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Dokumentenidentifikation DE102005035474A1 26.04.2007
Titel Verfahren zum Herstellen von Zahnersatzteilen, Verfahren zum Überprüfen eines bearbeiteten Rohstoffbereichs bzw. einer Herstellanordnung, Computer, Computerprogramm und computerlesbares Medium
Anmelder Willytec GmbH, 82166 Gräfelfing, DE
Erfinder Holzner, Stephan, 82069 Hohenschäftlarn, DE;
Weber, Gerhard, 86932 Pürgen, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 28.07.2005
DE-Aktenzeichen 102005035474
Offenlegungstag 26.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse A61C 13/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G06F 19/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Zahnersatzteilen, bei dem aus einem Rohstoffbereich wie etwa einem Rohling ein Zahnersatzteil an einer Herstellposition wie etwa einer Fräsposition hergestellt (ausgefräst) wird, wobei die Herstellposition von einem oder mehreren Zahnersatzteilen anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien bestimmt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen eines bearbeiteten Rohstoffbereichs und/oder einer Herstellanordnung für einen Rohstoffbereich, wobei geprüft wird, ob aus einer Anzahl von vorgegebenen Herstellformen noch eine oder mehrere Herstellformen hergestellt werden können. Auch betrifft die Erfindung Verfahren zum Herstellen von einem Zahnersatzteil, bei dem aus einem Rohstoffbereich ein Zahnersatzteil hergestellt wird, wobei anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien ein Rohstoff aus einer Mehrzahl von Rohstoffbereichen ausgewählt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen entsprechenden Computer, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zum Herstellen von Zahnersatzteilen, ein Verfahren zum Überprüfen eines bearteiteten Rohstoffbereichs und/oder einer Herstellanordnung sowie einen Computer, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.

Aus der WO 02/39056 A1 ist es bekannt, die Formen von Restzahnbereichen anhand von Mustern digital zu erfassen und darauf aufbauend die Formen von Zahnersatzteilen softwareunterstützt zu generieren. Die hier gewonnenen Formdaten von Zahnersatzteilen können anschließend zum Herstellen der Zahnersatzteile beispielsweise mit Fräsen oder Laserlithographie verwendet werden.

Hierbei handelt es sich in allen Fällen um Einzelanfertigungen, da jedes Zahnersatzteil für den individuellen Restzahnbereich einzeln und nur einmal gefertigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Zahnersatzteilen, ein Verfahren zum Überprüfen eines bearbeiteten Rohstoffbereichs und/oder einer Herstellanordnung sowie einen Computer, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium zur Verfügung zu stellen, mit denen eine große Anzahl von Zahnersatzteilen möglichst optimal hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 15, ein Verfahren nach Anspruch 18, einen Computer nach einem der Ansprüche 21 bis 23, einem Computerprogramm nach Anspruch 24 und einem computerlesbaren Medium nach Anspruch 25.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Bei dem Verfahren wird die Herstellposition von einem oder mehreren Zahnersatzteilen anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien bestimmt. Dies kann am besten vollautomatisch mit einem Computer durchgeführt werden.

Die Herstellposition ergibt sich zum Einen durch die Orientierung der Herstellstelle (veränderbar durch Drehung) in dem Rohstoffbereich als auch durch die Position der Herstellstelle (veränderbar durch Verschiebung). Auch eine Verkippung ist möglich.

Als Herstellverfahren kommt beispielsweise das Ausfräsen aus einem Rohling in betracht. Hierbei wird eine Herstellform, also eine Fräsform, aus einem Rohstoffbereich, also einem Rohling, an einer Herstellposition, also einer Fräsposition, ausgefräst.

Als Herstellverfahren kommen aber auch andere Verfahren wie etwa Aufbauverfahren in Betracht, wie etwa Laserlithographie, bei dem mit einem Laser jeweils die oberste Schicht eines pulverförmiges Materials, das Schicht für Schicht aufgebracht wird, bearbeitet wird. Durch die Laserbestrahlung kann das pulverförmige Material lokal aufgeschmolzen werden und zu einem Zahnersatzteil verhärtet werden. Der Rohstoffbereich ist hierbei derjenige Bereich, in dem sich der Rohstoff (etwa das pulverförmige Material) befinden kann, so dass es zu einem Zahnersatzteil verarbeitet werden kann.

Durch die Berücksichtigung von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien sind gezielte Optimierungen des Herstellungsverfahrens möglich, die sich bei einer großen Zahl von herzustellenden Zahnersatzteilen auswirken.

Es ist beispielsweise möglich, die Herstellposition so in dem Rohstoffbereich festzulegen, dass möglichst viele Zahnersatzteile aus dem Rohstoffbereich hergestellt werden können. Auch ist es möglich, dass das Herstellen möglichst schnell geht oder dass Form/Restgröße des unbearbeiteten Rohstoffbereichs so verbleibt, dass voraussichtlich noch möglichst viele Zahnersatzteile aus dem Rohstoffbereich hergestellt werden können. Weiterhin kann die Stabilität des Rohstoffbereichs berücksichtigt werden. Bei beispielsweise dem Ausfräsen aus einem Rohling kann die Stabilität des Rohlings gegen Verformung durch die Fräsbearbeitung berücksichtigt werden.

Weiter kann je nach Art des Zahnersatzteils beispielsweise eine verschieden gute Präzision des hergestellten Teils gewünscht werden, die je nach der Lage der Herstellposition verschieden sein kann. Bei der Laserlithographie gibt es Bereiche, in denen die Fokussierung besonders schart ist und somit eine hohe Präzision erreicht wird, während die Präzision in anderen Bereichen nicht so hoch ist. Auch bei dem Fräsen wird die Präzision am Rand des Rohlings, wo er gut gehalten wird, höher sein, als in anderen Bereichen, in denen er sich etwas verformen kann.

Vorteilhafterweise wird die Herstellposition daher anhand von einem oder mehreren verschiedenen Kriterien bestimmt. Diese können beispielsweise die Herstellposition von einem oder mehreren anderen Zahnersatzteilen in dem Rohstoffbereich sein, die Herstellformen von noch herzustellenden Zahnersatzteilen, die noch nicht einem Rohstoffbereich zugeordnet wurden, Form bzw. Restgröße des unbearbeiteten Bereichs eines Rohstoffbereichs nach dem Herstellen, der Abstand zu einem oder mehreren von anderen Herstellpositionen von Zahnersatzteilen in dem Rohstoffbereich, die Herstellzeit, die Überlappung von Randherstellbereichen zwischen verschiedenen Herstellpositionen, die Materialart des Rohstoffs/Rohlings und/oder Art des Zahnersatzteils. Weitere Kriterien sind möglich.

Durch die Bestimmung der Herstellposition beispielsweise anhand der Herstellposition von anderen Zahnersatzteilen oder anhand der Form und/oder Restgröße der unbearbeiteten Bereichen des Rohstoffbereichs und/oder dem Abstand zu einer oder mehreren von anderen Herstellpositionen von anderen Zahnersatzteilen oder der Überlappung von Randherstellbereichen kann es möglich sein, die Herstellpositionen von möglichst vielen Zahnersatzteilen in einem einzelnen Rohstoffbereiche unterzubringen. Diese können sofort nacheinander oder auch mit zwischendurch aus einer Herstellmaschine herausgenommenem Rohstoffbereich ausgefräst werden. Durch Optimierung der Anordnung der Herstellpositionen ist es möglich, unter möglichst wenig Materialeinsatz möglichst viele Zahnersatzteile herzustellen.

Unter Berücksichtigung der zu erwartenden Herstellzeit kann auch eine möglichst schnelle Herstellung erreicht werden. Falls beispielsweise ein Wechsel von Fräswerkzeugen nötig ist, wird durch die Position des Zahnersatzteils auf dem Rohling die Fräszeit beeinflusst. Sind zwischen der Fräsposition und der Werkzeugwechselposition größere Strecken, so muss der Fräskopf längere Zeiten hin und her fahren, was die Fräszeit beeinflusst. Auch bei der Laserlithographie ist die Herstellzeit an verschiedenen Orten innerhalb des Rohstoffbereichs verschieden.

Um ein Zahnersatzteil aus einem Rohling herauszufräsen, muss ein Fräswerkzeug einen gewissen Spalt zwischen das Zahnersatzteil und dem Rest des Rohlings fräsen. In dem Spalt befinden sich eventuell noch Stege zum Halten des Zahnersatzteils, die den Spalt überbrücken. Der Fräsbereich ist somit größer als die Ausdehnung des Zahnersatzteils, da das Zahnersatzteil außenrum von dem oben erwähnten Spalt umgeben sein muss. Dieser Spalt wird Randfräsbereich oder Randherstellbereich genannt. Wenn sich zwischen den verschiedenen Zahnersatzteilen die Randfräsbereiche überlappen, so ist dies nicht weiter schädlich, sondern kann für eine optimale Rohlingsausnutzung vorteilhaft sein. Bei der Laserlithographie müssen ebenfalls gewisse Mindestabstände zwischen zwei Zahnersatzteilen eingehalten werden, um eine unbeabsichtigte Verbindung zwischen zwei Zahnersatzteilen zu vermeiden. Jede Herstellform ist somit ebenfalls von einem Randherstellbereich umgeben, in dem keine Laserbearbeitung von Pulver stattfinden darf.

Durch das Ausfräsen von Zahnersatzteilen verliert der Rohling an Stabilität. Es kann daher vorteilhaft sein, dies bei Bestimmung der Fräsposition zu berücksichtigen, um auch beim Fräsen der letzten Zahnersatzteile oder auch bereits des zweiten oder dritten Zahnersatzteils noch eine gute Rohlingsstabilität ausnutzen zu können. Ist der Rohling beispielsweise an seinem Rand eingespannt, kann ein instabiler Rohling leicht etwas flattern, was zu unpräzisen Zahnersatzteilen führt. Dies kann insbesondere je nach Art des Zahnersatzteils relevant sein.

Die erwähnten oder auch andere Kriterien können je nach Wichtigkeit mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden.

Die Bestimmung der Herstellposition erfolgt vorteilhafterweise mit einem Computer. Dies erlaubt die gleichzeitige Berücksichtigung von mehreren bzw. vielen Kriterien mit reproduzierbaren Ergebnissen. Die relevanten Kriterien können durch eine Bedienperson ausgewählt worden sein oder auch automatisch ausgewählt worden sein. Ein selbstlernendes System, bei dem die Kriterien automatisch mit verschiedenen Faktoren gewichtet werden und diese Faktoren anhand der Endergebnisse in z.B. Bezug auf Rohstoffbereichsausnutzung angepasst werden, ist fast nur mit einem Computer realisierbar. Weiter erlaubt ein Computer eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und daher recht hohe Datendurchsatzraten. Für eine Bestimmung der Herstellposition sind verschiedene der erwähnten Kriterien daher in der Regel nur mit einem Computer berücksichtigbar.

Die Positionierung der Stege zum Halten des Zahnersatzteils während und nach dem Fräsen erfolgt vorteilhafterweise ebenfalls anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien. Dies erlaubt ein automatisches Positionieren der Stege. Relevant sind als Kriterien hierbei insbesondere die Stabilität der Position des Zahnersatzteils während des Fräsens bzw. die Stabilität des Rohlings insbesondere im Bereich der Stege. Während des Fräsens muss der Rohling durch die Stege so gehalten werden, dass er unter der mechanischen Einwirkung des Fräskopfs sich möglichst wenig bewegt oder deformiert. Die Stabilität der Position des Zahnersatzteils ist dabei alleine durch die Stege gegeben. Weiterhin ist zu berücksichtigen, an welcher Stelle die Stege in den Rohling münden, da ein Steg, der sich an einem instabilen Teil des Rohlings aufstützt, dem Zahnersatzteil beim Fräsen dabei keine Stabilität verleihen kann.

Die Positionierung und/oder Anzahl der Stege wird am besten automatisch mit einem Computer durchgeführt.

Auch die verschiedenen Kriterien zum Anordnen der Stege bzw. zur Bestimmung von deren Anzahl können mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden.

Vorteilhafterweise ist es möglich, eine Herstellposition zu bestimmen, nachdem bereits ein anderes Zahnersatzteil aus dem Rohstoffbereich hergestellt wurde. Dies erlaubt das sofortige Bestimmen der Position, sodass danach unmittelbar mit dem Herstellen begonnen werden kann. Dies ist für eilige Aufträge von Vorteil. Andererseits ist es vorteilhaft, die Herstellposition von mehreren Zahnersatzteilen zu bestimmen, bevor eines davon aus dem Rohstoffbereich hergestellt wird, da dann beide Herstellpositionen relativ zueinander optimal ausgerichtet werden können. Dazu muss aber gewartet werden, bis mindestens zwei Aufträge für Zahnersatzteile da sind. Andernfalls ist nur die Ausrichtung der Herstellposition eines Zahnersatzteils anhand der fest vorgegebenen Herstellposition des anderen Zahnersatzteils möglich.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem zunächst versucht wird, einen Rohstoffbereich vollständig mit den Herstellpositionen von mehreren Zahnersatzteilen auszufüllen. Erst wenn der Rohstoffbereich weitgehend vollständig ausgenutzt ist, d. h., dass mit aller Voraussicht keine weiteren Herstellpositionen darauf angeordnet werden können, wird der Rohstoffbereich bearbeitet, d. h. zum Beispiel der Rohling gefräst oder ein Laserlithographieverfahren durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass der Rohstoffbereich insgesamt optimal ausgenutzt werden kann, da die Relativposition von allen Zahnersatzteilen relativ zueinander in Bezug auf die Rohstoffbereichsausbeute optimiert werden kann. Hierbei können auch andere relevante Kriterien berücksichtigt werden.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem aus einer Anzahl von herzustellenden Zahnersatzteilen diejenigen ausgewählt werden, mit denen sich eine möglichst gute Ausnutzung des Rohstoffbereichs ergibt. So können beispielsweise von fünfzehn herzustellenden Zahnersatzteilen zehn ausgewählt werden, die sich optimal in dem Rohstoffbereich anordnen lassen.

Bei dem Verfahren kann vorteilhafterweise das Verhältnis aus Rohlingsfläche zu gefräster Fläche und/oder ungefräster Fläche bestimmt werden. Dies kann als ein Maß dafür genommen werden, wie gut ein Rohling ausgenutzt wurde. Auch kann das Verhältnis aus Rohstoffmaterialvolumen zu bearbeitetem Volumen und/oder unbearbeitetem Volumen bestimmt werden und als Maß für die Ausnutzung genommen werden. Auch die Fläche einer Projektion der bearbeiteten Volumen auf eine Ebene, die parallel zu den Pulverauftragsschichten oder einer Rohlingsoberfläche liegt kann im Vergleich zu der Fläche einer solchen Ebene bestimmt und evtl. als Ausnutzungsgrad herangezogen werden.

Auch können die herzustellenden Zahnersatzteile mit vorgegebenen Werten gewichtet werden und die Summe dieser gewichteten Werte gebildet werden. Diese Summe kann für einen bestimmten Rohstoffbereichstyp als Maß für die Ausnutzung des Rohstoffbereichs herangezogen werden.

Die erwähnten Verfahrensschritte zum Ermitteln der Ausnutzung des Rohstoffbereichs können zum Bestimmen der Herstellposition herangezogen werden. Weiterhin können sie dazu herangezogen werden, die erfolgten Bestimmungen von Herstellpositionen auszuwerten. Damit kann nach Art eines selbstlernenden Systems beispielsweise die Gewichtung der verschiedenen Kriterien bei der Bestimmung der Herstellposition optimiert werden.

Bei einem Verfahren zum Überprüfen eines bearbeiteten Rohstoffbereichs bzw. einer Herstellanordnung für einen Rohstoffbereich wird geprüft, ob aus einer Anzahl von vorgegebenen Herstellformen noch eine oder mehrere Herstellformen hergestellt werden können. Das Verfahren kann bei einem bereits teilweise bearbeiteten Rohstoffbereich dazu eingesetzt werden, um zu prüfen, ob der Rohstoffbereich voll oder noch nicht voll ist. Ein voller Rohstoffbereich kann aussortiert werden, da aus ihm keine weiteren Zahnersatzteile hergestellt werden können. Statt der Überprüfung eines Rohstoffbereichs aus dem bereits Zahnersatzteile hergestellt wurden, kann auch eine Herstellanordnung für einen Rohstoffbereich geprüft werden. Eine solche Herstallanordnung setzt sich aus verschiedenen Herstellpositionen verschiedener Zahnersatzteile zusammen, die in der angegeben Anordnung aus einem Rohstoffbereich hergestellt werden können.

Beim Fräsen können beispielsweise teilweise bearbeitete Rohlinge aufbewahrt und später wieder verwendet werden. Bei der Laserlithographie können Gefäße, in denen der Aufbau vorgenommen wird, aus der Laserlithographievorrichtung entfernt und später wieder eingesetzt werden. Dadurch kann über und/oder neben einem bereits hergestellten Zahnersatzteil ein weiteres Zahnersatzteil hergestellt werden.

Die vorgegebenen Herstellformen können diejenigen von noch herzustellenden Zahnersatzteilen sein, können jedoch auch vorgegebene Standardformen sein. Anhand von vorgegebenen Standardformen kann beispielsweise ein bereits bearbeiteter Rohstoffbereich anhand von objektiven Kriterien dahingehend überprüft werden, ob es sinnvoll ist, den Rohstoffbereich weiter aufzubewahren, um eventuell später Zahnersatzteile noch aus ihm herzustellen oder den Rohstoffbereich auszusortieren.

Ein Verfahren zum Herstellen von einem Zahnersatzteil besteht darin, dass aus einer Mehrzahl von Rohstoffbereichen ein einzelner Rohstoffbereich ausgewählt wird, aus dem das Zahnersatzteil hergestellt werden soll.

Dieses Verfahren ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn mehrere Rohstoffbereiche zur Verfügung stehen, aus denen das Zahnersatzteil hergestellt werden kann. Sind die verschiedenen Rohstoffbereiche beispielsweise bereits teilweise bearbeitet, so kann sich auf Grund der bearbeiteten Bereiche der verschiedenen Rohstoffbereiche durch eine Positionierung der Herstellposition des herzustellenden Zahnersatzteils in den verschiedenen Rohstoffbereichen eine verschieden gute Ausnutzung der Rohstoffbereiche ergeben. Die Auswahl desjenigen Rohstoffbereichs bei dem sich eine optimale Ausnutzung ergibt, ist hier daher vorteilhaft.

Ein weiteres Kriterium kann die Anzahl der zur Verfügung stehenden Rohstoffbereiche sein. Sind bereits eine große Anzahl von Rohstoffbereichen gelagert, aus denen eventuell nur noch ein Zahnersatzteil hergestellt werden kann, so kann es von Vorteil sein, ein Zahnersatzteil auch unter nicht optimaler Ausnutzung eines Rohstoffbereichs auszufräsen, wenn dadurch der Rohstoffbereich aussortiert werden kann, um wieder Platz im Rohstoffbereichslager zu schaffen. Falls beispielsweise kein Rohling geeigneter Dicke vorhanden ist, kann auch ein Rohling einer größeren Dicke ausgewählt werden. Falls kein Laserlithographiebehälter verfügbar ist, in dem mit der noch zur Verfügung stehenden Aufbauhöhe in dem Behälter eine optimale Ausnutzung möglich ist, so kann es auch von Vorteil sein, einen Behälter zu verwenden, der nicht optimal ausgenutzt wird, wenn dann alle bereits hergestellten Zahneratzteile aus dem Behälter genommen und verwendet werden können.

Falls sich ein Rohstoffbereich gerade in einer Herstellmaschine befindet, kann es auch vorteilhaft sein, diesen Rohstoffbereich auszuwählen, da dann unmittelbar mit der Herstellung des Zahnersatzteils begonnen werden kann. Dies erlaubt eventuell bei sehr eiligen Herstellungsaufträgen kurze Bearbeitungszeiten.

Die Rohstoffbereiche, d.h. z.B. die Behälter des Laserlithographieverfahrens oder die Rohlinge werden vorteilhafterweise automatisiert aus einem Lager zur Herstellungsmaschine (Laserlithograph, Fräsmaschine) und evtl. wieder zurück transportiert. Dies verhindert zum einen Fehlbedienungen und erlaubt eine möglichst kostengünstige Arbeitsweise. Hier können zum Beispiel ein Roboter eingesetzt werden und/oder automatisierte Förderanlagen.

Vorgesehen sind weiterhin Computer, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium zur Durchführung der erwähnten Verfahren.

Vorteilhafte Ausführungsformen sollen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt:

1a ein Zahnersatzteil in einem Rohling in einer Draufsicht;

1b ein Zahnersatzteil in einem Rohling in einer seitlichen Schnittansicht;

2 eine Fräsposition eines Zahnersatzteils auf einem Rohling;

3 die Fräspositionen von zwei Zahnersatzteilen auf einem Rohling;

4 die Fräspositionen von zwei Zahnersatzteilen in einer anderen Anordnung auf einem Rohling;

5 die Anordnung von mehreren Zahnersatzteilen auf einem Rohling sowie mehrere Fräsformen;

6 mehrere Rohlinge und eine Fräsform.

In den folgenden Figuren wird das Fräsverfahren stellvertretend für allgemein ein Herstellungsverfahren beschrieben. Die Ausführungen gelten jedoch auch entsprechend für andere Herstellungsverfahren wie etwa der Laserlithographie.

In 1a und 1b ist ein ausgefrästes Zahnersatzteil in einer Draufsicht und in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. 1b entspricht dem Schnitt entlang der Linie A-A' in 1a. Bei dem dargestellten Zahnersatzteil handelt es sich um ein dreigliedriges Zahnersatzteil, das sich aus den drei Gliedern 3, 4, 5 zusammensetzt. Jedes Glied entspricht einer Zahnposition in einem Kiefer. Das Zahnersatzteil 2 ist noch durch die Stege 6 mit dem Rohling 7 verbunden. Ansonsten ist das Zahnersatzteil 2 fertig ausgefräst. Die Stege 6 befinden sich im Randfräsbereich 8, d. h. demjenigen Bereich in welchem gefräst wird, sich jedoch kein Teil des Zahnersatzteils 2 befindet. Dieser Randfräsbereich 8 (unschraffiert) umgibt das Zahnersatzteil 2, wie in 1a in Draufsicht zu erkennen. Die äußere Grenze des Randfräsbereichs 8 definiert die Grenze des Bereichs innerhalb dessen der Rohling durch das Fräsen bearbeitet wird. Durch die Grenze wird die Fräsform festgelegt. Die in 1a dargestellte Fräsform kann in verschiedenen Orientierungen bzw. Positionen auf einem Rohling 7 angeordnet werden.

In 2 ist ein Beispiel einer Anordnung einer Fräsform auf einem Rohling 7 gezeigt. Der Rohling hat hier eine quadratische Form, es können aber auch andere Formen vorgesehen sein, wie etwa runde, rechteckige und sonst wie geformte Rohlinge.

Ein Zahnersatzteil 2, das in 2 beispielhaft als zwölfgliedriges Zahnersatzteil 2 ausgebildet ist, wird von einem Randfräsbereich 8 umgeben. Weiterhin sind Stege 6 eingezeichnet, die dazu dienen, das Zahnersatzteil 2 während und nach dem Fräsvorgang mit dem Rohling 7 zu verbinden. Der Rohling 7 ist hier deutlich größer als die Fräsform. Die Fräsform kann daher in verschiedenen Orientierungen auf dem Rohling 7 angeordnet werden. Hierbei kann die in 2 dargestellte Anordnung sowohl dadurch geändert werden, dass die Fräsform nach unten, oben, rechts oder links verschoben wird, als auch dadurch, dass sie zusammen oder unabhängig von einer solchen Verschiebung nach rechts oder links gedreht wird. Auch ein Kippen um eine Achse, die beispielsweise in der Rohlingsebene liegt, ist möglich. Bei dem Verfahren wird die Fräsposition anhand von vorgegebenen Kriterien bestimmt, um ein optimiertes Verfahren zu erhalten.

Der Rohling 7 kann so ausgebildet sein, dass er mit seiner Oberfläche insgesamt der Fräsmaschine zugänglich ist. Es können aber auch Rohlingsformen berücksichtigt werden, bei denen nur ein Teil des Rohlings gleichzeitig der Fräsmaschine zugänglich ist. Die anderen Teile des Rohlings können durch Nachschieben in den Bereich der Fräsmaschine zugänglich gemacht werden. Die Rohlings haben hierbei vorteilhafterweise die Form von langen Stangen.

In 3 und 4 ist der Fall dargestellt, bei dem zwei Fräsformen von zwei Zahnersatzteilen 2, 9 auf einem Rohling untergebracht werden sollen.

In 3 ist ein Fall dargestellt, bei dem eine Bounding Box 11 um den Fräsbereich des Zahnersatzteils 2 herum angeordnet ist. Die Bounding Box 11 hat hierbei einen Abstand 10 zu den jeweils äußersten Enden der Grenze des Randfräsbereichs B. Die Bounding Box 11 ist hier rechtwinklig, kann jedoch auch wie durch die Linie 11' angeordnet, schiefwinklig sein. Statt viereckigen, können auch drei-, fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige, oder runde, elliptische oder sonstartig geformte Bounding Boxes verwendet werden. Die Bounding Box 11 dient hier nur dazu, die Position des Zahnersatzteils 9 festzulegen.

Das Zahnersatzteil 9 wird ebenfalls von einer Bounding Box 12 umgeben, die ebenfalls so konstruiert wurde, dass ein Mindestabstand 10' zwischen der äußeren Grenze der Fräsform und der Linie der Bounding Box 12 eingehalten wird.

Der Abstand 10 und 10' kann auch Null sein. Durch einen von Null verschiedenen Wert wird jedoch garantiert, dass zwischen dem Zahnersatzteil 2 und dem Zahnersatzteil 9 Rohlingsmaterial zumindest der Breite, die den Größen 10 und 10' entspricht, stehen bleibt. Dadurch kann eine gewisse gewünschte Stabilität des Rohlings 7 nach Ausfräsen der Zahnersatzteile 2 und 9 gewährleistet werden.

Die beiden Bounding Boxen 11 und 12 sind so relativ zueinander angeordnet, dass sie an einer Begrenzungslinie übereinstimmen.

Es ist jedoch auch möglich, einen Mindestabstand zwischen den Bounding Boxen von zwei Zahnersatzteilen einzuhalten. Auch damit kann ein Mindestabstand zwischen zwei Zahnersatzteilen garantiert werden, was für die Stabilität des Rohlings 7 nach dem Ausfräsen relevant sein kann.

Bei dem Verfahren zum Bestimmen der Fräsposition werden zunächst die Daten der Zahnersatzteile 2, 9 dahingehend ausgewertet, jeweilige Bounding Boxen 11, 12 zu bestimmen. Anschließend werden die Bounding Boxen 11, 12 nach bestimmten Kriterien relativ zueinander auf dem Rohling 7 angeordnet. Diese Kriterien können beispielsweise sein, den Rohling 7 möglichst vollflächig mit Bounding Boxen auszufüllen, was am besten dadurch geschieht, dass die Bounding Boxen an ihren Grenzlinien übereinander liegen.

Ein anderes Verfahren zum Bestimmen der Fräsposition ist in 4 dargestellt. Hier werden keine Bounding Boxen bestimmt, sondern die Fräspositionen werden direkt auf dem Rohling 7 angeordnet, ohne den Zwischenschritt über die Bounding Boxen.

Die Fräspositionen der Zahnersatzteile 2, 9 können hier relativ zueinander so angeordnet werden, dass sich die äußeren Grenzen der Randfräsbereiche 8, 13 gerade berühren. Da sich in den Randfräsbereichen 8, 13 jedoch abgesehen von den Stegen 6 kein Material befindet, können die Randfräsbereiche 8 und 13 sogar überlappen (siehe Bereich 14). Durch das Durchfahren des jeweiligen Randfräsbereiches 8, 13 mit dem Fräswerkzeug werden weder das Zahnersatzteil 2 noch das Zahnersatzteil 9 beschädigt. Die jeweiligen Randfräsbereiche 8, 13 dürfen jedoch nicht mit dem Bereich des Zahnersatzteils 2, 9 oder den jeweiligen Stegen überlappen. Statt einer Überlappung oder einem Berühren der Randfräsbereiche 8, 13 kann auch ein Mindestabstand von Randfräsbereichen 8, 13 vorgegeben werden.

Wie im Vergleich zwischen 3 und 4 zu erkennen ist, ergeben sich durch die unterschiedliche Anordnung der Fräsbereiche der Zahnersatzteile 2 und 9 verschiedene Formen und/oder Restgrößen der gefrästen Fläche des Rohlings 7. Aus dem Rohling 7 in 4 können noch mehr Zahnersatzteile ausgefräst werden, als aus dem Rohling 7 in 3, da hier ein größerer Abstand zwischen den Fräsbereichen vorliegt. Andererseits hat der Rohling in 3 eine höhere Stabilität im Vergleich zu dem Rohling aus 4, bei dem zwischen den Zahnersatzteilen 2 und 9 keine stegartige Verbindung stehen bleibt.

Bei der Bestimmung der Fräspositionen der Zahnersatzteile 2 und 9 wird auch ein genügender Abstand zu dem Rand des Rohlings 7 berücksichtigt.

In 5 ist ein Rohling 7 gezeigt. Die auf dem Rohling 7 eingezeichneten Fräsformen können entweder geplante Fräspositionen sein oder bereits ausgefräste Bereiche darstellen. Im Bereich 15 des Rohlings 7 ist noch etwas Platz für die Fräsposition eines weiteren Zahnersatzteils. In 5 sind rechts verschiedene Fräsformen dargestellt. Die in 5 rechts dargestellten Fräsformen können beispielsweise Fräsformen von noch anzufertigenden Zahnersatzteilen sein. Es können jedoch auch vorgegebene Standardformen sein, die in etwa immer wieder auftauchenden Fräsformen von Zahnersatzteilen entsprechen. In 5 rechts sind lediglich beispielhaft einige Formen dargestellt. Es können auch wesentlich mehr oder weniger Formen sein.

Bei dem Verfahren wird versucht, jede der Formen 16a bis 16e im Bereich 15 des Rohlings 7 anzuordnen. Während dies bei den Fräsformen 16a bis 16c sicherlich möglich ist, werden sich hier bei der Fräsform 16d Schwierigkeiten ergeben.

Mit dem Verfahren kann beispielsweise festgestellt werden, ob der Rohling 7 voll oder noch nicht voll ist. Falls keine der vorgegebenen Fräsformen auf dem Rohling 7 aufgebracht werden kann, wird der Rohling als voll eingestuft und kann daher aussortiert werden.

Falls die vorgegebenen Fräsformen die Fräsformen von herzustellenden Zahnersatzteilen sind, so kann eine Maximalanzahl von vorgegebenen Fräsformen voreingestellt werden. So kann es beispielsweise sinnvoll sein, nicht mehr als 10, 20, 30, 40, 50 oder 100 herzustellende Fräsformen zu berücksichtigen. Je mehr Fräsformen berücksichtigt werden, umso aufwendiger wird das Verfahren, desto höher ist jedoch auch die Wahrscheinlichkeit, dass eine Fräsform dabei ist, die auf einen nahezu vollen Rohling noch angeordnet werden kann.

Um zu beurteilen, wie gut ein Rohling 7 ausgenutzt wird, kann beispielsweise in 5 die Flache, die unbearbeitet ist, mit der bearbeiteten Fläche in Relation gesetzt werden.

Auch können die verschiedenen Zahnersatzteile gewichtet werden. Ein n-gliedriges Zahnersatzersatzteil kann beispielsweise mit einem Wert n oder n2 oder ähnliches gewichtet werden und anschließend die Summe der gewichteten Werte bestimmt werden, um zu beurteilen, wie gut der Rohling 7 ausgenutzt ist. Mehrgliedrige Zahnersatzteile brauchen notwendigerweise mehr Platz, so dass eine höhere Gewichtung sinnvoll ist. Je höher die Summe, desto besser die Ausnutzung.

In 6 ist der Fall dargestellt, bei dem zwei Rohlinge 7' und 7'' zur Verfügung stehen, die beide noch jeweils einen Bereich 15' und 15'' zur Verfügung haben, aus dem Zahnersatzteile ausgefräst werden können. Das Verfahren soll beispielhaft an der Fräsform 17 erläutert werden. Es wird geprüft, ob die Fräsform 17 in dem Bereich 15' des Rohlings 7' oder in dem Bereich 15'' des Rohlings 7'' eingepasst werden kann. Anhand von diesen Prüfungen wird einer der beiden Rohlinge 7', 7'' ausgewählt. Anstelle von zwei Rohlingen können auch mindestens oder höchstens 10, 20, 30, 50 oder 100 Rohlinge berücksichtigt werden. Bei der Auswahl des Rohlings können verschiedene Kriterien berücksichtigt werden. So kann es beispielsweise optimal sein, einen solchen Rohling auszuwählen, bei dem sich mit der Anordnung der Fräsform 17 ein hoher Ausnutzungsgrad des Rohlings ergibt. Falls eine große Anzahl von Rohlingen zur Verfügung steht, kann es auch vorteilhaft sein, einen Rohling auszunutzen, der anschließend als voll eingestuft wird, um den Rohling so auszusortieren und Platz für einen neuen Rohling zu schaffen. Der Platz wird im wesentlichen durch die Lagerkapazitäten vorgegeben.

Falls die zur Verfügung stehenden Rohlinge verschiedene Dicken haben, kann auch die Dicke der Rohlinge berücksichtigt werden. An sich ist es immer sinnvoll, den dünnsten Rohling zu nehmen, aus dem das Zahnersatzteil herausgefräst werden kann, jedoch kann sich unter gewissen Umständen auch ein Vorteil durch die Verwendung eines etwas dickeren Rohlings ergeben, wenn dieser dann besonders gut ausgenutzt oder er damit z.B. entsorgt werden kann.

Auch die Form und/oder Restgröße der Rohlinge 7', 7'' nach der Anordnung der Fräsform 17 können berücksichtigt werden. Auch die Fräszeit kann ein Kriterium sein.

Anstelle der Auswahl von einem Rohling anhand von nur einer Fräsform 17 können auch zwei oder mehr Fräsformen berücksichtigt werden.

Die verschiedenen Rohlinge werden am besten in einer Rohlingsdatenbank verwaltet. Diese speichert beispielsweise eine Rohlingsidentifikation, die ausgefrästen Bereiche bzw. die noch nicht gefrästen Bereiche, sowie weitere Daten, wie etwa Alter, Lagerzeit etc. Bei den Verfahren wird automatisch von einer Software, die die Verfahren durchführt auf die Rohlingsdatenbank zu gegriffen, um die für die verschiedenen Verfahrensschritte notwendigen Informationen zu erhalten.

Die hiermit beschriebenen Verfahren können am einfachsten automatisch mit einem Computer durchgeführt werden. Hierzu kann sowohl ein entsprechend ausgerüsteter Computer vorgesehen sein, als auch ein Computerprogramm bzw. ein computerlesbares Medium mit durch den Computer ausführbaren Anweisungen.


Anspruch[de]
Verfahren zum Herstellen von Zahnersatzteilen, bei dem aus einem Rohstoffbereich, wie etwa dem Bereich eines Rohlings, ein Zahnersatzteil an einer Herstellposition hergestellt wird, beispielsweise durch Ausfräsen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Herstellposition von einem oder mehreren Zahnersatzteilen (2, 9) anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellposition anhand von einem oder mehreren der folgenden Kriterien bestimmt wird:

– Herstellposition von einem oder mehreren anderen Zahnersatzteilen (2, 9) in dem Rohstoffbereich (7),

– Herstellformen von herzustellenden Zahnersatzteilen (2, 9),

– Form und/oder Restgröße der unbearbeiteten Fläche des Rohstoffbereichs (7) nach dem Herstellen,

– Abstand zu einer oder mehreren anderen Herstellpositionen von Zahnersatzteilen (2, 9) in dem Rohstoffbereich (7),

– Herstellzeit,

– Überlappung von Randherstellbereichen (8) mit dem Rohstoffbereichsrand und/oder mit dem Randherstellbereich (8) von anderen Herstellpositionen,

– Materialart des Rohstoffbereichs (7),

– Stabilität des Rohstoffbereichs (7) während und/oder nach dem Herstellen,

– Art des Zahnersatzteils (2, 9).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehreren Kriterien diese mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden können. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellposition von einem Computer bestimmt wird, wobei vorzugsweise das eine oder die mehreren Kriterien durch manuelle Auswahl am Computer durch eine Bedienperson oder automatisch durch den Computer vorgegeben werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung von Stegen (6) zum Halten des Zahnersatzteils (2, 9) während des Herstellens anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien erfolgt. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung und/oder Anzahl der Stege (6) anhand von einem oder mehreren der nachfolgenden Kriterien erfolgt:

– Stabilität der Position des Zahnersatzteils (2, 9) während des Herstellens,

– Stabilität des Rohstoffbereichs (7), insbesondere im Bereich der Stege (6).
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehreren Kriterien diese mit verschiedenen Gewichtungsfaktoren berücksichtigt werden können. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellposition bestimmt wird, nachdem bereits ein anderes Zahnersatzteil (2, 9) aus dem Rohstoffbereich (7) hergestellt wurde. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellposition von einem oder mehreren Zahnersatzteilen (2, 9) bestimmt wird, bevor eines der Zahnersatzteile (2, 9) aus dem Rohstoffbereich (7) hergestellt wurde. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellposition von mehreren Zahnersatzteilen (2, 9) erst dann festgelegt wird, wenn durch das Herstellen der zugehörigen Zahnersatzteile (2, 9) eine weitgehend vollständige Ausnutzung des Rohstoffbereichs (7) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass von mehreren herzustellenden Zahnersatzteilen (16) einige ausgewählt und andere weggelassen werden, so dass sich eine möglichst gute Ausnutzung des Rohstoffbereichs (7) ergibt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Herstellposition das Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17 durchgeführt wird, um die Form oder Restgröße der unbearbeiteten Fläche zu untersuchen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis aus Rohstoffbereichsfläche zu bearbeiteter Fläche und/oder unbearbeiteter Fläche bestimmt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die herzustellenden Zahnersatzteile (16) mit vorgegebenen Werten gewichtet werden und die Summe der gewichteten Werte gebildet wird. Verfahren zum Überprüfen eines bearbeiteten Rohstoffbereichs und/oder einer Herstellanordnung für einen Rohstoffbereich, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob aus einer Anzahl von vorgegebenen Herstellformen (16) noch eine oder mehrere Herstellformen (16) hergestellt werden können. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend entschieden wird, ob der Rohstoffbereich (7) oder die Herstellanordnung als „voll" oder „noch nicht voll" eingestuft wird. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Herstellformen herzustellenden Zahnersatzteilen (16) entsprechen oder vorgegebene Standardformen (16) sind. Verfahren zum Herstellen von einem Zahnersatzteil, bei dem aus einem Rohstoffbereich ein Zahnersatzteil hergestellt wird dadurch gekennzeichnet, dass anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien ein Rohstoffbereich (7) aus einer Mehrzahl von Rohstoffbereichen (7', 7'') ausgewählt wird. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohstoffbereich anhand von einem oder mehreren der folgenden Kriterien bestimmt wird:

– Ausnutzungsgrad der Rohstoffbereiche (7, 7', 7'') nach geplantem Herstellen des Zahnersatzteils (17),

– Anzahl der zur Verfügung stehenden Rohstoffbereiche (7', 7''),

– Dicke des zur Verfügung stehenden Rohstoffbereiches (7', 7''),

– Form und/oder Restgröße der unbearbeiteten Fläche des Rohstoffbereichs (7', 7'') nach dem Herstellen,

– Herstellzeit.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgewählte Rohstoffbereich aus einem automatisierten Lager automatisch entnommen wird, beispielsweise mit einem Roboterarm oder automatisierten Rohstoffbereichsförder- und lagereinrichtungen und vorzugsweise automatisch der Herstellmaschine wie etwa einer Fräsmaschine zum Bearbeiten zugeführt wird. Computer mit

– einer Einrichtung zum Speichern der Daten eines oder mehrerer Zahnersatzteile (2, 9, 16) und mit

– Mitteln, mit denen die Herstellposition von dem oder den Zahnersatzteilen (2, 9, 16) anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien bestimmt wird.
Computer mit:

– einer Einrichtung zum Speichern der Daten eines bearbeiteten Rohstoffbereichs (7) bzw. einer Herstellanordnung für einen Rohstoffbereich (7) und zum Speichern von einer Anzahl vorgegebener Herstellformen, und mit

– Mitteln, mit denen geprüft wird, ob von vorgegebenen Herstellformen noch eine oder mehrere Herstellformen hergestellt werden können.
Computer mit:

– einer Einrichtung zum Speichern von Daten eines Zahnersatzteils, das aus einem Rohstoffbereich hergestellt werden soll und mit

– Mitteln zum Auswählen eines Rohstoffbereichs anhand von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien aus einer Mehrzahl von Rohstoffbereichen.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um die Schritte von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird. Computerlesbares Medium mit durch den Computer ausführbaren Anweisungen zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wenn die Anweisungen auf einem Computer ausgeführt werden.






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