Máquina de fabricación de prótesis dentales y/o maxilofaciales a partir de un modelo digital dimensional mediante aplicación directa de láser y sinterización,

y procedimiento de operación de dicha máquina, comprendiendo la máquina un equipo generador de un haz láser y sus correspondientes medios orientación en el interior de una cámara cerrada de formación de las prótesis, dotada de un zócalo o bandeja de formación y de unos cabezales de aplicación del material en polvo para sinterización, en cooperación con el calor aportado por el láser; habiéndose previsto que el movimiento de los cabezales y/o zócalo o bandeja, así como la orientación del haz láser, sea controlado digitalmente mediante un compilador que interpreta un modelo digital tridimensional de la prótesis a fabricar

Máquina de fabricación de prótesis dentales y maxilofaciales a partir de un modelo digital tridimensional mediante aplicación directa de láser y sinterización, y procedimiento de operación de dicha máquina.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una máquina de fabricación de prótesis dentales y maxilofacial es a partir de un modelo digital tridimensional mediante aplicación directa de láser y sinterización, y procedimiento de operación de dicha máquina.

Antecedentes de la invención

En la actualidad la fabricación de prótesis dentales es un proceso puramente artesanal debido a la singularidad de cada pieza ejecutar y a la obligatoriedad de utilizar procesos productivos con controles y pruebas sobre los usuarios finales, para un control sanitario.

Por estas razones entre otras, las prótesis dentarias tienen precios tan elevados cuando los materiales empleados en la mayoría de los casos no justificar su precio.

Este inconveniente se subsana mediante la utilización de la máquina de la invención y el procedimiento de operación de la misma.

Descripción de la invención

La máquina de la invención tiene una constitución óptima para la fabricación automática y económica de prótesis dentarias, permitiendo la supervisión y ajuste reglamentarios por personal especializado.

De acuerdo con la invención, la máquina está constituida por un equipo generador de un haz láser y sus medios de orientación, usualmente espejos, haz que accede a una cámara cerrada de formación de la prótesis, en la cual está dispuesto un zócalo o bandeja en la que se efectuara dicha formación, así como unos cabezales capaces de aplicar los materiales en polvo o aglutinado que, en cooperación con el calor aportado por el láser, irán formando la pieza por sinterización.

La formación de la pieza se hará a partir de un modelo digital tridimensional, por ejemplo capturado mediante un escáner de otro modelo real obtenido a partir una impresión dental del paciente. Por esta razón la máquina incluye un controlador del movimiento de los cabezales y/o zócalo, así como de orientación del haz láser que, en cooperación con un software adecuado es capaz de interpretar e incluso editar el modelo tridimensional, formará la prótesis.

En función del tipo de prótesis a fabricar se han previsto unos elementos adicionales para la máquina como por ejemplo: una tobera de inyección de gas, aire o vacío en la cámara de formación para crear atmósferas no perjudiciales durante la sinterización unas acometidas y manómetros para dichos gases; un aspiradora de restos para limpieza y reciclaje; un equipo de refrigeración; unos depósitos de acumulación de los materiales en polvo y/o unas bandejas para dichos materiales aglutinados en volúmenes; y un escáner para la digitalización del modelo dentario físico. En caso de realizar la prótesis en material aglutinado la bandeja correspondiente se fija al zócalo o bandeja de la cámara de formación y el láser, convenientemente programado y recalibrado, efectuará el tallado de la prótesis.

En cuanto a los procedimientos operación de la máquina se contemplan tres casos en función del tipo de prótesis:

- Fabricación de prótesis a base de polímeros sintéticos (acrílicos, nylon, etc.), según el cual se desarrollan tres fases, en la primera de las cuales se conforma la base de la prótesis (parte de encía), dando posteriormente forma y color apropiado a una primera capa acrílica o dentina, y para posteriormente terminar con la formación del esmalte acrílico.

- Fabricación directa de metales y estructuras de soporte para polímeros y otros agentes de adición (cerámicas, composites, etc.). En este modo de operar se puede utilizar, aparte de distintos gases como se ha descrito, un sistema de refrigeración apropiado para metales. Además los cabezales de polvo para metal pueden ser más pequeños y variados.

- Fabricación directa de metales y estructuras de soporte para polímeros y sobre-modelado de polímeros (cerámicos, acrílicos etc.). Este modo de operar corresponde a la unión de los dos métodos anteriormente descritos, según los cuales en primer lugar se fabricaría la estructura soporte de metal y posteriormente se precalentaría la misma y se le añadirían las capas de polímero, fundamentalmente una primera capa de material opacante para metales (cerámica o acrílicos opaquer), una segunda capa de polímero de cerámica o materiales sintéticos, (dentinas) y culminando con la aplicación de las capas de incisal y/o los efectos de color que sean necesarios.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un esquema de la máquina la invención.

Descripción de una realización práctica de la invención

La máquina 1 de la invención comprende una estructura 2 en forma de caja con una cámara 3 de generación de un haz láser 4 y un sistema 5 espejos para orientar dicho haz en el interior de una cámara 6 de formación de las prótesis, dotada de un zócalo 7 donde se va conformando la misma. También dispone de un equipo refrigerador 8, una acometida de gases 9, y uno o más cabezales 10 de inyección de los materiales necesarios: por ejemplo acrílicos, metales, cerámicos, etc. Tanto el zócalo como los cabezales están dotados de movimiento mediante motores de paso controlado con realimentación posicional, no representados, para establecer con precisión, y en cooperación con la orientación igualmente precisa del láser, la zona donde se agrega material en polvo y se forma la prótesis por sinterización. Los cabezales por su parte inyectan en la atmósfera de sinterización los productos mediante vacío y presión, habiéndose previsto un cabezal auxiliar directo, no representado, con posibilidad de carga para cualquier material sinterizable en la cámara de formación 6.

También se incluye en la cámara 6 una aspiradora 11 con funciones de limpiado y recuperación de material, y opcionalmente bandejas 21 para material en aglutinado para aquellos materiales que no se puedan sinterizar bien en polvo. En este caso la prótesis será tallada directamente por el láser desde el volumen aglutinado dispuesto en la bandeja 21, bandeja que se fijará solidariamente al zócalo 7, que será convenientemente calibrado y programado para tallar la prótesis con precisión empezando por el exterior del volumen aglutinado. En este caso no es necesario el funcionamiento de los cabezales 10, ya que no se produce aportación de material en polvo.

A la cámara de formación 6 se accede mediante una compuerta 12 de la estructura 2.

El suministro de los distintos materiales en polvo se realiza desde unos depósitos de almacenamiento 13 por medio de un distribuidor 14.

Dado que en el proceso de sinterización de diversos materiales se precisan atmósferas neutras o no contaminantes para el proceso, se utilizan diversos gases para crearlas, gases que acceden a la cámara de formación a través de la acometida 9 y son suministrados externamente a través de entradas 15 al efecto, incluyendo además de la entrada de gases una entrada de aire y otra conectable a un sistema de vacío. Todas las entradas están dotadas de sus correspondientes manómetros 16.

Por último, la máquina se completa con un escáner 17 tridimensional, controlador con software de compilación del modelo tridimensional, interfaz 18 de pantalla táctil para ajuste de temperatura, velocidad y otros parámetros, puerto 19 de comunicación externa y cuadro eléctrico 20 protegido, donde se integra el controlador.

Con esta constitución la máquina es capaz de construir la prótesis por sinterización de los componentes que se van agregando y el calentamiento por medio del láser según un modelo digital tridimensional obtenido preferentemente a través del escáner, y que puede ser manipulado digitalmente en su caso estableciendo los parámetros adecuados en cuanto a altura (oclusión), antagonismos, forma, color y textura, con la supervisión del técnico competente.

La máquina contempla tres tipos fundamentales de funcionamiento:

- Para fabricación de prótesis dentales a base de polímeros sintéticos (acrílicos, nylon, etc.) del tipo de prótesis removibles. En este caso la máquina modela la prótesis sintetizando material en tres fases, una primera parte interna o de encía, una primera capa o dentina en acrílico y posteriormente termina con la formación del esmalte acrílico.

- Para fabricación directa de metales y...

1. Máquina de fabricación de prótesis dentales y/o maxilofaciales a partir de un modelo digital dimensional mediante aplicación directa de láser y sinterización, caracterizada dicha máquina porque comprende un equipo generador de un haz láser y sus correspondientes medios orientación en el interior de una cámara cerrada de formación de las prótesis, dotada de un zócalo o bandeja de formación y de unos cabezales de aplicación del material en polvo para sinterización, en cooperación con el calor aportado por el láser; habiéndose previsto que el movimiento de los cabezales y/o zócalo o bandeja, así como la orientación del haz láser, sea controlado digitalmente mediante un compilador que interpreta un modelo digital tridimensional de la prótesis a fabricar.

2. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque la cámara de formación es cerrada con acceso a través de una portezuela.

3. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque dispone de un cartucho auxiliar directo con posibilidad de carga para cualquier material sinterizable en la cámara.

4. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque se ha previsto un equipo refrigerador de la cámara de formación.

5. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque dispone de unas acometidas de gases, aire y/o vacío que acceden a la cámara de formación a través de las correspondientes toberas, para la formación de atmósferas sin impurezas durante la sinterización.

6. Máquina según reivindicación 5 caracterizada porque dispone de unos manómetros de control del suministro de gases, aire o vacío.

7. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque la cámara de formación dispone de una aspiradora para limpieza y reciclaje materiales.

8. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque el movimiento de zócalo y cabezales es producido por motores de paso regulados con control posicional.

9. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque incorpora unos depósitos rellenables con los distintos materiales en polvo a utilizar, desde donde acceden a la cámara de formación a través de un distribuidor conectado los cabezales.

10. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque opcionalmente se disponen en la cámara de formación unas bandejas de materiales aglutinados en volúmenes tallables por el láser siendo estas bandejas fijables al zócalo o bandeja de la cámara de formación que no pueden sinterizarse a partir de polvo.

11. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque implementa un escáner tridimensional para la obtención del modelo digitalizado desde un modelo tridimensional físico.

12. Máquina según reivindicación 1 caracterizada porque el funcionamiento es gobernado por un controlador donde corre el compilador, y dotado igualmente de interfaz y puertos de comunicación externa.

13. Procedimiento de fabricación de prótesis dentales y/o maxilofaciales a partir de un modelo digital dimensional mediante aplicación directa de láser y sinterización, que emplea la máquina descrita en las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la fabricación de prótesis a base de polímeros sintéticos comprende tres fases: una primera de formación de la parte interna o de encía en polímero opaco, una segunda fase que comprende la formación de una primera capa acrílica de color apropiado o dentina; y una tercera fase que consiste en la aplicación de una capa incisal de esmalte acrílico.

14. Procedimiento según reivindicación 13 caracterizado porque la fabricación directa en metal de prótesis y estructuras de soporte para polímeros y otros agentes de adición comprende efectuar la sinterización con refrigeración.

15. Procedimiento según reivindicación 13 caracterizado porque la fabricación de prótesis consistentes en estructuras de soporte metálico recubiertas de polímeros (Cerámicas) se realiza mediante la sinterización previa del soporte metálico, precalentamiento del mismo una vez finalizado y aplicación de las capas de polímero, con una primera capa de cerámica opacante de metales, una segunda capa de polímero de cerámica dentina y una o más capas de incisal con efectos de color.