媲美手工制造的牙科艺术品

来源：国际金属加工商情发布时间：2020-08-06 1021

工业金属加工金属加工金属切削机床金属成型机床模具及冲模焊接设备及工具其他金属材料表面处理测量及控制系统电子芯片电子芯片设计/电子设计自动化（EDA）设计/电子设计自动化（IP类软件）金属表面处理

Fip Zahnkunst 有限责任公司是一家生产、制造植入假牙和其他牙科产品的专业公司。尽管在假牙的制作过程中传统意义上的手工制作占据了很大的比例，但 GF MachiningSolutions 公司提供的基于 Mikron HSM 200U PL 五轴联动铣削加工中心的假牙加工解决方案取得了可媲美手工制造的效果。

总部位于德国奥斯纳布吕克市的FipZahnkunst有限责任公司生产各种义齿——牙冠、冠桥、美齿贴面以及可摘义齿。公司成立于2010年，如今已经有了27个牙医和诊室的客户群了。这家牙科技术公司安装了一台牙科技术领域中难以想象的、由GF公司研发生产的五轴联动铣削加工中心MikronHSM200ULP。

“许多牙科诊室都是通过增加员工来满足假牙制造要求的，而我们选择了最新的技术，准确的说是将3D扫描、CAD设计、CAM编程和精确的五轴铣削加工结合到一起的新技术。目前，我们仅有8名牙科技术人员，但生产的义齿数量相当于拥有更多员工公司的产品数量。优化了的工艺技术和Mikron五轴铣削加工中心使我们的生产能力提高了十倍。”镶牙技术大师、CNC技术员、FipZahnkunst公司的奠基人TobiasFip先生说道。

图 1：装夹在System3R公司零点装夹系统中的义齿毛坯：完成切削加工后可以从一块精密铸造毛坯中生产出大量的牙冠和冠桥。

精确和最佳的表面质量

想要了解HSM200UPL五轴加工中心在假牙生产过程中的优势首先就要了解假牙的传统制作工艺。“原则上讲，镶牙、制作假牙是当今最高水平的手艺活了。石膏牙模是制作假牙时的参考物。牙科技师就是凭借自己的手艺来完成复杂且极高精度的3D几何形状的制作。”Fip先生说。

而Fip先生从一开始就不按常理出牌，在他看来，依靠精密的五轴联动铣削加工中心可以更精确、更可靠和更经济地完成义齿生产制造任务。也就是说：要用步进技术的主轴代替牙科手机、用五个数字控制坐标系统代替牙科技师的双手、用CAM程序代替石膏牙印模或者牙印翻模。

“我们始终坚持必须自己设计患者适用的假牙：首先对患者上、下颌的石膏牙印模进行扫描，然后利用扫描得到的三维数字模型在牙科专用CAD中设计出适合患者的义齿，最后在Mikron机床上铣削成型。”Fip先生说道，“五轴铣削的义齿与牙印模配合得非常好，根本不需修整！我们这里说的配合是指前后左右和上下六个方位的配合，而且是简简单单的就能安装到位的义齿配合。”

图 2：GFMachiningSolutions 公司的应用技术专家JensVogel先生和FipZahnkunst 公司的创始人Tobias Fip先生（左）在 Mikron HSM 200U LP 五轴联动铣削加工中心前。

给人留下的深刻印象的是义齿的表面质量：几乎完美无缺。铣削出来的义齿能够顺利地从加工机床中‘滑’出来，略微进行抛光就能够呈现出镜面的效果。而且再复杂的义齿也只需要3个小时就能完成铣削加工。“这一义齿制作工艺过程保证了患者能够获得比以往更好的产品，而且生产制作过程也更经济，几乎可以实现无人值守的自动化加工。”Fip先生说。

牙科诊室中的工业生产设备

Mikron机床加工义齿连接体和拟合曲面以及腭托时的表现则更为出色，加工的表面非常光滑。当患者口中还有一些健康的牙齿时，就可以用上带有固定卡环和腭板的义齿了。制作这种带有义齿固定卡环和腭板的传统工艺技术是精密铸造，而FipZahnkunst公司在Mikron机床和牙科领域中的开放式CAD系统hyperDENT的帮助下已经能够实现使用铣削加工完成复杂的义齿组合。

“由于义齿没有一个拐角是90°的，牙套的壁厚都小于1mm，卡环、腭板的尺寸也都非常薄，因此这套义齿组合的铣削是一个最高水平的加工任务了。”GFMachiningSolutions公司的应用技术专家JensVogel先生说。

图 3：Mikron HSM 200U LP 五轴联动铣削加工中心可以同时按照 5 个坐标轴的运动加工义齿，能够以很高的加工速度、高精度地加工出绝佳的表面质量。

Mikron机床的一个优点是：紧凑而巧妙的结构设计使其非常适合于在非传统工业生产环境中使用。另外，牙科专用的机械加工设备不仅加工、制造性能有限，而且也没有足够的加工精度，而这两点对Fip先生而言都是具有决定性意义的：“牙科专用的加工设备无法从一块原材料中铣削加工出高精度的大型腭板。而在我们的Mikron机床中就可以轻松地完成这一任务。Mikron机床可以在一块毛坯上加工出多个牙冠和冠桥以及两个完整的腭板。然后再加上我们的14个托盘的托盘转换装置。这样我们就可以事先编好数控程序，实现每周7天、每天24小时的义齿自动化生产了。同时，我们使用了System-3R公司的零点夹紧夹具GPS120，它能保证以很高的装夹精度全自动地装夹义齿毛坯。

不久前，Fip先生对企业下一步的发展又做出了新的规划，他们即将搬迁到新建的公司大楼中去。GF公司也为这一发展规划提供了一个自动化解决方案：第二台MikronHSM200ULP五轴联动铣削加工中心、一个托盘库和一台测量设备。这些设备都与System3R公司的六轴机器人系统连接起来，用System3R公司的WorkShopManager控制系统集中管理。

“我们当然希望经济效益越高越好。但重要的是希望生产出更高质量的医疗产品，为患者解决实质问题是我们最为看重的。而Mikron机床使这一切都成为可能。”Fip先生说。