京都市左京区岩倉の歯医者「金田歯科医院」です。

歯医者で白いかぶせ物を作る機械：歯科用ミリングマシンってなに？

2023.11.04

こんにちは。京都市左京区岩倉にある歯医者「金田歯科医院」です。
当院で導入しております、歯科用ミリングマシン「ローランド社 DWX-4」のご紹介です。ローランド社は、工業用 3D 切削加工機で 25 年以上の実績をもつ日本のメーカーで、 常に高品質な製品づくりを追求しています。ローランド社の製品は世界 133 か国以上で使用されています。このような歯科用ミリングマシンを院内に導入することの意義は、より多くの患者様に高クオリティの歯科治療を安定的にご提供できることにあります。

CAD/CAM 冠とは?

「ローランド社 DWX-4」は、ジルコニアやハイブリッドレジンなどを切削して主にCAD/CAM冠などの補綴物を作製できる 3 次元切削加工機です。CAD/CAM 冠とは、歯科用 CAD/CAM システムを用いて製作したハイブリッドレジンクラウンです。レジンと呼ばれる白い歯科用プラスチック素材にセラミック(陶材)の粉末を混ぜた材料を用いていることから、従来の銀歯に比べて審美性に優れ、金属アレルギーも起こりにくい新しい被せ物として注目されています。
これらは CAD や CAM の技術により、設計・作製されています。技工物を作製する際に 使用するのが CAM です。CAM(Computer Aided Manufacturing)は、直訳すると「コンピューター支援製造」といい、CAD で作製した図面のデータからマシニングセンタなどの NC 工作機械を動かすためのツールパスという加工プログラムを作るためのソフトです。 NC 工作機械は加工機に直接手入力で作業することができますが、操作者の高い技術の習得や所要時間の長さなどのデメリットがありました。しかし、CAM を使用することにより、この手間を省いて早く正確に加工プログラムを作成することができます。さらに、コンピューター上で加工プログラムのシミュレーション確認・修正ができるため、作業工程に移ってからのミスなどを減らすことが可能です。
当院で採用しております CAD ソフトや CAD/CAM 冠については、以前にご紹介したこちらもご参照ください。→歯科用CADソフトexocad(エグゾキャド)とは – 京都市左京区岩倉の歯医者「金田歯科医院」木野駅徒歩5分です。 (kanedashika.jp)

CAD/CAM 冠作製の流れ

まず初めに、歯科医院で歯を削り土台を作ります。その後、歯型や噛み合わせのデータをとり、それをもとに CAD ソフトを用いて技工物をデザインします。
次に、その設計データをもとに、3 次元切削加工機が歯の色のブロックを削り、被せ物を作製します。その際に使用されるのが、歯科用ミリングマシンです。歯科用ミリングマシンとは、CAD/CAM システムを利用した小型の切削加工機で、補綴物を CAD でデザインされたプログラムにより自動加工します。まず、ディスクと呼ばれる円盤状の歯科材料を、ミリングバーを使って歯の形に削り出します。ディスクの材料には、非金属のジルコニア、セラミック、ワックス、PMMA(アクリル樹脂)などがあります。材料によって変色や劣化、審美性など、それぞれ特徴があるため、目的や患者様のご要望に応じて使い分けていきます。

歯科用ミリングマシンの種類

歯科用ミリングマシンには、ドライ(乾)式、ウェット(湿)式、乾湿兼用モデルの 3 種類があります。

・乾式(ドライ方式)

加工時に水やクーラント(冷却水)を使用しない加工方式です。主にやわらかい素材(ジルコニア、レジン、PMMA など)を削るため、0.5mm 台の小型ツールが使用可能で、細かい造形加工が得意です。一方、硬い材料を削る場合は、小型ツールですと折れたり加工時間が長くなるなどのデメリットが生じるため、あまり使われません。

・湿式(ウェット方式)

加工時に水やクーラントをかけ、摩擦熱を抑えながら研磨する加工方式です。主に硬い材料(ガラスセラミック、チタンなど)を加工する際に採用されます。

・ドライウェット兼用方式

乾式、湿式両方に対応している兼用モデルです。1 台で様々な材料の加工に対応できるメリットがある一方で、ウェット加工からドライ加工に切り替える場合など、機内の清掃や乾燥などにやや手間を要します。
今回ご紹介しております「ローランド社 DWX-4」は、この中では乾式(ドライ方式) にあたります。

歯科用ミリングマシンの精度

歯の噛み合わせや見た目は日常生活に大きく影響します。そのため、歯科用ミリングマシンにも高い加工精度が求められます。加工精度を高く維持するためには、正確な「ツールの原点出し」と「ワークの位置決め」の 2 点が非常に重要です。「ツールの原点出し」とは、ツールの加工開始点を決めることを指します。ミリングマシンではφ1mm 以下の極細ツールを使用して硬い材料を加工するため、徐々に摩耗します。ツールに予期しない摩耗や欠けがある状態での加工は、完成品の寸法ズレが生じ、加工不良となります。特に、連続で加工する際は、都度ツールを確認し、補正することが大切です。
「ワークの位置決め」とは、ワーク(材料)をしっかりと保持して、加工中に動かないようにすることです。ディスクの固定がゆるんだまま加工すると、たとえ装置の動作精度が高くても、完成品の寸法に誤差が生じるおそれがあります。
これらのリスクを防ぐには、センサーで正確にツールやディスクの位置を把握しながら加工する必要があります。そのため、多くのミリングマシンではツールセッタというツールを接触させることで加工基準となるツールの加工原点を機械制御に伝えるセンサーが採用されています。ツールの摩耗や欠けによる微細な寸法誤差も確実に補正してくれます。 また、タッチプローブとよばれる加工前のワークの原点出しや加工後の寸法計測を行うセンサーも搭載されています。先端についた球でワークに触れることで、「加工の原点となる XYZ の位置座標」をミリングマシンにフィードバックします。狭いスペースでも高精度なワークの原点出しが可能で、ワークをセットした際のゆるみやズレによる加工不良も未然に防止してくれます。
このように、様々な先端技術を集結させることにより、患者様にご提供可能な高いクオリティの技工物の加工を可能にするのです。

ローランド社 DWX-4 の特徴

「ローランド社 DWX-4」は、コンパクトさと扱いやすさを極めた歯科用ミリングマシンです。小さな本体に大型機並みの制御技術を搭載しており、ジルコニアワックス、ワックス、PMMA(アクリル樹脂)、ハイブリッドレジンなどを高精度に削り出します。
DWX-4 はエアブロー機能も搭載しており、切削屑を吹き飛ばしながら高品質な加工を行います。また、内部にイオナイザーを備え、PMMA 材料の切削屑が静電気により本体内部の壁などに付着するのを防ぎます。また、DWX シリーズでハイブリッドレジンを加工するために開発されたミリングバー 「ZDB シリーズ」を使用することにより、更に切削能力が高まります。これにより、切削可能歯数の増加や切削時間の短縮が期待されます。これらの CAD/CAM システムを用いた治療は、どこの歯科医院でも行えるわけではなく、患者様にご提供するにあたり厚生労働局への申請が必要です。当院はその申請を行っておりますのでご安心ください。
CAD/CAM を用いた治療にご興味のある方、銀歯に抵抗にある方や、以前治療した銀歯 が気になる方はお気軽にご相談ください。