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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Expansion von dentaltechnischen Einbettmassen und eine Dosierstation hierzu gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 8, wie dies aus der
DE 100 39 147 C1 des Anmelders bekannt ist.
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Das Abbindeverhalten zahntechnischer Einbettmassen bei der Herstellung von Kronen, Brücken, Veneers, Inlays, Onlays etc. zeigt gewisse Charakteristika, die Probleme mit sich bringen können. Beim Aushärten der Einbettmasse findet eine exotherme Reaktion statt, welche grundsätzlich eine Expansion der Einbettmasse zur Folge hat. Bei manchen Materialien, insbesondere beim Metallguss ist diese Expansion sogar gewünscht, um dadurch die Schwindung der Metalle (meist ca. 0,5 bis 1,5%) auszugleichen. Bei der zunehmend eingesetzten Presskeramik wird hingegen meist mit schwindungsarmen bzw. schwindungsfreien Keramiken gearbeitet. Die Expansion der Einbettmasse findet in einem engen Bereich statt, innerhalb dessen sie auch noch je nach Anwendung (Inlays, Brücken usw.) individuell eingestellt werden muss. Die Mischung der Einbettmasse bestimmt das Endergebnis der Arbeit des Zahntechnikers erheblich. Viele Dentallabors arbeiten daher mit Erfahrungswerten und immer gleichen Einbettmassen, deren Expansion jedoch von Charge zu Charge differieren kann.
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Bei solchen Einbettmassen werden pro 100 g Pulver zwischen 22–27 ml Anmischflüssigkeit verwendet, die je nach Anwendungsfall zu unterschiedlichen Prozentsätzen aus sog. Liquid und destilliertem Wasser zusammen gesetzt ist. Je nach Einbettmasse und Art der Arbeiten, z. B. Inlays, Onlays, Veneers, Kronen, Brücken etc. werden Liquidkonzentrationen zwischen 30% und 95% empfohlen. Grundsätzlich ergibt jedoch mehr Liquid-Anteil eine höhere Expansion, aber auch eine höhere Unempfindlichkeit gegen Muffelrisse.
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Somit ist es sehr wichtig, die Anteile der Einbettmasse (Liquid, Wasser und Pulver) gezielt zu kontrollieren bzw. zu steuern. Nur dadurch sind reproduzierbare Ergebnisse in Passgenauigkeit und Qualität möglich, die zur Verringerung des Kosten- und Zeitaufwandes für Zahnarzt, Zahntechniker als auch den Patienten beitragen. Wie erwähnt ist die Expansion zahntechnischer Einbettmassen von verschiedenen Faktoren abhängig, insbesondere auch vom Verhältnis des Anmischkonzentrates (sog. Liquid) zu Wasser beeinflusst. Ferner hat auch die Temperatur von Raum, Rührbecher, Einbettmasse, Wasser und Liquid, die Anmischdauer und -intensität einen Einfluss auf Abbindeverhalten und Expansion. Natürliche Variationen sind, bedingt durch die Ausgangsmaterialien der Einbettmassen, ein weiterer, unbekannter Einfluss auf das Abbindeverhalten.
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Einbettmassen sind in der Dentaltechnik schon seit langem bekannt. Sie werden, z. B. zur Herstellung von metallischen Präzisionsgüssen oder für Presskeramiken eingesetzt und bestehen im wesentlichen aus Quarzmehl-Mischungen, sowie einem Bindemittel, z. B. phosphat- oder gipsgebundene Einbettmassen. Weitere Bestandteile der Einbettmassen können Komponenten sein, die Abbindegeschwindigkeit und -expansion beeinflussen. Auch können noch andere Hilfsstoffe, z. B. temperaturbeständige Füllstoffe und Graphit in ihnen enthalten sein. Bei Zugabe von Wasser und Liquid binden die Komponenten zu einer hochtemperaturfesten Masse zur Bildung der sog. Muffel ab. Bei der Abbindung der Einbettmassen kann es zu erheblichen Volumenveränderungen kommen.
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Um diese Ungenauigkeiten möglichst gering zu halten, neigen Zahntechniker dazu, stets die selbe Einbettmasse zu verwenden. Dadurch können die gesammelten Erfahrungen immer weiter verfeinert werden. Häufig kommt es jedoch bei gleichen Einbettmassen zu einem Chargenwechsel, wodurch es zu vielen Fehlversuchen bzw. langen Versuchsserien kommen kann. Besonders problematisch ist es, wenn der Zahntechniker eine neue Einbettmasse ausprobieren möchte. Es ist für diesen nur schwer möglich, innerhalb eines überschaubaren Zeitraumes festzustellen, ob eine neue Einbettmasse den spezifischen Anforderungen seines Labors gerecht wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem sich die genannten Nachteile vermeiden lassen. Ferner soll eine entsprechende Dosierstation bereitgestellt werden, mit der das Verfahren angewendet werden kann, um die Reproduzierbarkeit zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine entsprechende Dosierstation nach Anspruch 8. Bevorzugte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und der Vorrichtung hierfür ist es möglich, dass die Expansion der verwendeten Einbettmasse gezielt überwacht werden kann, so dass eine hohe Reproduzierbarkeit erreicht wird. Neben dem Hauptanliegen der Erfindung, Einbettmassen richtig ”einzustellen” oder zu steuern, um reproduzierbare Expansionswerte zu erhalten, kann das Verfahren bzw. die Dosierstation darüber hinaus auch genutzt werden, um gewollte Expansionsabweichungen auf einfache Weise ohne Notizen, und aufwendige Umrechnungen zu erreichen. Dies kann z. B. erforderlich sein, wenn ein Labor für verschiedene Zahnarztpraxen bedient, die mit unterschiedlichen Passungen arbeiten oder verschiedene Abformmassen verwenden. Vorteilhaft ist ferner, dass auch weniger erfahrene Mitarbeiter mit der Verarbeitung der Einbettmasse betraut werden können. Mit Hilfe des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung lassen sich somit Fehler minimieren. Insbesondere ist von Vorteil, dass sich die Produktivität verbessern lässt, da der Zahntechniker abhängig von der gemessenen (und nicht nur geschätzten) Expansionswerten exakte Anweisungen zur Liquid-Wasser-Konzentration direkt am Dosiersystem erhält.
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Die Expansion der Einbettmasse, z. B. bei einem Chargenwechsel oder einer neuen Einbettmasse, wird dabei in einem Vorab-Abguss mit einem Längensensor millimetergenau erfasst und mit diesem Längenexpansions-Messwert die Zugabe von Wasser und Liquid gesteuert, vorzugsweise durch exakte Angabe an einem Display. Bevorzugt weist der Vorab-Abguss eine Barrenform von z. B. 100 mm Länge auf, da hierdurch direkt die prozentuale Längung am Längensensor (oder Messfühler) abgelesen werden kann. Je nach Expansion wird dabei z. B. eine Stirnwand verschoben, die axial in Längsrichtung geführt ist und so auf den Längensensor einwirkt. Dieser Längsexpansions-Messwert (von z. B. einigen Millimetern) wird einer Dosierstation zugeführt, insbesondere über eine Datenleitung direkt zu einem Steuerteil an der Dosierstation, mit der dann die erforderliche Wasser- und Liquid-Sollmengen berechnet und am Display angezeigt werden. Die Ist-Mengen werden bevorzugt ebenfalls über zumindest eine Wägung ermittelt und anschließend in Füllmengen umgerechnet und am Display angezeigt, so dass die Bedienperson Minder- oder Mehrmengen zur Sollmenge einfach ausgleichen kann.
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Die entsprechende Dosierstation weist eine Waage zur Ermittlung von zumindest der Masse einer Komponente der Einbettmasse auf, sowie ein Display zur Anzeige der Mengenanteile der übrigen Komponenten, unter Berücksichtigung der gewünschten Konzentration und des vorab ermittelten Längenexpansionswertes.
| Variante 1: | Die Waage dient zur Ermittlung der Pulvermasse der Einbettmasse, auf dem |
| | Display werden die erforderlichen Wasser- und Liquidmengen (Umrechnung |
| | von Masse in Volumen) unter Berücksichtigung der gewünschten |
| | Konzentration und des vorab ermittelten Expansionswertes angezeigt. |
| Variante 2: | Die Waage dient zur Ermittlung der Wasser- und Liquidmengen (Umrechnung |
| | von Masse in Volumen) der Einbettmasse, auf dem Display wird die |
| | erforderliche Pulvermasse unter Berücksichtigung der gewünschten |
| | Konzentration und des vorab ermittelten Expansionswertes angezeigt. |
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Bevorzugt ist eine Datenverbindung zu dem Längensensor vorgesehen, insbesondere eine Schnittstelle zu einer Auswerteinheit am Längensensor. Zur Steuerung und ggf. Archivierung weist die Dosierstation einen Datenspeicher am Steuerteil auf, aus dem verschiedene Rezepturen in Hinblick auf den gewünschten Expansionswert zur Anzeige aufgerufen werden können.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei zeigt:
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1 eine Dosierstation mit Expansionsmessgerät in schematischer Darstellung.
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1 zeigt eine Dosierstation 1 zum Aufsetzen eines Bechers 2, der mit einer Waage 3 gewogen wird. Die Wägegenauigkeit sollte im Zehntel-Grammbereich liegen. Dabei kann grundsätzlich das 1-Becher-, 2-Becher-, oder 3-Becher-System verwendet werden. Insbesondere durch die Einbecherlösung wird für den Anwender die Möglichkeit gegeben, mit wenig Aufwand und hoher Genauigkeit dosieren zu können.
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Beim 1-Bechersystem wird nach Auswahl der gewünschten Konzentration, die intern mit einem Korrekturfaktor abhängig von der Expansionsmessung versehen werden kann, die Liquidmenge abgewogen, wobei für Liquid eine Dichte von etwa 1,2 g/cm3 zu berücksichtigen ist und dies am Display in ml angezeigt wird. Gleichzeitig wird die zugehörige Wasser- und Pulvermenge angezeigt. Die zugehörige Wassermenge wird zehntelgenau mit einer Pumpflasche hinzu gegeben. Bei der abschließend einzufüllenden Pulvermenge (trockener Pulverberg) kann zur Korrektur ein etwaiger Überschuss entfernt werden.
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Beim 2-Bechersystem wird zunächst die Pulvermenge abgewogen, anschließend Liquid und destilliertes Wasser entsprechend vordosiert in einem Rührbecher, wobei grundsätzlich von einer Mindermenge ausgegangen wird, um dann entsprechend die Wägung der Ist-Menge (oder genauer Masse) noch die erforderliche Restmenge an Liquid und/oder Wasser bis zur Soll-Menge nachfüllen zu können und zwar entsprechend der gewünschten Expansion.
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Beim 3-Bechersystem wird nacheinander ein Becher 2 für das Pulver, Liquid und Wasser aufgesetzt und jeweils gewogen. Die Anzeige an einem Display 7 erfolgt für Liquid und Wasser in ml, wobei für Liquid eine Dichte von etwa 1,2 g/cm3 zu berücksichtigen ist, um die Messung an einem Messbecher zu erleichtern und Mindermengen noch zuträufeln zu können.
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Wie in 1 rechts dargestellt ist zur Kontrolle der Expansion die Dosierstation 1 mit einem Expansionsmessgerät 4 gekoppelt, wie nachstehend noch detailliert beschrieben. Vor dem Betrieb der Dosierstation 1 mit Wägung der Becher 2 für die Anmischflüssigkeit bzw. das Pulver wird in der dargestellten Gussform, bevorzugt in Barrenform ein Vorab-Abguss 5 erstellt. Hierzu wird die Einbettmasse entsprechend den Herstellervorgaben gemischt, um die Expansion der jeweiligen Charge genau zu messen. Die in eine Halterung 4 gespannte Gussform für den Vorab-Abguss 5 misst bevorzugt 100 mm in der Längsrichtung. Bei der Expansion wird bevorzugt eine Stirnplatte 4a entlang Längsführungen 4b gegen einen Längensensor 6 gedrückt, welcher sowohl mit Kontakt als auch kontaktlos sein kann, so dass sich z. B. eine Endlänge des erstarrten Barrens von 101,2 mm ergibt, d. h. 1,2% Expansion der ausgehärteten Einbettmasse. Dieser Wert wird in die Dosierstation 1 eingegeben oder über eine Auswerteinheit 6a und ein Datenkabel 6b direkt an ein Steuerteil 8 übermittelt, um beim Dosieren („Anmachen”) der Einbettmasse entsprechende Leitwerte zu liefern.
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Dies erfolgt an dem menügeführten Display 7 an der Dosierstation 1 bei der Wägung auf der Waage 3, mit der Pulver Liquid und Wasser je nach Vorgehensweise unter Verwendung eines Bechers oder mehrerer Becher abgewogen bzw. dosiert werden. Entscheidend ist dabei, dass ein Programm (Software mit Datenspeicher in elektronischen Steuerteil 8 bzw. einem externen Rechner wie z. B. einem Laptop) abhängig von der Pulvermenge bzw. Liquidmenge die Liquid- und Wassermenge bzw. Wasser- und Pulvermenge bestimmt und dem Zahntechniker am Display 7 anzeigt. Als Steuer- oder Führungsgröße dient dabei auch die vorher mit dem Expansionsmessgerät 4 exakt gemessene Expansion. Bevorzugt stehen beide Geräte im Datenaustausch, wie dies mit der Signalleitung 6b angedeutet ist. Da innerhalb einer Charge die stofflich bedingten Expansionswerte des Pulvers konstant sind, genügt meist eine Messung pro Charge, also je nach Verbrauch eines Dentallabors z. B. alle vier Wochen oder alle 3 Monate. Dabei kann der genaue Expansionswert auch manuell direkt an der Dosierstation 1 eingetippt werden oder über einen Datenträger (z. B. USB-Stick) in das Steuerteil 8 eingelesen werden.
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Bei dem hier auf dem Display 7 dargestellten Beispiel wird von 90 g Pulver (S = Sollwert) ausgegangen, wobei als Ist-Wert (I) 91 g gewogen wurden. Somit sollte der Zahntechniker noch 1 Gramm Pulver aus dem Becher 2 nehmen. Für den jeweiligen Anwendungsfall empfiehlt hier das Steuerungsprogramm 6 ml Liquid und 9 ml Wasser als Sollwert, während die Istwerte in der Vordosierung (Menge laut Messbecher oder Wägung) etwas geringer sind. Zur Annäherung an die Sollwerte kann der Zahntechniker noch die Mindermengen zuträufeln, aber dabei nach dem Grundsatz (mehr Liquid → höhere Expansion; weniger Liquid → geringere Expansion) gezielt nachdosieren. Wenn z. B. eine geringere Expansion gewünscht wird als die im Expansionsmessgerät 4 gemessene Längsexpansion (mit der Sollwert-Rezeptur erstellt), kann der Zahntechniker die noch fehlenden 2 ml an Anmischflüssigkeit nur durch Wasser ergänzen. Wird im umgekehrten Fall eine höhere Expansion gewünscht (als mit der Rezeptur mit den Sollwerten) können dann 2 ml Liquid zugegeben werden. Hierbei sind auch Kombinationen bzw. Zwischenlösungen möglich, z. B. im letzten Fall das Auffüllen der fehlenden 2 ml an Anmischflüssigkeit mit 1,5 ml Liquid und 0,5 ml Wasser.
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Allgemein reicht es jedoch aus, je nach Variante (1, 2 oder 3-Becherlösung) Liquid bzw. Pulver vorzugeben und abhängig von der gewünschten Konzentration Wasser + Pulver bzw. Liquid + Wasser zugegeben, wie nachfolgend beispielhaft angegeben:
Die gewünschte Konzentration beträgt bei allen nachfolgend erklärten Beispielen 80%. Außerdem sollen in der Zahntechnik immer zunächst Flüssigkeit vorgegeben und dann Pulver zugegeben werden (sumpfen).
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Bei der 3-Becherlösung wird mit dem ersten Becher 2 eine Pulvermenge von z. B. 98 g abgewogen. Dies Dosierstation 1 ermittelt die zugehörige Liquid- und Wassermenge in ml, wobei bei Liquid die Dichte von z. B. 1,2 g/cm3 berücksichtigt werden muss. Mit dem zweiten Becher 2 wird die zugehörige Liquidmenge abgewogen, z. B. 19,6 ml. Mit dem dritten Becher 2 wird die zugehörige Wassermenge abgewogen, z. B. 4,9 ml. Einer der Becher mit Flüssigkeit wird als Rührbecher verwendet.
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Bei der 2 Becherlösung wird mit dem ersten Becher 2 eine Pulvermenge von z. B. 98 g abgewogen. Das Dosiersystem 1 ermittelt die zugehörige Liquid- und Wassermenge in ml, wobei bei Liquid die Dichte von z. B. 1,2 g/cm3 berücksichtigt werden muss. Mit dem zweiten Becher 2, der dann auch der Rührbecher ist, wird erst die Liquidmenge abgewogen, z. B. 19,6 ml und danach in den gleichen Becher 2 mit einer Pumpflasche die Wassermenge von z. B. 4,9 ml zugegeben.
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Bei der 1 Becherlösung wird in den Becher 2, der dann gleichzeitig der Rührbecher ist, eine Liquidmenge, z. B. 19,6 ml, wobei bei Liquid die Dichte von z. B. 1,2 g/cm3 berücksichtigt werden muss, vorgegeben, gleichzeitig wird abhängig von der gewünschten Konzentration, z. B. 80% die benötigte Pulvermenge, z. B. 98 g im Display 7 angezeigt. Anschließend wird in den Rührbecher mit einer Pumpflasche die erforderliche Wassermenge, z. B. 4,9 ml zugegeben. Danach wird in den Rührbecher die Pulvermenge zugegeben, dabei kann ein etwaiger Überschuss noch korrigierend entfernt werden. Die hier manuell beschriebene Dosierung kann auch automatisch oder teilautomatisch mit einer Dosiervorrichtung durchgeführt werden, indem z. B. an die Dosierstation 1 eine Säule angebaut ist, an der ein nicht dargestelltes Dosierventil entsprechend den berechneten Werten, wie am Display 7 angezeigt, insbesondere die einzelnen Flüssigkomponenten der Einbettmasse gesteuert in den Becher 2 zugegeben werden.
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Die erfassten Gewichtswerte der Becher 2 und die Messwerte der Längsexpansion können entweder direkt in der Dosierstation 1 verarbeitet oder gespeichert werden, oder aber sie können an eine externe Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Dort könnte die Verarbeitung der erfassten Daten erfolgen. Dem Display 7 können auch Daten von externen Geräten, wie z. B. Mixern zugeführt werden. So können die Expansionsdaten über längere Zeit verglichen werden und so eine immer genauere Anpassung bzw. Qualitätskontrolle erfolgen.
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Schließlich wird das vorbereitete, abgewogene Pulver in die dosierte Anmischflüssigkeit aus Liquid und Wasser (2 und 3-Bechersystem) eingestreut und durchgespatelt bzw. beim 1-Bechersystem sofort durchgespatelt und unter Vakuum verrührt, um eine fließfähige Formmasse zu erhalten. Diese wird dann in die Muffelform gegeben und härtet dort mit der gewünschten Expansion aus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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