制备定制的牙体坯料的方法和系统.pdf

本发明公开了制备定制的牙体坯料的方法，该方法包括以下步骤：提供单独的牙齿颜色信息；形成开孔牙体坯料前体；根据所述单独的牙齿颜色信息向所述开孔牙体坯料前体提供颜色；以及压缩所述牙体坯料前体。该方法有助于以最小化的成本将所述牙体修复物的光学质量最大化。

权利要求书
1.  一种制备定制的牙体坯料的方法，包括以下步骤：
提供与患者的一颗或多颗牙齿相关联的单独的牙齿颜色信息；
通过自动化堆积技术由颗粒形成开孔牙体坯料前体；
根据所述单独的牙齿颜色信息向所述开孔牙体坯料前体提供颜色，
其中所述颗粒根据所述单独的牙齿颜色信息具有不同颜色；提供与所述患者相关联的单独的牙体修复物形状信息；
向所述牙体坯料前体提供与所述牙体修复物形状无关的形状；以及压缩所述牙体坯料前体以提供所述牙体坯料。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中所述颗粒包含陶瓷材料或基本上由陶瓷材料组成。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中所述陶瓷材料包含氧化锆或基本上由氧化锆组成。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括连续地提供颗粒层的步骤，由此在提供后续层之前至少一种颜色被分配在所选择的层上。

5.  根据权利要求4所述的方法，其中在提供后续层之前多种颜色被分配在所选择的层上。

6.  根据权利要求4或5所述的方法，其中所述一种或多种颜色被分配在二维图案或区域中。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括任选地预烧结所述牙体坯料以及移除所述牙体坯料或预烧结的牙体坯料的一部分来获得牙体修复物前体的步骤。

8.  根据权利要求7所述的方法，还包括烧结所述牙体修复物前体的步骤。

9.  一种用于制备定制的牙体坯料的系统，包括：
数据接口，所述数据接口用于接收单独的牙齿颜色信息；
堆积装置，包括：
贮存器，所述贮存器用于容纳颗粒；
堆积腔室，所述堆积腔室适于连续地接收在彼此的顶部上分层的所述颗粒的部分来形成开孔牙体坯料前体；
颜色分配单元，所述颜色分配单元适于在二维图案中将至少一种颜色分配在所选择的颗粒层上，其中所述层是选定的，和/或所述二维图案基于所述单独的牙齿颜色信息来确定；
和压机，所述压机适于压缩所述牙体坯料前体以形成所述牙体坯料；
所述系统适于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法；并且
其中所述堆积腔室能够从所述堆积装置移除并能够接收在所述压机中，并且其中所述压机还包括压模，所述压模用于在所述堆积接收器内单轴地压缩所述牙体坯料前体。

10.  根据权利要求9所述的系统，其中所述堆积腔室由穿过料筒的通孔形成。

11.  根据权利要求10所述的系统，包括两个压模，其中所述两个压模适于从相对侧移动到所述堆积腔室中。

12.  一种定制的牙体坯料，所述定制的牙体坯料具有由附着颗粒提供的开孔材料结构，其中所述坯料根据与患者的一颗或多颗牙齿相关联的单独的牙齿颜色信息来着色，并且其中所述坯料独立于与所述患者相关联的单独的牙体修复物形状信息而被成形。

说明书制备定制的牙体坯料的方法和系统
技术领域
本发明涉及制备定制的牙体坯料的方法，具体地讲，涉及一种其中根据单独的牙齿颜色信息由颗粒形成开孔坯料前体的方法。本发明还涉及用于制备此类定制的坯料的系统以及涉及定制的牙体坯料。
背景技术
在牙体领域中，患者牙齿的修复通常包括由人造物质替换自然牙齿物质。针对较大修复物，预加工的牙体修复物或假牙常常用于替换牙齿或其至少一部分。
陶瓷材料因其良好的物理、美学和生物学性质而被广泛用于制备高品质的牙体修复物。这些修复物经常在自动化方法中制造，该自动化方法通常包括以下步骤中的至少一个或多个：
-例如通过扫描牙齿的模型或患者口中的实际牙齿以数字方式采集患者牙齿的形状；
-使用计算机辅助设计(CAD)软件进行修复物的设计；以及
-使用计算机数控(CNC)机器从该设计制造修复物。
在由陶瓷材料制造牙体修复物中，在实施过程中建立各种自动化方法。一种常见的方法包括通过从坯料移除材料来制备随后可以用于加工单独的牙体修复物或其前体的标准化坯料。除了以适合于多个不同类型的牙体修复物的足够尺寸提供此类坯料以外，坯料的形状通常不与患者口中牙齿的任何单独的形状关联。
虽然此类工艺提供各种优点，但与此同时已经提议将所谓的堆积工艺用于制备牙体修复物。此类堆积工艺通常允许基本上以其期望的单独的形状堆积单独的牙体修复物，大体通过随后添加材料来创建该形状，而不是提供尺寸过大的标准化坯料，其中材料在后续工艺中从尺寸过大的标准化坯料移除。
共同未决的国际专利申请PCT/US2011/063357描述了此类堆积工艺和对应的用于制备牙体修复物的装置。虽然由所述工艺获得的牙体修复物的前体可以是尺寸过大的，但是此类过大尺寸通过烧结前体来消除，而不是除了大体上以三维方式收缩前体形状以外基本上改变形状。因此在所述工艺中，尺寸过大的牙体修复物前体的形状与最终牙体修复物的最终形状相关。
虽然现有的用于制备牙体修复物的工艺在不同的方面是有利的，但是一般期望提供用于以高自动化程度、最大化的品质和最小化的成本制备单独的牙体修复物或定制的牙体修复物的工艺。
发明内容
在一个方面，本发明涉及制备定制的牙体坯料的方法。此类坯料优选地用于通过材料移除来制备牙体修复物。牙体修复物的实例包括一个或多个牙冠、牙桥、镶面、植入物、基牙、根脚、正牙支架、牙体用支撑结构、镶嵌物、高嵌体、全拱形假牙以及它们的部件。
该方法包括下列步骤：
-提供单独的牙齿颜色信息，例如与患者的一颗或多颗牙齿相关联的牙齿颜色信息；
-通过自动化堆积技术由颗粒形成开孔牙体坯料前体；
-根据单独的牙齿颜色信息向开孔牙体坯料前体提供颜色；以及
-压缩开孔牙体坯料前体来形成牙体坯料。
本发明的有利之处在于它允许提供具有标准化外形的牙体坯料，但牙体坯料被定制以符合与单独的患者或单独的牙体应用相关的颜色要求。本发明还允许使用所建立的制造技术，该制造技术是基于材料移除的，但也利用堆积技术。因此，可以实现最大化的美学的牙体修复，而不需要在牙体实验室中完全改变制造技术。本发明也允许制备若干相同的定制牙体修复物，或用于同一患者的多个不同牙体修复物，或用于不同患者的多个不同修复物。本发明另外的有利之处在于它优选地允许由无镶面的陶瓷材料制备最终牙体修复物。
为了本发明，定制的牙体坯料包括但不限于在一个或多个方面定制但在至少一个其他方面标准化的坯料。例如，定制的牙体坯料可在颜色上定制，但在形状上标准化。
为了本说明书的目的，“颗粒”是指具有可以在几何学上确定的形状的固体物质。其形状可为规则的或不规则的。例如，通常可以相对于粒度和粒度分布来分析颗粒。
在一个实施例中，牙体坯料前体由大量颗粒形成，该大量颗粒一方面大体彼此接触，但另一方面在其中间留空间。换句话讲，颗粒可以粉末的形式存在。为了本说明书的目的，“粉末”是指由当摇动或倾斜时可自由流动的大量非常细小颗粒构成的大体干堆积体积。具体地，此类粉末可以是以大体松散积聚的颗粒的形式，该大体松散积聚的颗粒大体不彼此附着，或者最终只轻微地彼此附着。
在一个实施例中，该方法包括根据单独的牙齿颜色信息向颗粒提供不同颜色的步骤。颜色可以例如在预先确定的空间位置处添加到大体均匀着色或大体未着色的颗粒。该方法还可包括根据单独的牙齿颜色信息提供不同地着色的颗粒的步骤。例如，不同地着色的颗粒可相对于彼此沉积在预先确定的空间构造处。因此，根据单独的牙齿颜色信息，开孔牙体坯料可具有一种或多种颜色。在实际着色之前的步骤中优选确定单独的牙齿颜色信息。因此，该方法可包括确定单独的牙齿颜色信息的步骤。单独的牙齿颜色信息可包括颜色数据形式的至少一种颜色，但优选地包括颜色数据形式的至少第一颜色和第二颜色。
为了本说明书的目的，“颜色数据”是可由计算机处理且可包含关于表面的颜色、半透明度、反射率和/或亮度的信息的格式。此类表面可例如涉及自然牙齿或牙体修复物的表面部分。颜色数据还可表示或包括例如能够从VITA 3DTM主色板获得的L*a*b*值和/或色码。
具体地，该方法可包括确定第一颜色和第二颜色的步骤。该方法还可包括基于第一颜色和第二颜色创建颜色梯度的步骤。
单独的牙齿颜色信息例如第一颜色和第二颜色可例如由牙医手动确定。牙医可例如确定在患者口中的自然牙齿处的第一颜色和第二颜色。牙医可具体地确定在要修复的牙齿附近的自然牙齿处的第一颜色和第二颜色。这是因为具有与附近牙齿类似的颜色的牙体修复物通常在患者的牙列 中经目测合意地匹配。从而可在自然牙齿的咬合端附近确定第一颜色和第二颜色中的一个。并且可在同一牙齿上但在牙龈附近确定第一颜色和第二颜色中的另一个。可适当地使用牙医将能够确定的其他位点。可由以颜色数据形式显示或传输颜色的颜色测量装置测量第一颜色和第二颜色。此类颜色数据可直接用于单独的牙齿颜色信息。然而，颜色数据可还由与色板(例如VITA 3DTM色板)的手动比较来确定，或者可结合手动确定和测量。在这种情况下，色板的某些色码可形成颜色数据。
通常自然牙齿在牙齿上的不同位点之间呈现颜色梯度。此类梯度可以是在基于第一颜色和第二颜色创建颜色梯度的步骤中计算机模拟的。梯度可通过内推法，例如线性内推法在第一颜色和第二颜色之间简单创建。然而，梯度还可由使用者在CAD系统上设计。然而第一颜色和第二颜色和/或梯度还可通过颜色测量和/或颜色扫描(例如采集形状，包括在该形状中的坐标处的对应颜色)确定。然而本发明不限于颜色梯度的设计，尽管此类颜色梯度可基于仅两种颜色容易地创建。在其他实施例中，使用者可例如在虚拟模型的三维中手动限定用于不同部分的不同颜色，例如在共同未决的欧洲专利申请11195192.7中公开的牙体修复物或牙体坯料的不同部分的不同颜色，该欧洲专利申请以引用方式并入本文。
在一个实施例中，该方法包括向单独的牙齿颜色信息提供与颜色数据相关联的坐标的步骤。例如，单独的牙齿颜色信息可包括与第一颜色相关联的第一坐标和与第二颜色相关联的第二坐标。因此，第一颜色和第二颜色的位点可在单独的牙齿颜色信息内表示。单独的牙齿颜色信息还可包括多个与颜色梯度(或任何其他空间颜色图案)的颜色相关联的坐标。因此，颜色梯度可由坐标和在那些坐标处的对应颜色数据表示。
在一个实施例中，该方法包括将与患者或患者的牙齿相关联的单独的牙齿颜色信息指定给牙体坯料的步骤。此方法步骤优选地在计算机系统上虚拟地执行。在此步骤中，如之前所述确定的单独的牙齿颜色信息优选地用于确定牙体坯料的着色。为将颜色信息指定给坯料，坯料的形状和单独的牙齿颜色信息可存储在计算机中并通过计算机辅助来合并。坯料的形状可由坯料的三维模型表示，并且单独的牙齿颜色信息可与坯料模型虚拟地相互关联。例如，坯料模型的第一坐标和第二坐标可分别被指定为第一颜色和第二颜色。在单独的牙齿颜色信息包括与第一颜色和第二颜色相关联 的坐标的情况下，此类坐标可用于确定坯料模型中的第一坐标和第二坐标。在实施过程中，第一颜色和第二颜色或另外的颜色可在坐标系中表示，该坐标系可虚拟地或在视觉上与坯料的坐标系叠加。换句话讲，在患者的牙列处确定的颜色可以以真实的比例或按比例缩放的方式虚拟地放置在坯料模型中。
在一个实施例中，牙体坯料的虚拟模型由用于形成坯料的每个层的虚拟局部模型表示，包括表示该层的颜色的颜色数据。此类颜色数据还可包括两种或更多种颜色以及颜色和在该层内被指定颜色的坐标之间的相关性。
在一个实施例中，例如以重复地执行方法步骤的共享序列组合地执行形成牙体坯料前体和向牙体坯料前体提供颜色的步骤。具体地，牙体坯料前体可在每层适当地具有一种或多种具体颜色时通过随后将在彼此顶部上的颗粒的层分层来形成，以根据单独的牙齿颜色信息实现牙体坯料前体的总体着色。因此基于单独的牙齿颜色信息，坯料模型的整个体积可被指定颜色。坯料模型可根据基于第一颜色和第二颜色的颜色梯度着色，或换句话讲适当地着色。从而坯料模型可被指定多个在第一维度中层叠的层，其中每层具有颜色梯度的指定颜色。此类层优选地具有均匀厚度且在第二维度和第三维度中延伸到坯料形状的边界。从而每层优选地具有大体均匀厚度，并且多个层或所有层还可具有大体相同厚度。一个层的整个体积可被指定相同颜色或不同颜色的二维图案。因此，用于制造坯料的堆积工艺可用指定的颜色复制此类层。坯料模型还可在两个或所有三个维度中被指定着色层，由此在不同维度中的重叠层虚拟地叠加。例如，在所有三个不同维度中的分层导致被指定某些颜色的坯料模型的虚拟立方体，且在被指定某些颜色的坯料模型的虚拟棒中以两个维度分层。
因此，坯料可仅沿一个维度被指定此类颜色梯度或图案，并且可沿其他维度均匀地着色。
在一个实施例中，在CAD系统上执行将单独的牙齿颜色信息指定给坯料。此类系统可将例如由使用者将其中可以添加颜色信息的坯料的形状可视化。虽然CAD系统还可适于设计例如在坯料的边界内牙体修复物的形状并且也将该形状可视化，但是坯料的着色优选地与牙体修复物的形状无 关。具体地，指定给坯料模型的颜色优选地不限于由牙体修复物的形状限定的边界，但在此类边界外部延伸例如穿过整个坯料。
在一个实施例中，该方法包括提供与特定患者相关联的单独的牙体修复物形状信息的步骤。单独的牙体修复物形状信息可通过扫描要修复的牙齿的至少部分而获得。单独的牙体修复物形状信息还可例如使用牙体CAD系统通过设计而获得。容纳标准牙齿形状的数字模型的电子库可用于该设计。所选择的牙齿模型可随后由CAD系统的使用者根据患者口中的临床情况修改。此类牙体CAD系统例如购自德国的3M德国股份有限公司(3M Deutschland GmbH,Germany)的名称LAVATMCAD/CAM系统下的系统。
在一个实施例中，该方法包括提供牙体坯料前体和从其获得的带有与牙体修复物形状无关的形状的牙体坯料的步骤。在另一个实施例中，该方法包括确定牙体修复物在坯料边界内的位点的步骤。因为通过本发明的方法获得的坯料与牙体修复物的形状无关地被着色，所以牙体修复物可在坯料内的任何期望位点处由坯料加工。然而因为坯料根据与患者相关联的单独的牙齿颜色信息来着色，所以所得的牙体修复物的实际着色取决于在其用坯料加工该修复物的位点。因此，牙体修复物在坯料内的定位可用于在由坯料的着色提供的限制内控制最终牙体修复物的着色。例如，放置在患者口中的自然牙齿之间的牙体修复物的更自然光学外观可以通过在自然牙齿和修复物之间颜色的轻微变化而获得。例如，直接并列放置的两颗牙齿之间的轻微色差通常看起来比两个相同着色的相邻牙齿更自然。具体地，在制备用于直接并列放置在患者口中的多个不同牙体修复物中，颜色的变化可以是在美学上有利的。此类变化可通过改变牙体修复物相对于坯料的位点容易地获得。
在加工坯料之前优选地确定牙体修复物在坯料内的位点。在计算机例如上面提到的CAD系统上，牙体修复物的三维模型可在期望位点处虚拟地定位在坯料模型内。例如，坯料模型和牙体修复物模型的半透明或透明可视化效果可以被可视化，并且使用者可拖曳在坯料模型内的牙体修复物(或反之亦然)到期望位点。然而，牙体修复物和坯料的位点还可自动地确定。例如用于坯料的着色的坐标还可用于确定牙体修复物相对于坯料的坐标。为了引起该位点的变化，可使用随机发生器，该随机发生器提供可用来在期望限制内偏置该位点的容限数据。
在一个实施例中，颗粒包含陶瓷材料或者基本上由陶瓷材料组成。陶瓷材料优选地包含氧化锆或者基本上由氧化锆组成。本领域技术人员将认识到可使用玻璃陶瓷材料，尽管由于氧化锆在牙体修复物在患者口中的使用中的相对高机械稳定性，氧化锆具体地优选用于提供牙体修复物的较大部分。
大体上为了本说明书的目的，制成牙体修复物的材料不应该对患者的健康有害，且因此不含能够迁移离开修复物的危害性组分和毒性组分。牙体修复物通常具有小尺寸，且可包括具有在约100μm至约2000μm的范围内或在约100μm至约500μm的范围内的壁厚的节段。牙体修复物的总体积通常低于约100ml或低于约50ml或低于约10ml或低于约5ml。
在一个实施例中，该方法包括连续地提供颗粒层的步骤。优选地颗粒的层由自动化堆积技术提供，其另外的细节在以下实例中描述。在此类分层期间，在提供后续层之前至少一种颜色被分配在所选择的层上。在提供后续层之前，多种颜色还可分配在所选择的层上。颜色或多种颜色可分配在二维图案中。颗粒的层各自可在与牙体修复物的尺寸无关的大体邻接区域上方着色。
在一个实施例中，在提供后续层之前，液体分配在所选择的层上。在提供后续层之前，多种不同地着色的液体还可分配在所选择的层上。每种液体可包括例如着色剂或着色溶液(例如，如EP-A-1 486 476中所述)的形式的颜色，并且多种液体可包括不同颜色。因此，液体的分配也可提供颜色的分配。液体可大体适于渗入粉末，使得粉末内的多个颗粒可以呈现该颜色。大部分或基本上所有液体可例如通过干燥在着色之后移除。
因此，优选地获得由大量大体松散积聚颗粒形成的牙体坯料前体。这些颗粒优选地在中间留空间，且因此牙体坯料前体是开孔的(有时也称为多孔的)。此类开孔牙体坯料前体通常具有限定初始体积的外边界。基于此初始体积的牙体坯料前体的密度通常低于组成牙体坯料前体的颗粒的密度。牙体坯料前体的这种密度在本文中还被称为“初始密度”。初始密度还优选地是指干燥的开孔牙体坯料前体。这意味着从其移除过量液体的牙体坯料前体。
在一个实施例中，该方法包括压缩牙体坯料前体来获得牙体坯料，从而提高初始密度到中间密度的步骤。因此，牙体坯料优选地具有中间密 度。该压缩还优选地在导致颗粒彼此附着的压强下执行。因此，牙体坯料可具有允许整体处理的尺寸稳定性。这意味着牙体坯料的中间密度优选地仍然低于组成坯料的颗粒的密度。然而，中间密度优选高于初始密度，尽管坯料在该中间密度下优选地仍然具有开孔结构。
在一个实施例中，该方法包括提供用于压缩牙体坯料前体的装置的步骤。优选地牙体坯料前体被压缩成与牙齿形状或牙体修复物形状信息无关的形状。牙体坯料前体可被单轴地压缩。从而牙体坯料前体优选地设置在腔体或框架(优选地在底部处闭合以阻止颗粒流出)中，且例如从相对侧在彼此抵靠的两个模具之间压缩。本领域技术人员将认识到仅一个模具可用于在杯形腔体中挤压牙体坯料前体。牙体坯料前体还可通过单轴地预先挤压和随后的等静压再压缩来压缩。等静压再压缩可例如向牙体坯料提供最大化的均匀结构。针对等静压再压缩，(单轴地预先挤压的)牙体坯料可设置在柔性袋内的液体中，并且该液体可被加压来液压地再压缩预先挤压的牙体坯料。这样形成的牙体坯料优选地具有足够的机械稳定性，使得它可以被处理和加工，例如被磨削或铣削。
在一个实施例中，该方法包括在堆积腔室中提供牙体坯料前体和在堆积腔室内压缩牙体坯料前体的步骤。此类堆积腔室可例如设置在料筒中，该料筒另选地可移除地放置在堆积装置中且可移除地放置在用于压缩牙体坯料前体的压机中。此类料筒更详细地在实例中有所描述。
在一个实施例中，该方法包括预烧结牙体坯料来形成预烧结的牙体坯料的步骤。从而牙体坯料可暴露于在500℃和1100℃之间的温度(尤其取决于组成牙体修复物前体的材料)。该预烧结步骤优选地在一定温度和持续时间下执行，使得所获得的牙体坯料是开孔的或部分开孔和闭孔的，并且具有高于中间密度的预最终密度。预烧结的步骤优选地提供预烧结的牙体坯料性质，这些性质允许机加工且可具体地阻止在机加工期间不受控制的破碎。预烧结的牙体坯料的机械稳定性还优选地高于牙体坯料(在牙体领域中有时也称为“绿色”牙体坯料)的机械稳定性。因此，预烧结的牙体坯料优选地相对于在处理和/或机加工期间的机械应力是相对稳固的。
本领域的技术人员将认识到预烧结步骤是任选的且(绿色)牙体坯料可直接用于从其机加工牙体修复物，但这不是优选的。
在另一个实施例中，该方法还包括移除牙体坯料或预烧结的牙体坯料的一部分来获得牙体修复物前体的步骤。坯料可被加工，例如被铣削或磨削来移除坯料的一部分。这可基于牙体修复物形状信息在计算机控制的铣削机或磨削机中执行。牙体修复物前体可在形状上对应于完成的牙体修复物的三维地按比例缩放的(具体地放大的)形状。
在另一个实施例中，该方法还包括烧结牙体修复物前体的步骤。从而牙体修复物前体优选地暴露于在800℃和1600℃之间的温度(尤其取决于组成牙体修复物前体的材料)。烧结优选地导致牙体修复物前体还在密度上增加(且因此在形状上三维地收缩，因为牙体修复物前体设置在三维地放大的形状)。牙体修复物的最终密度优选地大体对应于组成坯料的颗粒的密度。换句话讲，牙体修复物优选地不含开孔和空隙，并且最终密度高于如上所述的初始密度、中间密度和预最终密度。
在一个实施例中，该方法包括给牙体修复物镶面的步骤。虽然该步骤是任选的，但是因为本发明的方法可优选地提供仅由陶瓷制成的经目测合意的牙体修复物，所以此类步骤不被排除且可适当地使用。镶面可包括提供例如玻璃陶瓷镶面。然而，本领域的技术人员将意识到另选的镶面技术，如同例如随后被焙烧用于硬化或化学上固化的材料的手动分层。手动分层还可包括使用牙体用涂料和/或效果色调。该方法还可包括釉化牙体修复物的步骤。因此，可获得具有良好美学和机械性能的牙体修复物。
在另一个方面中，本发明涉及用于制备定制的牙体坯料的系统。该系统包括：
-数据接口，其用于接收例如与特定患者或患者的牙齿相关联的单独的牙齿颜色信息；
-堆积装置，包括：
o贮存器，其用于容纳颗粒；
o堆积接收器，其适于连续地接收在彼此的顶部上分层的颗粒的部分来形成牙体坯料前体；
o颜色分配单元，其适于在二维图案中将至少一种颜色分配在所选择的颗粒层上，其中这些层是选定的，和/或二维图案基于单独的牙齿颜色信息来确定；
-和压机，其适于压缩牙体坯料前体来形成牙体坯料；以及
-该系统适于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
在一个实施例中，堆积腔室能够从堆积装置移除且能够接收在压机中。该压机可包括用于在堆积接收容器内单轴地压缩牙体坯料前体的压模。该堆积接收容器可适于容纳牙体坯料前体，特别是在由压机进行的压缩期间。压模的尺寸和形状还可设定成使得其可移动到堆积腔室中。
在另一个实施例中，该系统包括两个压模。堆积腔室可由穿过料筒的通孔形成。优选地两个压模适于从相对侧移动到堆积腔室(或通孔)中。
在另选的实施例中，该系统还可包括压机，其具有用于液压地再压缩或等静压再压缩单轴地预先挤压的牙体坯料的液体。
在另一个方面中，本发明涉及具有由附着颗粒提供的开孔材料结构的定制的牙体坯料，其中坯料根据单独的牙齿颜色信息来着色。定制的牙体坯料优选地通过本发明的方法获得。
附图说明
图1为可与本发明一起使用的快速成型装置的示意图；
图2为图1中所示的快速成型装置的示意图；
图3为可与本发明一起使用的另选的快速成型装置的示意图；
图4为根据本发明的实施例的包含从堆积工艺获得的坯料前体的料筒的剖视图；以及
图5为根据本发明的实施例的示出坯料前体的压缩的剖视图。
具体实施方式
图1为可与本发明一起使用的快速成型装置100(有时也称为“3D打印机”)的示意图。装置100大体适于堆积基于数字数据的三维对象，这些数字数据表示该对象的形状。具体地，装置100适于从作为粉末和局部添加到该粉末的液体提供的颗粒堆积机械稳定的三维对象(尽管优选地根据本发明以其他方式使用)。此类装置例如购自ZCorp公司的名称ZPrinterTM310plus下的装置。
该实例的装置100具有贮存器腔室101和所谓的堆积腔室102。在所示的实例中，堆积腔室102是空的并且被准备用于接收初始量的从贮存器腔室101供给的粉末。重涂覆器107用于从贮存器腔室101朝堆积腔室102传 送粉末。贮存器腔室101和堆积腔室102的提升器104、106分别为控制相应腔室101/102内的粉末料位来提供。具体地，堆积腔室提升器106被定位与堆积腔室102的上部开口112偏置，且因此留下可以由粉末填充以在堆积腔室102内形成初始粉末层的限定空间。另一方面，贮存器腔室提升器104被定位成提供在贮存器腔室101的开口111上方的确定粉末部分。在贮存器开口111上方的粉末部分可例如大体对应于在堆积腔室102内留下的空间。提升器104、106可以是以台阶形式的位点，该位点用于以多层的形式从贮存器腔室101提供粉末到堆积腔室102中。
装置100还具有分配单元108，该分配单元108用于选择性地提供液体到堆积腔室102中的暴露的或最上面的粉末层上。优选地选择液体，使得粉末的一部分被穿透，使得液体中包含的颜色将所穿透的部分着色。分配单元108在至少两个维度中是可移动的(在左右之间的图中并在与该图的平面垂直的维度中)，并且可定位在至少堆积腔室102上方的限定位点处。在装置100的操作中，粉末层可设置在堆积腔室102中，并且在提供下一个粉末层之前液体可分配在该层的一部分或整个表面上。在该下一个层上，在提供另一个粉末层之前液体可再次分配在该层的一部分或整个表面上。优选地，分配的位点被控制在相邻层中在彼此的顶部上创建着色部分，以形成较大着色部分。提供层和分配液体的步骤可重复直到达到期望的尺寸和形状的邻接着色部分。
图2示出在操作的不同阶段的如图1所示的同一装置100。在该实例中，着色部分120堆积在堆积腔室102中。堆积腔室102的形状大体提供牙体坯料前体的形状。在所示的实例中，牙体坯料前体包括着色部分120且还包括在着色部分120外部的大体未着色部分。这是为了示出该装置将粉末的部分选择性地着色的能力。然而(虽然未示出)优选地该堆积腔室中的整个量的粉末被着色。该堆积腔室并因此还有牙体坯料前体具有穿过多个粉末层的大体均匀的横截面。该横截面可以是大致矩形的或大致圆形的，例如正方形形状或圆形。虽然着色部分120形成邻接区域，但是至少在将分配在粉末上的液体干燥之后牙体坯料前体总体优选地具有开孔结构。粉末还优选地在着色部分120中也是松散的。牙体坯料前体的尺寸和形状是优选地预先确定的，且与能够从该牙体坯料前体获得或从其获得的牙体修复物的特定形状无关。然而，牙体坯料前体可根据相关联的单独的 牙齿颜色信息着色。因此，形成具有标准化形状但定制着色的牙体坯料前体。
为了提供此类着色，该分配装置优选地适于分配若干不同颜色的液体。例如在用于形成牙体坯料前体的多个层的每层上，二维图像可通过分配某个颜色的一种液体或不同颜色的更多液体来打印。应该注意的是虽然该图像同样是二维的，但是形成该图像的液体优选地在另外维度中使粉末饱和。因此，获得饱和粉末的三维部分(优选地至少一个粉末层的厚度)，其中该图像通过该三维部分继续。该图像可在外形上对应于牙体坯料前体的横截面，且可以是邻接的。该图像还可包括一种或多种颜色，该颜色在基于单独的牙齿颜色信息的图案中打印。因此，多个单个地着色的图像在彼此的顶部上分层且向牙体坯料前体提供定制着色。此类定制着色可例如在牙体坯料前体内的一个或多个维度中形成颜色梯度，使得由牙体坯料前体形成的牙体修复物获得与自然牙齿的颜色梯度类似的颜色梯度。
单独的牙齿颜色信息可从其中存储用于特定患者的牙体修复物的三维模型的计算机获得。该三维模型优选地包括关于牙体修复物的形状和颜色的信息。具体地，牙体修复物的模型可包括关于在三维模型内的特定位点处的颜色的信息。优选更具体地，牙体修复物的模型可包括用于三维模型内多个位点的对应颜色信息。
在一个实例中牙齿颜色信息可从在三维牙体修复物模型内将第一颜色限定在第一位点处并将第二颜色限定在第二位点处，并且在第一位点和第二位点之间的位点处自动地指定另外的颜色来获得。此类另外的颜色可例如根据基于第一颜色和第二颜色的线性梯度自动计算。第一颜色和第二颜色可由使用者手动输入，例如以从标准牙齿颜色方案获得的牙齿色码的形式。已知的牙齿颜色方案是例如VITA 3DTM主色板。该三维牙体修复物模型可自动地分析，例如在层中虚拟地切片，以获得多个图案，其中液体根据该多个图案打印在粉末层上。
图3示出具有用于分配四种不同颜色的打印头208的装置200。该装置在功能上大体对应于上述装置，然而带有不同构造的贮存器腔室201。在此实例中贮存器腔室201相对于堆积腔室202是可移动的，以便直接将粉末从贮存器腔室201分配到堆积腔室202中。在该实例中，贮存器腔室201具有由下部分配喷嘴204闭合的管203。该图中的管203填充有能够通过分 配喷嘴204从该管释放的粉末。针对分配，贮存器腔室201可以定位在堆积腔室202的开口上方，粉末被释放到该堆积腔室中，并且贮存器腔室201可以横向移动来擦拭大体为平面的分配粉末。用于此目的的该实例中的装置200具有可附接到可移动贮存器腔室201的重涂覆器207。可以将多个层以这种方式设置到该堆积腔室中。在粉末层每次沉积到该堆积腔室中之后，打印头208可在最后沉积层上方移动用于打印基于如上所述单独的牙齿颜色信息的图像。该实例中的打印头208悬挂在载体(未示出)上，该载体在至少两个维度中提供打印头208的马达驱动的并且维度上控制的定位。该实例中的打印头还包括用于每种颜色的喷墨喷嘴。喷墨喷嘴和载体可以是计算机控制的用于打印图像。堆积腔室202容纳单个地着色的粉末的量。在该实例中，示出单独的牙齿的着色，尽管所示的边界不对应于牙体坯料前体的边界。
图4示出料筒10，其优选地形成堆积腔室的至少部分。虽然未示出，但是图1至图3所示的装置可利用此类料筒10。料筒10能够优选地可移除地放置在如所描述的快速成型装置中。牙体坯料前体20在料筒10中示出。优选地由松散粉末形成的牙体坯料前体20依靠在可移动布置在料筒外壳11内的托盘12上。托盘12优选地有利于粉末在堆积期间的定位和处理。托盘12还阻止粉末状牙体坯料前体在料筒10从堆积装置到压机(未示出)的传送期间从该料筒流出。在所示的阶段，牙体坯料前体20可在料筒10内压缩且在之后从料筒10移除。
图5示出将牙体坯料前体20在料筒10中单轴地压缩来形成牙体坯料。上部压缩模具30和下部压缩模具40定位在料筒外壳11内，其中牙体坯料前体20放置在中间。上部压缩模具30和下部压缩模具40被朝另一个模具推进用于压缩牙体坯料前体20。将压缩模具30、40朝另一个模具推进的力F被优选地选择，以使得牙体坯料前体上的压强为在约10MPa和1000MPa的范围内，更具体地在约30MPa和150MPa之间。在此类压强下，粉末颗粒通常趋于附着到彼此。