DE10049974A1 - Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen und dentales Formteil - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen und dentales Formteil

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen für die dentale Anwendung unter Verwendung einer mindestens ein keramisches Pulver enthaltenen Mischung und Verfestigen der Mischung durch Sintern ist in der Mischung mindestens ein metallisches Pulver enthalten. Das Sintern wird dabei unter oxidativen Bedingungen durchgeführt. DOLLAR A Durch die Oxidation des metallischen Pulvers kann der beim Sintern auftretende Sinterschrumpf kompensiert werden.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen für die dentale Anwendung unter Verwendung einer mindestens ein keramisches Pulver enthal­ tenen Mischung und Verfestigung der Mischung durch Sintern.
Schon immer war Keramik oder "Porzellan" ein attraktiver Werkstoff, um Zähne mit sehr zahnähnlichem Aussehen in Form und Farbe nachzubilden. Seit wissenschaftlich belegt ist, daß Keramik ein chemisch beständiger, korrosionsfester und biokompatibler Werkstoff ist, der zudem noch in schier unendlicher Menge in mineralischer Form verfügbar und mit zahntechnischen Mitteln individueller, paßgenauer Zahnersatz einfach und reproduzierbar herzustellen ist, ist der Durch­ bruch des Werkstoffes "Dentalkeramik" eingetreten.
Um die einzige Schwäche dieses Werkstoffes, die Bruchempfind­ lichkeit, zu umgehen, wird zahntechnisch gefertigter Zahner­ satz in der Regel schon seit Jahrzehnten als klassischer Werkstoff-Verbund hergestellt, z. B. als sogenannte Metallke­ ramik. Eine metallkeramische Krone oder Brücke besteht aus einem metallischem Gerüst bzw. Unterbau und einer der Zahn­ form nachempfundenen sogenannten Verblendung aus Dentalkera­ mik. Der Unterbau wird beim Einsetzen des Zahnersatzes direkt auf dem nach der zahnärztlichen Präparation verbleibenden Restzahn befestigt und wird oft als (Schutz-)Käppchen be­ zeichnet. Je nachdem, aus welchem Metall bzw. aus welcher Legierung die Käppchen bestehen und je nach Herstellverfahren (Gießen, Galvanoforming-Verfahren) können Probleme in Form von Korrosion und daraus resultierenden Verfärbungen, Körper­ unverträglichkeiten und anderes mehr entstehen, weshalb in den letzten Jahren zunehmend Systeme entwickelt werden, um vergleichbare Unterkonstruktionen aus keramischen Materialien herstellen und zahntechnisch weiterverarbeiten zu können.
Es gibt bereits mehrere funktionierende Systeme auf dem Dentalmarkt, bei denen die Keramik-Käppchen beispielsweise durch manuelles Auftragen eines Schlickers auf einen Modell­ stumpf, anschließendem Sinterbrand sowie nachfolgender Infiltration mit Spezialglas, durch einen Pressvorgang unter Temperatureinwirkung bzw. mehrere Systeme, bei denen die Käppchen aus vorgesintertem Keramikblöcken digital gefräst werden, hergestellt werden. Allen diesen sogenannten Vollke­ ramik-Systemen ist jedoch gemeinsam, daß die Paßgenauigkeit metallischer Käppchen auf dem Restzahn, ob sie nun gegossen sind oder durch galvanische Prozesse entstehen, in der Regel nicht erreicht werden. Beispielsweise muß beim digitalen Ausfräsen der Käppchen nach einem digital aufgenommenen Datensatz aus festem Material spanabhebend gefräst werden. Das Scannen des Zahnstumpfes und das Fräsen bedingen, je nach der digitalen Auflösung der Systemkomponenten bereits Ungenauigkeiten. Zudem sind die Systeme in der Anschaffung meist sehr teuer.
Es ist bekannt, dentale Formteile elektrophoretisch abzu­ scheiden. Die elektrophoretische Formgebung erzeugt aus dispergierten, frei beweglichen Teilen einen Gegenstand mit definierter geometrischer Form unter Ausnutzung der Kraftwir­ kung eines elektrischen Feldes auf diese Teilchen infolge deren elektrischer Ladung. Dabei ist die Masse des elektro­ phoretisch abgeschiedenen Materials proportional der angeleg­ ten Spannung.
In der WO 99/50480 ist ein Verfahren zur elektrophoretischen Abscheidung von keramischen Partikeln zur Herstellung von Keramikkörpern für dentale Anwendungen beschrieben. Dabei wird zunächst eine Suspension von keramischen Partikeln in einem polaren Lösungsmittel, insbesondere in einem Alkohol, hergestellt. Die Suspension besteht zu mindestens 5 Gew.-% aus keramischen Partikeln. Danach wird ein Strom durch die Suspension geleitet, der die Abscheidung der keramischen Partikeln an einer als dentaler Formkörper ausgebildeten Elektrode bewirkt. Alternativ kann auch eine Suspension aus Keramik- und Glaspartikeln abgeschieden werden.
Ferner ist es bekannt, Aluminiumoxidkörper mit geringem Schrumpf beim Sintern herzustellen, indem als Ausgangsmate­ rial eine Mischung von Aluminiumpartikeln und Aluminiumoxid­ pulverpartikeln eingesetzt wird. Durch die Oxidation der Aluminiumpartikel zu Aluminiumoxid wird der Sinterschrumpf kompensiert (tailoring of reaction-bonded Al2O3 (RBAO) cera­ mics, Ceram. Eng. Sci. Proc. vol. 11 pp. 806-820 (1990)). In der Zahntechnik müssen außer geringem Schrumpf aber zahl­ reiche andere Kriterien, wie Bruchfestigkeit, Porenfreiheit, Härte und Farbe aufeinander abgestimmt werden.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen für dentale Anwendungen bzw. ein dentales Formteil zu schaffen, das gegenüber dem Stand in der Dentaltechnik verbesserte Eigenschaften aufweist. Zudem soll der beim Sintern des dentalen Formteils auftretende Schrumpf verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Formteiles mit den Merkmalen des Anspruches 1, sowie durch ein dentales Formteil mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des kera­ mischen Formteiles zeichnet sich dadurch aus, daß in der Mischung auch mindestens ein metallisches Pulver enthalten ist und das Sintern unter oxidativen Bedingungen durchgeführt wird. Die Kombination von elektrophoretischer Abscheidung in Verbindung mit der speziellen Mischung ergibt unerwartet gute Ergebnisse.
Beim Sintern von Keramiken kommt es zu einem Volumenschrumpf, der in der Regel im Bereich von 15% bis 25% des ursprüng­ lichen Volumens liegt. Der Sinterschrumpf kann zu Rissen im Gefüge oder gar dem Brechen des Formteiles führen. Um diesem Sinterschrumpf entgegenzuwirken, ist in der Mischung, die zur Herstellung des keramischen Formteiles verwendet wird, mindestens ein metallisches Pulver beigemischt. Das Metall oxidiert dann in einem Oxidationsschritt durch Reaktion mit Sauerstoff und expandiert dabei. Der Oxidationsschritt kann in einem Brennschritt zusammen mit dem Sintern durchgeführt werden. Zunächst erfolgt die Oxidation, danach das Sintern.
Der resultierende Sinterkörper zeigt ein homogenes oxidisches Gefüge. Bei entsprechenden Mengenverhältnissen von eingesetz­ tem Metall zu Oxidpulver kann diese durch die Oxidation des Metalls bedingte Expansion durch den Sinterschrumpf des keramischen Formkörpers gerade kompensieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von allen denkbaren keramischen Form- oder Gerüstteilen in der Dentaltechnik, wie Kronen, Brücken oder dergleichen. Eine keramische Krone beispielsweise besteht aus einem Unterbau und einer der Zahnform nachempfundenen sogenannten Verblen­ dung aus Dentalkeramik. Der Unterbau wird beim Einsetzen des Zahnersatzes direkt auf dem nach der zahnärztlichen Präpara­ tion verbleibenden Restzahn befestigt und wird oft als Käppchen bezeichnet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, solche Käppchen herzustellen, die eine hohe Paßgenauigkeit beim Aufsetzen auf den verbleibenden Restzahn aufweisen.
Besonders bevorzugt liegen das mindestens eine keramische Pulver und das mindestens eine metallische Pulver als disper­ gierte Partikel in ein flüssiges Dispersionsmittel enthal­ tenen Dispersion vor und werden durch Elektrophorese auf einem dentalen Grundkörper abgeschieden.
Bei der elektrophoretischen Abscheidung ist es notwendig, zunächst einen keramischen Schlicker herzustellen. Unter keramischen Schlicker versteht man Suspensionen dispergierter keramischer und/oder metallischer Pulver in geeigneten flüssigen Dispersionsmitteln. Als Dispersionsmittel werden vorzugsweise polare Dispersionsmittel eingesetzt. Bevorzugtes Dispersionsmittel hierbei ist Wasser. Aber auch Alkohole, bevorzugt niedere Alkohole, sind als Dispersionsmittel geeignet.
Der keramische Schlicker kann an einer der Form eines den­ talen Grundkörpers entsprechenden Elektrode elektrophoretisch abgeschieden werden. Als dentaler Grundkörper kann ein Duplikat eines präparierten Zahnstumpfes eingesetzt werden. In den meisten Fällen wird bei der Elektrophorese eine anodische Abscheidung der dispergierten Feststoffpartikel beobachtet. Die Keramikpartikel werden also negativ auf­ geladen und wandern zum Pluspol, also zur vom dentalen Grundkörper gebildeten Anode. Es ist jedoch auch eine katho­ dische Abscheidung der Feststoffpartikel möglich.
Der Anteil des metallischen Pulvers an der Gesamtmenge der dispergierten Partikel kann in großen Bereichen schwanken. Er beträgt beispielsweise ca. 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, vor­ zugsweise 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%. Der dispergierte Anteil im keramischen Schlicker besteht zum Teil, vorzugsweise etwa zu einem Drittel, aus metallischem Pulver. Der Rest wird von keramischen Pulverpartikeln gebildet, die im folgenden Primärpartikel genannt werden. Die Primärpartikel besitzen einen mittleren Durchmesser, der im Bereich von 0,4 µm bis 0,8 µm, vorzugsweise 0,6 µm bis 0,7 µm liegt. Der mittlere Durchmesser der metallischen Pulverpartikel kann deutlich größer sein. Vorzugsweise liegt er im Bereich von 1 µm bis 50 µm, vorzugsweise 2 µm bis 10 µm.
Um eine Oxidation des metallischen Pulvers bei dem oxidativen Sintervorgang zu gewährleisten, handelt es sich beim metal­ lischen Pulver vorzugsweise um ein Pulver aus Nicht-Edel­ metall. Dabei kann es sich bei dem Metallpulver um ein Metall handeln, dessen Metallionen im keramischen Pulver enthalten sind. Nach dem Sintervorgang, bei dem das Metallpulver zu Metalloxid oxidiert wird, sind die nunmehr gebildeten Metall­ oxidpartikel praktisch nicht mehr von den keramischen Primär­ partikeln unterscheidbar. Der dentale Formkörper besteht also aus einem homogenen oxidischen Gefüge. Als Metallpulver kann beispielsweise Aluminium- und/oder Zirkoniumpulver eingesetzt werden.
Aus dem keramischen Pulver und dem metallischen Pulver kann eine im wesentlichen homogene Mischung hergestellt werden. Die Mischung kann z. B. durch Mischmalen der beiden Pulver im festen Zustand hergestellt werden. Dabei kann der mittlere Durchmesser der metallischen Pulverpartikel verkleinert werden.
Bei der Herstellung des keramischen Schlickers aus kera­ mischen Primärpartikeln und metallischem Pulver können verschiedene Hilfsstoffe zugegeben werden. Zudem kann der keramische Schlicker oder einzelne Bestandteile des Schli­ ckers einer Vorbehandlung unterzogen werden. Der bevorzugte pH-Wert für die elektrophoretische Abscheidung liegt im Bereich von pH 5 bis 9. Gegebenenfalls kann der pH-Wert durch Zugabe einer Säure oder Base, beispielsweise Citronensäure oder Natriumpyrophosphat, eingestellt werden. Um das Disper­ gieren der keramischen und metallischen Pulverpartikel im Dispersionsmittel zu verbessern, kann ein Dispergierhilfs­ mittel zugegeben werden. Als Dispergierhilfsmittel kann beispielsweise Natriumpyrophosphat dienen. Als keramische Primärpartikel oder keramisches Pulver kann eine Mischung aus Partikeln verschiedener Oxidkeramiken eingesetzt werden, die im festen Zustand vorgemischt werden. Beispielsweise können die Primärpartikel aus einer Feststoffmischung aus Aluminium­ oxidpartikeln und Zirkoniumoxidpartikeln im Verhältnis 3 : 1 hergestellt werden. Danach können die metallischen Pulverpar­ tikel zugegeben und gemeinsam mit den keramischen Primärpar­ tikeln mischgemahlen werden. Die Mischung aus keramischen und metallischen Pulverpartikeln kann unter Rühren in das Disper­ sionsmittel gegeben werden, und um das Dispergieren weiter zu verbessern, mit Ultraschall behandelt werden. Dem dabei entstandenen keramischen Schlicker kann ein organisches Additiv, beispielsweise ein mehrwertiger Alkohol, insbeson­ dere Polyvinylalkohol, zugegeben werden, um beim Abscheiden eine bessere Agglomeration der Partikel zu erreichen. Um das Trocknen des abgeschiedenen keramischen Formteiles zu er­ leichtern, kann dem keramischen Schlicker ein Trocknungs­ hilfsmittel zugegeben werden. Das Trocknungshilfsmittel kann ein Amid sein, beispielsweise Formamid.
Nach der Herstellung des Schlickers erfolgt dessen elektro­ phoretische Abscheidung an einer der Form eines dentalen Grundkörpers entsprechenden Elektrode. Bei der Elektrophorese wandern die dispergierten keramischen und metallischen Pulverpartikel unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes in eine bestimmte Richtung, die von ihrer Ladung bzw. Ober­ flächenladung abhängt. Der keramische Schlicker wird also an der Elektrode, vorzugsweise anodisch, abgeschieden. Grund­ sätzlich gibt es zwei Arten, die elektrophoretische Abschei­ dung durchzuführen. Sie kann bei konstanter Stromstärke und daraus resultierend zunehmender Spannung durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, bei konstanter Spannung und daraus resultierend abnehmender Stromstärke zu arbeiten. Bei kon­ stanter Stromstärke wird diese aus einem Bereich von 1 mA bis 100 mA, vorzugsweise 10 mA bis 50 mA gewählt. Die Anfangs­ spannung liegt dabei im Bereich von 0,5 V bis 30 V, vor­ zugsweise 1 V bis 5 V. Bei konstanter Spannung wird diese aus einem Bereich von 1 V bis 100 V, vorzugsweise 2 V bis 10 V gewählt. Dabei beträgt die Anfangsstromstärke ca. 1 mA bis 100 mA, vorzugsweise 10 mA bis 50 mA.
Nach der elektrophoretischen Abscheidung kann das abge­ schiedene Formteil nachbehandelt werden. Das abgeschiedene Formteil, das vor dem Brennen auch Keramikgrünling genannt wird, wird vorzugsweise zunächst getrocknet, beispielsweise mittels einer Mikrowelle. Die Keramikgrünlinge haben eine Gründichte von etwa 30% bis 70%, typischerweise etwa 50% der theoretischen Dichte des keramischen Formteils.
Das Brennen des dentalen Formteils kann in einem kombinierten Oxidations- und Sinterprozeß durchgeführt werden. Zunächst erfolgt bei niedriger Temperatur der Oxidationsschritt, bei dem das metallische Pulver zu Metalloxid oxidiert wird. Danach erfolgt bei höherer Temperatur das Sintern. Dabei kann die Dichte des dentalen Formteils auf über 90% der theoreti­ schen Dichte der Keramik erhöht werden. Je nach Zusammenset­ zung und Gehalt der dispergierten Pulver in den zur Abformung verwendeten Schlicker können die Grünlinge bei Temperaturen zwischen 700° und 1600°, insbesondere 900° und 1400° gebrannt werden. Die Dauer des Sintervorganges kann mehrere Stunden, beispielsweise 2 bis 8, typischerweise ca. 5 Stunden lang dauern. Die Aufheizung auf die Sintertemperatur erfolgt vorzugsweise langsam, beispielsweise in einem Schritt von 1° bis 20° pro Minute, insbesondere 5° bis 10° pro Minute.
Nach dem Sintern kann das gebrannte dentale Formteil mit Glaspartikeln infiltriert werden, um die beim Sintern ent­ standenen Poren im Gefüge zu verschließen.
Weiter umfaßt die Erfindung ein dentales Formteil, das mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens herstellbar ist und eine im Vergleich zu herkömmlichen dentalen Formkörpern verminder­ ten Schrumpf gegenüber dem Grünling aufweist. Das derartig hergestellte dentale Formteil zeichnet sich dadurch aus, daß es durch oxidatives Sintern einer Mischung aus keramischen Pulverpartikeln und metallischen Pulverpartikeln erhältlich ist.
Damit kann der gemeinhin beim Sintern auftretende Sinter­ schrumpf durch die Oxidation des Metalls und der daraus bedingten Expansion kompensiert werden, wobei gleichzeitig gute mechanische und Weiterverarbeitungseigenschaften er­ reicht werden.
Der Anteil der oxidierten metallischen Partikel im Gefüge des dentalen Formteiles liegt wie im keramischen Schlicker bei ca. 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%. Der mittlere Durchmesser der oxidierten metal­ lischen Partikel im Gefüge liegt vorzugsweise im Bereich von 1 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 5 µm.
Wie bereits erwähnt, kann das dentale Formteil, dessen Gefüge keramische Primärpartikel und oxidierte metallische Partikel enthält, als kappenartiger Hohlformkörper ausgebildet sein. Er kann beispielsweise als Unterbau bzw. Käppchen einer keramischen Krone ausgebildet sein. Die Wandstärke des dentalen Formteiles kann 0,1 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 0,7 mm betragen.
Die beschriebenen Merkmale und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Bei­ spiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Beispiel
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von kera­ mischen Formteilen sowie das dentale Formteil soll beispiel­ haft anhand der Herstellung einer keramischen Krone erläutert werden.
Herstellung des dentalen Grundkörpers (Elektrode)
Zunächst wird der dentale Grundkörper hergestellt, der bei der elektrophoretischen Abscheidung als Elektrode dient. Der dentale Grundkörper ist im beschriebenen Beispiel ein Dupli­ katstumpf eines Zahnes, der elektrisch z. B. mit Leitsilber­ lack kontaktiert ist und als Elektrode in einem Stromkreis geschaltet ist. Zur Herstellung des Duplikatstumpfes wird zunächst ein Negativabdruck des Zahnes, beispielsweise mit einer Silikonmasse, angefertigt. Mit Hilfe dieses Negativab­ druckes kann der Duplikatstumpf angefertigt werden, bei­ spielsweise gegossen werden. Als Stumpfmaterial werden dabei bei den Brenntemperaturen stabile Materialien, bevorzugt in der Zahntechnik gebräuchliche sogenannte feuerfeste Einbett­ massen gewählt, wie sie beispielsweise in der dentalen Gußtechnik verwendet werden, so z. B. gipsgebundene Einbett­ massen oder Löteinbettmassen.
Schlickerherstellung mit keramischen Primärpartikeln und metallischen Partikeln
100 g einer Mischung der Al2O3- und ZrO2-Pulver (Gew.-Verhältnis 3 : 1) und 50 g Aluminium-Pulvers werden 2 h misch­ gemahlen und getrocknet. Dann werden zunächst zu 250 ml Wasser je 0,5 g Natriumpyrophosphat und Citronensäure vorge­ geben und gerührt, anschließend die o. a. Pulvermischung portionsweise zugegeben und intensiv gerührt. Danach wird die Dispersion einer Ultraschallbehandlung unterzogen. An­ schließend werden der Dispersion 20 ml der 5%igen PVA-Lösung, MG 72.000 langsam eingerührt, nach einer Zeit noch 6 ml Formamid als DCCA (= Trocknungshilfsmittel) zugegeben und dann über Nacht intensiv gerührt.
Verwendete Chemikalien
Aluminiumoxidpulver CT 3000 SG, Fa. ALCOA; Zirkonoxidpulver SC 15, MEL CHEMICALS; Aluminium- Pulver APS, 3-4.5 micron, Fa. ALFA; Citronensäure-Monohydrat 99,5%, Fa. MERCK; Natriumpyrophosphat-Dekahydrat, Fa. RIEDEL DE HAEN; Polyvinylalkohol, Molekulargewicht 72.000, Fa. FLUKA.
Elektrophoretische Abscheidung
In ein 100 ml-Laborbecherglas werden etwa 70 ml der oben beschriebenen Schlicker eingefüllt und etwa 5 min. einer Ultraschallbehandlung unterzogen. Dann wird, unter langsamen Rühren (ca. 100 U/min.) mit Hilfe einer Gleichstromquelle, mit einem Platinblech als Kathode und einem mit Leitsilber­ lack kontaktierten Modell-Zahnstumpf aus feuerfester Stumpf­ masse (L 36, Fa. HINRICHS) als Anode bei typischen Spannungen von 1-5 V und Strömen von 20-100 mA während einer Prozeß­ dauer von typischerweise etwa 10-15 Minuten die keramischen Bestandteile des Schlickers in Form einer glatten, optisch dichten, etwa 0,4 mm bis 0,5 mm dicken Schicht abgeschieden.
Sintervorgang
Wurden die Käppchen aus einem Schlicker abgeschieden, in dem eine Mischung aus Metall- und oxidkeramischem Pulver suspen­ diert sind, wird mit einem zusätzlichen Oxidationsschritt gearbeitet. Der Sinterschritt ist hier ein Reaktionssinter-Prozeß:
  • - Aufheizrate bis 900°C: 7,5°C/min
  • - Haltezeit 2 Stunden bei 950°C
  • - Aufheizrate bis 1150°C: 7,5°C/min
  • - Haltezeit 4 h bei 1150°C, dann im Ofen abkühlen.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen für die dentale Anwendung unter Verwendung einer mindestens ein keramisches Pulver enthaltenen Mischung und Ver­ festigen der Mischung durch Sintern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Mischung auch mindestens ein metallisches Pulver enthalten ist und das Sintern unter oxidativen Bedingungen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine keramische Pulver und das mindestens eine metallische Pulver als dispergierte Partikel in einer ein flüssiges Dispersionsmittel enthaltenen Dispersion vorliegen und aus dieser durch Elektrophorese auf einem dentalen Grundkörper abgeschieden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anteil an metallischem Pulver an der Ge­ samtmenge der dispergierten Partikel zwischen 10 Gew.-% und 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 30 Gew.-% und 60 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser des Metallpulvers im Bereich von 1 µm bis 50 µm, vorzugs­ weise 2 µm bis 10 µm liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem metallischen Pulver um ein Pulver aus Nicht-Edelmetall handelt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Metallpulver um ein Metall handelt, dessen Metallionen im keramischen Pulver enthalten sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Metallpulver um Aluminium- und/oder Zirkoniumpulver handelt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen homo­ gene Mischung aus keramischem Pulver und metallischem Pulver hergestellt wird, vorzugsweise durch Mischmahlen der beiden Pulver.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem flüssigen Dispersionsmittel um mindestens ein polares Disper­ sionsmittel, insbesondere um Wasser handelt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion mindestens ein organisches Additiv, vorzugsweise mindestens einen mehrwertigen Alkohol, insbesondere Polyvinylalkohol enthält.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion mindestens ein Trocknungshilfsmittel, vorzugsweise mindestens ein Amid, insbesondere Formamid enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke bzw. Spannung aus einem Bereich von 1 mA bis 100 mA bzw. 1 V bis 100 V, vorzugsweise 10 mA bis 50 mA bzw. 2 V bis 10 V gewählt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangsspannung bzw. Anfangsstromstärke von 0,5 V bis 30 V bzw. 1 mA bis 100 mA, vorzugsweise 1 V bis 5 V bzw. 10 mA bis 50 mA beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sintertemperatur im Bereich von 700°C bis 1600°C, insbesondere 900°C bis 1400°C gehalten wird.
15. Dentales Formteil, herstellbar nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer im Ver­ gleich zu herkömmlichen dentalen Formkörpern verminder­ ten Schrumpf gegenüber dem Grünling, erhältlich durch oxidatives Sintern einer Mischung aus keramischen Pulverpartikeln und metallischen Pulverpartikeln.
16. Dentales Formteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anteil der oxidierten metallischen Partikel im Gefüge 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% beträgt.
17. Dentales Formteil nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierten metallischen Partikel im Gefüge einen mittleren Durchmesser auf­ weisen, der im Bereich von 1 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 5 µm liegt.
18. Dentales Formteil nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es als, vorzugsweise kappen­ artiger, Hohlformkörper ausgebildet ist, der insbeson­ dere eine Wandstärke von 0,1 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 0,7 mm, aufweist.
19. Mischung zur Herstellung eines dentalen Formteils, insbesondere nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie keramische Pulverpartikel und metallische Pulverpartikel enthält.
20. Verwendung von Mischungen keramischer Pulver und metal­ lischer Pulver zur Herstellung vollkeramischer dentaler Formkörper durch elektrophoretische Abscheidung.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in Form eines keramischen Schlickers vorliegt.
DE10049974A 2000-10-06 2000-10-06 Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen und dentales Formteil Withdrawn DE10049974A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002064099A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-22 3M Espe Ag Verfahren zur herstellung von zahnersatz
WO2006128404A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-07 Stefan Wolz Verfahren zur herstellung von zahnteilen aus dentalmetallpulver
DE102005038074A1 (de) * 2005-08-10 2007-02-15 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung metallischer Bauteile, entsprechende metallische Bauteile sowie Kit zur Durchführung des Verfahrens
DE102008027323A1 (de) 2008-06-07 2009-12-10 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Herstellung von keramischen Komponenten
DE102008036661A1 (de) 2008-08-06 2010-02-11 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Herstellung von oxidischer Zahnkeramik

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3628997A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-12 Degussa Werkstoff fuer verblendbaren zahnersatz
DE3532331C2 (de) * 1985-09-11 1991-10-31 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
US5080589A (en) * 1988-12-20 1992-01-14 Sandvik Ab Artificial tooth crowns
DE69004306T2 (de) * 1989-03-23 1994-03-03 Sandvik Ab Künstliche Kronen- und Zahnersatzteile.
DE69002902T2 (de) * 1989-08-16 1994-03-17 Minnesota Mining & Mfg Keramische Gegenstände mit kontrollierten Dimensionen.
DE4324438A1 (de) * 1993-07-21 1995-01-26 Degussa Verfahren zur Herstellung oxidkeramischer Zahnersatzstücke
WO1999050480A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. Method of electrophoretic deposition of ceramic bodies for use in manufacturing dental appliances
DE19930564A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Kaltenbach & Voigt Verfahren zur Herstellung medizinischer, zahnmedizinischer, zahntechnischer und technischer Teile aus Keramik

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710122A1 (de) * 1977-03-09 1978-09-14 Miele & Cie Verfahren zur vorbehandlung von nichteisenmetallen vor der beschichtung mit keramischen massen
US5415748A (en) * 1994-02-23 1995-05-16 United Technologies Corporation Process for the electrophoretic deposition of defect-free metallic oxide coatings
US5919347A (en) * 1997-04-23 1999-07-06 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. Method of electrophoretic deposition of laminated green bodies

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3628997A1 (de) * 1985-09-11 1987-03-12 Degussa Werkstoff fuer verblendbaren zahnersatz
DE3532331C2 (de) * 1985-09-11 1991-10-31 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De
US5080589A (en) * 1988-12-20 1992-01-14 Sandvik Ab Artificial tooth crowns
DE68919340T2 (de) * 1988-12-20 1995-03-16 Sandvik Ab Künstliche Zahnkrone.
DE69004306T2 (de) * 1989-03-23 1994-03-03 Sandvik Ab Künstliche Kronen- und Zahnersatzteile.
DE69002902T2 (de) * 1989-08-16 1994-03-17 Minnesota Mining & Mfg Keramische Gegenstände mit kontrollierten Dimensionen.
DE4324438A1 (de) * 1993-07-21 1995-01-26 Degussa Verfahren zur Herstellung oxidkeramischer Zahnersatzstücke
WO1999050480A1 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. Method of electrophoretic deposition of ceramic bodies for use in manufacturing dental appliances
DE19930564A1 (de) * 1999-04-16 2000-10-19 Kaltenbach & Voigt Verfahren zur Herstellung medizinischer, zahnmedizinischer, zahntechnischer und technischer Teile aus Keramik

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002064099A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-22 3M Espe Ag Verfahren zur herstellung von zahnersatz
WO2006128404A1 (de) * 2005-06-03 2006-12-07 Stefan Wolz Verfahren zur herstellung von zahnteilen aus dentalmetallpulver
JP2008541890A (ja) * 2005-06-03 2008-11-27 ヴォルツ シュテファン 歯科用金属粉末から補綴物を製造する方法
DE102005038074A1 (de) * 2005-08-10 2007-02-15 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung metallischer Bauteile, entsprechende metallische Bauteile sowie Kit zur Durchführung des Verfahrens
EP1759682A2 (de) * 2005-08-10 2007-03-07 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung metallischer Bauteile, entsprechende metallische Bauteile sowie Kit zur Durchführung des Verfahrens
EP1759682A3 (de) * 2005-08-10 2008-01-23 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung metallischer Bauteile, entsprechende metallische Bauteile sowie Kit zur Durchführung des Verfahrens
DE102008027323A1 (de) 2008-06-07 2009-12-10 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Herstellung von keramischen Komponenten
EP2143696A1 (de) 2008-06-07 2010-01-13 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Herstellung von keramischen Komponenten
DE102008027323B4 (de) * 2008-06-07 2011-07-07 Karlsruher Institut für Technologie, 76131 Verfahren zur Herstellung von keramischen Komponenten
US8133372B2 (en) 2008-06-07 2012-03-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method for producing ceramic components
DE102008036661A1 (de) 2008-08-06 2010-02-11 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Herstellung von oxidischer Zahnkeramik

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