DE102005001600B4

DE102005001600B4 - Method for material-removing machining of workpieces and workpiece or molding element

Info

Publication number: DE102005001600B4
Application number: DE102005001600A
Authority: DE
Inventors: Josef Dr. 81379 Koch; Peter 80634 Brambs
Original assignee: FOLLOW ME TECHNOLOGY SYSTEMS GmbH; Follow Me! Technology Systems 81675 GmbH; Open Mind Technologies AG
Current assignee: FOLLOW ME TECHNOLOGY SYSTEMS GmbH; Follow Me! Technology Systems 81675 GmbH; Open Mind Technologies AG
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: DE102005001600A1

Abstract

Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von Werkstücken, bei dem das Werkstück (8) durch Eingriff eines wenigstens abschnittsweise zylindrischen und/oder kegelstumpfförmigen rotierenden Werkzeuges (13), insbesondere eines Fräserwerkzeuges (14), Bohrers oder Schleifwerkzeuges, ausgehend von einem Rohteil (10) in eine Endkontur gebracht wird, wobei das rotierende Werkzeug (13) sowohl stirnseitig als auch mantelseitig mit dem Werkstück (8) in Eingriff gebracht wird und wobei eine Relativbewegung des Werkzeuges (13) von dem eingespannten Werkstück (8) weg erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (8) aus Keramik gebildet wird und zur Herstellung einer Kavität (12) in dem Werkstück (8) zunächst mit dem rotierenden Werkzeug (13) eine Bohrung bis zum Grund der Kavität (12) erfolgt und sodann ausgehend vom Grund der Kavität (12) mit dem selben rotierenden Werkzeug (13) eine mehrachsige Roh- und/oder Feinbearbeitung unter Herstellung eines wenigstens mantelseitigen Werkzeugeingriffs und unter Aufweitung der Kavität (12) in Richtung zu deren oberem Rand (24) hin erfolgt.Method for material-removing processing of workpieces, in which the workpiece (8) starts from a raw part (10) by engagement of an at least partially cylindrical and / or frustoconical rotating tool (13), in particular a milling tool (14), drill or grinding tool an end contour is brought, the rotating tool (13) being brought into engagement with the workpiece (8) both on the end face and on the casing side and with a relative movement of the tool (13) away from the clamped workpiece (8), characterized in that the workpiece (8) is formed from ceramic and, in order to produce a cavity (12) in the workpiece (8), the rotating tool (13) is first drilled to the bottom of the cavity (12) and then starting from the bottom of the cavity ( 12) with the same rotating tool (13) a multi-axis raw and / or fine machining to produce an at least jacket-side Tool intervention and with expansion of the cavity (12) in the direction of its upper edge (24).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Keramik oder keramischen Werkstoffen, und ein Werkstück bzw. Formelement, insbesondere aus Keramik oder keramischen Werkstoffen.The invention relates to a method for material-removing machining of workpieces, in particular of ceramic or ceramic materials, and a workpiece or molding element, in particular of ceramic or ceramic materials.

Keramische Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe mechanische Belastbarkeit, eine sehr geringe Wärmedehnung sowie durch eine ausgeprägte Abriebfestigkeit aus. Zudem weisen keramische Werkstoffe einen minimalen Ionenaustausch auf, so dass sie eine hohe Bioverträglichkeit aufweisen. Derartige keramischen Werkstoffe werden insbesondere in Bereichen eingesetzt, in denen herkömmliche Metall- oder Kunststoffwerkstoffe einem zu hohen Verschleiß und/oder einer unzulässig hohen Bauteilverformung aufgrund mechanischer Belastung ausgesetzt wären. Insbesondere werden Keramiken als prothetische Bauteile eingesetzt, bspw. als Zahnersatz. Hierfür eignen sich insbesondere keramische Werkstoffe aus Zirkonoxid (ZrO₂), das eine sehr hohe Härte aufweist. Aus der DE 199 38 143 A1 ist bspw. die Verwendung von Zirkonoxidkeramiken mit Sinterzusatz zur Herstellung von Zahnersatz bekannt.Ceramic materials are characterized by a high mechanical strength, a very low thermal expansion and a pronounced abrasion resistance. In addition, ceramic materials have a minimal ion exchange, so that they have a high biocompatibility. Such ceramic materials are used in particular in areas in which conventional metal or plastic materials would be exposed to excessive wear and / or unacceptably high component deformation due to mechanical stress. In particular, ceramics are used as prosthetic components, for example as dentures. Ceramic materials made of zirconium oxide (ZrO ₂ ), which has a very high hardness, are particularly suitable for this purpose. From the DE 199 38 143 A1 For example, the use of zirconium oxide ceramics with sintering additive for producing dental prostheses is known.

Bei der Verarbeitung von Zirkonoxid und anderen Keramikmaterialen wird normalerweise ein Rohling aus vorgesintertem Material hergestellt, der anschließend in eine gewünschte Endform gebracht und danach durchgesintert bzw. dichtgesintert wird. Ein solches Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz ist bspw. in der DE 199 38 144 A1 beschrieben. Bei Bauteilen, wo es auf die exakte Einhaltung von vorgegebenen Maßen ankommt, stellt dieses Verfahren jedoch ein Problem dar, da beim endgültigen Aushärten des Formteils mittels vollständigem Sintern ein Materialschwund unvermeidlich ist. Aufgrund der relativ starken Schrumpfungseffekte war es bisher kaum möglich, einen aus einer weichen Keramik herausgearbeiteten Zahnersatz nach Erreichen der Endform vollzusintern. Der Grad der Schrumpfungen beim Vollsintern ist u. a. von der jeweiligen Materialstärke sowie von der jeweiligen Kontur abhängig und kann daher stark unterschiedlich ausfallen.In the processing of zirconia and other ceramic materials, a blank is typically made of pre-sintered material, which is subsequently formed into a desired final shape and thereafter sintered. Such a method for the production of dental prosthesis is, for example, in the DE 199 38 144 A1 described. However, in components where exact adherence to given dimensions is important, this method poses a problem, since in the final curing of the molding by means of complete sintering, a loss of material is inevitable. Because of the relatively strong shrinkage effects, it has hardly been possible to fully sinter a dental prosthesis worked out of a soft ceramic after reaching the final shape. The degree of shrinkage during full sintering depends, inter alia, on the particular material thickness and on the particular contour and can therefore vary greatly.

In der DE 100 65 971 A1 wird ein Urformverfahren zur Herstellung keramischen Zahnersatzes vorgeschlagen, bei dem unter Vermeidung einer Hartbearbeitung der Keramik durch Vollsintern eine gewünschte Endkontur hergestellt werden soll. Dies soll durch Berechnung und entsprechende Berücksichtigung des Materialschwundes beim Sintern erreicht werden. Ein solches Verfahren eignet sich allerdings nur zur Herstellung einfacherer Geometrien, bspw. für sog. Kronen bzw. Inlays. Bei komplexeren Geometrien, wie sie insbesondere sog. Brücken aufweisen, versagt dieses Verfahren, da die unterschiedlichen Ausdehnungseffekte innerhalb der komplexen Brückengeometrie nicht mehr berechenbar sind.In the DE 100 65 971 A1 is proposed a master molding process for the production of ceramic dental prosthesis, in which a desired final contour is to be produced by avoiding hard machining of the ceramic by full sintering. This should be achieved by calculation and appropriate consideration of the material shrinkage during sintering. However, such a method is only suitable for the production of simpler geometries, for example for so-called crowns or inlays. For more complex geometries, as they have in particular so-called bridges, fails this method, since the different expansion effects within the complex bridge geometry can not be calculated.

Da solche Verfahren jedoch einen erheblichen Rechenaufwand verursachen und zudem eine äußerst exakte Einhaltung aller Verarbeitungsbedingungen (Materialzusammensetzungen, Verarbeitungszeiten und -temperaturen) erfordern, sind auch Hartbearbeitungsverfahren bekannt geworden. Problematisch bei diesen Verfahren sind insbesondere die hohen Werkzeugbelastungen und der ausgeprägte Werkzeugverschleiß, der oftmals sogar einen Werkzeugwechsel während der Herstellung der gewünschten Endkontur unumgänglich macht.However, since such methods cause considerable computational effort and also require extremely exact compliance with all processing conditions (material compositions, processing times and temperatures), also hard machining methods have become known. The problem with these methods are in particular the high tool loads and the pronounced tool wear, which often makes even a tool change during the production of the desired final contour unavoidable.

So beschreibt die DE 101 50 647 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines als Zahnersatz verwendbaren Formelements, bei dem das Formelement beim Sintern bereits weitest gehend die zu erzielende Endform erhält, um bei der nachfolgenden Materialbearbeitung möglichst wenig Material abtragen zu müssen.That's how it describes DE 101 50 647 A1 a method for producing a usable as a dental prosthesis element element in which the mold element is already largely obtained when sintering the final shape to be achieved in order to remove as little material in the subsequent material processing.

Die DE 103 27 924 A1 beschreibt ein Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von Werkstücken, bei dem das Werkstück durch Eingriff eines zumindest abschnittsweise zylindrisch und/oder kegelstumpfförmigen, rotierenden Werkzeuges ausgehend von einem Rohteil in eine Endkontur gebracht wird, wobei das Werkzeug sowohl stirn- als auch mantelseitig mit dem Werkstück in Eingriff gebracht wird und wobei eine Relativbewegung des Werkzeuges von dem Werkstück weg erfolgt.The DE 103 27 924 A1 describes a method for material-removing machining of workpieces, in which the workpiece is brought by engaging an at least partially cylindrical and / or frustoconical rotating tool, starting from a blank in a final contour, the tool both frontally and shell side with the workpiece in Engagement is brought and wherein a relative movement of the tool takes place away from the workpiece.

Aus der DE 101 56 156 A1 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz durch Fräsbearbeitung eines Werkstückes bekannt, bei dem auf eine Regelung der Vorschubgeschwindigkeit sowie auf eine Schwallspülung verzichtet wird. Bei diesem Verfahren wird bei einer vor Beginn der Fräsbearbeitung ermittelten und während der Bearbeitung auftretenden Belastungsänderung des Werkstückes und/oder des Fräswerkzeuges die Relativgeschwindigkeit zwischen Fräswerkzeug und Werkstück unter Verzicht auf Regelungstechnik geändert.From the DE 101 56 156 A1 Furthermore, a method for the production of dental prostheses by milling a workpiece is known in which is dispensed with a regulation of the feed rate and a surge flushing. In this method, the relative speed between the milling tool and the workpiece is determined waiving control technology in a determined before the start of milling and occurring during machining load change of the workpiece and / or the milling tool.

Die DE 199 30 859 A1 offenbart ein Verfahren zur Erstellung von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen, Passkörpern aus einem Rohteil, bei dem ein Werkzeug entlang parallel verlaufender Bahnen bewegt und das Werkstück aus dem Rohteil durch abtragende Bearbeitung in eine Endkontur gebracht wird. Der Bewegungsablauf des Werkstückes soll sich aus einer Tiefenänderung des Werkzeuges und aus einer eindimensionalen Seitwärtsbewegung entlang der parallel verlaufenden Bahnen A, B, C zusammensetzen lassen. Das Werkzeug kommt dabei sowohl mit seiner Stirnseite als auch mit seiner Mantelfläche zum Eingriff mit dem Rohteil. Das Werkzeug, das in Form eines Zylinderschleifers ausgebildet ist, kann auf das Werkstück zu- und von diesem wegbewegt werden.The DE 199 30 859 A1 discloses a method for creating medical, in particular dental, fitting bodies from a blank in which a tool moves along parallel paths and the workpiece is brought from the blank by abrading processing in a final contour. The movement sequence of the workpiece should be composed of a change in depth of the tool and of a one-dimensional sideways movement along the parallel paths A, B, C. The tool comes with both its front side and with its lateral surface for engagement with the blank. The tool, in the form of a cylindrical grinder is formed, can be on the workpiece and moved away from this.

Die JP 07096412 A , Patent Abstracts of Japan, beschreibt ein Verfahren, bei dem ausgehend von einem vorbereiteten Loch in einem Werkstück eine Kavität schrittweise durch synchrones Verfahren eines Werkzeugs relativ zu dem Werkstück entlang einer aus diskreten Ortspunkten bestehenden Ortslinie hergestellt wird. Das Werkzeug kommt mit dem Werkstück sowohl an seiner Stirnseite als auch an seiner Mantelfläche zum Eingriff. Das Werkzeug wird dabei im Wesentlichen von dem Werkstück weg bewegt.The JP 07096412 A , Patent Abstracts of Japan, describes a method in which, starting from a prepared hole in a workpiece, a cavity is produced stepwise by synchronously moving a tool relative to the workpiece along a locus consisting of discrete location points. The tool comes with the workpiece both on its front side and on its lateral surface for engagement. The tool is thereby moved substantially away from the workpiece.

Aus der DE 693 26 397 T2 sind ein Verfahren und ein Gerät bekannt, um konturfolgend ein Werkstück bzw. eine Tasche des Werkstückes zu fräsen.From the DE 693 26 397 T2 For example, a method and a device are known for contour-following milling of a workpiece or pocket of the workpiece.

In Fritsche, Klaus, ”HSC-Fräsen im Formenbau: Rationalisierung durch Komplettbearbeitung auf Bearbeitungszentren”, verlag moderne industrie, Landsberg/Lech, 1997 (Die Bibliothek der Technik, Bd. 149), Seite 28, ist schließlich noch ein helixförmiges Eintauchen als eine fertigungstechnische Alternative der Ebenenzustellung und werkzeugschonenden Materialbearbeitung vorgeschlagen.In Fritsche, Klaus, "HSC Milling in Mold Making: Rationalization by Complete Machining on Machining Centers", publishes modern industrie, Landsberg / Lech, 1997 (The Library of Technology, Vol. 149), page 28, is finally a helical immersion as one production-technical alternative of level delivery and tool-saving material processing proposed.

Der vorliegenden Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von harten, insbesondere keramischen Werkstücken, zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine verbesserte Effizienz, insbesondere durch eine reduzierte Bearbeitungszeit, durch eine verbesserte Maßhaltigkeit und/oder durch einen geringeren Werkzeugverschleiß auszeichnet, sowie ein Werkstück bzw. Formelement bereitzustellen, das sich mit einem Bearbeitungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsformen herstellen lässt.The present invention therefore has the object of providing a method for the material-removing machining of hard, in particular ceramic workpieces, which is characterized by improved efficiency, in particular by a reduced machining time, by improved dimensional stability and / or by a smaller Tool wear is characterized, as well as to provide a workpiece or molding element, which can be produced by a machining method according to one of the preceding embodiments.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in procedural terms by the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Material abtragenden Bearbeitung von harten, insbesondere keramischen Werkstücken, bei dem das Werkstück durch Eingriff eines rotierenden Werkzeugs, insbesondere eines Fräsers, Bohrers oder Schleifwerkzeugs, von einer Rohkontur in eine Endkontur gebracht wird, ist vorgesehen, dass das rotierende Werkzeug sowohl stirnseitig als auch mantelseitig mit dem Werkstück in Eingriff gebracht werden kann. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass eine Relativbewegung des Werkzeugs im Wesentlichen vom eingespannten Werkstück weg erfolgt. Damit ist gemeint, dass das rotierende Werkzeug bzw. der Fräser sich zunächst nah am Werkstück befindet, und dass er mit zunehmendem Bearbeitungsfortschritt vom Werkstück entfernt bzw. abgehoben wird. Die Bearbeitung einer Kavität erfolgt entsprechend der Erfindung, indem zunächst ein Loch gebohrt wird, das anschließend durch mantel- und/oder stirnseitigen Werkzeugeingriff zunehmend aufgeweitet wird, bis schließlich aus dem Rohteil die gewünschte Endkontur herausgearbeitet ist. In gleicher Weise kann eine äußere Wölbung des Werkstücks hergestellt werden, indem zunächst am Fuß der Wölbung angesetzt wird, wonach das Werkzeug in Material abtragendem Umlauf zunehmend nach oben, d. h., in Richtung zur Spitze der Erhebung verfahren wird, bis schließlich die gewünschte Endkontur erzielt ist.In the inventive method for material-removing machining of hard, especially ceramic workpieces, in which the workpiece is brought by engagement of a rotating tool, in particular a milling cutter, drill or grinding tool, from a rough contour into a final contour, it is provided that the rotating tool both can be brought frontally and shell side with the workpiece in engagement. According to the invention, it is further provided that a relative movement of the tool essentially takes place away from the clamped workpiece. This means that the rotating tool or the milling cutter is initially close to the workpiece, and that it is removed or lifted off the workpiece with increasing processing progress. The processing of a cavity is carried out according to the invention by first a hole is drilled, which is then increasingly widened by coat and / or end-side tool engagement until finally from the blank, the desired final contour is worked out. In the same way, an outer curvature of the workpiece can be made by first attaching to the base of the arch, after which the tool in material-removing circulation increasingly upward, d. h., Is moved in the direction of the top of the survey, until finally the desired final contour is achieved.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 23 beschrieben.Further advantageous details of the method according to the invention are described in claims 2 to 23.

Erfindungsgemäße Ausgestaltungen können u. a. vorsehen, dass bei einer spanabhebenden Bearbeitung des Werkstückes weitgehend eine gesamte Schneidoberfläche des rotierenden Werkzeugs bzw. Schneidwerkzeugs in Eingriff gebracht werden kann. Hierdurch kann die Bearbeitungsgeschwindigkeit gegenüber einem nur stirnseitigen, einem nur mantelseitigen oder einem punktuellen Eingriff des Werkzeugs deutlich erhöht werden. Zudem wird der Werkzeugverschleiß reduziert, indem weitgehend alle Schneidflächen zum Eingriff kommen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Außenkontur des Werkstückes durch eine mehrachsige Bearbeitungsstrategie unter Einsatz der Werkzeugstirnseite und/oder des Werkzeugmantels hergestellt wird.Inventive embodiments may u. a. Provide that in a machining of the workpiece can be brought into engagement largely an entire cutting surface of the rotating tool or cutting tool. As a result, the processing speed can be significantly increased with respect to only an end face, a shell side only or a punctual engagement of the tool. In addition, the tool wear is reduced by largely all cutting surfaces come into engagement. In particular, it can be provided that an outer contour of the workpiece is produced by a multiaxial machining strategy using the tool front side and / or the tool casing.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Material abtragenden Bearbeitung von harten Werkstücken wie Stahl oder Keramik. Grundsätzlich können damit jedoch weitgehend alle Materialien bearbeitet werden. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der deutlich reduzierte Werkzeugverschleiß, wodurch sich wesentlich längere Werkzeugstandzeiten erzielen lassen.The method is particularly suitable for material-removing machining of hard workpieces such as steel or ceramic. In principle, however, can be processed so that all materials. A significant advantage of the method according to the invention is the significantly reduced tool wear, which can be achieved significantly longer tool life.

Zur Herstellung einer Kavität im Werkstück eignet sich eine mehrachsige Bearbeitungsstrategie unter Einsatz der Werkzeugstirnseite und/oder des Werkzeugmantels, so dass sich die erwähnten Vorteile ergeben. Insbesondere kann eine fünfachsige Relativbewegungssteuerung des rotierenden Werkzeugs gegen das Werkstück vorgesehen sein.To produce a cavity in the workpiece, a multiaxial machining strategy using the tool face and / or the tool jacket is suitable, so that the advantages mentioned result. In particular, a five-axis relative movement control of the rotating tool can be provided against the workpiece.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nacheinander eine Rohbearbeitung (Schruppen) und eine anschließende Feinbearbeitung (Schlichten) des Werkstücks vorgesehen. Die Rohbearbeitung und die Feinbearbeitung können aufgrund des geringen Werkzeugverschleißes mit demselben Werkzeug erfolgen. Der Wegfall des Werkzeugwechsels erhöht deutlich die Bearbeitungspräzision und Maßhaltigkeit des Werkstücks, da eine erneute Kalibrierung entfallen kann. Zudem erhöht sich hierdurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Besonders bevorzugt ist jedoch eine gleichzeitige Roh- und Feinbearbeitung mit nur einem Arbeitsgang, was gegenüber herkömmlichen Verfahren deutlich schnellere Bearbeitungen erlaubt.According to one embodiment of the method according to the invention, a rough machining (roughing) and a subsequent fine machining (finishing) of the workpiece are provided in succession. The roughing and the fine machining can be done with the same tool due to the low tool wear. The elimination of the tool change significantly increases the machining precision and dimensional accuracy of the workpiece, since a recalibration can be omitted. In addition, this increases the processing speed. However, particularly preferred is a simultaneous rough and fine machining with only one operation, which compared to conventional methods allows significantly faster machining.

Eine Kavität im Werkstück kann insbesondere durch abtragende Bearbeitung, beginnend vom Grund der Kavität bis zu deren oberem Rand, hergestellt bzw. durch Bearbeitung von der Rohkontur in die vorgesehene Endkontur und/oder in einen noch zu bearbeitenden Zwischenzustand gebracht werden. Hierbei kann das Werkzeug bei der Bearbeitung des Rohzustandes zur Herstellung der vorgesehenen Endkontur der Kavität, beginnend von deren Grund bis zum oberen Rand der Kavität geführt werden. Der Grund der Kavität kann zuvor durch Bohren erreicht werden. Wahlweise kann jedoch die Kavität im Rohzustand des Werkstücks auch schon vorgegeben sein, so dass das Werkzeug unmittelbar vom Grund aus mit der Material abtragenden Bearbeitung beginnen kann. Das Werkzeug wird vorzugsweise zumindest bei der Herstellung des Zwischenzustandes stirnseitig und/oder mantelseitig mit dem Werkstück in Eingriff gebracht.A cavity in the workpiece can be produced in particular by abrasive machining, starting from the bottom of the cavity to its upper edge, or brought by machining of the raw contour in the intended final contour and / or in an intermediate state still to be processed. In this case, the tool can be guided in the processing of the raw state for producing the intended final contour of the cavity, starting from the bottom to the upper edge of the cavity. The bottom of the cavity can be reached beforehand by drilling. Alternatively, however, the cavity in the raw state of the workpiece may already be predetermined, so that the tool can start immediately from the bottom with the material-removing machining. The tool is preferably at least in the preparation of the intermediate state frontally and / or shell side engaged with the workpiece.

Zur Herstellung einer Kavität kann zunächst eine Bohrung mit dem Werkzeug bis zum Grund der Kavität erfolgen, wonach eine mehrachsige Roh- und/oder Feinbearbeitung, ausgehend vom Grund der Kavität, unter Herstellung eines mantelseitigen Werkzeugeingriffs sowie unter Aufweitung der Kavität in Richtung zu deren oberem Rand hin erfolgt. Die Kavität kann wahlweise helixförmig aufgeweitet werden.To produce a cavity, a hole can first be made with the tool to the bottom of the cavity, after which a multi-axis raw and / or fine machining, starting from the bottom of the cavity, to produce a shell-side tool engagement and expansion of the cavity in the direction of the upper edge takes place. The cavity can be widened helically.

Eine gewölbte Außenkontur des Werkstückes kann durch mehrachsige Roh- und/oder Feinbearbeitung, ausgehend von einer oberen Wölbung der Erhebung, unter Herstellung eines mantelseitigen Werkzeugeingriffs in Richtung zu einem unteren Ansatz der Erhebung hin gebildet werden. Hierbei kann das Werkzeug zur Herstellung, der vorgesehenen Endkontur der Außenwölbung durch mehrachsige Feinbearbeitung, ausgehend vom unteren Ansatz der Erhebung in Richtung zu deren oberer Wölbung hin geführt werden.A curved outer contour of the workpiece can be formed by multi-axis roughing and / or finishing, starting from an upper curvature of the survey, producing a shell-side tool engagement towards a lower approach to the survey out. Here, the tool for the production of the intended final contour of the outer curvature by multi-axis fine machining, starting from the lower approach of the survey towards the upper curvature out to be.

Als Werkzeug kann insbesondere ein rotierendes, spanabhebendes Schneidwerkzeug, insbesondere ein Fräswerkzeug verwendet werden. Als Fräswerkzeug kann bspw. ein Fingerfräsen mit stirnseitigen und mantelseitigen Schneidflächen zum Einsatz kommen.As a tool, in particular a rotating, cutting tool, in particular a milling tool can be used. As a milling tool, for example, a finger milling with frontal and shell-side cutting surfaces can be used.

Als Werkstücke können Metalle, Kunststoffe und/oder gesinterte Keramikmaterialien verwendet werden, wobei sich voll- oder teilgesinterte Keramikmaterialen verwenden lassen. Als Werkstücke können Keramikmaterialien, insbesondere solche, umfassend im Wesentlichen Zirkonoxid (ZrO₂) und/oder Aluminiumoxid (Al₂O₃), verwendet werden.As workpieces metals, plastics and / or sintered ceramic materials can be used, which can be used fully or partially sintered ceramic materials. As workpieces, ceramic materials, in particular those comprising essentially zirconium oxide (ZrO ₂ ) and / or aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), can be used.

Wahlweise kann das Werkstück im Rohzustand aus teilgesinterter Keramik bestehen, die erst nach der ersten Bearbeitungsstufe (Schruppen) vollständig gesintert wird. Die Feinbearbeitung des Werkstücks zur Herstellung dessen Endkontur kann wahlweise nach dem vollständigen Sintern des Keramikmaterials erfolgen.Optionally, the workpiece in the raw state may consist of partially sintered ceramic, which is completely sintered only after the first processing stage (roughing). The fine machining of the workpiece for the production of its final contour can optionally be done after complete sintering of the ceramic material.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Werkstück teilweise in einer Hilfsmatrix aus Kunststoff oder einem anderen Material eingeformt ist, die insbesondere zum Einspannen des Werkstückes in der Bearbeitungsmaschine dient.Furthermore, it can be provided that the workpiece is partially formed in an auxiliary matrix made of plastic or another material, which serves in particular for clamping the workpiece in the processing machine.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei der Herstellung einer Kavität mittels Feinbearbeitung deren oberen Randes eine Randkontur definierter Höhe und/oder Stärke erzeugt wird. Die Herstellung einer derartig definierten Randkontur wird dadurch ermöglicht, dass das Werkzeug bei der Herstellung der Kavität von deren Grund allmählich nach oben bewegt wird, so dass der zunächst recht dicke Rand allmählich durch Materialabtrag dünner wird, bis die gewünschte Stärke und Höhe erreicht ist.An embodiment of the invention provides that in the production of a cavity by means of fine machining whose upper edge an edge contour of defined height and / or thickness is generated. The production of such a defined edge contour is made possible by the fact that the tool is gradually moved upwards in the production of the cavity from the bottom, so that the initially quite thick edge is gradually thinner by material removal until the desired thickness and height is reached.

Das Werkstück bildet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Formelement, das nach einer Endbearbeitung als Zahnersatz verwendbar ist. Die erwähnte Randkontur definierter Höhe und/oder Stärke kann dabei eine Präparationsgrenze des Zahnersatzes, insbesondere einen Zementspalt bilden.The workpiece forms according to a preferred embodiment of the invention, a molding element which is usable after a finishing as a denture. The mentioned edge contour of defined height and / or thickness can thereby form a preparation boundary of the dental prosthesis, in particular a cement gap.

Diese Aufgabe wird weiterhin in gegenständlicher Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 24 gelöst.This object is further achieved in the subject matter by the features of claim 24.

Entsprechend der Erfindung kann das Werkstück bzw. Formelement, insbesondere im Wesentlichen bestehend aus Keramik, vorzugsweise aus einem teil- oder voll- oder teilgesintertem Keramikmaterial, demnach mittels eines Bearbeitungsverfahrens nach der Erfindung herstellbar sein bzw. hergestellt werden.According to the invention, the workpiece or molding element, in particular essentially consisting of ceramic, preferably of a partially or fully or partially sintered ceramic material, thus be produced or produced by means of a machining method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Formelement kann insbesondere eine der Endform eines Zahnersatzes angenäherte Form aufweisen. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Zahnersatz mindestens eine Kavität, insbesondere zur Abdeckung eines Zahnstumpfes aufweist, die an ihrem Rand eine Präparationsgrenze des Zahnersatzes mit einer Randkontur definierter Höhe und/oder Stärke, insbesondere einen Zementspalt, bildet.The molding element according to the invention may in particular have an approximate shape to the final shape of a dental prosthesis. It can further be provided that the dental prosthesis has at least one cavity, in particular for covering a tooth stump, which forms at its edge a preparation margin of the dental prosthesis with a contour of defined height and / or thickness, in particular a cement gap.

Das Werkstück bzw. Formelement kann insbesondere im Wesentlichen aus einem teil- oder vollgesintertem Keramikmaterial, insbesondere im Wesentlichen aus Zirkonoxid (ZrO₂) und/oder aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) bestehen. The workpiece or molding element may, in particular, essentially consist of a partially or fully sintered ceramic material, in particular substantially of zirconium oxide (ZrO ₂ ) and / or of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ).

Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.Other features, objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings.

Die 1 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Drahtmodell eines Zahnersatzes, einer sog. Brücke, sowie eines Rohteils eines Werkstücks.The 1 illustrates in a schematic perspective view of a wire model of a tooth replacement, a so-called. Bridge, as well as a blank of a workpiece.

Die 2 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf eines Fräswerkzeuges zur Bearbeitung einer Okklusalseite der Brücke.The 2 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory of a milling tool for machining an occlusal side of the bridge.

Die 3 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung das Rohteil des Werkstücks sowie den Bahnverlauf des Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Okklusalseite der Brücke.The 3 illustrates in a schematic perspective view of the blank of the workpiece and the trajectory of the milling tool for machining the occlusal side of the bridge.

Die 4 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf eines Fräswerkzeuges zur Bearbeitung einer Okklusalseite eines Zahnersatzes, einer sog. Kappe bzw. Krone.The 4 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory of a milling tool for machining an occlusal side of a tooth replacement, a so-called cap or crown.

Die 5 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf des Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Okklusalseite der Kappe bzw. Krone, die in zwei aufeinander folgenden Ebenen bearbeitet wird.The 5 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory of the milling tool for machining the occlusal side of the cap or crown, which is processed in two successive levels.

Die 6 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Drahtmodell eines Zahnersatzes am Beispiel einer sog. Kappe bzw. Krone sowie deren Kavitätensiht, sowie eines Rohteils des zu bearbeitenden Werkstückes.The 6 illustrates in a schematic perspective view of a wire model of a denture on the example of a so-called. Cap or crown and their Kavitätensiht, as well as a blank of the workpiece to be machined.

Die 7 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf eines Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe.The 7 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory of a milling tool for processing the cavity side of the cap.

Die 8 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung den Bahnverlauf des Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe entsprechend 7, sowie das Rohteil des zu bearbeitenden Werkstückes.The 8th illustrates in a schematic perspective view of the trajectory of the milling tool for processing the cavity side of the cap accordingly 7 , as well as the blank of the workpiece to be machined.

Die 9 verdeutlicht in einer weiteren schematischen Perspektivdarstellung den Bahnverlauf des Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe.The 9 illustrates in a further schematic perspective view of the trajectory of the milling tool for processing the cavity side of the cap.

Das anhand der 1 bis 9 am Beispiel von Zahnersatzteilen erläuterten erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahrens eignet sich grundsätzlich für alle denkbaren Arten von Materialien und Werkstücken. Insbesondere bei sehr harten Werkstücken, bspw. solchen aus Keramik, insbesondere aus Zirkonoxid (ZrO₂), kommen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Tragen, da hierbei die Standzeiten des Werkzeuges, insbesondere des Fräswerkzeuges, deutlich verlängert werden können. Durch die bessere Ausnutzung aller Werkzeugschneiden während der Bearbeitung werden bspw. die stirnseitigen Schneidkanten weniger stark abgenutzt. Es werden vielmehr weitgehend alle Schneidflächen des Fräsers mit dem Werkstück in Eingriff gebracht, so dass auch bei sehr harten Materialien ein vollständiger Bearbeitungsdurchlauf mit nur einem Werkzeug möglich ist, ohne dass dieses zwischendurch aufgrund eines erhöhten Werkzeugverschleißes ausgewechselt werden muss.That on the basis of 1 to 9 The machining method according to the invention explained using the example of dental prostheses is basically suitable for all conceivable types of materials and workpieces. Particularly in the case of very hard workpieces, for example those made of ceramic, in particular of zirconium oxide (ZrO ₂ ), the advantages of the method according to the invention come into play, since in this case the service life of the tool, in particular of the milling tool, can be significantly increased. Due to the better utilization of all cutting edges during machining, for example, the frontal cutting edges are less worn. Rather, almost all of the cutting surfaces of the milling cutter are brought into engagement with the workpiece, so that even with very hard materials, a complete machining pass is possible with only one tool, without this having to be interchanged due to increased tool wear.

Wenn im vorliegenden Zusammenhang lediglich von gesinterten Keramikmaterialen die Rede ist, die als Zahnersatz Verwendung finden, so ist dies keineswegs einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren auch die vielfältigsten anderen Werkstücke bearbeiten, bspw. Getriebeteile aus Hartmetall, Motorenteile aus keramischen Werkstoffen, Gehäuseteile aus Metallguss, etc.If, in the present context, only sintered ceramic materials are mentioned which are used as dental prostheses, this is by no means to be understood as limiting. Basically, with the described method, the most diverse other workpieces can be processed, for example. Gear parts made of hard metal, engine parts made of ceramic materials, housing parts made of cast metal, etc.

Bei der Formgebung eines durch Vollsintern bereits in eine Rohform 10 gebrachten Werkstückes 8 (vgl. 1) unter Herstellung mindestens einer Kavität 12 wird nach dem Vollsintern mittels eines rotierenden Fräsers 14 ein Loch bis zum Grund der Kavität gebohrt (vgl. 8, 9), das ungefähr eine Mittelachse der herzustellenden Kavität 12 bilden kann. Durch helixförmige Bewegungen des Fräsers 14 wird dieses Loch zu den Seiten hin trichterförmig aufgeweitet, wobei hier weitgehend der gesamte Fräser 14 in Eingriff mit dem Werkstück 8 gebracht werden kann. D. h., der Fräser 14 kann sowohl mit seinen stirnseitigen Schneidkanten 18 als auch mit seinen mantelseitigen Schneidkanten 20 zum Materialabtrag eingesetzt werden. Der Materialabtrag erfolgt sowohl bei der Ausformung der Kavität 12 als auch bei der Bearbeitung einer äußeren Wölbung bzw. Erhebung 22 von unten nach oben, d. h. vom Werkstück 8 weg. Am Schluss wird der obere Rand 24 der Kavität 12 hergestellt, wobei die Randkontur definierter Höhe und/oder Stärke eine Präparationsgrenze 26 des Zahnersatzes, insbesondere einen Zementspalt bilden kann.In the shaping of a full sintering already in a raw form 10 accommodated workpiece 8th (see. 1 ) producing at least one cavity 12 is after full sintering by means of a rotating milling cutter 14 drilled a hole to the bottom of the cavity (cf. 8th . 9 ), which is approximately a central axis of the cavity to be produced 12 can form. By helical movements of the milling cutter 14 this hole is widened in a funnel shape to the sides, here largely the entire cutter 14 in engagement with the workpiece 8th can be brought. That is, the cutter 14 can both with its frontal cutting edges 18 as well as with its shell-side cutting edges 20 be used for material removal. The material removal takes place both during the formation of the cavity 12 as well as in the processing of an outer curvature or elevation 22 from bottom to top, ie from the workpiece 8th path. At the end, the top edge 24 the cavity 12 manufactured, wherein the edge contour of defined height and / or strength a preparation margin 26 of the denture, in particular can form a cement gap.

Bei der weiteren Formgebung eines durch Vollsintern bereits in eine Rohform 10 gebrachten Werkstückes 8 (vgl. 1) unter Ausbildung mindestens einer Wölbung bzw. Erhebung 22 wird nach dem Vollsintern mittels des rotierenden Fräsers 14 die Wölbung 22 durch Bearbeitung von außen nach innen und von unten nach oben hergestellt (vgl. 2, 3, 4, 5). Auch hierbei wird vorzugsweise der gesamte Fräser 14 in Eingriff mit dem Werkstück 8 gebracht. D. h., der Fräser 14 kann sowohl mit seien stirnseitigen Schneidkanten 18 als auch mit seinen mantelseitigen Schneidkanten 20 zum Materialabtrag eingesetzt werden. Je nach Höhe der Wölbung 22 in Relation zur Länge des Fräsers 14 kann diese Bearbeitung in zwei oder mehr Stufen bzw. Ebenen erfolgen (vgl. 5). Gleichzeitig mit der Formgebung der Wölbung 22 wird der untere Rand 26 der Wölbung hergestellt, wobei die mit dem Rand 24 der Kavität 12 zusammenfallende Randkontur definierter Höhe und/oder Stärke wiederum die Präparationsgrenze 26 des Zahnersatzes, insbesondere den Zementspalt bilden kann.In the further shaping of a full sintering already in a raw form 10 brought workpiece 8th (see. 1 ) with the formation of at least one curvature or survey 22 becomes after full sintering by means of the rotary milling cutter 14 the vault 22 produced by machining from outside to inside and from bottom to top (cf. 2 . 3 . 4 . 5 ). Again, preferably the entire cutter 14 in engagement with the workpiece 8th brought. That is, the cutter 14 can both be with frontal cutting edges 18 as well as with its shell-side cutting edges 20 be used for material removal. Depending on the height of the vault 22 in relation to the length of the milling cutter 14 This processing can take place in two or more stages or levels (cf. 5 ). Simultaneously with the shaping of the curvature 22 becomes the bottom edge 26 the vault is made, with the edge 24 the cavity 12 coincident border contour of defined height and / or strength in turn the preparation border 26 of the denture, in particular the cement gap can form.

Als Fräser 14 können insbesondere Diamantfräser zum Einsatz kommen, die in seitlichen sowie in stirnseitigen Eingriff mit dem Werkstück 8 gebracht werden, indem Werkstück 8 und Werkzeug 13 mittels mehrachsiger, insbesondere fünfachsiger Bearbeitungsstrategie relativ zueinander bewegt werden. Im Idealfall wird aufgrund des geringen Werkzeugverschleißes und aufgrund des großen Eingriffsbereichs der Schneidkanten 18, 20 für eine vollständige Bearbeitung nur ein einziges Werkzeug 13 benötigt.As a router 14 In particular, diamond cutters can be used, which engage in lateral as well as in frontal engagement with the workpiece 8th be brought by workpiece 8th and tool 13 be moved relative to each other by means of multi-axis, in particular five-axis machining strategy. Ideally, due to the low tool wear and large area of engagement of the cutting edges 18 . 20 for a complete processing only a single tool 13 needed.

Die 1 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Drahtmodell eines Zahnersatzes 2, einer sog. Brücke 4, sowie eines quaderförmigen Rohteils 10 eines zu bearbeitenden Werkstückes 8. Die Brücke 4 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Kappenabschnitte 30, die jeweils über Verbindungsabschnitte 32 in passender Stellung zueinander verbunden sind. Die Kappenabschnitte 30 können jeweils Kavitäten 12 aufweisen, die zu den entsprechenden Zahnstümpfen (nicht dargestellt) passen, auf denen sie später verankert werden.The 1 illustrates in a schematic perspective view of a wire model of a dental prosthesis 2 , a so-called bridge 4 , as well as a cuboid blank 10 a workpiece to be machined 8th , The bridge 4 includes four cap sections in the embodiment shown 30 , each with connecting sections 32 are connected in an appropriate position to each other. The cap sections 30 can each cavities 12 have, which match the corresponding tooth stumps (not shown) on which they are anchored later.

Die 2 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf 34 eines Fräswerkzeuges (vgl. 3) zur Bearbeitung einer Okklusalseite der Brücke 4. Der Startpunkt 36 der Fräsbahn 34 liegt außen und auf einer unteren Ebene, während der Endpunkt 38 bzw. Absetzpunkt der Fräsbahn 34 nahezu auf der obersten Ebene des zu bearbeitenden Werkstückes 8 liegt. Die 3 verdeutlicht in einer weiteren schematischen Perspektivdarstellung das Rohteil 10 des Werkstückes 8 sowie den Bahnverlauf 34 des rotierenden Bearbeitungswerkzeuges 13 zur Bearbeitung der Okklusalseite der Brücke 4. Als Bearbeitungswerkzeug 13 kommt im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Fingerfräser mit mantelseitigen Schneidkanten 20 sowie mit stirnseitigen Schneidkanten 18 zum Einsatz. Sowohl stirnseitige 18 als auch mantelseitige Schneiden 20 kommen bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsstrategie in Eingriff mit dem Werkstück 8.The 2 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory 34 a milling tool (see. 3 ) for machining an occlusal side of the bridge 4 , The starting point 36 the milling path 34 lies outside and on a lower level, while the end point 38 or Absetzpunkt the milling path 34 almost at the top level of the workpiece to be machined 8th lies. The 3 illustrates in a further schematic perspective view of the blank 10 of the workpiece 8th as well as the course of the course 34 of the rotating machining tool 13 for working the occlusal side of the bridge 4 , As a machining tool 13 In the embodiment shown, a milling cutter with shell-side cutting edges 20 as well as with frontal cutting edges 18 for use. Both frontal 18 as well as shell-side cutting 20 come into engagement with the workpiece in the machining strategy according to the invention 8th ,

Anhand der 3 und der 4 wird deutlich, dass der Fräsverlauf ununterbrochenen Umläufen von außen nach innen sowie von unten nach oben folgt. Hierdurch kann einerseits erreicht werden, dass gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen beim Abtragen von oben nach unten weitgehend nur die stirnseitigen Fräserschneiden zum Einsatz kommen, der Werkzeugverschleiß deutlich reduziert wird. Zudem kann durch das Fräsen von unten nach oben, d. h. gemäß der vorliegenden Erfindung vom Werkstück weg, die Präparationsgrenze des Zahnersatzes 2, die eine Übergangskante zwischen innerer Kavität 12 und der äußeren Wölbung 22 der Okklusalseite bildet, wesentlich exakter ausgeformt werden. Bei den herkömmlichen Fräsverfahren bildet die Präparationsgrenze den Auslauf der Fräsbahn, was zu Ungenauigkeiten und oftmals zu untolerierbaren Maßabweichungen führt.Based on 3 and the 4 It becomes clear that the milling process follows uninterrupted rounds from outside to inside and from bottom to top. In this way, on the one hand, it can be achieved that, compared to conventional methods, in which largely only the front-side cutter cutters are used when removing from top to bottom, the tool wear is significantly reduced. In addition, by milling from bottom to top, ie according to the present invention away from the workpiece, the preparation margin of the denture 2 , which is a transitional edge between inner cavity 12 and the outer curvature 22 the occlusal side forms much more accurately. In the conventional milling method, the preparation boundary forms the outlet of the milling path, which leads to inaccuracies and often to intolerable deviations.

Die 4 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf 34 eines Fräswerkzeuges 13 zur Bearbeitung einer Okklusalseite eines Zahnersatzes 2, einer sog. Kappe 6 bzw. Krone. Auch hier wird wiederum deutlich, dass die Bahn 34 in ununterbrochenen Umläufen von außen nach innen und von unten nach oben verläuft, wie dies bereits anhand der 3 verdeutlicht wurde. Die innere Kavität 12 ist als feinere Drahtstruktur verdeutlicht (vgl. 6).The 4 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory 34 a milling tool 13 for processing an occlusal side of a denture 2 , a so-called cap 6 or crown. Again, it becomes clear that the train 34 in continuous revolutions from outside to inside and from bottom to top, as already stated in the 3 was clarified. The inner cavity 12 is clarified as a finer wire structure (cf. 6 ).

Die 5 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung mögliche Bahnverläufe 40 und 42 des Fräswerkzeuges 13 zur Bearbeitung der Okklusalseite der Kappe 6 bzw. Krone, die in zwei aufeinander folgenden Ebenen bearbeitet wird. Der erste Startpunkt 44 der oberen Bahn 40 befindet sich auf einer oberen zu bearbeitenden Ebene und ganz außen. Ein erster Endpunkt 46 der oberen Fräsbahn 40 befindet sich innen und ungefähr auf dem obersten zu bearbeitenden Niveau. Wenn der erste Teil der Erhebung 22 bzw. Wölbung auf diese Weise bearbeitet ist, kann die untere Bahn 42 bearbeitet werden, indem das Werkzeug vom zweiten Startpunkt 48 ganz unten und außen nach innen und nach oben geführt wird, bis der zweite Endpunkt 50 erreicht ist, der sich auf Höhe des ersten Startpunkts 44 und damit auf Höhe des untersten Niveaus der ersten Bahn 40 befindet.The 5 illustrates in a schematic perspective view possible trajectories 40 and 42 of the milling tool 13 for working the occlusal side of the cap 6 or crown, which is processed in two successive levels. The first starting point 44 the upper track 40 is located on an upper level to be machined and completely outside. A first endpoint 46 the upper milling path 40 is in and about at the top level to work on. If the first part of the survey 22 or buckle is processed in this way, the lower track can 42 be edited by the tool from the second starting point 48 at the bottom and outside is guided inwards and upwards until the second endpoint 50 reached, which is at the height of the first starting point 44 and thus at the lowest level of the first track 40 located.

Eine solche Bearbeitung in mehreren Ebenen entsprechend 5 kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der Werkzeugschaft für eine einzige durchgehende Fräsbearbeitung in Relation zur Werkstückhöhe zu kurz ist. Durch eine Aufteilung in zwei oder mehr Ebenen kann auch ein deutlich größeres Bauteil auf die erfindungsgemäße Weise bearbeitet werden.Such editing in several levels accordingly 5 may be particularly useful if the tool shank is too short for a single continuous milling in relation to the workpiece height. By dividing into two or more levels, a significantly larger component can be processed in the manner according to the invention.

Die 6 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung ein Drahtmodell eines Zahnersatzes 2 am Beispiel einer sog. Kappe 6 bzw. Krone sowie deren Kavitätensicht, sowie eines Rohteils 10 des zu bearbeitenden Werkstückes 8. Die Bearbeitung der Kavität erfolgt auf die nachfolgend beschriebene Weise, indem das rotierende Werkzeug 13 von innen nach außen und von unten nach oben geführt wird.The 6 illustrates in a schematic perspective view of a wire model of a dental prosthesis 2 the example of a so-called. Cap 6 or crown and their cavity view, as well as a blank 10 of the workpiece to be machined 8th , The processing of the cavity is carried out in the manner described below by the rotating tool 13 from inside to outside and from bottom to top.

Die 7 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung einen möglichen Bahnverlauf 52 eines Fräswerkzeuges zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe 6 entsprechend 6. Die 8 verdeutlicht in einer schematischen Perspektivdarstellung nochmals den Bahnverlauf 52 des Fräswerkzeuges 13 zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe 6 entsprechend 7, sowie das Rohteil 10 des zu bearbeitenden Werkstückes. Es wird deutlich, dass der Startpunkt 54 der Fräsbahn 52 ungefähr mittig ansetzt. Das Werkzeug 13 wird zunächst helixförmig nach unten zum Grund der Kavität 12 geführt, wonach diese zunehmend von unten nach oben aufgeweitet wird, bis der Endpunkt 56 der Fräsbahn 52 erreicht ist, an dem der Fräsen 14 abgesetzt wird. Der Endpunkt 56 befindet sich auf dem oberen Niveau, nämlich dem oberen Rand 24 der Kavität 12, welcher die Präparationsgrenze 26 für den Zahnersatz 2 bildet.The 7 illustrates in a schematic perspective view of a possible trajectory 52 a milling tool for machining the cavity side of the cap 6 corresponding 6 , The 8th illustrates in a schematic perspective view again the trajectory 52 of the milling tool 13 for processing the cavity side of the cap 6 corresponding 7 , as well as the blank 10 of the workpiece to be machined. It becomes clear that the starting point 54 the milling path 52 approximately centered. The tool 13 becomes helical down to the bottom of the cavity 12 guided, which is increasingly widened from bottom to top, until the end point 56 the milling path 52 is reached, at which the milling 14 is discontinued. The endpoint 56 is on the upper level, namely the upper edge 24 the cavity 12 , which the preparation border 26 for the dentures 2 forms.

Die 9 verdeutlicht nochmals in einer weiteren schematischen Perspektivdarstellung den Bahnverlauf 52 des Fräswerkzeuges 13 zur Bearbeitung der Kavitätenseite der Kappe 6. Hier wird insbesondere der helixförmige Verlauf des ein Loch bohrenden Fräsers 14 unmittelbar nach dem Startpunkt 54 der Fräsbahn 52 verdeutlicht.The 9 illustrates again in a further schematic perspective representation of the course of the track 52 of the milling tool 13 for processing the cavity side of the cap 6 , Here, in particular, the helical course of a hole-drilling cutter 14 immediately after the starting point 54 the milling path 52 clarified.

Auch bei der Herstellung einer Kavität 12 erfolgt der Fräsverlauf grundsätzlich von unten nach oben, d. h. vom Werkstück 8 weg. Zunächst jedoch muss das Loch gebohrt werden, damit diesem Fräsverlauf gefolgt werden kann. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Frässtrategien erfolgt zudem die Bearbeitung von innen nach außen, da das gebohrte Loch von innen nach außen und von unten nach oben erweitert wird, bis die gewünschte Zielkontur hergestellt ist.Also in the production of a cavity 12 the milling process basically takes place from bottom to top, ie from the workpiece 8th path. First, however, the hole must be drilled so that this milling process can be followed. In contrast to conventional milling strategies, machining also takes place from the inside to the outside, as the drilled hole is widened from the inside to the outside and from bottom to top until the desired target contour is produced.

Wie bei der Herstellung einer äußeren Wölbung 22 kommt auch hier der exakten Herstellung des oberen Randes 24 der Kavität 12 bzw. der Präparationsgrenze 26 eine besondere Bedeutung zu, da dies für die Passgenauigkeit und Qualität des hergestellten Werkstückes wesentlich ist. Bei der Bearbeitung von innen nach außen und von unten nach oben kann diese Präparationsgrenze mit wesentlich höherer Genauigkeit hergestellt werden als dies bei den bekannten Verfahren der Fall ist.As in the production of an outer curvature 22 Here comes the exact production of the upper edge 24 the cavity 12 or the preparation margin 26 a special importance, as this is essential for the accuracy of fit and quality of the workpiece produced. When processing from the inside to the outside and from bottom to top, this preparation margin can be produced with much higher accuracy than is the case with the known methods.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The features of the invention disclosed in the foregoing description, drawings and claims may be significant to the realization of the invention in its various forms both individually and in any combination thereof. The invention is not limited to the above embodiments. Rather, a variety of variants and modifications are conceivable that make use of the inventive concept and therefore also fall within the scope.

Claims

Method for material-removing machining of workpieces, in which the workpiece ( 8th ) by engagement of an at least partially cylindrical and / or frusto-conical rotating tool ( 13 ), in particular a milling cutter tool ( 14 ), Drill or grinding tool, starting from a blank ( 10 ) is brought into a final contour, wherein the rotating tool ( 13 ) both on the front side and on the shell side with the workpiece ( 8th ) and wherein a relative movement of the tool ( 13 ) of the clamped workpiece ( 8th ) takes place, characterized in that the workpiece ( 8th ) is formed of ceramic and for producing a cavity ( 12 ) in the workpiece ( 8th ) first with the rotating tool ( 13 ) a hole to the bottom of the cavity ( 12 ) and then from the bottom of the cavity ( 12 ) with the same rotating tool ( 13 ) a multi-axis raw and / or fine machining to produce an at least shell-side tool engagement and under expansion of the cavity ( 12 ) towards its upper edge ( 24 ) takes place.

Machining method according to claim 1, characterized in that the machining without puncturing movement of the rotating tool ( 13 ) he follows.

Machining method according to claim 1 or 2, characterized in that in the machining of the workpiece ( 8th ) substantially an entire cutting surface of the rotating tool ( 13 ) can be engaged.

Processing method according to one of claims 1 to 3, characterized in that an outer contour of the workpiece ( 8th ) by a multi-axis machining strategy using the tool face ( 18 ) and / or the tool jacket ( 20 ) of the rotating tool ( 13 ) will be produced.

Processing method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cavity ( 12 ) in the workpiece ( 8th ) by a multi-axis machining strategy using the tool face ( 18 ) and / or the tool jacket ( 20 ) of the rotating tool ( 13 ) will be produced.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that a five-axis relative movement control of the rotating tool ( 13 ) against the workpiece ( 8th ) is provided.

Processing method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a roughing (roughing) and a subsequent fine machining (finishing) of the workpiece ( 8th ) are provided.

Processing method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a simultaneous roughing (roughing) and finishing (finishing) of the workpiece ( 8th ) is provided.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity ( 12 ) in the workpiece ( 8th ) is prepared starting from a largely helical or helical hole.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that a curved outer contour ( 22 ) of the workpiece ( 8th ) by a multi-axis roughing and / or finishing, starting from an upper curvature of the elevation ( 22 ), making an at least shell-side tool engagement towards a lower approach of the elevation ( 22 ) is made.

Machining method according to claim 10, characterized in that the tool ( 13 ) for producing the intended final contour of the outer curvature ( 22 ) by multiaxial finishing from the bottom of the survey ( 22 ) is guided in the direction of the upper curvature.

Machining method according to one of the preceding claims, characterized in that the machining of one side of the workpiece ( 8th ) takes place successively in at least two levels.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that as a tool ( 13 ) a rotating, cutting cutting tool, in particular a milling tool ( 14 ), is used.

Machining method according to claim 13, characterized in that as a milling tool ( 14 ) a milling cutter with frontal and lateral cutting surfaces ( 18 . 20 ) is used.

Machining method according to one of the preceding claims, characterized in that as workpieces ( 8th ) sintered ceramic materials are used.

Machining method according to claim 15, characterized in that as workpieces ( 8th ) fully or partially sintered ceramic materials are used.

Machining method according to claim 15 or 16, characterized in that as workpieces ( 8th ) such as zirconia (ZrO ₂ ) and / or alumina (Al ₂ O ₃ ).

Processing method according to one of claims 15 to 17, characterized in that the workpiece ( 8th ) consists of partially sintered ceramic in the raw state, which is completely sintered only after roughing (roughing).

Processing method according to claim 18, characterized in that the finishing (finishing) of the workpiece ( 8th ) for producing its final contour after complete sintering of the ceramic material.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece ( 8th ) is partially formed in an auxiliary matrix of plastic or other material, in particular for clamping the workpiece ( 8th ) serves.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that in the production of the cavity ( 12 ) by means of finishing (finishing) the upper edge ( 24 ) an edge contour of defined height and / or thickness is generated.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece ( 8th ) forms a molding element, which after finishing as a denture ( 2 ) is usable.

Processing method according to one of the preceding claims, characterized in that the edge contour of defined height and / or thickness has a preparation margin ( 26 ) of the denture ( 2 ), in particular a cement gap forms.

Workpiece or molding element, in particular consisting of ceramic, preferably of one fully or partially sintered ceramic material which can be produced or produced by means of a machining method according to at least one of claims 1 to 23.

Workpiece or molding element according to claim 24, characterized in that the workpiece ( 8th ) one of the final form of a dental prosthesis ( 2 ) has approximate shape.

Workpiece or molding element according to claim 25, characterized in that the dental prosthesis ( 2 ) at least one cavity ( 12 ), in particular for covering a tooth stump, which has at its edge a preparation margin ( 26 ) of the denture ( 2 ) with a contour of defined height and / or thickness, in particular a cement gap forms.

Workpiece or molding element according to one of claims 24 to 26, characterized in that the workpiece ( 8th ) consists of partially sintered or made of fully sintered ceramic material, comprising zirconium oxide (ZrO ₂ ) and / or alumina (Al ₂ O ₃ ) consists.