BR112017015796B1

BR112017015796B1 - Sinterização para componentes de um material de sinterização

Info

Publication number: BR112017015796B1
Application number: BR112017015796-9A
Authority: BR
Inventors: Peter Fornoff; Christian Schmidt
Original assignee: Sirona Dental Systems Gmbh
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2021-08-03
Also published as: CN107208975A; BR112017015796A2; US20180051931A1; KR20170115551A; CA2975032A1; JP2018512181A; EP3256804A1; KR102581922B1; WO2016128534A1; DE102015202600A1; CA2975032C; JP2021000508A; DK3256804T3; JP6818686B2; CN107208975B; AU2016217856A1; US10948235B2; AU2016217856B2; EP3256804B1

Abstract

aforno de sinterização para componentes de um material de sinterização, nomeadamente componentes dentários. a presente invenção refere-se a um forno de sinterização (1) para componentes (15) de um material de sinterização, especialmente para componentes dentários, que inclui uma câmara de forno (2) com um volume de câmara (vk) e uma superfície interior da câmara (ok) sendo que a câmara de forno (2) dispõe de um sistema de aquecimento (5), um espaço de recepção (9) com um volume bruto (vb) localizado no volume da câmara (vk) e limitado pelo sistema de aquecimento (5), e uma área útil (10) com um volume útil (vn) localizado no volume bruto (vb) em que a câmara de forno (2) apresenta um emparedamento (3) constituído por várias paredes, com uma secção de parede (7) com possibilidade de abertura para poder ser introduzido no espaço de recepção (9) um componente a sinterizar (15) com um determinado volume de objeto (vo). o sistema de aquecimento (5) apresenta na câmara do forno (2) um radiador térmico (6) com um campo de radiação (13) que se encontra em pelo menos um dos lados do espaço de recepção (9). este radiador térmico (6) apresenta uma resistência específica de 0,1 (ohm)mm2/m a 1000000 (ohm)mm2/m e possui uma superfície total que no máximo corresponde a 3 vezes a superfície interior da câmara (ok). com este forno de sinterização (1) e com um consumo energético máximo de 1,5 kw pode ser conseguida uma temperatura de aquecimento de pelo menos 1100°c num espaço de 5 minutos.

Description

ÁREA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um forno de sinterização para componentes de um material de sinterização, especialmente para componentes dentários e especialmente para componentes de cerâmica, que inclui uma câmara de forno com um volume de câmara e uma superfície interior da câmara sendo que a câmara do forno dispõe de um dispositivo de aquecimento, um espaço de recepção com um volume bruto localizado no volume da câmara e limitado pelo dispositivo de aquecimento, e uma área útil com um volume útil localizado no volume bruto e sendo que a câmara do forno apresenta um emparedamento constituído por várias paredes, em que pelo menos uma das paredes dispõe de uma secção de parede com possibilidade de abertura para poder ser introduzido no espaço de recepção um componente a sinterizar com um determinado volume de objeto.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Decisivo para a concepção de um forno de sinterização é o material a sinterizar. Sinterizadas são, em princípio, peças moldadas metálicas ou cerâmicas obtidas por prensagem a partir de um pó e a seguir sujeitas eventualmente a um processo de fresagem ou lixamento, ou diretamente ou após um processo de sinterização. O material determina o perfil de temperatura necessário. O tamanho e a quantidade dos componentes determinam o tamanho do forno e também o perfil de temperatura. Quanto mais quente se pretende o forno, mais grossas são as paredes isoladoras. O tamanho do forno, dos componentes e a velocidade de aquecimento desejada determinam a concepção do dispositivo de aquecimento e do comportamento regular. Um papel importante cabe também à alimentação elétrica. Em última análise, o que distingue um forno dentário de laboratório de um forno de sinterização industrial, são sobretudo o tamanho e a alimentação elétrica disponível.

[0003] Os processos de tratamento térmico, nomeadamente a sinterização completa de restaurações dentárias de cerâmicas ou metais pré-sinterizadas com utilização de um forno de sinterização demoram tipicamente entre 60 minutos e várias horas. O processo de confecção de uma restauração dentária que também exige passos de preparação e de seguimento, está sujeito a interrupções significativas devido ao tempo necessário para os passos individuais. Assim, a chamada sinterização rápida do óxido de zircónio necessita de pelo menos 60 minutos.

[0004] Com a chamada sinterização super-rápida do óxido de zircónio, são necessários, atualmente, apenas 15 minutos de tempo de processo, como mínimo.

[0005] No entanto, aqui se pressupõe que o forno de sinterização seja previamente aquecido para a temperatura de permanência, nomeadamente, por causa da sua massa, o que leva entre 30 e 75 minutos, dependente da tensão de rede disponível. Além disso, após o pré-aquecimento, o forno tem de ser carregado mediante uma sequência de carregamento automática, a fim de poder cumprir os perfis de temperatura especiais e para não deixar o forno arrefecer desnecessariamente.

[0006] A US 2012/0037610 A1 apresenta um forno de cerâmica que inclui um corpo com um espaço interior, um elemento de aquecimento no interior do corpo e um número múltiplo de unidades de alimentação de ar. O elemento de aquecimento pode ser disposto ao longo de uma superfície interior da câmara do forno junto do material de isolamento. O elemento de aquecimento pode ser disposto em toda a superfície da parede, superfície do fundo ou superfície do teto no interior do forno.

[0007] A US 2013/0146580 A1 apresenta um número múltiplo de elementos de aquecimento que em relação a uma fonte de energia estão ligados em série entre si, sendo que a fonte de energia pode ser comutada de forma que os diversos elementos de aquecimento sejam ligados sucessivamente à fonte de energia.

[0008] Da WO 2012/057829 é conhecido um processo de sinterização rápido de materiais cerâmicos. Numa primeira forma de execução, um tubo de cobre arrefecido por água forma uma bobina que está ligada a uma fonte de alimentação de alta frequência.

[0009] A bobina envolve um radiador térmico denominado susceptor dentro do qual se encontra o material a sinterizar.

[00010] O susceptor é aquecido, sendo que o susceptor aquecido na sua qualidade de radiador térmico transmite o calor ao material a sinterizar.

[00011] Numa segunda forma de execução, a bobina é ligada a uma fonte de alimentação elétrica de alta frequência com frequência e potência suficientes, a fim de criar um plasma que então irá aquecer o material.

[00012] No entanto, uma desvantagem do pré-aquecimento e do carregamento seguinte reside no facto de o forno, sobretudo o isolamento e os elementos de aquecimento deste, estar sujeito a uma elevada oscilação térmica resultando daí uma redução da vida útil do equipamento.

[00013] Por isso, a invenção aqui apresentada tem por objetivo apresentar um forno de sinterização que permite um tempo de confecção curto, sem necessidade de pré-aquecimento do forno de sinterização e/ou sequências de carregamento especiais.

APRESENTAÇÃO DA INVENÇÃO

[00014] Este objetivo é atingido por um forno de sinterização para componentes de um material de sinterização, especialmente para componentes dentários e especialmente para componentes de cerâmica, que inclui uma câmara de forno que apresenta um volume de câmara e uma superfície interior da câmara e dentro da qual se encontra um dispositivo de aquecimento, um espaço de recepção e uma área útil. O espaço de recepção ocupa um volume bruto localizado no volume da câmara e limitado pelo dispositivo de aquecimento.

[00015] A área útil apresenta um volume útil e encontra-se no espaço de recepção. Além disso, a câmara do forno apresenta um emparedamento constituído por várias paredes, com pelo menos uma secção de parede com possibilidade de abertura para a introdução de um componente a sinterizar no espaço de recepção. O dispositivo de aquecimento na câmara do forno apresenta pelo menos um radiador térmico com um campo de radiação disposto em pelo menos um lado do espaço de recepção e em cujo campo de radiação se encontra pelo menos o volume útil da área útil. A distância máxima possível do componente a sinterizar em relação ao radiador corresponde, no máximo, à segunda maior dimensão do volume útil máximo.

[00016] O radiador térmico apresenta uma resistência específica de 0,1 Qmm2/m a 1000000 Qmm2/m e possui uma superfície total que no máximo corresponde a 3 vezes e no mínimo a 1,0 vezes a superfície interior da câmara.

[00017] A câmara do forno, designada também de câmara de combustão, forma a parte que recebe e aquece o componente a sinterizar, constituindo, portanto, o núcleo do forno de sinterização. O volume total cercado pela câmara do forno é designado de volume de câmara. O espaço livre que permanece entre o dispositivo de aquecimento existente na câmara do forno pode receber o componente a sinterizar chamando-se, por isso, espaço de recepção. O volume do espaço de recepção resulta essencialmente da largura e da altura que sobra entre o dispositivo de aquecimento e, eventualmente, as paredes da câmara chamando-se, por isso, volume bruto.

[00018] Como área útil é designada a área do forno de sinterização onde é atingida a temperatura necessária ou desejada para o processo de sinterização, com a ajuda de um dispositivo de aquecimento. Deste modo, a área útil é a área onde o campo de radiação criado pelo radiador térmico apresenta a intensidade e/ou homogeneidade necessária para o processo de sinterização e onde o componente é posicionado para a sinterização. O componente apresenta um determinado volume de objeto. Esta área útil resulta assim essencialmente do campo de radiação ou da disposição do dispositivo de aquecimento e da sua característica de radiação e pode ser menor que o volume bruto. Para que o processo de sinterização seja bem- sucedido, o volume do objeto a sinterizar deve apresentar no máximo o tamanho do volume útil. Por outro lado, para conseguir um processo de sinterização eficaz e rápido, o tamanho do volume útil deve apresentar no máximo o tamanho de uma estimativa superior do volume do objeto a sinterizar.

[00019] A superfície total do radiador térmico é constituída pela superfície virada para o volume útil, ou seja, um lado interior, e também pela superfície virada para a parede da câmara do forno, ou seja, um lado exterior, bem como pelas superfícies para a ligação do lado interior e do lado exterior. Em caso de um radiador térmico em forma de um anel, a superfície total é composta pelas superfícies circunferenciais interior e exterior e os dois lados frontais. Em caso de um radiador térmico em forma de um cilindro oco fechado, a superfície total é formada pelas superfícies exterior e interior.

[00020] A superfície interior da câmara é determinada pelas paredes da câmara do forno. Numa câmara de forno cilíndrica existe o fundo, a tampa e a superfície circunferencial que em conjunto formam a superfície interior da câmara. Numa câmara de forno em forma de paralelepípedo, são as seis paredes laterais que formam a superfície interior da câmara.

[00021] Num aperfeiçoamento vantajoso é disponibilizado um forno para um radiador térmico com uma superfície total que corresponde a 1,0 a 3 vezes a superfície interior da câmara e que permite um aquecimento suficientemente rápido do componente. Especialmente vantajoso revelou-se uma relação superior a 1,3, uma vez que aqui é conseguido um aquecimento bem suficiente apesar de o radiador térmico cobrir a câmara do forno apenas em parte.

[00022] Quando se pretende utilizar o forno para a sinterização ou para o aquecimento de objetos de tamanhos diferentes, por exemplo, para a sinterização de coroas dentárias individuais ou também de pontes, pode ser vantajoso conceber o radiador térmico do dispositivo de aquecimento de forma móvel, de modo que o tamanho do espaço de recepção, ou seja, o volume bruto, bem como sobretudo o tamanho da área útil, ou seja, o volume útil, possam ser ajustados ao tamanho do objeto.

[00023] Mas o volume útil também pode ser reduzido pela diminuição da área útil e ajustado ao tamanho do objeto. Por exemplo, com um inserto de porta isolador pode ser bloqueada uma parte do espaço de recepção.

[00024] Com um bom aproveitamento do volume bruto, ou seja, um volume útil grande em comparação com o volume bruto, o volume a aquecer durante o processo de sinterização pode ser mantido pequeno, o que permite um aquecimento rápido e, sobretudo, torna o processo de pré- aquecimento desnecessário.

[00025] Os objetos dentários apresentam tipicamente tamanhos de apenas poucos milímetros a centímetros, por forma a que um volume útil na área dos centímetros é tipicamente suficiente. Por exemplo, para restaurações de dentes individuais, tais como coroas ou capas, um volume útil de 20x20x20 mm3 pode ser o suficiente. Para objetos dentários maiores como pontes, um volume útil de 20x20x40 mm3 pode ser o suficiente. Assim, a distância máxima possível do componente a sinterizar em relação ao radiador num forno de sinterização dentário pode ser assegurada ou limitada, por exemplo, a 20 mm.

[00026] Favoravelmente, a relação entre o volume útil e o volume da câmara do forno é de 1:50 a 1:1 enquanto entre o volume útil e o volume bruto do espaço de recepção a relação é de 1:20 a 1:1.

[00027] Favoravelmente, o volume da câmara do forno de sinterização situa-se entre os 50 cm3 e os 200 cm3.

[00028] É vantajoso a superfície total máxima do radiador e, por conseguinte, do dispositivo de aquecimento se situar em aproximadamente 400 cm2.

[00029] Quanto menor for o volume e quanto menor for a massa total que tem de ser aquecida, mais rapidamente pode ser atingida uma temperatura desejada na câmara do forno ou na área útil, e o processo de sinterização pode ser realizado com êxito. Por exemplo, o volume da câmara do forno pode ser de 60x60x45 mm3 e o volume bruto ainda pode ser de 25x35x60 mm3. Estes dados significam que as dimensões do respetivo volume são de 60 mm x 60 mm x 45 mm ou de 25 mm x 35 mm x 60 mm.

[00030] Vantajosamente, o volume do objeto não deve ultrapassar 20 x 20 x 40 mm3. Nesse caso, as dimensões são de 20 mm x 20 mm x 40 mm.

[00031] O volume útil para o componente a sinterizar em relação ao volume de objeto do componente a sinterizar pode apresentar uma relação de 1500:1 a 1:1.

[00032] Quanto menor for a diferença entre o volume útil da área útil e o volume de objeto do componente a sinterizar, maior é a eficiência energética e mais rápido se torna o processo de sinterização do componente. Com este forno de sinterização e graças ao dimensionamento ideal para um consumo energético máximo de 1,5 kW pode ser conseguida uma temperatura de aquecimento de pelo menos 1100°C num espaço de 5 minutos.

[00033] Vantajosamente, o elemento de aquecimento ou o radiador térmico podem ser aquecidos de forma resistiva ou indutiva.

[00034] Os elementos de aquecimento indutivos ou elementos de aquecimento ôhmico representam variantes de execução para um elemento de aquecimento em forma de um radiador térmico de um forno de sinterização.

[00035] Favoravelmente, o radiador térmico do dispositivo de aquecimento é constituído por grafite, MoSi2, SiC ou carbono vítreo, uma vez que estes materiais apresentam uma resistência específica que se situa na faixa entre 0,1 Qmm2/m e 1000000 Qmm2/m.

[00036] Vantajosamente, o emparedamento apresenta uma parede interior da câmara que não deixa passar e/ou devolve o campo de radiação, que está equipada com uma camada refletora ou é concebida como refletor.

[00037] Graças a um revestimento refletor, a intensidade do campo de radiação do radiador térmico pode ser aumentada na área útil, ou seja, dentro do volume útil. Se o radiador térmico se encontrar apenas num dos lados do espaço de recepção, é possível conseguir através de um revestimento refletor no lado oposto ou de um refletor colocado no lado oposto, um campo de radiação mais homogéneo e/ou com maior intensidade na área útil.

[00038] Vantajosamente, o dispositivo de aquecimento apresenta um elemento de aquecimento como radiador térmico com uma taxa de aquecimento na área útil de pelo menos 200 K/min a 20°C.

[00039] Vantajosamente, o volume útil é de 20x20x40 mm3, no máximo, e as dimensões do volume útil são de 20 mm x 20 mm x 40 mm, no máximo.

[00040] De acordo com um aperfeiçoamento, o radiador térmico pode ser concebido como cadinho.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

[00041] A invenção é explicada com a ajuda do desenho. Eles mostram: Figura 1 uma parte de um forno de sinterização segundo a invenção, para componentes de um material de sinterização, nomeadamente, para componentes dentários; Figuras 2A, B um dispositivo de aquecimento indutivo com um radiador térmico constituído por cadinho e bobina; Figura 3 um radiador térmico indutivo em forma de placa com bobina integrada; Figuras 4A, B sistemas de aquecimento resistivos com um radiador térmico constituído por elementos de aquecimento em forma de barras; Fig. 5 uma espiral de aquecimento como elemento de aquecimento ôhmico; Figura um radiador térmico constituído por uma espiral de aquecimento e um refletor; Figura 7 um radiador térmico constituído por elementos de aquecimento em forma de U; Figura 8 um radiador térmico constituído por elementos de aquecimento planos; Figuras 9-16 diversas concepções do radiador térmico e do volume útil na câmara do forno.

Exemplo de execução

[00042] A Figura 1 mostra uma parte de um forno de sinterização 1 que apresenta uma câmara de forno 2 com um volume de câmara VK, cujas paredes 3 estão equipadas com um isolamento 4 para proteger o ambiente da câmara quente do forno 2. O volume da câmara VK situa-se entre os 50 cm3 e os 200 cm3. Para o aquecimento da câmara do forno 2 encontra-se na câmara do forno 2 um dispositivo de aquecimento 5 com dois radiadores térmicos 6. A câmara do forno 2 apresenta uma secção de parede 7 com possibilidade de abertura, para a introdução de um componente 15 a sinterizar na câmara do forno 2 que aqui é a secção inferior da parede, ou seja, o fundo da câmara do forno 2. O componente a sinterizar 15 apresenta um volume mínimo de 10x10x10 mm3. O tamanho máximo do componente 15 é de 20x20x40 mm3.

[00043] O fundo 7 também apresenta um isolamento 4 em cima do qual se encontra uma base 8 para os componentes 15 a sinterizar, dando-se a esta também o nome de suporte 8. Como suporte 8 podem ser usados também grampos ou um cadinho ou pinos verticais de cerâmica ou de um metal refratário sobre os quais é depositado o componente 15.

[00044] Graças ao dispositivo de aquecimento 5 ou ao radiador térmico 6 que na Figura 1 se encontra, a título de exemplo, em dois lados da câmara do forno 2, resulta dentro da câmara do forno 2, e comparado com o volume da câmara VK, um volume livre mais reduzido, que na Figura 1 é indicado por uma linha tracejada e designado por volume bruto VB. O espaço que ocupa este volume bruto VB é o espaço de recepção 9 no qual pode ser introduzido um objeto 15 a sinterizar. O dispositivo de aquecimento 5 apresenta uma superfície total que no máximo corresponde a 2,5 vezes a superfície interior da câmara OK. A superfície total do dispositivo de aquecimento 5 não ultrapassa os 400 cm2. O material do dispositivo de aquecimento 5 apresenta uma resistência específica que se situa entre 0,1 Qmm2/m e 1000000 Qmm2/m, sendo que o dispositivo de aquecimento 5 pode ser constituído, por exemplo, por grafite, MoSi2, SiC ou carbono vítreo.

[00045] Com o radiador térmico 6 do dispositivo de aquecimento 5 é conseguido um aquecimento do espaço de recepção 9, sendo que pelo menos uma parte do volume bruto VB do espaço de recepção 9 é aquecido suficientemente bem e uniforme. Esta área é designada por área útil 10 e o volume é designado por volume útil VN. Na Figura 1, a área útil 10 é representada esquematicamente por uma linha de traços e pontos, e uma segunda maior dimensão da área útil 10 é indicada com Dy. O tamanho e a posição da área útil 10 são determinados essencialmente pela característica de radiação, ou seja, o campo de radiação 13, e a disposição dos radiadores 6, sendo que a disposição dos radiadores 6 em pelo menos um dos lados do espaço de recepção 9 garante que a área útil 10 se situa dentro do espaço de recepção 9.

[00046] O aquecimento do objeto 15 a sinterizar pode ser realizado de forma resistiva ou indutiva. Nas Figuras 2A e 2B é representado, por exemplo, um radiador térmico 6 com aquecimento indutivo como dispositivo de aquecimento 5. O radiador térmico 6 é concebido como cadinho 11, por exemplo, de grafite, MoSi2, SiC ou carbono vítreo, com pelo menos uma bobina 12 circundante para o aquecimento indutivo, sendo que a radiação do cadinho 11, ou seja, a radiação térmica 13, é indicada por setas. Neste exemplo, o espaço de recepção 9 é formado pelo espaço interior do cadinho. A área útil 10 também se situa no espaço interior do cadinho 11, sendo que a relação entre o volume útil VN da área útil 10 e o volume bruto VB do espaço de recepção 9 é de 1:1.

[00047] Embora não representada na Figura 2A pode ser prevista uma retorta, por exemplo, uma campânula de vidro que se encontra dentro do cadinho e envolve o componente 15.

[00048] O componente 15 a sinterizar é colocado no espaço interior do cadinho 11, no espaço de recepção 9 que corresponde à área útil 13. A distância entre o objeto e o radiador térmico 6, aqui o cadinho 11, é indicado com d.

[00049] A Figura 3 mostra um radiador térmico 6 constituído por dois elementos em forma de placa que é aquecido através de bobinas integradas 12. O espaço de recepção 9 encontra-se entre os dois elementos em forma de placa. Na Figura 3 está representado por linhas também o campo de radiação 13 do radiador térmico 6. Daí resulta uma área útil 10 localizada no espaço de recepção 9 que cobre uma área tanto quanto possível homogénea do campo de radiação 13 com alta intensidade.

[00050] Os radiadores térmicos 6 representados nas Figuras 4A e 4B são constituídos por três ou quatro elementos de aquecimento ôhmico em forma de barra 14.

[00051] Outras variantes de radiadores térmicos 6 resistivos e disposições são representadas nas Figuras 5 a 8. O radiador térmico 6 mostrado na Figura 5 é concebido como espiral de aquecimento 16 sendo que o espaço de recepção 9 e a área útil 10 são concebidos de forma cilíndrica e dentro da espiral de aquecimento. Na Figura 6 o radiador térmico 6 é uma combinação entre um radiador de aquecimento, aqui uma espiral de aquecimento 16, e um refletor 17, sendo que o espaço de recepção 9 e a área útil 10 se encontram entre a espiral de aquecimento 16 e o refletor 17. A Figura 7 mostra um radiador térmico constituído por dois elementos de aquecimento 18 em forma de U, com um espaço de recepção 9 disposto entre os dois elementos de aquecimento em forma de U 18. Na Figura 8 é representado um radiador térmico 6 de dois elementos de aquecimento planos 19.

[00052] Estes apresentam tipicamente uma radiação superficial fazendo com que a área útil ocupe uma parte especialmente grande do espaço de recepção 9 situado entre os elementos de aquecimento planos 19.

[00053] Com o forno de sinterização 1 segundo a invenção e com um consumo energético máximo de 1,5 kW pode ser conseguida uma temperatura de aquecimento de pelo menos 1100°C num espaço de 5 minutos.

[00054] A relação entre a superfície do radiador e a superfície interior da câmara é indicada com 2,5 no máximo. Na indicação deste valor, partiuse do pressuposto de a superfície interior da câmara corresponder à superfície do volume útil. Para as considerações acerca da relação máxima, serviu de base um radiador térmico anelar, como o que é formado pela superfície circunferencial do cadinho da Figura 2A.

[00055] Com os radiadores térmicos em forma de barra como forma de execução, mais ou menos de acordo com os das Figuras 4a,4b,7, a superfície destes radiadores térmicos pode ser inferior à superfície da câmara do forno ou à superfície do volume útil. Em caso de uma estrutura de forno com elementos em forma de barra como radiadores térmicos, a superfície interior da câmara é claramente superior ao volume útil resultando daí que as relações de superfície se aproximam do zero. Se, em vez disso, for escolhida a superfície do volume útil, chega-se a uma relação mínima apropriada entre a superfície do radiador e a superfície do volume útil de 0,4.

[00056] O volume útil é definido como limite dentro do qual um processo de combustão seguro é possível. Apresenta dimensões geométricas que podem ser indicadas, por exemplo, através do comprimento, da largura e da altura (c x l x a). Se o tamanho do volume útil for aumentado, a relação indicada com a superfície total do radiador térmico torna-se menor. No entanto, este tipo de forno pode trabalhar de forma permanente apenas com uma potência mais reduzida.

[00057] Também é pensável que as medidas do radiador térmico sobressaem dos limites da câmara do forno, por exemplo, para ultrapassar a relação de 2,5. Com um limite superior da relação de 3 é indicada aqui uma compensação suficiente entre o esforço económico técnico adicional e a vantagem da invenção. O limite inferior de 1 estabelece o limite da invenção a nível de potência em comparação com fornos com radiadores térmicos mais pequenos.

[00058] As Figuras 9-16 mostram diversas concepções do radiador térmico e do volume útil na câmara do forno. Assim, a Figura 9 mostra uma estrutura esquemática de um forno 21 com uma câmara de forno 22 que em baixo está limitada, pelo menos em parte, por uma porta-pedra interior e uma porta-pedra exterior 23, 24, designadas também por portas-pedra superior e inferior. Lateralmente, a porta-pedra está cercada pela secção de parede inferior da câmara do forno, que neste caso é constituída por várias partes, ou seja, por três camadas.

[00059] Na secção de parede inferior 25, na câmara do forno 22, encontra-se um radiador térmico anelar 26 que, por sua vez, está cercado por uma secção de parede anelar 27 isoladora. Por razões de melhor clareza, as bobinas situadas mais no exterior e destinadas ao aquecimento indutivo do radiador térmico 26 não estão representadas.

[00060] Por cima da secção de parede anelar 27, a câmara do forno 22 é limitada pela secção de parede superior 28 que tal como a secção de parede inferior 25 é concebida com várias camadas. Através da secção de parede superior 28 um elemento térmico 29 sobressai para a câmara do forno 22 e penetra também um pouco no espaço interior 30 cercado pelo radiador térmico 26, limitando assim um volume útil 31 localizado no espaço interior 30, uma vez que o componente que aqui não é representado e que se encontra em cima da porta-pedra 23 não pode entrar em contato com o elemento térmico 30.

[00061] A superfície da câmara do forno 22 é formada aqui pela superfície da secção de parede 27 virada para a câmara do forno e pelo lado superior da porta-pedra 23 e o lado inferior da secção de parede superior 28. O espaço anelar à volta do elemento térmico bem como fendas entre o primeiro elemento de porta e o elemento de parede inferior são desprezados.

[00062] Na Figura 10A é representada em detalhe a disposição da área útil 31 limitada em relação ao radiador 26 da Figura 9, a fim de confrontá-la com uma área útil 31 representada na Figura 10B. A relação entre a superfície total do radiador térmico e a câmara do forno não se altera, mesmo quando a relação entre a superfície total do radiador térmico e a superfície do volume útil da Figura 10A for reduzida conforme a Figura 10B.

[00063] Na Figura 11 é mostrado um radiador térmico 26 que apresenta adicionalmente um fundo 32 e uma tampa 33, fazendo com que a superfície total do radiador térmico 26 aumenta em relação à superfície total do radiador térmico 26 da Figura 9. O volume útil 31 corresponde ao da Figura 10B.

[00064] Na Figura 12 o volume útil 31 é reduzido por secções de parede isoladoras 34, 35 enquanto o radiador térmico se mantém inalterado em comparação com as Figuras 9 e 10A, 10B. Deste modo é reduzida também a superfície da câmara do forno, e a relação entre a superfície total do radiador térmico e a câmara do forno torna-se maior.

[00065] Na Figura 13 é mostrado um forno 41 com uma câmara de forno 42 que ultrapassa o espaço interior 31 do radiador térmico 43 em cima e em baixo continuando para as secções de parede superior e inferior 28, 25, por forma a aumentar a área útil. Deste modo é reduzida a relação entre a superfície total do radiador térmico e a câmara do forno.

[00066] Na Figura 14 a área útil ainda é mais reduzida em comparação com a área útil da Figura 13, na medida em que as secções de parede superior e inferior 28’, 25’ já não apresentam o mesmo diâmetro interior que o radiador térmico 43. A superfície total do radiador térmico mantém-se igual, mas a superfície da câmara do forno fica mais reduzida em comparação com a da Figura 13.

[00067] Na Figura 15 encontram-se, dentro de uma câmara de forno 51 predefinida, vários radiadores térmicos cilíndricos 52, representados são aqui 4 radiadores térmicos, dispostos a pares e com uma determinada distância entre si que entram no plano do desenho. Entre um par de radiadores encontra-se a área útil. A relação entre a superfície total dos radiadores térmicos 52 e a superfície da câmara do forno 51 é mais reduzida, comparado com a disposição das Figuras 9-14.

[00068] Isto também se aplica quando numa câmara de forno 61 se usam elementos de aquecimento superficiais 62 alongados em vez de radiadores térmicos cilíndricos, conforme representado na Figura 16.

[00069] Nos radiadores térmicos das Figuras 15 e 16 poderá tratar- se também de radiadores resistivos que aquecem devido à resistência elétrica ao passar uma corrente elétrica.

Claims

1. Forno de sinterização (1) para componentes (15) de um material de sinterização, especialmente para componentes dentários e especialmente para componentes (16) de cerâmica, compreendendo uma câmara de forno (2) com um volume de câmara (VK) e uma superfície interior da câmara (OK), sendo que na câmara do forno (2) são dispostos um dispositivo de aquecimento (5), um espaço de recepção (9) com um volume bruto (VB) localizado no volume da câmara (VK) e limitado pelo dispositivo de aquecimento (5), e uma área útil (10) com um volume útil (VN) localizado no volume bruto (VB) e sendo que a câmara do forno (2) apresenta um emparedamento (3) constituído por várias paredes, com pelo menos uma secção de parede (7) com possibilidade de abertura para a introdução de um componente (15) a sinterizar no espaço de recepção (9), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento (5) na câmara do forno (2) incluir pelo menos um radiador térmico (6) que apresenta uma resistência específica de 0,1 Qmm2/m a 1000000 Qmm2/m e possui uma superfície total que no máximo corresponde a 3 vezes e no mínimo a 1,0 vezes a superfície interior da câmara (OK).

2. Forno de sinterização (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume da câmara (VK) do forno de sinterização (1) se situar entre 50 cm3 e 200 cm3.

3. Forno de sinterização (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície total máxima do radiador térmico (6) se situar em aproximadamente 400 cm2.

4. Forno de sinterização (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume de objeto (VO) é no máximo 20 x 20 x 40 mm3.

5. Forno de sinterização (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o radiador térmico (6) poder ser aquecido de forma resistiva ou indutiva.

6. Forno de sinterização (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento (5) ser constituído por grafite, MoSi2, SiC ou carbono vítreo.

7. Forno de sinterização (1) de acordo com uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o emparedamento apresentar uma parede interior da câmara impermeável a e/ou devolve o campo de radiação (13), que está equipada com uma camada refletora ou é concebida como refletor.

8. Forno de sinterização (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o radiador térmico (6) do dispositivo de aquecimento (5) apresentar uma taxa de aquecimento na área útil de pelo menos 200 K/min a 20°C.

9. Forno de sinterização (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o volume útil (VN) ser de, no máximo, 20x20x40 mm3, e as dimensões do volume útil (VN) serem de, no máximo, 20 mm x 20 mm x 40 mm.

10. Forno de sinterização (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o radiador térmico ser concebido como cadinho (11).