CN109069240A - 用于制造牙科装置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种在制造牙科装置中使用的工件。该工件可以具有环形框架，以及在环形框架内部添加地制造的牙科装置的基部结构。工件还可以具有在基部结构与环形框架之间延伸的至少一个连接器。

Description

用于制造牙科装置的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及一种制造系统，并且更具体地，涉及用于制造包括修复体、支撑结构以及钻孔或外科模板的牙科装置的系统和方法，以及涉及牙科装置和在制造牙科装置中使用的工件。

背景技术

添加(additive，增材)制造是通常在计算机的引导控制下通过沉积重叠的材料层来创建三维部件的工艺。一种添加制造技术被称为直接金属激光烧结(DMLS)。DMLS技术使用激光以精确位置将高能量束引导到粉末金属介质中，该位置对应于待制造的部件的特征和尺寸。当能量束接触粉末金属时，使粉末金属熔化并焊接在一起并焊接至部件的先前熔化层。

在某些情况下，通过DMLS创建的部件是完整的，不需要额外的制造步骤。然而，在另一些情况下，例如在尺寸和/或形状上需要严格公差的情况下，可以采取额外的制造步骤。这些步骤可包括将被打印的部件安放(mounting)在铣床内并切除外表面，直到达到所需公差。

DMLS和传统的磨削(milling，研磨)操作一起用于制造牙科修复体。例如，2011年9月20日公布的Holzner等人的美国专利No.8,021,154(“'154专利”)描述了使用激光烧结而在方形框架内制造一个或多个牙科修复体，该方形框架也通过相同的激光烧结制造。修复体通过织带(webbing)连接至方形框架的侧部。在烧结完成之后，修复体、织带和方形框架可以作为单个工件转移并夹紧在铣床内。在激光烧结过程中形成在框架上的标记(reference)用于定位修复体，以便于最终表面光洁度的后续磨削。当磨削完成时，织带在相应的脱离区域处从修复体脱离。然后可以(例如，通过螺钉)将每个完成的修复体安装在相应患者的口腔内，并且可以将瓷套附接至修复体。

尽管'154专利中描述的方法可以用于制造高质量的牙科修复体，但是在某些情况下该方法可能仍然不是最佳的。特别是，由于大多数修复体在某种程度上是弯曲的，因此使用方形框架可能会造成资源浪费。此外，'154专利的方形框架可能不允许在某些应用所需的所有区域中和/或从所有角度进行机加工。另外，在某些情况下，在安装修复体的过程中可能难以将螺钉装配到所需位置。

所公开的工件、系统和方法旨在克服上述一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

发明内容

在一个方案中，用于制造牙科装置的工件包括：环形框架；牙科装置的基部结构，在环形框架内添加地制造；以及至少一个连接器，在基部结构与环形框架之间延伸。

基部结构可以在环形框架内用粉末金属激光烧结而成。至少一个连接器可以与基部结构一起添加地制造。环形框架可以与基部结构及所述至少一个连接器一起添加地制造。在制造基部结构之前，可以通过非添加工艺制造环形框架。

在工件的一个实施例中，基部结构具有朝向环形框架的中心轴线定向的凸曲率；牙科装置是第一牙科装置；所述至少一个连接器包括至少第一连接器；并且所述工件还包括：嵌套在所述第一牙科装置的基部结构内的至少第二牙科装置的基部结构；以及在第一牙科装置的基部结构与至少第二牙科装置的基部结构之间延伸的至少第二连接器。

第一牙科装置可以对应于特定患者并且可以是上部结构(superstructure)和构造成用于支撑上部结构的下部结构(substructure，子结构)中的一者；并且所述至少第二牙科装置可以是用于将第一牙科装置安装在特定患者的口腔中的模板。

环形框架可以仅部分地围绕牙科装置的基部结构延伸。环形框架可以由第一材料制成，该第一材料不同于基部结构的第二材料。

工件还可包括与环形框架相关联的至少一个添加地制造的标记特征。所述至少一个添加地制造的标记特征可以包括：至少第一标记特征，用于定位工件以便于后续机加工；以及至少第二标记特征，具有与所述至少第一标记特征不同的构造，并且用于在后续机加工期间识别工件的定向。

所述至少一个添加地制造的标记特征可包括围绕所述环形框架的周边等距间隔的多个标记特征。

牙科装置可包括至少一个机加工表面，其对应于植入物邻接面(implantabutment face，种植基牙面)、螺纹孔和牙尖表面(cusp surface)中的一者。

牙科装置可以是上部结构、用于安放上部结构的下部结构和用于安装牙科装置的模板中的一者。

工件还可包括在基部结构内添加地制造的螺纹紧固件。

一种用于制造牙科装置的系统，包括：添加机器，所述添加机器构造成在环形框架内部制造牙科装置的基部结构；以及移除机器，所述移除机器构造成接收环形框架并从基部结构的选定表面移除材料以制造牙科装置。

添加机器可以构造成用粉末金属在环形框架内烧结基部结构；并且可以进一步构造为在基部结构与环形框架之间烧结至少一个连接器。添加机器还可以被构造为连同基部结构及至少一个连接器一起烧结环形框架。可以在基部结构的烧结之前通过非添加工艺制造环形框架并将环形框架装载于添加机器中。环形框架可以由第一材料制成，该第一材料不同于基部结构的第二材料。

在该系统的一个实施例中，牙科装置是上部结构和用于安放上部结构的下部结构中的一者并且对应于特定患者；并且所述添加机器还被构造为在所述环形框架内制造模板，所述模板用于将所述牙科装置安装在所述特定患者的口腔中。

添加机器可以构造成经由穿过环形框架的周边的开口来制造基部结构的至少一部分。

添加机器可以构造成制造与环形框架相关联的标记特征，所述标记特征用于将基部结构放置在移除机器内或检测基部结构在移除机器内部的定向。该系统还可包括转移机器，该转移机器构造成根据标记特征的位置将基部结构和环形框架从添加机器转移到移除机器。

基部结构的选定表面可对应于植入物邻接面、螺纹孔或牙尖表面中的一者。

牙科装置可以是上部结构、用于安放上部结构的下部结构和用于安装牙科装置的模板中的一种。

添加机器还可以构造成在基部结构内部添加地制造螺纹紧固件。

一种用于制造牙科装置的方法，包括：在环形框架内部添加地制造牙科装置的基部结构；将基部结构和环形框架作为单个工件转移到移除机器中；在单个工件位于移除机器内时，从基部结构的选定表面移除材料。

添加地制造基部结构可包括用粉末金属烧结基部结构，可选地还包括在基部结构和环形框架之间烧结至少一个连接器，并且还可选地包括连同基部结构及至少一个连接器一起烧结环形框架，或者在环形框架内部烧结基部结构之前通过非添加工艺预制环形框架。预制环形框架可包括用第一材料预制环形框架，该第一材料不同于基部结构的第二材料。

牙科装置可以对应于特定患者并且可以是上部结构和构造成为上部结构提供安放(mounting)的下部结构中的一者；并且该方法还可以包括在环形框架内添加地制造模板，所述模板用于将牙科装置安装在特定患者的口腔中。

从基部结构的选定表面移除材料可包括经由穿过环形框架的周边的开口从基部结构的至少一部分移除材料。

该方法可以进一步包括添加地制造与环形框架相关联的标记特征，用于在从基部结构的选定表面移除材料之前放置基部结构。

从基部结构的选定表面移除材料可包括仅从植入物邻接表面或紧固件接合表面移除材料。

牙科装置可以是上部结构、构造成为上部结构提供安放的下部结构和用于安装牙科装置的模板中的一者。

该方法可以进一步包括在基部结构内添加地制造螺纹紧固件。

附图说明

图1至图3是示例性公开的牙科装置的立体图；

图4是用于制造牙科工件的示例性公开系统的示意图；

图5和图6是示例性牙科工件的简化立体图，该牙科工件可以由图4的系统进行加工，以制造图1至图3的牙科装置；和

图7至图9分别是另一个示例性公开工件的简化平面图、侧视图和剖视图，该工件可以由图4的系统进行加工以制造图1至图3的牙科装置。

具体实施方式

图1、图2和图3示出了可由示例性系统12制造的不同牙科装置10，所述系统在图4中示出并在下面详细描述。图1至图3的牙科装置10可以由任何类型的材料制成，以具有任何所需的形状。例如，牙科装置10可以由金属(例如钛、钛/铝/钒合金，钛/铝/铌合金，钛/锆合金，钴/铬合金或其他类似合金)制成。还可以设想，牙科装置10可以根据需要替代地由非金属材料制成，例如由陶瓷、塑料或复合材料制成。牙科装置10尤其可包括：上部结构(例如，齿桥、牙冠、托牙和其他修复体)14；下部结构(例如，邻接部、杆、植入物、螺钉和其他类似结构)16，下部结构构造成为上部结构14提供安放；以及模板(例如，钻孔和/或外科模板)18，用于使患者的口腔准备接收其他牙科装置10。应当注意，大多数牙科装置10是基于患者的底层骨结构的X射线和/或患者口腔的3D扫描而为特定患者唯一地设计的(例如，唯一地制定尺寸、形状和/或精整)。因此，X射线、扫描图像和其他类似的数字数据可以至少部分地限定牙科装置10，并且应该注意尽可能接近数字数据来制造牙科装置10。

图4将系统12示出为具有在制造牙科装置10(参考图1至图3)期间进行协作的多个机器。这些机器尤其可以包括：添加机器(“机器”)20、移除机器(“机器”)22、转移机器24和控制器26，所述控制器与其他机器中的每个通信。如下面将更详细说明的，机器20可以使用与特定牙科装置10相关联的数字数据来逐层地构建相应的3-D工件28；机器22也可以根据数字数据从工件28的选定表面移除材料，以便制造特定的牙科装置10；转移机器24可以自动地将工件28从机器20移动到机器22；并且控制器26可以存储数字数据和/或机器20至24的控制操作。根据需要，可以设想在一些实施例中可以省略转移机器24，并且在机器20和22之间人工地转移工件28。还可以设想，取代集中控制器26，每个机器20-24可以具有其自己的专用控制器26。

机器20可以采用许多不同的形式。在所公开的示例性实施例中，机器20是烧结型机器，其具有构建室30、材料室32、再涂器34和能量源36。再涂器34可以构造成将粉末材料从材料室32推入构建室30(在由箭头38指示的方向上)，并且能量源36可以选择性地被启动以(例如，通过激光束39)在粉末中烧结(例如，熔化)图案，从而产生形成工件的凝固材料层。在每层材料凝固之后，构建室30中的平台40(连同工件28)可逐渐降低；材料室32中的平台42(连同粉末材料)可逐渐升高；并且再涂器34可以新的粉末材料层推到凝固层上以烧结工件28的新层。根据需要，还可以设想机器20可以体现为另一种类型的添加机器(例如，桶式光聚合机器、材料喷射机器、粘合剂喷射机器、材料挤出机器、定向能量沉积机器或其它机器)。

机器22可以体现为本领域已知的用于从牙科装置10的选定表面移除材料的任何类型机器。在所公开的示例性实施例中，机器22是具有计算机控制旋转切割器44的通用或专用铣床，该计算机控制旋转切割器构造成从牙科装置10的表面切除材料。具体地，一个或多个致动器46可以连接至切割器44和/或连接至工件28，并且构造成使切割器44绕其自身的轴线旋转，同时还使切割器44的齿(未示出)前进到工件28的表面中的所需位置处。基于限定工件28和/或牙科装置10的数字数据，(例如，通过控制器26)可以精确地控制切割器44的旋转和/或平移。根据需要，可以设想机器22能够形成较大的转动中心的一部分并且具有通向一个或多个自动换刀器(automatic tool changers)、工具转盘、冷却剂系统，碎屑收集装置和外壳的通路。根据需要，可以设想还可以使用或替代地使用另一种类型的机器，例如激光烧蚀机(也称作，激光铣床)从牙科装置10的表面移除材料。

在所公开的示例性实施例中，机器22包括工件保持器(workpiece holder)48，构造成在通过上述切割器44进行的材料移除过程中接收并固定工件28。在所公开的示例中，凹部50形成在工件保持器48内并且被设计成在机器20内制造出标准尺寸、形状和/或构造的工件28之后接收所述工件。在所公开的示例性实施例中，凹部50是大致圆柱形的凹座，具有与牙科装置10的制造特别相关的直径和深度。根据需要，切割器44可从一侧或相对侧接近凹部50。例如，保持器48中可以具有窗口，允许切割器44从中穿过并在大面积和/或从宽角度范围接近牙科装置10。根据需要，保持器48可以是可移动的以允许期望的进入(例如，保持器48可以被构造为翻转的)和/或切割器44可以移动到工件28的需要切割的侧部。可使用凸缘53、夹具、紧固件、夹子或其他类似装置将工件28保持在保持器48的凹部50内。

工件28在保持器48内的放置(或至少放置的学问(knowledge))可以影响从牙科装置10的表面移除材料。例如，机器22的切割器44可以由控制器26基于工件28的已知几何形状并且还基于切割器44与每个牙科装置10之间已知或假定的相对位置来引导。因此，机器22可配备有在工件28放置在凹部50中期间和/或之后定位工件28和/或检测工件的位置的方式。这可以包括，例如，形成在工件保持器48中的标记特征(未示出)(例如，在凹部50内和/或凹部周围)，所述标记特征被构造成以特定方式接合工件28，以便精确定位和/或定向工件28。可选地或另外地，在工件28放置在保持器48内之后，机器22可以使用扫描器、成像装置和/或测量探针(未示出)来检测所述工件的位置。根据需要，也可以使用其他方法。

在图4所公开的示例性实施例中，转移机器24是机械臂，其能够从构建室30取回工件28，将工件28从机器20移动到机器22，并将工件28放置在凹部50内。在另一个示例性实施例(未示出)中，转移机器24可以是能够以与上述相同的方式移动工件28的高架台架(overhead gantry)。其他实施例也是可能的。根据需要，可以设想在一些应用中，转移机器24除了移动工件28之外还可以被构造为在工件28的移动期间执行一个或多个另外的过程(例如，清除松散的粉末材料，检测工件位置等)。

控制器26可以体现为单个处理器或多个处理器，包括用于控制系统12的操作的装置。许多市场上可买到的处理器可以执行控制器26的功能。控制器26可以包括存储器或与存储器相关联，所述存储器用于存储数据，例如，与牙科装置10和/或工件28相关联的数字数据、机器20-24的操作条件、设计限制、性能特征或规格、操作指令等。各种其他已知电路可以与控制器26相关联，包括电源电路、信号调节电路、螺线管驱动电路、通信电路和其他适当的电路。此外，控制器26可以能够通过有线或无线传输与系统12的其他部件(例如，与每个机器20-24)通信，并且因此，控制器26可以直接连接至机器20-24或者可选地设置在远离机器20-24的位置并间接地(例如，无线地)连接。

在一些示例性实施例中，在调节机器20-24的操作时，控制器26可依赖于传感信息。该传感信息可以包括，例如，工件28(和/或牙科装置10)在构建室30内的检测位置和/或定向，工作保持器48和/或凹部50的检测位置和/或定向，以及转移机器24(例如，机器24的抓手)的跟踪位置和/或定向。可以通过一个或多个传感器52(例如接近传感器、致动器传感器、测量探针、相机)等提供传感信息。由传感器52产生的信号可以被引导到控制器26以进行处理。

如图5的示例性实施例所示，工件28可包括至少三个主要部件，这些主要部件一起制造为单个整体部件。这些部件可包括任何数量的牙科装置10、外框架54以及在框架54与牙科装置10之间延伸的一个或多个连接器56。应当注意，当工件28最初由机器20形成时，牙科装置10可以仅为其基部结构。也就是说，牙科装置10可能还不具有在患者口腔内使用所需的最终尺寸、形状和/或轮廓。牙科装置10的基部结构在选定位置处可具有额外材料，机器22将在选定位置处执行精加工过程。在机器20和22之间转移期间框架54可以(例如，通过连接器56)用作牙科装置10的支撑结构，用作将牙科装置10放置在机器24内的适配器，以及在机器22的精加工过程用作牙科装置10的安全支座。在一些示例性实施例中，在机器22的精加工过程完成之后，框架54还可以在将牙科装置10运输到最终用途目的地(例如，到牙医办公室或口腔医生办公室)期间用作运输容器。

在图5的示例性实施例中，框架54完全包围工件28的其他部件。框架54具有的外径尺寸可以制定为适配在保持器48的凹部50内，并且内径的尺寸制定为可以提供所需的刚度以进行支撑和/或提供空间以容纳所需数量和尺寸的牙科装置10。通常，框架54的外径为约80mm至约125mm。在一些示例性实施例中，框架54的轴向厚度(即，与中心轴线58对齐的方向上的厚度)可以小于其径向宽度(即，内半径与外半径之间的距离)并且还小于形成在其中的牙科装置10的相应高度(即，框架54的轴向上的高度)。在这些示例性实施例中，框架54可以定位在牙科装置10的基部处，以使得框架54的一个面通常与牙科装置10的基部共平面。然而，在其他示例性实施例中，框架54可以定位于牙科装置10的高度的大约中间，以使得牙科装置10的基部和顶部两者都从框架54的相对侧突出。

在所公开的示例中，框架54通常是圆形的，具有围绕轴线58循环(revolve)的周边。该形状可用于包围和支撑本领域已知的任何形状的牙科装置10。由于许多牙科装置10是自然地弯曲的以匹配患者口腔的自然轮廓，因此当与这些装置10一起使用时，框架54的圆形形状可特别有效。例如，当框架54具有的曲率对应于牙科装置10的曲率时，可以用较少的材料和空间向牙科装置10提供更大的支撑。然而根据需要，可以设想框架54可以具有另一种形状(例如，三角形、正方形、矩形等)。在一个示例中，框架54的外部形状通常为三角形(例如，具有圆角的三角形)并且尺寸制定成适配在保持器48的对应的三角形凹部50内。

根据需要，可以设想可以在单个框架54内制造单个牙科装置10或多个牙科装置10。通过在同一框架54内制造多个牙科装置10，可以实现更高的效率。在所公开的示例性实施例中，多个牙科装置10在框架54内制造并且相互嵌套。例如，图5中所示的每个牙科装置10具有朝向轴线58定向的凸曲率，其中外部组的装置10比相应内部组的装置10径向定位得更靠近框架54。外部组的装置10可以通过连接器56连接到框架54的内环形面，而内部组的装置10可以连接到外部组的装置10的凸曲率。虽然内部组的装置10没有显示为(例如，穿过框架54的中心空间)彼此连接，但根据需要这也是可能的。

在一些示例性实施例中，形成在同一框架54内的特定牙科装置10可对应于相同的患者和/或相同的外科手术。例如，可以通过在同一框架54内共成形一个或多个上部结构14、下部结构16和/或模板18(参考图1至图3)而为单个患者创建套件。以这种方式，可以同时、在相同位置、用相同材料和/或由相同机器制造套件的所有零件，从而提供零件处理和库存跟踪的容易性、提高的效率、增强的精度和更好组装适配。在某些情况下，特定套件的部件甚至可以在框架54内一起运输到最终使用目的地。

可以预期，可以以至少两种不同的方式制造框架54。在第一实施例中，在制造牙科装置10和连接器56的同时并用相同材料在机器20内制造框架54。也就是说，框架54可以连同牙科装置10和连接器56的每个对应层一起并且用完全相同的粉末金属逐层制造。然而，在另一个实施例中，可以在制造牙科装置10和连接器56之前制造框架54。框架54仍然可以使用相同的粉末金属由机器20制造，或者使用与工件28的其他部件不同的材料由机器20制造。替代地，框架54可以由完全不同的机器和/或不同类型的机器制造。例如，由于框架54的设计通常可以保持不变并且可以与牙科装置10的任何设计一起使用，因此使用更便宜的材料和/或更快捷或更便宜的过程制造框架54可能更为资源(例如，时间、材料和/或设备)有效。例如，框架54可以是大容量铸造部件，其在形成之后放置在机器20的构建室30中。然后可以制造牙科装置10并且牙科装置通过连接器56连接到框架54。在该示例中，连接器56可以与牙科装置10一起逐层制造，或者根据需要，在牙科装置10完成之后制造。通过在制造牙科装置10之后制造连接器56，连接器56的材料可以与牙科装置10的材料不同。可以设想，框架54可以在一些应用中能重复使用。

框架54可包括一个或多个标记特征，所述标记特征可用于在机器20和22的一者或两者内定位和/或定向工件28。任何数量、风格和类型的标记特征可形成在框架54内和/或上并用于任何目的。在图5中示出了这些标记特征的三个不同示例，并且包括一系列第一特征60、一系列第二特征62和至少第三特征64。特征60被示出为框架54的轴向端面中的凹陷。在该示例中，特征60由48个细长狭槽组成，每个狭槽的长度方向均定向成遵循围绕轴线58的环形路径。特征60可以围绕框架54等距间隔，并且具有通常一致的形状和深度(例如，在工程公差范围内)。特征62被示出为在特定位置处从框架54的轴向端面延伸的突起。在该示例中，特征62由三个圆柱形突起组成，这三个圆柱形突起沿环形间隔开大约90°并且延伸大约等于特征60的深度的距离。特征64被示出为在轴向上完全穿过框架54的孔。特征64可以定位成距相邻特征62大约90°。特征60-64中的每一个可以被构造为与机器20和/或22内的对应特征接合。替代地，特征60-64中的一个或多个可用作视觉索引。例如，特征60可用于将工件28定位在机器20的构建室30内；特征62可用于将工件28定位在保持器48内；以及控制器26(例如，通过传感器52)可以使用特征64来检测工件28在机器20和22的一者或两者内的位置和/或定向。根据需要，可以设想特征60和/或特征62可以定位于框架54的单个轴向端面内或两个轴向端面内。根据需要，还可以设想特征60-64(或其他标记特征-未示出)中的任一个或多个可以定位于框架54内的其他位置(例如，内环形表面和/或外环形表面)。还可以设想，除了用于定位/定向目的之外，特征60-64中的任一个或多个可以另外地或替代地由转移机器24使用以抓取工件28。

图6示出了工件28的替代实施例。与图5中所示的工件28类似，图6中所示的工件28也可包括三个主要部件-框架54、连接器56和牙科装置10。然而，与图5的示例性实施例相反，图6中所示的框架54并不完全包围其他部件。特别地，图6的框架54可以仅部分地围绕牙科装置10延伸，以便减少由框架54消耗的材料量和/或空间，或者为切割器44提供更大的通路以到达牙科装置10。在一个实施例中，框架54围绕轴线58延伸至少180°。

当机器20的处理完成时，由机器20生产的牙科装置10的大部分特征可以是它们的最终形式。也就是说，牙科装置10的极少数特征可能实际需要在机器22内完成。在所公开的示例性实施例中，仅牙科装置10的将与患者口腔中的其他装置或现有齿列(dentistry)接合的特征可能需要更严格的公差和/或更精细的表面光洁度，这将由机器22最好地实现。这些特征可包括例如邻接面66、螺纹孔68和/或牙尖表面(未示出)。邻接面66可以紧密地配合在相应的植入物的面上，因此，这些面可能需要精确的轮廓以适当地接合。螺纹孔68可以接收用于将牙科装置10锚固在患者口腔内的螺钉或其他紧固件。因此，可能要求孔与清晰(crisp)的螺纹适当地对准以确保相对于牙科装置10周围的现有轮廓的期望放置。可能需要牙尖表面是精确的，以确保在使用过程中不会发生对牙科装置10和/或周围齿列的损坏。当工件28从机器22中出来时，牙科装置10的其余特征可以保持烧结态。在一些示例性实施例中，比磨削态表面更粗糙的烧结态表面实际上可以改善与装饰性贴面或其他类似外罩的结合。

图7至图9示出了工件28的另一个示例性实施例。与图5和图6的示例性实施例中所示的工件28类似。图7至图9的牙科装置10也可以包括三个主要部件-框架54、连接器56和牙科装置10，然而，与其他实施例相比，图7至图9的牙科装置10没有横向弯曲。在该实施例中，取代朝向轴线58径向向内延伸的连接器56，连接器56从框架54的弯曲内环形表面向内延伸，以便与牙齿装置10的直边相交成约90°的角度。根据需要，可以设想牙科装置10仍然可以嵌套在框架54内(例如，排列成行和/或列)。进一步设想，即使使用直的牙科装置10，连接器56仍然可以径向向内定向，使得连接器56将以倾斜角度与牙科装置10相交。

在图7至图9的示例性实施例中示出的框架54可以另外具有其他实施例中未示出的不同和/或额外的标记特征70。例如，图7至图9的框架54可仅包括单个轴向端面，其中特征70位于相对侧处。特征70可以是环形突起(例如，V形脊)，其有助于将工件28定位在机器22的凹部50内。根据需要，可以设想特征70可以单独使用或与特征60-64以任意组合使用。

在一些示例性实施例中，由于牙科装置10在患者口腔内的预期位置，由于患者口腔的尺寸和/或轮廓，和/或由于患者口腔中的现有齿列，可能难以将紧固件插入或穿过牙科装置10以固定它们。出于这个原因，在一些示例性实施例中，特定的牙科装置10(在图9中以横截面示出)可以形成有内部紧固件72。即，紧固件72可以连同牙科装置10一起逐层烧结。紧固件72的外表面可以与孔68的内表面间隔开，并且仅通过有限数量的小连接器(未示出)连接到牙科装置10。在安装该牙科装置10期间，可将工具放入孔68中以接合紧固件72，并且工具的旋转可导致小连接器断裂。在小连接器断裂之后，然后紧固件72可以旋转以部分地前进离开孔68并进入患者的底层骨结构或进入植入物或邻接部，从而将牙科装置10固定在适当位置。在出于技术或美学原因而需要以一定角度制造孔68的情况下，紧固件72的整体制造可以在孔68的设计上提供更大的灵活性。例如，整体紧固件68可以不需要座部区域上方的间隙，而将单独的紧固件插入孔68中则通常需要该间隙。

工业适用性

所公开的工件、系统和方法可用于以有效且精确的方式制造宽范围的牙科装置。可以通过使用框架54来实现效率，可以设计和制造所述框架以节省机器20内的空间、材料、时间和机器22的装载时间。可以通过以下方式来实现精确度：使用由框架54提供的稳定支撑；框架54和牙科装置10的同时制造；以及标记特征60-64和/或70的使用。现在将详细描述系统12的操作。

在制造活动开始时，可以将关于工件28的信息加载到控制器26中(参考图4)，如本领域中已知的。该信息可以包括牙科装置10、框架54和/或连接器56的形状、尺寸、轮廓等。然后在一些应用中，可以将预制框架54装载到机器20的构建室30中。在其他应用中，可以与牙科装置10和连接器56的制造同时地制造框架54。无论框架54是预制的还是共同制造的，都可使用部件信息来控制构建室30、材料室32、再涂器34、能量源36的操作。例如，平台40可以降低与牙科装置10的第一层的期望厚度相对应的量。大约同时，平台42可以升高至少该相同的厚度。之后，再涂器34可以由相关联的致动器驱动，以将从位于相应的再涂器的下边缘以上的材料室32突出的材料推到构建室30中。材料可以采取相对一致且均匀分布的方式分布在平台40上。之后，可启动能量源36以在平台40上方的特定高度处以对应于工件28的尺寸、形状和/或轮廓的模式(pattern)烧结粉末材料。然后可将平台40降低装置10的第二层的厚度，并且可以重复该过程。

在工件28的所有层都凝固后，可以移除(例如，刷掉，真空抽掉等)牙科装置10周围的任何粉末材料。然后，转移机器24可以将工件28从机器20运送到机器22，并将工件28放置在凹部50内部的期望位置。在一些示例性实施例中，在磨削牙科装置10能够开始之前可能需要以特定方式定向工件28。这可以包括，例如，将工件28的特定标记特征60-64和/或70与凹部50中的对应特征对准。在另一个示例中，工件28可以以任何期望的方式装载到凹部中，但是之后可能需要对所得到的定向进行检测。然后，控制器26可以使用该假定的和/或已知的位置和定向信息来调节切割器44的操作。可以控制切割器44以从牙科装置10的基部结构的选定表面移除多余材料，从而产生可以安装在患者口腔内的最终形状。在一些示例性实施例中，当框架54完全围绕牙科装置10时，切割器44需要超出可能的更大通路进入牙科装置10的基部结构。当知晓存在这种情况时，可以使用部分框架54，以使得切割器44可经由框架54的周边中的中断处或空间进入牙科装置10。在牙科装置10完成之后且在安装在患者口腔内之前，连接器56可被断裂、切除、侵蚀掉或以其他方式移除。

对于本领域技术人员显而易见的是，可以对所公开的工件、系统和方法进行各种修改和变化。结合考虑所公开的工件、系统和方法的说明书和实践，对于本领域技术人员来说其他实施例是显而易见的。说明书和示例旨在仅被视为示例性的，真实范围由所附权利要求及其等同方案表示。

Claims (40)

1.一种用于制造牙科装置的工件，包括：

环形框架；

位于所述环形框架内的牙科装置的基部结构；以及

在所述基部结构与所述环形框架之间延伸的至少一个连接器。

2.根据权利要求1所述的工件，其中：

所述基部结构具有朝向所述环形框架的中心轴线定向的凸曲率；

所述牙科装置是第一牙科装置；

所述至少一个连接器包括至少第一连接器；并且

所述工件还包括：

嵌套在所述第一牙科装置的基部结构内的至少第二牙科装置的基部结构；和

在所述第一牙科装置的基部结构与所述至少第二牙科装置的基部结构之间延伸的至少第二连接器。

3.根据权利要求2所述的工件，其中：

所述第一牙科装置被构造成用于特定患者并且是：

上部结构；或

下部结构，构造成支撑所述上部结构；并且

所述至少第二牙科装置是用于将所述第一牙科装置安装在所述特定患者的口腔中的模板。

4.根据权利要求1、2或3所述的工件，其中，所述环形框架仅部分地围绕所述牙科装置的基部结构延伸。

5.根据任一前述权利要求所述的工件，其中，所述环形框架由第一材料制成，所述第一材料不同于所述基部结构的第二材料。

6.根据任一前述权利要求所述的工件，还包括与所述环形框架相关联的至少一个标记特征。

7.根据权利要求6所述的工件，其中，所述至少一个标记特征包括：

至少第一标记特征，用于定位所述工件以用于后续机加工；和

至少第二标记特征，具有与所述至少第一标记特征不同的构造，并用于在后续机加工期间识别所述工件的定向。

8.根据权利要求6或7所述的工件，其中，所述至少一个标记特征包括围绕所述环形框架的周边而等距间隔开的多个标记特征。

9.根据任一前述权利要求所述的工件，其中，所述牙科装置包括至少一个机加工表面，所述机加工表面对应于植入物邻接面、螺纹孔或牙尖表面。

10.根据任一前述权利要求所述的工件，其中，所述牙科装置是上部结构、用于安放所述上部结构的下部结构、或用于安装所述牙科装置的模板。

11.根据任一前述权利要求所述的工件，还包括位于所述基部结构内的螺纹紧固件。

12.一种用于制造牙科装置的方法，包括：

在环形框架内部添加地制造所述牙科装置的基部结构；

将所述基部结构和所述环形框架作为单个工件转移到移除机器中；和

在单个工件位于所述移除机器内时，从所述基部结构的选定表面移除材料；以及

在所述基部结构与所述环形框架之间建造至少一个连接器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，添加地制造所述基部结构包括用粉末金属烧结所述基部结构。

14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括在所述基部结构与所述环形框架之间烧结至少一个连接器。

15.根据权利要求12、13或14所述的方法，还包括连同所述基部结构和所述至少一个连接器一起烧结所述环形框架。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，还包括在所述环形框架内烧结所述基部结构之前，通过非添加工艺预制所述环形框架。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，预制所述环形框架包括：

用第一材料预制所述环形框架，所述第一材料不同于所述基部结构的第二材料。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中：

所述牙科装置构造成用于特定患者并且是：

上部结构；或

下部结构，所述下部结构被构造成提供上部结构的安放；并且所述方法还包括在所述环形框架内添加地制造模板，所述模板用于将所述牙科装置安装在所述特定患者的口腔中。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中，从所述基部结构的选定表面移除材料包括经由穿过所述环形框架的周边的开口从所述基部结构的至少一部分移除材料。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，还包括添加地制造与所述环形框架相关联的标记特征，用于在从所述基部结构的选定表面移除材料之前放置所述基部结构。

21.根据权利要求12至20中任一项所述的方法，还包括基于所述标记特征的位置将所述基部结构和所述环形框架从添加机器转移到所述移除机器的步骤。

22.根据权利要求12至21中任一项所述的方法，其中，从所述基部结构的选定表面移除材料包括仅从植入物邻接表面或紧固件接合表面移除材料。

23.根据权利要求12至22中任一项所述的方法，其中，所述牙科装置为：上部结构、被构造成提供所述上部结构的安放的下部结构、或者用于安装所述牙科装置的模板。

24.根据权利要求12至23中任一项所述的方法，还包括在所述基部结构内添加地制造螺纹紧固件。

25.根据权利要求12至24中任一项所述的方法，其中，用粉末金属在所述环形框架内激光烧结所述基部结构。

26.根据权利要求12至25中任一项所述的方法，其中，与所述基部结构一起添加地制造所述至少一个连接器。

27.根据权利要求12至26中任一项所述的方法，其中，与所述基部结构和所述至少一个连接器一起添加地制造所述环形框架。

28.根据权利要求12至27中任一项所述的方法，其中，在制造所述基部结构之前，通过非添加工艺制造所述环形框架。

29.一种根据权利要求12至28中任一项所述的方法制造牙科装置的系统，包括：

添加机器，被构造为在环形框架内制造所述牙科装置的基部结构；和

移除机器，被构造为接纳所述环形框架并从所述基部结构的选定表面移除材料以制造所述牙科装置。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述添加机器被构造为用粉末金属在所述环形框架内烧结所述基部结构。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述添加机器还被构造为在所述基部结构与所述环形框架之间烧结至少一个连接器。

32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述添加机器还被构造为连同所述基部结构和所述至少一个连接器一起烧结所述环形框架。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，在烧结所述基部结构之前通过非添加工艺制造所述环形框架并将所述环形框架装载到所述添加机器中。

34.根据权利要求29至33中任一项所述的系统，其中：

所述牙科装置是上部结构或用于安放上部结构的下部结构，并且被构造成用于特定患者；并且

所述添加机器还被构造为在环形框架内制造模板，所述模板用于将所述牙科装置安装在所述特定患者的口腔中。

35.根据权利要求29至34中任一项所述的系统，其中，所述添加机器被构造成经由穿过所述环形框架的周边的开口来制造所述基部结构的至少一部分。

36.根据权利要求29至35中任一项所述的系统，其中，所述添加机器被构造为制造与所述环形框架相关联的标记特征，用于将所述基部结构放置在所述移除机器内或检测所述基部结构在所述移除机器内的定向。

37.根据权利要求36所述的系统，还包括转移机器，所述转移机器被构造成基于所述标记特征的位置将所述基部结构和所述环形框架从所述添加机器转移到所述移除机器。

38.根据权利要求29至37中任一项所述的系统，其中，所述添加机器还被构造为在所述基部结构内添加地制造螺纹紧固件。

39.一种牙科装置，通过根据权利要求12至18中任一项所述的方法而被制造。

40.当用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的工件时、根据权利要求12-28中任一项所述的方法。