特許 7523436 歯科用嵌合体を作製するための方法およびこの目的のための被加工物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】歯科用嵌合体を作製するための方法およびこの目的のための被加工物

(51)【国際特許分類】

   A61C 13/083 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

A61C13/083

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021526493

(86)(22)【出願日】2019-11-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-24

(86)【国際出願番号】 US2019061361

(87)【国際公開番号】W WO2020102473

(87)【国際公開日】2020-05-22

【審査請求日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】18206375.0

(32)【優先日】2018-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】517264281

【氏名又は名称】デンツプライ シロナ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】グリム，フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】ノワラ，オリバー

【審査官】小林 睦

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３３３６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４７１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４８９８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１５０１０３２２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００９０１１４４３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許第０９０５０６６６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特表２００６－５２１８４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ １３／０８３

Ａ６１Ｃ ５／７７

Ａ６１Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指定またはカスタムの３次元に湾曲した外輪郭を有する歯科用嵌合体（３）または粗い外輪郭を有する前記嵌合体（３）のプリフォームを作製するための方法であって、工具（５）の外周面（７）に配置された１つまたは複数の切断エッジ（８）により被加工物（２）の中に係合する前記工具（５）によって材料を除去する方法で、そこから前記嵌合体（３）またはそのプリフォームが作製される前記被加工物（２）を機械加工し、前記工具（５）は工具軸（６）を有し、前記工具軸（６）の周りを回転し、かつ前記工具（５）および前記被加工物（２）は前記工具軸（６）に対して直交または傾斜している工具経路（１）に沿って相対的移動を行い、かつ前記工具経路（１）は生成される輪郭（３．１）のルートを横切る方向に構成され、前記１つ以上の切断エッジ（８）は規定の形状を有すること、前記工具（５）は平均して９０°未満の前記外周面（７）の切断弧角αおよび工具径（Ｄ）の少なくとも２倍の挿入深さ（ｔａ、ｔｂ、ｔｇ）で前記被加工物（２）の中に係合すること、および前記被加工物（２）の機械加工は前記外輪郭（２０）または粗い輪郭（２１）に従う機械加工方向とは違う方向に構成された前記工具経路（１）に沿って行われ、前記被加工物（２）の同時機械加工のために前記工具（５）のうちの少なくとも２つの工具（５ａ、５ｂ、１５ａ、１５ｂ）が存在し、かつ前記被加工物（２）に係合し、ここでは前記２つの工具は互いに前記工具軸（６）に平行になるように配置されており、かつ前記被加工物（２）の対向する側面から案内および駆動されることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記外周面（７）に配置された前記規定の切断エッジ（８）の機械加工長さは前記工具（５）の前記工具軸（６）の方向の前記被加工物（２）の厚さｔよりも大きいかそれと等しいこと、および機械加工は前記被加工物（２）の前記厚さｔ全体にわたって前記外周面（７）に沿ってのみ行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記外周面（７）に配置された前記規定の切断エッジ（８）の機械加工長さｔａは前記工具（５）の前記工具軸（６）の方向の前記被加工物（２）の厚さｔ未満であること、機械加工されていない残りの厚さがそのままであるように第１の機械加工は前記被加工物（２）の前記厚さｔ全体の一部にわたって前記外周面（７）に配置された１つまたは複数の前記切断エッジ（８）により行われること、および前記被加工物を１８０°回転させた後に、第２の機械加工は前記外周面（７）に沿って前記被加工物（２）の前記厚さ全体の残りにわたって行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記工具（５）は、前記外周面（７）に配置された１つまたは複数の前記切断エッジ（８）に加えて、前記工具（５）の工具先端（１０）に配置された軸方向の材料除去を伴う規定の切断エッジ（１１）を有すること、第１の機械加工はさらに軸方向の材料除去を伴う前記規定の切断エッジにより前記被加工物（２）の前記厚さｔ全体の一部にわたって行われること、および前記第２の機械加工は軸方向の材料除去を伴う前記切断エッジ（１１）がない状態で行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記工具（５、５ａ、５ｂ）を前記外周面（７）に配置された前記切断エッジ（８）の一部に係合させ、その一部は前記工具先端（１０）までの最大可能距離を有することを特徴とする請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記被加工物（２）における前記工具（５）の前記挿入深さ（ｔａ、ｔｂ、ｔｇ）を前方移動および／または側方および後方移動中に前記工具軸（６）に沿って変化させ、この変化は最大０．２×工具径（Ｄ）であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記被加工物（２）のさらなる機械加工が行われ、ここでは前記被加工物（２）および前記工具（５）は前の機械加工の方法とは違う方法で互いに位置合わせされていることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記被加工物（２）の機械加工中に、作製される前記嵌合体（３）または前記嵌合体のプリフォームは内側支持部（４．１）を介して被加工物残部（４）に接続されていること、および前記工具（５）の前記被加工物（２）内への侵入は前記嵌合体（３）またはそのプリフォームの赤道線（２０）の外側で前記内側支持部（４．１）の側方から行われることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記被加工物（２）の機械加工中に、作製される前記嵌合体（３）またはそのプリフォームは前記内側支持部（４．１）を介して前記被加工物残部（４）に接続されていること、および前記工具（５）の前記被加工物（２）内への侵入は、前記内側支持部（４．１）から離れ、かつ前記嵌合体（３）またはそのプリフォームの赤道線（２０）への方向に方向づけられた状態で行われることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

トロコイドミリングによる前記被加工物（２）の機械加工のための前記工具（５）の前記被加工物（２）内への侵入は前記工具軸（６）を横断させて行われることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記被加工物（２）の凹部（１８）における前記工具（５）の位置決めは前記工具（５）の前記被加工物（２）内への侵入の前に行われることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記工具（５）によるトロコイドミリングによる前記被加工物（２）の機械加工の前に凹部（１８）を生成するために、前記工具（５、５ａ、５ｂ、１５ａ、１５ｂ）または別の機械加工工具（５ｃ）の侵入は前記工具（５、５ａ、５ｂ、１５ａ、１５ｂ）の前記工具軸（６）の方向に行われることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記被加工物（２）は、
－ガラスセラミック、ジルコニウムジオキシドなどの予備焼結された状態のセラミックス、
－充填もしくは非充填プラスチック、
－予備焼結された状態の金属
から選択される先端を形成している材料からなることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

歯科用嵌合体（３）を作製するための、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法を実施するための被加工物であって、ホルダー（１６）に接続させるかホルダー（１６’）内に固定するための少なくとも１つの第１の外面（２．３）と、前記工具（５）との接触により被加工物を機械加工するための少なくとも１つの他の第２の外面とを有し、前記被加工物（２）は少なくとも１つの凹部（１８）を有し、前記凹部（１８）は完全に前記被加工物の第２の外面（２．１）内に位置しており、前記凹部（１８）は前記第１の外面（２．３）から離間されていること、および前記凹部（１８）は前記被加工物（２）に少なくとも部分的に貫入していることを特徴とする被加工物。

【請求項15】

前記凹部（１８）は、前記歯科用嵌合体（３）を作製するための前記被加工物（２）を機械加工するために使用される前記工具（５）の直径Ｄの少なくとも１．２倍であって最大で１０倍の直径を有することを特徴とする、請求項１４に記載の被加工物。

【請求項16】

前記凹部（１８）は、前記歯科用嵌合体（３）を作製するための前記被加工物（２）を機械加工するために使用される前記工具（５）の前記直径Ｄの少なくとも２倍であって、好ましくは最大で５０倍に対応する前記第１の外面（２．３）までの距離を有することを特徴とする、請求項１５に記載の被加工物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本特許出願は２０１８年１１月１５日に出願された欧州特許出願第１８２０６３７５．０号の利益および優先権を主張するものであり、全ての目的のためにその内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、指定またはカスタムの３次元に湾曲した外輪郭を有する医療用、特に歯科用嵌合体、または外輪郭に対して削り代を有する粗い外輪郭を有する嵌合体のプリフォームを作製するための方法に関する。歯科用嵌合体を作製するための被加工物は、少なくともホルダーに接続するかホルダー内に固定するための第１の外面と、機械加工工具との接触により被加工物を機械加工するための少なくとも１つのさらなる第２の外面とを有する。

【背景技術】

【0003】

セラミックまたはセラミック－プラスチック複合体材料ブランクを研削することにより歯科用物体を作製するための方法が欧州特許第３１９９１２４Ａ１号から知られており、ここでは作製される歯科用物体の最終的な外輪郭とは異なる外輪郭を有するプリフォームを作製するために、ブランクまたは研削装置の研削工具によってブランクから既に削られているプレプリフォーム内に研削溝が研削される。プリフォームの外輪郭はその縁部のうちの１つに研削溝が形成されており、プリフォームの外輪郭とは反対側の研削溝の縁部にある少なくとも１つの残部はブランクまたはプレプリフォームから少なくとも面積方向に切り離される。

【0004】

ブランクまたはプレプリフォーム内に研削溝が研削されているため、研削工具の移動は、その長手軸の周りでの研削工具の回転と、研削溝の長手方向への前送り移動と、研削溝の長手方向に直交する少なくとも１つの移動部品によるその長手軸を有する研削工具の移動との組み合わせであってもよい。

【0005】

これの欠点は、研削では時間単位当たりで小さい体積しか除去できないことにある。故に４ｍｍ／秒の速度で自由表面に沿って材料を除去するために、当該工具の８ｍｍの挿入深さおよび０．０５ｍｍのサイドステップにより除去される体積は１．６ｍｍ^３／秒となる。これは最先端技術によれば、残部を材料の除去により除去するのではなくブランクから切り離さなければならないという意味で重要である。

【0006】

被加工物をミリングするための方法はドイツ特許第１０２０１５０１０３２２Ａ１号から知られており、ここではエンドミルの係合角度は凹曲面の機械加工中の前記エンドミルの円形移動によって制限される。このミリング経路はトロコイド様である。

【0007】

歯科用物品のプリフォームを予備焼結された歯科用ミリングブランクからミリングまたは研削などの機械加工により作製することは、欧州特許第２６９２３１１Ｂ１号から知られている。歯科用物品を解放するために歯科用物品の輪郭を一度に１つの平面において層方向に除去するので、次いで次の平面の層を新しい侵入深さで除去することができる。この方法は、例えばＳＩＲＯＮＡ Ｄｅｎｔａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（ベンスハイム）のＭＣＸＬおよびＭＣＸ５ミリングおよび研削機械に用いられている。従って平面におけるこの層の最大厚は工具径に等しい。

【0008】

故に歯科用物品は歯科用ミリングブランク内に残ったままであるが、その大部分はその中で解放されているので、ダイヤモンドドリルによる手動の切り離しが可能になる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、耐用年数を引き延ばしながらも歯科用嵌合体の作製中の機械加工速度を上昇させる方法を明記することからなる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

指定またはカスタムの３次元に湾曲した外輪郭を有する医療用、特に歯科用嵌合体または外輪郭に対して削り代を有する粗い外輪郭を有する嵌合体のプリフォームを作製するための本発明に係る方法では、そこから嵌合体またはプリフォームが作製される被加工物は、被加工物内に係合する工具の外周面に配置された１つまたは複数の切断エッジにより前記工具によって材料を除去する方法で機械加工される。機械加工のために、工具軸を有する当該工具を前記工具軸の周りで回転させ、当該工具および被加工物は工具軸に対して直交または傾斜している工具経路に沿って相対的移動を行う。工具経路は生成される輪郭のルートを横切る方向指示部品をさらに有する。

【0011】

１つ以上の切断エッジは規定の形状を有し、かつ当該工具は少なくとも平均して９０°未満の外周面の切断弧角および工具径の少なくとも２倍の挿入深さで被加工物内に挿入する。

【0012】

被加工物は外輪郭または粗い輪郭に従う機械加工方向とは違って、方向指示部品による工具経路に沿って機械加工される。

【0013】

本発明の意味では歯科用嵌合体は、その最終的な機械加工された形態で歯の代わりとして使用することが意図されており、従ってカスタムの３次元に湾曲した外輪郭を有する構成要素を意味するものと理解される。この外輪郭は公知である。但し本発明は特に、そこから前記嵌合体が削られる被加工物の機械加工中に生じる嵌合体のプリフォームも含み、プリフォームは嵌合体の外輪郭に対して削り代を有する粗い外輪郭を有し、この外輪郭は嵌合体の最終的なサイズに到達するまで１つの機械加工工程またはさらなる複数の機械加工工程によって材料を除去することによって減少させることができる。

【0014】

切断弧角は接触弧としても知られており、機械加工中に被加工物と接触している工具の外周面の領域である。少なくとも平均して最大で６０°の切断弧角が有利であり得ることが分かった。

【0015】

規定の形状を有する１つまたは複数の切断エッジを備えた工具はミリング工具であってもよい。

【0016】

挿入深さは、被加工物の安定性が十分である限り、好ましくは嵌合体の場合には工具径の２．５～６倍であり、さらにはより大きい被加工物の場合には最大８倍以上であってもよい。

【0017】

ミリングと研削との違いは一つにはその工具にあり、研削工具は未知の数の非指向性切断要素を有するが、ミリング工具は公知の数の指向性切断要素を有する。また切断要素間の先端空間はミリング工具よりも研削工具において非常に小さい。これらの工具の特性により両方の方法において非常に異なるプロセスパラメータおよび機械加工戦略が選択される。研削により時間単位当たりの許容体積を達成するために、小さい先端空間を理由に大きい挿入深さが選択され、それに応じて外周面に対する応力が高くなり、かつサイドステップが小さくなる。対照的にミリングの場合は、規定の切断要素間の大きい先端空間を理由に大きいサイドステップと共に比較的小さい挿入深さが選択される。従って単位時間当たりの体積は研削の際よりも大きい。

【0018】

本発明に係る方法を用いれば、規定の切断エッジによる機械加工が大きい挿入深さにより可能であることも分かった。

【0019】

従って規定の切断エッジによる機械加工の場合に、それに応じた被加工物内への深い侵入を必要とする残部材料の切り離しも可能である。全幅切断を回避することにより、どんな大きな問題もなく、さらには特別に設計されたミリング工具を必要とすることなく２×Ｄを超える切断深さが達成可能である。

【0020】

ここに記載されている問題が原因で、標準的なミリングは低い前送り速度および浅い切断深さで行われる。工具径の１×の最大ミリング深さが典型的である。

【0021】

工具軸に直交するかその対角にある工具経路（ここでは前記工具経路は生成される輪郭のルートを横切る方向指示部品を有し、かつその輪郭に従う機械加工方向とは違う）は、例えばトロコイドミリングにおいて知られており、それはウェーブ（カット）ミリング、円形スロットミリング、トロコイドスピード切断などとしても知られている。

【0022】

残部材料を切り離すための切断深さおよびひいては挿入深さは、ブロックの高さおよび用いられる工具の切断要素の長さによって決まる。

【0023】

有利には、外周面に配置された規定の切断エッジの機械加工長さは当該工具の工具軸の方向の被加工物の厚さよりも大きいかそれと等しくてもよく、かつ機械加工は被加工物の厚さ全体にわたってもっぱら外周面に沿って行うことができる。

【0024】

これの利点は、対応する長さのための先端の摩耗が少なく、従って耐用年数が引き延ばされることにある。

【0025】

外周面に配置された規定もしくは未規定の切断エッジの機械加工長さが当該工具の工具軸の方向の被加工物の厚さ未満である場合には、第１の機械加工は外周面に配置された切断エッジもしくは要素により被加工物の厚さ全体の一部にわたって行うことができる。これにより機械加工されていない残りの厚さが残り、第２の機械加工は被加工物の１８０°の回転後に被加工物の厚さ全体の残りにわたって外周面に沿って行うことができる。

【0026】

有利には、外周面に配置された切断エッジもしくは要素に加えて、当該工具はその軸方向端部に配置された軸方向の材料除去を伴う規定の切断エッジを有していてもよく、軸方向の材料除去を伴う規定の切断エッジにより機械加工を行うこともできる。軸方向の材料除去を伴う切断エッジがない状態で第２の機械加工を行うことができる。

【0027】

これらの切断エッジは端部表面に配置することができるが、ボール先端または円錐先端として形成することもできる。

【0028】

当該工具は有利には外周面に配置された切断エッジの一部と係合させることができ、この切断エッジは当該工具先端までの最大可能距離を有する。

【0029】

これの利点は、当該工具の安定性が高められること、および非常に摩耗しやすく、かつ最終的な輪郭を生成するためのその後の機械加工工程で使用される当該先端の領域が保護されることにある。

【0030】

有利には、前方移動および／または側方および後方移動中に当該工具の対称軸に沿った当該工具の被加工物内への挿入深さを、好ましくは最大０．２×Ｄ、特に０．１×Ｄの範囲で変化させることができる。

【0031】

従って同じブロック高さの頻繁かつ一貫した使用により、切断エッジの同じ場所がブロックの上部または底部に常に接触し、かつこうして境界がはっきりした段階的摩耗が生じるのを回避することができる。

【0032】

有利には、被加工物のさらなる機械加工は前の機械加工の際よりも当該工具および被加工物を互いに対して位置合わせした状態で行うことができる。これは特に機械加工の休止中に被加工物を被加工物軸の周りで回転させることにより行うことができる。この回転は前の位置合わせに対して９０°であってもよいが、１回の機械加工プロセスによりそれぞれ他の回転角度および数回の回転も可能である。

【0033】

従って後続の機械加工工程、すなわち微細機械加工を伴う工程の時間を短縮させることができる。これは特に被加工物が立方体または直方体の主要平面以外の平面にさらなる表面、例えば被加工物を作製される嵌合体の外輪郭にさらに近づける面取りまたは平坦化を既に有する場合であってもよい。

【0034】

被加工物の機械加工において、作製される嵌合体またはプリフォームを有利には機械加工中に形成される内側支持部を介して被加工物残部に接続することができ、かつ研削による機械加工のための最先端技術において公知の方法で嵌合体またはプリフォームの赤道線の外側で形成される支持部の側方から当該工具を被加工物内に挿入することができる。被加工物がバーの領域における材料除去によって弱くなっている場合であっても、この機械加工方法は十分な向上をなおもたらすことができる。

【0035】

被加工物の機械加工では代わりとして、作製される嵌合体またはプリフォームを機械加工中に形成される内側支持部を介して被加工物残部に接続することができ、かつまだ形成されていない支持体から離れ、かつそれが嵌合体またはプリフォームの赤道線上で方向づけられるような方法で、当該工具を被加工物内に挿入することができる。

【0036】

これの利点は、作製されるバーの領域にある被加工物の安定性がその作製中により長く維持されることにある。

【0037】

有利には、トロコイドミリングにより被加工物を機械加工するために工具軸のもっぱら側方から機械加工工具を被加工物内に挿入することができる。従って当該工具の先端を保護することができ、これを任意に最終的な輪郭を生成するために使用することができる。

【0038】

被加工物内への機械加工工具の挿入前に、機械加工工具を有利には被加工物の凹部内に位置決めすることができる。予めドリルであけられた凹部または穴を有する被加工物が提供される場合、機械加工はこれらの凹部から開始することができ、当該工具を被加工物縁部の機械加工の一部としての赤道線の近くまで移動させる必要はない。これによりトロコイドミリングのための工具の耐用年数が延びる。

【0039】

トロコイドミリングによる被加工物の機械加工前に凹部を生成するために、当該機械加工工具または別の機械加工工具を有利には当該機械加工工具または他の機械加工工具の工具軸の方向に挿入することができる。従って特に凹部を創出するのに特に好適な別の工具を使用すれば、トロコイドミリングのための工具の耐用年数を引き延ばすことができる。標準的な穴あけ工具は凹部を創出するのに特に好適である。

【0040】

有利には、少なくとも２つの工具が存在し、かつそれらの同時機械加工のためにそれらを被加工物に係合させてもよく、ここでは２つの工具は互いに対して工具軸に平行な距離で配置され、かつ対向する側面から案内および駆動される。

【0041】

同時に２つの工具を使用することにより機械加工時間をさらに短縮させる。

【0042】

さらに被加工物は有利には先端を形成している材料からなっていてもよく、かつ
－ガラスセラミック、ジルコニウムジオキシドなどの予備焼結された状態のセラミックス、
－充填もしくは非充填プラスチック、
－予備焼結された状態の金属
から選択されてもよい。

【0043】

特にこれらの材料を用いて機械加工時間を短縮させることができ、かつ当該工具の耐用年数を引き延ばすことができる。

【0044】

本発明のさらなる主題は、歯科用嵌合体を作製するため、特に上に記載されている方法を実施するための被加工物によって構成される。本被加工物はホルダーに接続するかホルダー内に固定するための少なくとも１つの第１の外面と、機械加工工具との接触により被加工物を機械加工するための少なくとも１つのさらなる第２の外面とを有する。被加工物は完全にその第２の外面内に位置する少なくとも１つの凹部を有し、凹部は第１の外面から離間されている。凹部は少なくとも部分的に、特に完全に被加工物に貫入している。

【0045】

これの利点は、被加工物の機械加工をその縁部から開始する必要はなく、内部から、言い換えるとその縁部の中から外に向かって開始することもできることにある。凹部は穴あけによって被加工物内に形成することができ、あるいは被加工物の作製中に既に形成されていてもよい。従って被加工物は圧縮により粉粒体、例えば粉末から成形することができ、従って凹部は既に被加工物内に設けられていてもよい。

【0046】

凹部は有利には、歯科用嵌合体の作製のための被加工物を機械加工するために典型的に使用される機械加工工具の直径の少なくとも１．２倍であって最大で１０倍の直径を有する。ミリング工具または研削工具として具体化することができるこれらの機械加工工具の直径は、典型的には０．８～５ｍｍ、特に２．５ｍｍ～３．５ｍｍである。

【0047】

凹部は有利には、歯科用嵌合体の作製のための被加工物を機械加工するために典型的に使用される機械加工工具の直径の少なくとも２倍であって好ましくは最大で５０倍に対応する第１の外面までの距離を有する。

【0048】

図面を参照しながら本発明に係る方法を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】歯科用嵌合体の作製のための被加工物を機械加工するための最先端技術から公知の工具経路の斜視図である。

【図1A】ミリング工具の拡大図である。

【図1B】３つの切断エッジを有するミリング工具の正面図である。

【図2A】上から見た２つの工具による被加工物の同時機械加工の概略図である。

【図2B】ブロック高さ未満の限られた切断エッジ長さによる同時機械加工の上面図である。

【図2C】ブロック高さ全体を超える同時機械加工の上面図である。

【図2D】ブロック内のクラウンの位置の側面図である。

【図2E】ブロック高さ未満の限られた切断エッジ長さによる同時機械加工の斜視図である。

【図2F】ブロック高さ全体を超える同時機械加工の斜視図である。

【図3】図２Ａの斜視図である。

【図4A】０°の機械加工方向からの第１の機械加工工程の断面図である。

【図4B】９０°の機械加工方向からの第２の機械加工工程の断面図である。

【図5A】０°の機械加工方向からの赤道線の投影である。

【図5B】９０°の機械加工方向からの赤道線の投影である。

【図6A】図５Ａからの支持部を含む削り代を有する赤道線である。

【図6B】図５Ｂからの支持部を含む削り代を有する赤道線である。

【図7A】凹部を有する円板の形状の被加工物の斜視図である。

【図7B】図７Ａからの被加工物の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

図１は、歯科用嵌合体のための輪郭３．１を有するプリフォーム３の作製のために被加工物２を機械加工するため、研削すなわち不特定の切断エッジ形状を有する工具による機械加工のための最先端技術から公知の工具経路１の斜視図を示す。ここに示されている被加工物２では、直方体の元の形状は機械加工されていない被加工物残部４および生成される輪郭３．１からまだ見分けることができ、被加工物２の機械加工は、矢印５．１によって表されているように機械加工中に工具５の長手軸である工具軸６の周りを回転する工具５に対する被加工物２の第１の位置合わせ状態で行われる。その工具軸６を有する工具５は被加工物２の外側面２．１の１つに本質的に直交しており、かつその他の２つの外側面２．２、２．３に平行である。

【0051】

さらに工具５は矢印５．２によって表されているようにその長手軸６の方向に移動させることができる。

【0052】

プリフォーム３は支持部４．１を介して機械加工されていない被加工物残部４に接続されており、支持部４．１は、プリフォームを嵌合体の最終的な寸法にするためにプリフォームのさらなる機械加工が可能であるように寸法決めされている。

【0053】

ミリング工具として設計されている工具５は、直径Ｄを有する当該工具の外周面７に配置され、かつ規定の形状を有し、かつそこに先端空間９が隣接している１つまたは複数の切断エッジ８（図１Ａ、１Ｂ）により被加工物２の中に係合し、従って被加工物２は材料を除去することにより機械加工される。

【0054】

工具５は、工具５がその明示的に図示されていない工具先端１０（図１Ａ、図２Ｃも参照）によって被加工物２から突出するような十分な大きさの被加工物２への挿入深さｔａ、ｔｂ、ｔｇ（図２Ｂ、図２Ｃ）を有する。

【0055】

図１Ａから見分けることができるように、規定の形状を有する切断要素１１は工具５の先端１０にも配置されている。これらの切断要素により工具５の軸方向の材料の除去が可能になる。機械加工は外周面７の切断エッジ８により行われるため、工具５の先端１０に切断要素１１を設けることは必須ではない。

【0056】

３つの切断エッジ８を有するミリング工具が図１Ｂに示されている。２つ以上の切断要素を有する円筒状のエンドミリング工具は特に好適である。

【0057】

図１は、工具５および被加工物２が工具軸６に直交している（図示されていない実施形態ではその対角にあってもよい）工具経路１に沿って相対的に移動させられることを示し、ここでは工具経路１は、生成される輪郭３．１のルートを横切る方向指示部品ならびに生成される輪郭３．１から離れる方向指示部品を有する。ここに図示されている経路はトロコイドミリングにおいて公知の経路に対応しているが、本発明によれば当該工具の挿入深さは公知のトロコイドミリングよりも大きい。

【0058】

当該工具と被加工物との間での相対的移動は、以下の移動の種類：
ａ）工具５の長手軸６に本質的に垂直であり、かつ生成される輪郭３．１に従う前送り方向の被加工物２に向かう工具５の前方移動、
ｂ）工具５の長手軸６に本質的に垂直な平面において指定された経路に沿った被加工物２に対する工具５の２次元の側方および後方移動、
ｃ）当該工具の対称軸に沿った被加工物における当該工具の不変の挿入深さ
を含む。

【0059】

ｃ）の代わりとして、特に０．１×Ｄのオーダーで矢印５．２によって表されている挿入深さの僅かな調整を行うことができる。

【0060】

図１に示されている工具経路１は、工具５が、作製される嵌合体３またはプリフォームを被加工物残部４に接続している内側支持部４．１の側方から被加工物２の中に侵入するような経路である。従ってこの侵入は、生成される輪郭３．１の赤道線２０（図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ）までの最短距離にわたり、かつそれに沿って生じないが、支持部４．１の指定された形態に到達するまでこの赤道線２０から離れた状態のままであり、赤道線２０は嵌合体またはそのプリフォームを創出するために支持部に到達した後にのみ横切られる。当該工具は支持部４．１に到達すると工具経路を赤道線２０に沿ったままにし、被加工物２から取り出される。

【0061】

図１Ｂには、機械加工中に工具５が９０°未満の外周面７の切断弧角αで被加工物２内に挿入することがさらに示されている。切断弧角αがいくつかの状況において９０°を超えたとしても、本発明によれば切断弧角αは平均して９０°未満であり、すなわち工具経路１全体を一望できる。

【0062】

図２Ａは、２つの工具５ａ、５ｂによる被加工物２の同時機械加工によって被加工物から削られるクラウンの形態の嵌合体３の上面図を示す。図１とは対照的に、工具５ａ、５ｂは生成される輪郭３．１の赤道線２０の方向に、支持部に対向する側面２．４から被加工物２内に侵入し、支持部４の赤道線２０の対応する部分に沿ってそれぞれ別々に案内される。

【0063】

図２Ｂは、第１の正面図および上面図として下に配置されている第２の図では２つの工具１５ａ、１５ｂによるブロックの形態の被加工物２の同時機械加工を示し、ここでは工具１５ａ、１５ｂはブロック厚ｔよりも短い長さｔａ、ｔｂまでブロックに貫入する。結果として工具１５ａ、１５ｂは、支持部４．１を除いて生成される輪郭３．１の赤道線２０の一部に沿ってブロックのおよそ半分のみをそれぞれ機械加工する。機械加工は当該工具の先端から始まる外周面および任意に当該先端それ自体により行われる。工具１５ａ、１５ｂは支持部４．１に対向する側面２．４において被加工物２の中に侵入する。

【0064】

ブロックの形状の被加工物２はホルダー軸１７を有するホルダー１６を有し、ホルダー１６は支持部に面している側面２．３に配置されており、かつ被加工物２はそのホルダー軸１７の周りで回転可能である。

【0065】

図２Ｃは、第１の正面図および上面図として下に配置されている第２の図では、２つの工具５ａ、５ｂによる被加工物２の同時機械加工を示し、ここでは工具５ａ、５ｂはブロック厚ｔよりも長い長さｔｇを有し、それにより工具５ａ、５ｂはブロック全体に貫入し、先端１０は突出している。先端１０はどんな役割も担っていない。工具５は矢印５．２によって示されているように長手方向に前後に移動させることができるため、工具５ａ、５ｂの外周面全体を使用することができる。図２Ｂと同様に、工具は赤道線の一部のみをそれぞれ機械加工する。ここでも当該工具は支持部４．１に対向する側面において被加工物２の中に侵入する。被加工物２がそのホルダー軸１７の周りを回転することができるホルダー１６がこの側面に位置している。

【0066】

図３は、それらの上に設定された２つの側面から被加工物２を機械加工する工具５ａ、５ｂを含む図２Ａおよび図２Ｃの斜視図を示す。

【0067】

図２Ｄは、被加工物２のホルダー軸１７に対して９０°回転されている別の位置合わせにおいて被加工物２から削られる図２Ａ～図２Ｃの嵌合体を示す。但し、図示されていない機械加工工具の位置は図２Ａ～図２Ｃに関して変わっておらず、すなわちそれらは描画面の中または外へそれぞれ伸長する。

【0068】

図２Ａ、図２Ｄの断面が図４Ａ、図４Ｂに表されている。被加工物２の一部は単一の機械加工工具５によりアウトラインに沿って既に機械加工されており（以下の図５Ａ、図５Ｂを参照）、被加工物２の別の一部は機械加工工具５に係合している。機械加工がもっぱら工具５の外周面で行われるように、被加工物はブロックを貫入しているか、それどころか先端５．３はブロックから突出している。図４Ａでは、残部材料３．２は機械加工されていない作製される嵌合体またはプリフォームに対する平面において被加工物２上に残っている。９０°の回転により、図４Ｂに示すように、この残部材料３．２も除去することができる。しかし残部材料３．２がまだ残されていることも明らかであり、これはさらなる機械加工プロセスにおいて除去される。完全性のために、この表示はプリフォームまたは嵌合体３の削り代を説明していないことに留意されたい。

【0069】

プリフォームを創出するために、工具軸６を有する工具５による被加工物２の機械加工（図１を参照）は作製される嵌合体の赤道線２０に沿って行うことができ、ここでは図５Ａ、図５Ｂに示すように、赤道線２０は工具軸６に平行な３Ｄ輪郭３．１の２Ｄ投影によって形成されている。これは平面２２内のアウトラインに対応している。一例として、２つの点Ｐ１、Ｐ２が断面にプロットされており、これらの点はこの断面において工具５に垂直な嵌合体３の最も大きい変化を含む。これらの点Ｐ１、Ｐ２は点Ｐ１’およびＰ２’として投影されており、全断面の点Ｐ１、Ｐ２の総和は機械加工方向に見られる嵌合体３の赤道線を提供するか、それどころか全ての断面の点Ｐ１’、Ｐ２’の総和は機械加工の削り代の中に赤道線２０を提供する。従って赤道線２０に削り代２１を設けることができる。この削り代２１により、最終的な嵌合体３の外輪郭を常にプリフォームの粗い輪郭内に確実に位置させることができる。

【0070】

図５Ａ、図５Ｂでは、矢印２３によって表されている機械加工工具５の長手軸６に平行な赤道線２０の２Ｄ投影の平面２２において削り代２１が説明されている。図５Ａは作製される嵌合体３、この場合は図２Ａ～図２Ｄからのクラウンと、２Ｄ投影から得られた削り代２１を有する赤道線２０のアウトラインとを示す。

【0071】

図５Ｂは、作製される嵌合体３、この場合は図２Ａ～図２Ｄからのクラウンを示し、クラウンはこの場合も削り代２１を有する赤道線２０と共に図５Ａに関して９０°回転されている。

【0072】

この削り代は０．１×Ｄ～０．０２×Ｄである。工具径Ｄ＝２．５ｍｍおよび１．５×Ｄのスロット幅を有するミリング工具の場合、０．０８×Ｄに対応する０．２ｍｍの削り代が好適であることが分かった。

【0073】

図５Ａ、図５Ｂからのクラウン３のアウトラインからの典型的な赤道線２０が図６Ａ、図６Ｂに示されており、ここでは削り代２１が設けられている。図５Ａ、図５Ｂとは違って支持部４．１が設けられており、その上の作製される嵌合体は、機械加工されていない被加工物残部４への接続を保証するために機械加工されていないままである。

【0074】

被加工物の２つの位置、すなわち０°および９０°での機械加工は十分であると思われるが、それにも関わらず工具軸６またはホルダー軸１７に対する被加工物２の中間の傾斜位置が可能である。

【0075】

ブロックの高さ全体にわたる機械加工の場合、工具５の先端１０が保護され、従って工具５は残部材料を切り離すための切断中に被加工物２を超えて突出するので、１５ｍｍの高さを有する標準的なブロックにより１７．５ｍｍの切断深さが生じる。従って使用されるミリング工具は１８ｍｍの有効な切断要素長さを有しなければならない。切断深さは他のブロックサイズまたは他の工具に好適に適合させなければならない。

【0076】

保護される先端の長さはその実施形態によって決まり、典型的には０．５×Ｄ～１×Ｄの範囲である。半球状先端の場合、この長さは０．５×Ｄである。

【0077】

１５ｍｍの高さｄＨおよび２．５ｍｍの工具径Ｄを有するブロックの場合、これにより工具径Ｄの６倍の高さｄＨが生じる。

【0078】

当該工具の先端を保護するために必要な挿入深さを維持するために、１７．５ｍｍでは当該工具の有効長さｌＷは工具径の７倍である。先端ｌＳの長さは工具径Ｄの約１×である。

【0079】

全幅切断によって生成される溝の溝幅はたった１．０×Ｄではなく１．５×Ｄである。Ｄ＝２．５ｍｍを有するミリング工具の場合、溝幅は１．５×２．５ｍｍ＝３．７５ｍｍとなる。

【0080】

前送りとしても知られている送りは１つのトロコイド当たり０．１×Ｄ～０．５×Ｄである。工具径Ｄ＝２．５ｍｍおよび１．５×Ｄの溝幅を有するミリング工具の場合、０．１２Ｄに対応する０．３ｍｍの送りが好適であることが分かった。

【0081】

いずれの場合も１つの凹部１８を有する、ホルダー１６に接続された円板の形態の被加工物２が図７Ａ、図７Ｂに示されており、ここでは凹部１８は被加工物２の作製中に既に設けられているか穴あけ工具による穴あけによってミリング前に設けることができる。円板形状の被加工物２はホルダー１６に接続するための第１の外面２．３と、機械加工工具５との接触による被加工物の機械加工のための別の第２の外面２．１とを有する。凹部１８が第１の外面２．３から離間されるように、凹部１８は完全に第２の外面２．１内に位置している。従って凹部１８は被加工物２を完全に貫入しており、さらに当該工具の長手軸方向に平行に位置合わせすることができる。

【0082】

当該工具の外周面による機械加工はこの凹部１８から開始することができる。そのために、嵌合体５を少なくとも機械加工工具５の長手軸１７に垂直な平面においてニアネットシェイプ法で削るために、当該工具の外周面により被加工物の機械加工が行われる前に、好ましくは機械加工工具５を被加工物２に接触させることなくｚ方向に摺動させることにより被加工物２の凹部１８内に位置決めする。

【0083】

凹部１８は典型的には、歯科用嵌合体３を作製するための被加工物２を機械加工するために使用される機械加工工具５の直径Ｄの約２倍の直径を有し、その上に被加工物が保持される第１の外面２．３までの距離は典型的には、歯科用嵌合体３を作製するための被加工物２を機械加工するために使用される機械加工工具５の直径のおよそ５倍に対応する。

【0084】

被加工物の異なる場所で機械加工を開始することができるように、他の凹部１８’、１８’’（図７Ｂ）も設けることができる。

【0085】

外面２．３に配置されたホルダー１６への円板形状の被加工物２の片側での固定の代わりに、円形のブランクまたは円板として公知の最先端技術の被加工物のために知られている方法で被加工物２をホルダー１６’内にその縁部の周り、言い換えると第１の外面２．３に沿ってクランプすることもできる。そのためにホルダー１６’は外面２．３を被加工物２の全外周にわたって取り囲んでいる。

【0086】

この場合も被加工物は外面２．１にわたって機械加工される。

【図1】

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】