JPH0956731A

JPH0956731A - 歯型の製造方法

Info

Publication number: JPH0956731A
Application number: JP20956895A
Authority: JP
Inventors: D Dehoff Barry; デー．デホフバリィ; M Grimm Carlton; エル．グリムカールトン; T C Ryu Andrew; テー．シー．リウアンドリュー; E Mcgaw Jeffrey; イー．マクグラウジェフェリー
Original assignee: Dentsply International Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】義歯製造に必要な高精度品質を有する歯型の
製造方法を提供する。【解決手段】歯の模型を走査し、少なくとも３つの型
部分をフライス加工により製作する工程を包含する。各
型部分は第１ミルによる第１工具通路に沿った第１パス
を実行することによってフライス加工され、第１パスで
は複合義歯を製作するために適当なマルチキャビティー
型部分をつくるべく第１の金属ブロック内に複数のキャ
ビティーを形成するよう材料が削り取られ、そのフライ
ス加工は編集されたデータを使用するフライス加工プロ
グラムによって指図され、編集されたデータは設計プロ
グラムを使用して反射データを編集することによって得
られる。編集されたデータがフライス加工プログラムに
よって工具通路に沿ったフライス加工及び型内における
夫々１つの成型されたコーティングを有する高精度義歯
の反復成型を指図する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は義歯をつくるための型の製造法、
さらに詳細にはオペレーター支援、コンピューター制御
された歯型の製造法に関する。歯型は歯科技術の分野で
義歯をつくるために使用されている。歯型の製作は費用
と時間、その上労力を要する工程を含む。さらに、専門
技師の熟練が必要とされ、この技術分野における人の訓
練には約２年かかる。

【０００２】簡単に説明すると、作業型または義歯の通
常の製作に使用される型の製造方法は下記の工程を包含
する。歯のマスターダイを使用してシリコーン型をつく
る工程。このシリコーン型を使用してエポキシ樹脂から
作業型をつくる工程。所望数の作業型が製造されるまで
上記工程が繰り返される。複数の作業型が１つのテンプ
レート（型板）の上に配置されて１個の歯の多数のコピ
ーがただ１つの型からつくられることもある。テンプレ
ートの上に置かれた複数のダイのシリコーン型がつくら
れそしてそのシリコーン型からエポキシ製のマンドレル
がつくられる。このマンドレルに銀が吹きつけられて電
荷を獲得しそしてニッケルで電気メッキされる。これに
より過剰の成型液体の逃げ道を有するクーポンおよびク
ーポン上の溝の間のランドまたは表面が形成される。こ
のクーポンが次にアルミ枠に取りつけられ、型ガイドポ
ストが配置されそしてアルミ枠に成型液体の入口のため
の湯口域が仕上げられる。取りつけられるクーポンは精
錬され、手ではめられ、手で磨かれる。点検後、取りつ
けられたクーポンはマスターモールドと呼ばれ、これが
作業型をつくるために使用される。マスターモールドを
製作するために約１２乃至１４週間かかる。さらに、マ
スターダイからポジ像をマスターモールドのネガ像に変
換するために少なくとも５回の像反転を要する。

【０００３】義歯の通常の製造に使用される作業型の作
成のためにはエポキシ製のマンドレルがマスターモール
ドからつくられる。エポキシ製のマンドレル製作工程後
の作業型製造のプロセスはマスターモールド製造のプロ
セスとまったく同様である。すなわち、吹きつけ、電気
メッキ、および精錬である。精錬工程は最終的な人手に
よる仕上げ研磨を含む。この工程の結果として、製造さ
れるべき義歯の表面特性を高精度で描写した型が得られ
る。マスターモールドから１つの作業型をつくるのに約
６週間かかる。

【０００４】実際には、ただ１つの義歯の製作に２つ、
３つまたはそれ以上の作業型部分が使用される。通常
は、正面型、シェーダー(shader)型、裏面型の３つの型
部分が使用される。正面型は歯の唇側面をつくるために
使用される。シェーダー型は歯面のエナメルブレンドを
つくるために使用される。裏面型は歯の背面側をつくる
ために使用される。

【０００５】歯型の従来通常の製造方法の上記説明から
明らかなように、そのプロセスは長く、費用がかさみし
かもかなりの労力を要する。歯型の従来の製造方法のこ
れら欠点のいくつかを克服する有力な手段としてコンピ
ューターの助けを借りることが提案されている。従来技
術の自動化システムでは義歯の製造のために必要な高い
描写精度の表面（歯面）パターンを発生させることは不
可能であった。

【０００６】歯科補綴物の作成ならびにそれに関連する
問題のための自動化方法を記載した特許文献の例として
は以下のものが示される。スインソン（Swinson ）の米
国特許第３８６１０４４号明細書。これは歯科インレー
を歯に入れる方法を教示している。この方法によれば、
インレーを受容するための歯が準備され、準備された歯
の写真映像信号が作成され、その映像信号が自動制御工
作機械に送信され、準備された歯の領域に蝋が充填さ
れ、蝋充填された歯の写真映像信号が作成され、その映
像信号が自動制御工作機械に送られ、これによりその映
像信号の制御下で自動工作機械が作動されて歯科インレ
ーがつくられそして準備された歯にそのインレーがはめ
込まれる。

【０００７】ハイトリンガー（Heitlinger）等の米国特
許第４３２４５４６号明細書には義歯製造のための方法
と装置が開示されている。この明細書に記載されている
義歯製造に有用な方法においては、準備された歯の残根
が作業模型に再現されそして最終義歯または仮歯がその
作業模型に適当に整合される。そしてこの方法は歯の残
根に対応する電子光学的三次元表面情報を提供する工
程、その歯の残根の電子光学的情報をコンピューターに
より座標制御信号に変換する工程およびその制御信号に
より工作機械を自動的に作動させて材料ブロックから残
根の作業模型を再現する工程を含んでいる。

【０００８】ホワイト（White ）の米国特許第４４３６
６８４号明細書には身体内部構造の三次元模型および型
キャビティーを作成する方法が記載されている。この方
法は当該体部に放射エネルギーを投射して体内部の放射
エネルギー応答を発生させる工程、その発生された放射
エネルギー応答を検知して当該体内構造を画定する体内
部位における物質の表現を得る工程、その物質の表現に
基づき選択された体内部の構造の三次元表示を画定する
一組の三次元座標を発生させる工程および発生された一
組の三次元座標に従って加工片に対して彫刻工具を作動
させて当該選択された構造の三次元表現に対応する模型
または型キャビティ−を形成する工程を包含するもので
ある。

【０００９】モエルマン（Moermann）等の米国特許第４
５７５８０５号明細書には注文成形インプラントの製造
方法および装置が開示されている。この方法は、加工片
がそれに整合される三次元輪郭を有する光反射性物体上
に置かれるべき加工片の製作を容易ならしめるものであ
ると記載されており、下記の工程を含むものである。す
なわち、対象物体の輪郭を非接触トポグラフ走査し、対
象物体からの反射光のパターンを光感知手段に入射さ
せ、その光感知手段上の光パターンを対応する電気デー
タのパターンに変換し、一組の電気データを選択し、選
択された電気データを保存し、順次入力される電気デー
タに応答する工作手段に加工片を取り付け、その加工手
段に該保存された一組の電気データを順次入力しそして
そのデータに従って加工片を三次元形状に機械加工す
る。

【００１０】デューレ（Duret ）等の米国特許第４６１
１２８８号明細書には義歯をつくるための体内部位の印
象を採得するシステムが開示されている。このシステム
は信号波を発生させるための非創傷性光波エネルギー源
を含み、その光波エネルギーを検査されるべき体内部位
に投射しそして当該部位からの反射波を受信し、これに
より当該部位の反射波を表すアナログ強度値を発生さ
せ、このアナログ強度値を受信器に接続されたアナログ
−数値変換器で当該部位の特徴を表現する数値情報に変
換し、この数値情報を受信してその情報から当該部位の
形状と寸法を三次元的に分析しそして当該部位に適合す
る輪郭を有する最終義歯に対応する三次元形状を設計す
るものである。上記の数値情報を受信するための手段に
は信号処理手段が接続されており、数値情報の出力は機
械命令信号に変換され、この命令信号によって義歯工作
機械が直接制御されて当該部位に正確に適合するよう加
工片が機械加工される。

【００１１】モエルマン（Moermann）等の米国特許第４
６１５６７８号明細書はインプラントの素材が前記米国
特許第４５７５８０５号明細書に開示されているタイプ
の装置によって機械加工されうることを教示している。
素材は歯科修復のためのインプラントを注文製造する場
合に使用されるものであり、結合された第１部分と第２
部分を含む。第１部分は最終インプラントの原料物質か
らつくられ、第２部分は別の材料からつくられる。第２
部分は工作機械内で素材を確実に支持するために好都合
な形に成形されておりそして好ましくはコードのついた
面を有している。このコード保有面により素材の物性に
ついての情報が機械によって読み取り可能となる。

【００１２】デューレ（Duret ）等の米国特許第４６６
３７２０号および第４７４２４６４号各明細書には各種
データがコンピューターメモリーに保存される義歯の製
造法が開示されている。すなわち、この方法では、標準
的歯の形状と寸法、歯と隣接および咬合歯との関係、準
備された部位へ義歯を確保するための諸特性を示すデー
タ、ならび直接インプラントのための義歯の輪郭を素材
から成形するための機械加工命令のデータがコンピュー
ターのメモリーに保存される。患者の口内に義歯を受容
するための部位を準備した後、歯科医が光学的に患者口
内のその部位に格子を投射しそして当該部位ならびにそ
の隣接構造との関係の全体印象を表す干渉パターンを発
生させる。その印象はデカルト座標系のｘ，ｙ，ｚのデ
ータに変換される。コンピューターに保存されていた標
準のデータと、干渉パターンの表わす印象とを比較する
ことによって当該部位に合わせるためのマッチングデー
タが得られる。これらのデータによって素材（ブラン
ク）が部位に整合するよう加工される。すなわち、工作
機械が上記ｘ，ｙ，ｚ座標データとコンピューターによ
るマッチングから得られた、義歯の形状と寸法を表わす
ｘ，ｙ，ｚデータにより数値制御されて工作機械の中で
目的の義歯がトータルにかつ三次元的につくられる。

【００１３】ブランデスティニ（Brandestini ）等の米
国特許第４７６６７０４号明細書には歯科材料のブラン
クから一回の操作で注文成形歯科修復部分を機械加工す
るための方法と装置が記載されている。この方法によれ
ば、加工片が加工片の回転と軸方向移動を可能する支持
部材に取りつけられる。分離ディスクがほとんど全工作
期間中使用される。さらに、所望の場合には、穴ぐり器
の形状をした付加的工具がより手の込んだ形状加工を行
うために使用できる。かかるディスクと穴ぐりが、１つ
の軸に平行運動と回転運動が可能なように支持されてい
る工具ホルダーに保持される。ディスクと穴ぐり器は閉
ループ流体供給装置によって動力供給される。供給量の
調節と工具摩耗補償の目的で工具速度検知スキームが使
用される。加工メカニズムと関連制御回路とは１つの共
通キャビネット内に収納されており、歯科医院内で使用
するのに便利な移動可能なユニットとなっている。

【００１４】ブランデスティニ（Brandestini ）等の米
国特許第４８３７７３２号明細書には準備された歯とそ
れに直接する部位の三次元形状を画定するデータを取得
するために便利な方法が教示されている。この方法は、
走査ヘッドからの生の画像をビデオディスプレーに表示
し、ビデオディスプレー上の歯の画像を観察しながら準
備された歯に関して走査ヘッドを手動により方向移動
し、選択された方向で走査ヘッドによって発生されたデ
ータから深さ画像とコントラスト画像とをつくり出し、
しかるのちコントラスト画像に基づき深さ画像を処理す
る諸工程を包含するものである。

【００１５】以上説明した従来の自動化された方法はた
だ１つの義歯をつくるためには適当であるかも知れない
が、複数の義歯の製造に繰り返し使用される型に必要と
される高い精度品質を製出することはできない。高精度
の型は歯に存在する唇側すじ(labial striations) や自
然のマーキングを形成するめに必要である。かつまた、
義歯の成形物質に自然な外観を与えるために必要な色の
混合をつくり出すために高い輪郭精度の複数の型が必要
とされるのである。しかしながら、本発明だけが許容し
うる表面（歯面）パターン模型が得られるまでコンピュ
ーターオペレーターを装置システムと相互作用させるよ
うにしたのである。さらに、型のフライス加工の指令と
その型の仕上げ研磨の指令との両者に工具通路プログラ
ムを使用したのは本発明のシステムだけである。すなわ
ち、コンピューターオペレーターの相互作用と工具通路
プログラムで指図された仕上げ研磨とが本発明の高精度
型の製造に寄与しているのである。従来技術はプログラ
ム指令フライス加工を採用した歯科補綴部分の直接製造
を教示するものであって、間接的（コンピューターオペ
レーター相互作用の）歯科補綴部分の型製造法を教示す
るものではない。

【００１６】したがって、本発明の第１の目的は義歯製
造に必要な高精度品質を有する歯型の製造方法を提供す
ることである。本発明のいま１つの目的は最少時間で義
歯を製造する方法を提供することである。本発明のいま
１つの目的は専門技師の熟練技術を必要しない歯型の製
造方法を提供することである。本発明のいま１つの目的
は労働集約的でない、したがって従来の方法よりも低コ
ストの義歯製造法を提供することである。本発明の上記
およびその他の目的ならびに本発明による歯型製造法の
利点および詳細は添付図面を参照した以下の実施例の記
載を読むことにより一層明瞭となろう。

【００１７】歯型の従来の製造方法の上記した欠点は本
発明によって克服される。本発明の方法は基本的には歯
の模型の表面を走査する工程およびその走査から得られ
たデータを義歯製造のために適当な型の中でその歯の模
型のネガ像を形成するために使用する工程を包含するも
のである。本方法は歯の模型の三次元表面のデータを得
るために歯の模型を走査し、そのデータを処理して工具
通路プログラムを作成し、そのプログラムを上記歯の模
型のネガ像である歯型の直接的製作を制御するために使
用する工程を含む。

【００１８】本発明の好ましい実施態様は義歯の製造で
あるが、歯以外の他の歯科補綴物も本発明によってつく
ることができることを理解されたい。ここで、歯の模型
とは抜いた哺乳動物の歯のような実際の歯科補綴部分ま
たは人工または機械製作された歯科補綴部分あるいは抜
歯または製作歯または他の歯部分のいずれかの一部分を
意味するものである。また、ここで歯科補綴部分とは
歯、歯冠、ブリッジ、化粧張り（ベニヤ）または他の歯
科修復単位および単位の一部分を意味する。歯のパター
ンとは歯型の中で成型されるべき歯科補綴物の歯科模型
のネガである。さらに、歯型は通常、いくつかの異なる
層または材料から１つの歯が増成できるようにるよう
に、いくつかの歯パターンとして作成されることを理解
されたい。

【００１９】本発明の１つの重要な特徴は本発明の方法
によると非常に輪郭描写精度の高い型が得られることで
ある。本発明のいま１つの重要な特徴は歯の型をつくる
全プロセスが従来常用のプロセスのような数週間という
単位ではなく、数時間という単位まで短縮できることで
ある。さらにいま１つの本発明の特徴は歯型が歯型製造
の専門技師の熟練を必要としないで製造できることであ
る。

【００２０】以下、実施例について記載する。本発明の
１つの好ましい実施例が図１に示されている。図面にお
いて、レーザーデジタル化装置１０がＣＡＤ／ＣＡＭコ
ンピューター２０に接続されており、そのコンピュータ
ーは工作機械３０に接続されている。なお、レーザーデ
ジタル化装置１０とＣＡＤ／ＣＡＭコンピューター２０
との間の接続ならびにＣＡＤ／ＣＡＭコンピューター２
０と工作機械との間の接続は矢印で示されており、詳細
に図示されてはいない。これらの接続はケーブルの形を
取ることもできるしまた機械から機械へのデタの手動搬
送であってもよい。

【００２１】レーザーデジタル化装置１０は回転する歯
の模型１４にレーザービームを集束させるレーザーカメ
ラ１２を含む。レーザービームは図示していない。歯模
型１４と模型回転手段１６とはレーザーカメラ１２のす
ぐ下に示されている。レーザーデジタル化装置１０はさ
らにビデオ表示モニター１８を有している。この歯型を
つくる第１段階において、歯の模型１４は回転支持体１
６の上に置かれて回転させられる。レーザーカメラ１２
はレーザービームを発射し、そのレーザービームは回転
している歯の模型１４に投射されそして模型からの反射
ビームがカメラ１２によって受け取られる。レーザーの
反射は電気信号に変換され、この電気信号は歯の模型の
三次元的表面位置または輪郭のデータに変換またはデジ
タル化される。

【００２２】レーザービームとレーザーカメラ１２によ
る読み取りの精度は、所望の場合には、歯の模型１４を
ぎらぎら光らない反射性物質でコーティングする任意工
程を採用することによって幾分向上させることができ
る。このようなコーティング層を付与すると歯の模型１
４を横切る各種の位置において実質的に均一なコントラ
ストが与えられる。

【００２３】デジタル化されたデータは翻訳機（図示な
し）によって機械が読取可能な言語に翻訳されそして処
理のためＣＡＤ／ＣＡＭコンピューター２０へ送られ
る。コンピューター２０は２つのビデオ表示モニター２
２と２４、およびプログラムを機能させるために必要な
ハードウエアを包含する。コンピューターのＣＡＤ部分
すなわちコンピューター支援設計の部分は歯の模型の三
次元表面パターンまたはマップを作成するべくデータを
設計処理するために使用される。処理の第１段階はレー
ザー走査から得られたデジタルデータをコンピューター
制御ソフトウエア編集プログラムにかけることである。
このコンピューター制御ソフトウエアプログラムはそれ
らデジタルデータをフィルターにかけ、平滑化しあるい
はまた正規化する。

【００２４】編集されたデジタルデータは歯の模型の三
次元表面パターン２６をつくり出すために使用される。
作像された三次元表面パターン２６は一方のビデオ表示
モニター２４に表示させることができ、編集デジタルデ
ータから求められた数値は他方のモニター２２に表示さ
せることができる。この時点において、コンピューター
のオペレータは、データがさらに処理される前に、装置
と相互作用する。すなわち、オペレータは表示された表
面パターンが、たとえば、歯のサイズや形状ならびに唇
側すじなどについて、歯型をつくるために必要な高い描
写精度が存在するか否かを調べる。歯型の作成のために
必要十分な描写精度が、目視分析と公知の幾何学的数値
たとえば長さ、幅、厚さに対する比較によって、存在し
ていないと判断された場合には、オペレータはキーボー
ド２８の操作によってこれまで使用されなかった補足デ
ータ（歯の模型の最初のレーザーデジタル化で発生され
たデータであるが、現今の歯模型の三次元表面パターン
の作成にはまだ使用されていないもの）を追加するこ
と、あるいは、より高いレーザービーム解像度でデジタ
ル化をくり返す（歯模型のレーザービーム分析をもう一
度、ただしより大きいレーザービーム解像力を使用して
新しいデータを発生させる）ことができる。いずれの場
合にも、新らしい三次元表面パターンが描出される。こ
のコンピューターオペレーター相互作用処理は許容可能
な表面パターンモデルができ上がるまで繰り返すことが
できる。

【００２５】三次元表面パターンが描写精度の点で許容
可能なものであった場合には、コンピューターのＣＡＭ
部分すなわちコンピューター支援製作の部分が使用され
て歯型製作のための工具通路プログラムが作成される。
この工具通路プログラムは工作機械３０の運転を指令制
御するために使用される。工作機械は多軸式のものが好
ましい。工具通路プログラムはフライス３２を作動さ
せ、適当な基材たとえばスチール、ニッケル、アルミ、
セラミック、プラスチックまたはその他機械加工可能な
材料から歯型３４をフライス加工させる。好ましい基材
はスチールである。歯型が切削された後、好ましくは、
その歯型に仕上げ研磨を指示し、その作業を制御するた
めに工具通路プログラムが使用される。仕上げ研磨工程
は表面の仕上がりを良くし、義歯の作成のために適当な
型ができ上がる。所望により最後に人手による仕上げ研
磨工程を加える。この方法によって作成される型または
クーポンは型フレームに取りつけて標準態様で機能させ
られる歯型であり得るし、また、全体型を製作すること
あるいは複数のキャビティー型をつくることもできる。

【００２６】本発明は歯の模型の走査のためにレーザー
ビームを使用することに限定されるものではないことを
理解されたい。エネルギー源としては十分な描写精度の
型を製造するために十分な解像度でのデータ読取りを可
能にする任意のエネルギー源たとえば電子ビームまたは
超音波が使用できる。さらに、他のソースから、たとえ
ば、双眼鏡写真または光学干渉計から得られたデジタル
データを使用することもできる。歯の模型自体は歯型に
転写するために必要な精度品位を有する任意の歯科ソー
スから選択することができる。妥当な模型の例をあげれ
ば彫刻、抜いた歯、義歯、マスターダイなどであり、さ
らには作業歯模型でもよい。模型は必要な精密輪郭を表
示しうる任意適当な材料でつくることができる。適当な
材料を非限定的に例示すればワックス、セラミック、ガ
ラス、陶器、プラスチック、金属などである。金属模型
には元素金属、合金、金属／非金属混合物、さらには金
属でコーティングされた非金属の模型が含まれる。

【００２７】１つの好ましい実施例においては、歯模型
の走査は回転支持体に取りつけられた回転中の三次元模
型に対して実施される。回転している三次元模型をレー
ザー走査することにより各走査点の即時的結合または集
積が可能となる。このような即時的データポイントの結
合はデータ処理の速度を増し、したがって工具通路プロ
グラム作成に必要な時間が短縮される。

【００２８】前記したように、義歯をつくるための歯型
製作は他の歯科補綴物の製作の場合に比較して高度の描
写精度が必要とされる。歯に唇側すじまたは斑紋を作成
するためには輪郭明確度の高い型が必要でありそして義
歯に自然な外観を与えうる色の混合を行うためには複数
の型が必要である。

【００２９】ここで混合とは所定の割合の基体部をつく
るため１つの型を使用しそして所定の割合で外側コーテ
ィングをつくるためさらに付加的複数の型を使用するこ
とを意味する。このような複数層の組み合わせを変える
ことにより義歯のための各種の光学的外観の類別グルー
プをつくることができる。また、義歯がつくられる材料
物質を変えることによっても義歯のための別の光学的外
観または物理的特性の類別グループをつくることができ
る。したがって、混合法では複数層の色を変えることに
よって義歯または他の補綴物のために多種類の光学的外
観または物理的特性をつくり出すことができる。

【００３０】本発明の１つの好ましい実施例では、工具
通路プログラムの作成に先立つ時点において、コンピュ
ーターのオペレーターはシステムと相互作用を行う。す
なわち、コンピューターのオペレータ−は歯の模型の表
面パターンを吟味しながら、保存データから補足データ
（歯の模型の最初のレーザーデジタル化で発生されたデ
ータであるが、以前の歯模型の三次元表面パターンの作
成にはまだ使用されていないデータ）を追加すること、
あるいは、より高い解像度で走査とデジタル化をくり返
すことができる。いずれの場合にも、新規な三次元表面
パターンがつくり出され、この新らしいパターンが所要
数値または視覚外観に関して調査、分析される。熟練し
たオペレーターが必要でありそして出来上がりを予期し
た操作が必要となる。しかし、オペレーターは歯型の製
造自体には特に熟練している必要はない。

【００３１】以上、本発明を一般的に説明したが、以下
の特定実施例を読むことによって本発明はさらにより良
く理解されるであろう。ただし、実施例は本発明を説明
するためのものであって、本発明はこの実施例によって
限定されるものではない。

【００３２】実施例アルミニウムブロンズ（合金）マスターダイを上門歯の
ための正面型部分をつくるためぎらぎら光らない物質の
層でコーティングした。このコーティングしたマスター
ダイを米国ミネソタ州ミネアポリスのレーザ・デザイン
社（Laser Design, Inc.）から入手可能なシステム、サ
ーベイヤ・モデル２０００，３Ｄディジタル化システム
（Surveyor Model 2000, 3D Digitizing System ）の回
転支持体の上に載置した。そして、マスターダイにコー
ティングしたぎらぎら光らない物質をコーティングの不
完全部分を修正するため再塗布した。このマスターダイ
が隣との間隔０．００２インチ、１００地点／秒の走査
速度で読み取られた。０．００５インチのステップオー
バー距離が使用された。レーザービームの直径は０．０
０２７５インチそしてシステム精度はプラス・マイナス
０．０００７５インチであった。ダイに対する実走査時
間は４時間であった。デジタル化された情報または走査
されたデータは６５メガバイトハードディスクに集めら
れそしてフロッピーディスクに移された。

【００３３】このフロッピーディスクがＩＧＥＳ（Inte
rnational Graphics Exchange Standard）翻訳機に挿入
され、レーザーからのデジタル情報または走査データが
機械が読取りできる言語に翻訳された。ＩＧＥＳ翻訳機
は前出のレーザ・デザイン社から入手可能である。翻訳
されたデータはフロッピーディスクに集められそして米
国コネチカット州，サウスウィンザー（South Windsor
）所在のガーバー・システム・テクノロジー社（Gerbe
r Systems Technology, Inc.,）から入手可能なセイバ
ー５０００ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（Saber 5000 CAD
/CAM System ）に挿入された。翻訳されたデータはこの
ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの中で編集されそして１つのビ
デオ表示モニターに三次元模型が表示される。第２のモ
ニターにはその編集されたデジタルデータからの数値が
表示される。コンピューターのオペレータ−は歯の模型
の表面パターンを歯のサイズおよび形について吟味しか
つ歯型の製作に必要な高い描写精度品位を有しているか
否かについて唇側すじを調べる。この最初の表面パター
ンモデルでは必要品位が達成されていないと判断された
場合には、コンピューターオペレーターはさらに追加の
表面パターンモデルを描出するため、補足データ（歯の
模型の最初のレーザーデジタル化で発生されたデータで
あるが、現今の歯模型の三次元表面パターンの作成には
まだ使用されていないデータ）の種々の組み合わせをテ
ストする。このプロセスは歯模型の寸法と形状ならびに
歯模型の唇側すじの寸法と形状を有する表面パターンが
得られるまで繰り返される。正面型部分の分離線または
他の型部分との接触点は歯模型の表面パターンを評価す
る時にコンピューターオペレーターによって与えられ
る。しかして、許容可能な表面パターンが描出された時
にはじめて、セイバー５０００ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムソフトウエアが使用されて歯型をつくるための工具通
路プログラムが作成された。工具通路プログラムの数値
座標の形のデータがメモリーディスクに集められそして
フロッピーディスクへ移された。

【００３４】このフロッピーディスクは、米国マサチュ
ーセッツ州，ミルフォードのボストン・デジタル社（Bo
ston Digital Corporation）から入手可能な工作機械、
ボストマチックモデル３１２−１Ｓ垂直床型精密フラ
イス加工、穴あけ、穿孔、輪郭描写機（BostoMatic Mod
el 312-1S Vertical Bed Type Precision Milling，Dri
lling，Boring and Contouring Machine）のハードディ
スクドライブに装填された。この工具通路プログラムを
使用して工作機械の動作を制御して歯型をつくった。送
り速度は平均６インチ／分（速度範囲は４．５乃至１０
インチ／分）、回転速度は３００００ｒｐｍであり、順
次サイズを下げて連続４回ミルにかけた。４分の１イン
チエンドミル（Bassett）の次に８分の１インチエンド
ミル（Bassett）、その次に１６分の１インチエンドミ
ル（Bassett）、さらに続いて３２分の１インチエンド
ミル（TSC Carbide ）である。工具通路精度は０．００
０２インチそしてステップオーバー範囲は０．００１乃
至０．００５インチであった。この工作機械は４軸性能
のものであったが、歯型をつくるために使用されたのは
３本の軸だけであった。型は４２０自由加工ステンレス
スチールの１つのブロックに切削された。得られた歯型
を７倍に拡大して訓練された目により、その歯型からの
石材印象をアルミブロンズのマスターダイと比較しなが
ら、主観的視覚評価により表面仕上げの品質について試
験した。その結果、工作機械で製作された歯型はマスタ
ーダイの表面細部と仕上げ部分のほぼ９５％を含んでい
ることがわかった。製作された歯型はクーポン（１つの
試片）であり、検査のために標準アルミ型枠に取りつけ
られた。

【００３５】残り５％の表面細部と仕上部分は仕上げ研
磨により補足しなければならない。この仕上げ研磨はこ
こでは仕上げ研磨工具を使用した仕上工具通路プログラ
ムによって達成されると予測された。仕上げ研磨工具は
ハードウッド研磨スティックであり、ダイヤモンドペー
ストと一緒に使用される。この仕上げ研磨工程はできる
だけ完全かつ許容される表面細部と仕上げ部分に近付け
るために採用される。最後に人手研磨工程が歯科ハンド
ピース（パワーツール）、ブラシ（合成剛毛）およびベ
ンガラを使用して実施される可能性は非常に大きい。

【００３６】裏面型部分をつくるために、アルミブロン
ズマスターダイの走査からのデジタル情報をフライス盤
のハードディスクドライブに容易に装填しうるようにな
るまで処理した。シェーダー型部分をつくるためには、
ソフトバッビト（Babbitt)マスターシェーダーダイ（ぎ
らぎら光る物質でコーティングしてないもの）を回転支
持体の上に置きそして上記したアルミブロンズマスター
ダイの場合と同様方法で処理した。データは上記したア
ルミブロンズマスターダイ情報の場合と同様に、フライ
ス盤のハードディスクドライブに容易に装填しうるよう
になるまで処理された。編集の間にスクリーン上でデー
タが平滑化されシェーダー型部分が正面型部分に確実に
はめ合わされるようにした。

【００３７】以上、本発明を特定の実施例について説明
したが、本発明はこの実施例によって限定されるもので
はない。本発明の実施にあたっては、請求の範囲に記載
した本発明の範囲から逸脱することなく上記実施例に各
種の変更がなしうることは当技術分野に通常の知識を有
する者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザーデジタル化装置、ＣＡＤ／ＣＡＭコン
ピューター、工作機械を包含する、本発明を具体化した
装置の１例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０レーザーデジタル化装置２０ＣＡＤ／ＣＡＭコンピューター３０工作機械１２レーザーカメラ１４歯の模型１６回転支持体１８レーザ−デジタル化装置のビデオ表示モニター２２、２４ＣＡＤ／ＣＡＭコンピューターのビデオ表
示モニター２６歯模型の三次元表面パターン２８キーボード３２フライス盤３４歯型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者カールトンエル．グリムアメリカ合衆国．17356 ペンシルヴァニア，レッドライオン，シャロンアヴェニューノース 915 (72)発明者アンドリューテー．シー．リウアメリカ合衆国．17404 ペンシルヴァニア，ヨーク，ウェザーバーンドライブ 1045 (72)発明者ジェフェリーイー．マクグラウアメリカ合衆国．17007 ペンシルヴァニア，ボイリングスプリングス，ヒルトップロード 215

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが１つの成型されたコーティン
グを有する高精度義歯を反復成型するための方法におい
て、歯の模型を走査し、そして少なくとも３つの型部分をフ
ライス加工により製作する工程を包含し、それらの各型部分は第１ミルによる第１工具通路に沿っ
た第１パスを実行することによってフライス加工され、
該第１パスでは複合義歯を製作するために適当なマルチ
キャビティー型部分をつくるべく第１の金属ブロック内
に複数のキャビティーを形成するよう材料が削り取ら
れ、そのフライス加工は編集されたデータを使用するフ
ライス加工プログラムによって指図され、該編集された
データは設計プログラムを使用して反射データを編集す
ることによって得られ、該反射データは上記歯の模型の
表面を示すものであり、該編集されたデータは義歯の表
面を示すものでありそして該編集されたデータが上記フ
ライス加工プログラムによって上記工具通路に沿ったフ
ライス加工および該型内におけるそれぞれ１つの成型さ
れたコーティングを有する高精度義歯の反復成型を指図
することを特徴とする方法。
【請求項２】該各部分が型内で成型されるべき歯の模
型の一部分のネガでありそして該プログラムは該歯の模
型の表面輪郭を映像化する工程と、該模型の表面輪郭の
映像化に応答してデータ読取る工程とによって作成され
る請求項１記載の方法。
【請求項３】それぞれが１つの成型されたコーティン
グおよび精密な唇側すじを有する義歯を製作する方法に
おいて、歯の模型を準備し、該歯の模型を走査し、該歯の模型からの反射を受け取り、該反射を電気信号に翻訳し、該電気信号を反射データに変換し、この反射データの編
集を行って設計プログラムを使用して精密な唇側すじを
加え、しかして編集されたデータを提供し、そして１つ
の金属歯型部分を工作し、この工作工程は上記編集され
たデータを使用して該歯型部分のフライス加工を工作機
械に指図することよりなり、該フライス加工は第１ミル
による第１パスの加工、第２ミルによる第２パスの加工
とを包含し、該第１ミルは第１のミルエンドを有し、第
２ミルは第２のミルエンドを有し、第２のミルエンドは
サイズが第１のミルエンドより小さい、そして該型の中
で１つの成型されたコーティングと精密な唇側すじとを
有する高精度義歯をくり返し成型する工程を包含するこ
とを特徴とする方法。
【請求項４】該走査は該歯の模型にレーザービームを
投射する工程を包含する請求項３記載の方法。
【請求項５】該走査工程がさらにビーム投射と反射受
け取り工程の間該歯の模型を回転させる工程を包含する
請求項３記載の方法。
【請求項６】該歯の模型が歯の三次元レプリカであ
り、該模型は金属よりなる請求項３記載の方法。
【請求項７】該歯の模型が自然歯である請求項３記載
の方法。
【請求項８】該歯の模型が歯の蝋模型である請求項３
記載の方法。
【請求項９】データ処理工程が、該編集されたデータから該歯の模型の編集された三次元
表面パターンを描出する工程、該歯の模型の表面パターンを評価する工程、および該編
集されたデータから工具通路プログラムを作成する工程
を包含する請求項３記載の方法。
【請求項１０】該製作工程が該歯の模型の表面パター
ンを視覚的に分析することおよび該歯の模型についての
既知の幾何学的数値と比較することを包含する請求項９
記載の方法。
【請求項１１】該工作工程がさらに該工具通路プログ
ラムを使用して該歯型部分を仕上げ研磨する工程を包含
する請求項３記載の方法。
【請求項１２】それぞれが１つの成型されたコーティ
ングおよび唇側すじを有する義歯を製作する方法は下記
工程を包含する：三次元的表面部位を有する歯の三次元
レプリカを、該レプリカを回転させながら、走査し、該レプリカを回転させながら、該レプリカからの反射を
受け取り、該反射を電気信号に翻訳し、該電気信号を反射データにデジタル化し、この反射デー
タの編集を行って唇側すじを加え、しかしてＣＡＤ／Ｃ
ＡＭプログラムを使用するコンピューターの中に編集さ
れたデータを提供し、そして該編集されたデータを使用
して工具通路プログラムを作成し、そして歯型を工作
し、この工作工程は上記編集されたデータを使用して第
１、第２、第３の金属義歯歯型部分のフライス加工を工
作機械に指図することよりなり、第１の金属部分からの
該第１金属型部分のフライス加工は第１ミルによる第１
パスの加工、第２ミルによる第２パスの加工とを実行し
て該第１金属部分を加工するものであり、該第１ミルは
第１のミルエンドを有し、第２ミルは第２のミルエンド
を有し、第２のミルエンドはサイズが第１のミルエン
ドより小さい、第２の金属部分からの該第２金属型部分のフライス加工
は第１ミルによる第１パスの加工、第２ミルによる第２
パスの加工とを実行して該第２金属型部分をつくるもの
であり、第３の金属部分からの該第３金属型部分のフライス加工
は第１ミルによる第１パスの加工、第２ミルによる第２
パスの加工とを実行して該第３金属型部分をつくるもの
である。
【請求項１３】該歯のレプリカは金属を含む請求項１
２記載の方法。
【請求項１４】該歯のレプリカはぎらぎら光らないコ
ーティングを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】該歯型が金属基台を含む請求項１２記
載の方法。
【請求項１６】該工作工程がさらに該工具通路プログ
ラムを使用して該型部分の機械仕上げ研磨を指図する工
程を含む請求項１２記載の方法。
【請求項１７】該複数の型部分の少なくとも１つを仕
上げ工具通路プログラムによって研磨させる工程をさら
に包含する請求項１記載の方法。
【請求項１８】該歯型内で歯科補綴部分を成型する工
程をさらに包含する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】該歯型内で歯科補綴部分を成型する工
程をさらに包含する請求項１記載の方法。
【請求項２０】該歯型内で歯を成型する工程をさらに
包含する請求項３記載の方法。
【請求項２１】該歯型内で歯を成型する工程をさらに
包含する請求項１２記載の方法。
【請求項２２】義歯をつくるための歯型を製造する方
法において、型をつくるため型製造材料に義歯のパターンを工作する
工程、この工作は編集されたデータを使用する工作プロ
グラムによって指図され、該編集されたデータは設計プ
ログラムを使用して反射データを編集することによって
与えられ、その反射データは歯の模型の表面を示すもの
であり、該編集されたデータは該義歯の表面を示すもの
であり、そして該編集されたデータは該工作プログラム
によってパターンの工作を指図する、および該型の中で
くり返し義歯を製作する工程を包含することを特徴とす
る方法。
【請求項２３】該型製造材料は容易に機械加工できか
つ研磨可能なものである請求項２２記載の方法。
【請求項２４】該型製造材料がスチール、ニッケル、
アルミ、セラミックまたはプラスチックである請求項２
２記載の方法。
【請求項２５】義歯をつくる方法において、型を作成するため型製造材料に少なくとも１つの義歯の
パターンを工作する工程、この工作は編集されたデータ
を使用する工作プログラムによって指図され、該編集さ
れたデータは設計プログラムを使用して反射データを編
集することによって与えられ、その反射データは歯の模
型の表面を示すものであり、該編集されたデータは該義
歯の表面を示すものであり、そして該編集されたデータ
は該工作プログラムによってパターンの工作を指図す
る、および該型の中でくり返し義歯を製作する工程を包
含することを特徴とする方法。
【請求項２６】該型製造材料は容易に機械加工できか
つ研磨可能なものである請求項２５記載の方法。
【請求項２７】該型製造材料がスチール、ニッケル、
アルミ、セラミックまたはプラスチックである請求項２
５記載の方法。