(57)【要約】  歯科用物品の製造方法は、（ｉ）焼結粉末の層を提供するステップと、（ｉｉ）凝固可能なバインダーを提供して、粉末層の一部分を取り囲む周囲固着ゾーン（１１４）を形成するステップとを有する。方法は、複数の固着ゾーン（１１４）が合わさって、層を横切って延びる凝集した中空のスリーブ（１１６）を形成するように、１つの層の各固着ゾーン（１１４）が隣接する層の固着ゾーン（１１４）と接触した状態で、ステップ（ｉ）及びステップ（ｉｉ）を繰り返すステップを更に有する。対応する複数の粉末部分が組み合わさって、スリーブ内に捕捉された粉末の一続きのバッチ（１１８）を形成する。この方法は、焼結された歯科物品の製造を容易にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）焼結粉末の層を提供するステップであって、前記層は厚さを有する、ステップと、
（ｉｉ）流体の凝固可能なバインダーを提供して、本質的に前記粉末層の前記厚さを有し、かつ本質的に前記粉末層と同じ高さに配置された周囲固着ゾーンを形成するステップであって、前記固着ゾーンが前記粉末層の一部分を取り囲む、ステップと、
（ｉｉｉ）複数の前記固着ゾーンが合わさって、層を横切って延びる凝集した中空のスリーブを形成するように、１つの層の各固着ゾーンが隣接する層の固着ゾーンと接触した状態で、ステップ（ｉ）及びステップ（ｉｉ）を繰り返すステップであって、対応する複数の粉末部分が組み合わさって、前記スリーブ内に捕捉された粉末の一続きのバッチを形成する、ステップと、を含む、歯科用物品の製造方法。
【請求項２】
前記バインダーが、ワックス又は脂肪、特にココナツ脂肪を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
凝固状態から流体状態へ変換させるために前記バインダーを加熱するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バインダーが、硬化性樹脂、特に硬化性エラストマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流体状態から前記凝固状態へ変換させるために、前記バインダーに光及び／又は熱を照射するステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記粉末層の周囲部分に前記バインダーをしみ込ませることによって前記固着ゾーンを形成するように、前記粉末層上に付着させることによって前記バインダーが提供される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記バインダーを使用してベース層及びカバー層を形成するステップを更に含み、前記ベース層、前記カバー層、及び前記スリーブが合わさって、前記粉末のバッチを内部に封止する閉じたシェルを形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
捕捉された前記粉末のバッチをバッグに入れるステップを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記粉末のバッチを、等方圧プレス内でプレス加工することによって圧縮し、それにより前記歯科用物品の前駆体を形成するステップを更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記歯科用物品の前駆体を焼き、それにより前記バインダーを取り除くステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記焼結粉末が、焼結により歯科用セラミック材料又は歯科用ガラスセラミック材料を得るための出発材料を形成する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記焼結粉末は、接合剤で被覆された粉末粒子から形成され、前記接合剤が、前記バインダーよりも高い温度安定性を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記粉末層に着色物質を提供するステップを更に含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記固着ゾーンによって取り囲まれた前記部分の決定されたサブ部分に前記着色物質を提供するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記固着ゾーンによって取り囲まれた前記部分の決定されたサブ部分に、１つ以上の更なる着色物質を提供するステップを更に含み、前記着色物質は、異なる色を呈するように、又は異なる色に変換するように構成される、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記粉末バッチの外面に、前記粉末バッチの向きを示す構造部を提供するステップを更に含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
マトリックス材料に埋め込まれた焼結粉末から形成されたシェルに捕捉されている焼結粉末の粉末バッチであって、前記粉末バッチが、ばらばらの粉末粒子から形成され、前記マトリックス材料が、バインダー、特にワックス又は脂肪から作られている、焼結粉末の粉末バッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用物品、例えば歯科用ブランク、歯科用修復材、又はその前駆体の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、焼結粉末に基づくビルドアップ工程を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科学の分野では、歯科用修復材、例えば代替歯が、自動化工程で製造されることがますます多くなっており、そのような自動化工程は、典型的にはコンピュータ支援設計（computer−aided design、ＣＡＤ）技術の使用、及びコンピュータ数値制御（Computer Numerical Controlled、ＣＮＣ）機械による製造を含む。更に、歯科用修復材の製造には、いわゆるビルドアップ工程が提案されている。そのようなビルドアップ工程は、大きめのサイズの標準化されたブランクを提供しその後の工程でそのブランクから材料を取り除くのではなく、概ね、順次材料を加えて所望の個々の形状を生成することによって、典型的には、個々の歯科用修復材を実質的にその形状にビルドアップすることを可能にする。
【０００３】
ビルドアップ工程は一方では迅速なプロトタイピングのために業界で広く用いられているが、最終製品の製造は、多くの領域においてなお困難である。歯科用修復材を製造するためには、人体での使用に適合性のある材料を使用することが概ね必要である。更に、ビルドアップ工程によって製造される歯科用修復材は、機械的安定性に対する要件、並びに例えば色の陰影及び色調に関する審美性についての期待を満足しなくてはならない。
【０００４】
例えば国際公開第２０１２／０７８５３３号は、粉末セラミック材料から歯科用修復材を製造するためのそのようなビルドアップ工程、及びそれに対応するデバイスを記述している。
【０００５】
セラミック材料は、典型的には、開放多孔性の前駆体の形態で製造され、その後その前駆体が高温で焼結されて、その最終的な材料構造になったセラミックが提供される。歯科用セラミックの焼結の分野では、様々な標準的な手順及び標準的な技法が確立しているので、そのような手順及び技法を、ビルドアップ工程と併せて使用することが望ましい。
【０００６】
歯科用修復材を製造するための既存の工程は、種々の点において有利であるが、高度に自動化されて、最大限の品質、及び最小限のコストで、個々の又はカスタマイズされた歯科用修復材の製造方法を提供することが、全般的に望まれている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、歯科用物品の製造方法に関する。方法は、
（ｉ）焼結粉末の層を提供するステップであって、層は厚さを有する、ステップと、
（ｉｉ）流体の凝固可能なバインダーを提供して、本質的に粉末層の厚さを有し、かつ本質的に粉末層と同じ高さに配置された周囲固着ゾーンを形成するステップであって、固着ゾーンが粉末層の一部分を取り囲む、ステップと、
（ｉｉｉ）複数の固着ゾーンが合わさって、層を横切って延びる凝集した中空のスリーブを形成するように、１つの層の各固着ゾーンが隣接する層の固着ゾーンと接触した状態で、ステップ（ｉ）及びステップ（ｉｉ）を繰り返すステップであって、対応する複数の粉末部分が組み合わさって、スリーブ内に捕捉された粉末の一続きのバッチを形成する、ステップとを含む。
【０００８】
用語「粉末のバッチ」は、以下で「粉末バッチ」と呼ぶこともある。
【０００９】
粉末層の厚さは、好ましくは地球上の自然な重力の次元に沿った次元であるＺ次元に延びている。粉末層は更に、Ｚ次元に垂直なＸ次元、並びにＺ次元及びＸ次元に垂直なＹ次元に延びている。したがって、次元Ｘ及びＹは、Ｚ次元に垂直な共通平面にある次元である。
【００１０】
本発明は、ばらばらの焼結粉末のバッチであるが、それでもなおハンドリング可能な、例えば全体として輸送又は移動可能なバッチをビルドアップすることを可能にすることから、有利である。更に、本発明は、ビルドアップ工程と、焼結粉末を圧縮するための一般的なプレス加工ステップとを組み合わせることを可能にする。したがって、本発明は、歯科用物品、特に歯科用修復材の製造における労力及びコストを最小限にするのに役立つ。更に、本発明は、異なる色の付いた粉末から歯科用物品をビルドアップすることができるので、３次元の着色を有する歯科用物品を提供することを可能にする。
【００１１】
一実施形態では、ビルドアップデバイスの空洞を焼結粉末で満たすことによって、焼結粉末の層が提供される。そのような空洞は、好ましくは、空洞の側壁を形成する周囲境界と、その境界内に配置され空洞の底部を形成するビルドプラットフォームとによって形成される。したがって、空洞は、好ましくはＸ及びＹ次元に平行な平面にある開口部と、Ｚ次元にある深さとを有する。開口部は、好ましくは境界の上縁部によって形成される。空洞に満たされた焼結粉末は、好ましくは自然の重力によってプラットフォーム上にある。好ましくは、ビルドプラットフォーム及び境界は、Ｚ次元において互いに対して移動可能又は位置決め可能である。特にビルドプラットフォームは、Ｚ次元において境界に対して位置決め可能であってもよい。ビルドプラットフォームの位置決めは、コンピュータ制御によって実行される。ビルドプラットフォームの位置は、例えばコントローラによって制御されるステッピングモータによって調節することができる。その代わりに、又はそれに加えて、ビルドプラットフォームの位置を測定するために位置測定システムが提供されてもよい。この場合、ステッピングモータの代わりにサーボモータが使用されてもよい。焼結粉末の層を提供するために、ビルドプラットフォームは、好ましくは境界の上縁部から下方の所定の距離のところに位置決めされる。ビルドプラットフォームと上縁部との間の空間は、焼結粉末で満たされてもよい。
【００１２】
方法は、焼結粉末を供給するために、空洞上でリコータを変位させるステップを更に含んでもよい。そのようなリコータは、焼結粉末貯蔵部を有してもよく又はそれに連結されてもよく、粉末貯蔵部からスライドの縁部に向かって下向きに放出される焼結粉末を案内するためのスライドを有してもよい。スライドは、スライド縁部に向かう焼結粉末の流れを支持するために振動してもよい。好ましくは、リコータは、Ｘ及び／又はＹ次元に平行な次元において変位される。リコータは、往ストローク及び復ストロークからなるストロークで変位されてもよい。往ストロークでは、リコータは、好ましくは焼結粉末を放出するように動作する。往ストロークでは、リコータは、好ましくはスライド上の焼結粉末の流れとは反対方向に一様なスピードで変位する。復ストロークでは、リコータは好ましくは焼結粉末を放出しない。例えばローラリコータなどの他のリコータが使用されてもよい。
【００１３】
更なる実施形態では、方法は、焼結粉末を平らにするステップを含んでもよい。特にリコータは、スライド縁部がビルドアップデバイスの境界のわずかに上方を摺動する又は移動するように、配置されてもよい。したがって、境界の上縁部を越えて延びる焼結粉末はいずれも、ストローク中にリコータのスライドによって自動的に平らにされるか、又は取り除かれる。
【００１４】
更なる粉末層を提供するために、ビルドプラットフォームは、それぞれの場合に、又は連続して境界の上縁部から所定の距離だけ更に離れて位置決めされ、リコータは、更なる焼結粉末を供給するように空洞上に変位される。
【００１５】
ビルドプラットフォームが毎回位置決めされる所定の距離は、好ましくは粉末層の厚さに対応する。したがって、粉末層の積層体を、段階的にビルドアップすることができる。
【００１６】
更なる実施形態では、方法は、ディスペンサを使用してバインダーを粉末層に提供するステップを含む。特に方法は、ディスペンサを使用して、空洞に提供された最上粉末層にバインダーを提供するステップを有してもよい。バインダーディスペンサは、好ましくはバインダー用の出口ノズルを有する。例えば粉末層の上に制御された態様で位置決め可能な一般的なプリントヘッドに、１つ以上の出口ノズルが提供されてもよい。バインダーディスペンサは、バインダー用の貯蔵部を備えてもよい。更に、バインダーディスペンサは、供給前にバインダーを加熱するための加熱手段を有してもよい。そのような加熱手段は、適宜、出口ノズルに隣接して、ノズルへの供給フィードに、及び／又は貯蔵部に配置されてもよい。
【００１７】
実施形態では、バインダーは、ワックス又は脂肪、特にココナツ脂肪を備える。方法は、凝固状態から流体状態へ変換させるためにバインダーを加熱するステップを更に含んでもよい。バインダーの融点は、３０℃〜６０℃、特に３０℃〜４０℃とすることができる。
【００１８】
更なる実施形態では、バインダーは硬化性樹脂、特に硬化性エラストマーを含む。そのようなエラストマーは、シリコーンベースであってもよく、例えば光硬化性であってもよい。例示的な材料は、米国Ｈｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社のＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）Ｌｉｇｈｔ  Ｃｕｒｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓという名称の下で入手可能である。この実施形態によれば、方法は、流体状態から凝固状態に変換させるために、バインダーに光及び／又は熱を照射するステップを更に含んでもよい。
【００１９】
一実施形態では、バインダーは、粉末層の周囲部分にバインダーをしみ込ませることによって固着ゾーンを形成するように、粉末層上に付着させることによって提供される。そのような周囲部分は、例えばＸ及びＹ次元に平行にリングが延びているリング形状であってもよい。リング形状の代わりに、閉じた輪郭を提供する任意の形状が適宜使用されてもよい。溶けたバインダーは、周囲温度、例えば約２３℃の室温に向かって冷めることによって、自動的に凝固してもよい。硬化性バインダーは、例えば熱の光を照射することによって始まる化学反応から硬化してもよい。当業者であれば、例えば２つ以上の成分を混合した結果重合する２成分材料のような他の硬化性材料を認識するであろう。
【００２０】
一実施形態では、方法は、バインダーを使用してベース層及びカバー層を形成するステップを更に含む。ベース層、カバー層、及びスリーブが合わさって、好ましくは粉末バッチを内部に封止する閉じたシェルを形成する。したがって、ベース層及びカバー層はそれぞれ、好ましくは一続きの層である。これらの層は、粉末層の一続きの部分にバインダーをしみ込ませることによって形成されてもよい。
【００２１】
更なる実施形態では、方法は、捕捉された粉末バッチをバッグに入れるステップを更に含む。そのようなバッグは、閉じたプラスチックバッグから形成されてもよい。方法は、バッグを真空状態にし、真空状態のバッグを例えば加熱封止によって閉じるステップを更に含んでもよい。
【００２２】
更なる実施形態では、方法は、粉末バッチを、等方圧プレスによってプレス加工することによって圧縮し、それにより歯科用物品の前駆体を形成するステップを更に含む。（シェルに捕捉された）粉末バッチは、プレスの油圧オイル内に置かれてもよく、オイルが加圧されて焼結粉末を圧縮してもよい。等方圧プレス加工は、１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、より詳細には約５０ＭＰａ〜７００ＭＰａ、好ましくは約１００ＭＰａ〜４００ＭＰａの圧力で実行されてもよい。
【００２３】
実施形態では、方法は、歯科用物品の前駆体を焼き、それによりバインダーを取り除くステップを更に含む。それにより、歯科用物品の前駆体は、好ましくは最長９６時間又は１２０時間の間、約５００℃〜約７５０℃の温度に加熱される。
【００２４】
一実施形態では、焼結粉末は、焼結により歯科用セラミック材料又は歯科用ガラスセラミック材料を得るための出発材料を形成する。焼結粉末は、例えば酸化ジルコニウムを含んでもよい。焼結粉末は、９０〜９９重量％の酸化ジルコニウム、好ましくは９１〜９７．２５重量％の酸化ジルコニウムを含んでもよい。焼結粉末は、０〜１重量％の酸化アルミニウムを更に含んでもよい。また、焼結粉末は酸化アルミニウムに基づいてもよく、これは焼結粉末が、９０〜９９重量％の酸化アルミニウム及び０〜１重量％の酸化ジルコニウムを含んでもよいことを意味する。更に、焼結粉末は、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、並びにガリウム、ゲルマニウム、セリウム、及びインジウムの酸化物のうちの少なくとも１つを、０〜１０重量％含んでもよい。また焼結粉末は、酸化物Ｆｅ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３及び／又はＭｎＯ２からなる群から選択される着色剤を、０．０００５〜１．５重量％含んでもよい。フレームのセラミック材料は、好ましくは人体での使用に適合性があるように選択される。
【００２５】
本明細書において参照される焼結粉末を形成する粒子の平均サイズは、典型的には約１０μｍ〜６０μｍの範囲にあり、好ましくは約３０μｍである。粒子サイズの分布は、例えば
・約３μｍよりも小さい粒子１０％
・約２６μｍよりも小さい粒子５０％
・約７１μｍよりも小さい粒子９０％であってもよい。
【００２６】
より詳細には、本明細書において参照される焼結粉末を構成する平均粒子サイズは、例えば
・約１．２μｍよりも小さい粒子１０％
・約１０μｍよりも小さい粒子５０％
・約４５μｍよりも小さい粒子９０％である粒子サイズ分布によれば、約２０μｍであってもよい。
【００２７】
実施形態では、焼結粉末は、接合剤で被覆された粉末粒子から形成される。接合剤は、好ましくはバインダーよりも高い温度安定性を有する。この点に関して、用語「温度安定性」は、接合剤又はバインダーがなお定位置に留まる（例えば流出しない又は燃えない）最高温度を指す。更に又はその代わりに、接合剤はバインダーよりも高い融点を有してもよい。粉末粒子は、好ましくはポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルブチラート、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレングリコール、又はデンプンから作られる接合剤によって被覆される。接合剤によって、プレス加工の結果、焼結粉末粒子が互いに吸着するようになる。
【００２８】
実施形態では、方法は、粉末層に着色物質を提供するステップを更に含む。そのような着色物質は、溶液中の着色イオン、例えばＦｅ、Ｅｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｔｂ、又は着色顔料、例えば酸化物若しくは灰チタン石から作られてもよい。
【００２９】
更なる実施形態では、方法は、固着ゾーンによって取り囲まれた部分の決定されたサブ部分に着色物質を提供するステップを更に含む。方法は、固着ゾーンによって取り囲まれた部分の決定されたサブ部分に、１つ以上の更なる着色物質を提供するステップを更に含み、着色物質は、異なる色を呈するように、又は異なる色に変換するように構成される。
【００３０】
一実施形態では、方法は、粉末層上に着色液をプリントするためにプリントヘッドを移動させるステップを含む。例えば、ビルドアップデバイスは、最上粉末層に着色液をプリントするための１つ以上のプリントヘッドを有してもよい。好ましくは、着色液及びプリントヘッドは、粉末層にしみ込む着色液から個々の液滴を生成するように構成される。液滴は、好ましくは、それぞれの液滴の着色液が、粉末層の全厚さにしみ込むように調節される。プリントヘッドは、好ましくは、Ｘ及びＹ次元に平行な平面においてコンピュータ制御によって移動可能である。したがって、着色液は、好ましくは２次元ビットマップパターンで粉末層にプリント可能である。パターンは、粉末層毎に個々に選択されてもよく、したがって粉末層毎に異なってもよい。したがって、個々に着色された歯科用物品を提供することができる。
【００３１】
更なる実施形態では、方法は、粉末バッチの外面に、粉末バッチの向きを示す構造部を提供するステップを更に含む。そのような向き構造部は、歯科用物品又は歯科用物品の前駆体の向きを、それがビルドアップされる向きに対して識別するために使用することができる。これにより、例えば歯科用物品（前駆体）内の所望される着色領域に歯科用修復材を機械加工するために、例えばブロックの任意の色領域の位置付けを決定することが可能になる。
【００３２】
更なる態様では、本発明は、焼結粉末の粉末バッチに関する。粉末バッチは、マトリックス材料に埋め込まれた焼結粉末から形成されたシェルに捕捉されている。シェルは、好ましくは３つの次元すべてにおいて粉末バッチを包囲している。したがってシェルは、好ましくは粉末バッチを内部に封止する。粉末バッチは、好ましくは、ばらばらの粉末粒子から形成される。マトリックス材料は、バインダー、特にワックス又は脂肪から作られている。焼結粉末及びバインダーは、本発明の方法に関して開示される焼結粉末及びバインダーに対応する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態による方法のステップを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による方法の更なるステップを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による方法の更なるステップを示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態による方法の更なるステップを示す断面図である。
【図５】図４の上面図である。
【図６】本発明の実施形態による方法の更なるステップを示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態による更なる方法のステップを示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態による更なる方法のステップを示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態による更なる方法のステップを示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による方法のステップを示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態による方法の更なるステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下の図は、例として本発明の方法を示す。例は、例えばドイツのＶｏｘｅｌｊｅｔ  ＡＧ社からＶＸ５００という名称の下で入手可能な粉末ベースの３Ｄプリンタを用いるビルドアップ工程を参照する。当業者であれば、本発明で同様に用いることのできる他の適切なビルドアップ技術又はデバイスを認識するであろう。
【００３５】
図１は、ビルドアップ領域１０１を有するビルドアップデバイス１００を概略的に示す。ビルドアップ領域は、例えば位置決めデバイス（図示せず）によって異なる高さに、垂直方向に（Ｚ次元に）位置決めされ得るビルドプラットフォーム１０２を含む。ビルドプラットフォーム１０２は、周囲境界１０３によって囲まれている。示される状況では、ビルドプラットフォーム１０２と境界１０３は組み合わされて、焼結粉末１で満たされている空洞１０４を形成する。ビルドプラットフォーム１０２と境界１０３は、ビルドプラットフォーム１０２を境界１０３に対して移動可能にするように、最終的には織り繊維又は不織繊維のシールによって封止される互いに緩い嵌め合いを形成している。それでもなお、ビルドプラットフォーム１０２と境界１０３とは、焼結粉末を空洞１０４内に保持するのに充分な程、うまく嵌まり合うように構成される。図では、ビルドプラットフォーム１０２が、境界１０３の上縁部１０５から所定の距離だけずれて位置決めされている。この所定の距離は、１つの層の所望の厚さに対応する。空洞１０４を満たすために、示される例のデバイス１００は、少なくとも１つのリコータ１０６を有する。リコータ１０６は、ある量の粉末を保有するための貯蔵部１０７と、境界１０３の上縁部１０５に対して粉末を平らにするためのスクレーパ１０８とを有する。スクレーパ１０８は、貯蔵部１０７から空洞１０４に向かって粉末を案内するために提供されたスライドの縁部によって形成される。リコータ１０６は、Ｘ次元内を、好ましくは少なくとも空洞１０４の全長にわたって移動可能である。更にリコータ１０６は、好ましくは空洞１０４の全幅にわたる幅を、Ｙ次元（Ｘ次元を横切る次元）に有する。したがって、粉末層は、リコータ１０６の１ストロークによって提供することができ、この１ストロークは、例においては、左に向かってから図示される位置に戻る動きを意味する。示される状況において、粉末はばらばらであり、自重によってビルドプラットフォーム１０２上にある。
【００３６】
図２は、同じデバイス１００を示す。デバイスは、流体バインダー１１１を付着させるためのディスペンサ１１０を更に有する。好ましくは、ディスペンサは、所定の容量の流体バインダー１１１の液滴を供給するように構成される。更にディスペンサは、所定の断面を有するノズル１１２を有する。ディスペンサ１１０及びノズル１１２の構成は、粉末１上に供給された液滴が粉末層にしみ込んだ後で所定のサイズを有するような構成である。好ましくは、液滴の容量は、粉末層の全厚さにバインダー１１１がしみ込むのに充分な程大きい。ディスペンサ１１０は、例えばコンピュータ制御によって、空洞１０４に対してディスペンサ１１０がＸ及びＹ次元に位置決めされ得るように、更に構成される。したがってディスペンサ１１０は、粉末層上でバインダーを所望の形状にプリントするように構成される。示される例では、最初の粉末層の一続きの部分にバインダー１１１をしみ込ませることによって、ベース層１１３が生成される。このベース層１１３を提供するために、ディスペンサ１１０は、流体バインダー１１１が粉末１上に供給されている間に、空洞１０４のＸ次元において、及びＹ次元に向かって列毎に移動してもよい。
【００３７】
例では、ノズル１１２（及び／又はディスペンサの別の構成要素）が、供給前にバインダーを溶かすために加熱される。更に本例においては、バインダーとしてココナツ脂肪が使用される。ココナツ脂肪の融点は、室温と人の体温との間にある。したがってココナツ脂肪は、低温で容易に加工することができる。溶けたココナツ脂肪は、比較的低い粘度を有し、粉末に容易にしみ込む。更にココナツ脂肪は、環境適応性があり、安価であり、適度な温度で焼くことによって粉末から容易に、残留物なく除去することができる。
【００３８】
図３は、なお同じデバイス１００を示す。ビルドプラットフォーム１０２は、図２の状況と比べて、更に１つの層の厚さだけ、境界１０３の上縁部１０５から後退している。粉末１の更なる層が、ベース層１１３上に付着される。
【００３９】
図４では、粉末１の最上層に固着ゾーン１１４が提供された状況のデバイス１００が示される。固着ゾーン１１４は、バインダーを、例えば図５に示される周囲パターンで（ディスペンサ１１０を介して）供給することによって提供され、図５は図４の上面図である。示されるように、固着ゾーン１１４は、粉末層の全厚さにわたって延びており、それにより固着ゾーン１１４はベース層１１３につながる。また固着ゾーン１１４は、粉末層と同じ高さに配置され、したがって本質的に粉末層と面一である。これは、バインダーが粉末層の粒子間の空間にしみ込み、バインダーが凝固すると、粉末との機械的に安定なマトリックスを形成することによるものである。固着ゾーン１１４は更に、粉末層の一部分１１５を取り囲む。粉末層の一部分１１５は、ばらばらであり、その自重によってベース層１１３の上にある。固着ゾーン１１４は、粉末層を横方向に捕捉する。
【００４０】
図６では、複数の粉末層及び複数の固着ゾーン１１４が、互いに重なって提供されている。１つの層の各固着ゾーン１１４は、隣接する層の固着ゾーン１１４と接触しており、それにより、複数の固着ゾーン１１４が合わさって、粉末層を横切って延びる凝集した中空の周囲スリーブ１１６を形成する。更に、カバー層１１７が、最上粉末層に提供される。スリーブ１１６は、その端部のうちの一方でベース層１１３につながり、その端部のうちの他方でカバー層１１７につながる。したがってスリーブ１１６は、ベース層１１３及びカバー層１１７と組み合わさって、粉末の一続きのバッチ１１８を内部に捕捉する閉じたシェル１１９を形成する。捕捉された粉末バッチ１１８は、固着ゾーン１１４によって取り囲まれた複数の粉末部分に対応する。示される状況のシェル１１９を有する粉末バッチ１１８は、ハンドリングすること、例えばデバイス１００から取り除き、デバイス１００の外側の位置に置くことができる、機械的に比較的安定した本体を形成する。シェル１１９に捕捉された粉末バッチ１１８は、例えば等方圧プレスに入れられて粉末が圧縮され、粉末粒子を互いに吸着させ、それにより凝集した粉末バッチが生成される。そのようなプレス加工は、典型的には約１００〜１５０ＭＰａの圧力で実行される。このように形成された凝集した粉末バッチは、歯科用物品の前駆体、例えば歯科用修復材の前駆体が機械加工される元の歯科用ブランクを形成することができる。歯科用修復材の前駆体は、最終的に焼結されて歯科用修復材が形成される。粉末バッチの周りのシェルは、焼結粉末の焼結温度未満で、特にシェルを作っている材料の燃焼温度よりわずかに低い温度で焼くことによって、取り除くことができる。ココナツ脂肪及び酸化ジルコニウム粉末が使用される場合には、そのような温度は２５０℃〜３００℃未満とすることができる。プレス加工中には、ココナツ脂肪により、粉末粒子が互いに直接吸着することが妨げられるので、ココナツ脂肪を焼いて取り除いた後、粉末粒子は凝集した粉末バッチから自動的に離れて落ちる。その代わりに、プレス加工及び焼きは、直接連続したステップで実行されてもよい。この場合、歯科用物品は、前駆体のみの代わりに形成されてもよい。そのような歯科用物品は、最終密度まで焼結された、歯科用修復材が機械加工される元の歯科用ブランクであってもよい。この例では、シェル材料を取り除く焼きステップは、焼結工程と一体化されてもよい。例えば焼結は、あらゆるバインダーを取り除くために低い温度で始まり、それに続いて高温で粉末粒子を焼結させてもよい。
【００４１】
図７は、記述された方法で得られたものであるが、個々の層が異なる焼結粉末から形成されたシェル１１９内の粉末バッチ１１８’を示す。そのような異なる焼結粉末は、（例えば異なる半透明性及び／又は機械的強度を提供するために）異なる色及び／又は材料組成を有してもよい。示される粉末バッチ１１８’を提供するために、デバイス１００は、２つ以上のリコータ（図示せず）を有して、個々の層全体を異なる焼結粉末から選択的に提供してもよい。その代わりに、又はそれに加えて、デバイス１００は、１つ以上のプリントヘッドを有して、図８に概略的に示されるように、それぞれが着色液を供給してもよい。
【００４２】
図８のデバイス１００は、異なる着色液を供給するように構成された複数のプリントヘッド１２０、１２１、１２２を有する。プリントヘッドの数は必要に応じて選択されてよく、例えばデバイス１００は、要望に応じて２つ、３つ、又はそれ以上のプリントヘッドを有してもよいことを当業者であれば認識するであろう。プリントヘッド１２０、１２１、１２２は、好ましくはコンピュータ制御によって、Ｘ及びＹ次元に移動可能である。したがってデバイス１００は、例えば個々のプリント画素をプリントすることによって、焼結粉末のそれぞれの最上層にパターンをプリントするように構成される。プリントヘッド１２０、１２１、１２２、及び関連する着色液は、好ましくは、粉末層の全厚さに１画素の着色液をしみ込ませることができるように構成される。したがってデバイス１００を使用して、層部分（固着ゾーンによって取り囲まれた部分）のサブ部分１２３に個々の色が提供された粉末バッチを生成することができる。
【００４３】
図９は、個々の固着ゾーン１１４が互いに横方向にずれて（Ｘ／Ｙ次元にずれて）いるが、なお互いに接触して提供される例を示す。これにより、多様な異なる形状にシェル１１９を生成することが可能になる。一例では、粉末バッチ１１８は、拡大された歯の形状で提供されてもよい。そのような粉末バッチをプレス加工及び焼結した後で、歯科用修復材又はその前駆体を得ることができる。例の粉末バッチ１１８は、その生成中に粉末バッチ１１８の向きを示す指標構造部１２４を更に有する。プレス加工の後、及び歯科用物品の前駆体を形成した後で、指標構造部１２４は、歯科用物品の前駆体の向きについての指標を与える。例えば、指標構造部１２４を用いて、歯科用ミリング機械又は研削機械において歯科用物品又は歯科用物品の前駆体の向きを調節することができる。
【００４４】
図１０は、シェル１１９内に捕捉された粉末バッチ１１８の等方圧プレス加工を示す。等方圧プレス加工のために、シェル１１９に保有されている粉末バッチ１１８を、更に封止パウチの中に入れて、プレスのオイルが粉末を汚染することを防止してもよい。比較的均一な材料構造を有する歯科用物品の前駆体を実現するためには等方圧プレス加工が好ましいが、当業者であれば、適宜、一軸プレス加工又は二軸プレス加工のようなプレス加工の他の選択肢を認識するであろう。
【００４５】
図１１は、図１０に示されたように粉末バッチをプレス加工し、シェルのバインダーを取り除くために焼きステップによってバインダー除去加工した後に得られる歯科用物品の前駆体１２８を示す。吸着する粒子を提供する接合剤によって粉末粒子が被覆されてもよいことに、留意すべきである。そのような接合剤は、焼結の技術分野ではときにバインダーと呼ばれることもあるが、本接合剤は、好ましくは約４００℃を上回る温度で溶けるように構成される。したがって、シェルに使用されているバインダーを約２５０℃〜３００℃でバインダー除去している間に、捕捉された粉末バッチ内の粉末粒子の凝集は影響を受けない。
【００４６】
歯科用物品の前駆体を焼結するために、４００℃超〜７５０℃の温度に歯科用物品の前駆体を加熱することによって、接合剤を初期段階で取り除くことができる。
【図１】
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【図２】
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【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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