BRPI0706965A2

BRPI0706965A2 - dispositivo e processo para fabricação de aparelhos ortodÈnticos

Info

Publication number: BRPI0706965A2
Application number: BRPI0706965-0A
Authority: BR
Inventors: Ruedger Rubbert; Hans-Christian Krueger
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2011-04-12
Also published as: US7751925B2; EP1976449B1; KR101287771B1; CN101374473A; WO2007085656A1; KR20080092960A; RU2429795C2; US20070178423A1; BRPI0706965B8; RU2008130929A; BRPI0706965B1; JP2009524462A; JP5543112B2; EP1976449A1; CN101374473B

Abstract

DISPOSITIVO E PROCESSO PARA FABRICAçãO DE APARELHOS ORTODÈNTICOS A presente invenção refere-se à fabricação de aparelhos ortodónticos, a um programa produto e a métodos associados. Uma modalidade de um sistema inclui um design de computador de um aparelho ortodóntico virtual que tem um programa produto para design de um aparelho ortodóntico fornecido para projetar uma representação dimensional virtual de um aparelho ortodóntico incluindo corpos de bráquetes e bases de bráquetes, e um aparelho de molde posicionado para formar cada corpo de bráquete e cada bloco de bráquete. O sistema inclui também um computador para processamento de dados que inclui um programa produto para produção auxiliado por computador fornecido para gerar instruções de controle para o dispositivo de descarga elétrica incluindo uma representação dimensional virtual de uma canaleta (síot) no bráquete e um aparelho de usinagem por descarga elétrica. O aparelho de usinagem por descarga elétrica pode incluir um controlador incluindo um programa produto de controle para gerar um sinal de controle contendo instruções de controle do dispositivo de descarga elétrica.

Description

"DISPOSITIVO E PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE APARELHOSORTODÔNTICOS"

A presente invenção refere-se genericamente ao campo daortodontia, particularmente à fabricação de aparelhos ortodônticos. A presenteinvenção refere-se também ao sistema, produto programa, e métodosrelacionados para projetar e fabricar aparelhos ortodônticos com o propósito denivelar os dentes de um paciente e bráquetes de precisão personalizados feitosde acordo com os métodos da presente invenção.

Estado da Técnica

O tratamento ortodôntico para endireitar ou alinhar os dentes deum paciente remonta a centenas de anos. O tratamento geralmente incluía ouso de fios enrolados em torno dos dentes do paciente. Em meados da décadade 1970, principalmente devido ao aperfeiçoamento da tecnologia de adesivos,o método preferencial mudou para bráquetes colados diretamente aos dentes efios elásticos de seção transversal retangular passados através de canaletas(slots) nos bráquetes. Tipicamente, os bráquetes são produtos de prateleira. Namaioria dos casos, eles são adaptados para um certo dente, por exemplo umcanino superior, mas não para o dente individual de um paciente específico. Aadaptação do bráquete no dente individual é geralmente realizada peloenchimento do vão entre a superfície do dente e a superfície do bráquete comadesivo para, dessa forma, colar o bráquete ao dente de forma que a canaleta(slot) do bráquete, quando os dentes são movidos para a posição final, fique noplano horizontal A força impulsora que move os dentes para a desejadaposição final é fornecida pelo fio (archwire). Para bráquetes linguais, foidesenvolvido um sistema por Thomas Creekmore, por exemplo, que temcanaletas (slots) de bráquete verticais. Isto permite a inserção mais fácil do fio.O lado mais longo do fio é, portanto, orientado verticalmente.

Os fios usados nos tratamentos ortodônticos atuais são tambémgeralmente produtos de prateleira. Se eles precisam ser personalizados peloortodontista, a meta é fazer isto com o menor número de modificaçõespossível. De acordo com tal método, os bráquetes são projetados de modo queao final do tratamento, quando os dentes estão alinhados, as canaletas (slots)do bráquete estejam localizadas e orientadas de forma plana. Isto significa queum fio que passaria através das canaletas (slots) passivamente, sem aaplicação de nenhuma força, seria plano (achatado). Este regime de tratamentoé conhecido como "fio reto". Quanto mais distante o fio (archwire) estiver dasuperfície dental, mais difícil será alcançar uma posição final precisa para cadadente. Um erro de apenas 10 graus, por exemplo, em torque (rotação em redordo eixo do fio) pode induzir um erro na posição do dente de mais que 1 mm.

Assim, é reconhecida pelo Requerente a necessidade de canaletas (slots) debráquetes de precisão posicionadas tão perto quanto possível das superfíciesdentais, em conjunto com um fio (archwire) personalizado, que podem formaruma interface de precisão da canaleta de bráquete e do fio (archwire) para pormeio disto minimizar o erro de torque.

Um outro problema em ortodontia é determinar a posição corretados bráquetes. Durante a colagem, os dentes podem estar orientados bemdistantes da posição desejada. Então a tarefa de posicionar os bráquetes demodo que o fio (archwire) plano dirija os dentes para a posição correta exigemuita experiência e imaginação visual. O resultado é que ao final do tratamentomuito tempo é perdido para executar os ajustes necessários de posição dobráquete ou do formato do fio. O problema pode ser resolvido pela criação deuma configuração ideal: virtualmente, usando dados de uma imagemdigitalizada tridimensional da dentição, ou fisicamente separando-se os dentesde um modelo da dentição e configurando-os na posição ideal em um leito decera. Por exemplo, a patente U.S. N0 6.648.640 por Rubbert et al., intitulada"Interactive Orthodontic Care System Based On Intra-Oral Scanning of Teeth,"descreve uma abordagem baseada em fios para ortodontia baseada embráquetes genéricos e fios ortodônticos (archwire) personalizados. Os fiospodem ter flexões e torções complexas, logo eles não são necessariamentefios planos. Este documento de patente descreve também um sistema dedigitalização para a criação de modelos virtuais tridimensionais de umadentição e um sistema interativo de planejamento de tratamentocomputadorizado baseado nos modelos da dentição obtidos por digitalização.

Como parte do planejamento do tratamento, bráquetes virtuais são colocadosem dentes virtuais e os dentes são movidos para a posição desejada por umoperador humano exercendo julgamento clínico. O modelo virtual tridimensionalda dentição mais os bráquetes em uma condição de maloclusão sãoexportados para um dispositivo de criação rápida de protótipos para afabricação de um modelo físico da dentição mais os bráquetes.

A patente U.S. N0 6.776.614 por Wiechmann et al., intitulada"Modular System for Customized Orthodontic Appliances", descreve umaabordagem baseada em fios para ortodontia baseada em bráquetespersonalizados e fios ortodônticos personalizados. Este documento de patenteadicionalmente descreve o projeto de bráquetes em computador como umacombinação de objetos virtuais tridimensionais que inclui uma base de colagemde bráquete virtual e um corpo de bráquete virtual encontrado em umabiblioteca virtual de corpos de bráquete. Os bráquetes virtuais podem serrepresentados como arquivos contendo dados de formato digital e que podemser exportados para um dispositivo de formação rápida de protótipos.

Desenvolvimentos recentes em ortodontia incluem o uso detecnologia de criação rápida de protótipos para formar os bráquetes. Asmáquinas de criação rápida de protótipos podem ser usadas para criar modelosde bráquetes que são então usados para formar moldes que formarão osbráquetes. Estes moldes geralmente tem uma cavidade definindo o bráquete epodem ter um canal formando uma rota para verter o material de formação debráquete no molde. O material de formação de bráquete que fica no canalforma um jito que precisa ser removido. Além disso, se a canaleta (slot) dobráquete não for formada como parte do processo de modelagem, umacanaleta (slot) do bráquete precisa ser cortada no corpo do bráquete.

Os vários métodos para formação da canaleta (slot) do bráquetepodem incluir fundição, trituração ou moagem. Por exemplo, o W094/10935 porAndreiko et al., intitulado "Custom Orthodontic Appliance Forming Method andApparatus" descreve a formação de bráquetes pelo corte personalizado decanaletas (slots) em blocos brutos ("blanks") de bráquete, preservando-se oângulo de inclinação da base ou, alternativamente, inclinando-se as bases debráquete e formando bases de bráquete com contornos para a adaptação àsuperfície do dente ou em interface com um agente adesivo para preencher oespaço entre a base do bráquete e o dente. Andreiko et al., embora descrevaprimariamente a formação de bráquetes usando uma lâmina cortadora mecânica,também introduz sem elaboração adicional que outros meios como usinagem pordescarga elétrica, usinagem, fundição ou estereolitografia podem ser empregados.

Tais processos são deficientes em descrever sistemas, aparelhosou métodos para a criação de uma canaleta (slot) de bráquete altamente precisa,para a criação de um rebaixo nas paredes laterais da canaleta (slot) do bráquete,para o corte de um molde de revestimento de um bráquete de um jito, ou para ocorte de um tubo altamente preciso no corpo do bráquete. Embora o desejo porbráquetes de precisão tenha sido notado por Wiechmann, D., "A New Bracketsistema for Lingual Orthodontic Treatment, Part 2: First Clinicai Experiences andFurther Development," J. Orofac. Orthop. (2003), até agora não se temreconhecido a necessidade de um sistema, aparelho, programa produto emétodos de formação de canaletas (slots) ou tubos do bráquete de precisãoaprimorada, tendo tais características desejadas que podem ser obtidas usandotecnologia de usinagem por descarga elétrica, por exemplo superfícies usinadasde baixas tolerâncias permitindo o ajuste preciso de um fio (archwire) adjacente.

Objetivos da Invenção

Em vista do mencionado anteriormente, é um objetivo dapresente invenção superar as deficiências dos bráquetes conhecidos e dosmétodos de produção conhecidos.

Descrição Geral da Invenção

A presente invenção atinge os objetivos acima mencionados aoprovidenciar um sistema, programa produto, e método de fabricação deaparelhos ortodônticos os quais podem providenciar precisão aprimorada naformação de uma canaleta (slot) do bráquete personalizada de precisão emcada corpo do bráquete corpo do aparelho ortodônticos. Por exemplo, deacordo com modalidades da presente invenção, configurações da canaleta(slot) do bráquete que podem agora ser formadas não eram possíveisanteriormente. Adicionalmente, de acordo com modalidades da presenteinvenção, um fio (archwire) personalizado e cada uma das canaleta (slot) dobráquete personalizadas de precisão podem formar uma interface de altaprecisão entre o fio (archwire) e a canaleta (slot) do bráquete a qual podereduzir ou minimizar significativamente o erro de torque. O fio (archwire) égeralmente um fio com um formato de U ou um formato arqueado tendo formae dimensões que correspondem genericamente à superfície interna dadisposição de dentes na cavidade oral. Os presentes inventores descobriramque o uso de usinagem por descarga elétrica em conjunto com o designvirtual do bráquete, se forem usados para formar a canaleta (slot) do bráqueteno corpo de bráquete, podem fornecer precisão aprimorada e podem permitira remoção do jito. Mais ainda, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção, a usinagem por descarga elétrica em conjunto com o design virtualdo bráquete podem fornecer precisão aprimorada e podem permitir umprocesso de fabricação que inclui a remoção efetiva do jito. De preferência, aremoção do jito é efetuada simultaneamente com a usinagem da canaleta(slot) do bráquete, por exemplo o processo de usinagem da canaleta (slot) éefetivamente integrado com a remoção do jito. Isto é concretizado emmodalidades da invenção nas quais o jito ou uma seção de acessório,respectivamente, são fixados na seção do corpo de bráquete que é dispostano plano ou fixada ao plano da superfície aberta da canaleta (slot) dobráquete para ser usinado. Conseqüentemente, a usinagem da canaleta (slot)do bráquete em combinação com a remoção de material que preenche acanaleta (slot) do bráquete resulta em concomitante remoção do jito ou daseção de acessório fixados ao bráquete.

Mais especificamente, em uma modalidade da presente invenção,um sistema para fabricação de aparelhos ortodônticos pode incluir umcomputador de design de aparelho ortodôntico virtual tendo um processador,memória acoplada ao processador e programa produto de design de aparelhoortodôntico armazenado na memória. O programa produto de design paraaparelho ortodôntico pode incluir instruções para executar a operação derecepção dos dados de dentição do paciente, tipicamente obtidos através devários métodos conhecido pelos versados na técnica e podem incluir aquelesmétodos para executar a operação de projetar uma representação virtualdimensional do aparelho ortodôntico, definindo os dados do design virtual doaparelho ortodôntico em resposta aos dados de dentição do paciente recebidos.O aparelho ortodôntico pode incluir um fio (archwire) que, por exemplo, pode serpersonalizado, e uma pluralidade de bráquetes personalizados de precisão queiclui um corpo de bráquete tendo uma superfície adesiva voltada para um dente,uma base de bráquete conectada ao corpo de bráquete e uma canaleta (slot) dobráquete. Conseqüentemente, um bráquete compreende um corpo de bráquetecom uma canaleta (slot) do bráquete e uma base de bráquete com umasuperfície adesiva ao dente. Em uma modalidade preferencial, um bráquete éum elemento em peça única que compreende um corpo do bráquete, umacanaleta (slot) do bráquete, e uma base do bráquete.

O sistema pode também incluir um aparelho de formação demolde que pode utilizar várias técnicas como, por exemplo, rápida criação doprotótipo para criar um molde usado para a formação de bráquetespersonalizados. De acordo com uma modalidade da presente invenção, omolde pode ser configurado para simultaneamente formar ambos, o corpo dobráquete e a base do bráquete, e é posicionado para receber o material deformação de bráquete. O aparelho de formação de molde inclui, também umdispositivo posicionado para dispensar o material de formação de bráquete nomolde. Cada molde geralmente tem uma cavidade para cada um dos bráquetese para definir as periferias do bráquete quando o material de formação debráquete é posicionado nele, e um canal para as periferias definidas de um jitoquando cheio com o material de formação de bráquete. Cada corpo debráquete moldado pode ser conectado ao jito quando removido do molde. Depreferência, o jito compreende uma seção de acessório que pode serposicionada em uma seção de recepção do sistema para orientar o bráquetepara usinagem pelo aparelho de usinagem por descargas elétricas. Destaforma, a seção de acessório pode ser usada para orientar o bráquete parausinagem independentemente dos dados de dentição do paciente quecompreendem, por exemplo, o formato da superfície adesiva ao dente ou, depreferência, de acordo com dados de dentição do paciente, por exemplodefinindo a superfície adesiva ao dente e/ou uma inclinação da canaleta (slot)do bráquete na direção da superfície adesiva ao dente.

Em uma alternativa para moldar um corpo de bráquete tendo umjito que compreende uma seção de acessório, um corpo de bráquete podecompreender uma seção de acessório independente do jito. Adicionalmente, ocorpo de bráquete pode ser produzido por um outro processo de produção, porexemplo pela geração de seu formato tridimensional por usinagem ou, depreferência, pela fusão de um material precursor produzindo um materialdesejado no formato tridimensional predeterminado. A última técnica pode, porexemplo, empregar irradiação a laser para seletivamente fundir um materialprecursor ao longo de um padrão predeterminado de uma maneira controladanumericamente, essencialmente dentro do formato predeterminado do corpo dobráquete. No caso de uma liga metálica ser o material que constitui o corpo dobráquete, um material precursor pode compreender partículas da liga metálica.

O sistema pode também incluir um computador de processamentode dados posicionado, por exemplo, em comunicação com o computador paradesign virtual do aparelho ortodôntico através de uma rede de computadores etendo memória e programa produto de fabricação auxiliado por computadorarmazenado na memória. O programa produto de fabricação auxiliado porcomputador pode incluir instruções para executar a operação de derivarinstruções de controle do dispositivo de descarga elétrica legíveis por umamáquina para executar uma operação de formação da canaleta (slot) dobráquete responsiva ao dados de design virtual do aparelho ortodôntico.

O sistema inclui, também um aparelho de usinagem por descargaselétricas em comunicação com o computador de processamento de dados, porexemplo, através da rede de computadores ou outros meios de comunicaçãoconhecidos pelos versados na técnica. O aparelho de usinagem por descargaselétricas pode incluir um controlador tendo memória que pode fornecer controlenumérico computadorizado. O controlador pode também incluir um programaproduto de comunicação de dados armazenado na memória que pode incluirinstruções para executar a operação de recepção ou importação das instruções decontrole do dispositivo de descarga elétrica. O controlador pode também incluir umprograma produto controle que pode incluir instruções para derivar um sinal decontrole transportando as instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica responsivo às instruções de controle do dispositivo de descarga elétrica.

O aparelho de usinagem por descargas elétricas pode tambémincluir um dispositivo de descarga elétrica tendo um conjunto de eletrodo paraaplicar descarga elétrica incluindo um eletrodo. Os eletrodos do dispositivo dedescarga elétrica, por exemplo, podem vir em duas formas, um eletrodo dedescarga elétrica de fio móvel ou eletrodo de fio móvel e um eletrodo dedescarga elétrica gravador de matriz. O dispositivo de descarga elétrica podeincluir pelo menos uma seção de acionamento adaptada para posicionar obráquete em contato de descarga elétrica com o eletrodo para formar acanaleta (slot) do bráquete e para simultaneamente separar o bráquete do jitoquando formar a canaleta (slot) do bráquete responsiva ao sinal de controle,dependendo do tipo de canaleta (slot) do bráquete sendo formada.

De acordo com uma modalidade da presente invenção um sistemapara a fabricação de aparelhos ortodônticos pode incluir um processador dedados de controle numérico definindo um controlador tendo memória e programaproduto de controle armazenados na memória. O programa produto de controlepode incluir instruções para executar a operação de derivar um sinal de controlenumérico transportando instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica para formar uma canaleta (slot) do bráquete em um corpo de bráquetede um bráquete de um aparelho ortodôntico e para separar o corpo de bráquetede um jito conectado ao corpo de bráquete. O sistema pode também incluir umdispositivo de descarga elétrica em comunicação com o controlador. Odispositivo de descarga elétrica pode ter um conjunto de eletrodos de descargaelétrica incluindo um eletrodo e pelo menos uma seção de acionamentoadaptada para posicionar o corpo de bráquete do bráquete em contato dedescarga elétrica com o eletrodo responsivo ao sinal de controle numérico paraformar a canaleta (slot) do bráquete e para simultaneamente separar o corpo debráquete do jito quando da formação da canaleta (slot) do bráquete.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, o sistemapara fabricação de aparelhos ortodônticos pode incluir um controlador tendomemória, programa produto de comunicação de dados armazenado na memóriaque inclui instruções para executar a operação de recepção de instruções decontrole do dispositivo de descarga elétrica descrevendo uma representaçãodimensional virtual de uma canaleta (slot) do bráquete em um corpo de bráquetede um bráquete de um aparelho ortodôntico e programa produto de controletambém armazenado na memória que inclui instruções para executar a operaçãode derivar um sinal de controle transportando as instruções de controle dodispositivo de descarga elétrica responsivo para as instruções de controle dodispositivo de descarga elétrica. O sistema pode também incluir um dispositivode descarga elétrica em comunicação com o controlador tendo um conjunto deeletrodos de descarga elétrica que inclui um eletrodo e tendo pelo menos umaseção de acionamento adaptada para posicionar o corpo de bráquete de umbráquete em contato de descarga elétrica com o eletrodo, responsivo ao sinal decontrole, para formar a canaleta (slot) do bráquete de acordo com um predefinidopadrão de corte por descarga elétrica, por exemplo, derivar parasubstancialmente camparar dimensões associadas de um fio (archwire)selecionado previamente. De maneira beneficiai, por exemplo, isto permite aformação de uma interface de precisão aprimorada com o fio (archwire).

Adicionalmente, modalidades da presente invenção também incluemmétodos de fabricação de aparelhos ortodônticos. Por exemplo, de acordo comuma modalidade da presente invenção, um método de fabricação de aparelhosortodônticos inclui executar a etapa de derivar um sinal de controle transportandoinstruções de controle do dispositivo de uma representação dimensional virtual deuma canaleta (slot) do bráquete em um corpo de bráquete de um bráquete de umaparelho ortodôntico. Para os propósitos desta descrição, uma representaçãodimensional virtual pode se referir ao conjunto de dados definindo umarepresentação dimensional, por exemplo dimensões, contorno e/ou precisão outolerância da superfície. As instruções de controle do dispositivo, por exemplo,descrevem operações para executar um padrão de corte por descarga elétricaestendendo-se ao longo do perímetro da canaleta (slot) do bráquete epersonalizado para substancialmente camparar dimensões associadas de um fio(archwire) selecionado previamente para por meio disso formar uma interface deprecisão com o fio (archwire). O método pode também incluir uma etapa paraexecutar o padrão de corte por descarga elétrica responsivo ao sinal de controlepara formar a canaleta (slot) do bráquete, por exemplo por controle do aparelho dedescarga elétrica e/ou da seção de acionamento do mesmo por dados deinstrução de controle numérico servindo como um sinal de controle. Se o corpo debráquete está conectado ao jito, por exemplo, o método pode também incluir aetapa de executar o padrão de corte por descarga elétrica que inclui por meio deum corte separar o corpo de bráquete do jito quando da formação da canaleta(slot) do bráquete. No ponto que a canaleta (slot) do bráquete é uma extremidadeaberta, a canaleta pode ser formada adjacente ao jito de tal forma que o bráquetepode ser de maneira substancialmente simultânea separado do jito ao terminar-sea formação da canaleta (slot) do bráquete. De acordo com uma modalidade dapresente invenção, uma extensão transversal definindo um rebaixo na canaleta(slot) do bráquete pode, também, ser formada no corpo de bráquete adjacente àextremidade fechada da canaleta (slot) do bráquete. Ainda mais, vantajosamente,quando a canaleta (slot) do bráquete é um tubo, a canaleta pode ser cortadaprimeiro com um primeiro padrão de corte e um jito associado, se conectado, podeser separado do corpo de bráquete de acordo com um segundo padrão de corte.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, um métodopara fabricar um aparelho ortodôntico pode incluir a etapa de derivar um sinal decontrole transportando instruções de controle do dispositivo de dados de umarepresentação dimensional virtual da canaleta (slot) do bráquete em um corpo debráquete de um bráquete de um aparelho ortodôntico descrevendo operaçõespara executar um padrão de corte por descarga elétrica estendendo-se ao longode um perímetro da canaleta (slot) do bráquete e personalizado parasubstancialmente camparar dimensões associadas de um fio (archwire)selecionado previamente. De maneira beneficiai, o resultado inclui a formação deuma interface de precisão aprimorada com o fio (archwire) e uma canaleta (slot)do bráquete tendo um perímetro fechado para por meio disso definir um tubo debráquete. O método pode também incluir a etapa de executar o padrão de cortepor descarga elétrica, responsivo ao sinal de controle, para formar o tubo debráquete. Conseqüentemente, isto é uma vantagem do aparelho ortodôntico edo método para sua produção de acordo com a invenção que pelo menos umasuperfície da canaleta (slot) do bráquete ou o tubo do bráquete,respectivamente, de preferência dois lados opostos do mesmo, com maispreferência os dois lados opostos bem como a superfície da base, em ambas asmodalidades de uma canaleta (slot) do bráquete de extremidade aberta e umacanaleta (slot) do bráquete de extremidade fechada sejam formados paraacomodar o fio (archwire) em um ajuste positivo com alta precisão, por exemplotolerância de no máximo 30 μιη, de preferência no máximo 20 μηι.

De acordo com uma outra modalidade da presente invenção, ummétodo para fabricar um aparelho ortodôntico pode incluir a etapa de derivar umsinal de controle transportando instruções de controle do dispositivo de umarepresentação dimensional virtual de uma canaleta (slot) do bráquete em umcorpo de bráquete de um bráquete de um aparelho ortodôntico descrevendooperações para executar um padrão de corte por descarga elétrica para formar acanaleta (slot) do bráquete. A canaleta (slot) do bráquete, de acordo com essamodalidade, tem uma superfície de extremidade aberta e uma extremidade debase fechada e dois lados espaçado estendendo-se entre as mesmas. O métodopode também incluir a etapa de executar o padrão de corte por descarga elétricaresponsivo ao sinal de controle. O padrão de corte por descarga elétrica pode seestender ao longo de um perímetro da canaleta (slot) do bráquete e pode formaruma extensão transversal estendendo-se no corpo de bráquete de um dos ladosespaçados à extremidade da base da canaleta (slot) do bráquete para por meiodisso definir um rebaixo da canaleta (slot) do bráquete.

Um método para fabricar um aparelho ortodôntico pode incluir asetapas de derivar um sinal de controle transportando instruções de controle dodispositivo que descrevem operações para executar um padrão de corte pordescarga elétrica para separar um corpo de bráquete de um bráquete de umaparelho ortodôntico de um jito conectado a isso, e que executa o padrão decorte por descarga elétrica responsivo ao sinal de controle.

De maneira beneficiai, modalidades da presente invençãofornecem um sistema de fabricação e métodos para fabricar uma altamenteprecisa canaleta (slot) do bráquete, criando um rebaixo nas paredes lateraisda canaleta (slot) do bráquete, cortando um molde de revestimento de umbráquete de um jito, ou cortando um altamente preciso tubo no corpo dobráquete As modalidades da presente invenção fornecem um sistema parafabricar pelo menos uma característica de design de um aparelho ortodônticoou uma parte do mesmo que inclui um sistema de processamento de dadosderivando um sinal de controle que transporta instruções de controle demáquina de uma representação dimensional virtual da característica dedesign e um sistema para fabricar a característica de design que incluiusinagem de descarga elétrica, que pode fornecer um nível de precisão eeficiência de outro modo não disponível em sistemas que não empregamlaminação por descarga elétrica. As modalidades da presente invenção serelacionam a um sistema para fabricação e métodos para fabricação decaracterísticas de um aparelho ortodôntico ou partes do mesmo utilizandousinagem de descarga elétrica, que em uma implementação de umamodalidade fornece o corte de uma canaleta (slot) de um bráquete comtecnologia wire-cut EDM como, por exemplo, o Mitsubishi wire EDM SX 10.

Descrição Detalhada da Invenção

Da maneira que as características e benefícios da invenção, bemcomo outros que se tornarão aparentes, possam ser entendidos maisdetalhadamente, uma descrição mais especificada da invenção brevementesumarizada acima pode servir de referência para as modalidades da mesmaque são ilustradas nos desenhos anexos, que formam uma parte destareivindicação. Note, entretanto, que os desenhos ilustram somente váriasmodalidades da invenção e não são portanto para serem consideradoslimitadores do escopo da invenção desde que ela pode incluir também outrasmodalidades efetivas. Nas figuras:

A figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de um sistemapara fabricação de aparelhos ortodônticos de acordo com uma modalidade dapresente invenção;

A figura 2 é um diagrama esquemático de um fluxo de processopara fabricação de aparelhos ortodônticos de acordo com uma modalidade dapresente invenção;

A figura 3 é uma vista em perspectiva de um aparelho ortodônticode acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 4 é uma vista em perspectiva de um bráquete de umaparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 5 é uma vista em perspectiva de um bráquete de umaparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 6 é uma vista em perspectiva de uma canaleta (slot) dobráquete de um bráquete de um aparelho ortodôntico de acordo com umamodalidade da presente invenção;A figura7 é uma vista em perspectiva de uma canaleta (slot) dobráquete de um bráquete de um aparelho ortodôntico de acordo com umamodalidade da presente invenção;

A figura 8 é uma vista em perspectiva de um aparelho deformação de molde de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 9 é uma vista em perspectiva de uma árvore de moldesde acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 10 é uma vista em perspectiva de um aparelho dedescarga elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 11 é uma vista em perspectiva de um aparelho dedescarga elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 12 é um diagrama de fluxo de um método de fabricação deum aparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 13 é um diagrama de fluxo de um método de fabricação deum aparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 14 é uma vista em perspectiva de um bráquete de umaparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

As figuras 15 a 19 são vistas em perspectiva de uma porção deum aparelho de moldagem e um bráquete moldado de um aparelho ortodônticode acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 20 é um diagrama de fluxo de um método de fabricação deum aparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 21 é uma vista em perspectiva de um bráquete de umaparelho ortodôntico sobreposto com um padrão de corte de uma canaleta(slot) do bráquete de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 22 é um diagrama esquemático de um bráquete de umaparelho ortodôntico sobreposto com um padrão de corte de uma canaleta(slot) do bráquete de acordo com uma modalidade da presente invenção;A figura 23 é uma seqüência de códigos numéricos formato ASCIIfornecida para executar um padrão de corte por descarga elétrica ilustrado nafigura 22 de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 24 é um diagrama de fluxo de blocos de um método defabricação de um aparelho ortodôntico de acordo com uma modalidade dapresente invenção;

A figura 25 é uma vista em perspectiva de um bráquete de umaparelho ortodôntico sobreposto com um padrão de corte de uma canaleta(slot) do bráquete de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A figura 26 é um diagrama esquemático de um bráquete de umaparelho ortodôntico sobreposto com um padrão de corte de uma canaleta(slot) do bráquete de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

A figura 27 é uma seqüência de códigos numéricos formato ASCIIfornecida para executar um padrão de corte por descarga elétrica ilustrado nafigura 26 de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A presente invenção será descrita mais plenamente mais adianteneste documento com referência aos desenhos em anexo, os quais ilustrammodalidades da invenção. Esta invenção pode, no entanto, ser incorporada emmuitas formas diferentes e não deve ser entendida como limitada àsmodalidades ilustradas aqui apresentadas. Números semelhantes referem-se aelementos semelhantes ao longo deste documento. Notação prima, se usada,indica elementos similares em modalidades alternativas.

Como ilustrado nas figuras 1 a 27, as modalidades da presenteinvenção vantajosamente fornecem novos sistema, programa produto e métodospara fabricar características de um aparelho ortodôntico ou partes do mesmoutilizando usinagem de descarga elétrica, e em uma implementação de umamodalidade, "cortando" ou modelando várias características do aparelho usandotecnologia de usinagem de descarga elétrica de fio móvel. O significado de "CAD"deve incluir mas não ser limitado a toda e qualquer tecnologia de design auxiliadopor computador. O significado de "CAM" deve incluir mas não ser limitado a toda equalquer tecnologia de fabricação auxiliada por computador. O significado de"CNC" ou "controle por máquina" deve incluir mas não ser limitado a toda equalquer tecnologia de controle numérico computadorizado quando isto refere-sea maquinário e sistemas de fabricação, incluindo, mas não se limitando adispositivos e sistemas rápidos de criação de protótipos. O significado de "corte"deve incluir executando erosão elétrica. O significado de "EDM" ou "EDM-ing"deve incluir mas não ser limitado a toda e qualquer tecnologia de usinagem dedescarga elétrica. O termo "3D" deve significar tridimensional. As palavras usadasneste relatório descritivo para descrever a invenção e suas várias modalidadesdevem ser entendidas não somente em seus significados comumente definidos,mas para incluir por definições especiais na estrutura deste relatório descritivo,material ou atos além do escopo dos significados comumente definidos.

Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, uma modalidade de umsistema 30 para fabricar o aparelho ortodôntico pode incluir um computador dedesign de aparelho ortodôntico virtual 31 tendo um processador 33, memória 35acoplada ao processador 33, e programa produto de design de aparelhoortodôntico 37 armazenado na memória 35. O programa produto de design deaparelho ortodôntico 37 pode incluir instruções para executar a operação derecepção de dados de dentição do paciente tipicamente obtidos através devários métodos conhecido pelos versados na técnica e pode incluir aqueles paraexecutar a operação de fazer um design de uma representação dimensionalvirtual do aparelho ortodôntico 41 que define dados de design do aparelhoortodôntico em resposta aos dados recebidos sobre a dentição do paciente.

Conforme mostrado nas figuras 4 a 7, o aparelho ortodôntico 41pode incluir um fio (archwire) 43 personalizado e múltiplos bráquetes 45 deprecisão personalizados, cada um deles incluindo um corpo de bráquete 47, umabase de bráquete 49 conectada ao corpo de bráquete 47, e uma canaleta (slot)do bráquete 51 ou 53, no corpo de bráquete 47 tendo uma largura de canaleta(slot) do bráquete 55. O corpo de bráquete 47 pode também incluir uma asa debráquete 57, gancho de bráquete 59, ou outra característica de design conhecidapelos versados na técnica. A extremidade aberta da canaleta (slot) do bráquete51 pode incluir uma superfície aberta de extremidade 61, uma extremidade debase fechada 63, e dois lados 65 e 66, estendendo-se entre os mesmos. Aextremidade aberta da canaleta (slot) dos bráquetes 51 (vide figuras 4 e 6) podetambém incluir uma extensão transversal ou extensão adjacente à extremidadede base 63 e estendendo-se no corpo de bráquete 47 de um ou ambos os lados65 e 66, formando um rebaixo 67 tendo uma largura superando a largura decanaleta (slot) 55. A porção do corpo de bráquete 47 adjacente à extremidade desuperfície aberta 61 pode ser arqueada ou pode ter um formato plano. Os lados65 e 66 e a base 63 da canaleta (slot) do bráquete 51 pode ter uma superfíciesubstancialmente plana e, de modo correspondente, pode ser especificada comotendo uma tolerância dimensional menor que 30 mícrons e de preferência tãobaixa como aproximadamente oito mícrons, por exemplo, ao longo da largura dacanaleta (slot) 55. A extremidade fechada (tubo) da canaleta (slot) do bráquete53 (vide figuras 5 e 7) pode incluir uma extremidade de superfície fechada 69,mas fora isso é similar à extremidade aberta da canaleta (slot) do bráquete 51.Isto é, a extremidade fechada da canaleta (slot) dos bráquetes 53 também incluiuma base 63', um par de lados 65', 66', uma largura 55* e pode incluir um rebaixo67'. Também similarmente, o tubo do bráquete da canaleta (slot) 53 pode serespecificado como tendo uma tolerância menor que 30 mícrons e de preferênciatão baixa como aproximadamente oito mícrons ao longo de sua respectivalargura de canaleta (slot) 55'.

Conforme mostrado na figura 8, o sistema 30 pode também incluirum aparelho de formação de molde 71, como conhecido pelos versados natécnica, ο qual pode utilizar várias técnicas como, por exemplo, criação deprotótipos rápida para formar um molde 73 usado para através deste formar osbráquetes personalizados 45. As várias técnicas de criação de protótipos rápida,por exemplo, podem incluir estereolitografia, fabricação de objeto laminado,sinterização a laser seletiva, modelagem por deposição de material fundido, curasólida na base (solid ground curing) e impressão por jato de tinta 3-D, só paracitar algumas. De acordo com uma modalidade da presente invenção, o molde73 é configurado para simultaneamente formar ambos, o corpo de bráquete 47 ea base de bráquete 49. O molde 73 é posicionado para receber um material deformação de bráquete 75 e um dispositivo dispensador 77 posicionado paradispensar o material de formação de bráquete 75 no molde 73. Em umamodalidade da presente invenção, como talvez melhor descrita na patente U.S.N0 6.776.614 por Wiechmann et al. intitulada "Modular System for CustomizedOrthodontic Appliances," aqui incorporada na íntegra, a título de referência, umatécnica de criação de protótipos rápida é usada de modo que em um designauxiliado por computador do bráquete 45, ambos corpo 47 e base 49, formadosa partir de uma varredura tridimensional de impressão dos dentes de umpaciente, são usados para fabricar, por exemplo, modelos do bráquete 45 decera ou resina que são então usados para formar, por exemplo, moldes decimento 73 dos bráquetes 45. Cada molde 73 genericamente tem uma cavidade79 para cada um dos bráquetes 45 e para definir as periferias do corpo debráquete 47 e base de bráquete 49 quando o material de formação de bráquete75 é colocado neste e um canal 81, definindo as periferias de um jito 83 (figura9) quando cheio com o material de bráquete 75. Como possivelmente mostradomelhor na figura 14, cada corpo de bráquete 47 moldado pode ser conectado aojito 83 quando removido do molde 73.

Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, o sistema 30 pode tambémincluir um computador de processamento de dados 91 posicionado, por exemplo,em comunicação com o computador de design de aparelho ortodôntico virtual 31através de uma rede de computadores 93 e tendo memória 95 e programaproduto de fabricação auxiliado por computador 97 armazenado na memória 95. Oprograma produto de fabricação auxiliado por computador 97 pode incluirinstruções para executar a operação de derivar instruções de controle dodispositivo de descarga elétrica legíveis por uma máquina para executar aoperação of formação da canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53, em resposta aosdados de design do aparelho ortodôntico virtual. Isto é, as instruções de controledo dispositivo de descarga elétrica podem incluir aquelas para executar aoperação de execução de um padrão de corte por descarga elétrica que seestende ao longo de um perímetro do canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53. Asinstruções podem também incluir aquelas para executar a operação desimultaneamente separar o corpo de bráquete 47 da porção de acessório do jito83 quando da formação da canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53. Nota: de acordocom uma modalidade da presente invenção, os dados de design do aparelhoortodôntico virtual podem ser manualmente inseridos para, ou de outro modo,recebidos pelo computador de processamento de dados 91. Tal método pode serusado quando uma característica de design, por exemplo, a largura da canaleta(slot) do bráquete 55 e 55', é descrita por um número limitado de parâmetros. Se acaracterística de design representa uma característica mais complexa, entãofornecer a entrada de dados de design de um computador de design de aparelhoortodôntico virtual 31 deve ser preferível. Nota: a memória 95 junto com outrasmemórias descritas pode incluir memória volátil e não-volátil conhecidas pelosversados na técnica incluindo, por exemplo, RAM, ROM, e discos magnético ouópticos, só para citar alguns. Note também que o programa produto de fabricaçãoauxiliado por computador e as instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica podem estar sob a forma de microcódigo, programa, rotinas e linguagenssimbólicas que fornecem um conjunto ou conjuntos específicos de operaçõesordenadas que controlam o funcionamento do hardware e dirige sua operação. Deacordo com uma modalidade da presente invenção, as instruções são geradasespecificamente para utilização pelo dispositivo de controle numérico.

Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, o sistema 30 inclui tambémum aparelho de usinagem por descargas elétricas 101 em comunicação com ocomputador de processamento de dados 91 através, por exemplo, da rede decomputadores 93 usando, por exemplo, uma porta de comunicação serial RS-232-C, ou outro meio de comunicação conhecido pelos versados na técnica. Oaparelho de usinagem por descargas elétricas 101 pode incluir um controlador103, por exemplo, uma unidade de controle de máquina tendo memória 105,que pode fornecer um controle numérico computadorizado. O controlador 103pode também incluem a usuário dispositivo de entrada ou dispositivosconhecido pelos versados na técnica and comunicação de dados programaproduto 107 armazenado na memória 105 que pode incluir instruções paraexecutar a operação de recepção ou importando as instruções de controle dodispositivo de descarga elétrica. O controlador 103 pode também incluir umprograma produto de controle 109, que inclui instruções para derivar um sinalde controle transportando as instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica em resposta às instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica recebidas. Nota: de acordo com uma modalidade da presente invençãoa comunicação entre o controlador 103 pode alternativamente receber(importar) as instruções de controle do dispositivo de descarga elétrica docomputador de processamento de dados 91 através de transferência manualde dados usando, por exemplo, um meio legível por um computador portátil.

Conforme mostrado nas figuras 10 e 11, o aparelho de usinagempor descargas elétricas 101 pode também incluir um dispositivo de descargaelétrica 111 e 111', tendo um conjunto de eletrodos de descarga elétrica 113 e 115que inclui um eletrodo 117 e 119. Uma fonte de energia de corrente contínuatípica e um controlador de faísca em comunicação elétrica com a fonte de energiade corrente contínua (não mostrada) fornecem uma onda de pulso de altafreqüência que forma uma correspondente série de alta freqüência de arcos dedescarga de faíscas elétricas entre o eletrodo 117 e 119 e a porção do corpo debráquete 47 adjacente ao eletrodo 117 e 119. Os eletrodos do dispositivo dedescarga elétrica 111 e 11T1 por exemplo, podem vir em duas formas: umeletrodo de descarga elétrica de fio móvel ou eletrodo de fio móvel 117 (figura 10)e um eletrodo de descarga elétrica gravador de matriz 119 (figura 11).

Conforme mostrado na figura 10, o conjunto de eletrodos 113 deum dispositivo de descarga elétrica 111 utilizando um eletrodo de fio móvel 117inclui um carretei ou bobina de suprimento 121 contendo porções não usadasdo eletrodo de fio móvel 117 para fornecer um fluxo contínuo de suprimentoeletrodo de fio móvel quando executando o corte padrão e um carretei oubobina de recolhimento 123 contendo porções usadas do eletrodo de fio móvelpara coletar o eletrodo de fio móvel fornecido pelo carretei de suprimento 121quando executando o corte padrão para formar uma canaleta (slot) do bráquete51 e para fornecer tensão para o eletrodo de fio móvel 117. Posicionadas entreo carretei de suprimento 121 e o carretei de recolhimento 123 estão umacionador de suprimento de fio 125 e um acionador de recolhimento de fio 127.O eletrodo de fio 117, alimentado constantemente do carretei de suprimento123 durante operações de corte, é mantido entre os acionadores de suprimentoe recolhimento de fio 125 e 127. O eletrodo de fio móvel 117 tipicamente usaágua como seu dielétrico que pode ser dispensada através de bocais (nãomostrados) posicionados adjacentes ao corpo de bráquete 47. Os eletrodos depolaridade negativa podem ser escolhidos para aprimorar a velocidade defabricação. Os eletrodos de polaridade negativa podem ser escolhidos paraproduzir uma superfície da canaleta (slot) do bráquete mais refinada. Umacombinação dos dois pode também ser usada, se desejado ou se necessário.De acordo com uma modalidade da presente invenção, odispositivo de descarga elétrica 111 inclui uma mesa de acionamento paraaparelho de descarga elétrica 129, como será entendido pelos versados natécnica, adaptada para ser movida no plano XY, por exemplo, usando motoresde passo (stepper) ou motores CC (não mostrados) em resposta ao sinal decontrole para posicionar o corpo de bráquete 47 em contato de descargaelétrica com o eletrodo de fio móvel 117 para, por meio disso, executar o cortepadrão para formar a canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53. De acordo com umaoutra modalidade da presente invenção, os acionadores de suprimento erecolhimento 125 e 127, são movidos em resposta ao sinal de controle noplano XY, por exemplo, usando motores de passo (stepper) ou motores CC(não mostrados), como será entendido pelos versados na técnica, paraposicionar o eletrodo de fio móvel 117 para executar o padrão de corte. Deacordo com uma modalidade da presente invenção, o acionador de suprimento125 ou o acionador de recolhimento 127 podem ainda ser posicionadosindependentemente para por meio disso permitir a formação de vários formatosgeométricos tendo superfícies não paralelas e não planares. Nota: o eletrodode fio móvel 117 através de um ou de ambos os acionadores 125 e 127, ouatravés da mesa de acionamento 129 pode também simultaneamente separaro corpo de bráquete 47 do jito 83 em resposta ao sinal de controle.

Conforme mostrado na figura 11, o conjunto de eletrodos 115 deum dispositivo de descarga elétrica 111' utilizando um eletrodo de descargaelétrica gravador de matriz 119 pode incluir um aríete (não mostrado) paraestender o eletrodo adjacente ao corpo do bráquete 45 quando executando umaporção de formação de orifício de um padrão de corte para formar a canaleta(slot) do bráquete 53. Nota: ao invés de usar um específico eletrodo gravador dematriz 119, uma porção do eletrodo de fio móvel 117 desconectado do carreteide recolhimento 125 pode ser usado para funcionar como um eletrodo gravadorde matriz. Nota: de acordo com modalidades da presente invenção outrosmétodos de fabricação incluindo, por exemplo, perfurando um orifício de partidaatravés do corpo de bráquete 47 ou formando um orifício de partida através docorpo de bráquete 47 como parte do processo de modelagem, estão dentro doescopo da presente invenção. Independentemente do método usado para formaro orifício inicial, uma vez que o orifício inicial tenha sido formado através docorpo de bráquete 47, a extremidade do eletrodo de fio móvel 117 pode serconectado para o carretei de recolhimento 125 para, por meio disso funcionarconforme descrito acima para formar a canaleta (slot) do bráquete 53 sob aforma de um tubo, que será descrito depois.

Conforme mostrado nas figuras 1 a 27, modalidades da presenteinvenção também incluem métodos de fabricação do aparelho ortodôntico. Porexemplo, conforme mostrado na figura 12, de acordo com uma modalidade dapresente invenção, um método de fabricação de aparelho ortodôntico podeincluir a recepção de dados de dentição do paciente (bloco 141) obtida através,por exemplo, de examinação ou diagnóstico de uma maloclusão usandotécnicas conhecidas pelos versados na técnica, fazendo o design de umarepresentação dimensional virtual de um aparelho ortodôntico a partir dosdados recebidos da dentição do paciente (bloco 143), então fabricando oaparelho ortodôntico (bloco 145). por exemplo, um ortodontista ou outroprofissional médico executa um exame de um paciente no consultório doortodontista para recolher dados necessários para determinar a condição dopaciente, prescrever o tratamento adequado, e especificar as características doaparelho ortodôntico para implementar o tratamento. Um modelo físicoincluindo um modelo mandibular e um modelo maxilar da mandíbula superior einferior do paciente, respectivamente, pode ser formado usando um moldefísico usado para formar um modelo virtual. Alternativamente, um modelovirtual pode ser formado diretamente usando várias técnicas de digitalização.Independentemente do método empregado, um modelo virtual junto com umaprescrição estabelecendo o tratamento a ser adotado para o paciente e oresultado a ser atingido pelo tratamento pode ser usado para formar os dadosde dentição. Esses dados podem ser comunicados para um aparato defabricação e design de aparelho onde o design do aparelho ortodôntico 41personalizado pode ser executado com a utilização de um computador, porexemplo, um computador de design de aparelho ortodôntico virtual 31, umaestação de trabalho ou outro processador de dados conhecido pelos versadosna técnica, que pode armazenar um modelo virtual tridimensional da dentiçãodo paciente e o software de planejamento do tratamento ou programa produtopara mover os dentes no modelo virtual para decidir as posições finais.

O aparelho ortodôntico 41 pode incluir um fio (archwire) 43personalizado e múltiplos bráquetes 45 personalizados cada um incluindo umcorpo de bráquete 47, uma base de bráquete 49 conectada ao corpo debráquete 47, e uma canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53, no corpo de bráquete47. Vários sistemas e métodos de formação de fio (archwire) como, porexemplo, aquele descrito na patente U.S. N0 6.928.733 por Rubbert et al.intitulada "Method and System for Customizing an Orthodontic Archwire," aquiincorporada na íntegra, a título de referência, podem ser usados para formarum fio (archwire) 43 de precisão personalizado para serem posicionados nascanaletas (slots) do bráquete 51 ou 53, para formar uma interface de precisão aqual pode fornecer na canaleta (slot) do bráquete dimensão de largura, porexemplo, uma tolerância combinada de igual a ou menor que vinte mícrons etão baixo quanto aproximadamente oito mícrons. O fio (archwire) 43 étipicamente formado de um aço inoxidável, ligas à base de níquel-titânio, àbase de titânio-nióbio ou à base de titânio-molibdênio, mas pode ser fabricadousando vários outros materiais conhecido pelos versados na técnica. Osbráquetes 45 são tipicamente formados de aço inoxidável, titânio ou uma liga àbase de titânio, mas podem também ser prontamente formados de váriosoutros materiais conhecido pelos versados na técnica.

Vários métodos de formação da base virtual de bráquete e corpo debráquete podem ser empregados. A patente U.S. N0 6.776.614 por Wiechmann etal. intitulada "Modular System for Customized Orthodontic Appliances" aquiincorporada na íntegra, a título de referência, descreve métodos para fazer odesign de uma representação dimensional virtual do aparelho ortodôntico 41usado para fabricação dos bráquetes 45, incluindo sistemas e métodos para fazero design de um bráquete 45 ortodôntico personalizado para um paciente individualcom o auxílio de um computador tendo acesso à biblioteca de descrições virtuaisde características de bráquete. Por exemplo, de acordo com um método, ageometria de base de bráquete pode ser derivada diretamente de representaçõesdigitais dos dentes do paciente de forma a produzir uma base adesiva de bráquete49 que se adapta substancialmente ao formato da superfície dos dentes. Deacordo com um outro método, descrito por Wiechmann et al., um algoritmo desoftware é empregado para calcular automaticamente ou semi-automaticamenteuma área de base adesiva de bráquete adequada através da análise da curvaturada superfície dental e determinar uma superfície que é larga o suficiente paracobrir características de curvatura substanciais para permitir posicionamentomanual confiável do bráquete 45 sobre a superfície dental. Tal algoritmo pode, porexemplo, começar com um tamanho de base predefinido. A superfície dental poraquele tamanho de base iria formar um "montículo" virtual tendo pelo menos umaporção elevada em relação a anatomia em volta ao dente, já que uma superfíciedental completamente plana não proporcionaria a ela mesma posicionamentoúnico de um bráquete. O volume do montículo pode ser calculado desde que asbordas da base sejam unidas pela superfície contínua de qualquer maneiraconveniente. Quanto menos curvatura a superfície dental apresenta, maisachatado o montículo e o seu volume será menor. Se o volume do "montículo" nãoexcede um valor predefinido, a base seria automaticamente alargada por umavalor predefinido, com a idéia que o volume maior incluiria mais provavelmente asadequadas características em relevo do dente. Novamente, o volume seriacalculado. Este ciclo seria continuado até que um valor de volume mínimo fossealcançado por cada base. Isto é somente uma abordagem exemplificadora paraesse tipo de algoritmo automatizado. Outras podem ser prontamente escolhidasdos princípios ensinados na presente invenção.

A porção da base de bráquete 49 afastada dos dentes do pacientepode também ter um design para se adaptar à geometria dos dentes dopaciente. Os corpos de bráquete 47 podem também ser projetados ecombinados com a base de bráquete 49. Por exemplo, uma biblioteca de corposde bráquete 47 é criada previamente e armazenada no computador para permitirrápida seleção, entretanto, os corpos de bráquete 47 podem também serprontamente personalizados para satisfazer as necessidades do paciente. Ascanaletas (slot) do bráquete 51 ou 53 podem também ser projetada de acordocom as necessidades do paciente. Por exemplo, as canaletas (slots) do bráquete51 ou 53 podem também ser projetadas para se alinharem com a geometria dosdentes do paciente. As canaletas (slot) do bráquete 51 ou 53 podem estar sob aforma de uma extremidade aberta de canaleta (slot) 51 se estendendo nasuperfície do corpo de bráquete ou uma extremidade fechada de canaleta (slot)53 formando um tubo através do corpo de bráquete 47. De maneira beneficiai,usando tal método de fabricação, a tolerância ao longo da largura 55 da canaleta(slot) do bráquete de cada tipo de canaleta 51 ou 53, por exemplo, pode sermenor que trinta e tão baixo quanto aproximadamente oito mícronscorrespondendo a um ângulo de rotação calculado de somente 0,7 graus. Estepode ser um aprimoramento significativo em relação à técnica anterior que temtolerâncias tão altas quanto 40 mícrons para canaletas (slots) de extremidadeaberta, e tão altas quanto entre 40 e 100 mícrons para canaletas (slots) deextremidade fechada. Tal precisão pode resultar, de maneira beneficiai, em umprocesso de acabamento mais previsível.

Adicionalmente, outros acessórios como, por exemplo, asas debráquete 57 ou ganchos de bráquete 59, podem ser integrados no design dobráquete. Uma vez que o design tridimensional da base de bráquete 49, docorpo de bráquete 45 e de outros acessórios são combinados, o processo érepetido para cada bráquete 45 formando o aparelho ortodôntico.

Conforme mostrado na figura 13, de acordo com uma modalidadeda presente invenção, o método de fabricação de um aparelho ortodônticopode incluir o uso de várias técnicas de moldagem como conhecido eentendido pelos versados na técnica. Isto é, o método pode incluir vertendo,injetando ou, de outro modo, transferindo material de formação de bráquete 75em um molde 73 (bloco 151). O molde 73 (figura 8) pode ter uma cavidade 79para cada dos bráquetes 45 os quais definem periferias do corpo de bráquete47 e base de bráquete 49 quando o material de formação de bráquete 75 éposicionado nele. Conectado a cada cavidade 79 no interior do molde 73, porexemplo, está um canal separado ou jito 81, que fornece um conduto separadopara o material de formação de bráquete 75 ser transferido na respectivacavidade 79. Cada canal 81 define periferias de um jito 83 quando cheio com omaterial de bráquete 75. De acordo com uma modalidade da presenteinvenção, quando o material de formação de bráquete 75 é solidificado equando os bráquetes 45 são removidos do molde 73 cada corpo de bráquete47 moldado permanece conectado ao jito 83 (vide figuras 9 e 14 a 19). Quandoos jitos 83 são conectados junto, os jitos 83 formam o que é comumentechamado uma árvore de moldes (mold tree).

De acordo com uma modalidade da presente invenção, o métodode fabricação de um aparelho ortodôntico pode incluir o uso de técnicas deusinagem automatizadas. Isto é, um método de fabricação de um aparelhoortodôntico 41 pode incluir derivar instruções de controle do dispositivo, porexemplo, usando um computador de processamento de dados, por exemplo,computador de processamento de dados 91 que inclui software ou programaproduto, por exemplo, programa produto de fabricação auxiliado por computador97 (figura 1), descrito anteriormente, que pode ser usado para formular asinstruções de controle do dispositivo da representação dimensional virtual dacanaleta (slot) do bráquete 51 ou 53, no corpo de bráquete 47 (bloco 153). Asinstruções de controle do dispositivo descrevem operações para executar umpadrão de corte que se estende ao longo de um perímetro da canaleta (slot) dobráquete 51 ou 53, que pode ser personalizado para substancialmente camparardimensões associadas de um fio (archwire) 43 de precisão personalizadoselecionado previamente, para por meio disso formar uma interface de precisãocom o fio (archwire) 43. As instruções de controle do dispositivo podem serfornecidas manualmente ou através de uma rede de computadores, para umcontrolador, por exemplo, controlador 103, de um dispositivo de fabricação debráquete, por exemplo, dispositivo de descarga elétrica 111 e 111' (bloco 155).Sinais de controle transportando as instruções de controle do dispositivo dedescarga elétrica são então derivados (bloco 157) em resposta às instruçõesrecebidas de controle do dispositivo de descarga elétrica usando, por exemplo, ocontrolador 103 transportando o programa produto de controle 109. O padrão decorte por descarga elétrica é então executado em resposta aos sinais de controlepara formar a canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53 (bloco 159).

Conforme mostrado na figura 20, de acordo com uma modalidadeda presente invenção onde a canaleta (slot) do bráquete é uma canaleta (slot)do bráquete de extremidade aberta 51 um método de fabricação de aparelhosortodônticos 42 pode incluir executar o padrão de corte por descarga elétricaresponsivo ao sinal de controle para formar a canaleta (slot) do bráquete comoilustrado nas figuras 21 e 22. Na configuração de canaleta (slot) do bráquete deextremidade aberta, a canaleta (slot) do bráquete 51 tem uma extremidadeaberta 61, uma extremidade de base fechada 63, e dois lados espaçados 65 e66 estendendo-se entre a extremidade de base 63 e a extremidade aberta 61e, por exemplo, pode ser formada para aceitar ser orientada paralelamente àsuperfície interna do dente de forma que o bráquete é posicionado sobre e/oualinhado de acordo com a orientação geral da base de bráquete 49. Isto é, acanaleta (slot) do bráquete 51 pode ser orientada de forma substancialmenteparalela para uma orientação da superfície do dente, da geometria da base debráquete, ou de ambas. Semelhantemente, de acordo com uma modalidade dapresente invenção, o corpo de bráquete 47 pode ter um formato que coincidesubstancialmente com o formato de um dente associado.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, acanaleta (slot) do bráquete 51 é "cortada" no corpo de bráquete 47 usando-seum aparelho de descarga elétrica 101 incluindo um dispositivo de descargaelétrica 111 equipado com um eletrodo de fio móvel 117 (vide figura 10). Umcontrolador 103 do aparelho de descarga elétrica recebe instruções decontrole do dispositivo diretamente do usuário ou através de um link decomunicação para um computador de processamento de dados 91 ou osistema fornece instruções de controle do dispositivo descrevendomovimentos do eletrodo 117 ou dos bráquetes 45 para formar o padrão dedescarga elétrica (bloco 171). Por exemplo, o computador de processamentode dados 91 pode ter programa ou código de fabricação auxiliado porcomputador 97, que pode receber dados de um computador de design dedispositivo ortodôntico virtual 31 incluindo um programa de design ortodônticoou outro tipo de programa de design auxiliado por computador, ou podereceber dados de ou um programa de design ortodôntico ou outro programade design auxiliado por computador residente com o programa de fabricaçãoauxiliado por computador no computador de processamento de dados 91. Deacordo com uma modalidade da presente invenção, o programa de fabricaçãoauxiliado por computador 97 pode ser usado para formar instruções decontrole do dispositivo, por exemplo, um programa computadorizado decontrole numérico, similar àquele criado usando programação manual poroperador, por exemplo, programa nível código G (G-code) como o ilustrado nafigura 23, (bloco 173), como entendido pelos versados na técnica. Conformedeclarado anteriormente, este código pode ser prontamente transferido para ocontrolador do aparelho de descarga elétrica 103 para processamento decontrole do padrão de corte por descarga elétrica (bloco 175).

Depois da moldagem, os bráquetes 45 podem ser configuradossob a forma de uma árvore de moldes conectados via jitos 83. Depois deremovidos os bráquetes 45 do molde 73, cada um dos bráquetes 45 eassociados jitos 83 são posicionados em uma mesa de acionamento do aparelhode descarga elétrica para ter uma canaleta (slot) do bráquete "cortada" no corpode bráquete de cada bráquete e para ser removido da árvore de moldes. Depoisdo posicionar a árvore de moldes adjacente ao eletrodo 117 (bloco 177), opadrão de corte por descarga elétrica pode ser iniciado (bloco 179). A iniciaçãodo padrão pode ser manual através de um operador do aparelho de descargaelétrica ou automática através da utilização de sensores como conhecido pelosversados na técnica. De acordo com uma modalidade da presente invenção,uma mesa de acionamento do aparelho de descarga elétrica 129 transportandoa árvore de moldes pode individualmente posicionar cada corpo de bráquete 47em contato de descarga elétrica com o eletrodo de fio móvel 117. De acordo comuma outra modalidade da presente invenção, isto é conseguido através domovimento dos acionadores associados 125 e 127.

Após iniciado o padrão de corte por descarga elétrica, o primeirobráquete 45 na árvore de moldes é posicionado de modo que o primeiro bráquete45 está em própria justaposição com o eletrodo de fio móvel 117 em um ponto departida, por exemplo, ponto de partida P0 mostrado na figura 21 (bloco 181), o qualé relatado ao programa ponto zero do aparelho 101 como conhecido pelosversados na técnica. Adicionalmente, o carretei de suprimento 121 contendoporções não usadas do eletrodo de fio móvel 117 começa fornecendo um fluxocontínuo de suprimento de eletrodo de fio móvel 117 e o carretei de recolhimento123 contendo porções usadas do eletrodo de fio móvel 117 começa coletando oeletrodo de fio móvel 117 fornecido pelo carretei de suprimento 121. A correnteelétrica de alta freqüência é também passada através do eletrodo de fio móvel 117e um fluido dielétrico (não mostrado) é fornecido de modo que a tensão no vãoentre o eletrodo de fio móvel 117 e o corpo de bráquete 47 pode ionizar o fluidodielétrico e permitir que a "faísca" execute o processo de erosão no corpo debráquete 47 para formar a canaleta (slot) do bráquete 51.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, emresposta às instruções de controle de acionamento, a mesa de acionamento129, e assim o corpo de bráquete 47, é posicionada para trasladar o bráquete 45de acordo com a primeira perna L1 do padrão de corte de modo que o eletrodode fio móvel 117 engata eletricamente mas não entra em contato direto com ocorpo de bráquete 47. No ponto Pil o eletrodo 117 está em engate elétrico com ocorpo de bráquete 47 e o processo de erosão começa (bloco 183), fundindo ouvaporizando uma porção da superfície do bráquete 45. O corpo de bráquete 47 éentão transladado ao longo da perna L2 até alcançar o ponto de início desejadoP2 do primeiro lado 65 da canaleta (slot) do bráquete 51. Efetivamente, a porçãoinicial do padrão, particularmente a segunda perna L2, pode estender o padrãode corte ao longo da porção de uma superfície externa do corpo de bráquete 47substancialmente transversal ao primeiro lado 65 e na porção do jito 83.

O corpo de bráquete é então transladado ao longo da perna L3 atéalcançar a profundidade desejada no corpo de bráquete 47, formando ocomprimento do primeiro lado 65 (bloco 185). O corpo de bráquete 47 é entãotransladado ao longo da perna L4 até alcançar a profundidade transversaldesejada no corpo de bráquete 47 formando uma extensão transversal que seestende no corpo de bráquete do primeiro lado. O corpo de bráquete 47 é entãoretraído ao longo da perna L4 e transladado ao longo da perna L5 até alcançar aprofundidade transversal desejada no corpo de bráquete 47 formando a base dacanaleta (slot) do bráquete 63 e formando uma extensão transversal que seestende no corpo de bráquete do segundo lado 66 (bloco 187). O corpo debráquete 47 é então retraído ao longo da perna L5 até alcançar o ponto de iníciodesejado P3 no corpo de bráquete para iniciar a formação do segundo lado 66.As extensões transversais além do primeiro e o segundo lados 65 e 66 formamum rebaixo da canaleta (slot) do bráquete 67 (bloco 189). O corpo de bráquete47 é então transladado ao longo da perna L6 até alcançar o ponto deextremidade P4 do padrão de corte da canaleta (slot) do bráquete genericamenteposicionado adjacente ao ponto de início Pi do primeiro lado 65 formando ocomprimento do segundo lado 66 (bloco 191). Nota: embora mostrados comoparalelos, o primeiro e o segundo lados 65 e 66 podem formar um ângulo agudocom a base 63 da canaleta (slot) do bráquete 51 de modo que os dois ladosespaçados 65 e 66 convergem estendendo-se a partir da base da canaleta (slot)do bráquete 63 até a abertura da canaleta (slot) do bráquete 61 ou da aberturada canaleta (slot) do bráquete 61 até a base da canaleta (slot) do bráquete 63.

O corpo de bráquete 47 é então transladado ao longo da perna L7até saindo do jito 83, efetivamente separando o corpo de bráquete 47 do jito 83e dessa forma da árvore de moldes (bloco 193). Se o design de corpo debráquete inclui uma asa de bráquete 57 como a ilustrada nas figuras 4 e 21, ocorpo de bráquete 47 é adicionalmente transladado de modo que o padrão decorte se estende ao longo da superfície lateral da canaleta (slot) da asa debráquete 57 para por meio disso formar a superfície lateral da canaleta (slot) daasa de bráquete 57, separando o corpo de bráquete 47 do jito 83. Nota:conforme descrito anteriormente, melhor que transladar o corpo de bráquete47, os acionadores 125 e 127 podem ser transladados para executar asoperações descritas acima e aquelas descritas a seguir.

Conforme mostrado na figura 24, de acordo com uma modalidadeda presente invenção onde a canaleta (slot) do bráquete é uma canaleta (slot)do bráquete de extremidade fechada 53 definindo um canal ou tubo através docorpo de bráquete 47, um método de fabricação de aparelhos ortodônticos 41pode incluir a execução do padrão de corte por descarga elétrica em respostaao sinal de controle para formar a canaleta (slot) do bráquete como ilustradonas figuras 25 e 26. Na configuração tubular da canaleta (slot) do bráquete, acanaleta (slot) do bráquete 53 tem um perímetro fechado e se estende atravésdo corpo de bráquete 47. A canaleta (slot) do bráquete 53 tubular, similar àcanaleta (slot) do bráquete 51 de extremidade aberta pode também, porexemplo, ser formada para se adaptar sendo orientada paralelamente àsuperfície interna do dente de modo que o corpo de bráquete 47 estejaposicionado sobre e/ou na orientação geral da base de bráquete 49. Isto é, acanaleta (slot) do bráquete 53 pode ser orientada substancialmente paralela auma orientação da superfície do dente, da geometria da base de bráquete, oude ambas. Semelhantemente, o corpo de bráquete 47 transportando a canaleta(slot) do bráquete 53 tendo o formato tubular pode também ter um formato quecoincide substancialmente com o formato de um dente associado.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, emresposta ao sinal de controle um primeiro padrão de corte por descarga elétrica éexecutado para formar o tubo de bráquete 53. O padrão se estende ao longo deum perímetro do tubo do bráquete 53 e pode ser personalizado para campararsubstancialmente as dimensões associadas de um fio (archwire) 43 selecionadopreviamente para por meio disso formar uma interface de precisão com o fio(archwire) 43. O tubo de bráquete 53 é "cortado" no corpo de bráquete 47usando, por exemplo, uma combinação de eletrodo gravador de matriz 119 e umeletrodo de fio móvel 117. O controlador do aparelho de descarga elétrica 103,conforme descrito anteriormente, pode receber instruções de controle dodispositivo como, por exemplo, aquelas ilustradas na figura 27, diretamente dousuário ou através de um link de comunicação para um computador deprocessamento de dados 91 ou sistema fornecendo instruções de controle dodispositivo que descreve movimentos dos eletrodos para formar o padrão dedescarga elétrica (bloco 201). Alternativamente, um orifício de partida pode serpré-formado através de outros meios conhecidos pelos versados na técnica.Depois de posicionar a árvore de moldes (bloco 203), o padrão de corte pordescarga elétrica pode ser iniciado (bloco 205) manualmente através de umoperador do aparelho de descarga elétrica 101 ou automaticamente através dautilização de sensores, como conhecido pelos versados na técnica.

Ao iniciar o padrão de corte por descarga elétrica, o primeirobráquete 45 na árvore de moldes exigindo um tubo cortado através do mesmo éposicionado de modo que o bráquete está na justaposição adequada com oeletrodo de fio móvel 117 em um ponto de partida, por exemplo, ponto de partidaTP0 mostrado na figura 25, que pode ser próximo ao programa ponto zero dodispositivo de descarga elétrica 111'. Se um canal de partida 130 não foi formadoanteriormente (bloco 207), um eletrodo gravador de matriz 119 ou uma peçadesconcertada do eletrodo de fio móvel 117 pode ser usado para formar ouiniciar o canal de partida 130 (bloco 209). Corrente elétrica de alta freqüência épassada através do eletrodo 117 e 119, e o fluido dielétrico é fornecido de modoque a tensão em um vão entre o eletrodo 117 e 119 e o corpo de bráquete 47pode ionizar o fluido dielétrico para executar o processo de erosão no corpo debráquete 47 para formar o canal de partida para o tubo do bráquete 53. Apósafundando o canal 130 para acomodar a implantação normal do eletrodo de fiomóvel 117, o eletrodo de fio móvel 117 é enfiado através do canal 130 até oponto de partida TP0 (bloco 211). O carretei de suprimento 121 contendoporções não usadas do eletrodo de fio móvel 117 começa fornecendo um fluxocontinuo de suprimento de eletrodo de fio móvel 117 e o carretei de recolhimento123 contendo porções usadas do eletrodo de fio móvel 117 começa coletando oeletrodo de fio móvel 117 fornecido pelo carretei de suprimento 121 em uma taxaselecionada pelo usuário ou dependente do material. Conforme descritoanteriormente, corrente elétrica de alta freqüência é também passada através doeletrodo de fio móvel 117 e o fluido dielétrico é fornecido para executar oprocesso de erosão no corpo de bráquete 47 para formar o tubo do bráquete.

De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção,em resposta às instruções de controle do acionador, o corpo de bráquete étransladado de acordo com a primeira perna TL1 do padrão de corte de modo queo eletrodo de fio móvel 117 eletricamente corrói o material do corpo de bráqueteaté uma porção do perímetro desejado do tubo do bráquete 53 (bloco 213), porexemplo, até o ponto de partida do perímetro inicial TPi. O corpo de bráquete 47 éentão transladado ao longo da perna TL2 até alcançar o ponto de início desejadoTP2 do primeiro lado 65'. O corpo de bráquete 47 é então transladado ao longo daperna TL3 até alcançar o comprimento desejado do tubo do bráquete 53. O corpode bráquete 47 é então transladado ao longo da perna TL4 até alcançar a larguradesejada 55' da canaleta (slot) do bráquete 53. O corpo de bráquete 47 é entãotransladado ao longo da perna TL5 até alcançar o comprimento desejado dosegundo lado 66'. O corpo de bráquete 47 é então transladado até alcançar oponto de partida do perímetro inicial TPi, completando o perímetro da canaleta(slot) do bráquete 53 (bloco 215). O eletrodo de fio móvel 117 é então removido dedentro do tubo do bráquete 53 (bloco 217). Nota: embora mostrado comoparalelos, o primeiro e o segundo lados 65' e 66', podem formar um ângulo agudocom a base da canaleta (slot) do bráquete 63' da canaleta (slot) 53 de modo queos dois lados espaçados 65' e 66' convergem se estendendo da base da canaleta(slot) do bráquete 63' ou na direção da base canaleta (slot) do bráquete 63'.Adicionalmente, similar à canaleta (slot) do bráquete de extremidade aberta 51,descrita anteriormente, o comprimento ou largura de uma ou mais das pernaspode ser estendido de modo que o comprimento do corte excede o comprimentoou largura do tubo de bráquete 53 para por meio disso formar um rebaixo.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, emresposta ao sinal de controle, um segundo padrão de corte por descarga elétricapode também ser executado para separar o corpo de bráquete 47 do jito 83 (videfiguras 25 a 27). Ao iniciar o segundo padrão de corte por descarga elétrica(bloco 221), o corpo de bráquete 47 é reposicionado de modo que o bráquete 45esteja na justaposição própria com o eletrodo de fio móvel 117 (bloco 223) emum ponto de partida, por exemplo, ponto de partida S0 mostrado na figura 25. Ocorpo de bráquete 47 é então reposicionado de acordo com a primeira perna LPido padrão de corte. O corpo de bráquete 47 é então transladado ao longo daperna L2 até sair do jito 83, efetivamente separando o corpo de bráquete 47 dojito 83 (bloco 225) e dessa forma da árvore de moldes.

É importante notar que enquanto modalidades da presente invençãotêm sido descritas no contexto de um sistema completamente funcional, versadosna técnica apreciarão que o mecanismo da presente invenção e/ou aspectos domesmos são capazes de serem distribuídos sob a forma de um meio legível porcomputador de instruções em diversas formas para execução em umprocessador, processadores, ou similares, e que a presente invenção se aplica damesma forma Independentemente do tipo de sinal em particular produzido pormídia usado para realmente executar a distribuição. Exemplos de mídia legível porcomputador incluem mas não se limitam a: mídia tipo código fixo (hard-coded),não-volátil como memórias somente para leitura (ROMs-read only memories), CD-ROMs e DVD-ROMs, ou memórias somente para leitura programáveiseletricamente apagáveis (EEPROMs-erasable, electrically programmable readonly memories), mídia do tipo registrável como disquetes, unidades de discorígido, CD-R/RWs, DVD-RAMs, DVD-R/RWs, DVD+R/RWs, unidades de memóriaflash e outros tipos mais novos de memórias e mídias do tipo transmissão comolinks de comunicação digitais e análogos.

Conforme mostrado nas figuras 1 a 27, modalidades da presenteinvenção incluem um meio legível por computador que é legível por umcomputador para fabricar aparelhos ortodônticos. Por exemplo, de acordo comuma modalidade da presente invenção, um meio legível por computador éfornecido contendo um conjunto de instruções que, quando executadas pelocomputador, fazem que o computador execute a operação de recepção de umarepresentação dimensional virtual de uma canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53,em um corpo de bráquete 47 de um bráquete 45 de um aparelho ortodôntico 41, ederivar instruções de controle do dispositivo em resposta à representaçãodimensional virtual de uma canaleta (slot) do bráquete 51 ou 53 e/ou em respostaa entrada de dados pelo usuário. As instruções de controle do dispositivo incluemaquelas para executar a operação de executar um padrão de corte por descargaelétrica que se estende ao longo de um perímetro da canaleta (slot) do bráquete51 ou 53, com suficiente precisão para substancialmente camparar as dimensõesassociadas de um fio (archwire) 43 selecionado previamente para por meio dissoformar uma interface de precisão com o fio (archwire) 43.

Especificamente, para uma canaleta (slot) de extremidade aberta51, como talvez melhor mostrado na figura 21, as instruções de controle dodispositivo, por exemplo, podem incluir aquelas para executar as operaçõesde detectar ou determinar uma posição de um corpo de bráquete 47 definindoum ponto de partida do padrão de corte para começar a usinagem dedescarga elétrica, que se estende de uma porção inicial do padrão de corteao longo de uma porção de uma superfície externa do corpo de bráqueteadjacente à boca da canaleta (slot) 51, uma trajetória de corte que se estendeno corpo de bráquete 47 para formar a primeiro lado 65 da canaleta (slot) 51,uma trajetória de corte que se estende pelo menos parcialmente transversalao primeiro lado 65 para formar uma extremidade de base de bráquete 63, eestendendo a trajetória de corte até a superfície do corpo de bráquete 47 paraformar o segundo lado 66 e para a formação completa da canaleta (slot) dobráquete 51. As instruções podem também incluir aquelas para executar aoperação de formação de uma extensão transversal que se estende no corpode bráquete 47 de um ou ambos lados espaçados 65 e 66, adjacentes àextremidade de base 63 da canaleta (slot) do bráquete 51 para por meio dissoformar um rebaixo da canaleta (slot) do bráquete 67. As instruções podemtambém incluir aquelas para executar a operação de extensão de uma porçãodo padrão de corte ao longo da superfície lateral da canaleta (slot) da asa dobráquete 57 para por meio disso formar a superfície lateral da canaleta (slot)da asa do bráquete 57. Vantajosamente, de acordo com modalidades dapresente invenção, o padrão de corte é selecionado de modo que a conclusãoda canaleta (slot) do bráquete 51 ou conclusão do corte da superfície lateralda canaleta (slot) da asa do bráquete 57, se aplicável, resulta na separaçãodo corpo de bráquete 47 do jito 83 associado.

Para uma canaleta (slot) de extremidade fechada 53, como talvezmelhor mostrado na figura 25, as instruções de controle do dispositivo, porexemplo, podem incluir aquelas para executar as operações de detectar oudeterminar uma posição de um corpo de bráquete 47 definindo um primeiro pontode partida do padrão de corte para começar a usinagem de descarga elétrica, quese estende de uma porção inicial do padrão de corte até um ponto adjacente aoperímetro interno da canaleta (slot) do bráquete 53, e estende o padrão de corteao longo do perímetro interno da canaleta (slot) do bráquete 53 para por meiodisso formar a canaleta (slot) do bráquete 53. As instruções podem também incluiraquelas para executar a operação de formação de uma extensão transversal quese estende no corpo de bráquete 47 de um dos lados 65 e 66, adjacentes àextremidade de base 63 da canaleta (slot) do bráquete 53 para por meio dissoformar um rebaixo da canaleta (slot) do bráquete. Nota: para corpos de bráquete47 desprovidos de um canal de partida pré-formado 130, as instruções podemtambém incluir aquelas para executar a operação de formação do canal de partida130. As instruções podem também incluir aquelas para executar as operações dedetectar u determinar uma posição em um corpo de bráquete 47 definindo umsegundo ponto de partida do padrão de corte para começar a usinagem dedescarga elétrica e estendendo o segundo padrão de corte através de um jito 83para por meio disso separar o corpo de bráquete 47 do jito 83.

De acordo com modalidades da presente invenção, um meiolegível por computador é fornecido contendo um conjunto de instruções que,quando executadas pelo computador, fazem que o computador execute aoperação de recepção de uma representação dimensional virtual de umacanaleta (slot) do bráquete 51 ou 53, em um corpo de bráquete 47 de umbráquete 45 de um aparelho ortodôntico 41, e derivar um sinal de controletransportando as instruções de controle do dispositivo de descarga elétricaresponsivo para as instruções de controle do dispositivo de descarga elétricapara executar as operações descritas acima.

A invenção foi descrita em considerável detalhe com referênciaespecífica para as modalidades ilustradas. Será aparente, entretanto, quevárias modificações, alterações e outras mudanças podem ser feitas dentro doespírito e escopo da invenção conforme descrito no anteriormente mencionadorelatório descritivo. Por exemplo, o bráquete sem a canaleta (slot) foi descritocomo produzido em um molde. Outros métodos de produção de bráquetes pré-processados estão incluídos nos ensinamentos acima. Além disto, porexemplo, a canaleta (slot) do bráquete foi descrita como sendo formada deacordo com instruções de controle do dispositivo. Em uma modalidadealternativa da presente invenção, outros métodos de usinagem incluindo"mailing", perfuração, torneamento, brunidura, usinagem ultra-sônica, corte porágua sob alta pressão ou esmerilhação, conhecidos pelos versados na técnica,sozinhos ou combinados, ou com usinagem de descarga elétrica, podem serusados para executar o acima descrito padrão de usinagem que se estende aolongo de um perímetro da canaleta (slot) do bráquete para fornecer umacanaleta (slot) do bráquete personalizada formada para campararsubstancialmente dimensões associadas de um fio (archwire).

Adicionalmente, alterações não substanciais do assuntoreivindicado como visto por uma pessoa com habilidade normal na técnica,agora conhecida ou desenvolvida depois, são expressamente contempladascomo sendo equivalentes dentro do escopo nas reivindicações. Portanto,substituições óbvias agora ou conhecidas depois por um com habilidadenormal na técnica são definidas como dentro do escopo dos elementosdefinidos. Além disto, as palavras usadas neste relatório descritivo paradescrever a invenção e suas várias modalidades devem ser entendidas nãosomente em seus significados definidos comumente, mas incluem por especialdefinição nesta estrutura de relatório descritivo, material ou atos além doescopo dos significados definidos comumente.

Conseqüentemente, a presente invenção refere-se a um dispositivopara a fabricação de aparelhos ortodônticos, o dispositivo que compreende umcomputador de design de aparelho ortodôntico virtual tendo um processador,memória acoplada ao processador, e programa produto de design de aparelhoortodôntico armazenado na memória que inclui instruções para executar asoperações de recepção de dados de dentição do paciente e fazer o design deuma representação dimensional virtual de um aparelho ortodôntico definindodados de design do aparelho ortodôntico virtual responsiva aos dados recebidosda dentição do paciente, o aparelho ortodôntico que inclui um fio (archwire)personalizado e uma pluralidade de bráquetes de precisão personalizados, cadaincluindo uma superfície adesiva voltada para o dente e uma canaleta (slot) dobráquete; um aparelho de formação de molde posicionado para formar cadabráquete incluindo um molde posicionado para receber um material de formaçãode bráquete e um dispositivo dispensador posicionado para dispensar o materialde formação de bráquete no molde, o molde tendo uma cavidade para cada umda pluralidade de bráquetes que define as periferias do bráquete quando omaterial de formação de bráquete é posicionada no molde e tendo um canaldefinindo as periferias de um jito quando cheio com o material de formação debráquete, cada bráquete moldado conectado ao jito quando removido do molde;um computador de processamento de dados em comunicação com o computadorde design de aparelho ortodôntico virtual e tendo memória e programa produto defabricação auxiliado por computador armazenado na memória, que incluiinstruções para executar a operação de derivar instruções de controle dodispositivo de descarga elétrica, inclusive aquelas para executar a operação deformação de um padrão descrevendo uma representação dimensional virtual dacanaleta (slot) do bráquete responsivo aos dados de design do aparelhoortodôntico virtual; e um aparelho de usinagem por descargas elétricas emcomunicação com o computador de processamento de dados e que compreendeum controlador tendo memória e programa produto de comunicação de dadosarmazenado na memória que iclui instruções para executar a operação derecepção de instruções de controle do dispositivo de descarga elétrica e programaproduto de controle também armazenado na memória e incluindo instruções paraderivar um sinal de controle transportando as instruções de controle do dispositivode descarga elétrica responsiva às instruções recebidas de controle do dispositivode descarga elétrica, e um dispositivo de descarga elétrica que compreende umconjunto de eletrodos de descarga elétrica que inclui um eletrodo e pelo menosuma seção de acionamento adaptada para posicionar cada bráquete em contatode descarga elétrica com o eletrodo para formar a canaleta (slot) do bráquete eadaptado para simultaneamente separar o bráquete do jito quando forma acanaleta (slot) do bráquete responsiva ao sinal de controle.

De preferência, as instruções de controle do dispositivo dedescarga elétrica incluem aquelas para executar a operação de executar umpadrão de corte por descarga elétrica que se estende ao longo de umperímetro da canaleta (slot) do bráquete.

Adicionalmente, é preferencial que a canaleta (slot) do bráqueteinclua uma extremidade de superfície aberta e uma extremidade de base fechadae dois lados espaçados que se estendem entre os mesmos, e sendo que umaporção inicial do padrão de corte se estende ao longo de uma superfície externado bráquete substancialmente transversal a pelo menos um dos lados.

Alternativamente, a canaleta (slot) do bráquete inclui umaextremidade de superfície aberta e uma extremidade de base fechada e doislados espaçados que se estendem entre os mesmos, sendo que o bráqueteinclui uma asa de bráquete tendo uma superfície lateral com uma canaleta(slot), e sendo que uma porção do padrão de corte se estende ao longo dasuperfície lateral com canaleta (slot) da asa do bráquete para por meio dissoformar uma superfície lateral com canaleta (slot) da asa do bráquete.

De preferência, a canaleta (slot) do bráquete inclui umaextremidade de superfície aberta e uma extremidade de base fechada e doislados espaçados que se estendem entre os mesmos, e sendo que o padrão decorte inclui uma extensão transversal que se estende no bráquete a partir deum dos lados espaçados até a extremidade de base da canaleta (slot) dobráquete para por meio disso definir um rebaixo da canaleta (slot) do bráquete.

A canaleta (slot) do bráquete pode incluir uma extremidadeaberta e uma extremidade de base fechada e dois lados espaçados que seestendem entre as mesmas, espaçados para definir uma largura da canaleta(slot) do bráquete, sendo que o padrão de corte inclui pelo menos umaextensão transversal que se estende no bráquete de pelo menos um dos ladoespaçados correspondentes adjacentes à base para por meio disso definir umrebaixo da canaleta (slot) do bráquete tendo uma largura de rebaixo, a largurade rebaixo excedendo a largura da canaleta (slot).

As instruções de controle do dispositivo de descarga elétricapodem incluir aquelas para executar a operação de detectar uma posição emum bráquete definindo um ponto de partida do padrão de corte para começara usinagem de descarga elétrica.

O eletrodo pode incluir a eletrodo de descarga elétrica de fio móveldefinindo um eletrodo de fio móvel, sendo que o conjunto de eletrodos inclui umcarretei de suprimento contendo porções não usadas do eletrodo de fio móvelpara fornecer um fluxo contínuo de suprimento de eletrodo de fio móvelenquanto executando o padrão de corte e um carretei de recolhimento contendoporções usadas do eletrodo de fio móvel para coletar o eletrodo de fio móvelfornecido pelo carretei de suprimento enquanto executando o padrão de cortepara formar a canaleta (slot) do bráquete e para fornecer tensão ao eletrodo defio móvel para por meio disso fornecer uma superfície de corte substancialmenteplana, sendo que a canaleta (slot) do bráquete e o fio (archwire) formam umainterface entre a canaleta (slot) do bráquete e o fio (archwire) quando o fio(archwire) é posicionado na canaleta (slot) do bráquete, e sendo que a interfacecanaleta (slot) do bráquete e fio (archwire) fornece em ao menos uma dimensãouma tolerância igual a ou menor que aproximadamente 20 mícrons (pm).

Alternativamente, o eletrodo inclui um eletrodo de descargaelétrica gravador de matriz, sendo que o conjunto de eletrodos inclui umaríete para estender o eletrodo adjacente ao bráquete quando executando opadrão de corte para formar a canaleta (slot) do bráquete, e sendo que acanaleta (slot) do bráquete é especificada tendo pelo menos em umadimensão uma tolerância menor que 30 mícrons.

Em outras palavras, o sistema para a fabricação de aparelhosortodônticos compreende um processador de dados de controle numéricodefinindo um controlador tendo memória e programa produto de controlearmazenado na memória que inclui instruções que quando executadas pelocontrolador fazem que o controlador execute a operação de derivar um sinal decontrole numérico transportando instruções de controle do dispositivo de descargaelétrica para formar a canaleta (slot) do bráquete em um bráquete de um aparelhoortodôntico e para separar o bráquete do jito conectado ao bráquete; eum dispositivo de descarga elétrica em comunicação com o controlador e tendoum conjunto de eletrodos de descarga elétrica incluindo um eletrodo e tendo pelomenos uma seção de acionamento adaptada para posicionar o bráquete emcontato de descarga elétrica com o eletrodo responsivo ao sinal de controlenumérico para formar a canaleta (slot) do bráquete e para separar o bráquete dojito quando a canaleta (slot) do bráquete é formada. Conseqüentemente, odispositivo compreende um controlador tendo memória, programa produto decomunicação de dados armazenado na memória que inclui instruções quequando executadas pelo controlador fazem que o controlador execute aoperação de receber instruções de controle do dispositivo de descarga elétricadescrevendo uma representação dimensional virtual da canaleta (slot) dobráquete em um bráquete de um aparelho ortodôntico, e programa produto decontrole também armazenado na memória que inclui instruções que quandoexecutadas pelo controlador fazem o controlador executar a operação de derivarum sinal de controle transportando as instruções de controle do dispositivo dedescarga elétrica responsivo às instruções de controle do dispositivo dedescarga elétrica; e um dispositivo de descarga elétrica em comunicação com ocontrolador tendo um conjunto de eletrodos de descarga elétrica incluindo umeletrodo e tendo pelo menos uma seção de acionamento adaptada paraposicionar o bráquete em contato de descarga elétrica com o eletrodoresponsivo ao sinal de controle para formar a canaleta (slot) do bráquete deacordo com um padrão de corte por descarga elétrica predefinido derivado paracamparar substancialmente as dimensões associadas de um fio (archwire) parapor meio disso formar uma interface de precisão com o fio (archwire).

O método de fabricação de aparelhos ortodônticos de acordocom a invenção compreende as etapas de derivar um sinal de controletransportando instruções de controle do dispositivo de uma representaçãodimensional virtual de uma canaleta (slot) do bráquete em um bráquete de umaparelho ortodôntico descrevendo operações para executar um padrão decorte por descarga elétrica que se estende ao longo de um perímetro dacanaleta (slot) do bráquete e configurado para camparar substancialmentedimensões associadas de um fio (archwire) para por meio disso formar umainterface de precisão com o fio (archwire); e executando o padrão de corte pordescarga elétrica responsivo ao sinal de controle para formar a canaleta (slot)do bráquete. De preferência, o padrão de corte por descarga elétrica épersonalizado para camparar substancialmente dimensões associadas de umfio (archwire) selecionado previamente.

Antes de executar o padrão de corte por descarga elétrica, obráquete pode estar conectado a um jito, e a etapa de executar o padrão decorte por descarga elétrica inclui cortar o bráquete do jito para de maneirasubstancialmente simultânea separar o bráquete do jito quando da formaçãoda canaleta (slot) do bráquete.

Antes de executar o padrão de corte por descarga elétrica, obráquete pode estar conectado a um jito que está conectado a uma árvore demoldes, e a etapa de executar o padrão de corte por descarga elétrica podeincluir a etapa de cortar o bráquete da árvore de moldes.

Quando a canaleta (slot) do bráquete inclui uma extremidade desuperfície aberta e uma extremidade de base fechada e dois lados espaçadosestendendo-se entre as mesmas, a etapa de executar o padrão de corte pordescarga elétrica pode incluir adicionalmente a etapa de formação de umaextensão transversal que se estende no bráquete de um dos lados espaçadosadjacente à extremidade de base da canaleta (slot) do bráquete para por meiodisso definir um rebaixo da canaleta (slot) do bráquete.

Quando a canaleta (slot) do bráquete inclui uma extremidade desuperfície aberta e uma extremidade de base fechada e dois lados entre asmesmas espaçados para definir uma largura da canaleta (slot) do bráquete, aetapa de executar o padrão de corte por descarga elétrica pode incluiradicionalmente a etapa de formação de uma extensão transversal que seestende no bráquete de um dos lados espaçados adjacente à extremidade debase da canaleta (slot) do bráquete para por meio disso definir um rebaixo dacanaleta (slot) do bráquete tendo uma largura de rebaixo, a largura de rebaixoexcedendo a largura da canaleta (slot) do bráquete.

Quando o bráquete inclui uma asa de bráquete, a etapa deexecutar o padrão de corte por descarga elétrica pode incluir adicionalmente aetapa de estender uma porção do padrão de corte ao longo da superfície lateralcom canaleta (slot) da asa do bráquete para por meio disso formar a superfícielateral com canaleta (slot) da asa do bráquete.

Quando a canaleta (slot) do bráquete inclui uma extremidade desuperfície aberta e uma extremidade de base fechada e dois lados espaçadosestendendo-se entre as mesmas, a etapa de executar o padrão de corte pordescarga elétrica pode incluir adicionalmente a etapa de estender uma porçãoinicial do padrão de corte ao longo de uma superfície externa do bráquetesubstancialmente transversal para pelo menos um dos lados. Adicionalmente, aetapa de executar o padrão de corte por descarga elétrica pode incluir a etapade formação de um agudo ângulo entre um dos lados e a base da canaleta(slot) do bráquete de modo que os dois lados espaçados estendendo-se apartir da base da canaleta (slot) do bráquete convergem.

Quando a canaleta (slot) do bráquete é um tubo do bráquete, opadrão de corte por descarga elétrica pode ser um primeiro padrão de corte pordescarga elétrica, sendo que antes de executar o primeiro padrão de corte pordescarga elétrica, o bráquete está conectado a um jito, e sendo que o métodocompreende, ainda, a etapa de executar um segundo padrão de corte pordescarga elétrica responsivo ao sinal de controle para separar o bráquete do jito.

De preferência, o fio (archwire) é personalizado e o métodocompreende, ainda, a etapa de formação do fio (archwire) personalizadoadaptada para ser posicionado na canaleta (slot) do bráquete para formaruma interface da canaleta (slot) do bráquete e fio (archwire) fornecendo empelo menos uma dimensão uma folga ou tolerância igual a ou menor queaproximadamente 20 mícrons.

Claims

1. DISPOSITIVO PARA FABRICAÇÃO DE APARELHOSORTODÔNTICOS tendo um fio de arcada e uma pluralidade de suporte,cada um deles tendo uma superfície adesiva ao dente e uma canaleta desuporte, o dispositivo compreendendo um computador adaptado para gerarinstruções de controle numérico a partir dos dados que definem umarepresentação virtual dimensional do aparelho ortodôntico, caracterizado porcompreender um aparelho de usinagem por descarga elétrica tendo umconjunto de eletrodo para descarga elétrica que inclui um eletrodo e pelomenos uma seção de acionamento adaptada para posicionar cada corpo desuporte em contato com a descarga elétrica do eletrodo para moldar a canaletade suporte, sendo que o aparelho de usinagem por descarga elétrica temmeios para receber os dados de instrução de controle numérico.

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o computador tem memória associadaadaptada para receber dados tridimensionais sobre a dentição do paciente eé adaptado pra gerar dados que definem uma representação dimensionalvirtual personalizada do aparelho ortodôntico pelo menos parcialmentederivada dos dados de dentição do paciente.

3. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que a seção de acionamento compreende uma seçãode recepção para receber a seção de acessório conectada ao corpo do suporte.

4. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de compreender um aparelho de moldagem queinclui um molde posicionado para receber um material de formação desuporte, sendo que o molde é adaptado para formar cada corpo de suporte, eum dispositivo dispensador posicionado para dispensar o material deformação de suporte no molde, sendo que o molde tem uma cavidadeadaptada ao contorno de cada um dos suporte e definindo os contornos dejitos para preencher o molde com o material de formação de suporte, cada jitocompreendendo uma seção pendente.

5. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a seção de acionamento é adaptada paraposicionar cada suporte em contato com a descarga elétrica do eletrodo para,simultaneamente, separar o suporte da seção pendente durante a moldagemda canaleta de suporte.

6. DISPOSITIVO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato de que a canaleta de suporte inclui uma extremidade desuperfície aberta e uma base fechada e dois lados espaçados estendendo-seentre elas, e sendo que o conjunto de eletrodo para aplicação de descargaelétrica é adaptado para colocar uma porção de uma superfície externa dosuporte em posição substancialmente transversal a pelo menos um dos ladosem contato com a descarga elétrica do eletrodo.

7. PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE APARELHOSORTODÔNTICOS tendo um fio de arcada e uma pluralidade de suportes, cadaum tendo uma superfície adesiva ao dente e uma canaleta de suporte,compreendendo a etapa de gerar um sinal de dados de instruções de controlenumérico por um computador a partir de dados definindo uma representaçãodimensional virtual do aparelho ortodôntico, caracterizado por moldar acanaleta de suporte por usinagem por descarga elétrica usando um aparelhode usinagem por descarga elétrica que compreende um conjunto de eletrodopara aplicar descarga elétrica incluindo um eletrodo, incluindo oposicionamento de cada corpo de suporte em contato com a descarga elétricado eletrodo por pelo menos uma seção de acionamento, sendo que o aparelhode usinagem por descarga elétrica é controlado pelo sinal de dados deinstruções de controle numérico.

8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que o computador é alimentado com dadostridimensionais da dentição do paciente e a representação virtual dimensionaldo aparelho ortodôntico é gerada pelo computador de acordo com os dadostridimensionais da dentição do paciente.

9. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 7 e 8,caracterizado pelo fato de compreender a produção do corpo do suporte quecompreende uma seção pendente, e sendo que a seção pendente éposicionada em uma seção de recepção da seção de acionamento que orientao corpo do suporte na direção do aparelho de usinagem por descarga elétricapara usinagem.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que os suporte são produzidos pela moldagem deum material de formação de suporte em um molde que é adaptado paraformar suportes, cada um deles fixado a uma canaleta que compreende aseção pendente.

11. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que o processo compreende a etapa de fazer aseparação entre a seção pendente e o suporte por usinagem de descargaelétrica.

12. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 7 a 11,caracterizado pelo fato de que a canaleta é usinada para incluir uma extremidadede superfície aberta e uma extremidade de superfície fechada e dois ladosespaçados estendendo-se entre elas, pelo menos um dos quais é dotado de umaextensão transversal à canaleta estendendo-se para dentro do corpo do suporte apartir de um dos lados espaçados adjacentes à base da canaleta de suporte paragerar pelo menos um rebaixo da canaleta de suporte por usinagem de descargaelétrica.