CN109414311A

CN109414311A - 牙科炉

Info

Publication number: CN109414311A
Application number: CN201780042317.3A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·巴霍尔泽
Original assignee: Vita Zahnfabrik H Rauter GmbH and Co KG
Current assignee: Vita Zahnfabrik H Rauter GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-03-01
Also published as: JP2019520175A; AU2017295598B2; EP3484408A1; RU2019100439A; WO2018011061A1; CA3027140A1; US11154386B2; RU2766304C2; EP3484408B1; RU2019100439A3; AU2017295598A1; US20190167395A1

Abstract

本发明涉及一种用于烧制牙科陶瓷化合物的牙科炉，其包括用于接收待烧制的陶瓷元件(32)的燃烧室(10)。还提供了一种用于加热并烧制陶瓷元件的加热装置。根据本发明，加热装置包括用于产生0.8‑5μm范围内的IR辐射的至少一个加热元件。

Description

牙科炉

技术领域

本发明涉及一种牙科炉，其用于烧制牙科陶瓷化合物并且用于在牙科合金、氧化锆和/或其他陶瓷材料上烧制结合有液体物质(混合液)的牙科陶瓷化合物。

背景技术

用于牙科陶瓷化合物的传统炉至少部分地包括被配置为被抽真空的烧制室壳体。该烧制室壳体设有隔热衬里。在烧制牙科陶瓷化合物之前，必须在较长的时间内对传统炉进行预热，以将隔热衬里设定为基础温度。没有这样的预热，不能实现均匀的烧制结果，并且也不能确保每单位时间的预定升温。在传统炉中，使用具有插入石英管中的电阻丝、特别是由铁-铬-铝合金制成的电阻丝的加热元件作为加热元件。这样的电阻加热元件优选以自由辐射的方式在其主动发光条件下发射波长范围约为2-5μm的红外辐射。这样的加热元件的响应时间(即，从冷态达到辐射峰值的时间)是几分钟。

由这样的电阻加热元件发射的红外辐射导致牙科陶瓷化合物的表面被加热。牙科陶瓷化合物的表面上的这种加热根据更深层的导热性传递到更深层中。

也需要进行预热来除去牙科陶瓷化合物中含有的液体物质。只有充分预热甚至液体物质从牙科陶瓷化合物的较深区域中进行相关联的蒸发才能确保化合物在烧制时不会剥落。

为了预热和烧制牙科陶瓷化合物，将该化合物置于用于待烧制的化合物的支撑件上。将这种用于待烧制的化合物的支撑件置于底部隔热件上。用于待烧制的化合物的支撑件和底部隔热件形成底部元件。

在烧制之前，烧制室是打开的，以用于预热和除去所含有的液体物质，即，底部元件位于烧制室外部。通过逐步关闭烧制室终止该预热操作，并开始烧制操作。

根据牙科陶瓷化合物的性质并按照预定的烧制程序，使用不同的程序参数(例如，温度、时间和任选的负压)进行烧制操作。

在终止烧制操作之后，打开烧制室并且可以取出完成的陶瓷元件。烧制室冷却并保持准备温度直至下一次烧制操作。

因此，传统炉的缺点在于它们必须预热或保持处于操作温度。这导致相当大的能量消耗。此外，循环时间(即，从预热到完成待烧制的陶瓷元件的时间)非常长。

另外，用于制造义齿的现代牙科陶瓷化合物对烧制方法提出了更高的要求，因为这些牙科陶瓷化合物具有非常小的颗粒尺寸(纳米颗粒)。因此，增加了对除去所含有的液体物质以及气泡的要求。传统炉只能在有限的范围内满足这些要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于烧制牙科陶瓷化合物的牙科炉，其中烧制操作被缩短并且优选质量得到了改善。

根据本发明，上述目的通过权利要求1的特征实现。

根据本发明的用于烧制牙科陶瓷化合物并且用于在牙科合金、氧化锆和/或其他陶瓷材料上烧制结合有液体物质(混合液)的牙科陶瓷化合物的牙科炉包括用于接收待烧制的陶瓷元件的烧制室。烧制室优选包括室隔热件以及被配置为被抽真空以在烧制室中产生负压的壳体。此外，该炉包括用于预热陶瓷元件和烧制陶瓷元件的加热装置。借助于该加热装置，优选可以达到高达1100℃的温度。根据本发明，加热装置包括用于产生约0.8-5μm范围内的红外辐射的至少一个快速响应的加热元件，优选两个或更多快速响应的加热元件，其中与目前可用的加热元件相比，在低于2μm的波长范围内发射的辐射能量在发射光谱内呈现明显更高的部分。这些快速响应的加热元件的响应时间(即，从冷态到达到辐射峰值的时间)优选为几秒，特别是小于10秒，特别优选小于5秒。

通过使用这些快速响应的加热元件，可以显著缩短待烧制的陶瓷元件的预热时间。在低于约2μm的波长范围内的附加的IR辐射部分能够得到进入牙科陶瓷化合物的更大穿透深度。所产生的在牙科陶瓷化合物内部或其更深层中的加热导致存在的液体物质更快蒸发。这紧接着加热或烧制操作之前进行，使得牙科陶瓷化合物的外层尚未因熔化而闭合，因此存在的液体物质可以容易地逸出。因此，尽管预热阶段较短，但是没有陶瓷材料从可能存在的支撑结构剥落的风险，这种剥落通常是在陶瓷材料表面已经闭合之后由陶瓷材料的较下层中的液体蒸发引起的。由于使用根据本发明的在约0.8-5μm的红外范围内的这些快速响应的加热元件，因此可以实现明显更短的烧制时间。此外，需要预热的时间相当短。因此，能量消耗显著降低。

特别地，可以直接在牙医的手术室或实验室中烧制对应的陶瓷元件。由于烧制操作非常快速地执行并且不需要对炉预热，因此患者可以在烧制操作期间进行等待，因此可以显著减少预约的次数。此外，如果仅偶尔进行一次烧制操作，则通过不使根据本发明的炉连续地保持处于准备温度而实现了显著的节能。反之，可以立即使用根据本发明的炉。因此，不会发生对炉周围环境的不希望的加热。

根据本发明的特别优选的实施方式，设置了用于产生约0.8-5μm范围内的红外辐射的快速响应的加热元件。这些快速响应的加热元件的响应时间(即，从冷态到达到辐射峰值的时间)优选为几秒，特别是小于10秒，特别优选小于5秒。这些快速响应的加热元件在约0.8-5μm范围内的红外辐射特别是由一个或多个电阻加热导体产生，该电阻加热导体优选由钨和/或钼和/或碳制成，或者由构造成丝线和/或螺旋丝线和/或带体的多个所述电阻加热导体的组合体制成。另外，特别优选的是，电阻加热导体(多个电阻加热导体)分别设置在充气室中，该充气室通过可由红外辐射穿透并且耐热至少1100℃的材料制成、特别是石英玻璃或其他合适的材料。

在烧制室中，可以设置具有一个或多个快速响应的加热元件的加热装置。它们可以是相同构造的加热元件，因此可以发射相同波长范围的红外辐射。然而，也可以设置具有不同发射峰值的不同加热元件。这尤其可以通过使用不同材料或材料组分的电阻加热导体来实现。此外，各个元件可以在它们的形状和/或在炉中的布置方面具有不同的构造。另外，可以借助于控制器以不同的方式操作各个加热元件。例如，可以在不同时间和/或以不同输出控制各个加热元件。这尤其基于待烧制的陶瓷元件来实现，例如，针对陶瓷元件的材料和/或形状和/或尺寸。

至少一个快速响应的加热元件优选构造为细长的主体。

为了进一步改善烧制质量和减少烧制时间，优选在烧制室中设置至少一个反射元件。借助于反射元件，由至少一个快速响应的加热元件发射的红外辐射被引导为朝向待烧制的陶瓷元件。优选地，特别是圆柱形构造的至少一个加热元件至少部分地被反射元件围绕。特别地，如果可能的话，反射元件的截面是抛物线形或近似抛物线形，以有效地确保由至少一个快速响应的加热元件发射的辐射朝向陶瓷元件进行相应的反射/偏转。在此，特别优选的是，至少一个反射元件构造为细长的主体。该主体优选延伸跨过相应的加热元件的整个加热长度，例如，该加热元件具有抛物线形构造、圆柱形构造或类似的构造。由此，可以显著提高根据本发明的牙科炉的有效性。

另外，优选的是，至少一个反射元件设置在限定烧制室的室壁的内表面上。根据安装位置，加热元件以及对应的反射元件尤其可以水平地或垂直地取向。当然，其他取向和不同取向的组合也是可行的。根据本发明的优选方面，室壁包括隔热件。

根据本发明的特别优选的方面，在烧制室中设置有用于接收陶瓷元件的接收元件，例如烧制台。这里，接收元件由辐射吸收材料制成，或者包括辐射吸收材料。特别地，接收元件包括在很大程度上吸收红外辐射的材料，使得接收元件、特别是与快速响应的主动加热元件结合用作附加(被动)加热元件。陶瓷元件另外通过热辐射从下方被加热，并且通过该被动加热元件的热传导从内部被加热。这导致热量遍及整个陶瓷元件均匀分布，从而提高质量以及缩短烧制时间，由此节省能量。特别优选的是，接收元件由深色的、特别是黑色的材料制成，以便更好地吸收辐射，并因此更快地加热。特别优选使用碳化硅，其中接收元件优选包含碳化硅并且特别是由碳化硅制成。

为了避免热量从接收元件散发到室壁、室底部等中，接收元件优选包括用于隔离目的的间隔件，使得接收元件和对应的室底部之间的接触表面尽可能小。

另外，在炉中优选设置有温度测量装置。在此，温度测量装置特别不设置在炉的上部区域或边缘区域，而是设置为靠近待烧制的陶瓷元件。作为温度测量装置，优选使用通常在牙科炉中使用的温度测量装置。

根据本发明的在约0.8-5μm的范围内的快速响应的红外加热元件的使用不仅提供了IR辐射深深地穿透待烧制的陶瓷元件并导致良好干燥的优点，而且还提供了快速均匀地烧制陶瓷元件的优点。特别地，根据本发明的炉不需要或仅需要很少的预热。此外，冷却时间比传统炉的情况短得多，使得炉在短时间后就准备好进行下一次烧制操作。

此外，在约0.8-5μm范围内的快速响应的红外加热元件的使用不仅可以缩短操作时间，而且还可以实现恒定、非常一致且高质量的烧制结果。此外，可以对烧制过程进行更精确的控制。当使用具有非常小的均匀颗粒尺寸(纳米颗粒)的现代材料时，这是特别有利的。

附图说明

下面参照附图，在优选实施方式的基础上更详细地说明本发明，其中：

图1示出了根据本发明的牙科炉的示意性剖视图。

具体实施方式

示意性示出并在很大程度上简化的炉包括烧制室。烧制室由隔热室壁、侧壁12、顶部14和底部16限定。顶部14的隔热件在纵向方向上(即，垂直于图面平面)包括两个抛物线形的凹部18。在这些凹部中，分别设置有圆柱形的加热元件20，其也在垂直于图面平面的纵向方向上延伸。加热装置可以分别包括多个加热元件20。特别地，每个加热元件20设置有至少一个IR发射器。例如，根据安装位置，加热元件20的取向也可以是水平的、横向的等。

壳体底部11和烧制室被配置为在箭头22的方向上相对于彼此垂直地移位，以打开和关闭烧制室。壳体底部11包括隔热体16，隔热体16在关闭状态下形成烧制室的侧壁或底壁。在隔热元件24处设置有接收元件26。该接收元件由在IR范围内具有良好吸收性能的深色材料制成，特别是碳化硅制成。接收元件26包括间隔件或支脚28，使得接收元件26与隔热元件16分隔开，并且仅在很小程度上进行热传递。在台状接收元件26的上侧面30上放置待加热或待烧制的陶瓷元件31，例如义齿。另外，在陶瓷元件31的区域中设置有特别地与炉控制器相连的温度测量装置34。

另外，在加热元件20的背对烧制元件的一侧上，在半圆柱形的凹部18中设置有反射元件36。借助于反射元件36，加热元件向侧方和上方发射的IR辐射被引导为朝向陶瓷元件32。

此外，对于侧壁12以及顶部元件14，设置了用于隔热的材料。

为了烧制陶瓷元件32，陶瓷元件32放置在接收元件26上，并通过使壳体底部11与隔热件16一起在箭头22的方向上移位来关闭炉。随后，借助控制器调节加热元件20，使得通过使用IR发射器对陶瓷元件31进行均匀加热和烧制。

Claims

1.一种用于烧制牙科陶瓷化合物的牙科炉，其包括：

用于接收待烧制的陶瓷元件(32)的烧制室(10)；以及

用于加热或烧制陶瓷元件(32)的加热装置，

其特征在于，加热装置包括用于产生0.8-5μm范围内的红外辐射的至少一个快速响应的加热元件(20)。

2.根据权利要求1所述的牙科炉，其特征在于，快速响应的加热元件(20)被设置为用于产生红外辐射。

3.根据权利要求1或2所述的牙科炉，其特征在于，至少一个快速响应的加热元件(20)被设置为用于烧制室。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科炉，其特征在于，加热元件从冷态直至达到辐射峰值的加热在小于10秒内发生，优选在小于5秒内发生。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的牙科炉，其特征在于，至少一个快速响应的加热元件并且优选相关联的室被构造为细长主体或弯曲主体。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的牙科炉，其特征在于，在烧制室中设置有至少一个反射元件(36)，以用于朝向陶瓷元件(32)引导由至少一个快速响应的加热元件(20)发射的辐射。

7.根据权利要求6所述的牙科炉，其特征在于，至少一个快速响应的加热元件(20)被反射元件(36)部分地围绕。

8.根据权利要求6或7所述的牙科炉，其特征在于，反射元件(36)在截面中观察是抛物线形的。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的牙科炉，其特征在于，反射元件(36)被构造为细长主体、特别是部分圆柱形的主体，其优选延伸跨过相关联的加热元件(20)的整个加热长度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的牙科炉，其特征在于，至少一个反射元件(36)设置在限定烧制室(10)的室壁(12，14，16)的内表面上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的牙科炉，其特征在于，限定烧制室(10)的室壁(12，14，16)包括隔热件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的牙科炉，其特征在于，在烧制室中设置有用于接收陶瓷元件(32)的接收元件(26)，其中接收元件(26)包括特别是吸收红外辐射的辐射吸收材料，使得接收元件(26)用作附加的加热元件。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的牙科炉，其特征在于，接收元件(26)与室壁(12)分隔开，特别是设置在距室壁一定距离处。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的牙科炉，其特征在于，在烧制室(10)中待烧制的陶瓷元件附近设置有温度测量装置(34)。