JP6933739B2 - 焼結ブランク - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの焼結プロセスによって歯科用補綴物を製造するための焼結ブランクであって、歯科補綴物が得られる少なくとも１つの成形体と、その焼結プロセス後に除去される少なくとも１つの桟部材と、を有する焼結ブランクに関する。さらに、本発明は、少なくとも１つの焼結ブランクを構築するための焼結チャンバおよびコンピュータプログラムにも関する。

歯科用補綴物を製造するために、成形された焼結ブランクは、現在、しばしば焼結プロセスを経て、焼結プロセスの結果として、必要に応じてさらなる二次加工後に焼結ブランクまたはその部品から製造される。従来技術における焼結ブランクは、セラミックおよび金属材料の両方を製造することができる。焼結プロセス自体は、実際には常に収縮プロセスを伴う。さらに、まだ焼結されていない材料、すなわち焼結ブランクはあまり安定でない材料である。最終材料強度は、少なくとも１回の焼結プロセスによってのみ達成される。焼結温度は、材料の融点に比較的近く、焼結すべき成形体すなわち焼結ブランクは、焼結プロセスの終了まで非常に影響されやすい。

特に、非常に大きな焼結ブランクまたはこれらから製造される歯科補綴物の場合、歪みのない焼結プロセスを確実にすることは困難であることが実際に見出されている。望ましくない変形はしばしば反りによって生じる。したがって、成形体、すなわち次の歯科補綴物が得られる焼結ブランクの部分を支持するために、桟部材を焼結ブランクに一体化することが実際には既に試みられている。

本発明の目的は、上記タイプの焼結ブランクをさらに改良して、焼結ブランクを可能な限り歪みのない方法で焼結することができるようにすることにある。

本発明によれば、これは、請求項１に記載の焼結ブランクによって達成される。

桟部材が焼結プロセス中に基準面において桟部材を支持するための少なくとも１つの摺動突出部を有する。

桟部材における少なくとも１つの摺動突出部は、一方では、焼結プロセス中に桟部材自体が基準面において支持されるという効果を有する。このようにして、桟部材の固有の重量は、焼結ブランクの成形体に負荷をかけない。さらに、焼結ブランクの焼結によって生じる収縮の間、摺動突出部は、できるだけ歪みのない状態で焼結ブランクの収縮を可能にするために、基準面にわたって摺動することができる。桟部材の全領域が基準面においてある場合と比較して、摺動突出部は桟部材の運動および静止摩擦の抵抗を大幅に低減する。

焼結ブランクは、しばしばグリーン体としても称される。それは、ほとんどの場合、圧縮された出発材料または粉末からなる。本発明による焼結ブランクは、セラミック材料および金属材料の両方から構成または製造されうる。焼結ブランクにおいて、成形体および桟部材並びに適切であれば他の構成部品は、一般的に互いに一体的に接続されている。一般的に、焼結ブランクのすべての部分は、出発材料と同じ出発材料または同じ組成から形成される。焼結ブランクはまだ完全に焼結していないブランクであってもよい。しかしながら、焼結ブランクは既に部分的に焼結すなわち予備焼結されており、焼結プロセスまたはさらなる焼結プロセスにおいて完全に焼結されなければならないこともありうる。焼結ブランクの成形体は、後に歯科用補綴物が得られる焼結ブランクの一部である。一般に、成形体はすでに歯科用補綴物と同様の形状をしている。しかしながら、焼結の際に材料の収縮を考慮する必要があるため、成形体は、一般に最終的に焼結された歯科補綴物よりも大きい寸法を有する。さらに、焼結後、歯科補綴物は、例えば桟部材および／または後述の支持脚部を取り除くために特に二次加工されてもよく、結果的に成形体と歯科補綴物との間に形状の差異が生じることがある。桟部材は、焼結プロセス中にもっぱら成形体を支持、または補強、または倒れないようにするために役立つ。桟部材自体は、もはや最終製品すなわち完成した歯科補綴物においては見られない。なぜなら、それが成形体から分離され、研削され、またはさもなければ焼結プロセス後に除去されるからである。いずれの場合でも、少なくとも１つの摺動突出部を備えた成形体および桟部材は、すでに焼結ブランク内に形成されており、したがってそれ自体が視覚的に識別可能である。歯科用補綴物という表記は、基本的に、患者の口腔内の義歯列の対応する天然部分を置き換えうるすべての人工部分を含む。したがって、それらは人工義歯、人工義歯の部分、特に歯列弓、ブリッジ等であってもよい。これに関連して、本発明の特に好ましい実施例では、成形体は、好ましくは対として相互接続された複数の義歯を有する歯列弓であり、桟部材は、この歯列弓の少なくとも２つの義歯を互いに接続する。特に好ましくは、歯列弓が内部空間を部分的に囲み、桟部材が少なくとも部分的に内部空間に配置される。しかし、歯科用補綴物は、患者の口腔内の人工義歯、ブリッジ、歯列弓等の製造または固定に役立つ補助装置であってもよい。この文脈では、ここで義歯と歯列弓とが言及されるとき、文脈から明らかでない限り、これらは人工義歯および歯列弓を意味することに留意されたい。

摺動突出部の表現は、桟部材の対応する表面上の***部を示し、摺動突出部によって、桟部材は、焼結プロセス中に基準面上でより良好に摺動することができ、成形体および桟部材に生じる収縮が歪みを導かない。摺動突出部および後述する支承面は、非常に異なる形状および寸法、例えば棒状または円錐形または半球状を有することができる。基準面は、焼結プロセス中に焼結ブランクが支持される表面である。

本発明の好ましい実施例では、特に非常に大きな桟部材の場合、桟部材は、焼結プロセス中に基準面上で桟部材を支持するために互いに間隔をあけて配置された複数の摺動突出部を有する。ここでは、「複数の」という表現は、さらに以下で使用されるように、原則として２以上の数を含む。

基準面に対する摩擦を最小限に保つために、焼結プロセス中に基準面において桟部材を支持する独立した摺動突出部または独立した摺動突出部の各々は、桟部材に対して縮小された支承面を有することが好ましく提供される。桟部材に対して縮小された支承面は、摺動突出部の支承面すなわち摺動突出部が操作位置で基準面においてある表面を意味し、すなわち、摺動突出部が存在しなければ、焼結中に、動作位置の基準面においてある桟部材が支承するであろう表面よりも小さいものである。好ましい実施例において、一または複数の摺動突出部の支承面はできるだけ小さい。このようにして、一または複数の摺動突出部の支承面は、好ましくはいずれの場合にも、支承点に向かって好ましくは縮小される。支承面が人間の目の一点として見られるほど小さい場合、支承点という表現が採用される。桟部材において複数の摺動突出部が存在する場合、焼結プロセス中に桟部材を基準面において支持する摺動突出部好ましくは摺動突出部の各々は、桟部材に対して縮小された支承面好ましくは支承点を有する。これは、便宜上、桟部材におけるすべて摺動突出部のすべて支承面の全体に適用される。さらに、これらの支承面の合計は、好ましくは、摺動突出部が存在しない場合に、桟部材が動作位置で基準面において存在する表面よりも小さい。

焼結期間中、焼結ブランクにおいて生じる収縮プロセスは、焼結ブランクの異なる部分および領域が互いに異なる方向に動くという効果をもたらす。摺動突出部のすべての方向への摺動運動を等しく良好にし、したがって、すべての方向の収縮プロセスを同様に補償することができるようにするために、本発明の好ましい実施例は、摺動突出部の支承面が支承点であることを提供する。これが当てはまらない場合、摺動突出部の支承面の最大幅および最大長さが可能な限り同じであることが好都合である。支承面の最大幅は、有利には支承面の最大長さから最大で５０％異なる。この場合、円形または環状の支承面が特に好都合である。しかし、支承面は、他の形状、例えば、四角形や三角形等であってもよい。いずれの場合も、摺動突出部の支承点または支承面は、摺動突出部が操作位置の基準面においてある摺動突出部の領域である。

本発明の好ましい実施例では、できるだけ可能な限り成形体を基準面において支持することができるように、焼結ブランクは、成形体において、焼結プロセス中に基準面において成形体を支持するために、互いから距離を隔てて配置された支持脚部または複数の支持脚部を有する。支持脚部は、一般に、焼結プロセス後に研削することによって成形体から除去されなければならないので、それらがピン形状の構成を有することは好都合である。しかしながら、それらは同様に、摺動突出部、例えば半球形または円錐形のように構成することができる。支持脚部または複数の支持脚部も、焼結プロセス中にできるだけ少ない抵抗で基準面をわたって摺動することができることを確実にするために、本発明の好適な実施例では、焼結プロセス中に基準面において成形体を支持する支持脚部または複数の支持脚部は、好ましくはいずれの場合にも、成形体に対して縮小された支承面、好ましくは支承点を有する。支持脚部の点状または円形の支承面は、ここでは摺動突出部と同じ目的を果たす。したがって、それらの形状およびサイズの点で、摺動突出部の支承面に関して上述した実施例も適用される。

好ましい実施例では、基準面は平面である。特に好ましくは、すべての摺動突出部およびすべての支持脚部のすべての支承点および／または支承面は、後者が存在する場合、共通の平面に配置される。

焼結ブランクの焼結誘起収縮の期間に、摺動突出部および場合によっては支持脚部が最小限の摩擦で滑動することを確実にするために、本発明はまた、本発明による少なくとも１つの焼結ブランクを焼結するための焼結チャンバも提供し、焼結チャンバは、焼結プロセス中に焼結ブランクを配置するための基準面としての摺動平面を有する。特に好ましい実施例では、本発明による少なくとも１つの焼結ブランクを有する焼結チャンバが提供される。これらの実施例は、焼結チャンバと本発明による少なくとも１つの焼結ブランクとの配置であり、焼結チャンバは、同様に、焼結プロセス中にこの基準面に焼結ブランクを置くための基準面としての摺動平面を有する。焼結プロセスの間、焼結ブランクは、好適には、この基準面において配置される。基準面は、別個の構成要素、例えば焼結チャンバに挿入される独立のディスクであってもよい。しかしながら、この基準面として焼結チャンバの底部を直接設計することも考えられる。摺動平面を形成するための基準面は、耐高温セラミック材料、例えば、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素である。しかし、基準面は、適切な金属または金属合金から作ることもできる。良好な摺動特性のために、表面は、例えば、細研削、超微細研削または研磨された表面でありうる。基準面自体は、焼結プロセスによって、適切な場合には、その後の微細研削、超微細研削または研磨によってうることができる。摺動平面は、ＤＩＮＥＮ ＩＳＯ ４２８７による３μｍ（マイクロメートル）より細かい、好ましくは０．２μｍよりも細かい、特に好ましくは０．１μｍよりも細かい平均粗さＲａを有することが好都合である。

焼結チャンバに関して、この表現は最も広い意味で解釈されるべきであることにも留意されたい。それは、焼結が起こりうる任意のチャンバである。例えば、それは焼結炉そのものであってもよい。しかし、それは、例えば焼結の目的で焼結炉に導入される独立のチャンバであってもよい。別のチャンバの使用は、例えば、焼結ブランクが焼結チャンバ内で生成された保護ガス雰囲気中で焼結されることを確実にするために利用することができる。

本発明による焼結ブランクを焼結する方法では、できるだけ歪みが無い方法で焼結ブランクの収縮を可能にするために、焼結チャンバ内の焼結中、焼結ブランクは、焼結チャンバ内で平らな摺動面として形成された基準面上で、摺動突出部または複数の摺動突出部で、そして存在する場合には、支持脚部または複数の支持脚部で摺動する。

本発明による焼結ブランクの構成方法および／または製造方法では、少なくとも１つの摺動突出部が桟部材に一体的に形成され、これにより、焼結プロセス中、桟部材が基準面において支持され得または支持される。

本発明の好ましい実施例では、この構成および／または製造方法は、少なくとも１つの対応するコンピュータプログラムを使用して実行される。この点で、本発明はまた、本発明による少なくとも１つの焼結ブランクをデジタルデータプロセッサにおいて構築するためのコンピュータプログラムに関する。このようなコンピュータプログラムは、好ましくは、それ自体が知られているＣＡＤプログラムの開発であり、同様に、少なくとも１つの摺動突出部が、焼結ブランクの構築中に桟部材において一体的に形成され、摺動突出部により、桟部材が焼結プロセス中に基準面において支持されることが好ましい。桟部材における摺動突出部の数、形状、サイズおよび／または位置の選択は、このコンピュータプログラムによって自動化された方法で行うことができる。コンピュータプログラムのユーザがこれらのパラメータを個別に入力することも同様に可能である。コンピュータプログラムは、これらのパラメータ、すなわち桟部材における摺動突出部の数、形状、サイズおよび／または位置に関する提案を提供することも可能であり、コンピュータプログラムのユーザはこの提案を検討することができる。コンピュータプログラムは、好ましくは、焼結ブランクの上記のすべての好ましい特徴を構成することもできる。次いで、コンピュータプログラムによって構築された焼結ブランクは、便宜上、デジタル形式（ｄｉｇｉｔａｌｆｏｒｍ）で存在する。出発材料のブロックから材料を除去するために、それ自体公知の装置を駆動するために使用されることが好ましく、その結果、材料を除去する装置は、コンピュータプログラムの結果に基づいて、出発材料のブロックから焼結ブランクを製造する。この範囲内で、本発明はまた、出発材料のブロックから材料を除去する装置にも関しており、当該装置は、コンピュータプログラムによって構成された本発明の焼結ブランクを出発材料のブロックから製造する。材料の除去を伴う機械加工は、特に、粉砕および／または研削によりなされる。

本発明の好ましい実施例のさらなる特徴および詳細は、概略図に基づいて例示的に説明される。

本発明による第１の焼結ブランクの底面図。 異なる形状の摺動突出部の領域における桟部材を通る断面図。 異なる形状の摺動突出部の領域における桟部材を通る断面図。 図１のように基準面において置かれる焼結ブランクを伴って、その中に配置 された基準面を有する焼結チャンバの概略図。 本発明にしたがって構成された焼結ブランクのさらなる例示図。 本発明にしたがって構成された焼結ブランクのさらなる例示図。

図１は、焼結ブランク１の底面図、すなわち、焼結ブランク１が焼結中に基準面５において立つ下面図を示す。図１によるこの例示的な実施例では、図１に示すように、成形体２、すなわち歯科補綴物が得られる焼結ブランク１の領域は、対応する数の義歯８を有する完全な歯列弓として設計されている。焼結ブランク１の桟部材３は、歯科用ブランク１全体をより安定にし、焼結プロセスにおける歪みを可能な限り避けるために、この歯列弓の義歯８を相互に結合する。本発明によれば、桟部材３は、焼結プロセス中に桟部材３を基準面５において支持するための摺動突出部４を有する。摺動突出部４の各々は、焼結プロセス中に基準面５において配置される支承点６または可能な限り小面積の支承面７を有する。摺動突出部の可能な実施例が図２および図３に示されており、それぞれが桟部材３を通る断面図で示されている。図２において、摺動突出部４は、点状の支承点６を有する半球形状を有する。図３には、円錐形の摺動突出部４が一例として示されている。これもまた、点状の支承点６を有する。もちろん、摺動突出部４の適切な平坦化によって、円形または環状の支承面７を構成してもよい。

図１から明らかなように、義歯８から構成され、成形体２を形成する歯列弓は、桟部材３が配置される内部空間９を包囲している。

基準面５において成形体２を直接支持することができるように、図１に示す例示的な実施例の焼結ブランク１は、成形体において、焼結プロセス中に基準面５において成形体を支持するために、互いから距離を隔てて配置された複数の支持脚部１０を有する。ここでピン形状で設計された支持脚部１０はまた、できるだけ小さい支承面、すなわち支承点１１または可能な限り小さい支承面１２を有しており、これらは、焼結プロセス中に作動位置の基準面５に支持される。焼結プロセスの後、桟部材３と支持脚部１０の両方が、従来技術においてそれ自体は公知の適切な手段によって成形体２から除去され、その結果、必要に応じてさらなる二次加工ステップの後に所望の歯科補綴物が準備される。

図４は、焼結チャンバ１４の簡略図である。図１の焼結ブランク１は、焼結プロセス中の動作位置の基準面５において支持されている。基準面５は、この場合、すでに詳細に説明したように、摺動平面であることが好ましい。この好ましい例示的な実施例では、すべての摺動突出部４および支持脚部１０はそれぞれ、それらの支承点６および１１またはそれらの支承面７および１２で、対応する摺動平面によって形成された基準面５の共通平面１３において支持されている。図示されている実施例では、基準面５は、焼結チャンバ１４に挿入される、例えばセラミックの研磨されたディスク１５の表面である。しかしながら、基準面５は、焼結チャンバ１４の基本的な構造に関しては、従来技術を参照することができるので、ここではこれ以上詳細には説明しない。これには、特に、焼結プロセス中に、できるだけ酸化物が無い雰囲気を焼結チャンバ１４内に生成するため、保護ガスを焼結チャンバ１４に供給して放電する等様々な可能性が適用される。

図５および図６はさらなる焼結ブランクの例を示し、これらにおいて、一連の義歯列８から構成される完全な歯列弓の義歯列８から構成されるだけでなく、成形体２は、代わりに、自然歯列弓の天然義歯の一部を置換するものである。これらの焼結ブランク１においても、桟部材３が対応する摺動突出部４を有することが、本発明にしたがって提供される。対応する支持脚部１０も、成形体２において配置されている。別の方法によれば、図１による第１の変形に関する実施例は、これらの例示的な実施態様にも適用される。

１‥焼結ブランク、２‥成形体、３‥桟部材、４‥摺動突出部、５‥基準面、６‥支承点、７‥支承面、８‥義歯、９‥内部空間、１０‥支持脚部、１１‥支承点、１２‥支承面、１３‥共通平面、１４‥焼結チャンバ、１５‥ディスク。

Claims (6)

1. 少なくとも１つの焼結プロセスにより歯科用補綴物を製造する焼結ブランク（１）であって、 前記焼結ブランク（１）は、前記歯科用補綴物が得られる少なくとも１つの成形体（２）と、前記焼結プロセス後に除去される少なくとも１つの桟部材（３）と、を有し、
   前記桟部材（３）は、前記焼結プロセス中に基準面（５）において前記桟部材（３）を支持するための少なくとも１つの摺動突出部（４）を有し、
   前記焼結プロセス中に前記基準面（５）において前記成形体（２）を支持するために、前記焼結ブランク（１）は、前記成形体（２）に、相互に離間して配置された一または複数の支持脚部（１０）を有し、
   前記焼結プロセス中に前記基準面（５）において前記成形体（２）を支持するための前記一もしくは複数の支持脚部（１０）、または当該複数の支持脚部（１０）のそれぞれが、前記成形体に対して縮小された前記支承面（１２）または前記支承点（１１）を有することを特徴とする焼結ブランク（１）。
2. 前記桟部材（３）は、前記焼結プロセス中に前記基準面（５）において前記桟部材（３）を支持するために、相互に離間して配置された複数の摺動突出部（４）を有することを特徴とする請求項１記載の焼結ブランク（１）。
3. 前記焼結プロセス中に前記基準面（５）において前記桟部材（３）を支持するための一の摺動突出部（４）が、前記桟部材に対して縮小された支承面（７）または支承点（６）を有すること、または、前記焼結プロセス中に前記基準面（５）において前記桟部材（３）を支持するための複数の摺動突出部（４）または当該複数の摺動突出部（４）のそれぞれが、前記桟部材に対して縮小された支承面（７）または支承点（６）を有していることを特徴とする請求項１または２記載の焼結ブランク（１）。
4. 前記成形体（２）は、複数または対をなす相互に接続された複数の義歯（８）を備えた歯列弓であり、前記桟部材（３）は前記歯列弓の少なくとも２つの義歯（８）を互いに接続することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の焼結ブランク（１）。
5. 前記歯列弓は内部空間（９）を部分的に囲み、前記桟部材（３）は少なくとも部分的に前記内部空間（９）に配置されることを特徴とする請求項４記載の焼結ブランク（１）。
6. すべての前記摺動突出部（４）のすべての前記支承点（６）（１１）および前記支承面（７，１２）のうち少なくとも一方、または、すべての前記摺動突出部（４）のすべての前記支承点（６）（１１）および前記支承面（７，１２）のうち少なくとも一方およびすべての前記支持脚部（１０）が、共通平面（１３）に配置されることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の焼結ブランク（１）。
   
   

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