(57)【要約】  この発明は３Ｄプリンタ用のカートリッジ（１）に関し、前記カートリッジ（１）はノズルを有し、または予め規定されたノズルが形成され得るように設計されている。カートリッジ（１）は歯科用複合材料を含み、複合材料は、硬化性の、特に光硬化性の母材と、最大粒径が＜５μｍの充填材のみとを含む。非硬化状態の歯科用複合材料の粘度は、１〜１００００Ｐａ．ｓ、好ましくは１０〜２０００Ｐａ．ｓ、特に好ましくは５０〜８００Ｐａ．ｓの範囲にある。
2018509321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリンタ用のカートリッジ（１）であって、前記カートリッジ（１）はノズルを有し、または予め規定されたノズルが形成され得るように設計され、前記カートリッジ（１）は歯科用複合材料を含み、前記複合材料は、
ａ．硬化性の、特に光硬化性の母材と、
ｂ．最大粒径が＜５μｍの充填材のみとを含み、
非硬化状態の前記歯科用複合材料の粘度は、１〜１０，０００Ｐａ＊ｓ、好ましくは１０〜２，０００Ｐａ＊ｓ、特に好ましくは５０〜８００Ｐａ＊ｓの範囲にある、カートリッジ（１）。
【請求項２】
前記複合材料の最大粒径に対する前記カートリッジ（１）のノズル口径のサイズ比は、１０：１、好ましくは３０：１、特に好ましくは５０：１である、請求項１に記載のカートリッジ（１）。
【請求項３】
前記複合材料を前記カートリッジ（１）から前記ノズルを通して移動させるためのピストン（１０）を有する、請求項１または２に記載のカートリッジ（１）。
【請求項４】
前記カートリッジ（１）において、前記ノズルの出口の前にふるいが位置付けられ、前記複合材料は、前記カートリッジ（１）からの移動中に前記ふるいを通され得る、前述の請求項のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項５】
前記カートリッジ（１）は、ノズルが特にレーザによる切断または穿刺によって形成され得るように設計されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項６】
少なくとも１つの封止要素（９ａ、９ｂ、９ｃ）を有し、前記封止要素は、前記複合材料の移動のために前記カートリッジ（１）上に位置付け可能である加圧要素（８）に対して前記カートリッジ（１）が封止可能であるように設計されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの封止要素（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、前記カートリッジ（１）の外部領域上に、または、貯蔵槽領域（６）に隣接する前記加圧要素（８）より上の前記カートリッジ（１）の内部領域に位置付けられ、前記貯蔵槽領域（６）は前記複合材料を含む、請求項６に記載のカートリッジ（１）。
【請求項８】
前記カートリッジ（１）の熱伝導率は、０．１〜４００Ｗ／ｍＫ、好ましくは０．２〜２５０Ｗ／ｍＫ、特に好ましくは７０〜２５０Ｗ／ｍＫである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項９】
特に請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合材料からの歯科用部品の３Ｄ印刷のための支持材料であって、前記支持材料は、
ｉ）酸素を本質的に通さないように、または、波長範囲が１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍである電磁放射を本質的に通すように、および、
ｉｉ）特に生体適合性を有するように、
設計されている、支持材料。
【請求項１０】
複合材料を硬化するための方法であって、
好ましくは付加的方法によって、特に好ましくは３Ｄ印刷によって硬化される少なくとも１つの複合材料を提供するステップと、
前記複合材料を特に請求項９に記載の支持材料で部分的にまたは完全にコーティングするステップと、
１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射を用いて前記複合材料を硬化するステップとを含み、前記支持材料は、この波長の前記電磁放射を本質的に通し、前記方法はさらに、
前記支持材料を除去するステップを含む、方法。
【請求項１１】
歯科補綴部品の生産的生成、特に３Ｄ印刷のための方法であって、歯科補綴部品が形成される態様で、少なくとも１つの、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）から複合材料を排出して硬化するステップを含む、方法。
【請求項１２】
複雑な構造の支持のために最初に堆積される、請求項９に記載の支持材料がさらに提供される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の支持材料をカートリッジ内に提供するステップと、
堆積された複合材料を前記支持材料で部分的にまたは完全にコーティングするステップと、
前記支持材料を通して、１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射によって前記複合材料を硬化するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ノズル口径に対する非硬化状態の前記複合材料の粘度の比は、０．０３３〜４０Ｐａ＊ｓ／μｍ、好ましくは０．５〜１０．０Ｐａ＊ｓ／μｍ、特に好ましくは０．８〜５．０Ｐａ＊ｓ／μｍの範囲にある、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
特に３Ｄ印刷プロセスによる歯科補綴物の生産的生成のための、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）の使用。
【請求項１６】
付加的方法における、特に３Ｄ印刷における、請求項９に記載の支持材料の使用。
【請求項１７】
部品のキットであって、
ａ．請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）、特に、異なる複合材料を有するいくつかの、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ（１）を含み、いくつかの前記複合材料のうちのいくつかは、色および／または透光性が、および／または充填材組成に関して異なっており、前記キットはさらに、
ｂ．オプションで、請求項９に記載の支持材料、特にいくつかの、請求項９に記載の支持材料を含み、前記いくつかの支持材料のうちのいくつかは、透過波長範囲および／または粘度が異なっており、前記キットはさらに、
ｃ．歯科補綴物の生成のための説明書を含む、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３Ｄプリンタ用のカートリッジ、複合材料からの歯科用部品の３Ｄ印刷のための支持材料、および複合材料を硬化するための方法、および歯科補綴部品の生産的生成のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ印刷は一般に、材料の部分の層状堆積によって構造部品を構築するすべての生成方法を指す。今日、多くの異なる３Ｄ印刷方法が公知である。いくつかの方法は、感光性樹脂から幾何学的構造を凝固させるために光またはレーザを使用する。これらはたとえば、ステレオリソグラフィー（stereolithography：ＳＴＬ）、または直接光処理（direct light processing：ＤＬＰ）を含む。
【０００３】
従来のインクジェット印刷で同様に使用されるような印刷ヘッドの使用は、公知である。これでは、感光性で低粘度の液体が液滴として層状に堆積され、照射によって硬化される。方法はたとえば、製造業者の機器に依存して、マルチジェットモデリング（Multi Jet Modelling：ＭＪＭ）、またはポリジェット印刷（Polyjet Printing：ＰＪＰ）と呼ばれる。
【０００４】
その一変形例では、特に粉末粒子同士を付着させ、それらを層状に結合して構造部品にするために、感光性液体（インク、結合剤）が粉体層に注入され得る。これの一例は、いわゆるカラージェット印刷（ColorJet Printing：ＣＪＰ）である。結合剤自体が着色され、または、結合剤と着色顔料とが別々のノズルによって堆積される。他の方法では、粘稠液がストランドとして押し出され、これが構築プラットフォーム上に層状に堆積される。使用される材料は、溶融したポリマーベースの材料、または液体／樹脂固体混合物のペーストであり得る。熱可塑性材料の使用では、成分の硬化は相変態（凝固）によって実行可能であり、または、樹脂系の使用では、光開始剤を用いて照射によって実行可能である。例は、溶融堆積モデリング（Fused Deposition Modelling：ＦＤＭ）、または３Ｄプロッティングである。
【０００５】
層化の結果、表面粗さは、使用される方法に依存して非常に異なる。ほとんどの方法は、たとえば補助材料／支持材料の除去などの後処理を必要とする。補助材料の品質に依存して、これは、溶融、機械的取外し、またはサンドブラストによって、もしくは浴での溶解によって実行可能である。感光性樹脂の場合の他の可能な後処理は、光および／または熱を用いた後硬化、隆起を覆うための樹脂注入、またはニス塗布である。
【０００６】
歯科用途のために、さまざまな方法が今日すでに使用されており、たとえば、取外し可能な補綴物の金属骨格のためのＳＬＭ、モデルおよび穿孔テンプレートのためのＭＪＭ、ならびに仮補綴物のためのＳＴＬがある。
【０００７】
しかしながら、前述の方法での欠点は、３Ｄ印刷方法では、現在の基準で要求される物理的、機械的および化学的特性を満たす、たとえばブリッジ、クラウン、インレー、オンレーおよびベニヤなどの歯科補綴部品を生成することが、これまで可能ではなかった、ということである。さらに、美的局面も、それによってまだ達成されていない。
【０００８】
また、所望の美的効果は１つの部品における数色の使用を要求することが多く、その結果、１つのモノマー出発材料を用いる今日公知の方法は除外される。生じる咀嚼力に対処するために、十分な耐摩耗性のために、および歯科補綴物の適度な寿命のために、必要な強度および剛性を達成するには、複合物としても公知である補強ポリマーを使用しなければならない。
【０００９】
ＥＰ  １  ２４０  ８７８  Ｂ１は、歯科補綴部品の３Ｄ印刷におけるプラスチック材料の使用を記載している。ノズルアレイにおけるノズルの閉塞の減少が、硬化波長の光からノズルを遮蔽するスクリーンによって達成される。さらに、ノズルアレイを用いたプラスチックの処理が非重合状態で起こり得るような粘度を有する重合可能プラスチックの使用が開示されている。
【００１０】
ＥＰ  １  ２４３  ２３１  Ｂ１は、３Ｄ印刷方法において高粘性または高充填の出発材料が使用される方法を開示している。それにより、微小ストランドまたは微小液滴の堆積が可能である。繊維または粒子の形をした補強材料は一般に、粘度が高いそのような複合物をもたらす。しかしながら、これは、カートリッジおよびノズルについての比較的高い排出圧力と、補強材料によるノズルの閉塞とをもたらす。このため、従来技術に記載された方法では、歯科補綴材料の確実で低価格の印刷は可能ではない。印刷ヘッドまたは印刷ヘッドのノズルの交換も、かなりのコスト要因を表わす。
【００１１】
ＵＳ  ２０１０／１４０８５０  Ａ１は、単官能メタクリレート基を有する硬化性成分と、光開始剤と、硫黄含有添加剤とを含む、ＳＦＦ（solid freeform fabrication：固相自由形状作製）用の組成を開示している。
【００１２】
ＵＳ  ２００２／１６７１００  Ａ１は、層状３Ｄ塗布方法を用いた、固体支持体または液体媒体上への材料の塗布を含む、歯科用部品の生成のための方法を開示している。
【００１３】
ＵＳ  ２０１４／１６７３００  Ａ１は、光硬化性有機成分と、表面修飾無機充填材と、光開始剤と、染料と、安定剤とを有する、義歯および歯科補綴物のベースのための光硬化性組成を開示している。
【００１４】
ＷＯ  ２００５／０８４５８１は、生体適合性および生分解性を有する樹脂で作られた医療用３Ｄ構造と、その生成のための方法とを開示している。この方法は、生体適合性および生分解性を有する樹脂の顆粒でシリンジを充填することと、樹脂を溶かすことと、ノズルを通した堆積によって２Ｄ層を形成することとを含む。いくつかの２Ｄ層は、３Ｄ構造を形成する。
【００１５】
ＷＯ  ０１／７８９６８  Ａ１は、３次元物体を生成するための装置および方法を開示している。この装置は、媒体用の容器と、媒体への材料の放出のための３次元的に位置付け可能なディスペンサとを有する。媒体への材料の放出は、固体構造の形成をもたらす。ディスペンサをＸＹＺ方向に動かすことによって、容器内の第１の材料の充填レベルを下回るように材料をプラットフォーム上に放出することは、３次元物体の形成をもたらす。
【００１６】
ＷＯ  ２０１２／０７００５２  Ａ１は、３Ｄ物体の追加生成のための方法を開示している。この方法は、形成される物体の形状に対応するパターンになるように、いくつかの層を連続形成することを含む。これらの層は、少なくとも１つのモデル化材料の堆積によって形成され、照射によって硬化される。
【００１７】
ＷＯ  ２０１５／０１７４２１  Ａ１は、構造が生成される担体材料を提供することと、担体材料に構造材料を堆積させて構造を生成することと、担体材料を除去して生成された構造を外すこととを含む方法を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
よって、この発明の目的は、従来技術の欠点を克服することである。特に、この発明の目的は、歯科補綴部品の３Ｄ印刷を可能にし、プロセスにおいて実用的および美的利点をもたらす、３Ｄプリンタ用のカートリッジを提供することである。この発明のさらなる局面は、ｉ）複合材料の光重合用の支持材料、ｉｉ）複合材料を硬化するための方法、および、ｉｉｉ）歯科補綴部品の生産的生成のための方法、の提供に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明は３Ｄプリンタ用のカートリッジに関し、カートリッジはノズルを有し、または予め規定されたノズルが形成され得るように設計され、カートリッジは歯科用複合材料を含む。複合材料は、硬化性の、特に光硬化性の母材と、最大粒径が＜５μｍの充填材のみとを含む。非硬化状態では、歯科用複合材料の粘度は、特に以下の実施例で説明されるようなレオメータでの粘度の判定に従って、１〜１０，０００Ｐａ＊ｓ、好ましくは１０〜２，０００Ｐａ＊ｓ、特に好ましくは５０〜８００Ｐａ＊ｓの範囲にある。
【００２０】
このようにして、３Ｄ印刷中のノズルの閉塞は大部分除外され、それは連続的な３Ｄ印刷を可能にする。このため、ノズルを閉塞から解放するために印刷プロセスを休止または停止する必要はない。この発明に従ったカートリッジは、歯科補綴部品の効率的で迅速な３Ｄ印刷を可能にする。この発明に従ったカートリッジは、患者が１回の診察で完全に治療され得るように、（患者用椅子の横での）歯科医による短時間での低価格の印刷を可能にする。
【００２１】
複合材料の最大粒径に対するカートリッジのノズル口径のサイズ比は、１０：１、好ましくは３０：１、特に好ましくは５０：１であり得る。ここで、口径は、５０〜３００μｍ、好ましくは１００〜２５０μｍ、特に好ましくは１５０〜２００μｍの範囲にあり得る。複合材料の最大粒径に対するカートリッジノズル口径の適切に選択された比により、閉塞、ひいては３Ｄ印刷の停止または中断が防止される。
【００２２】
さらに、カートリッジは、本質的に１回の使用に十分なある量（１回量）の複合材料を含むように設計され得る。これは、新たな作成作業ごとに、および材料成分ごとに、新しく清潔なノズルが使用される、という利点を有する。このようにして、プロセス安定性が向上する。材料飛沫同伴は起こらない。作成作業の終了後の洗浄は必要ない。したがって、次の作業において、周囲光によって硬化して印刷プロセスを妨害するかもしれない複合材料残留物が所々に集まることはない。
【００２３】
カートリッジの充填量は好ましくは、０．５グラム〜４グラムの範囲にあってもよく、たとえば１．５グラムであってもよい。いくつかの材料から３Ｄ印刷によって歯科補綴部品を生成する際、いくつかの材料の量はオプションで、それに対応してより小さくてもよい。
【００２４】
カートリッジおよび／または貯蔵槽領域は、異なる材料で作成可能であり、異なる方法で製造可能である。このため、材料は、金属、プラスチック、および金属とプラスチックとの組合せの群から選択可能である。
【００２５】
好ましい金属は、ステンレス鋼、アルミニウム、またはチタンである。これらは必要な強度および剛性を有し、複合材料と反応せず、光を通さず、通常の技術的手段および方法で容易に所望の幾何学的形状にされ得る。
【００２６】
カートリッジは加えて、複合材料と接触する（貯蔵槽／貯蔵槽領域の）内側がコーティングされ得る。そのようなコーティングはたとえば、プラスチックまたはセラミックを含み、もしくはそれからなる。このため、たとえば摺動挙動といったある特性が有利に影響され、調節され得る。
【００２７】
好ましいプラスチックは、熱可塑性材料、特に、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリスルホン（ＰＳＵＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。
【００２８】
プラスチックカートリッジは、必要な個数で低価格で生成可能である。プラスチックカートリッジの酸素透過性は、複合材料の保管寿命にプラスの効果を与える。プラスチックカートリッジの機械的安定性は十分であり、充填材でより一層最適化され得る。プラスチックカートリッジの光不透過性は、カートリッジの生成中に着色顔料をプラスチックに添加することによって得られ得る。
【００２９】
金属とプラスチックとの組合せでできたカートリッジは、微細で頑丈なノズルを形成できるため、有利である。このため、好ましくは円筒または円錐状の金属チャネルがノズルとしてプラスチックカートリッジ上に取付けられる。これはたとえば、金属チャネルを外側被覆することによって、もしくは、金属チャネルを挿入し、特に押し込み、接合し、または溶接することによって実行可能である。
【００３０】
カートリッジはさらに、複合材料をカートリッジからノズルを通して移動させるためのピストンを有し得る。このようにして、複合材料は必要に応じてカートリッジから押し出され、目標箇所上に堆積され得る。
【００３１】
カートリッジおよびノズルの形状は好ましくは、印刷プロセス中の複合材料の、流動技術によって最適化された材料流動が達成されるように設計されている。このようにして、高い材料流動が低い排出圧力で達成される。円錐ノズルの場合、流量は３０〜５０倍増加され得る。端径が０．１６０ｍｍの円錐ノズルの場合の流量の典型的な値は、５バールの排出圧力および２３℃で、０．０５ｇ／分である。
【００３２】
特に好ましくは、ノズルは、広範な領域にわたって、特に、本質的にその全長にわたって円錐形状であり、出口の前の端領域のみが円筒形状である。端領域における円筒状の設計は特に、規定されたストランド径を設定するよう機能する。ノズルの円筒状の端領域の長さは好ましくは、出口でのノズル内径の１〜３０倍、好ましくは３〜１０倍である。ノズルの微細形状のために、これには好ましくは、取外し可能なキャップが設けられ得る。取外し可能なキャップは、ノズルを変形から保護する。
【００３３】
カートリッジは、３Ｄプリンタにおけるカートリッジの規定された再現可能なマウントを保証する位置付け装置を有し得る。規定されたマウントは、特に歯科補綴部品の生成中に中身が異なるいくつかのカートリッジを使用する場合に、材料間の望ましくない不整合を回避するために有用である。位置付け装置はたとえば、ノズルの周りに位置する円錐または円錐台形状のセンタリング要素によって形成される。位置付け装置はさらに、ノズル長手方向軸に沿ったノズル出口の規定された位置を保証するための止め具を有し得る。カートリッジを収容するように設計された、３Ｄプリンタの印刷ヘッドは、位置決め要素に対応する反対の位置付け装置を有し得る。
【００３４】
カートリッジはまた、ノズルの出口の前に位置付けられたふるいを有し得る。複合材料がカートリッジから移動される場合、これは次にふるいを通される。ここで、ふるいは、複合材料がノズルに達する前にそれをろ過するために、カートリッジの内部に位置付けられる。このようにして、カートリッジ内で形成されたかもしれない充填材粒子の凝集物がノズルから遠ざけられ、ノズルの閉塞が防止される。ふるいの孔径は、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ、特に好ましくは２０〜１００μｍの範囲にあり得る。このため、ノズル開口部直径、最大充填材粒径、およびふるい孔径のシステムは、歯科補綴部品の効率的な３Ｄ印刷が可能にされるように調節され得る。
【００３５】
さらに、カートリッジは、一般にカートリッジの中身を周囲から保護するカバーを有し得る。特に、そのようなカバーにより、複合材料を移動させるためのピストンの意図しない作動が排除され得る。
【００３６】
カートリッジは、ノズルが特にレーザによる切断または穿刺によって形成され得るように設計され得る。このようにして、要件に従って規定されたサイズを有するノズルまたはノズル開口部が提供され得る。
【００３７】
さらに、カートリッジは、少なくとも１つの封止要素を有し得る。ここで、封止要素は、複合材料を移動させるためにカートリッジ上に位置付け可能である加圧要素に対してカートリッジが封止可能であるように設計されている。そのような加圧要素は、ピストンに作用するために設計され得る。特に、加圧要素は、カートリッジ上に位置付けられ得る、圧縮空気で動く水力または機械的加圧要素であり得る。封止要素は、たとえば変形可能材料でできた、Ｏリングの形をしたシールであり得る。同様に、カートリッジ上のへこみによって封止作用を得ることができる。これでは、押圧スタンプの材料はカートリッジの材料よりも硬く、その結果、カートリッジ上のへこみ、ひいては封止作用が得られる。原理上、逆の材料特性も可能であるが、あまり好ましくはない。
【００３８】
少なくとも１つの封止要素は、カートリッジの外部領域上に、好ましくは上部カバー上に位置付けられ得る。これに代えて、それは、貯蔵槽領域に隣接する加圧要素より上のカートリッジの内部領域に位置付けられ得る。ここで、貯蔵槽領域は複合材料を含む。このようにして、周囲に対するカートリッジの内部領域の効率的な封止が得られ、それにより、カートリッジからノズルを通る複合材料の制御された堆積が得られる。
【００３９】
カートリッジは、貯蔵槽を完全に包囲する壁を含む。動作状態では、ノズルまたはノズル開口部は、貯蔵槽の壁より下に位置付けられ得る。包囲する壁はこのため、ピストン用のマウントを形成する。この壁は円筒形状であり得る。これに代えて、壁は、たとえば封止要素、特にＯリングを収容するための周辺棚部（skirting ledge）を有し得る。原理上、封止要素はまた、内部領域に、たとえば動作状態のカートリッジの上部領域に、またはカートリッジの上部境界の領域に、周辺棚部なしで位置付けられ得る。カートリッジの壁はまた、機能的に異なる２つの領域を有し得る。ここで、第１の領域は、ピストンを動かすための加圧要素、特に圧縮空気コネクタを収容し、封止要素を収容するように設計されている。第２の領域はここでは、複合材料およびピストンを収容するための貯蔵槽を少なくとも部分的に形成する。このようにして、動作状態で、周囲に対するカートリッジの有利な封止を得ることができる。
【００４０】
カートリッジと少なくとも１つの封止要素とは、共押出しプロセスまたは深絞りプロセスによって生成され得る。これに代えて、少なくとも１つの封止要素は、既製のカートリッジ上への噴霧によっても生成され得る。
【００４１】
カートリッジは、カートリッジが３Ｄプリンタの対応するユニットに確実にロックして位置付けられ得るような態様で設計され得る。これは好ましくは、くぼみまたは突起の形をしたガイド装置を介して達成可能であり、本質的に相補形のくぼみまたは突起が３Ｄプリンタ上に存在する。このようにして、挿入の意味での間違った使用、および不適当なカートリッジの使用が排除される。
【００４２】
カートリッジの熱伝導率は、０．１〜４００Ｗ／ｍＫ、好ましくは０．２〜２５０Ｗ／ｍＫ、特に好ましくは７０〜２５０Ｗ／ｍＫであり得る。このようにして、カートリッジに対応する３Ｄプリンタのユニットに位置付けられた加熱ユニットからの、カートリッジへの効率的な熱入力が生じ得る。この熱入力により、カートリッジにおける複合材料の流動特性が、最適に、または要件に従って調節され得る。規定温度、好ましくは加熱ユニットによって設定された規定温度での、以下に説明されるような複合材料の処理、ならびにオプションで支持材料および／または離型材料などのさらなる材料の処理は、それぞれの材料の規定された再現可能な特性をさらに保証する。
【００４３】
この発明のさらなる局面は、前述のような複合材料からの歯科用部品の３Ｄ印刷のための支持材料に関する。支持材料は、酸素を本質的に通さないように、および特に生体適合性を有するように設計され得る。ここおよび以下では、生体適合性とは、ＩＳＯ  １０９９３  １−２０：２００９に従って材料が生物に悪影響を与えないという特性を意味すると理解される。このようにして、支持材料は、特に医療用および歯科補綴部品の３Ｄ印刷での生成において、３Ｄ印刷で使用され得る。酸素不透過性のため、この発明に従った支持材料が堆積される堆積された複合材料は、周囲の酸素から遮蔽される。
【００４４】
前述の酸素不透過性に代えて、またはそれに加えて、支持材料は、波長範囲が１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍである電磁放射を本質的に通し得る。このようにして、支持材料の１つ以上の重ねられた層を通して、複合材料の硬化が実行可能である。加えて、前述の支持材料の酸素不透過性により、この支持材料が重ねられると、複合材料は周囲の酸素と接触しないため、複合材料の最外層が硬化され得る。
【００４５】
支持材料は、使用される複合材料と反応しないように設計され得る。このため、最適な取外しやすさを保証するために、支持材料は、支持材料が複合材料との不可逆的な化学結合を形成できないように設計されている。
【００４６】
支持材料は、硬化後に弾性的に変形可能であるように設計され得る。これは、複合材料よりも低い架橋密度を介して達成され得る。
【００４７】
支持材料は、複合材料と結合せず、本質的に複合材料に付着しないように設計されている。
【００４８】
支持材料は、非硬化性であっても硬化性であってもよい。非硬化性の支持材料は好ましくは、安定したチキソトロピーペースト、たとえばグリセリンと火成ケイ酸とのゲルであるか、または、融点が＜１５０℃、好ましくは＜１２０℃、特に好ましくは＜９０℃である、溶融した状態で塗布可能な熱可塑性エラストマーである。
【００４９】
好ましい熱可塑性エラストマーは、熱可塑性コポリアミド（ＴＰＡ）、熱可塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、コポリアミド（ＣｏＰＡ）、コポリエステルエラストマー（ＣｏＰＥ）、およびポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）である。
【００５０】
硬化性の支持材料は、たとえばシリコーンなどの湿気硬化材料、または、好ましくはＵＶ範囲の照射／光で硬化可能な材料を含む。ここで、支持材料は、複合材料と同じ波長で硬化可能であるように設計され得る。支持材料の好ましい硬化性材料は、シリコーン、ウレタン、またはアクリレートベースである。
【００５１】
印刷中での使用後、使用される支持材料に依存して、支持材料は除去され得る。たとえば、グリセリンと火成ケイ酸とのゲルなどといった水溶性の安定したペーストでできた支持材料は、洗い流され得る。
【００５２】
熱可塑性エラストマーまたは弱架橋材料ベースの支持材料は、除去のために、好適な極性または無極性溶媒に溶解され得る。しかしながら、支持材料が単に溶媒中で膨れることも可能であり、それは次に、特に剥離により、わずかな労力で手動で除去され得る。
【００５３】
特に、弾性のおよび／または砕けやすい支持材料は、特に剥離により、わずかな力の使用でそっと除去されることも可能である。
【００５４】
支持材料を除去するための前述の可能性の組合せが使用され得る。複合材料からの支持材料の除去について上述された可能性により、印刷された複合材料は変質されず、破壊されない。
【００５５】
特に有利には、完全な除去の簡単な目視チェックを保証するために、支持材料は着色される。残留している支持材料は視覚的に目立つため、ユーザは、支持材料が除去されなかった場合、認識する。
【００５６】
支持材料は、ポリスチレン、ポリフェニルスルホン、ワックス、水溶性ポリマー、特にアクリレートコポリマーまたはポリビニルアルコール、柔軟なゲル状の塊、特にシリコーンまたはポリウレタン、および水溶性の安定したゲルからなるリストから選択され得る。
【００５７】
支持材料のさらに有利な特性を、以下に説明する。
ｉ）温度依存性
支持材料は有利には、２０〜６０℃の温度範囲において材料特性、特に粘度が実質的に変化しないように設計され得る。特に前記温度範囲における支持材料の粘度の温度依存性が複合材料の粘度の温度依存性と本質的に同様に挙動すれば、特に有利である、ということが分かっている。また、支持材料が本質的に９０℃まで熱的に安定していれば、すなわち、自然に（たとえばＵＶ活性化なしで）分離、分解および硬化しなければ、好ましい。
【００５８】
ｉｉ）粘度
さらに、支持材料は有利には、非硬化状態で、複合材料について前述されたような粘度を有するように設計され得る。
【００５９】
ｉｉｉ）光透過性
支持材料は有利には、層厚が１ｍｍ、波長が１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍで、透光性が＞３０％、好ましくは＞８０％であるように設計され得る。
【００６０】
ｉｖ）酸素透過性
支持材料はまた、有利には、酸素透過性が＜１０００ｃｍ３／（ｍ２ｄバール）、好ましくは＜１０ｃｍ３／（ｍ２ｄバール）であるように設計され得る。
【００６１】
ｖ）溶解性
支持材料はまた、有利には、好ましくは室温で極性溶媒、特に水に溶解するように設計され得る。ここで、支持材料は好ましくは、数分以内に溶解する。
【００６２】
ｖｉ）機械的な値
複合材料上への塗布後の支持材料の引張強度は、有利には５ＭＰａより大きくてもよく、また、複合材料への付着力よりも大きい。このようにして、支持材料は一体的に除去され、特に引き剥がされ得る。
【００６３】
ｖｉｉ）弾性係数
支持材料の弾性係数は柔軟であり、アンダーカットの領域でさえ一体的に引き剥がされ得る。ここで、支持材料のショア硬度Ａは＜５０、好ましくは＜４０であり得る。
【００６４】
さらに、好ましくは、たとえば離型剤の形をした追加の補助材料も提供され得る。離型剤は、複合材料と支持材料との間の薄層として位置付けられ得る。このようにして、複合材料および支持材料用のベースとして、同じ複合物が使用され得る。介在された離型剤のため、複合材料と支持材料とは結合しない。
【００６５】
好ましくは、離型剤は、安定したペーストとして、および単一ストランドとして、以前に堆積された複合材料上に層状に塗布される。ここで、ストランドの層厚は、５０〜６００μｍ、好ましくは８０〜３００μｍ、特に好ましくは１８０〜２００μｍの範囲にあり得る。このため、特に高い表面品質が得られる。離型剤が酸素バリアを付加的に形成する場合、それは、阻止層の防止にも使用され得る。離型剤は、複合材料および支持材料と架橋しない。好ましい離型剤は、火成ケイ酸で厚くされたグリセリンのペーストである。パラフィンオイル、ワセリン、またはシリコーンオイルベースのペーストも好適である。しかしながら、これらの代替物の場合、確実で完全な除去が必要である。なぜなら、それらは復元物の挿入中に接着剤系の付着を弱める場合があるためである。
【００６６】
支持材料ならびに離型剤および／または他の補助剤は、複合材料について前述されたのと同じ態様で、適切なカートリッジ、たとえば支持材料カートリッジおよび補助剤カートリッジ内にそれぞれ提供されてもよく、それらは同様にノズルを有し、または予め規定されたノズルが形成され得るように設計されている。それらのカートリッジは同様に、シール、ピストン、ふるい、位置付け装置などの前述の要素を有し得る。
【００６７】
この発明のさらなる局面は、少なくとも１つの複合材料を硬化するための方法であって、好ましくは付加的プロセスによって、特に好ましくは３Ｄ印刷によって硬化される複合材料を提供するステップと、複合材料を前述の支持材料で部分的にまたは完全にコーティングするステップと、支持材料が本質的に通す、１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射を用いて複合材料を硬化するステップと、支持材料を除去するステップとを含む、方法に関する。このようにして、複合材料の全層の完全な硬化を可能にする方法が提供される。従来の方法では、それ自体が一種の酸素バリアを形成する複合材料の最外層は硬化せず、下に位置する層の硬化後に除去されなければならない。この発明に従った方法では、塗布される支持材料は酸素バリアを形成する。このため、３Ｄ印刷のために、その後除去されなければならないであろう余分の複合材料を塗布する必要はない。
【００６８】
もちろん、１つの複合材料、または、たとえばエナメル化合物、象牙質化合物などといった、特に組成および効果色が異なるいくつかの複合材料が、この発明に従った方法のために提供され得る。
【００６９】
「包囲する」または「コーティングする」という用語は、生成された歯科補綴部品の幾何学的形状に、またはその生成後の何らかの層に関するものであり、支持材料は、当該歯科補綴部品または層をシェルの形で部分的にまたは完全に包囲する。しかしながら、それは、いくつかの層の生成または印刷における規定された順序を何ら暗示しない。
【００７０】
このため、たとえば象牙質化合物およびエナメル化合物は、所望の歯の色および透光性について異なる機械的特性および／または異なる光学特性を有して、異なるように提供され得る。いくつかのカートリッジが、３Ｄプリンタの印刷ヘッドにおける別個のマウントのために別々に提供可能であり、印刷ヘッドは対応するマウントを有する。しかしながら、これに代えて、またはこれに加えて、いくつかのカートリッジはまた、１つのコンビカートリッジを与えるために、１つの構造ユニットとして組合され得る。
【００７１】
この発明のさらなる局面は、歯科補綴部品の生産的生成、特に３Ｄ印刷のための方法に関する。この方法は、歯科補綴部品が形成される態様で、少なくとも１つのカートリッジから複合材料を排出して硬化するステップを含む。これでは、カートリッジは、前述のように設計されている。このようにして、歯科補綴部品の生産的生成のための方法において、前述のカートリッジの利点が活用される。もちろん、１つのカートリッジ、または、特に中身が異なるいくつかのカートリッジが、この発明に従った方法のために提供され得る。いくつかのカートリッジが提供される場合、これらは特に、前述のように異なる複合材料を含む。１つのカートリッジ、またはいくつかのカートリッジは、ＣＡＭソフトウェアを介して制御され得る。
【００７２】
特に、この方法は象牙質複合材料およびエナメル複合材料の排出および硬化を含んでいてもよく、象牙質複合材料およびエナメル複合材料は異なる機械的および／または光学特性を有する。ここで、この方法は、エナメル複合材料が象牙質複合材料を少なくとも部分的に包囲するかまたはコーティングするような、象牙質複合材料およびエナメル複合材料の堆積を含む。
【００７３】
さらに、前述の方法では、前述のように設計された支持材料が提供され得る。ここで、支持材料は、複雑な構造を支持するために最初に堆積される。したがって、最初に堆積された支持材料上に、歯科補綴部品を形成する複合材料が堆積される。このようにして、生産的方法で、特に３Ｄ印刷で、複雑な構造が形成され得る。この方法は、カートリッジからの支持材料の排出およびオプションの硬化を含み得る。
【００７４】
特に、この方法は、完成した歯科補綴部品においてくぼみ、突起またはキャビティを形成する領域における支持材料の堆積を含み得る。このため、この方法は、歯科補綴部品の中心または中央領域における支持材料の堆積およびオプションの硬化と、それに続く、象牙質複合材料および／またはエナメル複合材料などの複合材料での包囲またはコーティングとを含み得る。ここでの支持材料の領域は、たとえば歯科補綴物のベースまで延在しており、そのため、完成した歯科補綴部品は中心領域にくぼみを有する。それに続く、前述のような支持材料の除去後、キャビティは、歯科補綴部品、たとえばクラウンを歯インプラント、残存物などの上にマウントするために機能する。
【００７５】
上述の方法変形例では、歯科補綴部品の構築は、ベースから始まって咀嚼面に至るまでの３Ｄ印刷によって生じる。歯科補綴部品の構築が咀嚼面から始まる逆の手順も可能である。この場合、この方法は、咀嚼面のネガまたは逆の輪郭に対応する支持材料の堆積およびオプションの硬化を含む。この支持材料は、複合材料が次に堆積および硬化される土台として機能する。
【００７６】
前述の方法はさらに、前述の支持材料を提供するステップと、堆積された複合材料を支持材料で部分的にまたは完全にコーティングするステップと、支持材料を通して、１００〜１０００ｎｍ、好ましくは２００〜８００ｎｍ、特に好ましくは３００〜５００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射によって複合材料を硬化するステップとを含み得る。このようにして、支持材料で部分的にまたは完全にコーティングされた、堆積された複合材料は、規定された波長範囲において有利に硬化され、それにより、支持材料に隣接する複合材料の層も硬化される。このため、従来、硬化していない複合材料の最外層の除去で生じる、その後の材料損失が、排除される。したがって、歯科補綴部品の生成のために余分の材料を堆積させる必要はない。これは作製時間を増加させ、精密な作製を可能にし、材料コストの上昇を減少させ、硬化していない外側層を除去するステップを不要にする。もちろん、１つの支持材料、またはいくつかの、特に異なる支持材料が、この発明に従った方法のために提供され得る。支持材料、またはいくつかの支持材料は、１つ以上のカートリッジ内に提供され得る。
【００７７】
ノズル口径に対する非硬化状態の複合材料の粘度の比は、０．０３３〜４０Ｐａ＊ｓ／μｍ、好ましくは０．５〜１０．０Ｐａ＊ｓ／μｍ、特に好ましくは０．８〜５．０Ｐａ＊ｓ／μｍの範囲にあり得る。このようにして、ノズルの閉塞が排除され、複合材料の最適な管理しやすさが保証される。これは不良に対する感受性を減少させ、このため生成時間を最適化し、生成コストを減少させる。一般に、非硬化状態の複合材料の粘度は、１０〜２０００Ｐａ＊ｓの範囲にあり得る。一般に、ノズル口径は、５０〜３００μｍの範囲にあり得る。
【００７８】
さらなる局面は、特に３Ｄ印刷方法による歯科補綴物の生産的生成のための、前述のカートリッジの使用に関する。
【００７９】
さらなる局面は、付加的方法における、特に３Ｄ印刷における、前述の支持材料の使用に関する。
【００８０】
さらなる局面は、構成要素ａと、オプションの構成要素ｂと、構成要素ｃとを含む、システムの意味での部品のキットに関する。特に、構成要素ａは、異なる複合材料を有するいくつかのカートリッジを含む。ここで、いくつかのカートリッジのうちのいくつかは、特に異なる機械的特性または光沢安定性を確立するために、色および／または透光性が、および／または充填材組成に関して異なっている。オプションの構成要素ｂは、支持材料、特にいくつかの支持材料を含む。ここで、いくつかの支持材料のうちのいくつかは、透過波長範囲および／または粘度が異なっている。構成要素ｃは、歯科補綴物の生成のための使用説明書を含む。オプションの構成要素ｂはさらに、支持材料を含む、または支持材料が提供されるカートリッジを含み得る。
【００８１】
この発明の文脈において好ましい複合材料は、以下の通りである。
Ａ．歯科用複合材料であって、
ａ．硬化性の、特に光硬化性の母材と、
ｂ．最大粒径が＜５μｍの充填材のみとを含み、
非硬化状態の歯科用複合材料の粘度は、特に以下の実施例で説明されるようなレオメータでの粘度の判定に従って、１〜１０，０００Ｐａ＊ｓ、好ましくは１０〜２，０００Ｐａ＊ｓ、特に好ましくは５０〜８００Ｐａ＊ｓの範囲にある、歯科用複合材料。
【００８２】
Ｂ．母材の材料は、ＢｉｓＧＭＡ、ＢｉｓＥＭＡ、ＵＤＭＡ、ＥＧＤＭＡ、ＤＥＧＤＭＡ、ＴＥＧＤＭＡ、ＴＣＤ−ジ−ＨＥＡ、およびイソボルニルメタクリレートを含む群から選択されたモノマーを含む、Ａに記載の歯科用複合材料。
【００８３】
この選択は網羅的ではなく、さらなるモノマー、特にアクリレートモノマーが確かに追加可能である。これらは、単官能性、二官能性、または三官能性、芳香性、脂環式、ヘテロ環式、直鎖型、または分岐型のものであってもよい。
【００８４】
Ｃ．充填材は、
ａ．サイズが＞５μｍの粒子が除去された、ガラスセラミックの歯科用粉末ガラス、
ｂ．サイズが＞５μｍの粒子が除去された、粉末ガラスセラミック、
ｃ．粒径が０．１〜１μｍの範囲にある、球状シリケート、
ｄ．凝集ナノ粒子、たとえば火成ケイ酸、
ｅ．ゾルゲル法または火炎熱分解によって生成された、ＳｉＯ２ベース、または、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、ＹｂおよびＣｅの混合酸化物ベースの非凝集ナノ粒子、
ｆ．フッ化イッテルビウムベースの非凝集粒子、
というリストから選択される、ＡまたはＢに記載の歯科用複合材料。
【００８５】
ｅ．で引用されたナノ粒子は、たとえばバイエル（Bayer）からレバシル（Levasil）２００Ａ／４０％として入手可能である。
【００８６】
Ｄ．充填材の、複合材料の重量による含有率は、２０〜９０重量％、好ましくは４０〜８０重量％、特に好ましくは５５〜７５重量％の範囲にある、Ａ、Ｂ、またはＣに記載の歯科用複合材料。
【００８７】
Ｅ．充填材は凝集ナノ粒子および／または非凝集ナノ粒子を含む、Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤに記載の歯科用複合材料。
【００８８】
Ｆ．カンファキノン、アシルホスフィンオキシド、たとえばルシリンＴＰＯ、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ホスフィンオキシド（ＢＡＰＯ）、およびゲルマニウム化合物というリストから選択された光開始剤を含む、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、またはＥに記載の歯科用複合材料。
【００８９】
ここで、光開始剤は、３Ｄプリンタ上の光源に整合され得る。たとえば、４５０〜４７０ｎｍの範囲で最大である放射を用いた青色光硬化についてはカンファキノンが、３８０〜４００ｎｍの範囲で最大である放射を用いた紫／ＵＶ硬化については、たとえばルシリンＴＰＯおよびＢＡＰＯなどのアシルホスフィンオキシドが、そして、ＤＢＤＥＧｅなどのゲルマニウム化合物が整合され得る。ＢＡＰＯは、たとえばＣＩＢＡからイルガキュア（Irgacure）８１９として入手可能である。
【００９０】
Ｇ．硬化性の、特に光硬化性の母材に充填材が混合され、充填材の最大粒径は＜５μｍである、歯科用複合材料の生成のための方法。
【００９１】
Ｈ．流動床でのふるい分け、湿式ろ過、沈降、および遠心分離というリストから選択された分別方法を含む、Ｇに記載の方法。
【００９２】
湿式ろ過については、溶媒として蒸留水が使用され得る。次に、溶媒は遠心分離によって減らされる。しかしながら、溶媒から充填材を完全に取り除く必要はない。
【００９３】
Ｉ．ａ．＞５μｍの粒子がない充填材を提供するステップと、
ｂ．最大粒径が＜５μｍの充填材が得られるように、＞５μｍの粒子を除去するステップとを含む、Ａ〜Ｈに記載の複合材料への混合のための、もしくは、ＦまたはＧに記載の方法における使用のための、充填材の処理のための方法。
【００９４】
分離が水性懸濁液中で実行される場合、水は、遠心分離によってほとんど除去される。樹脂と充填材との良好な結合のために、充填材はシラン処理され得る。ここでは、湿式シラン処理が好ましい。なぜなら、乾燥させないことにより、充填材の凝集物が形成されないためである。加えて、充填材の凝集を防止するための措置として、シラン処理中に超音波を印加することができる。歯科用複合材料が生成され得るペーストは、２翼混練機および／または３重圧延機によって混練され、均質化され得る。空気が存在しないことが安定した印刷プロセスの基本要件であるため、歯科用複合材料は次に脱気される。これはたとえば、翼混練機および／または遠心分離機において実行される。
【００９５】
実施例
以下の表は、この発明に従った複合材料の第１の組成を示す。
【００９６】
【表１】
2018509321.tif 000003
【００９７】
以下の表は、この発明に従った複合材料の第２の組成を示す。
【００９８】
【表２】
2018509321.tif 000004
【００９９】
粘度の判定
この発明の文脈では、粘度は、ＡＴＳレオシステムズ（ATS RheoSystems）からのストレステック（StressTech）レオメータで、前述のように判定される。材料の安定性は、およそ０．０１ｓ−１〜１０ｓ−１のせん断速度で見られる。そのような低いせん断速度を測定技術で予め設定することは難しく、また、硬化材料では測定は振動モードで行なわれるため、粘度は、非破壊変形（０．０１）および１Ｈｚで判定される。測定システムは、平坦なベースプレート（プレート−プレートＰ１５）である。測定は２３℃の温度で行なわれる。隙間の深さは１ｍｍである。サンプルの堆積のために、塗布針を有するフローシリンジが使用される。ストレステックレオメータに対する設定を以下に述べる。
【０１００】
【表３】
2018509321.tif 000005
【０１０１】
この発明を、図に基づいて以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明に従ったカートリッジの側面図である。
【図２】この発明に従ったカートリッジの縦断面図である。
【図３】この発明に従ったカートリッジの上からの図である。
【図４】３Ｄプリンタにおける、封止要素を有する、この発明に従ったカートリッジの断面図である。
【図５】封止要素のさらなる配置を有する、この発明に従ったカートリッジの断面図である。
【図６】封止要素のさらなる配置を有する、この発明に従ったカートリッジの断面図である。
【図７】この発明に従ったカートリッジのさらなる実施形態の断面図である。
【図８ａ】この発明に従ったカートリッジのさらなる実施形態の側面図である。
【図８ｂ】この発明に従ったカートリッジのさらなる実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０３】
図１は、この発明に従ったカートリッジ１を側面図で示す。カートリッジ１は、ノズル開口部２と、壁３と、上部境界４とを含む。ノズル開口部２で終わる下部領域では、壁３は先細りして集束している。上部領域では、壁３は円筒形状で、このため、複合材料用の貯蔵槽を形成する（図２〜４と比較）。カートリッジ１の上部境界４は、３Ｄプリンタの電気的接触を提供する。
【０１０４】
図２は、この発明に従ったカートリッジ１の断面図を示す。カートリッジ１は、ノズル開口部２と、壁３と、上部境界４とを含む。境界４は、加圧要素を収容するためのくぼみを有する。くぼみ６を包囲する壁によって形成された貯蔵槽６は、複合材料とピストン（図示せず）とを含む。くぼみ５により、ピストンをカートリッジ内でノズル開口部２の方向に移動させ得る加圧要素が、カートリッジによって収容される。このようにして、カートリッジ１の貯蔵槽６の複合材料は、ノズル開口部２を通して放出され得る。
【０１０５】
図３は、この発明に従ったカートリッジの上からの図を示す。上部境界４は、くぼみ５を含む（図２と比較）。さらに、第１のガイド７ａと第２のガイド７ｂとが図示されている。カートリッジ１はもちろん、図示されたガイドのうちの１つのみを有し得る。ガイド７ａおよび／またはガイド７ｂにより、３Ｄプリンタにおけるカートリッジ１の間違った使用が回避される。ここで、ガイド７ａおよび／またはガイド７ｂは、対応する相当物へと位置付けられる。したがって、挿入されたカートリッジが、３Ｄプリンタに整合するガイド、または３Ｄプリンタ上のカートリッジのマウントを有していない場合、カートリッジの使用は排除される。したがって、カートリッジのガイドは、３Ｄプリンタ用の界面を形成する。
【０１０６】
図４は、３Ｄプリンタ１１における、この発明に従ったカートリッジ１の断面図を示す。封止要素９ａ、９ｂおよび９ｃも図示されている。この発明に従ったカートリッジ１はもちろん、図示された封止要素のうちの１つまたはいくつかのみを有し得る。封止要素９ａおよび９ｂは、Ｏリングである。封止要素９ａは、上部境界４上のカートリッジ１の外部領域に位置付けられる。封止要素９ｂは、壁３上のカートリッジ１の内部領域に位置付けられる。封止要素９ａおよび９ｂは、カートリッジ１と加圧要素８との間に封止を形成する。封止要素９ｃは、加圧要素８上に位置付けられてカートリッジ１の材料の切欠きに当たるウエルトによって形成される。加圧要素９ａ、９ｂおよび９ｃは、周囲に対するカートリッジ１および加圧要素８の封止を保証する。加圧要素８は圧縮空気コネクタとして設計されているため、ピストン１０をノズル開口部２の方向に動かすには、周囲に対する封止が必要である。
【０１０７】
図５および図６は、カートリッジ１の封止要素９および９ｄのさらなる実施形態を示す。カートリッジ１の縦断面図が示されている。簡略化された表現のために、各々において、切断されたカートリッジ１の半分のみが図示されている。図５のカートリッジ１の封止要素９は、カートリッジ１の内側の壁３の周辺棚部上に位置付けられたＯリングである。圧縮空気コネクタである加圧要素８はＯリングを圧迫し、Ｏリングは、壁３に位置する周辺棚部によって適所に保持されるため、周辺棚部とコネクタとの間でクランプされる。得られる封止効果は、それに対応して効率的である。図６は、上部境界４上のカートリッジ１の外部領域に位置する封止要素９ｄの代替的な実施形態を示す。対応する箇所は、弾性材料特性を有する。圧縮空気コネクタの形をした加圧要素８が弾性箇所に当たってこれを押し込み、そのため、封止効果が保証される。
【０１０８】
図７は、この発明に従ったカートリッジ１の縦断面図を示す。カートリッジ１は、壁３の２つの領域ＩおよびＩＩを有する。上部の第１の領域Ｉには、Ｏリングの形をした封止要素が位置付けられる。第１の領域Ｉは先細りしている。第１の領域Ｉでは、圧縮空気コネクタの形をした加圧要素８が封止要素９に当たる。したがって、周囲に対する封止作用が得られる。壁３の下部の第２の領域ＩＩは円筒形状であり、複合材料が位置する貯蔵槽（図示せず）として機能する。円筒状の設計は、ピストン（図示せず；図４と比較）が、カートリッジ１の下部の第２の領域ＩＩにおいて、圧縮空気コネクタによってノズル開口部２の方向に移動することを可能にし、その結果、複合材料はノズル開口部２を通って放出され得る。
【０１０９】
図８ａは、この発明に従ったカートリッジ１のさらなる実施形態を示し（カートリッジの長手方向軸がＡ−Ａによって示される）、図８ｂは、このカートリッジ１を断面図で示す。この実施形態では、ノズル開口部２は、円筒状の中空カニューレとして形作られたノズル２ａの下端に位置付けられ、ノズルは、壁３によって形成されたカートリッジ本体から突出し、これにたとえばきっちりと挿入または接着されている。そのような構成は、隣接して堆積された材料ストランドの汚れ、およびノズル開口部２上の材料の望ましくない蓄積を有利に回避する。
【０１１０】
図８ａ／ｂに従ったカートリッジはさらに、カートリッジ本体の円錐台形状の端部３ａと、鍔の形をした、端部３の一部を包囲する、対応する円錐形の内側輪郭を有する止め要素１２とによって形成された位置付け装置を有する。これでは、円錐台形状の端部３ａの下部が止め要素１２から突出し、このため、３Ｄプリンタにおける規定されたマウントのための円錐台形状のセンタリング要素１１を形成する。止め要素１２の下部境界１２ａとノズル開口部２ａとの間の規定された狭い公差距離は、ノズル開口部２の規定された再現可能な位置を保証する。円錐台形状の端部３ａに対応して、ピストン１０もここでは、できるだけ完全にカートリッジ１から複合材料を排出すること、またはカートリッジ１を空にすることを保証するために、対応する形状を有する領域を有する。
【０１１１】
図８ａ／ｂに示すノズル構成、および位置付け装置は機能的に独立しており、単独で、またはともに存在し得る。同様に、他の実施形態のさらなる要素、特にガイドとの組合せが可能である。
【０１１２】
たとえば象牙質複合材料、エナメル複合材料、および支持材料といったいくつかの材料のためのいくつかのカートリッジが、本質的に同じ態様で設計可能であり、カートリッジおよびノズルの実形状は、材料および流動特性に依存して同じであっても異なっていてもよい。同様に、いくつかのカートリッジの同時マウントのために、３Ｄプリンタの対応するマウントまたは印刷ヘッドが設計可能である。図３に関連して説明されたようなガイドがカートリッジに設けられている場合、たとえば象牙質複合材料、エナメル複合材料、および支持材料といった異なる材料を有するカートリッジ、および３Ｄプリンタの対応するマウントは、異なる材料を有するカートリッジの適切位置での正しい挿入を保証するために、異なるガイド装置を有する。対照的に、たとえば着色および／または透光性が異なる複合材料といった、代替的に使用可能な材料を有するカートリッジは、同一のガイドを有利に有する。
【図１】
2018509321.tif 000006
【図２】
2018509321.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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