern dienen, da der Sinterprozess in erster Näherung im gesamten Werkstoff ein homogenes Schrumpfen verursacht. Eine letzte vorteilhafte Weiterbildung bezieht sich auf ein Formteil, welches an einem Halter an dem nicht bearbeiteten Bereich des Formteils eine Positionierhilfe beinhaltet oder an welchem diese Positionierhilfe während der Herstellung eines Formteils mittels eines 3-D-Formbearbeitungsprozesses aus dem Rohling erzeugt wird. Dies erleichtert die exakte Positionierung des Formteils im Bearbeitungswerkzeug . Kurzbeschreibung der Zeichnung
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein auf einem Halter befestigtes Formteil nach dem Grobschleifen und vor der Endverfestigung, die
Fig. 2 ein endverfestigtes nachgeschliffenes Zahnersatzteil unmittelbar nach dem Abtrennen von dem Halter, die Fig. 3 eine schematische Darstellung des verwendeten Ü- bermaßes nach dem Grobschleifen, die
Fig. 4 die besonderen Bereiche des Vermessung mit hoher Passgenauigkeit zur Endbearbeitung, die
Fig. 5a-b ein Halterset zum Befestigen des Werkstücks vor und nach dem Verfestigen und die
Fig. 6 einen Halter mit zwei Befestigungsgeometrien. Ausführungsbeispiel
In Fig. 1 ist ein auf einem Halter 1 befestigtes Formteil 2 gezeigt. Die Form des Formteils 2 wurde durch Herausarbei- ten, beispielsweise durch Schleifen oder Fräsen, aus einem Rohling 3, dargestellt durch die gestrichelte Linie, im konkreten Ausführungsbeispiel auf dem Wege eines Grobschleifprozesses erhalten und entspricht in seiner äußeren Form bereits im wesentlichen dem herzustellenden Zahner- satzteil. Von dem Formteil ist am Übergang des Formteils 2 zum Halter 1 ein unbearbeiteter Restbereich 4 vorhanden. Zwischen dem Restbereich und dem Formteil 2 besteht noch eine stoffliche Verbindung im Verbindungsbereich 5. Des weiteren ist an dem dargestellten Formteil ein Referenzkörper 6 vorgesehen, der zur exakten Vermessung des Formteils vor und nach dem Verfestigen zur Bestimmung des Schrumpfungsparameters Xs in allen Raumrichtungen dient.
Teile des in Fig. 1 dargestellten Gebildes (Formteil mit Referenzkörper sowie Restbereich + Verbindungsbereich) werden nach der Grobbearbeitung einem Verfestigungsprozess unterzogen, in der Regel einer Sinterung bei hohen Temperaturen. Dadurch wird das Material des Rohlings 3 bzw. des Formteils 2 auf die gewünschte Endfestigkeit gebracht. Wäh- rend des Sinterns schrumpfen das Formteil 2 und der Restbereich 4 gemäß den zu dem Rohling festgestellten Schrumpfungsparametern Xs, welche wiederum eine Toleranz Ts innerhalb einer Herstellungscharge aufweisen.
Durch das Sintern verändert sich das Formteil 2 zu dem die Endfestigkeit aufweisenden Formteil 2 ' (nicht dargestellt) , welches noch nachbearbeitet werden muss.
In Fig. 2 ist das aus dem Formteil (Fig. 1) hervorgegangene Zahnersatzteil 21 unmittelbar nach dem Abtrennen von dem am Halter 1 befindlichen Restbereich 4 gezeigt. Vor dem Ab- trennen erfolgt die Endbearbeitung des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils 2' an den erforderlichen Stellen auf das gewünschte Maß.
In Fig. 3 sind die zu beachtenden Toleranzbereiche ausgehend von einem Grundmaß Xo des endfesten, fertig bearbeite- ten Zahnersatzteil, welches idealerweise mit einem berechneten Maß übereinstimmt, angegeben. Zunächst ist das durch die Schrumpfungsparameter bedingte Übermaß Xs zu berichtigen, das in der Größenordnung von 1 bis 30% liegt.
Die Schrumpfungsparameter des Werkstoffs des Rohlings unterliegen einer gewissen Schwankungsbreite von typischer- weise 2%.
Berücksichtigung finden weiterhin die durch das Herstellungsverfahren bedingten Fertigungstoleranzen, die im Bereich von 5 bis 100 um liegen können.
Die Summe aller Maße ergibt das bei der Herstellung des Formteils 2 entstehende Rohmaß Xr.
Nach dem Sintern hat sich das noch abzuarbeitende Übermaß verringert um den Anteil des Schrumpfungsparameters Xs, so dass nur noch das verbleibende Übermaß abgetragen werden uss, und zwar zumindest an den Stellen, die relevant sind. Derartige Stellen werden für ein Gerüst in Fig. 4 identifiziert. Es handelt sich hier um die Innenpassung 45, die Passung an der Präparationsgrenze 46 und die Lage der Kronenkappen 47. Das dargestellte Gerüst 41 als Beispiel für ein Zahnersatzteil ist dreigliedrig und besteht aus zwei Kronenkappen 42, 43 sowie dem Zwischenglied 44. Die Innenpassung 45, die Passung an der Präparationsgrenze 46 und die Lage der Kronenkappen 47 erfordern hier eine besondere Maßgenauigkeit, so dass zumindest in diesen Bereichen eine Endbearbeitung des Zahnersatzteils erfolgt. Abhängig vom Zahnersatzteil kann es aber auch nötig sein, das Zahnersatzteil bei der Endbearbeitung komplett zu bearbeiten.
Die Vermessung des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils kann entweder optisch, wie es aus dentalen Schleifeinheiten bereits bekannt ist oder über einen abgewandelten Werkzeug- touchierprozess innerhalb der Bearbeitungseinheit erfolgen. Aus den gemessenen Schrumpfparametern wird der Schleifplan für das Nachschleifen erzeugt.
Selbstverständlich kann das gesinterte Formteil auch optisch außerhalb der Bearbeitungseinheit vermessen werden. Eine derartige Vermessung hat gegenüber der Vermessung mittels Punktsensor oder über einen Werkzeugtouchiervorgang den Vorteil, dass die Vermessung sehr viel schneller erfolgt. Dazu kann insbesondere eine Intraoral-Messkamera verwendet werden. Um den Messbereich dieser Kamera bestmög- lieh auszunutzen, kann eine entsprechende Aufnahmevorrichtung für die Kamera einerseits und für das zu vermessende Formteil andererseits vorgesehen sein. Hierdurch wird zum einen die Gefahr des Verwackeins vermieden und zum anderen ist klar erkennbar, in welchem Bereich die Vermessung durchführbar ist. Bei Restaurationen mit größerer Längenausdehnung können mehrere Messdatensätze in geeigneter Weise miteinander verbunden werden, um einen Gesamtdatensatz zu erzeugen.
Die Fig. 5a und b zeigen ein Halterset bestehend aus den Haltern 51 und 52. Die dargestellten Halter 51, 52 haben Anschlüsse 53, 54, die zur Aufnahme eines Werkstücks dienen. Der Anschluss 53 des Halters 51 ist so beschaffen, dass ein Rohling 55, bei dem der Werkstoff noch nicht auf die Endfestigkeit gebracht wurde, darauf befestigt werden kann. Nach der Bearbeitung des Formteils durch eine Grobbearbeitung des Rohlings und der anschließenden Sinterung schrumpfen alle Teile des Werkstoffs in etwa in gleichem Maße. Daher ist es nötig, zur Weiterbearbeitung einen Halter 52 mit einem in seiner Anschlussgeometrie um den Schrumpfungsfaktor gegenüber dem Anschluss 53 verkleinerten Anschluss 54 zu verwenden. Das Zahnersatzteil 56 kann darauf in genau definierter Position befestigt werden. In Fig. 6 wird ein Halter 61 gezeigt, mit dem es möglich ist, sowohl den Rohling 62 {gestrichelt dargestellt) zur Grobbearbeitung als auch das Zahnersatzteil 63 nach der Herstellung der Endfestigkeit aufzunehmen. Der Anschlussbe- reich ist dazu zweistufig ausgeführt und weist einen ersten Anschluss 64 auf, auf dem sich ein zweiter, kleinerer Anschluss 65 befindet. Der Anschlussbereich des Rohlings 62 muss dazu entsprechend entsprechend gestaltet werden, damit er über den zusätzlichen Anschluss 65 passt. Nach dem Ver- festigen kann das um den Schrumpfungsfaktor geschrumpfte Formteil 63 an den passend ausgelegten Anschluss 65 angebracht und einer Nachbearbeitung unterzogen werden, sodass das Zahnersatzteil entsteht.
Bezugszei-chenliste
1 Halter
2 Formteil
2 ' Die Endfestigkeit aufweisendes Formteil
3 Rohling
4 Restbereich
5 Verbindungsbereich
6 Referenzkörper
21 Zahnersatzteil
41 Gerüst
42, 43 Kronenkappen
44 Zwischenglied
45 Innenpassung
46 Präparationsgrenze
47 Kronenkappe
51, 52 Halter
53 Anschluss mit erster Geometrie
54 Anschluss mit zweiter Geometrie
55 Rohling
56 Die Endfestigkeit aufweisendes Formteil
61 Halter
62 Rohling
63 Die Endfestigkeit aufweisendes Formteil
64 Anschluss mit erster Geometrie
65 Anschluss mit zweiter Geometrie

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Erstellung eines Zahnersatzteils (21), insbesondere eines Gerüsts, unter Verwendung eines in einem materialabtragenden 3D-Formgebungsprozess zu be- arbeitenden Rohlings (3) aus noch nicht die Endfestigkeit aufweisendem Material, umfassend eine Endverfestigung des durch den Formgebungsprozess entstandenen Formteils (2) zu einem die Endfestigkeit aufweisenden Formteil (2'), dadurch gekennzeichnet, dass der 3D- Formgebungsprozess aufgeteilt wird in einen Grobbearbeitungsprozess des Rohlings (3) und in einen präzisen Nachbearbeitungsprozess des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils (2') zur Herstellung der Endform des Zahnersatzteils (21) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (3) zu seiner Bearbeitung auf einem Halter (1) mit einer ersten Anschlussgeometrie befestigt ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grobbearbeitungsprozess Schrumpfparameter (Xs) der Endverfestigung und ein weiteres Übermaß einbezieht, welches das Toleranzfeld des 3-D-Formbearbeitungsprozesses (Tp) des Formteils (2, 2 ' ) einschließlich der Toleranzen (Ts) der Ferti- gungschargen des Rohlings (3) abdeckt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übermaß (Xs, Ts, Tp) abhängig von der lokalen Position im die Endfestigkeit aufweisenden Zahnersatzteil bestimmt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Grobbearbeitungsprozesses am Rohling (3) ein nicht bearbeiteter Restbereich (4) verbleibt .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (2) nach dem Grobbearbeitungsprozess an dem Restbereich (4) verbleibt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Grobbearbeitungsprozesses ein Referenzkörper (6) am Rohling (3) oder am Formteil (2) erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Herstellung der Endfestigkeit ein am Formteil (2') befindlicher Referenzkörper (6) vermessen wird, wobei die Lage des Referenzkörpers (6) relativ zum Formteil (2' ) der Steuersoftware des 3-D- Formbearbeitungsprozesses bekannt ist und der Referenzkörper (6) nach der Herstellung der Endfestigkeit die Schrumpfparameter abbildet, vorzugsweise in allen Raumrichtungen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass das auf Endfestigkeit gebrachte Formteil (2') auf einem Halter mit einer die Schrumpfparameter berücksichtigenden Anschlussgeometrie befestigt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei die Vermessungsdaten des die Endfestigkeit aufweisenden Formteils (2') und/oder des Referenzkörpers (6) erzeugt und zur optimierten Steuerung des Nachbearbeitungsprozesses bzgl. Geschwindigkeit, Genauigkeit und/oder Abnutzung der Bearbeitungswerkzeuge verwendet werden .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung des auf die End- festigkeit gebrachten Formteils (2') und/oder des Referenzkörpers (6) mittels einer Vermessungsvorrichtung an einer Bearbeitungseinheit zur Durchführung des 3-D- Formbearbeitungsprozesses erfolgt .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils (2' ) nur in bestimmten Bereichen (45, 46, 47) , die eine hohe Präzision erfordern, erfolgt und der Vergleich dieser Messdaten mit den Daten des Grobbearbeitungsprozesses zur Erstellung des Bearbeitungsplans für das Nachbearbeitungsverfahren unter Berücksichtigung des aus dem Vergleich ermittelten Schrumpfparameters verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das die Endfestigkeit aufweisende Formteil (2') ein Gerüst ist und dass die Vermessung im Bereich der Innenpassung (45) , der Passung an der Präparationsgrenze (46) und der Lage der Kronenkappen (47) einer mehrgliedrigen Versorgung zueinander erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils (2') nur in bestimmten Bereichen (45, 46, 47) , die eine hohe Präzision erfordern, erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die Endfestigkeit aufweisende Formteil (2') ein Gerüst ist und dass die Bearbeitung im Bereich der Innenpassung (45) , der Passung an der Präparationsgrenze (46) und den Kronenkappen (47) einer mehrglied- rigen Versorgung erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils (2') von dem Restbereich (4) während des Nachbearbeitungsprozesses er- folgt .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und/oder 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung des auf die Endfestigkeit gebrachten Formteils (2r) mittels einer Vermessungsvorrichtung an der Bearbeitungs- einheit erfolgt.
18. Halterset umfassend mindestens zwei Halter (51, 52), wobei jeder Halter eine Anschlussgeometrie (53, 54) an ein zu haltendes Bauteil (55, 56) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Halter (51) eine An- schlussgeometrie (53) für einen nicht auf Endfestigkeit gebrachten Rohling (55) und ein zweiter Halter (52) eine zweite Anschlussgeometrie (54) für ein auf Endfestigkeit gebrachtes Formteil (63) , das durch Bearbeitung aus dem Rohling (55) hervorgegangen ist, aufweist, wobei die erste und die zweite Anschlussgeometrie (53, 54) sich durch die Schrumpfungsparameter des Rohlings (55) bei der Endverfestigung unterscheiden.
19. Halter (61) für einen nicht auf Endfestigkeit gebrach- ten Rohling (62) und ein auf Endfestigkeit gebrachtes Formteil (63) , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anschlussgeometrie (64) für den nicht auf Endfestigkeit gebrachten Rohling (62) und eine zweite Anschlussgeometrie (54) für das auf Endfestigkeit ge- brachte Formteil (63) , das durch Bearbeitung aus dem Rohling (62) hervorgegangen ist, vorgesehen ist, wobei die erste und die zweite Anschlussgeometrie (64, 65) sich durch die Schrumpf ngsparameter des Rohlings (62) bei der Endverfestigung unterscheiden.
20. Formteil (2) zur Erstellung eines Zahnersatzteils, wobei das Formteil (2) aus einem noch nicht die Endfes- tigkeit aufweisenden Material besteht und endformnah, aber mit Übermaß unter Berücksichtigung eines Schrumpf arameters (Xs) der Endverfestigung aus einem Rohling (3) herausgearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Formteil (2) ein weiteres Übermaß berück- sichtigt ist, welches das Toleranzfeld des 3-D- Formbearbeitungsprozesses (Tp) des Zahnersatzteils (21) einschließlich der Toleranzen (Ts) der Fertigungschargen des Rohlings (3) abdeckt.
21. Formteil (2) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass am durch Bearbeitung entstandenen Formteil (2) ein Referenzkörper (6) mit bekannter Lage und Abmessung vorgesehen ist.
22. Formteil (2) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich für einen Halter (1) an dem nicht bearbeiteten Bereich des Formteils eine Positionierhilfe befindet oder dass diese Positionierhilfe während der Herstellung eines Formteils (2) mittels eines 3-D-For bearbeitungsprozesses aus dem Rohling (3) erzeugt wird.
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