DE102004044845A1

DE102004044845A1 - Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile

Info

Publication number: DE102004044845A1
Application number: DE200410044845
Authority: DE
Inventors: Volker Winter
Original assignee: Wieland Dental and Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Wieland Dental and Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-16

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile, insbesondere vollkeramischer Dentalformteile, werden keramische Partikel auf oder in ein Modell, insbesondere ein zahntechnisches Modell, auf- oder eingebracht. Das Modell ist dabei aus einem expandierbaren Material gefertigt, das den Sinterschrumpf der keramischen Partikel kompensiert. Der so erhaltene Grünkörper wird gegebenenfalls nach Entfernen vom Modell gesintert. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Modell mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, als Hohlkörper ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Modells gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Die Herstellung vollkeramischer Formteile hat in den letzten Jahren eine immer größere Bedeutung erlangt. Dies gilt insbesondere für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile, d. h. von Kronen, Brücken oder dergleichen.
Gerade auf dem Gebiet der Dentaltechnik ist Keramik ein attraktiver Werkstoff, um Zähne mit sehr zahnähnlichem Aussehen in Form und Farbe nachzubilden. Keramik ist ein chemisch beständiger, korrosionsfester und biokompatibler Werkstoff, der in großen Mengen preiswert zur Verfügung steht.

Nachdem die Keramik zunächst als Verblendung metallischer Gerüste bzw. Unterbauten in die Dentaltechnik Eingang gefunden hatte, wurden in den letzten Jahren zunehmend Systeme entwickelt, die entsprechende Unterkonstruktionen aus keramischen Materialien herstellen und zahntechnisch weiterverarbeiten können. Die verschiedenen Systeme sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der vorveröffentlichten WO 2004/006868 A1 der Anmelderin beschrieben.

Eine grundsätzliche Schwierigkeit bei der Herstellung vollkeramischer Formteile, und insbesondere bei der Herstellung von vollkeramischem Zahnersatz ist der sogenannte Sinterschrumpf der Keramik. Darunter wird die mit dem zur Verdichtung der Keramik durchgeführten Sinterprozess einhergehende Volumenschwindung keramischer Formteile verstanden. Dieser Sinterschrumpf läßt sich zwar innerhalb gewisser Grenzen reduzieren, aber nicht völlig vermeiden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von vollkeramischen Formteilen versuchen den Sinterschrumpf auf unterschiedliche Weise zu vermeiden bzw. auszugleichen. Auch hier sind solche Verfahren in der WO 2004/006868 A1 beschrieben. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Die Anmelderin selbst hat Materialien für das der Herstellung der Formteile zugrundegelegte Modell entwickelt, die expandierbar sind, d. h. ein vergrößertes Volumen besitzen, um den Sinterschrumpf auf diese Weise zu kompensieren. Bezüglich dieser expandierbaren Materialien wird auf die Patentanmeldungen der Anmelderin mit den Veröffentlichungs-Nummern WO 02/076325 A1 und WO 2004/006868 A1 verwiesen und ausdrücklich Bezug genommen.

Die bekannten und auch die von der Anmelderin neu entwickelten Modellmaterialien weisen grundsätzlich die für die Herstellung von Modellen, insbesondere von zahntechnischen Modellen erforderlichen Eigenschaften auf. Hier handelt es sich insbesondere um eine hohe Dimensi onstreue und eine gute Wiedergabe von Details der abgeformten Mundsituation. Weiter weisen diese Modellmaterialien eine meist ausreichende Gleichförmigkeit bei der Volumenvergrößerung auf, d. h. die Modellmaterialien expandieren im wesentlichen in allen Raumrichtungen gleichförmig.

Es ist allerdings so, daß die Expansion solcher Modellmaterialien auf verschiedenen chemischen oder physikalischen Prozessen beruht, die nicht voll beherrschbar und damit reproduzierbar sind. So beruht die Expansion beispielsweise auf einem Aufquellen bestimmter Materialien (physikalischer Prozeß) oder auf einer Reaktion verschiedener Reaktionspartner miteinander (chemischer Prozeß). Es ist einsichtig, daß solche Prozesse in unterschiedlichen Bereichen des Volumens des Modells unterschiedlich oder unterschiedlich schnell ablaufen können. Bei einer auf chemischen Prozessen beruhenden Expansion erfolgt häufig eine Oxidation einer reaktiven Komponente, wobei der hierfür benötigte Sauerstoff von der umgebenden Atmosphäre, meist Luft, zur Verfügung gestellt wird. Hier reagieren dann zunächst die äußeren Randbereiche oder dünnere Abschnitte des Modells mit dem Sauerstoff. Tieferliegende Bereiche oxidieren und expandieren später, was zu Verzerrungen im Material oder im Extremfall sogar zu Rißbildung führen kann. Diese geschilderten Erscheinungen können insbesondere bei Modellen mit Dicken von mehr als drei Millimeter auftreten.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile weiter zu optimieren. Die entsprechende Weiterentwicklung soll insbesondere für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile nutzbar sein. Dabei sollen die geschilderten Nachteile, insbesondere bei der Verwendung expandierbarer Modellmaterialien, vermieden oder doch zumindest weitgehend zurückgedrängt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren zur Herstellung entsprechender Modelle mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Verfahren sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 bzw. 14 bis 20 dargestellt. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile, insbesondere vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen, werden keramische Partikel auf oder in ein zahntechnisches Modell auf- oder eingebracht. Insbesondere handelt es sich dabei um ein sogenanntes zahntechnisches Modell. Bei den Modellen kann es sich dabei um sogenannte Positivmodelle oder um sogenannte Negativmodelle handeln, d. h. um Modelle, die dem herzustellenden Teil entsprechen (Positivmodell) oder die Form des herzustellenden Teils umgekehrt wiedergeben (Negativmodell). Dabei ist das Modell bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem expandierbaren Material gefertigt, das den beim Sintern eintretenden Schrumpf der keramischen Partikel kompensiert. Der durch das Aufbringen oder Einbringen erhaltene keramische Grünkörper wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gesintert, gegebenenfalls nach vorherigem Entfernen von dem Modell.

Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Modell mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig als Hohlkörper ausgebildet ist.

Die Ausbildung des Modells als Hohlkörper bedeutet, daß das Modell aus einer Wandung besteht, auf die die keramischen Partikel außen aufgebracht werden. Im Inneren des Modells befindet sich kein Modellmaterial, d. h. es ist in der beschriebenen Weise innen hohl. Dabei soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, daß bestimmte Bereiche des Modells, insbesondere des zahntechnischen Modells aus Vollmaterial gefertigt sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um kleinere Vorsprünge oder Ausbuchtungen handeln, die auf diese Weise eine ausreichende mechanische Stabilität erhalten.

Durch die mindestens teilweise Ausbildung des Modells, insbesondere des zahntechnischen Modells als Hohlkörper muß die Expansion des Modellmaterials nur in den Wandungen des Hohlkörpers ablaufen. Dementsprechend müssen die mit der Expansion verbundenen physikalischen oder chemischen Prozesse nur im Bereich der Wandungen vonstatten gehen. Dies resultiert in kurzen Diffusions- oder Reaktionswegen, was wiederum zu einer gleichmäßigen Expansion in allen Bereichen des Hohlkörper-Modells führt. Damit wird die Ausbildung von Verzerrungen minimiert und eine Rißbildung so gut wie sicher ausgeschlossen.

Die Wandstärke des als Hohlkörper ausgebildeten Modells sollte ausreichend groß sein, um dem Modell eine ausreichende mechanische Stabilität zu geben. Anderseits sollte die Wandstärke möglichst gering sein, um die kurzen Diffusions- und Reaktionswege zu erhalten. Dementsprechend ist es bei der Erfindung bevorzugt, wenn die Wandstärke des Hohlkörper-Modells weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm beträgt. Dabei sind Wandstärken zwischen 0,3 mm und 2 mm weiter bevorzugt.

Bei der Erfindung ist es weiter bevorzugt, wenn der Hohlkörper in allen seinen Bereichen eine im wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweist. Dadurch ergeben sich in allen diesen Bereichen gleiche Diffusions- und Reaktionswege.

Das Modell, insbesondere das zahntechnische Modell, kann aus allen möglichen expandierbaren Materialien gefertigt sein.

Bei einer ersten Gruppe von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Hohlkörper aus einem im wesentlichen anorganischen, expandierbaren Material gefertigt. Insbesondere handelt es sich dabei um einen sogenannten Dentalgips. Zur Offenbarung derartiger Modellmaterialien wird ausdrücklich auf die WO 02/076325 A1 der Anmelderin verwiesen und Bezug genommen.

Bei einer zweiten Gruppe von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Hohlkörper aus einem expandierbaren Material gefertigt, das miteinander reagierende Komponenten enthält. Bei diesen Komponenten handelt es sich zum einen um mindestens ein Metall und/oder mindestens eine Metallverbindung, welche durch chemische Reaktion miteinander und/oder mit mindestens einem weiteren Reaktionspartner unter Volumenvergrößerung umsetzbar sind, und mindestens einen Stoff mit thermoplastischen und/oder wachsartigen Eigenschaften. Vorzugsweise ist in einem solchen Material noch eine weitere Komponente enthalten, nämlich mindestens ein Glas und/oder mindestens eine Glaskeramik, wobei vorzugsweise es sich bei dem Glas um ein Silikatglas handelt oder die Glaskeramik von Silikatglas abgeleitet ist. Bei dem Metall oder dem Metall der Metallverbindung handelt es sich vorzugsweise um ein sogenanntes Übergangsmetall, insbesondere um ein Übergangsmetall der vierten Nebengruppe. Hier ist Titan besonders bevorzugt. Als Metallverbindungen hervorzuheben sind die Verbindungen eines Metalls mit einem Nichtmetall, insbesondere die sogenannten Nitride, die Carbide oder die Boride. Insbesondere sind hier die Nitride zu nennen. Bei dem mindestens einen Stoff mit thermoppastischen und/oder wachsartigen Eigenschaften handelt es sich vorzugsweise um ein Wachs, wobei die Paraffinwachse hier besonders hervorzuheben sind. Der Reaktionspartner, mit dessen Hilfe das Metall bzw. die Metallverbindung unter Vo lumenvergrößerung umsetzbar sind, ist insbesondere eine sauerstoffhaltige Verbindung oder, was besonders bevorzugt ist, Sauerstoff. Bezüglich dieser zuletzt ausführlich diskutierten Materialien für die Herstellung des als Hohlkörper vorliegenden Modells wird insbesondere ebenfalls auf die WO 2004/006868 A1 verwiesen.

Der das expandierbare Modell bildende Hohlkörper kann grundsätzlich jede beliebige Form besitzen, die wiederum den herzustellenden Formkörper als Positivmodell oder Negativmodell wiedergibt. Insbesondere handelt es sich bei dem Hohlkörper um die Wiedergabe einer Mundsituation, d. h. beispielsweise zum Aufbau einer Einzelkrone oder einer Brücke. Derartige Hohlkörper geben dementsprechend üblicherweise die Form eines Zahnstumpfs oder auch eines Implantataufbauteils wieder. Derartige Hohlkörper sind dann im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.

Wie bereits erläutert, umfaßt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Modells, insbesondere eines zahntechnischen Modells für die Herstellung vollkeramischer Formteile bzw. Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen.

Bei diesem Verfahren wird erfindungsgemäß zunächst ein expandierbares Modellmaterial in eine sogenannte Negativform, die die Grundstruktur für das Formteil wiedergibt, eingebracht. Daraufhin wird in einem weiteren Verfahrensschritt das expandierbare Material an der Innenwand der Negativform verteilt und dann später das auf diese Weise als Hohlkörper hergestellte Modell von der Negativform entformt.

Auf diese Weise wird ein Hohlkörper-Modell bereitgestellt, das vorteilhaft in das bereits geschilderte Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile eingebracht werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Hohlkörpermodells ist die Negativform vorzugsweise aus einem zumindest leicht flexiblen, im wesentlichen nicht-porösen Material gefertigt. Dies sind Materialien, wie sie üblicherweise in der Zahntechnik als Abdruckmassen oder Massen vergleichbarer Funktion Verwendung finden. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Materialien um Vertreter aus der Gruppe der sogenannten Silikonkautschuke. Die entsprechenden Materialien und ihre Eigenschaften sind dem Fachmann bekannt.

Das Einbringen des expandierbaren Modellmaterials in die Negativform ist bei der Erfindung nicht kritisch. Die Negativform kann in ganz üblicher Weise befüllt werden.

Erfindungsgemäß kann auch die Verteilung des expandierbaren Materials an der Innenwand der Negativform auf unterschiedliche Weise erfolgen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn dieses Verteilen des expandierbaren Materials durch die Anwendung von Zentrifugalkräften auf die Negativform erfolgt. Dabei wird, wie später in einem Beispiel noch erläutert ist, das Modellmaterial, insbesondere das Modellmaterial mit den verschiedenen miteinander reagierenden Komponenten, in die Negativform gefüllt und dieses dann schnell um eine seiner Achsen gedreht rotiert. Auf diese Weise verteilt sich das Modellmaterial durch die Zentrifugalkräfte gleichmäßig in der Form, wobei überschüssiges Material aus der Negativform herausgeschleudert wird.

Eine derartige Vorgehensweise ist natürlich insbesondere für die Herstellung weitgehend rotationssymmetrischer Hohlkörpermodelle geeignet. Für die Herstellung solcher rotationssymmetrischer Hohlkörper kann dann vorzugsweise so vorgegangen werden, daß die Negativform mit ihrer Öffnung nach oben um die entsprechende Rotationsachse (koaxial zur Öffnung) rotiert wird.

Für die Herstellung nicht rotationssymmetrischer Modelle ist es bevorzugt, daß die Rotationsachse für die Anwendung der Zentrifugalkräfte senkrecht zur Achse der Öffnung der Negativform ausgerichtet ist. In solchen Fällen ist die Achse der Öffnung der Negativform insbesondere radial nach außen gerichtet.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung des Modells kann das expandierbare Material in die Negativform mit Hilfe einer sogenannten elektrophoretischen Abscheidung erfolgen. Durch diese elektrophoretische Abscheidung kann dann insbesondere auch gleich die Verteilung des expandierbaren Materials an der Innenwand der Negativform erfolgen. Bei der elektrophoretischen Abscheidung handelt es sich bekanntlich um die Abscheidung von Teilchen aus einer Suspension unter Stromfluß. Die elektrophoretische Abscheidung ist beispielsweise auch zur Abscheidung von Keramikteilchen aus einem keramischen Schlicker bekannt.

Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung eines Modells können plastisch verformbare keramische Folien in die Negativform eingebracht und an die Innenwand dieser Form angelegt werden. Auf diese Weise kann ebenfalls ein Hohlkörpermodell hergestellt werden.

Im übrigen wird zu dem expandierbaren Modellmaterial, das in die Negativform eingebracht wird, auf die obigen Ausführungen verwiesen. Hier kann es sich insbesondere um die genannten Dentalgipse oder die chemisch miteinander reagierenden Komponenten handeln, für die schon auf die WO 02/076325 A1 und WO 2004/006868 A1 verwiesen wurde. Auch an dieser Stelle soll ausdrücklich auf den Inhalt dieser Offenlegungsschriften Bezug genommen werden.

Als Folge der Ausführungen zu den erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt die Erfindung auch ein Modell für die Herstellung vollkeramischer Formteile, insbesondere ein zahntechnisches Modell für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile wie es nach dem geschilderten Verfahren herstellbar ist. Bei diesem Modell handelt es sich mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig um einen Hohlkörper, wie er bereits näher erläutert wurde. Bezüglich der Materialien, aus denen diese erfindungsgemäßen Modelle gefertigt sein können, wird auf die bisherigen Ausführungen Bezug genommen und ausdrücklich verwiesen.

Schließlich umfaßt die Erfindung dann noch die Verwendung eines erfindungsgemäßen zahntechnischen Modells für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken und dergleichen.

Die gesamten Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den bisherigen Ausführungen und lassen sich wie folgt nochmals zusammenfassen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörpermodelle lassen sich besonders gut zur Herstellung keramischer Formteile einsetzen. Die Tatsache, daß die Expansion des Modellmaterials nur in den Wandungen des Hohlkörpers stattfinden muß, führt dazu, daß zum einen wesentlich weniger Material eingesetzt werden muß und zum anderen der die Expansion hervorrufende physikalische oder chemische Prozeß schneller abgeschlossen ist. Das Auftreten von Inhomogenitäten dieser Expansion wird in erheblichem Maße reduziert oder sogar vollständig ausgeschlossen. Dies führt dazu, daß Verzerrungen und Rißbildungen weitgehend ausgeschlossen werden können.

Durch die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für das Modell wird erreicht, daß kein Innenteil für die Herstellung des Hohlkörpers bereitgestellt werden muß. Im Gegensatz beispielsweise zum Schlickerguß, wo immer ein äußeres Formteil und ein inneres Formteil vorhanden sein müssen, reicht bei der Erfindung ein äußeres Formteil, nämlich die Negativform aus. Der Hohlkörper wird dann durch einfaches Verteilen des expandierbaren Materials an der Innenwand dieser Negativform hergestellt. Eine definierte Innenfläche des Hohlkörpers ist nicht erforderlich. Dies erleichtert die Herstellung des Modells beträchtlich. Es muß nur eine präzise Fläche, nämlich die Außenfläche des später aus der Negativform ausgeformten Hohlkörpers bereitgestellt werden.

Die genannten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen in Verbindung mit den Ansprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Beispiel 1
Es werden 30,1 g Glaspulver (Korngröße: d₉₀ ≤80 μm) und 121,4 g Titannitrid (Korngröße: d₅₀=1,2 μm) in ca. 100 ml Ethanol gegeben und die Suspension mittels Ultraschalldesintegrator dispergiert. Anschließend wird das Ethanol vollständig abgezogen. Diese Pulvermischung hat ein Volumenverhältnis von 35 Vol.-% Glas zu 65 Vol.-% Titannitrid. In einem auf 85 °C temperierten Gefäß werden 16,78 g Paraffin (Erstarrungspunkt 62 – 64 °C) und 0,46 g Brij 72 ^® erschmolzen. Hierzu wird unter Rühren die ebenfalls temperierte Pulvermischung langsam zugegeben. Zum Rühren wird ein Propellerrührer mit 50 mm Durchmesser verwendet und bei ca. 500 U/min eingerührt und anschließend bei ca. 1.000 U/min für 1 Stunde dispergiert. Danach entsteht eine homogene, pastöse Masse, die durch Anlegen eines Unterdrucks (<10 mbar) entgast wird und anschließend zur Abformung verwendet werden kann.
Die Formen bestehen aus einem Silikonkautschuk, die vor der Befüllung mit der hier beschriebenen Masse auf ca. 85 °C erwärmt wurden. Zur Befüllung werden die Formen auf einen Rütteltisch gestellt und die fließfähige Masse als Heißgießmasse in die Form gefüllt. Die gefüllten Formen werden anschließend evakuiert. Durch das Vibrieren und Evakuieren wird die Formfüllung und ein Ausgasen der Masse erleichtert.
Die mit Heißgießmasse gefüllte Silikonform wird nun so auf einem Drehteller fixiert, daß die Rotationsachse des zu bildenden Hohlkörpers (bei einem Seitenzahn senkrecht zur Kaufläche durch die Mitte des Zahnes) mit der des Drehtellers identisch ist (koaxiale Anordnung). Anschließend wird die Form für ca. 10 s bei ca. 3.000 U/min um diese Achse rotiert. Durch die Zentrifugalkräfte wird überschüssige Masse aus der Form geschleudert. An der inneren Wand der Form bleibt Masse haften. Die sich einstellende Wandstärke beträgt ca. 0,4 mm und ist über die gesamte Form annähernd gleich. Das Teil wird nach Erkalten entformt.
Dieses Formteil wird in einem geeigneten Ofen entwachst und unter Volumenvergrößerung oxidiert. Dabei wird folgendes Temperaturprofil verwendet:
Von Zimmertemperatur erhitzen mit 1 K/min auf 100 °C, weiter mit 2 K/min auf 400 °C, mit 0,5 K/min auf 420 °C, mit 0,4 K/min auf 550 °C und mit 4 K/min auf Endtemperatur von 800 °C, die für 60 min gehalten wird.
Beispiel 2
Die gemäß Beispiel 1 mit Heißgießmasse gefüllte Silikonform wird so auf einem Drehteller fixiert, daß die Öffnung radial nach außen zeigt. Dann wird die Form mit ca. 350 U/min für 10 s um die senkrecht stehende Rotationsachse rotiert. Der mittlere Abstand der Form von der Rotationsachse beträgt 10 cm. An der inneren Wand der Form bleibt Masse haften. Die sich einstellende Wandstärke beträgt ca. 0,4 mm und ist über die gesamte Form annähernd gleich. Das Teil wird nach Erkalten entformt und wie in Beispiel 1 weiterverwendet.
Beispiel 3
Die gemäß Beispiel 1 mit Heißgießmasse gefüllte Silikonform wird mit der Öffnung nach unten in der Hand gehalten, der Arm kräftig nach unten beschleunigt und die Form z. B. auf einem Tisch hart aufgesetzt. Durch die Trägheit wird überschüssige Heißgießmasse aus der Form geklopft und es verbleibt ein Rest homogener Wandstärke an der inneren Wand der Silikonform. Der entstandene Hohlkörper wird nach dem Erkalten entformt und wie in Beispiel 1 weiterverwendet.
Beispiel 4
Die gemäß Beispiel 1 mit Heißgießmasse gefüllte Silikonform wird umgedreht und mit einem Bereich der umlaufenden Kante der Öffnung nach unten auf einem Rütteltisch aufgesetzt. Durch die Vibration des Rütteltischs läuft überschüssige Heißgießmasse aus der Silikonform aus, wobei der in der Form verbleibende Rest an der inneren Wand der Silikonform gleichmäßig haften bleibt. Der entstandene Hohlkörper wird nach dem Erkalten entformt und wie in Beispiel 1 weiterverwendet.
Beispiel 5
Die gemäß Beispiel 1 mit Heißgießmasse gefüllte Silikonform wird mit der Öffnung nach unten in einer Klemme eingespannt. Im Abstand von ca. 1 cm wird eine Düse zentrisch vor der Öffnung angeordnet und Druckluft in die Form geblasen. Durch den Luftstoß wird überschüssige Masse aus der Form geschleudert, und es verbleibt ein Hohlkörper homogener Wandstärke, der nach dem Erkalten entformt und gemäß Beispiel 1 weiterverwendet wird.
Beispiel 6
In einer Planetenmühle werden 1 g Binder (Polyvinylbutyral) und 8 g Ethanol solange gemischt, bis sich der Binder vollständig gelöst hat. Anschließend werden 3,6 g Glaspulver (Korngröße: d₉₀ ≤ 80 μm), 14,4 g Titannitrid (Korngröße: d₅₀=1,2 μm) 1,6 g Plastifizierer (Dibutylphthalat) und 0,8 g eines Verflüssigers (KV 9021 der Fa. Zschimmer & Schwarz) hinzugegeben und diese Mischung für 30 min mischgemahlen. In einer Foliengießapparatur läßt sich diese Masse bei 1 cm/s Vorschubgeschwindigkeit des Gießschuhs zu einer ca. 1 mm dicken Folie gießen.
Ein auf ca. 40 °C erwärmtes Stück dieser Folie wird auf einem ebenfalls erwärmten Formteil zur Verformung leicht angedrückt und nach Erkalten davon abgenommen. Es entsteht ein zahnähnliches Formteil mit einer unten umlaufenden Krempe. Dieses Folienformteil wird in eine Negativform des zu kopierenden Zahnstumpfes eingelegt und diese Anordnung evakuiert, damit sich keine Luft zwischen Folienteil und der Negativform befindet. Anschließend wird ein Deckel so auf das Folienteil gelegt, daß die Folie auf die Negativform gepreßt wird und die Krempe luftdicht mit der Negativform abschließt. Dann wird belüftet, und die Folie wird durch den Umgebungsdruck an die Innenwand der Negativform gedrückt. Die ser Vorgang wird bei erhöhter Temperatur von ca. 40 °C erleichtert. Das ausgeformte Teil entspricht in den äußeren Abmessungen dem zu kopierenden Zahnstumpf.

Claims

Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Formteile, insbesondere vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen, bei dem keramische Partikel auf oder in ein Modell, insbesondere ein zahntechnisches Modell, das aus einem den Sinterschrumpf der keramischen Partikel kompensierenden expandierbaren Material gefertigt ist, auf- oder eingebracht werden und der erhaltene keramische Grünkörper, gegebenenfalls nach Entfernen von dem Modell, gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, als Hohlkörper ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine im wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke weniger als 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke zwischen 0,3 mm und 2 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus einem im wesentlichen anorganischen, expandierbaren Material, vorzugsweise einem sogenannten Dentalgips, gefertigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus einem expandierbaren Material gefertigt ist, das die folgenden Komponenten enthält: – mindestens ein Metall und/oder mindestens eine Metallverbindung, welche durch chemische Reaktion miteinander und/oder mit mindestens einem weiteren Reaktionspartner unter Volumenvergrößerung umsetzbar sind, und – mindestens einen Stoff mit thermoplastischen und/oder wachsartigen Eigenschaften.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Material als weitere Komponente enthält: – mindestens ein Glas und/oder mindestens eine Glaskeramik, wobei vorzugsweise es sich bei dem Glas um ein Silikatglas handelt oder die Glaskeramik von Silikatglas abgeleitet ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Metall oder dem Metall der Metallverbindung um ein sogenanntes Übergangsmetall, vorzugsweise um ein Übergangsmetall der vierten Nebengruppe, insbesondere um Titan, handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Metallverbindung um die Verbindung eines Metalls mit einem Nichtmetall, vorzugsweise um ein Nitrid, ein Carbid oder ein Borid, insbesondere um ein Nitrid, handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Stoff um ein Wachs, vorzugsweise um mindestens ein Paraffinwachs, handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Reaktionspartner um eine sauerstoffhaltige Verbindung oder vorzugsweise um Sauerstoff handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Modells, insbesondere eines zahntechnischen Modells, für die Herstellung vollkeramischer Formteile, insbesondere Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – Einbringen eines expandierbaren Modellmaterials in eine sogenannte Negativform, die die Grundstruktur für das Formteil wiedergibt, – Verteilen des expandierbaren Materials an der Innenwand der Negativform, – Entformen des auf diese Weise hergestellten Modells von der Negativform.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Negativform aus einem zumindest leicht flexiblen, im wesentlichen nicht-porösen Material, vorzugsweise aus einem Silikonkautschuk gefertigt ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilen des expandierbaren Materials an der Innenwand der Negativform durch die Anwendung von Zentrifugalkräften auf die Negativform erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung im wesentlichen rotationssymmetrischer Modelle die Rotationsachse für die Anwendung der Zentrifugalkräfte mit der Rotationsachse der Negativform übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung nicht rotationssymmetrischer Modelle die Rotationsachse für die Anwendung der Zentrifugalkräfte senkrecht zur, vorzugsweise radial nach außen gerichteten, Achse der Öffnung der Negativform ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des expandierbaren Materials und gegebenenfalls auch die Verteilung an der Innenwand durch elektrophoretische Abscheidung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen des expandierbaren Materials und gegebenenfalls dessen Verteilung an der Innenwand mit Hilfe von plastisch verformbaren keramischen Folien erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, weiter gekennzeichnet durch das Einbringen eines expandierbaren Materials, wie dieses in den Ansprüchen 5 bis 11 definiert ist.
Modell, insbesondere zahntechnisches Modell für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen, herstellbar nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20.
Modell, insbesondere zahntechnisches Modell für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder derglei chen, insbesondere nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, als Hohlkörper ausgebildet ist.
Modell nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Material, wie es in den Ansprüchen 5 bis 11 definiert ist, gefertigt ist.
Verwendung eines zahntechnischen Modells nach einem der Ansprüche 21 bis 23 für die Herstellung vollkeramischer Dentalformteile wie Kronen, Brücken oder dergleichen.