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JP2002320626A - 歯科医療加工物を製造するための切削／研削機 - Google Patents

歯科医療加工物を製造するための切削／研削機

Info

Publication number
JP2002320626A
JP2002320626A JP2002087239A JP2002087239A JP2002320626A JP 2002320626 A JP2002320626 A JP 2002320626A JP 2002087239 A JP2002087239 A JP 2002087239A JP 2002087239 A JP2002087239 A JP 2002087239A JP 2002320626 A JP2002320626 A JP 2002320626A
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JP
Japan
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cutting
grinding machine
workpiece
dental
tool
Prior art date
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Application number
JP2002087239A
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English (en)
Inventor
Anton Bodenmiller
ボーデンミレール アントン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaltenbach and Voigt GmbH
Original Assignee
Kaltenbach and Voigt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaltenbach and Voigt GmbH filed Critical Kaltenbach and Voigt GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 医療技師、歯科医、歯科助手及び歯科技工士
が医療研究所、実施又は商業的研究所において直接、歯
科医療及び歯科技術補綴部紛を非常に正確に且つ経済的
に製造するための切削／研削機を提供することを目的と
する。 【解決手段】 本発明による切削／研削機は加工物受け
部（３）及びツール（７）を有している。これらの加工
物受け部（３）及びツール（７）は加工物受け部（３）
に配置された加工物（１）に対して互いに直交して位置
する３つの軸線（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に沿って線形に移動する
ことができる。ツール（７）及び加工物受け部（３）は
各々、回動自在及び／又は枢動自在である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯科材料で歯科医
療加工物を製造するための切削／研削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療技術、歯科医薬及び歯科技術におい
て、補綴部品は高価な貴金属合金、コバルトクロム合
金、チタン、セラミック及びプラスチックで製造され
る。このような補綴加工物の製造は多くは成形法を使用
して行なわれる。しかしながら、その一方、生物適合性
の理由で、適切に指摘すると、補綴骨組を電気化学的方
法を使用してセラミックキャップとして製造し、次いで
この補綴骨組を更にセラミック被覆する。
【０００３】一方、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置による義歯の製
造は個々の多くの場合に使用されているが、種々の技術
上の問題や、歯科技工士が習熟し難い装置構成要素及び
高い装置コストが高いという理由で期待使用レベルを達
成することができなかった。従って、主として、ガラス
セラミックブロックからのインレー及びオンレーの研削
が実現された。
【０００４】一方、セラミックキャップの製造用のＣＡ
Ｄ／ＣＡＭ装置はＬａｖａの称号で堅いエスパデンタル
ＡＧにより開発された。まず、歯根の模型を三次元で測
定し、適当なキャップの構造をコンピュータ制御下で算
出する。このデータに基づいて、圧粉体（ｇｒｅｅｎ
ｃｏｍｐａｃｔ）から所望構造の素材を切削する切削機
用の切削プログラムを算出する。この圧粉体は予備焼結
された酸化ジルコニウムであり、この予備焼結された酸
化ジルコニウムは完全焼結材料と比較して、実質的に柔
らかい。次いで、このようにして製造された素材を焼結
して高強度のセラミック加工物を生じる。
【０００５】本出願人所有のドイツ特許第１９９ ３０
５６４ Ａ１号には、医療、歯科医療、歯科技術及び
技術部品をセラミックで製造するための他の方法が記載
されている。この方法でも、光学測定模型に基づいて素
材から加工物を加工するための切削プログラムを算出す
る。素材はプレスされてブロック状圧紛体となる粉末状
セラミック原料よりなる。これは、すでに焼結されたセ
ラミックブロックと比較して、加工を実質的により容易
に、素早く、且つ、ツールの少ない摩耗で行なうことが
できると言う利点がある。更に、セラミック圧紛体の加
工で削り去られた余分の原料を回収して再使用すること
ができる。原料としては、例えば、既に、公知で且つし
ばしば用いられているセラミックの酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2）又は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が使用
される。ＺｒＳｉＯ4セラミックの使用は、これを焼結
すると、僅かしか収縮しないか、或いは、全く収縮しな
いので特に有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】セラミック加工物を切
削するのに現在実現されている機械は、それらの構造
が、旧式の３軸線切削機に基づいており、従って、わず
かに限られた程度まで、補綴部品の要求される自由スタ
イルの表面加工に適している。かくして、以前の切削／
研削機は、現時点において、使用者の観点から、セラミ
ック部品を製造する製造過程においてもっとも重要な要
素の１つを示している。
【０００７】更に他の問題は、補綴部品を元の材料ブロ
ックの残りの部分から分離することにある。手による分
離及び研削処置では、幾何学的欠陥と、また、セラミッ
ク材料の場合でも、その破壊とが生じ、従って、高コス
トで作成された部品がもはや使用できない。公知の切削
装置では、第２の側を加工するために加工物部品を手で
１８０°回転させなければならない、すなわち、再固定
しなければならない。機械の加工空間における加工物部
品のこの移動は、精度の低下のおそれと関連があり、且
つ、非常に正確、かくして高価な機械加工物固定及び変
更装置を必要とする。また、付加的にある程度能力及び
歯科技工士による正確な加工が必要である。
【０００８】かくして、本発明は医療技師、歯科医、歯
科助手及び歯科技工士が、医療研究所、実施又は商業的
研究所において直接、医療、歯科医療及び歯科技術補綴
部品を非常に正確に且つ経済的に製造するための切削／
研削機を利用可能にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的は請求項１の特
徴を有する切削／研削機によって達成される。この切削
／研削機は、互いの上にある３つの軸線に沿った線形移
動とともに、ツール及び加工物受け部の回動及び／又は
枢動自在であることを特徴としている。非常に複雑で込
み入った構造をも加工することができるように、加工
中、これら５つの移動軸線の同時制御を行なうことがで
きる。
【００１０】本発明の更なる展開は、従属項に記載され
ている。例えば、切削／研削機はダブルスピンドルを有
しており、このスピンドルの端部に２つの異なるツー
ル、例えば、粗加工ツール及び精密加工ツールが配置す
るようにしてもよい。この場合、加工物の加工のために
２つのツールの一方を取り上げるためにダブルスピンド
ルを、例えば、すべての側で１８０°回転させる。ま
た、加工物受け部をすべての側で１８０°回転させるこ
とができ、従って、再固定することなしに、第１の側の
加工から第２の側の加工へと変更を行なうことができ
る。しかも、加工物の表面を仕上げ可能することができ
る保持装置を設けることができる。本発明による切削／
研削機は特に歯科医療又は歯科技術加工物の製造のため
のセラミック材料の加工に適しているが、他の材料を加
工することもできる。
【００１１】このように、本発明の歯科医療又は歯科技
術の加工物を製造するための切削／研削機は、請求項１
に記載の通り、加工物受け部（３）及びツール（７）を
有しており、これらの加工物受け部（３）及びツール
（７）が加工物受け部（３）に配置された加工物（１）
に対して互いに直交して位置する３つの軸線に沿って線
形に移動することができる、歯科医療又は歯科技術の加
工物を製造するための切削／研削機において、ツール
（７）及び加工物受け部（３）は各々、回動自在（ｒｏ
ｔａｔａｂｌｅ）及び／又は枢動自在（ｐｉｖｏｔａｂ
ｌｅ）であることを特徴とする。また、請求項２に記載
の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造するための切削
／研削機は、請求項１に記載の切削／研削機において、
ツール（７）及び加工物受け部（３）の枢動（ｐｉｖｏ
ｔ）軸線（Ｃ、Ｄ）は互いに直交して配置されているこ
とを特徴とする。また、請求項３に記載の歯科医療又は
歯科技術の加工物を製造するための切削／研削機は、請
求項２に記載の切削／研削機において、ツール（７）及
び加工物受け部（３）の枢動軸線（Ｃ、Ｄ）は各々、線
形軸線（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の１つと平行に配置されているこ
とを特徴とする。また、請求項４に記載の歯科医療又は
歯科技術の加工物を製造するための切削／研削機は、請
求項１乃至３のいずれかに記載の切削／研削機におい
て、加工物受け部（３）は、加工物（１）を受入れるた
めの貫通孔（５）を有しており、加工物受け部（３）は
すべての側に回動自在であることを特徴とする。また、
請求項５に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造
するための切削／研削機は、請求項４に記載の切削／研
削機において、加工物受け部（３）は、すべての側に１
８０°回動自在であることを特徴とする。また、請求項
６に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造するた
めの切削／研削機は、請求項１乃至５のいずれかに記載
の切削／研削機において、両端に２つの異なるツール
（８、９）が配置されたダブルスピンドル（７）を有し
ており、ダブルスピンドル（７）の加工位置はすべての
側に回動自在であることを特徴とする。また、請求項７
に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造するため
の切削／研削機は、請求項６に記載の切削／研削機にお
いて、ダブルスピンドル（７）の加工位置はすべての側
に１８０°回動自在であることを特徴とする。また、請
求項８に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造す
るための切削／研削機は、請求項６又は７に記載の切削
／研削機において、ダブルスピンドル（７）の端部に
は、粗加工ツール（８）及び精密加工ツール（９）が配
置されていることを特徴とする。また、請求項９に記載
の歯科医療又は歯科技術の加工物を製造するための切削
／研削機は、請求項１乃至８のいずれかに記載の切削／
研削機において、加工物受け部（３）は、その長さ方向
軸線に沿って配置されて加工物（１）を受入れるための
複数の孔（５）を有していることを特徴とする。また、
請求項１０に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製
造するための切削／研削機は、請求項１乃至９のいずれ
かに記載の切削／研削機において、加工物の表面（１
３）を仕上げ加工するための補助装置（１２）を有して
いることを特徴とする。また、請求項１１に記載の歯科
医療又は歯科技術の加工物を製造するための切削／研削
機は、請求項１０に記載の切削／研削機において、補助
装置（１２）は、ツール（７）と同じ自由度で調整可能
であることを特徴とする。また、請求項１２に記載の歯
科医療又は歯科技術の加工物を製造するための切削／研
削機は、請求項１０又は１１に記載の切削／研削機にお
いて、補助装置は、レーザー（１２）であることを特徴
とする。また、請求項１３に記載の歯科医療又は歯科技
術の加工物を製造するための切削／研削機は、請求項１
乃至１２のいずれかに記載の切削／研削機において、加
工物（１）を加工物受け部（３）に自動的に埋め込むた
めの埋込み装置を有していることを特徴とする。また、
請求項１４に記載の歯科医療又は歯科技術の加工物を製
造するための切削／研削機は、請求項１乃至１３のいず
れかに記載の切削／研削機において、ツール（７）を冷
却する装置を有していることを特徴とする。
【００１２】
【実施例】添付図面を参照して本発明を以下により詳細
に説明する。セラミッククラウンの製造方法の説明に基
づいて本発明による切削／研削機の機能を以下に説明す
る。しかしながら、他の材料で加工物を製造することも
可能であることは注意すべきである。
【００１３】まず、歯科技工士により、補綴加工物用の
ためのベースとして印象に基づいて石膏又は他の適当な
型どり材料でソーカット模型を製造する。その後に加工
物を歯根に取付けるのに必要なセメント用隙間を、例え
ば、歯根プレパラートにおける相応した間隔のコーティ
ングにより設定する。
【００１４】次いで、歯根を、例えば、機械的に、光学
的に、或いは、他の手順により測定装置で三次元で測定
する。引き続き、クラウンをワックス又は他の模型化材
料で型どり、歯根に設置する。次いで、クラウンを設置
した歯根を再度測定することにより、結果としてクラウ
ンの正確な構造を算出することができる。変更例とし
て、セラミック部品をＣＡＤ−３Ｄ装置上に構成するこ
ともできる。
【００１５】その後、ＣＡＭソフトウエアにより、クラ
ウン内側及びクラウン外側を加工するための切削経路を
生じ、機械構造に関連して再算出し、そして、本発明に
よる切削／研削機の制御装置に切削プログラムとしてロ
ードされる。
【００１６】焼結時に収縮するセラミック圧紛体又はホ
ワイトコンパクト（ｗｈｉｔｅ ｃｏｍｐａｃｔ）を初
期材料として使用する場合、切削プログラムの算出の
際、この焼結収縮を補正係数により考慮しなければなら
ない。これは、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）
又は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を原料として用いる
場合に使用される。しかしながら、好ましくは、ＺｒＳ
ｉＯ4セラミックを用いる。何故なら、反応焼結法で製
造されたこれらのセラミックは、適当な初期材料では、
加工物の構造が焼結の前後で同じであると言う利点を有
しているからである。それにより、切削プログラムの算
出は大幅に簡単化される。
【００１７】下記の加工工程において、セラミック原料
の圧縮により形成された圧紛体１を図１及び図２に示す
切削／研削機の加工物受け部３に設置する。図３及び図
４に上から見た断面図に示す加工物受け部３は、細長い
ストリップよりなり、このストリップはその軸線上に孔
の形態の複数の貫通穴５を有している。孔５における素
材１の固定は、成形可能な材料２を埋込むことによって
行なわれ、これにより素材１を確実に、形状がぴったり
合うように、且つ、緩やかに固定する。加工すべき材料
によっては、或いは、加工方法によっては、異なる埋込
み材料を用いてもよい．セラミック部品の製造におい
て、例えば、切削用ワックスが埋込み材料が好適であ
る。
【００１８】切削／研削機４のホルダ６に加工物受け部
３を設置した後、切削又は研削工程を開始する。互いに
直接つながる２つの工程において加工物の第１側（例え
ば、クラウン内側）の加工が同時に制御した５つの軸線
で全自動で行なわれる。この目的で、ツール７を互いに
直交している３つの軸線Ｘ、Ｙ、Ｚに沿って線状に移動
することができ、更に、ツール７を軸線Ｃのまわりに回
動及び／又は枢動し、加工物受け部３を軸線Ｄのまわり
に回転及び／又は回動することができる。これらの枢動
軸線Ｃ、Ｄは互いに直交しており、且つ、各々が線状軸
線の１つＸ、Ｙ又はＺと平行に配置されている。
【００１９】第１の側を加工するための第１加工工程は
粗加工よりなり、第２工程は精密加工よりなる。かくし
て、ツールは、一方の側に粗加工ツール８を装着し、他
方の側に精密加工ツール９を装着した切削／研削用ダブ
ルスピンドル７よりなる。第１加工工程から第２加工工
程に変えるには、ダブルスピンドル７をその新たな加工
位置へ１８０°だけ枢動する。素材１の加工中、加工物
の非常に複雑な構造を加工することができるように、ス
ピンドル７をその基本位置の両側で最大４５°まで更に
枢動することができる。図５はクラウン内側１０を既に
加工した時点における加工物受け部３に埋込まれたセラ
ミック素材１を示している。
【００２０】第１側の自動加工の終了後、これを埋込み
材で再び成形し、それにより加工物受け部３は再固定エ
ラー又は他の不精度が生じないように機械４のホルダ６
から外れない。この埋込みは図示しない埋込み装置によ
り特に全自動で行なうことができる。次いで、加工物受
け部３を第２加工位置まで軸線Ｄのまわりに１８０°だ
け枢動し、セラミック素材１の第２の側を新たな切削位
置に正確に再位置決めする。
【００２１】上記のように、クラウン外側をクラウン縁
部から咬交面まで全自動で粗加工し且つ精密加工する。
それにより、特に回転軸線Ｄを使用しようとすると、こ
の回転軸線Ｄのまわりに受け部３を同時に枢動する。第
１側の先の埋込みにより、第１の側は、素材のこの切削
過程においても確実に保持され、且つ、不可欠な箇所で
支持され、従って、材料の破壊が現れない。
【００２２】切削／研削機４における製造工程の終了
後、加工物受け部３を取り外し、完成加工物を取出すこ
とができる。この取出し過程は、各々の場合に用いる埋
込み材料の種類に応じて行なわれる。例えば、切削用ワ
ックスを用いる場合、取出し過程は高温空気ブロワ―又
は特殊なワックス除去装置により行なうことができる。
この場合、溶融した切削用ワックスを再使用することが
できる可能性がある。次いで、このように製造された補
綴化工物をその外形を仕上げ加工することなしに直接完
成するか、或いは、焼結することができる。
【００２３】他方、例えば、噛合わせ面のミクロ構造化
を追加的に望む場合、切削／研削機４の有利な展開を示
す図６及び図７に示す更なる他の加工工程を行なう。
【００２４】図６において、切削／研削機４は、噛合わ
せ面１３を仕上げ加工するための補助装置１１をスピン
ドルユニット７の横側に有している。それにより仕上げ
加工は、図示のように、レーザー１２により行なわれ
る。変更例として、仕上げ加工のために、例えば、超音
波侵食のような他の技術を用いることもできる。それに
より、この加工前に素材１を取外したり再固定したりす
る必要がないと言う点に利点がある。更に、ミクロ加工
を先行の切削と同様に５軸線に基づいて行なうことがで
きる。
【００２５】図７に示す変更例では、加工物受け部３を
そこに配置された加工物１と共に９０°だけ回転して、
横方向に適所に導かれた装置によって、この場合、レー
ザー１２によって仕上げ加工を行なうことができるよう
にする。切削／研削機４を更に論述すると、ダブルスピ
ンドル７を冷却するための装置が設けられている。それ
により、加工物を加工するためのツールの摩耗が著しく
低減される。
【００２６】かくして、本発明による切削／研削機４に
よれば、医療、歯科医療及び歯科技術におけるインプラ
ント部品、インレー、部分クラウン、クラウン、ブリッ
ジ、補綴基部及び補助部品を種々の歯科材料により正確
に、且つ、意図する目的に合った高い機械強度で経済的
に製造することができる。本発明の更に他の利点は、補
綴部品の製造者がそれらの加工において公知の補助加工
材料を用い続けることができると言う点にあることはわ
かるべきである。更に、本発明によれば、加工物の品質
及び寸法に関して機械の種々の使用可能性により機械容
量の融通的な利用が可能になる。その結果、無駄な時間
が著しく削減され、機械容量の利用が改良され、且つ、
工程の信頼性が向上される。それにより、本発明による
切削／研削機の使用はセラミックの加工に制限されず、
むしろあらゆる他の歯科材料を加工することができ、そ
れにより５軸線制御により、非常に複雑な構造の加工が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による切削／研削機の正面図である。
【図２】 図１に示す切削／研削機の側面図である。
【図３】 加工物受け部の平面図である。
【図４】 セラミック素材を設置した加工物受け部の断
面図である。
【図５】 加工物受け部と、すでに部分的に加工した素
材とを示す図である。
【図６】 本発明による切削／研削機の第１の有利な展
開を示す側面図である。
【図７】 切削／研削機の第２の有利な展開を示す側面
図である。
【符号の説明】
１ 加工物 ３ 加工物受け部 ４ 切削／研削機 ５ 孔 ６ ホルダ ７ ダブルスピンドル ８ ツール ９ ツール

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工物受け部（３）及びツール（７）を
    有しており、これらの加工物受け部（３）及びツール
    （７）が加工物受け部（３）に配置された加工物（１）
    に対して互いに直交して位置する３つの軸線に沿って線
    形に移動することができる、歯科医療又は歯科技術の加
    工物を製造するための切削／研削機において、 ツール（７）及び加工物受け部（３）は各々、回動自在
    及び／又は枢動自在であることを特徴とする切削／研削
    機。
  2. 【請求項２】 ツール（７）及び加工物受け部（３）の
    枢動軸線（Ｃ、Ｄ）は互いに直交して配置されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載の切削／研削機。
  3. 【請求項３】 ツール（７）及び加工物受け部（３）の
    枢動軸線（Ｃ、Ｄ）は各々、線形軸線（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の
    １つと平行に配置されていることを特徴とする請求項２
    に記載の切削／研削機。
  4. 【請求項４】 加工物受け部（３）は、加工物（１）を
    受入れるための貫通孔（５）を有しており、加工物受け
    部（３）はすべての側に回動自在であることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載の切削／研削機。
  5. 【請求項５】 加工物受け部（３）は、すべての側に１
    ８０°回動自在であることを特徴とする請求項４に記載
    の切削／研削機。
  6. 【請求項６】 両端に２つの異なるツール（８、９）が
    配置されたダブルスピンドル（７）を有しており、ダブ
    ルスピンドル（７）の加工位置はすべての側に回動自在
    であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記
    載の切削／研削機。
  7. 【請求項７】 ダブルスピンドル（７）の加工位置はす
    べての側に１８０°回動自在であることを特徴とする請
    求項６に記載の切削／研削機。
  8. 【請求項８】 ダブルスピンドル（７）の端部には、粗
    加工ツール（８）及び精密加工ツール（９）が配置され
    ていることを特徴とする請求項６又は７に記載の切削／
    研削機。
  9. 【請求項９】 加工物受け部（３）は、その長さ方向軸
    線に沿って配置されて加工物（１）を受入れるための複
    数の孔（５）を有していることを特徴とする請求項１乃
    至８のいずれかに記載の切削／研削機。
  10. 【請求項１０】 加工物の表面（１３）を仕上げ加工す
    るための補助装置（１２）を有していることを特徴とす
    る請求項１乃至９のいずれかに記載の切削／研削機。
  11. 【請求項１１】 補助装置（１２）は、ツール（７）と
    同じ自由度で調整可能であることを特徴とする請求項１
    ０に記載の切削／研削機。
  12. 【請求項１２】 補助装置は、レーザー（１２）である
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の切削／研
    削機。
  13. 【請求項１３】 加工物（１）を加工物受け部（３）に
    自動的に埋め込むための埋込み装置を有していることを
    特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の切削／
    研削機。
  14. 【請求項１４】 ツール（７）を冷却する装置を有して
    いることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記
    載の切削／研削機。
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