什麼是牙科銑床？基本知識與挑戰詳解

本文將探討牙科銑床面臨的挑戰和解決方案。
對於考慮購買設備的人和銑床設計師來說，這是一本必讀之作。

本文將涵蓋以下主題

什麼是牙科銑床？
銑床類型和義肢材料
牙科銑床面臨的挑戰
關於牙科銑床可用感測器
建議的銑床製造商

表格

什麼是牙科銑床？

牙科銑床是一種使用 CAD/CAM 系統的小型切割機。
該程序可自動處理諸如填充物和牙冠之類的“假體”，以替換缺失的牙齒。一種稱為「牙盤」的圓盤狀牙科材料會使用工具（例如銑刀）切割成牙齒的形狀。
圓盤材料種類繁多，包括非金屬氧化鋯、陶瓷、蠟和PMMA（丙烯酸樹脂），以及鈦和鈷等金屬。每種材料都有其自身的特性，例如抗變色和抗腐蝕性以及美觀的表面處理，並根據其用途而有所不同。

牙科銑床的使用是否日益增多？

目前，牙科技師及其工作方式存在短缺。

日本有三分之一的人（超過 3000 萬人）使用假牙，並且有 20000 家牙科實驗室製作和修理這些假牙，數量與公立小學的數量大致相同。
在不久的將來，由於人口老化，日本對假牙的需求必然會增加。然而，有觀點指出，牙科技師的收入背景和工作環境是造成技師短缺的因素。

隨著高齡化社會對牙科護理的需求不斷增長，牙科技師的工作量預計也會隨之增加。能夠自動化加工義齒並減輕技師工作量的銑床，無疑將成為未來需求量最大的設備之一。

本節介紹不同類型的銑床及其所帶來的挑戰。

牙科銑床的類型

銑床有三種：乾式銑床、濕式銑床和乾濕組合式銑床。
以下是每種型式的概述。

乾型式（乾法）

這種方法在加工過程中不使用水或冷卻劑。
直徑在0.5mm範圍內的刀具主要用於切割軟性材料（如氧化鋯、樹脂、PMMA等），能夠進行精細的造型和加工。另一方面，由於刀具易斷、加工時間較長等缺點，切割硬質材料時通常不使用小直徑刀具。

型式（濕法）

這是一種在加工過程中施加水或冷卻劑以抑制拋光時摩擦生熱的方法。
它主要用於加工硬質材料（例如，玻璃陶瓷和鈦）。由於強度高、外觀美觀，患者對硬質材料的需求日益增長。

乾濕結合法

這是一款乾濕兩用型產品。
雖然它具有一台機器可以加工多種材料的優點，但缺點是在從濕式加工切換到乾式加工時會產生非生產性時間，例如清洗和乾燥機器時。
兼具這兩種功能的其他常見缺點通常包括處理能力不足和初始投資高。

在某些情況下，使用專門用於乾式或濕式加工的專用機器可以提高生產效率，因此不能一概而論地說兩用型機器更好。
根據用途（如材料特性和使用頻率）選擇合適的三種方法非常重要。

牙科銑床面臨的挑戰：

問題 1. 如何保持銑床的加工精度？

由於牙齒的咬合和外觀對我們的日常生活影響很大，因此銑床需要具有很高的加工精度。
然而，銑床本身的精度不足以進行精密加工。
保持加工精度的兩個基本前提是準確的「刀具原點定位」和「工件定位」。

工具的起始點或歸位點是什麼？

它指的是確定刀具加工的起始點。
銑床使用直徑小於1毫米的超細刀具加工硬質材料，這會導致刀具磨損。刀具出現意外磨損或崩刃會直接導致成品尺寸偏差，進而造成加工缺陷。尤其是在連續加工時，每次加工後都必須進行檢查。

什麼是工件定位？

工件必須牢固固定，以免在加工過程中移動。
如果使用不牢固的夾具加工光碟，即使設備精度很高，成品尺寸也會出現誤差*，導致加工缺陷。在無人值守的光碟更換機上，這個問題特別突出。

*尺寸誤差範例

鑽出的孔比孔徑大。
以錯誤的角度鑽孔

為防止上述風險，必須在加工工具或圓盤時使用感測器精確確定其位置。

問題2：銑床太小，無法安裝注意事項？

存在感測器安裝空間不足的問題。
許多牙科銑床體積小（桌面大小），但設計上要容納更多的銑削桿，因此感測器安裝空間有限。因此，需要一種可以安裝在有限空間內的緊湊型感測器。

問題三：注意事項因晶片或液體損壞或故障

如果感測器損壞，設備就無法使用，直到感測器修復為止，因此感測器也必須經久耐用。
尤其是在銑床內部，無論是乾式還是濕式加工，細小的切屑和液體都會飛濺，防護結構薄弱的傳感器極易被飛濺物穿透並損壞。2 線式雷射感測器和接近感測器由於飛濺物造成的故障風險較高，因此不適合安裝於此。

牙科銑床挑戰的解決方案

針對上述「刀具原點」和「工件定位」問題，我們很高興地推出以下METROL感測器，這些感測器已在許多銑床上使用。

解 1. 由刀具量測器（Tool Setter）器產生刀具

透過與刀具的物理接觸，刀具設定感測器將刀具的加工原點（即加工參考）傳遞給工具機控制系統。
METROL 的緊湊型刀具設定器「 P系列」精度高、結構緊湊，重複精度達0.5µm。即使是刀具磨損和崩刃造成的微小尺寸誤差也能可靠地補償，從而防止加工缺陷。
這對於避免自動加工過程中持續出現加工缺陷等問題至關重要。由於其成本低廉，已被日本和歐洲的許多銑床製造商廣泛應用。

方案二：使用超緊湊型接觸式探頭進行工件原點定位

接觸式探針是一種用於在加工前確定工件位置和在加工後測量尺寸的感測器。
透過尖端連接的球體接觸工件（材料），它將「XYZ位置座標，加工原點」回饋給銑床。
K3S 系列超緊湊型接觸式測頭即使在狹小的空間內也能對工件進行高精度定位，防止因工件在定位時鬆動或錯位而導致的加工缺陷。

方案三：使用防水防塵感應器

我們的感測器具有極高的耐水、耐油和耐晶片腐蝕性能。
該感測器已通過嚴格的防水防油測試，並已應用於多種大型機床。它能有效抵禦來自各個方向的水流和冷卻液的衝擊。
感測器本體設計具有IP67防護等級，可防水防塵，是銑床的理想選擇。

* 如果不及時清理，冷卻液和灰塵會黏附在支架上，導致感測器故障、工具黏在支架上等問題，因此使用後必須採取清潔等措施。

觸發探頭 (Touch probe)耐久性測試進行中 — ▲觸發探頭 (Touch probe)耐久性測試正在進行中

方案四：專為銑床設計注意事項

感測器也可以根據銑床的運作環境進行專門設計。

所有METROL感測器均由我們位於東京的工廠設計和製造。
注意事項尺寸、接觸探針/表面直徑、行程、氣吹（防止切屑產生）、接觸力以及感測器保護規格均可根據目標刀具、可用空間和感測器安裝位置進行客製化。憑藉我們在銑床領域的豐富經驗，我們將為您推薦最適合您工況的感測器。