DE10107451A1 - Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz, umfassend die Schritte: DOLLAR A a) Bereitstellung eines Rohlings, DOLLAR A b) Bearbeiten des Rohlings durch fräsende Verfahren, DOLLAR A c) Dichtsintern des Rohlings in einem Temperaturbereich von 1200 bis 1650 DEG C, DOLLAR A wobei der Rohling ein vorgesintertes Material umfasst und eine Rohbruchfestigkeit von 31 bis 50 MPa aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz. Ferner betrifft
die Erfindung vorgesinterte Rohlinge aus Zirkonoxidkeramik, die eine
Rohbruchfestigkeit in einem ausgewählten Bereich aufweisen.
Keramischer Zahnersatz wird üblicherweise durch Schleifbearbeitung von
dichtgesinterten Keramik-Rohlingen hergestellt.
So wird beispielsweise in der EP-B-0 160 797 ein Rohling und dessen
Verwendung zur Herstellung zahntechnischer Formteile mittels eines
Schleifwerkzeugs beschrieben. Fernar ist aus der EP-A-0 630 622 ein Verfahren
zur Herstellung keramischer Dentalprothesen bekannt, bei dem ein Rohling einer
bestimmten Zusammensetzung mittels eines rotierenden Werkzeugs schleifend
bearbeitet wird.
Nachteilig an der Bearbeitung von dichtgesinterten Rohlingen ist insbesondere
deren hohe Härte, die zu langen Bearbeitungszeiten und hoher
Werkzeugabnutzung führt. Dadurch sind die Kosten der Bearbeitung dieser
Rohlinge sehr hoch.
Nachteilig an Schleifverfahren zur Bearbeitung bzw. Herstellung von keramischem
Zahnersatz ist ferner, dass durch das Fehlen von definierten Schneidkanten keine
hochpräzise Form der beschliffenen Rohlinge gewährleistet werden kann.
Die Bearbeitung von bis zu einem gewissen Härtegrad vorgesinterten Rohlingen
wird in der EP-A-0 630 622 auf Seite 3, Spalte 3, Zeile 13 ff. im Grundsatz
erwähnt, wobei aber die Bearbeitung der Rohlinge durch Schleifverfahren
beibehalten bleibt.
Vorgesinterte Rohlinge weisen eine niedrigere Härte auf, als Dichtgesinterte und
zeigen eine höhere Härte, als Ungesinterte. Es ist daher prinzipiell
wünschenswert, um eine leichte Bearbeitung zu gewährleisten bzw. eine
Bearbeitung erst zu ermöglichen, vorgesinterte Rohlinge zu verwenden.
So werden beispielsweise die Bearbeitungswerkzeuge weniger stark abgenutzt,
was zu längeren Standzeiten der Werkzeuge und dadurch zu erheblich
verringerten Kosten führt. Auch ist die Herstellung feinster Mikrostrukturen erst
möglich, indem der vorhersagbare Schrumpf der Keramik beim Dichtsintern zu
einer weiteren Verkleinerung der erzeugten Mikrostrukturen führt. Die häufig
auftretende mikroskopische Beschädigung der Keramik bei der Bearbeitung ist bei
vorgesinterten Rohlingen im Rahmen des Dichtsinterprozesses heilbar.
Um Zahnersatz durch Bearbeiten im nicht-dichtgesinterten Zustand herstellen zu
können, wird eine vollkommen homogene Verteilung der Festigkeit und Härte
sowie der Dichte innerhalb jeder Raumrichtung des keramischen Rohlings
benötigt, die im besonderen auch nach der Vorsinterung des Rohlings erhalten
bleibt. Es ist vorteilhaft, Abweichungen in der Dichte- und Härteverteilung der
Keramik, wenn filigrane Strukturen oder mehrgliedrige Brücken hergestellt werden
sollen, zu vermeiden, da schon geringste Inhomogenitäten zu Sollbruchstellen
führen können, die die Haltbarkeit dieser komplexen Strukturen während der
Bearbeitung erheblich beeinträchtigen oder zu einem unterschiedlichen
Sinterverhalten, welches am Verzug des Werkstückes beim Sintern erkennbar ist,
führen können. Ein derartiger Verzug führt jedoch zu schlechter Passgenauigkeit
und damit zur Unbrauchbarkeit des Zahnersatzes.
Aus folgenden Gründen hat die Bearbeitung von vorgesinterten Rohlingen bisher
nicht zu einer technischen Realisierung geführt:
Die Dichtsinterung eines vorgesinterten Rohlings nach der Bearbeitung geht mit Dimensionsänderungen einher, die schwierig zu berechnen und nur mittels komplizierter Verfahren auf die eigentlichen Fräsparameter zu beaufschlagen sind. Daher sind nachträgliche Korrekturen nach der Dichtsinterung an nicht- passgenauen Zahnersatzteilen notwendig. Diese müssen aufgrund der höheren Härte der dichtgesinterten Zahnersatzteile mittels abtragender Verfahren erfolgen und sind als sehr kritisch zu bewerten, da eine Selbstheilung von Verletzungen der Oberflächenstrukturen, wie sie während des Dichtsinterprozesses stattfindet, nicht mehr nachgeholt werden kann.
Die Dichtsinterung eines vorgesinterten Rohlings nach der Bearbeitung geht mit Dimensionsänderungen einher, die schwierig zu berechnen und nur mittels komplizierter Verfahren auf die eigentlichen Fräsparameter zu beaufschlagen sind. Daher sind nachträgliche Korrekturen nach der Dichtsinterung an nicht- passgenauen Zahnersatzteilen notwendig. Diese müssen aufgrund der höheren Härte der dichtgesinterten Zahnersatzteile mittels abtragender Verfahren erfolgen und sind als sehr kritisch zu bewerten, da eine Selbstheilung von Verletzungen der Oberflächenstrukturen, wie sie während des Dichtsinterprozesses stattfindet, nicht mehr nachgeholt werden kann.
Zusammenfassend besteht ein erheblicher Bedarf an Methoden zur Herstellung
von passgenauem Zahnersatz durch die Verwendung von vorgesinterten
keramischen Rohlingen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
von passgenauem, hochpräzisem Zahnersatz zur Verfügung zu stellen.
Überraschenderweise kann diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung
von Zahnersatz, umfassend die Schritte:
- a) Bereitstellung eines Rohlings,
- b) Bearbeiten des Rohlings durch fräsende Verfahren,
- c) Dichtsintern des Rohlings in einem Temperaturbereich von 1200 bis 1650°C,
wobei der Rohling ein vorgesintertes Material umfasst und eine Rohbruchfestigkeit
von 31 bis 50 MPa, bevorzugt 31 bis 40 MPa aufweist.
Unter Rohlingen wird im Rahmen dieser Erfindung ein nicht bearbeiteter
Materialblock bzw. -pressling verstanden, der im weiteren durch die Bearbeitung
einer Formgebung zugeführt wird. Diese Rohlinge können aus den
verschiedensten Materialien, insbesondere Keramik, bestehen.
Unter Zahnersatz sind im Rahmen dieser Erfindung insbesondere Kronen sowie
drei- und mehrgliedrige Brücken zu verstehen. Besonders geeignet sind die
erfindungsgemäßen Rohlinge zur Herstellung von drei- und mehrgliedrigen
Brücken.
Unter Bearbeiten sind im Rahmen dieser Erfindung fräsende Massnahmen zur
Formgebung eines Rohlings zu verstehen, die dazu führen, dass der Rohling in
eine den natürlichen Zahn möglichst nahe kommende Form umgearbeitet wird.
Nicht unter Bearbeiten ist die Reinigung des im obigen Sinne bearbeiteten
Rohlings oder auch die Entfernung von Stütz- und Haltestrukturen, die aus der
Einbettung des Rohlings in eine Rohlingshalterung resultieren, zu verstehen, auch
wenn dieses Reinigen durch fräsende Verfahren durchgeführt werden kann.
Die Begriffe "umfassen" und "enthaltend" im Sinne der vorliegenden Erfindung
leiten eine nicht-abschließende Aufzählung von Merkmalen ein.
Übliche aus dem Stand der Technik bekannte Rohbruchfestigkeiten für
keramische Dentalrohlinge liegen im höheren Festigkeitsbereich, beispielsweise
von 75 bis 110 MPa; solche Rohlinge sind nicht für die Erfindung einsetzbar.
Es wurde gefunden, dass die Bearbeitung von vorgesinterten Rohlingen, deren
Rohbruchfestigkeit außerhalb des erfindungsgemäßen Intervalls liegt, nicht zu
brauchbaren Ergebnissen führt. Im Falle von kleineren Rohbruchfestigkeiten
resultieren zu weiche Rohlinge, die beim fräsenden Bearbeiten brechen können,
im Falle von höheren Rohbruchfestigkeiten erhält man zu harte Rohlinge, die
jeweils mit den üblichen Bearbeitungsverfahren nicht bearbeitet werden können.
Die Bearbeitung der erfindungsgemäßen vorgesinterten Rohlinge wird mit
fräsenden Verfahren durchgeführt. Durch die äußerst scharfen Schneidkanten der
Fräswerkzeuge ist die Erzeugung feinster Mikrostrukturen möglich. Die
Schneidkanten des Werkzeuges bleiben über einen langen Benutzungszeitraum
scharf, da der Rohling im vorgesinterten Zustand nur eine geringe Härte und
Festigkeit aufweist. Bei der fräsenden Bearbeitung des Rohlings arbeitet das
Werkzeug der Bearbeitungsmaschine bei der Grobbearbeitung beispielsweise mit
einer Drehzahl von 5000 bis 40000 Upm, bevorzugt 15000 bis 25000 Upm bei
einer Vorschubgeschwindigkeit von 20 bis 5000 mm/min. bevorzugt 500 bis 3500 mm/min.
Die Feinbearbeitung erfolgt beispielweise bei einer Drehzahl von 5000
bis 50000 Upm, bevorzugt 18000 bis 35000 Upm mit einer
Vorschubgeschwindigkeit von 20 bis 5000 mm/min. bevorzugt 500 bis 3500 mm/min.
Bei beiden Bearbeitungsstufen wird beispielsweise ein
Fräserdurchmesser von 0,8 bis 4 mm verwendet.
Besonders bevorzugt werden die Rohlinge ohne eine stützende Struktur, wie sie
beispielsweise in der EP-A2-0 824 897, Beispiel beschrieben ist, bearbeitet. Der
Bearbeitungsvorgang findet von der mit dem Zahnstumpf in Berührung stehenden
und von der mit dem Zahnstumpf nicht in Berührung stehenden Seite des fertig
bearbeiteten Zahnersatzteils statt. Es ist hierbei von besonderem Vorteil, dass
während des Dichtsintervorgangs der Rohling nicht von einer
Hochtemperatureinbettmasse umgeben bzw. gestützt sein muss.
Im Laufe des Dichtsinterprozesses kann der umgearbeitete Rohling mittels
Trägervorrichtungen, welche sich an die während des Brennprozesses
auftretenden Schwunddimensionen selbständig anpassen, wie sie beispielsweise
aus der Patentanmeldung DE-199 04 534 bekannt sind, gehaltert werden, um
einen Verzug während des Sinterprozesses zu vermeiden.
Die Rohlinge können aus üblichen Dentalkeramiken bestehen. Unter
Dentalkeramiken sind im Rahmen dieser Erfindung Zusammensetzungen zu
verstehen, die neben den üblichen keramischen Bestandteilen gegebenenfalls
auch noch geringe Mengen anderer Bestandteile (Zusätze), wie Sinterhilfsmittel
enthalten können. Die Angabe von Rezepturen in Form von Komponenten und
Gew.-% bezieht sich stets auf ein Produkt, welches keine Zusätze mehr enthält.
Selbstverständlich sind geringe Spuren von Zusätzen, auch in der vor- bzw.
endgesinterten Keramik, aus kinetischen, thermodynamischen oder chemischen
Gründen möglich und daher auch als im Schutzumfang dieser Erfindung enthalten
zu verstehen.
Insbesondere das Vorhandensein von Verunreinigungen fördert die Entstehung
von Glasphasen bzw. Glasanteilen. Bevorzugt sind daher auch Rohlinge, die
während dem Dichtsintern keine Glasphasen bzw. Glasanteile bilden.
Die erfindungsgemäßen Rohlinge weisen ferner eine bevorzugte Abweichung von
der Linearität des Schrumpfes pro Raumrichtung auf, die kleiner als 0,05%,
besonders bevorzugt kleiner als 0,01% ist.
Bevorzugt bestehen die erfindungsgemäßen Rohlinge aus Aluminiumoxid- oder
Zirkonoxidkeramik. Besonders bevorzugt ist hierbei die Zirkonoxidkeramik.
Es ist bekannt, dass die Festigkeit von nichtmetallisch-anorganischen Systemen
im allgemeinen vom kritischen Spannungsintensitätsfaktor KIC abhängt. Dieser
Faktor ist bei amorphen Werkstoffen, beispielsweise Gläsern deutlich niedriger als
bei rein kristallinen Systemen (D. Munz/T. Fett: Mechanisches Verhalten
keramischer Werkstoffe, Springer-Verlag). Somit sinkt auch die Festigkeit von
Keramiken, wenn sich amorphe Phasen an den Korngrenzen bilden. Die
erfindungsgemäß bevorzugt einsetzbaren Keramiken weisen daher beispielsweise
einen Wert für KIC von 5 bis 10, bevorzugt 8 bis 10, bestimmt nach EN 843 auf.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass Keramiken auf Zirkonoxidbasis mit
einem Sinterzusatz von 0,1 bis zu 0,50 Gew.-% mindestens eines der Oxide der
Elemente Aluminium, Gallium, Germanium, Indium eine besonders günstige und
gleichmäßig verteilte Härte und Festigkeit aufweisen. Sie sind daher besonders
zur erfindungsgemäßen Herstellung von komplexem Zahnersatz und filigranen
Strukturen geeignet. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Oxide der oben
erwähnten Elemente in einer wie oben definierten Menge mit homogener
Verteilung zugesetzt werden und diese nicht, wie etwa Verunreinigungen,
ungleichmäßig und mit wechselnder Konzentration verteilt sind. Diese homogene
Verteilung kann beispielsweise erreicht werden durch Kofällung, wie sie im
Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben ist.
Überdies ist eine gleichmäßige Verteilung der während des Vorsinterprozesses
gebildeten Partikel von Vorteil. Die Kornform der Partikel ist bevorzugt equiaxial
mit einem mittleren Korndurchmesser kleiner 1 µm, besonders bevorzugt kleiner
0,7 µm.
Die für die Erfindung einsetzbaren Rohlinge weisen üblicherweise ein
Porenvolumen von 50 bis 65% auf. Die mittlere Porengröße liegt üblicherweise im
Bereich von 3 µm bis 0,1 µm, wobei der Bereich von 2 µm bis 0,2 µm bevorzugt
ist.
Im Falle dieser Keramik wird der Vorsinterprozess in einem bevorzugten
Temperaturbereich von 850°C bis 1000°C, besonders bevorzugt zwischen 950°C
und 995°C durchgeführt, um die erfindungsgemäße Rohbruchfestigkeit zu
erzielen. Der Vorsinterprozess wird beispielsweise über einen Zeitraum von 30 bis
55 Stunden durchgeführt.
Derartige Keramiksysteme weisen bekanntermaßen die Neigung auf, anisotrop zu
schrumpfen, haben also einen in die drei Raumrichtungen unterschiedlichen
Schrumpf. Da dieser Schrumpf in jeder Raumrichtung in sich linear ist, sind diese
Keramiken überraschenderweise zur Herstellung von extrem passgenauem und
komplexem Zahnersatz äußerst geeignet.
Die Verwendung von Zirkonoxidkeramiken im medizinischen Bereich ist allgemein
bekannt. Reines Zirkonoxid kann allerdings nicht für mechanische Anwendungen
verwendet werden, da es beim Abkühlprozess nach dem Sintern sein Volumen
durch Modifikationsänderungen zu stark verändert. Durch Zugabe von
Magnesium-, Cer- oder Yttriumoxid läßt sich dieser Prozess aber eindämmen.
Eine ausführliche Diskussion findet sich in "Aluminium- und Zirkonoxidkeramik in
der Medizin", Sonderdruck aus Industrie Diamanten Rundschau, IDR 2/1993
sowie in der EP-A-0 634 149.
Der Zusatz von 0,1 bis zu 0,50 Gew.-%, bevorzugt 0,15 bis 0,50 Gew.-%,
besonders bevorzugt 0,20 bis 0,50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,25 bis
0,50 Gew.-% mindestens eines der Oxide der Elemente Aluminium, Gallium,
Germanium, Indium zu derartigen Keramiken führt zur Erniedrigung der
Sintertemperatur und Erhöhung der Stabilität und der hydrolytischen Beständigkeit
im Gebrauchszustand. Dieser Sachverhalt findet sich für das Oxid des
Aluminiums in der Produktinformation der Firma Tosoh "Zirconia Powder" 09/97
wieder. Die Keramik eignet sich allerdings nicht zur Herstellung von passgenauem
Zahnersatz gemäß vorliegender Erfindung, da ohne Einhaftung der
erfindungsgemäßen Rohbruchfestigkeit eine fräsende Bearbeitung zu
hochpräzisem Zahnersatz aufgrund der vorher diskutierten Effekte nicht möglich
ist.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein vorgesinterter Rohling
aus Zirkonoxidkeramik der Zusammensetzung (1), enthaltend:
- A) 91 bis 98,45 Gew.-%, bevorzugt 91 bis 97,25 Gew.-% Zirkonoxid,
- B) 0 bis 3,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 2,5 Gew.-% Hafniumoxid,
- C) 1,5 bis 6,0 Gew.-%, bevorzugt 2,5 bis 6,0 Gew.-% Yttriumoxid,
- D) 0,05 bis 0,50 Gew.-%, bevorzugt 0,15 bis 0,50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,20 bis 0,50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,25 bis 0,50 Gew.-% mindestens eines der Oxide der Elemente Aluminium, Gallium, Germanium, Indium,
- E) 0 bis 1,9 Gew.-%, bevorzugt 0,0005 bis 1,5 Gew.-% färbende Zusätze,
wobei sich die Gew.-% zu 100 ergänzen müssen und der Rohling eine
Rohbruchfestigkeit von 31 bis 50 MPa, bevorzugt 31 bis 40 MPa aufweist.
Unter Komponente (E) der Zusammensetzung (1) sind färbende Oxide aus
Elementen der Gruppe Pr, Er, Fe, Co, Ni, Ti, V, Cr, Cu, Mn zu verstehen, wobei
bevorzugt Fe2O3, Er2O3 oder MnO2 eingesetzt werden.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von
keramischem Zahnersatz, wobei ein Rohling der Zusammensetzung (1) durch
geeignete Bearbeitungsmaßnahmen in ein schwindungsangepasstes,
vergrößertes Modell des endgültigen Zahnersatzes umgearbeitet wird und
anschließend zu seinen Enddimensionen dichtgesintert wird. Unter
schwindungsangepasstem Modell ist ein entsprechend einem Teil des theoretisch
erwarteten Schrumpfes vergrößertes Modell des gewünschten Zahnersatzes zu
verstehen.
Die technische Herstellung der Zusammensetzung (1) gelingt durch Auflösen der
in käuflichem Zirkonsand enthaltenen Komponenten (A) und (B) der
Zusammensetzung (1) mit HCl, mechanischer Abtrennung der schwerlöslichen
Verunreinigungen und Vereinigung mit den nach Behandlung mit HCl ebenfalls
als Oxichloride bzw. Chloride vorliegenden Additiven (C) und (D) als wäßrige,
stark saure Lösung.
Färbend wirkende Zusätze gemäß Komponente (E) werden anschließend
ebenfalls als Chloride, erhalten durch Auflösung in HCl, zugesetzt.
Es schließt sich eine Kofällung der gelösten Komponenten durch Hydrolyse,
Kalzination des Fällungsproduktes, Mahlung des Kalzinates auf die gewünschte
Endfeinheit sowie unter Verwendung von temporären Gleit- und Bindemitteln ein
Sprühtrockenprozess an.
Das auf diese Weise erhaltene Granulat kann mit bekannten Preßverfahren in die
gewünschte Vorform gebracht werden. Diese Presslinge werden durch eine
binderabhängige Wärmebehandlung entbindert und bei einer Temperatur
zwischen 850°C und 1000°C, vorzugsweise zwischen 950°C und 995°C
beispielsweise mit 0,5 bis 4 h Haltezeit vorgesintert.
Keramikpulver enthaltend die Komponenten (A) bis (D) sind auch käuflich
erwerbbar (Fa. Tosoh, Tokyo, Japan).
Die mit gebräuchlichen Verfahren, beispielsweise CAD/CAM oder Kopierfräsen
bearbeiteten Rohlinge werden bei 1200°C bis 1650°C, besonders bevorzugt
1350°C bis 1550°C beispielsweise mit 1 bis 3 h Haltezeit dichtgesintert.
Vorzugsweise vor dem Dichtsintern können ästhetische Maßnahmen, wie das
individuelle Einfärben, vorgenommen werden. Verwendbar sind beispielsweise
Verfahren gemäß der Patentanmeldung DE-199 04 522, wobei die Verwendung
ionischer Lösungen mindestens eines der Salze der Seltenen-Erden-Elemente,
der Lanthaniden oder der Elemente aus der Gruppe Fe, Co, Ni, Ti, V, Cr, Cu, Mn
bevorzugt ist.
Gegebenenfalls werden nach dem Dichtsintern die zu einer Dentalprothese
umgearbeiteten Keramikrohlinge aus einer Rohlingshalterung entfernt, wobei
beispielsweise eine Halterung aus dem Gebrauchsmuster DE-298 15 486
während der Bearbeitung Anwendung finden kann. Nach der Entfernung aus einer
Rohlingshalterung kann sich gegebenenfalls die Nachbearbeitung des Rohlings
zum Zwecke der Entfernung von Haltestiften oder Verbindungsstellen zwischen
der Rohlingshalterung und dem bearbeiteten Rohling anschließen.
Ferner kann der Rohling durch übliche Maßnahmen verblendet werden. Hierzu
kann eine Verblendmasse, die den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie
der Rohling besitzt, auf den Rohling aufgebrannt werden. Rohlinge, die geeignet
sind für die vorliegende Erfindung, können beispielsweise einen
Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen 9,0 und 10,5 ppm/K, bevorzugt
zwischen 9,4 und 9,8 ppm/K aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert, ohne dass sie
durch diese beschränkt werden soll.
Angaben zu Festigkeiten, insbesondere Bruchfestigkeiten im Rahmen dieser
Ausführungen beziehen sich auf den "Punch on three ball Test" gemäß ISO 6872.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Rohlinge wird von unter Anwendung von
Druck erhaltenen Vorkörpern ausgegangen. Bei Herstellung dieser Vorkörper wird
beispielsweise von reinen Chloriden, Oxichloriden oder Nitraten ausgegangen, in
den Beispielen werden Chloride eingesetzt.
Um ca. 200 g fertig dotiertes Pressgranulat zu erhalten, werden die Komponenten
gemäß folgender Tabelle in destilliertem Wasser gelöst:
Es schließt sich eine Kofällung der gelösten Komponenten durch Hydrolyse an,
wobei die vorgenannte Lösung mit 32 l 6-molarer wäßriger NH4OH-Lösung
versetzt wird. Dabei ist ein mindestens 30-facher Überschuß der OH--
Konzentration gegenüber dem stöchiometrischen Bedarf empfohlen. Das
Fällungsprodukt muss anschließend Cl--frei gewaschen werden. Die Kalzination
des Fällungsproduktes erfolgt bei 700°C über 0,75 Stunden, gefolgt von einer
Mahlung des Kalzinates auf eine Endfeinheit von D50 = 0,6 µm sowie von einem
Sprühtrockenprozess unter Verwendung von temporären Gleit- und Bindemitteln
(hier: 2,0 Gew.-% PVA, 0,15 Gew.-% Ölsäure bezogen auf Oxidversatz).
Das erhaltene Granulat wird mit einer isostatischen Presse, beispielsweise bei
1500 bis 2500 bar, bevorzugt 1700 bis 2200 bar in Vorkörper der Abmessungen
d = 31 mm und l = 150 mm gebracht.
Die Vorkörper werden durch eine Wärmebehandlung (Aufheizrate: 4 K/min bis
650°C, 1 h Haltezeit) entbindert und bei einer Temperatur bei 970°C mit 0,5 h
Haltezeit zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Rohlingen vorgesintert.
Zur Herstellung von passgenauen Brücken werden nach den
Herstellungsbeispielen 1 und/oder 2 hergestellten Rohlinge mit einem CAD/CAM-
System durch Fräsen bearbeitet und unter den folgenden Parametern
dichtgesintert:
Aufheizrate: 10 K/min bis Endtemperatur: 1500°C
Haltezeit bei Endtemperatur: 2 h
Aufheizrate: 10 K/min bis Endtemperatur: 1500°C
Haltezeit bei Endtemperatur: 2 h
Das Ergebnis ist in beiden Fällen ein extrem passgenauer Zahnersatz mit hoher
Festigkeit (σ < 1000 MPa).
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz, umfassend die Schritte:
- a) Bereitstellung eines Rohlings,
- b) Bearbeiten des Rohlings durch fräsende Verfahren,
- c) Dichtsintern des Rohlings in einem Temperaturbereich von 1200 bis 1650°C,
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Rohling eine Rohbruchfestigkeit von
31 bis 40 MPa aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei bei der fräsenden
Bearbeitung des Rohlings das Werkzeug der Bearbeitungsmaschine mit
einer Drehzahl von 5000 bis 40000 Upm und einer
Vorschubgeschwindigkeit von 20 bis 5000 mm/min bei der
Grobbearbeitung und einer Drehzahl von 5000 bis 50000 Upm und einer
Vorschubgeschwindigkeit von 20 bis 5000 mm/min bei der Feinbearbeitung
sowie jeweils mit einem Fräserdurchmesser von 0,8 bis 4 mm arbeitet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohling
von der mit dem Zahnstumpf in Berührung stehenden Seite und von der
nicht mit dem Zahnstumpf in Berührung stehenden Seite bearbeitet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
vorgesinterte Rohling Zirkonoxid- oder Aluminiumoxidkeramik umfasst.
6. Zahnersatzteil, herstellbar nach einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 5.
7. Vorgesinterter Rohling aus Zirkonoxidkeramik, enthaltend:
- A) 91 bis 98,45 Gew.-% Zirkonoxid,
- B) 0 bis 3,5 Gew.-% Hafniumoxid,
- C) 1,5 bis 6,0 Gew.-% Yttriumoxid,
- D) 0,05 bis 0,50 Gew.-% mindestens eines der Oxide der Elemente Aluminium, Gallium, Germanium, Indium,
- E) 0 bis 1,9 Gew.-% färbende Zusätze (als Oxide gerechnet),
8. Vorgesinterter Rohling nach Anspruch 7, wobei er
- A) 91 bis 98,35 Gew.-% Zirkonoxid,
- B) 0 bis 2,5 Gew.-% Hafniumoxid,
- C) 1,5 bis 6,0 Gew.-% Yttriumoxid,
- D) 0,15 bis 0,50 Gew.-% mindestens eines der Oxide der Elemente Aluminium, Gallium, Germanium, Indium,
- E) 0 bis 1,9 Gew.-% färbende Zusätze
9. Vorgesinterter Rohling nach Anspruch 7, wobei er
- A) 91 bis 98,45 Gew.-% Zirkonoxid,
- B) 0 bis 3,5 Gew.-% Hafniumoxid,
- C) 1,5 bis 6,0 Gew.-% Yttriumoxid,
- D) 0,05 bis 0,50 Gew.-% Aluminiumoxid,
- E) 0 bis 1,9 Gew.-% färbende Zusätze
10. Vorgesinterter Rohling gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei er eine
Rohbruchfestigkeit von 31 bis 50 MPa aufweist.
11. Vorgesinterter Rohling nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei er durch
Sinterung bei einer Temperatur von 850°C bis 1000°C erhalten wird.
12. Vorgesinterter Rohling nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei er eine
Abweichung von der Linearität des Schrumpfes pro Raumrichtung unter
0,05% aufweist.
13. Verwendung eines Rohlings aus vorgesintertem Material mit einer
Rohbruchfestigkeit von 31 bis 50 MPa in einem Verfahren zur Herstellung
von Zahnersatz, wobei der Rohling vor dem Dichtsintern bearbeitet wird.
14. Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei ein Rohling nach einem der Ansprüche 7 bis 12 durch fräsende
Bearbeitung in ein schwindungsangepasstes, vergrößertes Modell des
endgültigen Zahnersatzes umgearbeitet und zu seinen Enddimensionen
dichtgesintert wird.
15. Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei ein Rohling nach einem der Ansprüche 7 bis 12 durch CAD/CAM-
Verfahren in ein schwindungsangepasstes, vergrößertes Modell des
endgültigen Zahnersatzes umgearbeitet und zu seinen Enddimensionen
dichtgesintert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der vorgesinterte
Rohling nach dem Bearbeiten ästhetisch nachbearbeitet und zu seinen
Enddimensionen dichtgesintert wird.
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