CN112313474A - 数字工作流程中的校准 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准数据采集装置和***装置，尤其是CAD铣刀、3D打印机或用于激光烧结的激光器的方法，涉及一种为执行该方法而开发的测试主体，并涉及包括这些测试主体以及相匹配的测试针的套件。

Description

数字工作流程中的校准

技术领域

本发明涉及一种校准方法，借助于该校准方法，可以在数字工作流程中使各种装置最佳地相互匹配，从而在生产过程结束时出现尽可能精确地装配的工件。特别地，本发明涉及用于对测试主体校准数据采集装置和***装置(特别是用于激光烧结的CAD铣刀、3D打印机或激光器)的方法，该测试主体已经被开发用于执行该方法，并且涉及包括这些测试主体的集合以及与这些测试主体匹配的测试针和测试主体的可能的数字数据集。

背景技术

在牙科修复医学领域，CAD/CAM技术已经取得了明显的突破。数字技术已经在牙科诊所以及牙科实验室中建立起来，并导致诊断、计划和治疗方面的显著改变。数字成像、外科手术和修复措施的虚拟计划以及CAD/CAM辅助的制造方法形成了一个完整的数字工作流程，该流程可用于对自然牙齿进行经典的修复治疗以及口腔种植。数字工作流程的优点在于应用高质量的材料(例如二氧化锆)，其可以以专有的工业方式进行处理。在此，在牙科诊所中进行数字扫描，将数据发送到实验室，该实验室承担CAD计划、工件的CAM(计算机辅助制造)和装配的控制。随后在牙科诊所中进行修复体的应用。

所生产工件的质量和准确性受应用于数据采集(扫描仪)和生产中(CAD铣刀或3D打印机)的装置的公差的影响。这些公差会损害工件与解剖结构的理想装配，甚至使之成为不可能。所制造的工件的精度尤其取决于***装置，该***装置从采集装置获得其基本数据。***装置是以机械生产制造的。该生产仅在有限的范围(公差)内准确。公差归因于装置的机械构造及其从电子数据产生三维主体的机械能力。基本原则是：每个装置生产不同—每个装置都是唯一的。

专利申请DE 10 2004 022 750 A1涉及用于测量和检查尺寸测量装置的微型测试主体。该测试主体具有多个棱锥体，这些棱锥体被布置在由于压印已经在硅晶片中蚀刻的棱锥体的布置而出现的表面上。测试主体不具有在正部分和负部分的啮合之后形成锥形化至测试主体表面的倾斜接触表面的结构，因此关于牙科修复工件的制造的装置的校准来说不是最佳的。

特别是在牙科医学和牙科技术生产过程中，需要高精度。尽管对常规的印模技术或牙科诊所中的扫描方法进行了优化，但迄今为止，在创建模型以及修复工件的制造过程的不准确已经不得不被考虑，这使得需要进行手动后加工。到目前为止，来自数字工作流程的工件的手动后加工已经是不可避免的需要，即使数字工作流程直到石膏模型的扫描才开始，因此也要结合经典的压印和模型创建技术来进行。迄今为止，已经有90％的案例采用了这种组合技术。具有高精度印模质量的压印以模拟形式表示解剖结构的实际数据采集，并用作创建石膏模型的基础。仅从他的模型开始，通过使用扫描仪扫描石膏模型来创建数字数据集。模拟石膏模型可以在相同程度上显示出与实际解剖结构的显著差异(变形、收缩、膨胀等)。然而，这种不准确性也可能通过直接方法，即口腔内扫描而出现。不管所选择的程序，无论是纯数字的还是模拟的和数字的组合，迄今为止都必须进行手动后加工以优化余量和装配。相比之下，来自数字或模拟-数字生产的工件需要称为半成品部件，因为手动校正对于优化精度至关重要。然而，需要避免进行大量的手动后加工或将其减少到最低限度，因为这会增加制造成本和制造时间，并且会显著地降低质量。与此相关，最重要的问题是尺寸过小且无法将其推到自然或植入桩上的工件、或者尺寸过大且使得无法无应力地***空腔或负形状的工件。因此，只能通过扩大部件(内部磨削)或减小部件(外部磨削)来实现装配。由于这种措施，软件和CAD设计中指定的最小材料厚度不能不满足。另外，可能损害稳定性形状，稳定性形状保护工件免受旋转运动和倾斜运动的影响。

通过手动后加工，可以通过磨削来改变工件。相对不受控制的材料移除，尽管有时能够提高精度(余量)，但是同时导致材料厚度的减小，该材料厚度在计划中定义并在生产过程中实现。定义的材料厚度和公差保证了工件的机械强度及其最佳装配，这是长期成功的两个基本前提。如果手动加工工件，则会失去对上述两个标准的控制。

所生产的工件的装配精度是最重要的，这是因为可以通过接合或粘接技术将它们推入相应的解剖结构之上或之中。为了使该连接永久起作用，根据科学证据，必须有50微米的装配间隙。如果间隙太大或太小，则会损害接合方法或粘接方法的长期成功。

发明人可以观察到，发生不准确性的原因在于以下事实：组合的装置不一定提供期望的制造精度，并且装置之间精细调整的匹配是绝对必要的。每个装置具有特征公差，即，各个精度和制造策略的偏差，所述偏差是每个装置特有的。这种情况涉及数字工作流程中的所有装置(数据采集装置和***装置)。当这些装置联合操作时，即使每个装置本身都已正确设置并正确操作，这也不可避免地导致无法控制的最终结果。

发明人可以开发一种特殊的校准方法，该方法适合于不同装置的匹配。这种方法是通过受控和标准化的制造过程来确保更精确的工件。通过这种方式，可以将工件的手动后加工的需要减少到最低限度，并且可以导致质量的显著提高。因此，本发明的目的是通过标准化的校准和参数化来允许数据采集装置和各种***装置的匹配或协调。

发明内容

该目的通过一种用于校准数据采集装置和***装置，特别是CAD铣刀、3D打印机或激光烧结装置的方法来实现，该方法包括以下步骤：

a)提供由正部分和负部分组成的标准化的测试主体、以及标准化的数字数据集，所述标准化的数字数据集包括作为形状母版的测试主体的负部分的三维数据；

b)由要校准的数据获取装置获取标准化的测试主体的正部分的三维数据，并生成标准化的测试主体的正部分的相应数字数据集；

c)将来自b)的数字数据集导入CAD软件中，并加载来自a)的标准化的数字数据集；

d)借助来自b)的数字数据集、来自a)的标准化的数字数据集和来自c)的CAD软件设计所述负部分；

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产负部分；以及

f)检查来自步骤e)的负部分和标准化的测试主体的正部分之间的装配精度。

根据本发明的方法允许数据采集装置和***装置之间的匹配或协调。要校准的数据采集装置和***装置在此形成一对或一个单元，因此它们也将在给定的未来生产顺序下进行交互。这种匹配是必要的，以便可以以足够的精度创建精确装配的工件。根据本发明的方法将允许为非常特定的装置组合获取正确的(优化的)参数或设置。

根据本发明的方法特别适用于在牙科医学的数字工作流程中校准装置。因此，优选的数据采集装置是扫描仪，尤其是3D扫描仪以及计算机断层扫描仪，特别是用于数字体积断层扫描(DVT)的装置。优选的***装置是用于增材制造或还原制造的装置或设施，并且包括由以下组成的组：CAD铣刀、3D打印机和激光器，特别是适合于激光烧结或选择性激光熔融的激光器、以及用于电子束烧结的设施。通常，在本发明的上下文中，术语“数据获取装置”涵盖允许对真实物体进行建模以及获取在其三维形状和外观上的数据的所有装置。如本文所使用的，术语“***装置”表示用于从该工件的数字3D模型生产工件的所有装置。

特别地，如果数据获取或扫描过程是在外部客户(例如，牙科诊所)进行的，其中在生产中心(例如，牙科实验室、铣削中心)为外部客户处理数据(这两个装置及其装置组不是在同一房间内并由不同的人员操作)，则装置之间的校准对于成功与否是决定性的。

关于匹配，数据采集装置和***装置的设置参数和公差相互优化。装置的相应软件模块中的许多设置参数负责公差值。装置的制造商设想并期望调整设置参数。其他装置特定的特性，例如光学元件和机械元件以及它们之间的相互作用，对装置的操作方式具有相当大的影响。所有设置的总和决定了最终产品的质量。

校准通过标准化的测试主体进行。优选地，其由两个实心主体，正部分和负部分组成。作为凸形部分和凹形部分的正部分和负部分以尽可能精确装配的方式彼此接合。此外，测试主体的两个部分的标准化数字数据集也作为形状母版出现。它们各自被加载到设计软件中，并允许用户在屏幕上以有效方式设计要生产的工件。为此，优选地使用所谓的匹配方法，关于该方法，测试主体的一部分(例如，正部分)的数字图片和与其匹配的配对件(例如，负部分)的形状母版彼此协调并结合在一起。随后可以在设计软件所需的参数内改变形状母版的大小和设计。形状母版的形状、尺寸和设计可以适合于要制造的工件。已经针对本文描述的用于校准的方法而专门开发的合适的测试主体是本发明的另一方面，并且在下面以详细的方式进一步描述。此外，根据本发明的方法是优选的，关于该方法使用本文所述的测试主体之一。

合适的测试主体始终由两个部分组成：正部分(凸形部分)和负部分(凹形部分)。在此，正部分或凸形部分是负部分或凹形部分的配对件。两者例如都可以包括彼此接合的结构。正部分和负部分优选以精确装配的方式彼此接合。正部分和负部分应优选以高精度装配在一起或彼此接合(各部分之间的偏差和间隙宽度最大为0.050mm)，甚至更优选地以最大可能的机械精度装配在一起或彼此接合(各部分之间的偏差或间隙宽度最大为0.010mm)。关于设计和材料，以这样的方式制造主体，使得两个部分(正部分和负部分)彼此的公差不大于0.1mm，优选地不大于0.05mm，并且特别优选地不大于0.010mm。

该方法基本上起作用，而不管在步骤b)中是否获取了测试主体的正部分或负部分的三维数据。因此，本发明的另一个实施例是一种用于校准数据采集装置和***装置(CAD铣刀和3D打印机或***装置的进一步发展)的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供由正部分和负部分组成的标准化的测试主体、以及标准化的数字数据集，该标准化的数字数据集包括作为形状母版的测试主体的正部分的三维数据；

b)利用要校准的数据采集装置获取来自a)的标准化的测试主体的负部分的三维数据，并生成标准化的测试主体的负部分的相应数字数据集，

c)将来自b)的数字数据集导入CAD软件中，并加载来自a)的标准化的数字数据集；

d)借助来自b)的数字数据集、来自a)的标准化的数字数据集和来自c)的CAD软件设计所述正部分；

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产正部分；以及

f)检查来自步骤e)的正部分和来自a)的标准化的测试主体的负部分之间的装配精度。

代替校准数据采集装置和***装置，还可以提到参数化。在根据本发明的方法中，调整要校准的成对装置的设置或参数，直到两个装置彼此最佳地匹配，从而使它们用作生产单元(例如，扫描仪和3D打印机或扫描仪和CAD铣刀)。

由于这个原因，根据本发明的方法的优选实施例涉及附加的后续步骤g)和/或后续步骤h)：

g)重复步骤c)至f)，并在此调整或优化CAD软件的参数和装置参数，直到步骤f)中的装配精度在预定义的公差范围内，以及

h)获取并存储调整或优化的参数。

调整和优化的参数以及因此制定和存储的参数可以是CAD软件的参数。然而，它们也可以是要校准的各个装置、尤其是***装置的参数。由于在根据本发明的方法的第一轮运行(步骤a)至f))中已经实现了装配精度，因此其处于预定义的公差范围内，因此步骤g)被取消并且步骤h)可以直接在步骤f)之后。结果，步骤g)是可选的或仅在没有达到装配精度的预定义公差的情况下才是必要的。步骤h)同样是可选的。由于***装置仅从特定数据采集装置(其中的少数几个)中获得数据，因此参数也可以在CAD软件和***装置中保持不变。同样，即使在某种程度上更复杂的情况下，也有可能执行根据本发明的方法，以在新生产之前针对每次装置维修重新进行校准。因此，将进行校准(或可替代地匹配)，使得数据采集装置和***装置的特定装置对彼此进行校准。由于每个装置都有其自己的公差，因此对整个装置组进行通用校准不会成功。

在此，应注意的是，特定扫描仪可以耦合到不同的***装置(例如，来自不同的生产设施)，并且可以针对这些可想到的一系列***装置中的每一个进行校准/参数化。相反，给定的***装置可以由不同的扫描仪“服务”。在这种情况下，也可以执行特定的设置。因此，根据本发明的校准方法包括通过调节装置的软件模块中或装置本身中的设置可能性来进行装置匹配。在此，所述方法可以考虑特定于装置的操作方式。

为了使这种方法成功，***装置的操作员可以将特定装置对的调整后的参数或优化后的参数存储在数据库中，并可能依赖于这些参数。这意味着，在提交订单和相应的数字数据的情况下，可以以快速简便的方式使用与检测到传入数据的装置相匹配的优化参数。

关于根据本发明的方法的优选实施例，在步骤b)中，通过扫描(优选地借助于3D扫描仪)来实现负部分或正部分的三维数据的采集。用户可以自由地选择测试主体的匹配部分(正部分或负部分)。然而，存在导致一个部分的优选的状况或项目。如果首先对口腔状况的直接扫描或者对口腔状况的间接扫描稍后要由要校准的数据采集装置进行，则优选对正部分进行扫描。关于直接扫描，它仅是通过口内扫描仪创建的数字数据集，而没有通过压印块进行模拟压印，而关于间接扫描，首先创建石膏模型，其然后被扫描。关于石膏模型，预先通过压印块对口腔状况进行压印；然后用石膏(正形状)将生产的印模(负形状)倒出，然后进行扫描。常见的压印块是基于硅酮或聚醚的弹性体。

如果要通过3D打印产生所扫描口腔状况的模型，则负部分的扫描是优选的。在这种情况下，将不会产生印模和石膏模型。口腔状况的扫描数据直接转换为3D打印模型(正形状)。通过测试主体的负部分检查打印的模型。如果可以将测试主体的负部分精确地接合到打印的模型中，那么这证明3D打印机正确地运行，因此创建正确的正部分。因此，如果要校准的***装置是CAD铣刀，则更多情况是扫描标准化的测试主体的正部分，并且生产与测试主体的正部分匹配的负部分。在检查和校准3D打印机时，往往是扫描标准化的测试主体的负部分，而生产要与测试主体的负部分相匹配的正部分。

根据本发明的方法的步骤b)还包括数字数据集的生成。数据采集装置或扫描仪在传感器的帮助下，采集物理模型的模拟数据，从而采集要扫描的测试主体的部分的模拟数据，并且随后通过A/D转换器将其转换为数字形式。该数字数据集(由此所生成的标准化的测试主体的扫描部分的数字3D模型)可以导出为各种文件格式，发送到其他装置，并使用任意CAD和3D程序进行进一步处理。优选以STL格式(立体光刻或标准镶嵌语言格式)呈现或创建该数字数据集。

因此，根据本发明的方法是优选的，关于这些方法，存在在b)中创建的数字数据集和标准化的数据集并以STL格式传输。在b)中创建的数字数据集可能可以从获取地点(例如牙科诊所)转移到任意生产地点(例如牙科实验室)。

STL格式借助三角形小平面(细分)来描述3D主体的表面。每个三角形小平面的特征在于三个角点和三角形的关联表面法线。但是，描述3D数据并由CAD程序读取的其他格式也是可能的，例如VRML格式或增材制造文件格式(AMF)。

可以通过任何CAD软件来处理来自根据本发明的方法的b)的数字数据集。在牙科医学领域中常见的程序有：Excocat、3Shape、Dental Wings、Planmec以及基于这些的其他产品。通常，术语CAD(计算机辅助设计)软件表示允许在计算机上创建技术图纸的计算机程序。例如，可以绘制建筑平面图和电路图，或者可以使用相应的程序创建组件的3D模型。在本申请的上下文中，术语“CAD软件”表示所有软件解决方案，这些软件解决方案允许几何模型的计算机辅助生成和修改，以生产可以以精确装配的方式***彼此的配对件。该软件产品是可以自由选择的，但是优选地应该与***装置的制造商的规格相匹配。基本上，所有设计软件产品都适用于参数化。然而，优选使用用于校准装置的软件，由此控制实际的生产过程。因此，本文的一个方面涉及一种用于计划和制造修复工件的计算机实现的方法。

标准化的测试主体的正部分和负部分的三维数据的标准化的数字数据集应存储在所应用的CAD软件中。这些标准化的数字数据集应当优选地与测试主体一起提供，并且优选地以与b)中创建的数据集相同的数据格式(优选地是STL)存在。标准化的数字数据集优选地包括相关联的测试主体的所有3D参数。

在根据本发明的方法的步骤c)之后，在所使用的CAD软件中存在至少以下数据集：

·标准化的测试主体的正部分或负部分的数字数据集，其已通过要校准的数据采集装置扫描标准化的测试主体的相应正部分或负部分而产生(根据本发明的方法的扫描程序/步骤b))，以及

·标准化的测试主体的配对件的三维数据的标准化的数字数据集。

在根据本发明的方法期间，在步骤b)中，标准化的测试主体的配对件因此正部分被扫描以用于生产负部分，而标准化的测试主体的负部分被扫描以用于生产正部分。此外，负部分的标准化的数字数据集被加载用于生产负部分，以及标准化的测试主体的正部分的标准化的数字数据集被加载用于生产正部分。在根据本发明的方法的步骤d)中，借助于这些数据集并且在使用CAD软件的过程中，创建对要生产的工件的明确的设计。可以通过***装置读取明确的设计的数字数据，然后将其用作用于生产工件(负部分或正部分)的基础。

本发明的另一个实施例涉及一种用于校准数据采集装置和***装置的方法，其中步骤d)包括来自a)的三维数字数据和来自b)的标准化的数字数据集的匹配。匹配在于将来自b)的数据集与来自a)的标准化的数据集相互匹配或合并。在本实施例中，步骤d)还可以如下：

d)借助于来自c)的CAD软件，将来自b)的数字数据集与来自a)的标准化的测试主体的正部分的标准化的数字数据集进行匹配(“协调”)，并执行用于通过CAD软件创建负部分的设计的进一步的设计步骤；或者

d)借助于来自c)的CAD软件，将来自b)的第一数字数据集与来自a)的标准化的测试主体的负部分的标准化的数字数据集进行匹配(“协调”)，并执行用于通过CAD软件创建正部分的设计的进一步的设计步骤。

匹配确保了所生产的工件的设计源自形状母版。通过这种方式，该过程也变得更加有效。标准化的数字数据集提供了要生产的工件的基本形状。匹配之后，在CAD设计的过程中，将所有生产参数添加到工件的最终设计中。只有这样，设计才能变得完整和个性化。由于在设计程序中指定的该操作方式，因此后续生产可以精确地变化。因此，在所有设计软件中都提供了该程序。直到工作步骤d)才允许进行工件的参数化和生产。出现了可单独设置的参数的期望的标准化。

直到在步骤d)中并且可能在匹配之后才在形状母版的进一步设计步骤期间以及在使用设计软件模块中的变量设置的过程中形成实际工件(正部分或负部分)。

在步骤d)中创建的设计可以作为数字数据(优选地是STL文件)发送到***装置，并准备用于生产。在***装置中，工件的位置在材料毛坯(原产品的展示)中指定，例如通过所谓的“nasting”。铣削策略由用户定义和优化。在该工作步骤中，将另外的参数引入设计，这些参数能够对所生产的工件产生重大影响。因此，将装置特定的特性合并到工件的最终形状中。首先，用户可以根据他的标准设置来选择要校准的***装置的参数，或者根据他的惯例或他的经验来选择参数。重复步骤c)至e)(对应于可选步骤h)，直到不再超出预定义的公差范围为止，还可以进一步调整这些参数。在此，用户可以依赖他对装置及其参数的了解。特别是对于第一次校准，几乎无法避免一定的测试和反复试验。

因此，优选的方法涉及根据本发明的方法，该方法包括如下定义的步骤e)：

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产负部分或正部分，包括设置要校准的***装置的其他可变参数。

在进行有效的设计之后，期望的工件(正部分或负部分)将以指定的方式制造，经过必要的处理并达到最终形状，这是实际生产或制造过程所设想的。因此，在根据本发明的方法的步骤e)中，根据来自步骤d)的设计借助于要校准的***装置来生产工件。在此，工件对应于在步骤b)中被扫描的测试主体的部分的配对件，并且如果负部分被扫描，则所生产的工件是正部分，反之亦然。在此，必须执行至少由要校准的***装置或利用要校准的***装置执行的生产步骤或处理步骤。实际上，并非所有的处理步骤都可以执行；因此，在处于原始状态或未完成状态的工件上测试装配精度。然而，优选的方法涉及根据本发明的方法，其包括如下定义的步骤e)：

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置，生产包括所有处理步骤的负部分或正部分，或

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置，生产包括所有处理步骤的负部分或正部分，包括设置要校准的***装置的其他可变参数。

特别地，如果要在CAD铣刀中校准***装置，则不完成所有进一步的处理步骤或单独检查这些步骤也很有用。然后首先在步骤f)中检查装配精度代表了铣削精度的控制。在这种情况下，步骤e)优选地不包括进一步的处理步骤，例如烧结。取决于所使用的材料或取决于相同材料(例如二氧化锆)的市售标记产品，与完成后续烧结过程后相比，铣削工件本身大18％、19％或20％。为了能够独立于并取决于后续烧结来校准铣刀，可能必须选择一个测试主体(和相应的标准化的数字数据集)，该测试主体的体积百分比量级较大，根据经验，工件在烧结时会收缩。因此，测试主体应对应于处于原始状态的工件。由此，可以以直接的方式确定和调节要校准的铣削装置的纯铣削精度，而随后的工作步骤(烧结)不会影响这些结果。

工件是在生产条件下制造的，对于不同的材料，这些条件可能会有很大的不同。可以利用根据本发明的方法在机械强度和形状稳定性方面测试工件元件的必要的最小层厚度以及连接位置。此外，还可以检查其他后续的生产步骤，例如烧结或热处理及其过程和温度设置。

因此，步骤e)中的生产根据材料而不同。关于二氧化锆的工件，在设计之后将工件从毛坯或铸锭中铣出。根据所需工件的高度，可以提供不同厚度和直径的毛坯。将未加工的锆石、彩色颜料和其他添加剂以及陶瓷晶体充分混合并在高压下在该毛坯中压在一起。铣削、未烧结的原料件非常易碎(容易爆震和破裂)。此外，它们尺寸过大；它们比预期的工件大18％至20％。每个毛坯都有一条带有精确收缩系数的条形码。***装置读取并记录收缩系数，并由此得出铣削策略的一部分。在仔细清洁了这些原始工件之后(工件中残留的铣削粉尘也会共同烧结，从而无法获得精确的装配结果)，对后者进行复杂的热处理。这种处理称为烧结(一起熔融，一起流动)。在该机会下，工件熔融在一起，并通过上述收缩系数减小其体积。为此，需要特殊的烧结炉。二氧化锆材料通过烧结获得了高达1400Mp的硬度和确定的体积。

在第一工作操作中，用于制造精密装配的金属框架(也由牙科技术人员手工用陶瓷贴面)的激光烧结包括将粉碎的材料通过激光束彼此分层。因此，这些最小的金属球被成形成坚固而精致的主体。它是一种有生产力的、计算机辅助的分层方法。

首先对通过用于硬化的激光烧结制造的金属工件进行应力消除烧制(氧化物烧制)，该烧制是在大约960摄氏度(取决于金属基底)的温度下进行的。通过该工作程序，金属的晶体结构发生松弛。由于松弛的原因，在该工作步骤中在框架结构中发生大的变形。必须通过机械加工/切削再次使框架完全合适。借助于根据本发明的校准方法，可以使激光烧结的主体具有最小化不受控制的变形的形状。变形的大小和程度取决于材料。

在生产之后以及可能地在所制造工件(来自步骤e)的负部分或正部分)的必要的进一步的工作步骤(烧结、材料硬化)之后，通过将所生产的工件和所提供的标准化的测试主体的配对件***彼此或者通过将它们彼此放置在一起，进行装配。因此，在步骤f)中检查来自步骤e)的正部分(或负部分)与来自a)的标准化的测试主体的负部分(或正部分)之间的装配精度。本文中的“装配精度的检查”包括将所制造的工件(来自步骤e)的负部分或正部分)与所提供的标准化的测试主体的配对件彼此接合或放在一起，以及获取/扫描并测量彼此连接或放在一起的两个部分之间可能的距离、自由空间或间隙。此外，将来自该步骤的检测或测量的数据与预定义的公差范围进行比较可以是根据本发明的方法的步骤f)的一部分步骤。

因此，步骤f)的替代表述是：将来自步骤e)的负部分和来自a)的标准化的测试主体的正部分接合在一起，并评估匹配度。该步骤的进一步表述(带有互换的部分)是：将来自步骤e)的正部分和来自a)的标准化的测试主体的负部分接合在一起，并评估匹配度。

在此，由匹配度表示的是要装配在一起的两个部分之间的尺寸关系。这些部分在接合位置处具有相同的轮廓，一次作为内部形状(正部分)，一次作为外部形状(负部分)。两个轮廓的尺寸具有相同的标称尺寸。不同的是制造时出现的实际尺寸。在步骤f)中检测到其与标称尺寸的偏差，并将其与预定义的公差进行比较。

步骤f)优选地包括以下部分步骤：

f).1将来自步骤e)的所生产的负部分或正部分与来自步骤a)的标准化的测试主体的正部分或负部分彼此接合或放置在一起；

f).2获取并优选地还测量已经彼此接合或放置在一起的来自f).1的两个部分之间的可能的距离、自由空间或间隙；

f).3将在f).2中获取或测量的距离、自由空间或间隙与预定义的公差范围进行比较。

因此，本发明的一种优选方法涉及：一种用于校准数据采集装置和***装置的方法，包括以下步骤：

a)提供由正部分和负部分组成的标准化的测试主体、以及标准化的数字数据集，所述标准化的数字数据集包括作为形状母版的测试主体的负部分的三维数据；

b)利用要校准的数据采集装置获取来自a)的标准化的测试主体的正部分的三维数据，并生成标准化的测试主体的正部分的相应数字数据集，

c)将来自b)的数字数据集导入CAD软件中，并加载来自a)的标准化的数字数据集；

d)借助来自b)的数字数据集、来自a)的标准化的数字数据集和来自c)的CAD软件设计负部分；

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产负部分；

f).1将来自步骤e)的所生产的负部分与来自步骤a)的标准化的测试主体的正部分彼此接合或放置在一起；

f).2获取并测量来自f).1的两个部分之间的可能的距离、自由空间或间隙；以及

f).3将在f).2中获取或测量的距离、自由空间或间隙与预定义的公差范围进行比较。

该匹配度应符合有关精度和稳定性的预定义要求。偏差可以被测量并记录。如果所测量的偏差在预定义的公差范围内，则校准完成。如果装配精度或匹配度不正确或不足，则用户可以通过在重复根据本发明的方法的步骤c)至f)的框架内改变装置的设置或设计软件中的设置(装配设置、边缘成型、间隙成型等)来优化最终结果。通过重复生产新的工件，他可以调节装置的设置，以使得不再超出预定义的公差范围，从而可预测他未来产品的精度。

因此，根据本发明的方法的另一实施例涉及调节CAD软件的参数设置和***装置的参数，直到实现标准化的测试主体部分和所制造的配对件之间的期望的装配精度为止。因此，步骤h)涉及根据本发明的方法的步骤c)至f)的重复，其中，对CAD软件的参数和/或***装置的参数进行调节，直到装配精度处于预定义的公差范围内为止。然后完成根据本发明的校准方法，并且数据采集装置和***装置的装置对被校准。现在可以从在校准方法中确定的设置和/或参数开始实际生产。

并非所有生产过程都同样容易出现误差，因此，用户可以根据要生产的工件来不同地定义装配精度的公差范围。与要用螺钉固定或胶合在嘴中的植入物上的固定牙齿替代物相比，用于将植入物带入口腔的牙科夹板和外科手术辅助模板接受例如更大的公差。这同样特别适用于需要更精确地生产工件的植入物(钛或锆石的人造牙根)上的工作，因为与自然的解剖结构相比，它们固定地锚固在骨骼中，并且由于其机械强度没有提供活动空间，以补偿可能的误差。在生物学和生物力学上的这种条件下的装配误差具有特别成问题的效果。因此，可能应重复执行本发明的方法的步骤c)至f)，直到来自步骤e)的工件(无论是正部分还是负部分)与标准化的测试主体的配对件之间的装配精度位于预定义的公差范围内为止，这意味着直到两个配对件以足够精确的方式彼此匹配为止。

通常，在牙科医学领域，应尽可能精确地再现口腔状况的扫描解剖结构。对于当前的工艺，通常接受50至100微米的公差。利用现有技术中已知的方法，偏差为±50-100微米的公差范围已成为牙科行业的标准。如今，***装置的制造商规定100微米的公差作为其装置精度的规范。以前在模拟工作流程(手工制作)中是50微米。因此，在数字工作流程中也寻求50微米或更小的公差范围。根据本发明所基于的研究，当前数字工作流程中的公差不小于0.1mm的事实尤其是由于没有对装置对进行校准。数据采集装置和***装置的校准可以将要生产的工件的装配精度提高到允许公差范围为0.05或更小的程度。因此，在根据本发明的方法的情况下，优选的是，预定义的公差范围为±0.1mm，进一步优选为±0.05mm，特别优选为±0.01mm。

通过根据本发明的方法之一的校准可以经常被任意地重复。总是需要一次又一次地对数据采集装置和***装置的特定装置对进行校准。为了检查或重新调节装置对以及与此匹配的参数，可以在任何时候重复根据本发明的方法。如果基本情况发生变化，建议始终进行这种检查或重复。因此，如果出现以下情况，希望通过根据本发明的方法检查内部生产链：

·应用了新的扫描仪或扫描仪中的新光学器件，

·已更换新的***装置或新校准的***装置中的重要组件，例如应用了新的铣削套件，

·如果涉及保持不变的装置，则在生产中应用了不同或新的材料。

在标准化的测试主体的破损或其他损坏的情况下，则应购买新的测试主体。在这种情况下，同样应该对装置进行新的校准。

本发明的另一方面涉及适合于执行根据本发明的用于校准数据采集装置和***装置的方法的测试主体。此外，本发明包括根据本发明的用于校准的方法，其中应用了下文描述的至少一个测试主体。

本发明的实施例涉及一种测试主体，其特征在于，所述测试主体由正部分(凸形部分)和负部分(凹形部分)组成，并且所述正部分和负部分接合至彼此，以形成至少一个水平接触表面、莫氏圆锥、和锥形化至测试主体的表面(优选地外表面)的倾斜接触表面。这些测试主体应该优选地适合于校准数据采集装置和***装置。根据本发明的测试主体特别适用于根据本发明的用于校准数据采集装置和***装置的方法。

如本文所使用的，术语“莫氏圆锥”描述了测试主体的两个配对件之一包括圆锥体，该圆锥体对应于用于将工具夹紧在机床的工具接收器中的工具圆锥的标准化形状(此处为相应配对件中的空心圆锥体)。在正部分的空心圆锥体和夹在其中的负部分的圆锥体(反之亦然)之间存在自锁，因此由摩擦引起的阻力，从而抵抗彼此支撑或彼此靠置的配对件的滑动或扭转。在此，自锁受到倾斜角度、接触表面的表面粗糙度、材料配对和加热的影响。关于被描述为莫氏圆锥的结构，关于测试主体的配对件之一，其为圆锥体或截头圆锥体，并且在相应的配对件中，为内部圆锥体，圆锥体或截头圆锥体装配在其中，以使得在正常条件下(室温，无润滑剂)存在自锁。在将莫氏圆锥设计为截头圆锥体的情况下，它形成一个水平的接触表面(与站立表面成水平)，该接触表面对应于该截头圆锥体的覆盖表面。莫氏圆锥的侧面与此连接。然后，由内部圆锥体的倾斜表面围绕的水平接触表面同样位于配对件中。

表示为“水平接触表面”的接触表面应与站立表面或与正或负部分的基体水平。锥形化至测试主体的表面的倾斜接触表面是在正部分和负部分之间的接触表面，该接触表面不平行于站立表面。它相对于站立表面具有倾斜度或梯度。这意味着倾斜接触表面的想象延伸部与测试主体的站立表面相交。倾斜接触表面优选地具有大于5度且小于45度的梯度角，并且特别优选地在10度与35度之间。接触表面锥形化至测试主体表面的事实意味着，接触表面终止于测试主体(由接合在一起的正部分和负部分组成)的表面。在此，优选地是测试主体的外表面而不是位于通道中的表面的情况。因此，接触表面优选地是在测试主体的桩中的向外倾斜延伸的表面。延伸到测试主体的表面的倾斜接触表面优选地至少在测试主体的两个部分之一中在其侧表面或在其横截面的***处终止。换句话说，倾斜接触表面与测试主体的两个部分中的至少一个的***或侧表面形成公共边缘。优选的实施例涉及根据本发明的测试主体，其特征在于，延伸到测试主体的表面的倾斜接触表面在测试主体(由接合在一起的正部分和负部分组成)的***或其侧表面处终止。

优选的是，测试主体的两个配对件，因此，负部分和正部分分别包括主体和至少一个桩，其中，它们优选地通过至少一个桩彼此接合。因此，根据本发明的测试主体的配对件的接触表面优选地位于至少一个桩中。因此，位于远离基体的那一侧的桩的一个或多个表面形成接触表面(正面)。如果存在多个桩，则配对件优选地在所有桩内彼此接合。关于具有多个桩的实施例，基体也可以被设计为连接器或连接件。在这种情况下，桩不立在基体上，而是基体布置在至少两个桩之间，因此它连接了这些桩。

一个优选的实施例包括根据本发明的测试主体，其特征在于，它们包括具有相同几何形状的至少两个桩。桩可以具有任意横截面。横截面可以例如是可以是正方形、矩形、菱形，六边形、八边形、椭圆形或三角形。然而，优选的是，至少一个桩的横截面以及所有其他桩的横截面是圆形的。桩的直径优选地在2至8mm之间。2个桩之间的距离优选地在1至12mm之间。桩的优选高度在3至15mm之间。测试主体的基体可以任意方式成形。其可以是例如长方体、立方体、菱形、棱柱、楔形、柱体或圆柱体。基体优选地是长方体或立方体。立方体的边缘长度优选地为5至30mm，长方体的高度优选地为1至15mm，宽度为5至30mm，深度为1至30mm。关于具有至少两个桩的实施例，进一步优选的是，桩的接触表面位于不同的高度，因此正部分和负部分在不同的高度彼此接合(例如，不同的升高的水平接触表面)。这意味着正部分的桩具有不同的高度，并且负部分的桩也相应地具有不同的高度，其中负部分中的较低(较短)的桩对应于正部分中的较高的桩。

正部分(凸形部分)和负部分(凹形部分)分别形成一个单元，具体而言是根据本发明的测试主体。所述正部分和负部分是配对件，所述配对件被成形为使得它们彼此高精度地装配，这意味着它们彼此接合。如果两个配对件结合在一起以使得它们彼此接合，则配对件(测试主体的正部分和负部分)的表面之间可能出现的间隙不应大于0.1mm，优选地不大于0.5mm，特别是不大于0.05mm。这特别地与间隙宽度有关，但是也与此无关而与间隙长度有关。所述测试主体优地选由毛坯铣削而成。

各种产品系列的测试主体可能会有所不同。因此，不能保证不同生产系列的测试主体或其配对件始终兼容。因此，应为他们提供批号。应当注意，利用相同批号的测试主体或测试主体的配对件对相应的装置对进行校准。如果测试主体破裂，则总是需要更换相应装置对中的两个测试主体部分或所应用的一对测试主体。

因此，优选的是，根据本发明的测试主体的正部分和负部分是以通用的制造工艺制造的。

根据本发明的测试主体优选地由形状稳定的材料组成。测试主体的材料应被选择成使得由于外部负载而引起的永久变形尽可能小。因此，它应具有较低的可变形性。特别地，低塑性变形性是期望的。然而，弹性也应该低。通常是合适的脆性材料。优选地，根据本发明的测试主体的材料选自由以下组成的组：玻璃，诸如花岗岩、英云闪长岩或玄武岩的坚硬的岩石(高耐磨性)，诸如Cr-Co合金的金属合金，诸如二氧化锆或二硅酸锂(高强度玻璃陶瓷)的陶瓷，陶瓷复合材料，PMMA，PEEK和聚碳酸酯。在此，特别优选的是诸如Cr-Co合金的金属合金，诸如二氧化锆或二硅酸锂(高强度玻璃陶瓷)的陶瓷和PEEK。

受限于制造条件，根据要校准的装置和所应用的材料(例如晶粒尺寸)，一些所生产的工件没有理想的拐角或角度。由于这个原因，优选的测试主体可以包括圆形或弧形的拐角、边缘和/或角度。在此，优选的是，半径≤0.5mm，甚至更优选的是，半径≤0.1mm。可替代地，也可以相应地预定义公差范围。当水平的、倾斜或斜的平面或表面合在一起时形成的角和边缘应优选地具有半径≤0.2mm的倒圆角。这些倒圆角可以适应普通CAD铣刀的几何形状以及增材方法的材料的晶粒尺寸。

本发明的另一实施例涉及根据本发明的测试主体，其特征在于，所述测试主体的正部分和负部分由不同的材料制造。通过这种方式，人们可以适应通过校准装置进行的未来生产。如果测试主体由也可以制造未来产品的材料制造，则可能是有利的。

在根据本发明的测试主体的另一实施例中，测试主体包括至少一个通道。通道优选地位于测试主体的中点或测试主体的桩的中点周围。此外，优选的是，莫氏圆锥围绕通道同心地布置。优选的是，至少一个通道允许将测试针***负部分和正部分的测试主体中。应该布置至少一个通道，以使得测试针既可以***正部分也可以***负部分中，或者在整合测试主体的两个配对件之后，由两个配对件形成通道。***测试针允许设置和调节孔的公差。至少一个通道优选地长或深1至7mm，并且优选地具有1至4mm的直径。

此外，本发明的一个优选的实施例涉及测试主体，其特征在于，至少一个通道在其走向中包括内部的台阶。该台阶优选地形成与测试主体的站立表面水平地延伸的接触表面。这意味着台阶形成90度角。然而，台阶实际上也可以具有不同的角度。优选的角度为≥90度。特别优选的是90度、135度、150度和160度的角度。根据本发明，非常特别优选具有90度角的台阶。通道的直径优选地通过台阶减小0.5-3mm。

本发明的另一方面涉及一种套件，该套件由根据本发明的测试主体和可***测试主体的至少一个通道中的至少一个测试针组成。优选地，测试针的外径仅略微地小于测试主体中的通道的内径。因此，测试针还复制通道中可能存在的台阶。通常将测试针设计成使得其可以以精确装配的方式***测试主体的通道中。根据本发明的套件还可以包括多个测试针，如果测试主体包括具有不同走向(例如，不同直径或不同形成的台阶)的通道，则这特别有用。

根据本发明的套件还可以另外包括测试主体的正部分的至少一个标准化的数字数据集和测试主体的负部分的至少一个标准化的数字数据集。

本发明的另一方面涉及一种用于计划修复工件的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：

I)以数字或数字化的形式提供与要修复或替换的牙齿有关的患者相关数据；

II)以数字数据的形式提供形状母版；

III)提供关于要修复或替换的牙齿的生物学和解剖学平均值；

IV)计算数字数据集，该数字数据集可以用作CAD铣刀或用于修复工件的增材制造的装置的模型，其中来自II)的数据是个性化的，并借助来自I)和III)的数据进行了优化。

需要修复或用于制造牙齿替换的牙齿缺失部分的重建基于数据集，该数据集由步骤IV)中的计算和优化确定。借助于根据在步骤IV)中获得的数据集控制的机器来制造物理牙齿替换部件或物理牙齿修复物。因此，本发明的另一方面涉及一种包括上述步骤I)-IV)的用于制造修复工件的计算机实现的方法。要计划或制造的修复工件包括由以下组成的组：牙齿替换部件、附接部件(针附接件、植入物附接件或牙基)、植入物牙冠、连接板、牙冠、夹板、钻孔模板和桥。本发明还涉及被设计用于执行前述方法的软件(设计工具)。

该计算机实现的方法可以进一步包括以下步骤子步骤中的至少一个：

-手动改变单个参数或尺寸，并自动调整其余参数或尺寸。

在修复工件的子结构的人工矫正期间(在计算机屏幕处)，其余结构以纯数字方式进行调整。这基于来自II)和III)的存储数据。目的是总是允许形成生物学上或解剖学上有意义的并且适合患者的总结构。

-在粘膜下层区域中直至牙冠边缘的牙冠结构的外推

这可以是步骤IV)的子步骤。外推尤其基于各个牙齿的位置和软组织的出现线的轮廓，并且考虑到所存储的牙齿的平均尺寸，该牙齿将由计划的修复工件替换或修复。此外，可以考虑中间构件的接触点区域和接触区域的位置和延伸。

-确定特定区域的表面性质。

在此，可以确定至少一些区域和/或微结构的粗糙度。通过这种方式，成功地确保了在***患者体内之后工件与周围组织的最佳接触。

患者相关数据可以通过扫描仪(例如口腔扫描仪)、照相设备(患者的面部和嘴唇视图的数字图片)、数字计算机断层摄影术或数字体积断层摄影术(骨结构信息)产生。该数据尤其与相邻的牙齿的尺寸、相对侧上的牙齿的镜像、对颌中的咬合线的走向以及骨骼结构和软组织的尺寸有关。

形状母版基于自然牙齿形状、可获得的植入物、辅助部件和常见的牙冠形状的数据库，并用作创建工件设计的模型。从所计划的工件的数字图片开始，可以确定植入物的位置和倾斜度，并且可以计算出与此匹配的工件的设计并进行数字表示。

工件设计成形的原理存储在软件中，并且可以在计划阶段被激活。该程序可以计算各种设计组件，并通过存储在其中的有关解剖学、生物学和生物力学的规则自动将它们组合成具有解剖学形状的工件，并且因此允许最佳装配和最佳成形的组合。此外，它可以具有可以设置特定区域的表面性质(粗糙度、微观结构)的工具。因此，成功地设计了工件的表面，使得它们在与生物环境接触时实现了最佳的效果。

生物学和解剖学平均值与例如以下有关：牙骨质与牙釉质交界处釉质冠的走向和轮廓、生物学宽度(软组织区室的平均值，该软组织区室包括三个区域：沟、上皮附着和***附着)、牙齿的生物力学值和牙齿位置以及用于制造工件的材料、以及诸如软组织轮廓、轴线倾斜度、牙冠长度和宽度、中间构件的接触点区域或接触区域的位置和延伸之类的解剖特征。

根据本发明的计算机实现的方法特别适合于优化地设计上层结构或附接部件到植入物的过渡。该方法特别适合于确定重要的植入物参数，例如要合并的植入物的位置、倾斜度、直径、长度、类型(TL与BL)和材料(钛、钛锆石、氧化锆)，使得以最佳方式在预后、功能和美观方面考虑颌解剖结构以及所计划的上层结构。植入物的附接部件(因为存在)以及被配置为保留在颌骨的另一侧并要被软组织包围的植入物的区域可以与患者最佳匹配。为此，考虑了颌的解剖结构、软组织高度和软组织轮廓以及可用于选择植入物附接件的形状母版。在过渡到植入物时，牙基和牙冠的优化形状和表面设计的实用性很大，特别是由于以下事实，因为这样，这可以防止植入物附接件在其生产之后必须手动减小其材料厚度。在上面同样具有推倒的牙冠，该牙冠设置有桶形环形状的连接部分(如WO2018/215616中所述)，重要的是，不再为了稳定性而达不到设计中指定的材料厚度。只有这样，才能确保机械稳定性。

此外，可以确定并在制造时实现对于软组织最佳的表面结构和表面粗糙度。如果要对该结构进行第二次手动加工，则工件可能会丢失计算机上计划的一些特性。在这种情况下，应该防止牙科技术人员随后为了改善轮廓而沉积陶瓷，因为沉积的陶瓷是多孔的，并且不能提供最佳表面以实现软组织的最佳整合。

附图说明

通过以下附图进一步详细描述根据本发明的测试主体，其中

图1A以纵向截面图示出了根据本发明的测试主体的正部分(2a)。

图1B以纵向截面图示出了根据本发明的测试主体的另一正部分(2b)。

图2A示出了图1A的正部分(2a)，该正部分已经与匹配的负部分(1a)接合在一起，并且一起形成根据本发明的测试主体。

图2B示出了图1B的正部分(2b)，该正部分已经与匹配的负部分(1b)接合在一起，并且一起形成了根据本发明的测试主体。

图3A示出了已经***了测试针(8)的根据图2A的本发明的测试主体。

图3B示出了已经***了测试针(8)的根据图2B的本发明的测试主体。

图4以纵向截面图示出了根据本发明的测试主体的正部分(2)，其包括两个桩(9a，9b)。

图5示出了图4的正部分(2)，该正部分(2)已经与匹配的负部分(1)接合在一起，并且一起形成根据本发明的测试主体。

图6示出了已经***了两个测试针(8)的根据图5的本发明的测试主体。

图7A以底视图示出了负部分(1，上方)，并且示出了根据本发明的测试主体的正部分(2，下方)。

图7B以俯视图示出了在负部分(1)和正部分(2)彼此接合之后的图7A的测试主体。

图8以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的正部分(2)。

图9以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的另一个正部分(2)。

图10示出了具有至少3个桩的根据本发明的测试主体可能发生的2种可能的桩变型(9a，9b)。

图11以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的另一个正部分(2)。

图12以俯视图示出具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的正部分(2)。

图13以俯视图示出具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的正部分(2)，其中桩的布置与图12相比有所不同。

图14以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的根据本发明的测试主体(正部分和负部分)。

图15以俯视图示出了根据本发明的另一测试主体(正部分2和负部分1)，其具有三个桩(9a，9b和9c)，其中桩(9a，9b和9c)的布置和负部分1的基体的形状与图14相比有所不同。

图16以俯视图示出了具有四个桩(9a，9b，9c和9c)的根据本发明的测试主体(正部分2和负部分1)。

图17以俯视图示出了具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的根据本发明的另一测试主体(正部分2和负部分1)，其中，负部分(1)的基体的形状与图16相比有所不同。

图18示出了可以与根据本发明的测试主体结合使用的三个不同的测试针(8)。

图19示出了可以借助于根据本发明的计算机实现的方法进行优化的牙科植入物***的一个方面。

图20示出了可以借助于根据本发明的计算机实现的方法进行优化的牙科植入物***的另一方面。

图21示出了可以借助于根据本发明的计算机实现的方法进行优化的牙科植入物***的一个方面。

图22示出了可以借助于根据本发明的计算机实现的方法进行优化的牙科植入物***的一个方面。

具体实施方式

图1A至3B通过根据本发明的测试主体的两个简单设计的示例示出了其构造以及最重要的组成和特征。如上面一般性地进一步解释并且从图2显而易见的，根据本发明的测试主体包括正部分(2)和负部分(1)，其中正部分(2)和负部分(1)在它们的端面处通过它们的各自的相应的水平(3)和倾斜的内(4)和/或外(5)接触表面彼此接合。如图1A中所示的正部分(2a)基本上是具有圆形横截面的圆柱，其中其他横截面也是可能的，例如，椭圆形、正方形、矩形或不规则横截面。它的上端包括向外倾斜的锥形表面(5)。这是针对牙科制剂和TL植入物(组织水平植入物)常见的几何形状。向外倾斜的锥形表面(5)在***突然改变倾斜角度。在所示的纵向截面中，这将通过水平的接触表面跟随至外部的不同的陡峭截面来识别。所述正部分另外具有莫氏圆锥或空心圆锥体(11)，并且在中心具有沿z轴方向的中央通道(6)(类似于螺孔)。如图1B所示，正部分(2b)基本上同样是一个圆柱。它包括没有倾斜的平面端面/接触表面。它适用于步骤准备和具有对接连接或头对头连接的植入物常见的几何形状。正部分(2b)同样具有空心圆锥体(11)和在中央延伸的通道(6)。

图2A和2B在纵向截面中示出了图1A和2B的正部分(2a，2b)以及匹配的负部分(1a，1b)。正部分和相关联的负部分一起各自形成根据本发明的测试主体。从图2A和2B明显的是，正部分(2a，2b)和负部分(1a，1b)被设计成它们彼此接合。正部分(2a，2b)和负部分(1a，1b)优选以一种精确装配的方式彼此接合，以使接触表面配合而不形成间隙。取决于制造和制造测试主体的材料，这并不总是可能的。然而，在配对件(测试主体的正部分和负部分)的接触表面之间可能出现的间隙应优选地不大于0.1mm，进一步优选地不大于0.5mm，特别是不大于0.05mm。

根据图2A和2B的测试主体的两个配对件，因此正部分(2a，2b)和负部分(1a，1b)具有彼此配合的外表面的一个片段，所述片段水平延伸至测试主体的站立表面，以便在将两个配对件接合在一起时产生水平接触表面(3)。图2A的根据本发明的测试主体还具有两个倾斜延伸的接触表面(5)，它们均一直延伸到测试主体的外表面。这两个倾斜表面具有不同的倾斜角度。图2B的根据本发明的测试主体具有倾斜延伸的接触表面(5)，该接触表面一直延伸到测试主体的表面并且同时形成莫氏圆锥的一部分。

接合到相应的正部分的接触表面中的表面上的负部分(1a，1b)包括莫氏圆锥，该莫氏圆锥装配至正部分(2a或2b)的莫氏圆锥，从而发生自锁。对此重要的是倾斜角，但是表面粗糙度和温度也有影响。莫氏圆锥或内圆锥体(11)以及锥形化至测试主体的表面(5)的倾斜接触表面允许评估***精度和收缩补偿。根据图2A和2B或根据图3A和3B的测试主体包括中央通道(6)，该中央通道(6)被引导通过相应的负部分(1a，1b)并伸入正部分(2a，2b)。通道在其走向上具有台阶(7)或肩部。在该台阶(7)，通道的直径减小。通道优选地具有圆形横截面，但也可以是椭圆形或多边形。

在图3A和3B中，图2A和2B的测试主体被示出为具有***的测试针(8)。测试针(8)的外径仅略微小于通道(6)的内径。因此，测试针同样以尽可能精确的方式装配到测试主体中。关于根据图3A和3B的实施例，通道各自包括台阶(7)。因此，测试针(8)还应具有台阶(反向延伸)，在该台阶处，测试针(8)的横截面的直径根据测试主体中通道(6)的直径而减小。所示台阶形成90°角(此处始终指定为相对于水平接触表面的角度)。将测试针***根据本发明的测试主体中允许设置和调节孔公差。通道(6)内部的台阶(7)和匹配的针构造允许进行所谓的谢菲尔德测试，该测试用于测试内部配置的正确放置。

图4至6以纵向截面示出了根据本发明的测试主体的优选实施例。与前面的图中相同的元件设置有相同的附图标记。图4所示的正部分(2)具有长方体的基体(10)和两个桩(9a，9b)。这些桩可以被设计为具有任意横截面的柱。在一个优选的实施例中，两个柱都具有圆形横截面。配对件(正部分和负部分)的接触表面由桩形成。图4所示的正部分(2)模拟了两个桥桩，其几何形状适合于牙科领域中种植桩和自然桩的常见几何形状。因此，两个桩(9a，9b)之间的距离优选地在5至7mm之间，并且大致对应于前臼齿的宽度。两个桩(9a，9b)彼此平行(平行、垂直轴)对齐。中央通道(6)在每个桩中延伸。图片左侧的桩(9a)在其***改变其接触表面或与配对件的接触表面的设计。这在根据本发明的测试主体的所有实施例中都是可能的。在所示的纵向截面中，可以看出，在水平接触表面之后是不同的陡峭截面。倾斜接触表面的梯度的变化优选地被设计为在两个位置处出现的台阶。在此，这些台阶的横截面可以直接相对地布置(位于穿过圆形横截面的直线上)，以使得在180°之后，就可以在较陡的、较长的倾斜直到较浅的、较短的倾斜之间发生改变。然而，倾斜接触表面也可以被设计成具有连续改变的梯度。此外，它也可以以螺旋或盘旋的形式围绕柱延伸。此外，桩(9a)包括水平接触表面(3)和内圆锥体(1)。

布置在右边的桩(9b)包括没有倾斜的水平端面(水平接触表面3)，并且同样具有空心圆锥体(11)和在中央延伸的通道(6)。正部分(2)的桩(9a和9b)高度不同。之所以这样选择，是因为口腔中的植入物肩部经常处于不同的高度。这些水平差代表了关于最佳装配的困难，该最佳装配可以用根据本发明的测试主体进行测试。

图5中的负部分(1)模拟一个三部分桥，正部分(2)以精确装配的方式接收该桥。在这里被设计为连接器的负部分的基体(10)具有长方体的形状，其布置在两个桩之间。桩是其横截面优选为圆形的柱。根据本发明的负部分的接触表面被设计为使得它们具有与正部分的接触表面相对应的形状。它们优选地与正部分的接触表面呈正连接。接触表面形成测试主体的配对件的接触表面。负部分(1)的基体的高度优选为大约4毫米，并且优选地大约宽2.25毫米。因此，该优选实施例的横截面大致对应于给定三部分桥的桥连接器的正确尺寸的建议。负部分(1)中的优选桩距和连接区域的优选尺寸的组合，允许测试通过烧结过程的测试主体的扭转刚度及其可能的形状弯曲，这同样可以在烧结过程中在Z轴(咬合地弯曲)观察到。

负部分(1)的总高度优选地在4至8mm之间，并且由此模拟临床上常见的材料厚度。它为测试主体提供了必要的强度，从而可以很好地测试正确的牙骨质间隙的设置。

在图6中，图5的测试主体被示出为具有两个***的测试针(8)。两个测试针(8)中的每一个的外径仅略微小于测试主体中相应通道(6)的内径。

在图7A中以平面图示出了根据本发明的测试主体的底视图中的负部分(1，上方)和正部分(2，底部)。负部分(1)的底视图从下方考虑了负部分，因为人们使用测试主体中的布置作为度量。因此，图7A对于测试主体的两个部分示出了对应的接触表面，该接触表面在测试主体中彼此放置并且因此位于接合在一起的测试主体的内部。在负部分(1)的两个圆形桩的每一个的中央均应看到一个通道(6)。莫氏圆锥(4)在两个桩中直接围绕该通道。反过来，水平接触表面(3)连接到莫氏圆锥的侧表面。在桩(9b)中，莫氏圆锥的侧表面被水平接触表面(3)围绕着其***的一半。在桩(9b)的面向外的侧面上，在负部分的莫氏圆锥的侧表面进一步延伸到桩的外侧表面。倾斜接触表面(5)的斜面延伸到柱的侧表面并因此延伸到测试主体的表面，该倾斜接触表面(5)布置在柱(9a)的外部。该接触表面(5)在柱的***改变其倾斜角(由虚线表示)。

所示的正部分(2)的表面与此相对应地设计。在正部分(2)的两个圆形桩的每一个中还看到通道(6)，所述通道在表面上具有与在负部分的底视图中的通道(6)相同的横截面。莫氏圆锥(11)的侧表面(同心地)连接到通道(6)上。在这两个桩中，莫氏圆锥被设计为使得其倾斜接触表面直接与通道(6)连接。两个桩中的莫氏圆锥(11)的侧表面被水平接触表面(3)包围。在图的左侧布置的桩(9a)中，在最外侧在桩中布置了倾斜延伸至测试主体的外表面的倾斜接触表面(5)。虚线表示在180°后该表面的倾斜突然改变。因此，该表面向外部比向内部具有明显更大的梯度。

图7B以平面图示出了接合在一起的测试主体。除了负部分(1)和正部分(2)之外，在每个桩中，人们还可以看到在走向中具有台阶(7)的通道(6)，其中台阶位于负部分中。通道的直径优选地在该台阶处突然减小，以使得在平面图中可以看到水平面。根据本发明，在通道的走向中可以在正部分或负部分中存在横截面的半径改变的台阶。该台阶也可以恰好与从正部分到负部分的过渡相一致。在这种情况下，负部分和正部分的通道将具有不一样大的半径，其中优选地，负部分的半径更大，并且负部分中的通道以连续的方式延伸，以使得可以将图6所示的测试针从负部分***放在一起的测试主体中。在根据本发明的测试主体的情况下，从负部分***测试针的能力通常是优选的。

图8以俯视图示出了具有三个圆形桩(9a，9b和9c)的根据本发明的测试主体的正部分(2)。在具有多于2个桩的实施例的情况下，优选至少一个桩具有与图2a或2b所示相同的接触表面。更优选的是，至少一个桩具有与如图2a所示的负部分相同的接触表面，并且另一个桩具有与如图2b所示的负部分相同的接触表面。基体具有正方形的基表面，并且三个桩(9a，9b和9c)被附接以使得它们形成等边三角形(柱的中轴延伸穿过等边三角形的拐角点)，其中一个桩(9c)布置在正方形基表面的侧表面之一的中间。但是，桩也可以具有替代的布置。在此，优选地，它们形成三角形，因此不排成一排。然而，桩(9a，9b和9c)也可以通过具有不同基表面的基体或相应地布置在基体上的桩形成非对称三角形形状。各个桩(9a，9b和9c)彼此之间的距离为1mm至12mm。所示出的所有三个桩(9a，9b和9c)都包括通道(6)。桩中的两个(9a和9c)设置有相同的接触表面结构。莫氏圆锥(11)或内部倾斜接触表面连接到通道(6)上。这在外部同心地跟随水平接触表面(3)和倾斜接触表面(5)，该倾斜接触表面在整个***上的梯度均不变。邻近通道(6)的第三桩(9b)显示出莫氏圆锥(11)，其后是水平接触表面(5)。

图9以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的根据本发明的测试主体的另一个正部分(2)。与图8相比，该正部分(2)的桩(9c)布置在图中的顶部，其被设计为没有通道(6)，并且在中央包括莫氏圆锥(11)，其后是倾斜接触表面(5)。在左下方所示的桩(9a)对应于图8的桩(9a)，不同之处在于外部倾斜接触表面(5)在180°后改变了倾斜度。桩(9b)对应于图8的桩(9b)。

在具有两个以上的桩的情况下，增加了由特定桩形成的接触表面或其余表面的变化可能性。因此，可以以更简单的方式设计桩的各个接触表面，但是其中，然后桩在测试主体的正或负部分内变化更大。在图10中，示出了两个非常简单设计的桩变型(9a，9b)，其中示出了正部分的桩以及相应的负部分的桩。桩(9b)处也示出了相应的测试针(8)。两个桩都包括带有用于测试针(8)的台阶(7)的通道(6)。在桩(9a)中，台阶(7)被设计成大于90度的角度(在图中不明显)；在桩(9b)中，台阶(7)形成90°角。桩(9a)的接触表面向外倾斜(5)并且水平向内(2)设计。桩(9b)仅具有水平接触表面(3)。从理论上，也只可存在一个向内或向外倾斜的倾斜接触表面。

图11同样以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的根据本发明的测试主体的正部分(2)。桩(9a，9b和9c)形成等腰三角形，每个桩附接在立方体形基体的每个角上。优选地应用三角形布置，使得其反映出在颌中发现的前牙的形状和臼齿分布。

图12以俯视图示出了具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的正部分(2)。桩以矩形形状布置在基体上。各个桩的距离优选地在1至12mm之间。在图12中示出的正部分(2)的桩各自具有不同的接触或其余表面，其由相应的附图标记表示。

图13以俯视图示出了具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的根据本发明的测试主体的正部分(2)，其中，与图12相比，桩的布置有所不同。所示出的布置对应于梯形。然而，基本上，这些桩的布置是任意的。基本上优选的是，每个桩的至少一个表面在相应的负部分中具有相应的接触表面。在此示出的桩的布置大致对应于经常发生在颌半部之一中的布置，并且在牙科医学的日常工作中在很大程度上对应于在牙弓中的设置。该布置允许测试变量的正确设置，这些变量负责负形状中工件的尺寸再现(烧结行为-完成给定烧结烤箱的烤箱设置)，并允许工件的体积行为和压缩(缩短路径)的信息。

图14以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的根据本发明的测试主体(正部分(2)和负部分(1))。三个桩(9a，9b和9c)包括具有台阶(7)的中央通道(6)。正部分(2)是立方体形状的。负部分(1)由三个桩(9a，9b和9c)组成，它们通过形成负部分基体的两个连接器相互连接。所示的测试主体在布置中包括三个桩，其对应于在两个颌之一中的实际发生的桩分布。包括两个连接器但在三个桩中的两个之间不包括基体的负部分允许对材料的烧结行为进行附加控制。这种类型的桩布置通常与宽跨度或长跨度的齿隙一起使用，这些齿隙将配备有所谓的桥部件。

图15以俯视图示出了具有三个桩(9a，9b和9c)的根据本发明的另一测试主体(正部分(2)和负部分(1))，其中，负部分的基体的形状变化。所有三个桩(9a，9b和9c)都包括具有台阶(7)的中央通道(6)，其中通道穿过基体。负部分(1)由三个桩(9a，9b和9c)组成，这三个桩通过形成负部分的基体的连接器相互连接。

图16以俯视图示出了具有四个桩的根据本发明的测试主体(正部分(2)和负部分(1))。所有四个桩(9a，9b，9c和9d)都包括具有台阶(7)的中央通道(6)。正部分(2)具有矩形的基底形状。负部分(1)包括四个桩(9a，9b，9c和9d)，它们通过形成负部分的基体的三个连接器相互连接。

图17以俯视图示出了具有四个桩(9a，9b，9c和9d)的根据本发明的另一测试主体(正部分(2)和负部分(1))。负部分(1)包括四个桩(9a，9b，9c和9d)，它们通过形成负部分的基体的四个连接器相互连接。

图18示出了三个不同的测试针(8a，8b，8c)，它们可以与根据本发明的测试主体结合使用。测试针(8a)包括台阶(7)，该台阶成90°角延伸(此处始终指定为相对于水平接触表面的角度)。如果测试主体中的通道(6)包括具有90°角(内角；或180°外角)的相应台阶(7)，则应使用这种测试针。测试针(8b)具有成135°延伸的锥形，并且测试针(8c)具有160°的台阶。仅当测试主体中的通道(6)具有相应的台阶时，才能应用两个测试针。

图19示出了牙科植入物***1，其包括植入物12和修复部件13以及紧固装置14，通过该紧固装置14，修复部件13被紧固至植入物12。在所示示例中，紧固装置14被设计成螺钉，其例如接合到植入物12的紧固装置凹槽19中，该紧固装置凹槽19被设计成螺纹。此处的修复部件仅被程式化并部分显示。在此，它可以是牙基、牙冠或外套管。

在该示例中被设计为牙基的修复部件13包括所谓的护套，因此是从外部包围植入物12的向顶部延伸区域。可以使用这样的护套以便以精确的方式限定植入物12和牙基13之间的间隙并确定顶盖的程度。可以使用根据本发明的计算机实现的方法来确定修复部件13的护套20的最佳的垂直轮廓16。这应该适合于患者口腔中的情况，例如，牙龈边缘和牙冠轮廓。

在图20中示意性地示出了水平轮廓17，这是可以用根据本发明的计算机实现的方法确定的另一参数。另外，作为参数的是顶盖或推覆的程度或长度，它们也可以在护套20的***变化，如图21所示。

在图22的示意图中示出了另一个重要的参数。根据本发明的计算机实现的方法还可以用于计划两个相邻的牙齿或牙齿替换结构之间的中间空间设计18。在此，相邻结构的对应点的距离22、颚骨的高度以及近似表面21的加工发挥作用。距离22可能不落到用于在中间空间中成形谐波软组织(牙龈***)的临界最小值以下，因为否则硬组织和软组织将被太大地压缩。“生物学宽度”的这种妥协不可避免地导致炎症，可能伴随组织的损失。如果相邻结构之间的距离22增加，则如果中间空间18未被牙冠的相应突出轮廓变窄，则存在软组织非常平坦的走向而没有***状峰的风险。期望中间空间18的合适的紧密度，因为通过这种方式，软组织被侧向支撑并且可以被拉起至相邻结构的牙冠之间的接触点。该计算机实现的方法确保将解剖***的成形所必需的参数(例如，距离22、骨高、在近似区域中的牙冠的轮廓)设置成相互之间适当的相互关系。

Claims (15)

1.一种用于校准数据采集装置和***装置的方法，包括以下步骤：

a)提供由正部分和负部分组成的标准化的测试主体、以及标准化的数字数据集，所述标准化的数字数据集包括作为形状母版的测试主体的负部分的三维数据；

b)利用要校准的数据获取装置获取来自a)的标准化的测试主体的正部分的三维数据，并生成所述标准化的测试主体的正部分的相应数字数据集；

c)将来自b)的数字数据集导入CAD软件中，并加载来自a)的标准化的数字数据集；

d)借助来自b)的数字数据集、来自a)的标准化的数字数据集和来自c)的CAD软件设计所述负部分；

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产所述负部分；以及

f)检查来自步骤e)的负部分和来自a)的标准化的测试主体的正部分之间的装配精度。

2.一种用于校准数据采集装置和***装置的方法，包括以下步骤：

a)提供由正部分和负部分组成的标准化的测试主体、以及标准化的数字数据集，所述标准化的数字数据集包括作为形状母版的测试主体的正部分的三维数据；

b)利用要校准的数据采集装置获取所述标准化的测试主体的负部分的三维数据，并生成所述标准化的测试主体的负部分的相应数字数据集，

c)将来自b)的数字数据集导入CAD软件中，并加载来自a)的标准化的数字数据集；

d)借助来自b)的数字数据集、来自a)的标准化的数字数据集和来自c)的CAD软件设计所述正部分；

e)通过使用来自d)的设计和要校准的***装置生产所述正部分；以及

f)检查来自步骤e)的正部分和来自a)的标准化的测试主体的负部分之间的装配精度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：

g)重复步骤c)至f)，并在此调整所述CAD软件的参数和装置参数，直到步骤f)中的装配精度在预定义的公差的范围内，以及

h)获取并存储所述CAD软件和已校准装置的调整后参数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在步骤b)中，通过扫描实现所述标准化的测试主体的所述负部分或所述正部分的三维数据的采集。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，以.stl格式存在并传送在b)中创建的数字数据集和标准化的数据集。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，步骤d)包括来自b)的三维数字数据和来自a)的标准化的数字数据集的匹配。

7.一种用于校准数据采集装置和***装置的测试主体，其特征在于，所述测试主体由正部分(2)和负部分(1)组成，其中所述正部分(2)和所述负部分(1)彼此接合，以使得存在至少一个水平接触表面(3)、莫氏圆锥(4)和倾斜接触表面(5)，其中所述倾斜接触表面(5)延伸到所述测试主体的表面。

8.根据权利要求7所述的测试主体，其特征在于，所述倾斜接触表面终止于所述测试主体的***。

9.根据权利要求7或8所述的测试主体，其特征在于，所述测试主体由形状稳定的材料组成。

10.根据前述权利要求7-9中任一项所述的测试主体，其特征在于，所述测试主体的正部分(2)和负部分(1)由不同的材料制造。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的测试主体，其特征在于，所述测试主体包括至少一个通道(6)，所述通道允许将测试针(8)***所述正部分(2)和所述负部分(1)的测试主体中。

12.根据权利要求11所述的测试主体，其特征在于，所述至少一个通道(6)在其走向中具有内部的台阶(7)。

13.根据权利要求7-12中任一项所述的测试主体，其特征在于，所述正部分(2)和所述负部分(2)包括基体(10)和至少一个桩(9)。

14.一种包括根据权利要求7-13中任一项所述的测试主体和能够***所述测试主体的至少一个通道中的至少一个测试针的套件。

15.根据权利要求14所述的套件，其另外包括所述测试主体的所述正部分的至少一个标准化的数字数据集和所述测试主体的所述负部分的至少一个标准化的数字数据集。

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