用于设计和制造牙科部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于设计和制造具有表面的牙科部件的方法，其中借助于CAD单元设计牙科部件的3D模型，并且基于3D模型通过CAM单元制造牙科部件。为了提供显著地缩短设计和制造牙科部件所需的时间以便缩短患者必须在场的牙科疗程长度的方法，创造性地提出了：在至少一个第一设计步骤中以及在第二设计步骤中制造3D模型，在第一设计步骤中设计具有至少一个第一表面部段的第一3D子模型，在第二设计步骤中设计具有至少一个第二表面部段的第二3D子模型，其中，第一设计步骤在第二设计步骤之前完成，并且CAM单元在第二3D子模型的设计完成之前开始基于第一3D子模型制造牙科部件的第一表面部段。

Methods used to design and manufacture dental components

【技术实现步骤摘要】
用于设计和制造牙科部件的方法
本专利技术涉及一种用于设计和制造牙科部件的方法。牙齿部件可以是例如牙齿假体，诸如嵌体、高嵌体、超嵌体、贴面、牙冠、牙桥、种植冠或即刻种植体。牙科部件也可以是咬合夹板或印模托盘。
技术介绍
在下文中，将以牙齿假体、尤其是牙冠的设计和制造为例来描述已知方法。牙齿假体可以具有连接至颌的附接元件，以用于附接目的。例如，附接元件可以是准备好的牙(也称为准备好的牙桩)。可替代地，附接元件也可以是种植体的基台。为了设计和制造牙齿假体，通常首先通过CAD单元设计牙齿假体的3D模型，然后基于3D模型由CAM单元制造牙齿假体。通常，在牙医已经准备好牙齿来接收牙齿假体之后，确定准备好的牙齿的三维形状。这通常是借助于数字化方法来进行的。然后，在许多情况下，将准备好的牙齿的三维形状发送给外部牙科实验室，以便牙科技术人员根据3D形状来设计和制造对应的牙齿假体。在设计和制造牙齿假体之前，患者必须带着对应的准备好的牙齿生活，这可能对患者意味着大的限制。因此，在没有牙医技术人员协助的情况下，越来越多的牙齿假体是由牙医诊所制作的。例如从DE19518702C2中已知这种方法。在第一步骤中，将待修复和待准备好的牙齿的几何形状以及必要时其周围以及可能的对颌牙齿的几何形状进行电子记录和存储。在下一步骤中，解读准备好的牙齿的图像。在图像中识别出制备边缘(通常也称为制备边界或制备线)，即包围将牙齿假体施加到要修复的牙齿上的表面的边缘。这可以由有经验的牙医手动实现，也可以部分地或甚至完全地由软件使用算法自动实现。最后，在CAD单元的帮助下设计牙齿假体的3D模型。在设计3D模型之后，该已知方法最终在CAM单元中由材料块研磨或铣削牙科部件。然后可以在疗程期间将牙齿假体插入到患者的颌中并通过可UV固化的粘合剂将其附接至附接元件。特别是在牙齿假体具有复杂形状的情况下，上述过程可能会花费相对较长的时间。一方面，在此特别耗时的是牙齿假体的可见侧的设计，因为牙医的经验起着作用并且因为可能需要在与患者商榷后确定准确的形状，另一方面，在此特别耗时的是对牙齿假体的不可见基部部分、即面对附接元件的部段进行减材加工。以相同的方式，可以设计和制造咬合夹板或个性化的印模托盘，其中这些部件不附接到颌。
技术实现思路
基于上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种方法，该方法显著减少了设计和制造牙科部件所需的时间，以便缩短患者必须在场的牙科疗程长度。根据本专利技术，该目的在上述方法中得以实现：在至少一个第一设计步骤中以及在第二设计步骤中制造3D模型，在第一设计步骤中设计具有至少一个第一表面部段的第一3D子模型，在第二设计步骤中设计具有至少一个第二表面部段的第二3D子模型设计，其中在第二设计步骤之前完成第一设计步骤，并且CAM单元在第二3D子模型的设计完成之前开始基于第一3D子模型制造牙科部件的第一表面部段。因此，根据本专利技术，3D模型划分为多个3D子模型，这些3D子模型被顺序地和/或以不同的速度设计。一旦第一3D子模型完成设计，便开始制造牙科部件。在一优选实施例中，牙科部件通过减材制造方法由工件毛坯进行制造。特别优选地使用诸如铣削或研磨的加工方法。在一替代实施例中，通过增材制造方法、优选经由3D打印来进行牙科部件的制造。在一优选实施例中，第一3D子模型的第一表面部段对应于牙科部件的第一表面部段，并且第二3D子模型的第二表面部段对应于牙科部件的第二表面部段。换句话说，牙科部件的表面的一部分由第一3D子模型表示，而牙科部件的表面的另一部分由第二3D子模型表示。一旦已经设计了限定待创建的牙科部件的第一表面部段的第一3D子模型，便在仍然正在设计第二3D子模型的同时开始制造牙科部件的该第一表面部段。基本上，一旦获得关于牙科部件的表面结构的至少一个部分的第一信息，根据本专利技术的方法便开始制造牙科部件。不一定需要将设计分为两个设计步骤。而是，将设计分为超过两个的设计步骤(每个步骤创建一对应的3D子模型)可能是有益的。一旦已经创建了3D子模型，便可以开始制造由该3D子模型限定的牙科部件的表面部段。在一替代实施例中，在第一设计步骤中使用算法设计3D粗略模型作为第一3D子模型，并且在第二设计步骤中设计3D精细模型作为第二3D子模型，其中：a)使用减材制造方法，并且3D粗略模型的体积大于3D精细模型的体积，或者b)使用增材制造方法，并且3D粗略模型的体积小于3D精细模型的体积。在这种情况下，3D粗略模型的体积由第一3D子模型的该至少一个表面部段限制，而3D精细模型的体积由第二3D子模型的该至少一个表面部段限制。代替将3D模型划分为代表牙齿部件的不同表面部段的多个3D子模型，该实施例被划分为粗略模型和精细模型。可以在算法的帮助下以计算机辅助方式自动创建粗略模型。经验值可用于此目的。例如，可以基于之前设计的3D模型，使用用于诸如深度学习之类的机器学习的人工神经网络(卷积神经网络，CNN)自动执行3D粗略模型的设计。可替代地或组合地，可以基于牙科部件类型自动执行3D粗略模型的设计。牙科部件类型可以包括牙齿假体类型(可以根据要安装牙齿假体的牙齿的位置进行再细分)，例如嵌体、高嵌体、贴面、牙冠、牙桥、种植冠或即刻种植体，也可以是部件类型，例如咬合夹板或印模托盘。一般而言，在开始设计之前，要了解要制造哪种类型的牙科部件。该了解可以自动用于3D粗略模型的设计中。例如，如果确定应该为左上犬齿制造牙冠(ref.23)，则该信息可用于3D粗略模型的设计。通常还使用具有层状贴面陶瓷的陶瓷硬芯框架作为牙科部件的毛坯。陶瓷的各个层具有不同的颜色，这样要制造的牙科部件的颜色取决于3D精细模型在毛坯内的定位。结果，3D粗略模型可以与3D精细模型基本相同，但是当使用减材制造方法时，3D粗略模型的体积大于3D精细模型的体积，这样3D精细模型可以在3D粗略模型中移动，以便实现所期望的着色。一旦已经在3D粗略模型中确定了3D精细模型的位置，便可以最终创建牙科部件。在第二设计步骤执行期间，对牙齿部件的可见表面进行建模通常很费时。另外，必须确定在咀嚼期间牙科部件和相对牙齿之间应该在哪些位置存在接触。在这种情况下，可能也需要患者花费大量时间。然而，有经验的牙医的这些必然与设计有关的干预对要制造的牙科部件的表面部段仅具有相对较小的影响。利用3D粗略模型，可以在第二设计步骤完成之前容易地确定牙科部件的粗略形状。然后可以例如以大致对应于牙齿部件的期望形状的刮擦工序来制造牙齿部件。一旦完成第二设计步骤，便执行修整工序，并由此限定牙科部件的所期望的确切的最终形状。但是，必须注意，在减材制造方法中，精细模型的体积在粗略模型的体积之内。因此，在制造粗略模型期间不可能从毛坯去除如此多的材料以致于无法再制造精细模型。但是，在采用增材制造方法(例如3D打印)的情况下，粗略模型的体积必须在精细模型的体积之内，因为否则材料已经在制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于设计和制造牙科部件的方法，所述牙科部件具有表面，其中，借助于CAD单元设计牙科部件的3D模型，并且基于该3D模型，通过CAM单元制造牙科部件，其特征在于，在至少一个第一设计步骤中以及在第二设计步骤中设计该3D模型，在所述第一设计步骤中设计具有至少一个第一表面部段的第一3D子模型；在所述第二设计步骤中设计具有至少一个第二表面部段的第二3D子模型，/n其中，所述第一设计步骤在所述第二设计步骤之前完成，并且/n在所述第二3D子模型的设计完成之前，CAM单元开始使用所述第一3D子模型制造牙科部件的第一表面部段。/n

【技术特征摘要】
20181210 EP 18211405.81.一种用于设计和制造牙科部件的方法，所述牙科部件具有表面，其中，借助于CAD单元设计牙科部件的3D模型，并且基于该3D模型，通过CAM单元制造牙科部件，其特征在于，在至少一个第一设计步骤中以及在第二设计步骤中设计该3D模型，在所述第一设计步骤中设计具有至少一个第一表面部段的第一3D子模型；在所述第二设计步骤中设计具有至少一个第二表面部段的第二3D子模型，
其中，所述第一设计步骤在所述第二设计步骤之前完成，并且
在所述第二3D子模型的设计完成之前，CAM单元开始使用所述第一3D子模型制造牙科部件的第一表面部段。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙科部件由工件毛坯借助于减材制造方法进行制造，优选地借助于切割工艺进行制造。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助于铣削和/或研磨进行制造。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牙科部件借助于增材制造方法进行制造，优选地借助于3D打印进行制造。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一3D子模型的第一表面部段对应于所述牙科部件的第一表面部段，并且所述第二3D子模型的第二表面部段对应于所述牙科部件的第二表面部段。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一设计步骤中，使用算法来设计3D粗略模型作为所述第一3D子模型，并且在所述第二设计步骤中，设计3D精细模型作为第二3D子模型，其中，
a)使用减材制造方法，并且由至少一个第一表面部段限制的3D粗略模型的体积大于由至少一个第二表面部段限制的3D精细模型的体积，或者
b)使用增材制造方法，并且由至少一个第一表面部段限制的3D粗略模型的体积小于由至少一个第二表面部段限制的3D精细模型的体积。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于之前设计的3D模型，使用用于诸如深度学习之类的机器学习的人工神经网络(卷积神经网络，CNN)来自动进行所述3D粗略...

【专利技术属性】
技术研发人员：HC·施奈德，O·诺瓦拉，D·魏斯，P·福诺夫，
申请(专利权)人：登士柏希罗纳有限公司，希罗纳牙科系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US