KR100760073B1

KR100760073B1 - 치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계 및 치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR100760073B1
Application number: KR1020027006392A
Authority: KR
Inventors: 필저프랑크; 가우클러루드비히; 코허페터; 루에티하인츠; 샤에르어페터
Original assignee: 아이트게뇌시셰 테히니셰 호흐슐레 쮜리히 니히트메탈리셰 베르크슈토페
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2007-09-18
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: JP2003525075A; AU1263401A; WO2001039691A1; ATE306223T1; BR0016029A; CA2392325C; KR20020065899A; EP1246581A1; DK1246581T3; BR0016029B1; EP1246581B1; NO20022610D0; DE50011344D1; US6905293B1; HK1053969A1; CN1296015C; EP1106146A1; EP1246581B8; MXPA02005190A; CA2392325A1

Abstract

본 발명은 정밀한 3 차원 형상으로 된 특히 치관 또는 브리지와 같은 치아 보철물을 위한 기초 구조물(68)을 제조하기 위한 자동 공작 기계(10)에 관한 것이다. 상기 기초 구조물(68)은 남아 있는 치근 또는 인공 치근에 부착될 수 있다. 공작 기계(10)는 머신 프레임(12, 14) 또는 하우징, 회전축(38)을 갖는 공작물 캐리어, 적어도 하나의 디지털 계측장치(46), 적어도 하나의 가공 장치(52)와, 모든 구동 요소를 위한 전자 계산 및 제어 장치(50)로 구성된다. 공작물 또는 블랭크(42)를 이송하거나 가공 장치(52)를 이송하기 위한 캐리어가 x, y 및 z 방향의 3 개 병진 운동 축선을 갖는 가동 장치로서 사용된다. 치아 준비 모형(44)의 디지털계측과 블랭크(41)의 가공이 동일한 공작 기계(10)에서 상이한 시간에 수행된다. 블랭크의 가공 전에, 블랭크(42)의 가공 경로가 사전에 결정되어 저장된 디지털계측 데이터와 재료 고유의 축척 계수로부터 계산된다.

치아 보철물을 위한 기초 구조물, 자동 공작 기계, 치아 준비 모형, 디지털 계측장치, 블랭크

Description

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계 및 치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법{MACHINE TOOL FOR THE PRODUCTION OF BASE STRUCTURES FOR FALSE TEETH}

본 발명은 정밀한 3 차원 형상으로 된 특히 치관 또는 브리지와 같은 치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계에 관한 것으로서, 이 기초 구조물은 준비된 자연 치근 또는 인공 치근에 부착되며, 이 자동 공작 기계는 머신 프레임 또는 하우징, 블랭크를 이송하기 위한 회전축을 갖는 공작물 캐리어, 적어도 하나의 디지털 계측장치, 적어도 하나의 가공 장치와, 모든 구동 요소를 위한 전자 계산 및 제어 장치를 포함한다.

총괄하여 치아 보철물로 알려진 인공의 가공 치아 브리지와 치관의 제조를 위한 많은 장치와 방법이 알려져 있다. 기본적으로는 치아 치료 후 치근, 치조골 및 치골의 본(impression)을 뜬다. 또한 치아 보철물의 본을 뜨지 않고 구강을 촬영한 사진으로부터 가공 데이터를 유도해 낼 수 있는 구강 카메라를 갖춘 시스템이 알려져 있다.

석고 성형에 의한 본으로부터 마스터 모형이 제조될 수 있다. 이 마스터 모형은 석고 성형물에서 환자의 구강 상태를 보여준다. 이러한 마스터 모형에서 숙련된 치기공사는 저온에서 용융되거나 중합화로 경화되는 왁스와 플라스틱으로 치아 보철물의 기초 구조물의 모형을 제조한다. 이 모형은 내화물질내에 매입되고 소성되며 금속 물질로 주조될 수 있다. 왁스 모형(이 용어는 플라스틱 모형이라고 할 수도 있다)은 1 : 1의 축척 또는 확대나 축소로 기계적인 모방 가공에 의하여 다른 물질로 변환될 수 있다. 여기에서 관심의 대상이 되는 것은 확대 또는 축소하면서 "복제 가공하는것" 에 있다. 치관 또는 가공 치아 보철물, 즉 브리지용의 세라믹제 기초 구조물은 한정적 형상으로 고밀도 소결되고 수축되어 이후 기초 구조물이 치근에 정밀하게 고정될 수 있도록 한다. 기초 구조물의 외면에 자기(경질 세라믹) 또는 플라스틱의 코팅물을 피복함으로써 치관 또는 브리지가 요구되는 바와 같이 치아에 맞게 특수화될 수 있다.

특허문헌 WO A1 96/05782 에는 치아 충전물 등의 제조를 위한 유사한 기능을 갖는 수동형 장치가 기술되어 있다. 이 장치는 모형과 블랭크를 회전시킬 수 있는 두 개의 스핀들을 갖는다. 모형과 블랭크는 동시에 회전하여야 한다. 모형과 블랭크의 회전 축선에 수직으로 모형에는 프로브(probe)가 접하고 블랭크에는 공작 기계가 접하게 된다. 모형과 블랭크가 회전할 때, 프로브는 수동으로 모형의 표면에 접촉된다. 이에 따라서 동시에 공작 기계가 블랭크를 가공한다. 프로브가 모형의 전체 표면을 통하여 이동될 때 모형과 같은 크기의 모방물이 제조된다. 이러한 실시형태의 주요 결점은 크기를 조절할 수 없다는 점, 즉, 확대 또는 축소가 불가능한 점, 수동으로 조작된다는 점, 프로브와 공작 기계의 정확한 정합이 필요하다는 점과, 공동(요입면의 형태)을 갖는 본체의 제조에 문제가 있다는 점이다. 따라서, 특허문헌 WO A1 96/05782 에 기술된 장치는 치관과 브리지의 자동화 제조에 적합하지 않다.

특허문헌 US A 5184306 은 복잡하고 개개의 특징적 구조를 갖는 대상물의 초정밀 자동화 제조에 대하여 기술하고 있다. 예를 들어 이들 복잡한 대상물은 치관 또는 브리지일 수 있으며 그 디지털계측된 데이터값은 예를 들어 라이브러리로부터 얻은 이상적 구조의 디지털계측된 데이터 값이다. 이들 이상적 구조는 디지털 데이터에 적용되고 변경된다. 그리고 공작 기계를 위한 경로가 이로부터 유도된다. 이러한 구조를 갖는 장치는 없다.

특허문헌 EP A2 0904742 와 기타 공개된 특허문헌에서는 각각 통합계산 시스템을 갖는 두 개의 별도 장치로 구성되는 장치들이 기술된 바 있다. 일 측의 장치는 마스터 모형의 표면을 디지털계측하기 위하여 사용되고, 타측 장치는 블랭크로부터 치관 또는 브리지를 가공하기 위하여 사용된다. 이들 장치에 있어서는 다수의 인터페이스가 사용된다. 따라서 통상 이러한 장치를 위한 투자비용은 많이 소요된다.

마스터 모형의 표면의 디지털계측은 근사치에 가까운 기초 구조물의 공동면을 제공한다. 기초 구조물의 간극 및 교합면의 접합은 예를 들어 면적 또는 체적 유도성의 복잡한 3 차원 모형에 의하여 계산중에 가산되어야 한다. 이와 같이 작업 방법과 작업 수단은 치기공사의 전통적인 숙련작업방법에 일치하지 아니하고 특별히 훈련된 숙련자를 필요로 한다.
특허문헌 JP A 1058281 에는 교환될 수 있거나 연속하여 사용될 수 있는 디지털 계측 및 가공 장치를 위한 공통의 구동 장치를 갖는 컴퓨터 제어형 공작 기계가 기술되어 있다. 측정 및 가공은 CAD/CAM 시스템(컴퓨터보조설계, 컴퓨터보조제작)에 의하여 수행된다. 공작물, 즉 치아 재료의 블랭크 또는 모형은 x 와 y 방향으로 이동가능한 케이스에서 전면 측의 회전축에 고정된다. 측정 또는 가공 공구가 공작 기계의 암에 실장되어 z 방향으로 이동가능하게 되어 있다. 측정 및 가공은 모형 또는 교합 외면과 공동 내면을 포함하는 가공된 블랭크의 전체 표면에서 이루어진다.

또한 다른 장치로서는 CAD/CAM 에 의한 것이 있다. 디지털계측된 데이터로부터 출발하여 이들은 CAD 시스템에서 면적 미분 또는 디지털계측된 면의 미분을 수행하여야 한다. 그리고 다른 데이터의 처리, 예를 들어 CAD 에 의한 라이브러리로부터 표준화된 중간요소의 삽입이 가능하다. 이러한 시스템을 이용한 작업은 특별한 지식과 숙련을 필요로 하고 표준화된 중간요소를 사용함으로써 환자상태의 특수성에 관하여 제한이 있다.

본 발명은 신뢰가능한 소규모의 제조가 이루어질 수 있도록 하고 작업이 용이한 상기 언급된 형태의 자동화 공작 기계와 양각형 기초 구조물의 제조를 위한 방법을 제공하는데 기초하고 있다. 본 발명의 장치와 방법은 특히 다공질 세라믹원료(소결후 고강도의 세라믹이 된다)의 기초 구조물이나 가공이 용이한 플라스틱 또는 기타 다른 물질의 기초 구조물에 적합하다.

공작 기계에 관하여 작업은 청구항 1 의 특징부분에 따른 본 발명에 따라서 해결된다.

공작 기계의 특수한 실시형태 및 다른 실시형태가 종속항의 주제이다.

치관이나 브리지의 요입내면이 언더컷팅없이 제조될 수 있어야 하므로 공작물 캐리어는 x, y 및 z 방향, 즉, 가공 장치가 고정된 상태에서 사각공간좌표계의 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것이 좋다. 공작물 캐리어의 직선운동은 두 방향 또는 세 방향 모두에서 동시에 이루어질 수 있도록 조절될 수 있다. 실제로 병진 운동 축선은 직선레일로서 구성된다.

공작물 캐리어를 위한 가동 장치에 있어서, x 방향의 병진 운동 축선의 기능은 토크를 전달할 수 있도록 신장되거나 후퇴될 수 있도록 설계되어 있는 공작물 캐리어의 회전축에 의하여 발휘될 수 있다. 선택적으로 회전축은 또한 전체가 축선방향으로 이동될 수 있다.

제 1 변형 실시형태에서 공작물 캐리어의 상기 회전축은 각각 일측단부에 가공될 블랭크를 고정하고 타측 단부에 치아 준비 모형을 고정하기 위한 클램핑 장치를 갖는다. 블랭크는 예를 들어 금속산화물 분말 Al₂O₃, TiO₂, MgO, Y₂O₃ 또는 산화지르코늄이 혼합된 크리스탈 중의 적어도 하나로 구성될 수 있다. 블랭크와 그 가공에 대한 상세한 내용은 특허문헌 WO A1 99/47065 에 수록되어 있다. 치아 준비 모형은 통상 양각 모형이나 음각 모형일 수 있다.

다른 변형 실시형태에 따르면, 회전축은 일 측 단부에만 블랭크와 치아 준비 모형을 위한 클램핑 장치를 갖는다. 회전축의 타측 단부는 가동장치에 고정된다.

만약 블랭크와 치아 준비 모형이 회전축에서 동일한 방향의 단부에 고정될 수 있다면, 공작 기계의 가동 및 디지털 계측장치가 신속하고 용이하게 교환될 수 있어야 한다. 이는 예를 들어 베이어닛 결합 방식(bayonet fitting)에 의하여 이루어질 수 있으나, 각 작업위치에서 고정될 수 있는 예를 들어 직선 레일 또는 회전 장치와 같은 이동 수단이 제공되는 것이 좋다.

다른 변형 실시형태에 따르면, 공작 기계는 수 개의 가공 장치로 구성될 수 있으며, 두 개의 가공 장치가 회전축에 대하여 서로 대향되게, 특히 회전축이 통상적으로 수평 또는 예외적으로 수직으로 배치되는 것에 따라서 상하로, 전후로 또는 좌우로 배치될 수 있도록 제공되는 것이 적합하다.

공작 기계의 가공 장치는 하나 이상, 또는 수 개의 연삭 공구로 구성된다. 연삭 공구는 동일한 것이 아니고 공구의 치수에 영향을 받는 황삭 및 정삭용으로 서로 다르다. 통상적으로, 구조적인 면을 고려하여 두 개의 연삭공구가 배치된다. 좁은 의미에서 연삭공구의 예는 재료의 제거를 위한 연마핀 또는 밀링 컷터, 또는 레이저나 전기부식에 의한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 방사에너지용 연삭 공구일 수 있다.

블랭크는 특히 소결시 수축될 수 있는 세라믹 물질로 구성되므로 축척 계수의 입력이 매우 중요하다. 이는 계산 및 제어장치에 연결된 키패드, 또는 광학적, 전기적, 자기적 또는 기계적인 촉각입력을 위하여 연결된 판독 장치에 의하여 수동으로 수행될 수 있다.

구조적으로, 디지털 계측 및 가공 장치는 동일한 기계적, 공압, 유압 또는 전자기적 시스템을 구성하는 것이 특히 유리하다.

상기 언급된 자동화 공작 기계를 이용하여 치아 보철물용 기초 구조물을 제조하는 방법에 있어서는, 본 발명에 따른 작업이 치아 준비 모형의 디지털계측 및 블랭크의 가공이 동일한 공작 기계에서 잠정적으로 분리되어 수행되는 것에 의하여 성취되고, 여기에서, 블랭크의 가공 전에, CAD 시스템을 이용함이 없이 블랭크의 가공 경로가 사전에 결정되어 저장된 디지털계측 데이터와 재료 고유의 축척 계수로부터 계산된다. 이러한 방법의 특정 실시형태 및 다른 실시형태가 종속항에서 한정된다.

축척 계수는 정확히 1 일 수 있으나 실제로는 1 ~ 1.5 사이 또는 1.2 ~ 1.3 사이일 수 있다. 그러나, 1 이하일 수 있으며, 이 경우 치아 준비 모형이 이에 따라서 축소된다.

양각형태의 치아 준비 모형이 디지털계측되는 것이 좋다. 그러나, 음각모형이 사용될 수 있으며 이 경우에 디지털계측된 데이터가 변환되어 블랭크가 양각형태로 가공될 수 있다.

공동 및 교합부의 디지털 계측 및 가공 장치의 가공 경로로의 변환은 전자 제어 장치로 보내질 필요없이 이루어질 수 있어 이미 언급된 바와 같은 CAD/CAM 의 이용이 필요없다. 즉, 디지털계측된 데이터로부터 출발하여 CAD 시스템에서 면적미분 또는 디지털계측된 면의 미분을 수행할 필요가 없다. 또한 CAD 에 의한 라이브러리로부터 표준규격의 중간요소의 삽입과 같은 데이터의 연속처리를 필요로 하지 않는다. 이러한 시스템에서의 작업은 특별한 지식과 숙련을 요구하며 표준규격의 중간요소를 이용함으로써 환자의 특수성에 제한될 수 있다. 치아 준비 모형의 전체 표면을 디지털계측하기 위하여 먼저 기초값의 설정이 수행된다. 그리고 회전축이 회전된다.

- 180°를 통하여 1 회, 또는

- 90°를 통하여 3 회, 또는

- 60°를 통하여 5 회.

명백하게, 축은 치아 준비 모형의 전체 표면이 디지털계측될 때까지 다른 짝수 각도 또는 홀수 각도로 회전될 수 있다. 프로그램에 따라서, 회전축은 또한 단계적으로 전후 회전될 수 있다.

블랭크의 가공을 위하여 동일한 수행이 적용될 수 있으며, 회전축을 회전시키기 위한 프로그램은 디지털계측을 위한 프로그램과 동일하거나 상이할 수 있다.

또한 전자 제어 장치가 치아 보철물, 특히 치관 또는 브리지를 위한 경상(mirror-image) 기초 구조물을 위한 가공 경로를 계산할 수 있고 그 계산 값을 가공 장치에 제공할 수 있다.

고정형의 가공 장치와 x, y 및 z 방향으로 이동가능한 공작물 캐리어를 이용하여 방법이 수행되는 것이 특히 유리한 것으로 입증되었다.

본 발명을 종속항에 기재되어 있는 자동화 공작 기계를 예로 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 주요 구성요소를 보인 공작 기계의 사시도이다.

도 2 는 도 1 에서 보인 장치의 정면도이다.

도 3 은 도 1 에서 보인 장치의 평면도이다.

도 4 는 브리지의 기초 구조물을 보인 단면도이다.

도 1 내지 도 3 에 따른 공작 기계(10)는 지지부분으로서 베이스 플레이트(12)와 입구(14)를 구성하는 프레임으로 구성된다.

베이스 플레이트(12) 상에는 예를 들어 안내레일(18)에 결합되어 x 방향으로 이동하는 제 1 선형이동부(16)가 착설된다. 이중홈형의 슬라이드레일(20)이 안내레일(18)을 따라 x 방향으로 이동될 수 있으며 예를 들어 도시하지는 않았으나 공압, 기계, 유압 또는 전자기적으로 작동하는 수단에 의하여 정확한 위치에 배치될 수 있다.

x 방향에 수직인 y 방향으로 연장된 슬라이드레일(26) 상에는 제 2 선형이동부(24)의 안내레일(22)이 견고히 착설된다. 안내레일(22)을 따라서 양측에 홈이 형성된 슬라이드레일(26)이 도시하지 않은 정밀한 위치결정수단을 통하여 결합된다.

슬라이드레일(26) 상에는 x 방향과 y 방향에 수직인 z 방향으로 이동가능한 제 2 선형이동부(32)의 다른 안내레일(30)의 적당한 고정을 위한 고정브라킷트(28)가 배치되며, 슬라이드레일(34)에는 양측에 홈이 형성되어 있어 도시하지 않은 수단에 의하여 정확한 위치로 이동될 수 있다.

슬라이드레일(34) 상에는 이 경우에 있어서 축수부(shaft bearing)(37)내에 회전축(a horizontal rotation shaft)(38)을 갖는 회전장치(36)가 착설되어 있다. 양 방향 화살표(40)로 보인 바와 같이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킴으로써 이는 종축선 L 을 중심으로 하여 정확한 위치로 회전될 수 있다. 일측단부에는 소결가능한 세라믹물질의 입방체 블랭크(42)가 고정되고 타측단부에는 치아 준비 모형(44)이 고정된다.

치아 준비 모형(44)의 상측의 약간 벗어난 위치에서, 디지털 계측장치(46)가 프레임의 입구(14)측에 부착되어 있다. 이는 준비 모형(44)의 영역에 배치되고 이 준비 모형(44)의 표면을 스캐닝하여 기계적으로 접촉하면서 작업하는 볼을 갖는 원통형 핀으로 된 디지털계측 프로브(48)로 구성된다. 선택적으로 이 디지털 계측장치(46)는 예를 들어 레이저와 같은 광학소스에 의하여 작동될 수 있다.

기록된 데이터가 전자 계산 및 제어 장치(50)로 보내져 여기에 저장되고 가공경로가 고정위치의 가공 장치(52)를 위하여 결정된다. 판독기(51)에 의하여 블랭크(42)의 특징적인 데이터가 전자계산 및 제어장치(50)에 입력된다. 가동장치와 조합하여 블랭크(42)에 대한 이러한 장치의 상대운동은 고정된 가공 장치(52)에 대하여 일어날 수 있다.

머신프레임(14)에 직접 착설되거나 공통의 캐리어를 통하여 착설된 가공 장치(52)는 각각 황삭 공구(58)와 정삭 공구(60)가 결합된 스핀들(54)(56)로 구성된다. 이 경우에 있어서 이들 스핀들(54)(56)에는 밀링 컷터 또는 연마핀이 결합될 수 있다.

도 3 에서, 머신프레임(14)의 상부 아치부분은 도면을 간단히 표현하기 위하여 도시를 생략하였다.

슬라이드 레일(20)(26)(34)의 안정성은 예를 들어 안내레일(18)(22)(30)의 측면에 형성된 도브테일 형태인 두 측부 선형홈(62)에 의하여 이루어질 수 있다. 슬라이드 레일(20)(26)(34)에 착설된 캠이 이들 선형홈(62)에 결합된다(도 2).

도 3 에서는 황삭 공구(58)와 정삭 공구(60)의 위치가 프로브(48) 또는 광학소스의 위치와 함께 도시되어 있다. 또한 이 도면으로부터 수직안내레일(30)의 일 측 반 부분이 도브테일형 부분(64)을 가지고 슬라이드레일(34)의 양측부가 이러한 형태에 일치하는 형태로 되어 있다.

입방체 블랭크(42)는 가공된 블랭크(66)로 도시되어 있다. 대부분의 경우와는 대조적으로, 이는 처음의 준비 모형(44)보다 작다. 즉, 축척 계수가 1 이하이다. 실제로 가공된 블랭크(66)는 대부분의 경우 준비 모형(44)보다 크게 설계되어 축척 계수가 1 이상이며, 가공된 블랭크(66)는 소결시 준비 모형(44)의 정확한 치수로 수축된다.

3 개의 병진 운동 축선, 즉, 3 개 방향 x, y, z 의 선형가이드(16)(24)(32)는 이들이 블랭크(42)를 위한 공작물 캐리어로서 작용하는 가동 장치를 구성하는 회전 장치와 함께 본 발명에서는 매우 중요한 것이다. 선택적으로, 가공 장치(52)는 3 개의 가동병진운동장치를 가질 수 있다. 그리고, 공작물인 블랭크(42)는 가공 장치(52) 측으로 안내되지 않고 고정적으로 착설된 블랭크(42) 측으로 안내된다.

통상적인 CAD 작업이 계산 및 제어장치(50)에서 수행될 수 없다. 이는 전체 장치를 제어하는데 사용된다. 즉, 가동장치의 운동을 제어하고, 디지털 계측장치(46)로부터의 표면 데이터를 수집하며, 공구(58)(60)가 결합된 스핀들(54)(56)을 연결 및 분리하고, 표면 데이터의 축척을 조절하는데 이용한다.

도 4 는 고밀도로 소결된 블랭크(66)의 단면을 보인 것으로, 이는 브리지의 기초 구조물(68)이다.

도 1 내지 도 3 에 따른 공작 기계는 다음과 같이 작동한다.

가공 치아 보철물인 브리지의 기초 구조물(68)을 위한 양각형의 준비 모형(44)이 회전축(38)의 일 측에 부착된다. 타측에는 다공질의 세라믹 블랭크(42)가 고정된다. 디지털 계측장치(46)를 이용하여 양각의 준비 모형(44)의 전체 표면이 디지털계측되어 전자 계산 및 제어 장치(50)로 전송된다. 먼저 교합면이 디지털계측된다. 그리고 회전축(38)에 의하여 준비 모형(44)이 특정 각도, 이 경우에 있어서는 180°까지 회전된다. 동일한 방법으로 준비 모형(44)의 공동면이 측정된다. 교합면과 공동면의 상대적인 위치가 회전축(38)에 의하여 확보되므로 계산 및 제어 장치(50)에서 준비 모형(44)의 교합면과 공동면을 병합할 필요는 없다.

축척 계수 1.2512 를 입력함으로써, 교합 및 공동면의 디지털 데이터를 위한 확대된 표면이 유도되고 황삭 공구(58) 및 정삭 공구(60)의 구조적인 데이터를 감안하여 공구의 경로가 계산된다. 그 결과로 가공 프로그램은 다음의 순서와 같다.

- 교합면의 황삭가공(1)

- 공동면의 황삭가공(2)

- 교합면의 정삭가공(3)

- 공동면의 정삭가공(4)

이와 같은 순서는 예를 들어 2-1-4-3 또는 1-3-2-4 와 같이 달라질 수 있다.

공구(58)(60)의 배열은 x, y 및 z 방향의 필요한 변위 또는 가공을 위한 데이터의 반영이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

그리고 블랭크(42)가 가공된다. 변위/반전을 고려하여, 먼저 황삭 공구(58)의 가공 프로그램에 따라서 교합면의 황삭 가공이 수행된다. 이후에 회전축(38)이 180° 회전되고 변위/반전을 고려하여 황삭 공구(58)의 가공 프로그램에 따라서 공동면의 황삭 가공이 수행된다. 그리고 변위/반전을 고려하여 정삭 공구(60)의 가공 프로그램에 따라서 공동면의 정삭가공이 수행된다. 이후에 회전축(38)이 180° 회전된다. 그리고 필요한 변위/반전을 고려하여 정삭 공구(60)의 가공 프로그램에 따라서 교합면의 정삭가공이 수행된다. 그 결과로 축척 계수 1.2512 로 확대된 양각의 모형에 일치하는 가공된 블랭크(66)를 얻는다.

적당한 공작 기계를 이용하여 먼저 각 표면(교합면과 공동면)을 한 가공 단계씩 수행하거나 각 표면에 대하여 둘 또는 셋 이상의 가공 단계가 수행될 수 있다. 가공된 블랭크는 회전축(38)으로부터 분리된다. 이후의 작업 단계는 가공되었으나 아직은 다공질인 블랭크를 소성(소결)하여 충분한 밀도와 개개의 특성을 갖는 경질의 세라믹으로 변환시키는 것이다(예를 들어 특허문헌 WO A 99/47065 참조).

데이터의 특정 선형 이미지에 의해 언급된 바와 같이, 경상 이미지 또는 준비 모형의 왜곡된 모방물이라 하더라도 블랭크로부터 제조될 수 있다.

Claims

정밀한 3 차원 형상으로 된 치관(dental crown) 또는 브리지(bridge), 치관 및 브리지를 포함하는 치아 보철물(dental prostheses)을 위한 기초 구조물(68)을 제조하되 이 기초 구조물(68)은 준비된 자연 치근 또는 인공 치근(stump)에 부착되는 자동 공작 기계(10)에 있어서,

머신 프레임(12, 14) 또는 하우징과,

블랭크(blank)를 위한 회전축(38)을 갖는 공작물 캐리어와,

적어도 하나의 디지털 계측장치(46)와,

적어도 하나의 가공 장치(52)와,

모든 구동 요소를 위한 전자 계산 및 제어 장치(50)를 포함하되,

공작물 캐리어는 x, y, z 방향의 3 개 병진 운동 축선을 갖는 가동 장치(movable unit)로서 유지되며 가공 장치(52)는 머신 프레임(12, 14) 또는 하우징 상의 고정 위치에서 유지되거나,

공작물 캐리어는 머신 프레임(12, 14) 또는 하우징 상의 고정 위치에서 유지되고 가공 장치(52)가 x, y, z 방향의 3 개 병진 운동 축선을 갖는 가동 장치로서 유지되거나,

공작물 캐리어와 가공 장치(52)의 각각은 x, y, z 방향의 3 개 병진 운동 축선을 갖는 가동 장치상에서 유지되는,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항에 있어서,

회전축(38)의 길이가 토크에 대하여 안정하게 수정되거나,

회전축(38)이 그 전체가 축수부(37)에 대하여 축방향(L)으로 이동될 수 있으며 y 방향의 병진 운동 축선을 형성하는

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

회전축(38)이 양측에서 블랭크(42)와 치아 준비 모형(44)을 고정하기 위한 클램핑 장치를 구비한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

회전축(38)은 이 회전축의 일측단부에서 블랭크(42) 또는 치아 준비 모형(44)을 교대로 고정하기 위한 장치를 구비한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 4 항에 있어서,

디지털 계측장치(46)와 가공 장치(52)가 교환가능한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

회전축(38)에 대해서 서로 대각선 방향으로 반대에 위치하는 디지털 계측장치(46) 및 가공 장치(52)를 포함하는,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

가공 장치(52)가 서로 기하학적으로 정합하는 황삭 가공용(coarse machining) 가공 공구(58) 및 정삭 가공용(fine machining) 가공 공구(60)를 구비한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

가공 장치(52)는 연마핀, 밀링 컷터 또는 레이저 또는 전기부식용 광학 소스를 포함하는 재료 제거 또는 방사 가공 공구(58, 60)를 구비한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

전자계산 및 제어 장치(50)가 축척 계수(scaling factor)를 입력하기 위한 광학적, 전기적, 자기적 또는 기계적 촉각 판독 장치(51)를 구비한,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

디지털 계측장치(46) 및 가공 장치(52)가 동일한 기계, 공압, 유압 또는 전자기적 시스템을 형성하는,

치아 보철물을 위한 기초 구조물을 제조하는 자동 공작 기계.
제 1 항에 따른 자동 공작 기계(10)로 치아 보철물을 위한 양각형(positive) 기초 구조물(68)을 제조하는 방법에 있어서,

치아 준비 모형(44)의 디지털계측 및 블랭크(42)의 가공이 블랭크(42)와 치아 준비 모형(44)이 동시에 고정되어 있는 상태에서 자동 공작 기계(10) 상에서 일시적으로 분리되어 수행되되,

블랭크(42)의 가공 전에, 결정 및 저장된 디지털계측 데이터 및 사전설정된 재료 고유의 축척 계수로부터 블랭크(42)의 가공 경로를 CAD 시스템을 이용하지 않고서 계산하여 치아 준비 모형(44)을 구성하는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항에 있어서,

블랭크의 특성 데이터를 전자 계산 및 제어 장치(50)에 입력하고,

적합한 설계를 갖는 회전축(38)에 기초 구조물(68)의 치아 준비 모형(44) 및 블랭크(42)를 고정시키며,

치아 준비 모형(44)의 공동 내면(cavital inner surface)을 완전하게 디지털계측하고,

디지털적으로 기록된 표면 데이터를 가공 장치(52)를 위한 가공 경로로 변환하며,

블랭크(42)를 저장된 최종적인 형태를 얻을 때까지 연속적인 단계로 가공하고,

가공된 블랭크(66) 및 치아 준비 모형(44)을 자동 공작 기계(10)로부터 떼어내는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

양각형 준비 모형(44)이 디지털계측되는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

치아 준비 모형(44)의 교합면 및 공동면의 디지털계측 및 가공 경로로의 변환이 전자 계산 및 제어 장치(50) 내로 상기 교합면 및 공동면을 병합할 필요 없이 수행되는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

치아 준비 모형(44)의 전체 표면의 디지털계측 및 가공된 블랭크(66)의 생성을 위하여, 회전축(38)이 기본위치로부터 180°, 90° 또는 60°로 회전하는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

전자 계산 및 제어 장치(50)가 치아 보철물을 위한 경상(mirror-image) 기초 구조물(68)을 위한 가공 경로를 계산하고 그 결과를 가공 장치(52)에 보내는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

먼저, 가공된 블랭크(66)의 교합면 및 공동면을 차례로 황삭 가공하고,

이어서, 상기 교합면과 공동면을 정삭 가공하며,

여기서, 회전축(38)에 대하여 대각선 방향으로 대향된 황삭 공구(58) 및 정삭 공구(60)가 사용되는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

고정된 가공 장치(52) 및 공작물인 블랭크(42)의 캐리어를 단일 가동 장치로서 사용하는,

치아 보철물을 위한 양각형 기초 구조물을 제조하는 방법.