DE102009044460B3

DE102009044460B3 - Verfahren zum Heraustrennen eines Formlings aus einem Rohling

Info

Publication number: DE102009044460B3
Application number: DE200910044460
Authority: DE
Inventors: Michael 63512 Maibach; Martin 63695 Haizmann; Stefan Dipl.-Ing. 63867 Fecher; Heiner 63654 Hörhold
Original assignee: Degudent GmbH
Current assignee: Degudent GmbH
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-11-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Heraustrennen eines aus einem aus einem keramischen oder metallischen Material bestehenden Rohling herausgearbeiteten Formlings, der mit dem Rohling über Stege verbunden ist, wobei die Stege mittels, Materialstrahlen durchtrennt werden. Um ein Heraustrennen des Formlings aus dem Rohling zu vereinfachen, insbesondere um Beschädigungen zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass der Rohling in einer Ausstrahlhilfe angeordnet wird, die eine Umfangswandung aufweist, deren Innengeometrie der Umfangsgeometrie des Rohlings entspricht oder weitgehend entspricht, und in der Ausstrahlhilfe flächig auf einer Bodenwandung positioniert wird, die Durchbrechungen aufweist, und dass der Materialstrahl derart auf den Rohling ausgerichtet wird, dass sowohl Material des Materialstrahls als auch von diesem mitgenommenes Material der Stege durch die Durchbrechungen aus der Ausstrahlhilfe abgeführt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Heraustrennen eines aus einem aus einem keramischen oder metallischen Material bestehenden Rohling in Form eines Grünlings oder vorgesinterten Rohlingkörpers herausgearbeiteten Formlings, insbesondere einer zahntechnischen Rekonstruktion, der mit dem Rohling über Stege verbunden ist, wobei die Stege mittels Materialstrahlen, insbesondere mittels Materialstrahlen mit Keramikkörpern bzw. -kugeln durchtrennt werden gemäß Anspruch 1. Auch nimmt die Erfindung Bezug auf eine Ausstrahlhilfe bestimmt für einen scheibenförmigen Rohling aus einem keramischen oder metallischen Material in Form eines Grünlings oder eines vorgesinterten Rohlingkörpers, gemäß Anspruch 5.
Aufgrund ihrer guten physikalischen Eigenschaften werden zur Herstellung hochwertiger Formteile Keramikmaterialien benutzt. Hierzu wird üblicherweise als Ausgangsmaterial ein nicht durchgesinter, also vorgesinterter aus keramischem Material bestehender Rohling benutzt, um aus diesem einen gewünschten Formling herauszufräsen.
Da der Rohling nicht durchgesintert ist, ist eine relativ einfache Bearbeitung bei geringem Werkzeugverschleiß möglich. Die Formlinge verbleiben üblicherweise mit dem Restrohling über Stege verbunden, die zum Durchsintern der Formlinge durchtrennt werden müssen. Hierzu kann das Materialstrahlen zum Einsatz gelangen, bei dem über eine Düse Materialpartikel wie Kugeln unter einem vorgegebenen Druck auf die den Formling mit dem Restrohling verbindenden Stege abgestrahlt werden. Beim Abstrahlen – auch Ausstrahlen genannt – besteht jedoch das Risiko, dass der Rohling gebogen wird oder sogar bricht und damit der Formling beschädigt wird.
Alternativ zum Durchtrennen der Stege mittels Materialstrahlen besteht die Möglichkeit, die Stege durch Fräsen oder Schneiden zu durchtrennen (s. z. B. WO 2005/051 220 A1 , DE 10 2007 013 065 A1 ). Hierzu kann der Rohling auf einer Unterlage angeordnet werden ( WO 2006/025 778 A1 ).
Absaugvorrichtungen für Dentalplätze, die über siebartige Einrichtungen verfügen, sind aus der US 2003/00 73 395 A1 , EP 1 709 941 A1 , DE 41 23 020 C2 oder DE 36 02 478 C2 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Ausstrahlhilfe derart weiterzubilden, dass ein sicheres Trennen der den Formling mit dem Rohling verbindenden Stege möglich ist, ohne dass die Gefahr von Beschädigungen erwächst.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für die Ausstrahlhilfe durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Erfindungsgemäß wird der Rohling von einer in seiner Innengeometrie dem Rohling angepassten Ausstrahlhilfe aufgenommen, in der der Rohling flächig auf einem Siebboden aufliegt. Da zudem die Innengeometrie der Außengeometrie des Rohlings angepasst ist, kann der Rohling nur in engen Grenzen relativ zu der Ausstrahlhilfe beim Ausstrahlen verschoben werden, so dass mit hoher Präzision der Materialstrahl auf die Bereiche des Rohlings trifft, die entfernt werden sollen, also insbesondere die den Formling mit dem Restrohling verbindenden Stege. Durch das plane Aufliegen des Rohlings auf dem Siebboden kann ein zu Spannungen führendes Biegen des Rohlings nicht auftreten, wodurch Beschädigungen vermieden werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass eine eine Topfgeometrie aufweisende Ausstrahlhilfe mit einer Umfangswandung verwendet wird, die zumindest eine vom oberen Rand der Umfangswandung ausgehende Aussparung aufweist, und dass über die Aussparung der Rohling zum Entfernen aus der Ausstrahlhilfe erfasst wird. Insbesondere wird eine Ausstrahlhilfe verwendet, die zumindest zwei diametral zueinander angeordnete Aussparungen aufweist.
Mittels der Aussparung bzw. Aussparungen ist ein leichtes Einsetzen in die Ausstrahlhilfe, insbesondere problemloses Entfernen des Rohlings aus der Ausstrahlhilfe möglich, so dass die Umfangswandung zumindest eine Höhe aufweisen kann, die in etwa der Höhe des Rohlings entspricht.
Um eine sichere Abstützung des Rohlings zu gewährleisten, gleichzeitig jedoch im hinreichenden Umfang Material abzuführen, ist vorgesehen, dass die Bodenwandung Durchbrechungen mit einer Maschenweite zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
Weist der Rohling vorzugsweise ein Scheiben- wie Kreisscheibengeometrie auf, kann auch ein Rohling z. B. mit Zylindergeometrie verwendet werden, wobei in diesem Fall die Bodenwandung der Ausstrahlhilfe der Umfangsgeometrie des Rohlings, also dem Abschnitt eines Zylinders folgt. Auch hierdurch ist ein flächiges Anliegen des Zylinderkörpers auf der Bodenwandung ermöglicht.
Andere Geometrien eines Rohlings können gleichfalls in Frage kommen. So kann eine Quader- oder Mehrkantsäulengeometrie gleichfalls zur Anwendung kommen.
Eine Ausstrahlhilfe bestimmt für einen Rohling aus einem metallischen oder keramischen Material in Form eines Grünlings oder vorgesinterten Rohlingkörpers zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausstrahlhilfe eine Topfgeometrie mit einer Umfangswandung und einer Bodenwandung aufweist, dass Innengeometrie der Umfangswandung Außengeometrieverlauf des Rohlings entspricht und dass die Bodenwandung als Siebboden mit einer Maschenweite insbesondere im Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
Topfgeometrie schließt auch oben offene Aufnahmen ein, die eine Querschnittsgeometrie aufweisen, die von einem Kreis abweichen.
Die Umfangswandung weist vorzugsweise eine Ringgeometrie auf, kann aber auch eine Vieleckgeometrie besitzen, wobei zumindest eine Aussparung vom oberen freien Rand der Umfangswandung ausgeht. Vorzugsweise sind zwei diametral zueinander angeordnete Aussparungen vorgesehen.
Des Weiteren sollte die Umfangswandung bodenseitig eine innen verlaufende Stufe aufweisen, auf die sich der Siebboden abstützt, der außenseitig über ein mit der Umfangswandung verbindbares Ringelement fixiert ist.
Insbesondere weist die Ausstrahlhilfe einen ebenen Siebboden auf, wobei bevorzugte Geometrie eine Kreisscheibe ist.
Selbstverständlich wird die Erfindung nicht verlassen, wenn der Siebboden eine Geometrie aufweist, die einem Abschnitt einer Zylinderwandung folgt, um in die Ausstrahlhilfe einen eine entsprechende Geometrie aufweisenden zylindrischen Rohling einzubringen, dessen Umfangswandung somit gleichfalls bereichsweise flächig an dem Siebböden abstützbar ist.
Eine Geometrie eines Vielecks kommt gleichfalls in Frage.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer Ausstrahlhilfe mit in diese eingesetzten Rohling mit Formling,
2 eine Ausstrahlhilfe in Draufsicht,
3 die Ausstrahlhilfe gemäß 2 in auseinandergezogener Darstellung,
4 die Ausstrahlhilfe gemäß 2 in Unteransicht und
5 einen Schnitt der Ausstrahlhilfe gemäß 4 entlang der Linie A-A.
Anhand der Figuren soll ein Verfahren erläutert werden, wie aus einem Rohling 10 ein Formteil 12 herausgetrennt werden kann, das über Stege 14, 16 mit dem Rohling 10 verbunden ist. Bei dem Rohling 10 handelt es sich z. B. um ein vorgesintertes Keramikbauteil vorzugsweise aus einem Metalloxidpulver aus der Gruppe Al₂O₃, TiO₂, MgO, Y₂O₃ und Zirkinoxidmischkristall Zr_1-xMe_xO₂(4n/2)_x, wobei Me ein Metall ist, das in Oxidform als zwei-, drei- oder vierwertiges Kation vorliegt und die tetragonale und/oder die kubische Phase des Zirkonoxids stabilisiert. Bei der Formel für Zirkommischoxidkristall ist n = 2, 3 oder 4. Ferner gilt 0 ≤ x ≤ 1.
Als Rohling kommt auch ein Grünling aus einem metallischen Material wie Titan, Titanlegierung, CoCr-Legierung, NiCr-Legierung, Edelmetalldentalllegierung in Frage.
Das Formteil 12, d. h. im Ausführungsbeispiel eine 9gliedrige Brücke muss aus dem Rohling 10 herausgetrennt werden, um dichtgesintert zu werden, um also das Formteil nutzen zu können. Hierzu ist es erforderlich, dass die Stege 14, 16 durchtrennt werden. Dies erfolgt durch Materialstrahlen mit Materialpartikeln bzw. -kugeln, die z. B. aus Aluminiumoxid bestehen und eine mittlere Korngröße zwischen 100 μm und 200 μm aufweisen können, um nur beispielsweise Material und Dimensionen zu nennen, ohne dass hierdurch die Erfindung eingeschränkt wird.
Um beim Strahlen den Rohling 10 eindeutig zu positionieren und sicherzustellen, dass keine Kräfte wie Biegekräfte einwirken, die zu einer Beschädigung des Rohlings 10 ummittelbar und damit des Formlings 12 mittelbar führen, wird erfindungsgemäß eine Ausstrahlhilfe 18 benutzt, in die der Rohling 10 einsetzbar ist. Die Ausstrahlhilfe weist eine z. B. aus Aluminium bestehende Umfangswandung 20 sowie eine Bodenwandung 22 auf, die als Lochblech ausgebildet ist und somit auch als Siebboden bezeichnet werden kann. Die Maschenweite des Lochblechs liegt zwischen 0,5 mm und 5 mm. Ferner besteht der Siebboden 22 aus Edelstahl.
Wie sich insbesondere aus der 1 ergibt, ist der Verlauf der Innengeometrie der Umfangswandung 20 an die Außengeometrie des Rohlings 10 angepasst, gleichwenn der Rohling 10 mit Spiel in die Ausstrahlhilfe 18 einsetzbar ist.
Um insbesondere ein problemloses Entfernen des in die Ausstrahlhilfe 18 eingesetzten Rohlings 10 zu ermöglichen, sind in der Umfangswandung 20, und zwar diametral gegenüberliegend von der Oberseite der Umfangswandung ausgehend, Aussparungen 24, 26 vorgesehen. Diese ermöglichen es, dass der Rohling 10 umfangsseitig erfassbar und somit aus der Ausstrahlhilfe 18 entnehmbar ist.
Wie sich aus der 5 ergibt, weist die Umfangswandung 20 bodenseitig eine umlaufende Stufe 28 auf, auf der der Rand des Lochblechs 22 aufliegt. Zum Fixieren des Lochblechs 22 wird sodann auf die Rückseite 30 der Umfangswandung 20 ein Ring 32 befestigt, insbesondere mittels Senkschrauben 34 gesichert. Somit ist eine eindeutige Fixierung des Lochblechs 22, also des Siebbodens, gewährleistet.
Durch die entsprechenden konstruktiven Maßnahmen besteht nunmehr die Möglichkeit, die Stege 14, 16 bei in der Ausstrahlhilfe 18 positioniertem Rohling 10 durch Ausstrahlen zu entfernen. Dabei ist sichergestellt, dass gezielt die Stege 14, 16 mit einem von einer Düse abgegebenen Materialstrahl beaufschlagt werden können, da ein Ausweichen des Rohlings 10 nur im Umfang des Spiels zwischen dem Rohling 10 und der Innenfläche der Umfangswandung 20 der Ausstrahlhilfe 18 möglich ist. Durch den Siebboden 22 ist sichergestellt, dass das von oben auf den Rohling 10 auftreffende Material abgeführt werden kann, wobei das beim Durchtrennen der Stege 14, 16 entfernte Material mitgerissen wird. Das Spiel zwischen dem Rohling 10 und der Innenfläche der Umfangswandung 20 ermöglicht auch, dass auch über diesen Bereich Material des Strahls in den Bodenbereich gelangen kann und somit über die Durchbrechnungen abgeführt wird.
Im Ausführungsbeispiel werden nur die Stege 14, 16 durchtrennt, die vom konvex verlaufenden Bereich der Brücke 12 ausgehen. Die inneren Stege verbleiben demgegenüber mit einem von der Brücke 12 umgebenen und mit dem Bezugszeichen 36 gekennzeichneten Trägerabschnitt 36, der beim Sintern auf einen starren Träger aufgesetzt wird.

Claims

Verfahren zum Heraustrennen eines aus einem aus einem keramischen oder metallischen Material bestehenden Rohling in Form eines Grünlings oder vorgesinterten Rohlingkörpers herausgearbeiteten Formlings, insbesondere einer zahntechnischen Rekonstruktion, der mit dem Rohling über Stege verbunden ist, wobei die Stege mittels Materialstrahlen wie Materialstrahlen mit Keramikpartikeln wie kugeln durchtrennt werden, wobei der Rohling in einer Ausstrahlhilfe angeordnet wird, die eine Umfangswandung aufweist, deren Innengeometrie der Umfangsgeometrie des Rohlings entspricht oder weitgehend entspricht, und in der Ausstrahlhilfe flächig auf einer Bodenwandung positioniert wird, die Durchbrechungen aufweist, und dass der Materialstrahl derart auf den Rohling ausgerichtet wird, dass sowohl Material des Materialstrahls als auch von diesem mitgenommenes Material der Stege durch die Durchbrechungen aus der Ausstrahlhilfe abgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Ausstrahlhilfe eine solche mit einer Topfgeometrie verwendet wird, die eine Umfangswandung aufweist, die zumindest eine vom oberen Rand ausgehende Aussparung aufweist, und dass über die Aussparung der Rohling zum Entfernen aus der Ausstrahlhilfe erfasst wird, wobei die Ausstrahlhilfe insbesondere zumindest zwei diametral zueinander angeordnete Aussparungen aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als die Ausstrahlhilfe eine solche verwendet wird, deren Boden Durchbrechungen mit einer Maschenweite zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohling ein solcher vorzugsweise in Scheibengeometrie, insbesondere Kreisscheibengeometrie verwendet wird.
Ausstrahlhilfe (18) bestimmt für einen insbesondere scheibenförmigen Rohling (10) aus einem metallischen oder keramischen Material in Form eines Grünlings oder eines vorgesinterten Rohlingkörpers, wobei die Ausstrahlhilfe (18) eine Topfgeometrie mit einer Umfangswandung (20) und einer Bodenwandung (22) aufweist, dass die Innengeometrie der Umfangswandung Außengeometrieverlauf des Rohlings (10) folgt und dass die Bodenwandung als Siebboden ausgebildet ist.
Ausstrahlhilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenweite des Siebbodens (22) zwischen 0,5 mm und 5 mm liegt.
Ausstrahlhilfe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (20) eine Ring- oder Vielkantwandung ist, wobei die Umfangswandung (20) vorzugsweise zumindest eine vom oberen freien Rand ausgehende Aussparung (24, 26), insbesondere zwei diametral zueinander angeordnete Aussparungen (24, 26) aufweist.
Ausstrahlhilfe nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (20) bodenseitig eine innen verlaufende Stufe aufweist, auf der der Siebboden (22) randseitig aufliegt, der peripher über ein mit der Umfangswandung verbindbaren Ring (32) fixiert ist.
Ausstrahlhilfe nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebboden (22) aus Edelstahl besteht.
Ausstrahlhilfe nach einem der Ansprüche 5–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswandung (20) aus Aluminium besteht.