CN108700379B - 用于对牙用替换部件进行热处理的感应炉和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对牙用替换部件（7）进行热处理的感应炉（1），其包括感应线圈（2）、辐射加热器（3）、绝缘层（4）和炉腔（5）。所述感应炉（1）具有具液体冷却系统的冷却系统（17），以便控制所述炉腔的内部温度。

Description

用于对牙用替换部件进行热处理的感应炉和方法
技术领域
本发明涉及用于对牙用替换部件进行热处理的感应炉，其包括感应线圈、辐射加热器、绝缘层和炉腔。
背景技术
目前先进技术中已知数种用于对牙用替换部件进行热处理的烧结炉。
DE 10 2014 202 575 A1公开用于牙科领域中的组件的烧结炉，其包括炉腔和加热装置，其中加热装置包括热辐射器。热辐射器可被感应加热，其中环绕的线圈加热呈坩埚形式的热辐射器。
DE 10 2012 213 279 A1公开用于由陶瓷制成的牙用替换部件的烧结炉，其中烧结炉包括可以计算机控制方式操作且能实现装载序列的传动构件。数种温度曲线存储在烧结炉的存储器中，其中取决于牙用替换部件的大小而选择匹配的温度曲线。温度曲线相对于加热速率和保持时间来说是不同的。
DE 10 2006 032 655 A1公开用于牙用替换部件的烧结炉，其中烧结炉包括用于定位牙用替换部件的封闭板，其中用于测量内部温度的测量系统安置于燃烧腔室内。借助于计算机系统以温度相依性方式控制封闭板相对于牙科炉的定位。
DE 10 2013 226 497 A1公开用于规划对牙用替换部件的热处理的方法，其中借助于计算机取决于牙用替换部件的几何参数和材料参数自动地确定用于热处理的特定温度曲线。温度曲线相对于加热阶段期间的加热速率是不同的，相对于保持温度是不同的，相对于保持时间是不同的且相对于冷却阶段期间的冷却速率是不同的。
DE 10 2008 013 555 A1公开用于产生牙用替换部件的烧结炉，其中对牙用替换部件的烧结沿着烧结路径进行。牙用替换部件在沿着烧结路径行进时暴露于不同温度。因此，烧结路径被划分成可被设定到不同温度的个别烧结路径段。借助于滑动件沿着烧结路径移动具有待烧结的牙用替换部件的载体。可针对烧结路径段中的每一个设定不同的温度。因此，可针对不同陶瓷的烧结设定不同的温度曲线。
所述方法和烧结炉的一个缺点在于：由于燃烧腔室的热质量相对较高，在炉门封闭着烧结之后的冷却阶段可能需要很长的时间。结果，烧结过程的整个持续时间被延长。
常规烧结炉的另一缺点在于：尤其在冷却阶段期间，无法足够精确地控制炉腔的内部温度。
因此，本发明的目标为提供能实现具有可控冷却速率的快速冷却阶段的烧结炉和方法。
发明内容
本发明涉及用于对牙用替换部件进行热处理的感应炉，其包括感应线圈、辐射加热器、绝缘层和炉腔。感应炉包括具有液体冷却系统的冷却系统，其中冷却系统冷却感应线圈且因此冷却与感应线圈相邻安置的辐射加热器，从而借助于冷却系统控制炉腔的内部温度。
感应炉被设计成使得可从多种牙用材料烧结牙用替换部件。必需特征为可在炉腔中实现1600℃的内部温度。又一前提条件为炉腔的容积相对较小，以便能够快速加热和快速冷却。
牙用替换部件的材料可为氧化物陶瓷，特定来说为例如二氧化锆的氧化锆或氧化铝，和非贵金属合金，例如CoCrMo合金或其它Co类合金。由半透明氧化锆制成的牙用替换部件可包括饰面。牙用替换部件也可由预着色的半透明氧化锆产生，其中可掺合浅色或深色着色剂。在牙科学中，用于产生牙用替换部件的预着色块体的色彩被细分成若干色彩A1、A2、A3、A4、B2、B3、C2、C3、D3（参见VITA色彩类别）。广泛使用DE10346465A1中所引用的VITA色基（维塔拉明-色标）的色彩。色彩A1、A2和A3为最常用的浅色着色剂。其它色彩更深，且很少用于产生牙用替换部件。这些类型的坯料是以“inCoris TZI C”或“CEREC氧化锆”的名称提供。
待产生的牙用替换部件可例如为用于植入的完整假牙、义齿、框架结构、全牙冠、部分牙冠、由若干整个牙齿或嵌体构成的牙桥。
所述热处理可为对牙用替换部件进行烧结、结晶化或上釉或结晶化与上釉的组合以及烧结与上釉的组合。
在烧结时，从例如氧化锆和二氧化铝的氧化物陶瓷和例如CoCr合金的非贵金属合金完整地烧结牙用替换部件。在加热阶段内，以特定加热速率将牙用替换部件加热到保持温度。接着历时设定的保持时间维持可高达1600℃的此保持温度，所述保持时间可例如介于5分钟与40分钟之间。在又一步骤中，以特定冷却速率且在门封闭的情况下进行冷却阶段，其中冷却速率可介于30℃/分钟与300℃/分钟之间。在门封闭的情况下继续所述冷却阶段，直到到达设定的打开温度为止，其中在到达打开温度时打开炉门，且空气可从外面流入炉腔。对于例如具有类别A1、A2或A3的浅色着色剂的氧化锆，打开温度可高达1300℃，且对于具有更深着色剂的氧化锆，打开温度可高达1100℃。用于氧化锆的打开温度也可设定为700℃，因为氧化锆的扩散开放性在此温度下急剧降低。在高于700℃的温度下，氧化锆的扩散开放性较高，从而使得例如氧的空气分子可与氧化锆发生反应。此反应通常会导致牙用替换部件的着色比预期浅。
尤其在具有二硅酸锂材料系统的玻璃陶瓷的情况下，会发生结晶化。
在烧结之后，可通过其它烧制过程镶饰或上釉所有金属和陶瓷类材料。在同一炉过程中烧制的上色也可连同上釉一起作为所谓的表面加工进行。此外，玻璃陶瓷具有可在同一烧制过程中结晶化、上色和上釉的优势。
交流电流过感应线圈，从而使得在感应线圈的内部建立交变磁场。结果，安置于感应线圈内且形成炉腔的内壁的导电式辐射加热器得到加热。因此，炉腔内的内部温度上升，且定位在炉腔内部的牙用替换部件得到加热。感应线圈具备液体冷却系统，其中水可用作冷却液。
此感应炉相比于常规烧结炉的一个优势在于：通过控制交变磁场，可以更高的加热速率或更高的冷却速率更精确且尤其是更快速地控制辐射加热器的温度，且因此控制炉腔的内部温度。
此感应炉的另一优势在于：可通过使用液体冷却系统冷却感应线圈，且因此冷却安置于感应线圈内的辐射加热器。因此，尤其在冷却阶段期间，可借助于液体冷却系统控制炉腔内的内部温度。在冷却阶段中，可完全断开交流电，且液体冷却系统可以高性能运行，从而使得可实现对炉腔的内部温度的最大冷却。
感应线圈可有利地以交流电进行操作，且辐射加热器可由感应线圈的交变磁场加热。
相比于具有电热丝的烧结炉，使用感应线圈能增大反应时间。
这是因为同时形成炉腔内壁的辐射加热器由磁性交流电直接加热。
辐射加热器可有利地形成炉腔的内壁，其中待处理的牙用替换部件布置在炉腔内。
结果，导电式辐射加热器由交变磁场直接加热，从而使得炉腔的内部温度和牙用替换部件可被快速加热到所要温度。
辐射加热器可有利地形成为圆柱形形状，其中辐射加热器的直径至多为90 mm且辐射加热器的高度至多为50 mm。
由于炉腔的容积相对较小，感应炉的热质量相对较低，从而使得相比于常规烧结炉，通过使用液体冷却系统可极快速地冷却炉腔。但是，炉腔的容积被尺寸设定成使得可烧结例如由若干牙齿构成的牙桥的甚至较大牙用替换部件。
辐射加热器可有利地由导电非氧化物陶瓷或二硅化钼产生。
辐射加热器可由例如碳化硅的导电非氧化物陶瓷或二硅化钼产生。碳化硅的优势在于即使此材料是导电的，其仍具有2730℃的熔融温度。因此，结果可实现所需内部温度。二硅化钼是来自熔点介于1870与2030℃之间的硅化物组的金属间钼化合物。
冷却系统可有利地包括风扇、辐射器和泵，其中感应线圈由冷却液流过的中空金属管形成，其中由泵在冷却回路中移动冷却液，其中由主动式风扇用冷空气冷却辐射器以便冷却所述冷却液。
感应线圈可由例如铜合金的中空金属管产生。在冷却阶段中，在交流电断开时，冷却系统可因此以高性能进行操作。主动式风扇朝向辐射器鼓吹冷空气，这继而冷却例如水的冷却液。接着借助于泵在冷却回路中移动冷却液，且所述冷却液冷却感应线圈。
感应炉可有利地包括对冷却系统的冷却控制，其中获取炉腔的内部温度的温度传感器安置于炉腔内，其中所述冷却控制以某种方式控制风扇和泵，使得能控制感应线圈的温度，且因此控制炉腔内的内部温度。
温度传感器可为例如设计用于至多1700℃或更高的高温的热电偶。温度传感器安置于例如炉腔的上部内壁上。因此可借助于计算机进行冷却控制，其中借助于温度传感器获取内部温度，并控制风扇和泵以用于进行冷却，且将特定交流电施加到感应线圈以用于加热。因此可借助于冷却控制在任何时间全自动地实现炉腔内的所要内部温度。
绝缘层可有利地安置于辐射加热器与感应线圈之间，其中绝缘层具有至多5 mm的厚度。
在炉腔受到加热时，绝缘层防止发生热损耗。然而，绝缘层被配置成较薄且以某种方式安置，使得在冷却感应线圈时也冷却辐射加热器。绝缘层也防止由铜合金构成的感应线圈因辐射加热器的过高热量而受损。
感应炉可有利地包括炉门，其中炉门具有上面定位有待处理的牙用替换部件的支撑表面，其中在炉门封闭时，支撑表面形成炉腔的下部内表面。
炉门可因此具有具支撑表面的上部门石，在所述支撑表面上面定位有牙用替换部件。此外，烧结炉可包括允许相对于辐射加热器调整炉门的传动构件。可因此借助于计算机打开和封闭炉门来控制感应炉。因此，在烧结之前，在第一步骤中，将牙用替换部件定位在支撑表面上。在第二步骤中，封闭炉门，其中使用传动构件以计算机辅助方式将上部门石移动到炉腔中。在烧结过程之后，在下一步骤中，通过将具有支撑表面的上部门石移出炉腔来打开炉门。炉腔可具有例如圆柱形形状，其中炉腔的侧表面由辐射加热器形成，其中炉腔的上部表面由绝缘层覆盖，其中炉腔的下部内表面大体上由炉门的支撑表面形成。也存在安置于辐射加热器与感应线圈之间的绝缘层。
本发明进一步涉及用于使用感应炉进行热处理的方法，其中冷却系统冷却感应线圈和与感应线圈相邻安置的辐射加热器，从而借助于冷却系统控制炉腔的内部温度。
所述方法使得有可能使用上文所描述的感应炉进行热处理。
此方法的一个优势在于：可使用冷却系统精确地控制炉腔的内部温度。相比于具有加热线圈的烧结炉，辐射加热器的低热质量使得有可能快速冷却内部温度。
通过此类加热速率和冷却速率能实现极快的烧结过程。相对比地，在具有螺旋形或U形电阻加热元件的常规烧结炉中，在炉门封闭时能实现每分钟小于20℃的冷却速率。因此，从1600℃到800℃的冷却阶段可花费50分钟。在用本发明感应炉的本发明方法中，此冷却阶段的花费时间介于4分钟与15分钟之间。尤其对于具有较大体积的牙用替换部件来说，过高的加热速率或冷却速率可引发热应力，且因此在牙用替换部件中产生裂痕。出于此原因，必需使用冷却系统精确地控制加热速率或冷却速率。
本发明方法的另一优势在于：炉门在冷却阶段期间保持封闭，从而使得新鲜空气不可从外面进入炉腔。这样能防止冷空气从外面过快地冷却被加热的牙用替换部件，过快冷却会导致不当的变色，例如绿色。这是因为氧化锆在高于700℃的温度下展现增大的扩散开放性，且因此增大与空气的氧分子的反应性。
可有利地借助于对冷却系统的冷却控制来以某种方式控制炉腔的内部温度，使得在炉门封闭时的加热阶段中，炉腔的内部温度以介于30℃/分钟与300℃/分钟之间的设定加热速率增大，或在炉门封闭时的冷却阶段中，炉腔的内部温度以介于30℃/分钟与200℃/分钟之间的设定冷却速率降低。
热处理可有利地为烧结，其中取决于待烧结的牙用替换部件的几何参数而设定冷却阶段的冷却速率，其中用于例如单个牙齿的牙冠的较小牙用替换部件的冷却速率介于100与200℃/分钟之间，其中用于例如由至少三个牙齿构成的多部件牙桥的较大牙用替换部件的冷却速率介于30与60℃/分钟之间。
待烧结的牙用替换部件的几何参数例如为最大侧壁厚度、最大咬合壁厚度、最大咬合壁厚度与最大侧壁厚度的比率、牙用替换部件的最大横截面、牙用替换部件的总体积、牙用替换部件的最大总长度和/或牙用替换部件的最大横断面改变。在使用CAD/CAM方法时，从牙用替换部件的规划能知道这些几何参数，或可借助于计算机自动地确定所述几何参数。
最大侧壁厚度是指牙用替换部件例如在门牙的唇面或后牙的颊面上的侧壁厚度。最大咬合壁厚度是指牙用替换部件的咬合面的壁厚度。牙用替换部件的最大横截面是指垂直于牙用替换部件的牙轴的横截面。
因此基于几何参数确定并不在牙用替换部件内引发任何热应力的合适冷却速率。
在又一计算机辅助方法中，借助于搜索算法确定所规划牙用替换部件的体积内的虚拟最大可能球体。所规划牙用替换部件的体积中的此最大可能球体的直径接着用作用于选择或确定用于烧结过程的合适温度曲线的额外几何参数。对于最大可能球体的例如大于4.5 mm的直径，用于氧化锆的加热速率和冷却速率可能不超过80℃/分钟。这是因为更高的加热速率会引发热应力，且因此在牙用替换部件中产生裂痕。对于最大可能球体的例如小于3 mm的直径，加热速率可高达200℃/分钟。
可有利地借助于计算机使用牙用替换部件的已知几何参数和牙用替换部件的所要色彩来自动地确定合适的温度曲线，或可从来自数据库的广泛范围的温度曲线选择合适的温度曲线，其中温度曲线包括具有特定加热速率的加热阶段、具有特定保持温度的保持阶段、在炉门封闭时具有特定冷却速率的第一冷却阶段和在炉门打开时的第二冷却阶段，由炉门的打开温度确定第二冷却阶段的开始，其中使用牙用替换部件的已知几何参数导出合适的加热速率或冷却速率，且相应地控制对冷却系统的冷却控制，以便实现所要的加热速率或冷却速率。
因此取决于牙用替换部件的已知几何参数和所要色彩来确定或选择合适的温度曲线。加热速率和冷却速率的高度随牙用替换部件的几何参数而变。打开温度的高度对牙用替换部件的色彩具有影响。在氧化锆的情况下，过高的打开温度会导致氧化锆与空气的氧分子发生反应，由此使牙用替换部件的色彩比所规划浅。
因此通过使用冷却控制来实现所要的冷却速率。为冷却炉腔，断开感应线圈的交流电并接通液体冷却系统的风扇和泵。为加热炉腔，接通感应线圈的交流电并断开或调低液体冷却系统的风扇和泵。
可有利地在设定的打开温度下打开炉门，其中取决于牙用替换部件的所要色彩而设定打开温度。
这样能确保直到到达打开温度为止，能以设定的冷却速率以受控方式冷却牙用替换部件，以实现牙用替换部件的所要色彩。在打开炉门之后，接着通过流入冷空气极快地冷却牙用替换部件。
牙用替换部件可有利地由具有着色剂的预着色氧化锆构成，其中在设定的打开温度下打开炉门，其中用于具有浅色着色剂的氧化锆的打开温度至多为1300℃，其中用于具有深色着色剂的氧化锆的打开温度至多为1100℃。
因此，取决于所使用的材料在设定的打开温度下打开炉门。
可有利地在设定的打开温度下自动地打开炉门。
因此借助于计算机自动地打开炉门，其中借助于温度传感器测量内部温度，且一旦到达设定的打开温度，致动传动构件以打开炉门。
在设定的打开温度下可有利地提供指示已到达打开温度的声学或光信号。
因此借助于声学或光学显示构件指示到达打开温度。用户可接着手动地或通过致动炉门的传动构件来打开炉门。
可由用户在规划牙用替换部件期间键入所使用的材料，从而使得由计算机自动地设定适于所使用的材料的打开温度。
用于氧化锆的打开温度也可至多为700℃。这是因为在低于700℃的温度下，氧化锆的扩散开放性较低，从而使得例如氧的空气分子可不再与氧化锆发生反应。结果，在低于700℃时，可以更高冷却速率快得多地冷却由氧化锆制成的牙用替换部件，而不会发生不当的变色，例如绿色。
用作牙用替换部件的烧结材料的经着色氧化锆通常含有由铁氧化物制成的着色剂。烧结材料可另外含有作为烧结助剂的介于0.05与0.35体积百分比之间的氧化铝。在氧化锆的晶格的扩散开放性较高的情况下，氧化锆的晶格中的铁氧化物接着与空气的氧分子发生反应，从而使得可发生铁氧化物的不当变色。铁氧化物的体积分数接着确定烧结材料的色彩。
对牙用替换部件进行的热处理可有利地为烧结、结晶化、上釉、烧结与上釉的组合或结晶化与上釉的组合，其中在炉门封闭时的加热阶段中，炉腔的内部温度以设定的加热速率增大。
结果，在加热阶段期间和冷却阶段期间，特定热处理的所要内部温度可发生变化。
附图说明
参考图式解释本发明。图式示出：
图1是用以说明本发明方法的简图，
图2是温度曲线的数个冷却阶段。
具体实施方式
图1示出用以说明用于使用感应炉1进行热处理的本发明方法的简图，其中感应炉1包括水冷式感应线圈2、辐射加热器3、绝缘层4和炉腔5。感应线圈2是从由铜合金制成的中空管产生，其中感应线圈2布置在辐射加热器3周围。感应线圈2以交流电进行操作，从而使得在感应线圈2内部建立交变磁场6。结果，可由例如非氧化物陶瓷或二硅化钼构成的导电式辐射加热器3得到加热。因此，炉腔5内的内部温度也增大，且在本发明的情况下为由三个牙齿构成的牙桥的牙用替换部件7同样得到加热。在这样做时，牙用替换部件7在炉腔5内布置于支撑表面8上。借助于温度传感器9获取炉腔5的内部温度。支撑表面8是炉门10的上部表面，所述炉门由上部门石11和下部门石12构成。在使用例如电动机的传动构件13的情况下，可如由箭头14所指示般封闭或打开炉门。在打开炉门10时，炉门10相对于炉腔5朝下移动，从而使得新鲜空气可从外面流入且可移除牙用替换部件7。在封闭炉门10时，借助于传动构件13朝上移动炉门10，直到下部门石12接触辐射加热器3为止，由此建立炉腔5的封闭容积。
绝缘层4安置于感应线圈2与辐射加热器3之间。绝缘层4的厚度相对较小且至多为5 mm。这能防止由铜合金构成的感应线圈2过热。然而，绝缘层4同时还较薄，从而使得冷却感应线圈2也会冷却辐射加热器4，由此降低炉腔5的内部温度。辐射加热器3可形成为圆柱形形状，其中辐射加热器3的内径15可例如至多为90 mm，所述内径也是炉腔5的直径。炉腔的高度16可例如至多为50 mm。烧结炉1具有具液体冷却系统的冷却系统17，其中液体冷却系统包括第一风扇18、第二风扇19、辐射器20和水泵21。在热处理的冷却阶段中，在感应线圈2的交流电断开时，冷却系统17可因此以高性能操作。在所述过程中，主动式第一风扇18沿着空气流23朝向第二风扇19鼓吹冷空气22，这同样有助于冷却烧结炉。第二风扇19将冷空气鼓吹通过辐射器20，这继而冷却例如水的冷却液24。接着借助于水泵21在冷却回路25中如箭头所指示般移动冷却液24，且因此所述冷却液冷却感应线圈2。感应线圈2安置在辐射加热器3的附近，从而使得冷却感应线圈2也会冷却辐射加热器3，且因此也降低炉容积5的内部温度。因此，在交流电断开时，感应线圈2充当用于炉腔5的液体冷却系统。
借助于计算机26进行对牙用替换部件7的规划，其中生成牙用替换部件7的3D模型27，其中借助于显示装置28显示3D模型27。取决于所规划牙用替换部件7的几何参数和色彩来指定用于烧结处理的温度曲线29。温度曲线29示出为温度30随时间31而变的曲线图。在第一阶段32中，炉腔5被加热到预干燥温度33。在第二阶段中，历时第一保持时间维持预干燥温度。在第三阶段34中，炉腔5中的温度增大到例如300℃的装载温度。在第四阶段中，炉腔5装载有待烧结的牙用替换部件7，结果温度略微下降。在第五阶段35中，炉腔5中的温度以第二加热速率增大到第二保持温度36。在第六阶段中，以某种方式控制感应线圈2和包括风扇18、19和水泵21的液体冷却系统17，使得历时指定保持时间的持续时间维持保持温度36。在第七阶段中，以设定的冷却速率且在炉门10封闭的情况下进行牙用替换部件7的冷却阶段。在第八阶段38中，在低于指定打开温度时，打开炉门10，从而使得新鲜空气可以从外面流入炉腔5且牙用替换部件7能更快速地冷却。在门10打开时，随后从感应炉1移除牙用替换部件。加热阶段35期间的加热速率和冷却阶段37期间的冷却速率具体来说取决于所规划3D模型27的几何参数。例如确定平行于3D模型的牙轴40的最大咬合壁厚度39。在又一方法中，确定3D模型27的整个体积42内的最大可能球体41。此最大可能球体41的直径是用于确定合适的温度曲线29的重要几何参数。对于最大可能球体41的例如大于4.5 mm的直径，用于氧化锆的加热速率和冷却速率可能不超过80℃/分钟。在烧结之前，借助于CAM处理机44从坯料43全自动地碾磨出牙用替换部件7。坯料43由在色彩方面合适的烧结材料构成。在规划3D模型27时，要考虑到烧结期间的收缩效应。随后借助于感应炉1烧结碾磨出的牙用替换部件7，其中借助于计算机26以某种方式控制感应炉1，特定来说为控制感应线圈2和冷却系统17，使得能根据随时间而变的所规划温度曲线29改变炉腔5的内部温度。这样能确保防止出现由牙用替换部件的烧结期间的热应力所引起的不当变色或裂痕。
图2示出温度曲线的若干冷却阶段，其中温度50标绘为随时间51而变。第一冷却阶段52涉及用于牙用替换部件的常规烧结炉，所述常规烧结炉以螺旋形或U形电阻加热元件进行操作。因此，在炉门封闭时，这种常规烧结炉的烧结温度从1600℃降到800℃的冷却阶段持续大于45分钟。这导致冷却速率小于20℃/分钟。
相比来说，由虚线所指示的在炉门封闭情况下的第二冷却阶段53仅需要约4分钟，其中冷却速率大约为200℃/分钟。此第二冷却阶段53尤其适于例如薄嵌体的极小牙用替换部件。
第三冷却阶段54由点虚线指示，且包括在图1的感应炉1的炉门10封闭情况下的冷却阶段55和在炉门10打开情况下的冷却阶段56。在设定的打开温度57下，烧结炉1的炉门10由此借助于图1中的传动构件13自动地打开。在本发明的情况下，打开温度57为1200℃。此打开温度尤其适于具有浅色着色剂，即色彩类别A1、A2或A3的氧化锆。为防止不当的变色，约1000℃的较低打开温度较适于具有深色着色剂的氧化锆。在炉门10封闭情况下的冷却阶段55具有每分钟大约30℃的冷却速率。在炉门10打开情况下的冷却阶段56具有每分钟大约200℃到300℃的更高冷却速率。第三冷却阶段54较适于例如三部件牙桥的较大牙用替换部件。这是因为较低冷却速率能防止牙用替换部件7内出现不当的热应力和所得的裂痕。
相比于常规烧结炉的冷却阶段52，可清晰地看出用于较小牙用替换部件的冷却阶段53的持续时间减少到4分钟，且用于较大牙用替换部件的冷却阶段54的持续时间减少到12分钟。因此，使用感应炉1也减少烧结过程的整个持续时间。
参考符号
1 感应炉、烧结炉
2 感应线圈
3 辐射加热器
4 绝缘层
5 炉腔、炉容积
6 交变磁场
7 牙齿替换部件
8 支撑表面
9 温度传感器
10 炉门
11 上部门石
12 下部门石
13 传动构件
14 箭头
15 内径
16 高度
17 冷却系统、液体冷却系统
18 第一风扇
19 第二风扇
20 辐射器
21 水泵
22 冷空气
23 空气流
24 冷却液
25 冷却回路
26 计算机
27 3D模型
28 显示装置
29 温度曲线
30 温度
31 时间
32 第一阶段
33 预干燥温度
34 第三阶段
35 第五阶段
35 加热阶段
36 保持温度
37 冷却阶段
38 第八阶段
39 最大咬合壁厚度
40 牙轴
41 最大可能球体
42 体积
43 坯料
44 CAM处理机
50 温度
51 时间
52 第一冷却阶段
53 第二冷却阶段
54 第三冷却阶段
55 在炉门封闭情况下的冷却阶段
56 在炉门打开情况下的冷却阶段
57 打开温度。

Claims (18)

1.一种用于对牙用替换部件（7）进行热处理的感应炉（1），包括感应线圈（2）、辐射加热器（3）、布置在所述辐射加热器（3）和所述感应线圈（2）之间的绝缘层（4）和带有炉门（10）的炉腔（5），其中，所述炉门（10）包括上面可定位有待处理的所述牙用替换部件（7）的支撑表面（8），其中在所述炉门（10）封闭时，所述支撑表面（8）形成所述炉腔（5）的下部内表面，其特征在于所述感应炉（1）具有具液体冷却系统的冷却系统（17），其中所述冷却系统（17）冷却所述感应线圈（2），且因此冷却安置为邻近于所述感应线圈（2）的所述辐射加热器（3），从而能借助于所述冷却系统（17）控制所述炉腔（5）的内部温度，其中温度传感器（9）安置于所述炉腔（5）内，其获取所述炉腔（5）的内部温度，其中，在所述内部温度达到设定的打开温度（57）时，打开所述炉门（10）和/或生成指示已到达所述打开温度（57）的声学或视觉信号，其中，取决于所述牙用替换部件（7）的材料和所述牙用替换部件（7）的所要色彩来确定所述打开温度（57），并且其中，所述感应炉（1）在炉门（10）封闭时具有第一冷却阶段并且在所述炉门（10）打开时具有第二冷却阶段。
2.根据权利要求1所述的感应炉（1），其特征在于所述感应线圈（2）以交流电进行操作，且所述辐射加热器（3）由所述感应线圈（2）的交变磁场（6）加热。
3.根据权利要求1或2所述的感应炉（1），其特征在于所述辐射加热器（3）形成为空心圆柱形形状并且形成所述炉腔的内壁，其中待处理的牙用替换部件（7）布置在所述炉腔（5）内。
4.根据权利要求3所述的感应炉（1），其特征在于所述辐射加热器（3）的直径至多为90mm且所述辐射加热器（3）的高度（16）至多为50 mm。
5.根据权利要求1或2所述的感应炉（1），其特征在于所述辐射加热器（3）由导电非氧化物陶瓷或二硅化钼制成。
6.根据权利要求1或2所述的感应炉（1），其特征在于所述冷却系统（17）包括风扇（18、19）、辐射器（20）和泵（21），其中所述感应线圈（2）由冷却液（24）流过的中空金属管形成，其中由所述泵（21）在冷却回路中移动所述冷却液（24），其中由主动式风扇（18）用冷空气（22）冷却所述辐射器（20），以冷却所述冷却液（24）。
7.根据权利要求6所述的感应炉（1），其特征在于所述感应炉（1）包括对所述冷却系统（17）的冷却控制，其中所述冷却控制控制所述风扇（18、19）和所述泵（21），从而调节所述感应线圈（2）的温度且因此调节所述炉腔（5）内的所述内部温度。
8.根据权利要求1或2所述的感应炉（1），其特征在于所述绝缘层（4）具有至多5 mm的厚度。
9.一种用于使用根据权利要求1到8中任一项所述的感应炉（1）进行热处理的方法，其中，所述冷却系统（17）冷却所述感应线圈（2）且因此冷却与所述感应线圈（2）相邻安置的所述辐射加热器（3），从而借助于所述冷却系统（17）控制所述炉腔（5）的内部温度，其特征在于在设定的打开温度（57）下打开所述炉门（10）和/或生成指示已到达所述打开温度（57）的声学或视觉信号，其中，取决于所述牙用替换部件（7）的材料和所述牙用替换部件（7）的所要色彩来确定所述打开温度（57），并且其中，所述感应炉（1）在炉门（10）封闭时具有第一冷却阶段并且在所述炉门（10）打开时具有第二冷却阶段。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于借助于对所述冷却系统（17）的冷却控制以某种方式控制所述炉腔（5）的所述内部温度，使得在所述炉门（10）封闭时的加热阶段（35）中，所述炉腔（5）的所述内部温度以介于30℃/分钟与300℃/分钟之间的设定加热速率增大，或在所述炉门（10）封闭时的第一 冷却阶段中，所述炉腔（5）的所述内部温度以介于30℃/分钟与200℃/分钟之间的设定冷却速率降低。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述热处理为烧结，其中取决于待烧结的所述牙用替换部件（7）的几何参数而设定所述第一 冷却阶段的所述冷却速率，其中用于较小牙用替换部件的所述冷却速率介于100与200℃/分钟之间，其中用于较大牙用替换部件（7）的所述冷却速率介于30与60℃/分钟之间。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于借助于计算机来使用所述牙用替换部件（7）的已知几何参数和所述牙用替换部件（7）的所要色彩自动地确定合适的温度曲线，或从来自数据库的广泛范围的温度曲线选择合适的温度曲线，其中所述温度曲线包括具有特定加热速率的加热阶段（35）、具有特定保持温度（36）的保持阶段、在所述炉门（10）封闭时具有特定冷却速率的第一冷却阶段和在所述炉门（10）打开时的第二冷却阶段，由所述炉门（10）的打开温度（57）确定所述第二冷却阶段的开始，其中使用所述牙用替换部件（7）的所述已知几何参数导出合适的加热速率或冷却速率，且相应地控制对所述冷却系统（17）的所述冷却控制以便实现所要的加热速率或冷却速率。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述牙用替换部件（7）由具有着色剂的预着色氧化锆构成，其中用于具有浅色着色剂的氧化锆的所述打开温度（57）至多为1300℃，其中用于具有深色着色剂的氧化锆的所述打开温度（57）至多为1100℃。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述打开温度（57）至多为700℃。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在所述设定的打开温度（57）下自动地打开所述炉门（10）。
16.根据权利要求9到11中任一项所述的方法，其特征在于对所述牙用替换部件（7）进行的所述热处理为烧结、结晶化、上釉、烧结与上釉的组合或结晶化与上釉的组合，其中在所述炉门（10）封闭时的加热阶段中，所述炉腔（5）的所述内部温度以设定的加热速率增大，其中在所述炉门（10）封闭时的第一 冷却阶段中，所述炉腔（5）的所述内部温度以设定的冷却速率降低。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用于单个牙齿的牙冠的所述冷却速率介于100与200℃/分钟之间。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用于由至少三个牙齿构成的多部件牙桥的所述冷却速率介于30与60℃/分钟之间。
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