DE10038564A1 - Durch optische Systeme abtastbare Formkörper - Google Patents
Durch optische Systeme abtastbare FormkörperInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Besteck, das DOLLAR A a) eine Masse zur Herstellung eines Formkörpers, DOLLAR A b) ein Metallpulver, ein Pulver einer Metallegierung oder ein Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt und DOLLAR A c) gegebenenfalls übliche Zusätze umfaßt. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Besteck kann zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere im Dentalbereich, verwendet werden, welche durch optische Systeme hervorragend erfaßbar sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Besteck (Kit of Parts), das
- a) eine Masse zur Herstellung eines Formkörpers,
- b) ein Metallpulver, ein Pulver einer Metallegierung oder ein Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt, und
- c) gegebenenfalls übliche Zusätze umfaßt.
Die Bestecke sind für optische Erfassungen von Morphologien
und Geometrien von Formkörpern mit anschließender Reproduktion
derselben durch CAD/CAM-Systeme geeignet. Die Erfindung
betrifft insbesondere Bestecke für die Erstellung von Modellen
oder Massen für Abformungen, insbesondere im dentalen und
medizinischen Bereich.
Die optische Erfassung von Morphologien und Geometrien von
Formkörpern mit anschließender Reproduktion derselben durch
CAD/CAM-Systeme ist an sich bekannt. Sowohl bei der
photographischen Erfassung (z. B. mit infrarotem oder
sichtbarem Licht) als auch bei der optischen Abtastung (z. B.
mit Laserstrahlen) ist das optische Verhalten der Massen
jedoch nicht ausreichend, um genügende Informationen zur
exakten Reproduktion aller morphologischen Details zu
erreichen. Besonders schwierig ist die Erfassung von Kanten
und ungünstigen Winkellagen an sich.
So sind beispielsweise die Oberflächen der im Dentalbereich
weit verbreiteten Modellgipse in der Regel optisch nur
schlecht oder wenig lesbar. Es fehlte nicht an Versuchen, die
Lesbarkeit solcher Modellgipse zu verbessern. So wurden in der
DE 195 48 655 den Modellgipsen erhöhte Mengen Farbpigmente
zugegeben, die zu einer Verbesserung des Reflexionsverhaltens
führen sollten. Für die Praxis der optischen Reproduktion von
Modellen durch CAD/CAM-Systeme stellten diese Modifikationen
jedoch keine ausreichende Verbesserung dar.
Einen deutlichen Schritt auf dem Weg zur exakten
Reproduzierbarkeit von Morphologien und Geometrien von
Formkörpern konnte durch direkte Auftragung von Pigmentpulvern
auf die optisch zu erfassenden Oberflächen erreicht werden
(Cerec Liquid/Cerec Powder, VITA, oder ProCAD
Haftmedium/ProCAD Kontrastpulver, Ivoclar). Bei diesem
Verfahren wird die Oberfläche zunächst mit einem Haftmittel
versehen und darauf ein weißes Pulver fein verteilt. Sowohl
mit photographischen Systemen als auch mit Laser-Systemen kann
daraufhin die Oberfläche ausreichend flächendeckend und nahezu
unabhängig vom Einfallswinkel erfaßt werden. Ein Nachteil ist
jedoch die Verfälschung durch das zusätzliche räumliche
Vorhandensein von Haftvermittler/Pulver an sich sowie
Verfälschungen durch ungleiche Schichtdicken
(Schneeweheneffekte). Hinzu kommt ein zeitlicher präparativer
Mehraufwand, der nicht unerheblich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Formkörper
bzw. Mittel zur Herstellung von Formkörpern
bereitzustellen, wodurch es ermöglicht wird, die Formkörper
so exakt optisch abzutasten oder zu erfassen, daß sie
anschließend mit CAD/CAM-Systemen reproduziert werden können.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst durch ein Besteck,
das
- a) eine Masse zur Herstellung eines Formkörpers,
- b) ein Metallpulver, ein Pulver einer Metallegierung oder ein Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt, und
- c) gegebenenfalls übliche Zusätze umfaßt.
Mit dem Besteck hergestellte Formkörper sind durch an sich
übliche optische Systeme photographisch erfaßbar und/oder
optisch abtastbar und durch CAD/CAM-Systeme reproduzierbar.
Insbesondere können die erfindungsgemäßen Bestecke dadurch
gekennzeichnet sein, daß Komponenten a) und b) als Gemisch
vorliegen.
Die chemische Natur der erfindungsgemäßen insbesondere
härtbaren Massen, die zu den gewünschten zu duplizierenden
Formkörpern führen sollen, kann je nach Anwendungszweck sehr
verschieden sein. Als Ausgangsmassen sind prinzipiell solche
geeignet, die einen Körper definierter Form bilden können.
Es werden Massen bevorzugt, die zur Herstellung von dentalen
Formkörpern geeignet sind. Derartige Massen a) können im
Besteck auch als Komponenten a1). . .an), vorzugsweise als
Komponenten a1) und a2) vorliegen, die bei der Herstellung der
Formkörper zusammengegeben und miteinander umgesetzt werden.
Dabei kann es sich z. B. um polymerisierende, polyaddierende
oder polykondensierende Systeme handeln.
Bei der Herstellung von starren Formkörpern zum Zwecke der
optischen Erfassung oder Abtastung, insbesondere bei der
Herstellung von dentalen Modellen, können gebräuchliche
Materialien als Basis für erfindungsgemäße Massen genommen
werden. Solche gebräuchlichen Materialien sind zum Beispiel
Gipse, insbesondere Hartgipse, Gießharze wie z. B. Epoxyharze
oder Polyurethane. Auch Zemente wie z. B. dentale Silicat-
oder Glasionomerzemente, ungefüllte oder gefüllte
Methacrylatsysteme wie z. B. dentale Füllungscomposite oder
provisorische Kronen- und Brückenmaterialien, keramische
Mischungen, Hartwachse oder Thermoplaste, können als Basis für
erfindungsgemäße Massen dienen.
Bei der Herstellung von elastischen Formkörpern sind z. B. die
gebräuchlichen Materialien als Ausgangsbasis indiziert, die
als weich-elastische oder hart-elastische Materialien für
Abformungen in Frage kommen. Beispiele solcher Art sind
kondensations- oder additionsvernetzende Silikone, Polyether,
Polysulfide, Alginate oder Hydrokolloide, wie sie
beispielsweise im dentalen Bereich Anwendung finden.
Die Modifizierung oben genannter Ausgangsmaterialien zu
erfindungsgemäßen Produkten erfolgt durch Zusatz von
Metallpulvern und/oder Pulvern von Metallegierungen und/oder
Pigmenten mit Metallic-Effekt zu den Ausgangsmaterialien.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Zusätze
innig und homogen eingearbeitet werden.
Geeignet sind alle Pulver von Metallen und Metallegierungen,
soweit sie chemisch mit den jeweiligen Basismassen verträglich
sind. Beispiele sind Gold, Silber, Platin, Palladium, Kupfer,
Titan, Legierungen wie z. B. Bronzen oder Messing. Ganz
besonders geeignet wegen ihrer geringen Dichte (gegebenenfalls
günstigeres Sedimentationsverhalten, günstigerer Preis) sind
Metalle wie Aluminium, Magnesium und deren Legierungen.
Wichtig ist, daß diese Metalle in ausreichend feiner Korngröße
vorliegen und eine für die Lichtreflexion günstige Kornform
vorliegt (z. B. in abgeflachter Form, Plättchen). Die Pulver
können auch in oberflächenbeschichteter Form von Vorteil sein.
Geeignete Pigmente mit Metallic-Effekt sind solche, deren
Zugabe zu einer Mischung zu einem metallischen Aussehen führen
können, die selbst aber keine Metalle sind. Pigmente dieser
Art sind z. B. Pigmente mit reflektierenden Schichtstrukturen,
wie z. B. beschichtete oder unbeschichtete Glimmerpigmente.
Bevorzugte mittlere Korngrößen dieser Pulver sind solche
kleiner 100 µm. Besonders bevorzugte mittlere Kerngrößen sind
kleiner 20 µm. Ganz besonders bevorzugte sind solche mit
mittleren Korngrößen von kleiner 5 µm.
Besonders bevorzugte Formen der Metallpulver, Pulver von
Metallegierungen oder Pigmenten mit Metallic-Effekt sind
Blättchenformen.
So können das Metallpulver, das Pulver einer Metallegierung
oder das Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt z. B. zu
mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise zu mehr als 70 Gew.-% und
noch stärker bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-% blättchenförmige
Strukturen aufweisen.
Erfindungsgemäß können die Komponenten a) und b) im Verhältnis
von 99,8 : 0,2 Gew.-% bis zu 60 : 40 Gew.-% vorzugsweise im
Verhältnis von 98 : 2 Gew.-% bis zu 90 : 10 Gew.-% vorliegen.
Die Modifizierung oben genannter Ausgangsmaterialien mit den
beschriebenen Zusätzen an Metallpulvern oder an Pigmenten mit
Metallic-Effekten, die zu den erfindungsgemäßen Massen führt,
ermöglicht die Erstellung von Formkörpern, die in
hervorragender Weise eine photographische und/oder optische
Erfassung oder Abtastung auch unter ungünstigsten Winkellagen
ermöglichen. Eine zusätzliche Oberflächenbehandlung mit
Oberflächenpulvern ist nicht mehr nötig. Die gemessene
Information ist exakt genug, um mit Hilfe eines CAD/CAM-
Systems auf Basis abtragender Kopierfräs- und Schleifverfahren
einen reproduzierten Formkörper zu fertigen.
Als Reproduktion ist dabei nicht nur eine zum optisch
vermessenen Formkörper bezügliche 1 : 1-maßige Reproduktion,
sondern ebenso ein durch Datentransformation verkleinerter,
vergrößerter, invertierter (negativer zu positivem o. ä.)
Formkörper zu verstehen. Die Anzahl der so hergestellten
Reprodukte ist unbegrenzt.
Die Komponenten C können z. B. übliche Füllstoffe, übliche
Pigmente oder Farbstoffe, Stabilisatoren, thixotropierende,
emulgierende, suspendierende oder sedimentationsverhindernde
Zusätze sein. Insbesondere wenn die Masse eine sehr niedrige
Viskosität aufweist, ist es vorteilhaft,
sedimentationsverhindernde Zusätze zu verwenden.
Ferner werden erfindungsgemäß Formkörper bereit gestellt, die
unter Verwendung eines Bestecks herstellbar sind. Zur
Herstellung eines Formkörpers werden Komponenten a), b) und
gegebenenfalls c) miteinander gemischt werden und die Mischung
geformt, wobei die Mischung z. B. durch Gießen in eine Form
geformt werden kann.
Somit kann erfindungsgemäßes Besteck zur Herstellung von
Formkörpern, insbesondere zur Herstellung von Formkörpern im
Dentalbereich, insbesondere zum Abbilden von Zahnpräparationen
verwendet werden.
Nachfolgende Beispiele sollen die Erfindung erläutern:
Für eine Inlay-Herstellung mit Hilfe eines CEREC 3-Gerätes der
Fa. Sirona, Deutschland, welche direkt und zeitsparend beim
Zahnarzt (chair side) erfolgen kann, wird ein Alginatabdruck
des Unterkiefers, der einen Molarenzahn mit MOD-
Kävitätenpräparation enthält, erstellt.
Der Alginatabdruck wird einem beigen additionsvernetzenden
Modellsilicon ("Chairside In A Minute, Wash Material" der Fa.
Roydent, USA) ausgegossen und nach Erhärtung mit dem CEREC 3
SCAN die Kavität vermessen.
Es erscheint die Meldung "Die optischen Eigenschaften der
Oberfläche sind ungenügend".
Das Modell aus Hartsilicon ist zwar geeignet, damit ein Inlay
in direkter Methode mit Composit-Füllungsmaterial ein
Composit-Inlay zu erstellen, nicht aber dafür, die Kavität
abzuscannen und das passende Inlay mithilfe des CAD/CAM-
Systems CEREC 3Methode aus einem Zahnkeramikblock fräsen zu
lassen.
Vergleichsbeispiel 1 wird wiederholt. Dieses Mal werden vor
Ausgießen der Kavitätsituation des Alginatabdruckes dem
Modellsilicon 2,0% Titandioxid-Pigment zugemischt. Das
Linienbild der Cerec 3 Scan-Aufnahme ist verbessert, zeigt
jedoch noch soviele Aussetzer, daß die Herstellung des Inlays
nicht erfolgen kann.
Vergleichsbeispiel 1 wird nochmals wiederholt. Doch dieses Mal
werden vor Ausgießen der Kavitätsituation des Alginatabdruckes
dem Modellsilicon 2,0% Aluminium-Pulver-Pigment zugemischt,
dessen Pigmentteilchen ca. 10 µ groß sind und blattförmige
Struktur besitzen. Gemessen wird wie in Beispiel 1 und 2
vorher. Das Linienbild der Cerec 3 Scan-Aufnahme ist sehr gut,
zeigt kaum Aussetzer und wenn, dann nur sehr kleine, das Bild
ist sehr gut, es gibt nur geringe Überschwingungen an den
Kanten, selbst steile Flanken erscheinen auf beiden Seiten der
länglichen Kavität sehr gut.
Es kann mithilfe des Cerec 3 SCAN optisch exakt erfaßt und ein
exakt passendes Inlay gefräst werden.
Vergleichsbeispiel 1 wird nochmals wiederholt. Jetzt werden
vor Ausgießen der Kavitätsituation des Alginatabdruckes dem
additionsvernetzenden Modellsilicon 5,0% Kupfer-Zink-
Legierungs-Pulver zugemischt, dessen Pigmentteilchen ca. 8 µ
groß sind. Gemessen wird wie in Beispiel 1 und 2 vorher. Das
Linienbild der Cerec 3 Scan-Aufnahme ist gut, die Abbildung
ist deutlich verbessert.
Es wird versucht, eine optische Wiedergabe mit CEREC 3 von der
Struktur eines Polyetherabdruckes (Material Impregum F, ESPE,
Deutschland) zu erhalten. Abgesehen davon, daß nur ca. 5% der
Fläche übehaupt wiedergegeben werden, so erscheinen auf diesen
wenigen Flächen nur Teilwände und keine Flächen. Das Material
ist zur optischen Abtastung nicht geeignet.
Dem Impregum F werden nun beim Anmischen 3,0% Aluminiumpulver
aus Beispiel 3 zugesetzt.
Es wird ein sehr gutes Linienbild mit nur ganz wenigen
Aussetzern erhalten, das Bild ist gut und es werden alle
Ebenen gut abgebildet.
Es wird versucht Strukturteile eines Alginatabdruckes
(Alginmax) optisch mit CEREC 3 zu vermessen.
Das Gerät meldet, daß die optischen Eigenschaften ungenügend
sind, und mißt nicht weiter.
Aus dem gleichen Alginat werden jetzt, versetzt mit 5,0%
gröberem Aluminiumpulver (25 µ Korngröße), nochmals Teile
geformt und wiederum optisch vermessen. Es werden Linienbilder
mit nur ca. 2% Fehlstellen erhalten, die Abbildung ist gut.
Auch beim Alginat verbessern die Metallpulverzugaben die
optischen Eigenschaften bemerkenswert.
Ein weißer Modellgips (Gilstone) wird zu einem Modell
verarbeitet und optisch vermessen.
Man erhält ein Linienbild voller Fehlstellen. Die Daten sind
zur Auswertung ungeeignet.
Im Gegensatz zu Vergleichsbeispiel 5 werden hier dem Gilstone-
Gips 2,5% Aluminiumpulver (25 µ) zugemischt. Der mit Wasser
angemischte Gips ergab das gewünschte Modell. Das Linienbild
ist praktisch fehlerlos, die Abbildung sehr gut. Selbst eine
Wiederholung mit nur 1% Aluminiumpulver erbringt noch fast ein
gleich gutes Ergebnis.
Ähnlich wie im Beispiel 5 wurde nun dem Gilstone-Gips 5,0% mit
Titandioxid beschichteter Glimmer, (Korngröße kleiner 15 µ)
zugemischt. Das Linienbild zeigt etwas mehr Aussetzer als das
des Beispiels 5, die Abbildung ist aber gut.
Claims (21)
1. Besteck, das
- a) eine Masse zur Herstellung eines Formkörpers,
- b) ein Metallpulver, ein Pulver einer Metallegierung oder ein Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt und
- c) gegebenenfalls übliche Zusätze umfaßt.
2. Besteck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Komponenten a) und b) als Gemisch vorliegen.
3. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse eine härtbare Masse ist.
4. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse eine Masse zur Herstellung von
dentalen Formkörpern ist.
5. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse ein Gips, Gießharz, Zement,
Methacrylatsystem, Wachs, Thermoplast, eine keramische
Mischung, ein kondensations- oder additionsvernetzendes
Silikon, ein Polyether, Polysulfid, Alginat oder Hydrokolloid
oder Gemisch davon ist.
6. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gießharz ein Epoxyharz oder
Polyurethanharz ist.
7. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zement ein dentaler Silicat- oder
Glasionomerzement ist.
8. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Methacrylatsystem ein ungefülltes oder
gefülltes System ist.
9. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masse ein dentales Füllungscomposit
oder ein provisorisches Kronen- oder Brückenmaterial ist.
10. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallpulver Gold, Silber, Platin,
Palladium, Kupfer, Zinn, Zink, Titan, Aluminium, Magnesium
umfaßt.
11. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Pulver einer Metallegierung
Legierungen aus Gold, Silber, Platin, Palladium, Kupfer, Zinn,
Zink, Titan, Aluminium, Magnesium wie Messing oder Bronze
umfaßt.
12. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Pigment mit Metallic-Effekt ein
beschichtetes oder unbeschichtetes Glimmerpigment ist.
13. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponenten a) und b) im Verhältnis von
99,8 : 0,2 Gew.-% bis zu 60 : 40 Gew.-% vorliegen.
14. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponenten a) und b) im Verhältnis von
99 : 1 Gew.-% bis zu 90 : 10 Gew.-% vorliegen.
15. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Metallpulver, das Pulver einer
Metallegierung oder das Pulver eines Pigments mit Metallic-
Effekt zu mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise zu mehr als
70 Gew.-% und noch stärker bevorzugt zu mehr als 90 Gew.-%
blättchenförmige Strukturen aufweist.
16. Besteck nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße des Metallpulvers,
des Pulvers einer Metallegierung oder des Pulvers eines
Pigments mit Metallic-Effekt bis zu 100 µm, vorzugsweise bis zu
20 µm und am stärksten bevorzugt bis zu 5 µm beträgt.
17. Formkörper, herstellbar unter Verwendung eines Bestecks
nach einem der vorstehenden Ansprüche.
18. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponenten a), b) und gegebenenfalls c)
miteinander gemischt werden und die Mischung geformt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischung durch Gießen in eine Form geformt wird.
20. Verwendung eines Bestecks nach einem der Ansprüche 1 bis
16, zur Herstellung von Formkörpern.
21. Verwendung eines Bestecks nach einem der Ansprüche 1 bis
16, zur Herstellung von Formkörpern im Dentalbereich.
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