DE102012223239A1 - Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess - Google Patents

Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess Download PDF

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Edelmetall-Dentallegierung auf Kobaltbasis für den SLM-Prozess, die zur Herstellung metallischer Bauteile vorgesehen ist, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils sowie ein entsprechendes metallisches Bauteil.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Edelmetall-Dentallegierung auf Kobaltbasis für den SLM-Prozess, die zur Herstellung metallischer Bauteile vorgesehen ist, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils sowie ein entsprechendes metallisches Bauteil. Das metallische Bauteil ist vorzugsweise als oder für eine Dentalrestauration vorgesehen und ist weiter vorzugsweise ein Dentalgerüst als oder für eine Dentalrestauration, vorzugsweise bestehend aus einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Pulver umfassend oder bestehend aus Partikeln der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung zur Verwendung in einem Selective Laser Melting (SLM)-Prozess, sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen Pulvers aus einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung zur Herstellung eines metallischen Bauteils mittels eines SLM-Prozesses, bevorzugt zur Herstellung eines metallischen Bauteils als oder für eine Dentalrestauration mittels eines SLM-Prozesses.
  • Der SLM-Prozess (SLM bedeutet Selective Laser Melting, d.h. selektives Laserschmelzen) ist ein generatives Fertigungsverfahren, das zur Gruppe der Strahlschmelzverfahren gehört. Im SLM-Prozess erfolgt nach selektiver Materialauftragung oder nicht-selektiver Materialauftragung eine selektive Verarbeitung des aufgetragenen Materials (Geometriebestimmung durch bzw. während des selektiven Laserschmelzens). Zur selektiven Materialauftragung wird das zu verarbeitende Material üblicherweise in einer drahtähnlichen Form durch eine bewegliche Düse gepresst. Das selektiv aufgetragene Material wird anschließend durch den Einsatz eines Lasers selektiv geschmolzen (Geometriebestimmung durch selektiven Materialauftrag und selektives Laserschmelzen). In der Praxis sind derzeit jedoch Prozesse mit nicht-selektiver Materialauftragung eines Pulvers üblicher. Ein Laser überträgt hierbei auf Basis computergestützter Datenmodelle selektiv Geometrieinformationen eines zu fertigenden Bauteils auf ein nicht-selektiv aufgetragenes pulverförmiges Ausgangsmaterial, dessen Partikel durch die Energie des Lasers lokal vollständig aufgeschmolzen werden. Nach der Erstarrung bildet sich eine feste Materialschicht, auf der in einem weiteren Arbeitsschritt erneut nicht-selektiv Pulver aufgetragen und der Schmelz- sowie der Erstarrungsprozess wiederholt wird. Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, bis alle Schichten aufgetragen sind.
  • Der schichtweise Aufbau mittels selektiven Laserschmelzens ist beispielsweise in WO 2010/003882 A2 beschrieben.
  • Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes sind prinzipiell in EP 0 734 842 A1 beschrieben, dessen diesbezügliche Offenbarung vollständig in den vorliegenden Text einbezogen wird (insbesondere wird auf die Absätze bis [0029] verwiesen.
  • Der SLM-Prozess ermöglicht eine schnelle Herstellung von komplexen und insbesondere individuellen Bauteilen, deren konventionelle Fertigung (d.h. konventionelle Urformverfahren, wie beispielsweise Gießverfahren oder spanende Verfahren (subtraktive Verfahren)) nicht oder nur sehr aufwendig möglich ist. Der SLM-Prozess kann sehr flexibel eingesetzt werden, so dass er sich insbesondere zur Fertigung von Modellen, Mustern, Prototypen, Werkzeugen, sowie für die Fertigung von Kleinserien oder Individualkomponenten (z.B. patientenindividuelle metallische Bauteile für Dentalrestaurationen) hervorragend eignet, ohne dass dafür zunächst eine Gussform hergestellt werden muss. Anwendungen sind beispielsweise aus folgenden Dokumenten bekannt: EP 2 289 652 A1 , WO 2012/076205 A1, EP 1 568 472 B1 , DE 103 20 085 A1 , WO 2010/003882 A2 und EP 2 289 462 B1 .
  • Eine Edelmetall-Dentallegierung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist im Einklang mit einer Definition der American Dental Association (ADA) eine Legierung, die einen Edelmetallgehalt von größer oder gleich 25 Gew.-% aufweist (gemäß „Revised Classification System for Alloys for Fixed Prosthodontics“), wobei zu den Edelmetallen gemäß der ADA-Definition ausschließlich Gold und Elemente der Platinmetalle (platinum group) (Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin) gezählt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess handelt es sich um eine edelmetallhaltige (d.h. Edelmetalle enthaltend ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin), vorzugsweise palladiumhaltige, Legierung auf Kobaltbasis (d.h. der Gewichtsanteil an Kobalt in einer erfindungsgemäßen Legierung ist größer als jeder Gewichtsanteil der restlichen Legierungsbestandteile).
  • Edelmetallhaltige Legierungen, die Kobalt enthalten, sind beispielsweise aus folgenden Dokumenten bekannt:
    DE 11 04 195 (DBP 11 04 195) offenbart verformbare, korrosionsbeständige Kobalt-Chrom-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 45% Kobalt, 20 bis 40% Chrom und 20 bis 50% Ruthenium bestehen.
  • DE 30 09 650 C2 offenbart die Verwendung einer Legierung aus 1 bis 70% Palladium, 0,1 bis 35% Chrom, 0 bis 20% Molybdän und/oder Wolfram, Rest Kobalt, für das Aufbrennen von Dentalkeramik, mit der Maßgabe, daß sie zusätzlich bis zu 1% Bor enthält.
  • DE 10 2005 062 837 A1 offenbart eine Dentallegierung auf Eisen-, Kobalt- und/oder Nickelbasis, die wenigstens 25% Gold und/oder Elemente der Platingruppe enthalten, wobei Ruthenium den Hauptanteil dieser Edelmetalle bildet.
  • DE 101 36 997 A1 offenbart eine Kobalt-Dentallegierung mit mindestens einem Edelmetall, wobei der Edelmetallanteil mehr als 15–35 Gew.-% beträgt, und mit der Maßgabe, daß Palladium nicht alleine enthalten ist.
  • US 6,756,012 B2 offenbart eine Kobalt-Chrom Dental-Legierung, umfassend Kobalt (ca. 60 bis ca. 85%), Chrom (ca. 15 bis ca. 30%), Mangan (ca. 4 bis ca. 20%) und ca. 1 bis 15% Aluminium, Indium, Gallium, Zinn oder Germanium oder Mischungen davon, und wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient bei Raumtemperatur bis etwa 500°C 16 bis 18 × 10–6/°C beträgt.
  • EP 0 225 668 B1 offenbart Palladium-Kobalt Legierungen, enthaltend 40 bis 60% Palladium, 20 bis 59% Kobalt und 0 bis 40% Nickel.
  • US 2005/0158693 A1 offenbart eine Dentallegierung, umfassend ca. 5 bis ca. 30% Chrom, ca. 0,1 bis ca. 25% eines oder mehrerer der Elemente Mangan, Gallium, Indium, Zinn, Germanium und Zink, ca. 0,1 bis ca. 10% eines oder mehrerer der Elemente Aluminium und Silizium, und der Rest ist Eisen.
  • US 2011/0275033 A1 offenbart eine Dentallegierung auf Palladium-Kobalt-Basis. Diese umfasst beispielsweise Palladium (ca. 20 bis ca. 36,7 Gew.-%), Kobalt (ca. 38 bis ca. 54 Gew.-%), Chrom (ca. 16 bis ca. 22 Gew.-%), Gold (ca. 0,1 bis ca. 5 Gew.-%) und Molybdän (0 bis ca. 12,9 Gew.-%).
  • WO 2008/033355 A2 offenbart eine Legierung auf Palladium-Kobalt-Basis. Diese umfasst beispielsweise Palladium (ca. 20 bis ca. 90%), Kobalt (ca. 10 bis ca. 80%) und weitere Legierungsbestandteile, beispielsweise Chrom.
  • WO 2008/115879 A1 offenbart eine nicht-magnetische Kobalt-Palladium Dentallegierung. Diese enthält üblicherweise mindestens 25 Gew.-% Palladium, 15 bis 30 Gew.-% Chrom und Kobalt.
  • Im Handel sind eine Reihe von Edelmetalllegierungen auf Kobaltbasis erhältlich. Es hat sich allerdings in eigenen Versuchen gezeigt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Legierungen häufig in einem nicht mehr akzeptablen Maß zur Bildung von Heißrissen (früher auch als „Warmrisse“ bezeichnet) neigen, wenn sie in SLM-Prozessen verwendet werden.
  • Heißrisse sind gemäß DVS 1004-1 „Heißrißprüfverfahren – Grundlagen" (November 1996) des Deutschen Verbandes für Schweißtechnik E.V. Materialabtrennungen, die entlang der Korngrenzen (Dendritengrenzen), also interkristallin (interdendritisch) verlaufen. Heißrisse können beispielsweise entstehen, wenn in einem weitgehend erstarrten Körper (beispielsweise hergestellt aus einer Legierung) noch geringe Reste einer flüssigen Phase vorliegen (zu den Ursachen siehe auch weiter unten). Die Heißrissbildung erfolgt somit bei Temperaturen, die zwischen der Solidus- und der Liquidustemperatur liegen. Dabei ist die Solidustemperatur die Temperatur, bei der und unterhalb der die Legierung vollständig in fester Phase vorliegt, wohingegen die Liquidustemperatur die Temperatur ist, bei der und oberhalb der die Legierung vollständig in flüssiger Phase vorliegt. Die Temperaturdifferenz Delta TL-S (ΔTL-S) zwischen Solidus- (TS) und Liquidustemperatur (TL) wird als Schmelzintervall bzw. auch als Erstarrungsintervall bezeichnet. Innerhalb des Schmelzintervalls ist die Legierung breiartig, es existieren feste und flüssige Phasen nebeneinander, die die Bildung von Heißrissen ermöglichen bzw. begünstigen. Fallen Liquidus- und Solidustemperatur in einer Legierung zusammen, liegt z. B. eine eutektische Legierung vor. Der Übergang vom flüssigen zum festen Zustand erfolgt dabei schlagartig und wird als eutektischer Punkt bezeichnet.
  • Vergleicht man die Schmelzintervalle zweier Legierungen miteinander, so ist, wie sich in eigenen Untersuchungen gezeigt hat, die Legierung, die ein größeres (d.h. breiteres) Schmelzintervall aufweist, allgemein anfälliger für die Ausbildung von Heißrissen als die Legierung mit dem kleineren (d.h. engeren oder schmaleren) Schmelzintervall.
  • Eine Ursache von Heißrissen ist die Volumenkontraktion (bzw. Erstarrungskontraktion), wie sie bei den meisten metallischen Werkstoffen beim Abkühlen und/oder Erstarren auftritt. Wird diese Kontraktion behindert (beispielsweise durch schnelleres Erstarren dünnerer Querschnitte gegenüber dickeren Querschnitten, die langsamer abkühlen bzw. erstarren), besteht grundsätzlich die Gefahr, dass Heißrisse auftreten.
  • Gegenüber der Ausbildung von Heißrissen gelten generell solche Legierungen am unempfindlichsten, bei denen gegen Ende der Erstarrung eine beträchtliche Menge eutektische, also eine bei konstanter Temperatur (eutektischer Punkt) erstarrende Schmelze einer Legierung vorhanden ist, weil bei einer konstanten Temperatur die Erstarrungskontraktaktion gleichmäßig auf ein großes Volumen (hoher Anteil an Restschmelze) verteilt wird.
  • Der Fachmann bezeichnet einen Zustand beispielsweise als rissfreien, wenn in einem metallographischen Schliff eines metallischen Bauteils (z.B durch Präparation eines Anschliffes, der auf Hochglanz poliert und auflichtmikroskopisch untersucht wird) bei einem Vergrößerungsfaktor von 100 kein Riss (oder Kerbe oder Spalt) mit einer Länge größer 50 Mikrometer ausgehend von der Bauteiloberfläche zu sehen ist. Präparationshinweise sind dem Metalog Guide (Bjerregaard, Geels, Ottesen, Rückert, Struers A/S, Kopenhagen, Dänemark, 2000) zu entnehmen.
  • Bei der Konzeption neuer Edelmetall-Dentallegierungen auf Kobaltbasis muss der Fachmann eine Vielzahl weiterer technischer Eigenschaften berücksichtigen und versuchen, ausgewählte Eigenschaften besonders günstig einzustellen, ohne dabei die anderen Eigenschaften in besonders nachteiliger Weise zu beeinflussen. Zu diesen Eigenschaften zählen insbesondere die mechanischen Eigenschaften der Legierung. Neben den mechanischen Eigenschaften müssen aber auch die chemischen und biologischen Eigenschaften beachtet werden.
  • Zu den mechanischen Eigenschaften einer Legierung gehören beispielsweise Eigenschaften wie Härte, Warmfestigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) und mechanische Festigkeit (üblicherweise beschrieben anhand von Parametern wie: Elastizitätsmodul, 0,2 % Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung). Dem Fachmann sind geeignete Methoden bekannt, um die vorstehend genannten Eigenschaften zu bestimmen (beispielsweise angelehnt an DIN-EN-ISO-22674:2006 und ISO 9693). Die 0,2 % Dehngrenze (Rp 0,2) ist die auf einen Körper aufgebrachte Spannung, die nach dem Entlasten eine geringe Verformung (= 0,2 % bleibende Verformung) ergibt.
  • Zu den relevanten chemischen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Dentallegierung gehören insbesondere die Korrosionsbeständigkeit und das Vorhandensein von bzw. die Anfälligkeit für Verfärbungen. Eine Verfärbung kann insbesondere dann auftreten, wenn auf die Legierung beispielsweise eine Keramik aufgebrannt wird. Die Bildung von Metalloxiden kann dabei eine unerwünschte Verfärbung bewirken.
  • Die biologischen Eigenschaften (toxische oder allergische Reaktionen) hängen vorwiegend vom Korrosionsverhalten ab. Eine hohe Korrosionsbeständigkeit bewirkt eine reduzierte Freisetzung von Ionen bzw. eine Ionenfreisetzung innerhalb eines Konzentrationsbereiches, der biologisch akzeptabel ist. Eine möglichst geringe Ionenfreisetzung ist bevorzugt. Aber auch die Art der abgegebenen Ionen ist zu beachten. So wirken beispielsweise Kupfer- und Silberionen bakterizid, was im Einzelfall durchaus positiv zu bewerten ist. Allerdings wirken diese Elemente bei zunehmender Konzentration zelltoxisch, wodurch lokal-toxische Reaktionen verursacht werden können.
  • Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Edelmetall-Dentallegierung auf Kobaltbasis anzugeben, die bei Verwendung in SLM-Prozessen keine oder nur eine geringe Tendenz zur Bildung von Heißrissen aufweist und zudem einige oder sämtliche der oben genannten positiven mechanischen, biologischen und/oder chemischen Eigenschaften aufweist. Eine anzugebende Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess sollte vorzugsweise aufbrennfähig sein und einen insoweit günstigen WAK besitzen. Bevorzugte anzugebende Edelmetal-Dentallegierungen sollten aufweisen:
    • – einen WAK von 14,1 bis 14,9 [10–6K–1] in einem Bereich von 25 bis 500°C, und/oder
    • – eine Zugfestigkeit > 700 MPa, und/oder
    • – eine Dehngrenze (Rp 0,2) > 500 MPa, und/oder
    • – eine Bruchdehnung > 2 %, und/oder
    • – einen HV 10 (Vickershärte) im Bereich von 300 bis 400 und/oder
    • – ein Schmelzintervall, wobei die Differenz Delta TL-S (Δ TL-S) zwischen Solidus- und Liquidustemperatur vorzugsweise lediglich 70 K oder weniger betragen sollte. Zu den einzelnen Paramatern und ihrer Bedeutung siehe den nachfolgenden Text.
  • Die Bestimmung der der zuvor genannten mechanischen Eigenschaften wurde an geeigneten Probekörpern durchgeführt (siehe Beispiele, Punkt 2.).
  • Besonders bevorzugte, anzugebende Edelmetall-Dentallegierungen sollten mehrere oder sämtliche der vorstehend genannten Eigenschaften aufweisen (d.h. einen WAK von 14,1 bis 14,9 [10–6K–1] in einem Bereich von 25 bis 500°C und eine Zugfestigkeit > 700 MPa und eine Dehngrenze (Rp 0,2) > 500 MPa und eine Bruchdehnung > 2 % und einen HV 10 im Bereich von 300 bis 400 und ein Schmelzintervall, wobei die Differenz Delta TL-S (Δ TL-S) zwischen Solidus- und Liquidustemperatur vorzugsweise lediglich 70 K oder weniger betragen sollte). Edelmetall-Dentallegierungen mit einem Schmelzintervall von lediglich 70 K oder weniger besitzen regelmäßig ein engeres Schmelzintervall als Edelmetall-Dentallegierungen für Gießprozesse.
  • Diese primäre Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess, bestehend aus
    Kobalt in einer Menge von 36 bis 47 Gew.-%,
    ein, zwei oder mehr Edelmetallen ausgewählt
    aus der Gruppe bestehend aus
    Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium,
    Iridium und Platin, wobei die
    Gesamtmenge an diesen Edelmetallen beträgt, 25 bis 35 Gew.-%
    Chrom in einer Menge von 22 bis 29 Gew.-%,
    einem oder beiden Elementen aus der Gruppe
    bestehend aus Molybdän und Wolfram,
    wobei die Summe aus der Menge an
    Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6 bis 11 Gew.-% beträgt,
    Bor in einer Menge von 0 bis 0,05 Gew.-%
    oder
    0,2 bis 0,75 Gew.-%,
    ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente
    ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
    Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer,
    Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium,
    Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge
    an diesen Elementen 0 bis 0,5 Gew.-% beträgt,
    sowie
    einem oder mehr anderen Elementen
    in einer Gesamtmenge von 0 bis 2 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung,
    wobei gilt:
    die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%.
  • Die erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben) umfasst
    • – Kobalt,
    • – ein, zwei oder mehr Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin,
    • – Chrom,
    • – Molybdän und/oder Wolfram,
    • – optional Bor,
    • – optional ein, zwei, mehr oder sämtliche Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, und
    • – optional andere Elemente.
  • In jedem Fall umfasst die Legierung Kobalt, ein, zwei oder mehr Edelmetalle (ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin), Chrom sowie Molybdän und/oder Wolfram. Dabei liegt die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%. In diesem Bereich wird ein guter Kompromiss zwischen den mechanischen Eigenschaften (wie Härte, Festigkeit und Sprödigkeit), der Korrosionsbeständigkeit und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefunden.
  • Bevorzugt ist eine Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben) für den SLM-Prozess, wobei
    • – das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram größer ist als 2:1, vorzugsweise größer ist als 10:1, besonders bevorzugt größer ist als 50:1, und/oder
    • – der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung kleiner ist als 6 Gew.-%, bevorzugt kleiner ist als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner ist als 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 0,4 Gew.-% liegt.
  • In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung ist Wolfram somit im Vergleich mit Molybdän weniger bevorzugt, und zwar weil sich in eigenen Untersuchungen gezeigt hat, dass Wolfram die Tendenz zur Bildung von Heißrissen in manchen Fällen etwas erhöht, verglichen mit bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen, die kein oder nur sehr geringe Anteile an Wolfram enthalten. Eigene Untersuchungen haben in einer überwiegenden Zahl von Fällen das Folgende gezeigt: Die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen ist besonders ausgeprägt, wenn das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram deutlich kleiner ist als 2:1 und/oder der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung deutlich größer ist als 6 Gew.-%. Beträgt das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram 2:1 bis 10:1 und/oder beträgt der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung 3 bis 6 Gew.-% ist die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen noch spürbar, aber nur in wenigen Fällen besonders ausgeprägt. Es hat sich gezeigt, dass wenn das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram 10:1 bis 50:1 beträgt und/oder der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-% vorliegt, die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen in den meisten Fällen gering und somit akzeptabel ist. Rißfreie SLM-Erzeugnisse werden regelmäßig erhalten, wenn das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram größer 50:1 ist und/oder der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung im Bereich von 0 bis 0,4 Gew.-% liegt.
  • In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) sind die zwei Bestandteile Chrom und Molybdän in einer Konzentration enthalten, die einerseits möglichst groß ist, aber andererseits klein genug eingestellt wird, so dass die Ausscheidung bzw. Bildung einer spröden intermetallischen Verbindung vermieden wird. Dadurch ist eine gute Korrosionsbeständigkeit bzw. eine optimale biologische Verträglichkeit gewährleistet. Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die oben genannten Bedingungen erfüllt sind, wenn die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom im Bereich von 40 bis 50 Gew.-% liegt. Eine solche erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) zeichnet sich in vielen Fällen dadurch aus, dass sie nach dem Laserschmelzen keine oder zumindest nur wenige Heißrisse ausbildet.
  • Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet), umfassend
    Kobalt in einer Menge von 36 bis 46,5 Gew.-%,
    bevorzugt 37 bis 45 Gew.-%,
    und/oder
    ein, zwei oder mehr Edelmetalle ausgewählt
    aus der Gruppe bestehend aus
    Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium,
    Iridium und Platin, wobei die
    Gesamtmenge an diesen Edelmetallen 25 bis 30 Gew.-%,
    bevorzugt 25 bis 28 Gew.-%
    beträgt,
    und/oder
    Chrom in einer Menge von 22,5 bis 28 Gew.-%,
    bevorzugt 23 bis 27 Gew.-%,
    und/oder
    ein oder beide Elementen aus der Gruppe
    bestehend aus Molybdän und Wolfram,
    wobei die Summe aus der Menge an
    Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6,5 bis 10 Gew.-%,
    bevorzugt 7 bis 9,5 Gew.-%,
    beträgt,
    und/oder
    eine Gesamtmenge von dem einem oder den
    mehreren anderen Elementen im Bereich von 0 bis 1,5 Gew.-%,
    bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • In einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess beträgt der Kobaltgehalt (bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung) 36 bis 47 Gew.-%, wodurch ein akzeptabler Kompromiss zwischen unerwünschter Versprödung und Festigkeit erreicht ist. Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet)
    Kobalt in einer Menge von 36 bis 46,5 Gew.-%,
    bevorzugt 37 bis 45 Gew.-%,
    besonders bevorzugt 38,75 bis 43 Gew.-%,
    höchst bevorzugt 40,5 bis 42 Gew.-%.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass ein Kobaltgehalt von mehr als 47 Gew.-% häufig zu einer unerwünscht reduzierten Festigkeit führt. Ab einem Gesamtanteil von größer 47 Gew.-% ist dieser Effekt besonders ausgeprägt und vielfach inakzeptabel. Im (erfindungsgemäßen) Bereich von 47 bis 46,5 Gew.-% ist eine reduzierte Festigkeit in erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen in manchen Fällen noch spürbar. Liegt Kobalt in einem Gewichtsprozentanteil von 46,5 bis 45 Gew.-% vor, ist dieser Effekt in den meisten Fällen bereits für die Praxis akzeptabel. Ein Kobaltgehalt von 45 bis 43 Gew.-% (bzw. von 43 bis 42 Gew.-%) zeigt in vielen Fällen eine gute (bzw. in fast allen Fällen eine hervorragende) Festigkeit.
  • Ein Kobaltgehalt von weniger als 36 Gew.-% führt hingegen häufig zu einer Legierung, die in unerwünschter Weise versprödet, insbesondere wenn die Legierung einen zum Ausgleich für die geringe Menge an Kobalt hohen Anteil an Chrom umfasst. Bei Unterschreiten einer Konzentration von 36 Gew.-% ist dieser Effekt besonders ausgeprägt. Liegt die Kobaltkonzentration in einem Bereich von 36 bis 37 Gew.-% wird nur in einzelnen Fällen eine ausgeprägte Versprödung beobachtet. Im Bereich von 37 bis 38,75 Gew.-% ist der Effekt der Versprödung in fast allen Fällen bereits für die Praxis akzeptabel. In den meisten Fällen (bzw. in fast allen Fällen) wird eine gute Festigkeit erzielt, ohne dass eine unerwünschte Versprödung auftritt, wenn Kobalt in einem Bereich von 38,75 bis 40,5 Gew.-% vorliegt.
  • Ein besonders guter Kompromiss von Festigkeit und Versprödung wird regelmäßig mit erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen für den SLM-Prozess mit einem Kobaltgehalt im Bereich von 40,5 bis 42 Gew.-% erreicht. Akzeptable Kompromisse werden aber bereits in den breiteren Konzentrationsbereichen erreicht, wie sie vorstehend definiert sind. Eine bevorzugte erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) umfasst einen Anteil von 25 bis 35 Gew.-% Palladium, bzw. eine Mischung von Palladium mit einem oder mehreren der weiteren Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass eine Gesamtmenge an Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin von mindestens 25 Gew.-% regelmäßig zu einer sehr guten Mundbeständigkeit führt, d.h., dass in einem Test, angelehnt an DIN-EN-ISO-22674:2006, keine signifikante Korrosivität festgestellt wurde, die in der Mundhöhle zu einer unerwünschten Löslichkeit der Legierung führt.
  • Die Korrosivität einer Legierung kann der Fachmann bestimmen durch
    • (i) das elektrochemisch gemessene „freie Korrosionspotential“ (Messung des freien Korrosionspotentials, angelehnt an DIN-EN-ISO 10271:2011; englisch: „OCP“: „Open Circuit Potential“) oder
    • (ii) das „Ruhepotential“ (angelehnt an ISO 10271; englisch: „Zero-Current Potential“) oder
    • (iii) eine Elementanalyse (Statische Immersionsprüfung, angelehnt an ISO 10271).
  • Palladium ist eine kostengünstige Alternative zu beispielsweise Platin. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) bevorzugt, wobei der Anteil an Palladium an den Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin größer 50 Gew.-% ist, vorzugsweise größer 75 Gew.-% ist, besonders bevorzugt größer 95 Gew.-% ist und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 99,9 bis 100 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der besagten Edelmetalle in der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) vorzugsweise
  • Palladium in einer Menge von 25 bis 33,5 Gew.-%,
    bevorzugt 25 bis 30 Gew.-%,
    besonders bevorzugt 25 bis 28 Gew.-%,
    höchst bevorzugt 25 bis 25,5 Gew.-%.
  • Ein höherer Palladiumgehalt führt generell zu einer (unerwünschten) Verteuerung der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung. Es hat sich außerdem in eigenen Untersuchungen das Folgende gezeigt: Ein Palladiumgehalt von mehr als 35 Gew.-% führt regelmäßig zu einer unerwünschten und vermehrt auftretenden Heißrissbildung. Ähnliche Ergebnisse wurden auch beobachtet, wenn eine erfindungsgemäße Edelmetal-Dentallegierung ein, zwei oder mehr Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin in einer Gesamtmenge größer 35 Gew-% umfasst.
  • In einem Konzentrationsbereich von 35 bis 33,5 Gew.-% ist dieser Effekt noch spürbar, aber nur in den wenigsten Fällen besonders ausgeprägt. Im Konzentrationsbereich von 33,5 bis 30 Gew.-% ist die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen in vielen Fällen bereits für die Praxis akzeptabel. Liegt Palladium in einer Konzentration von 30 bis 28 Gew.-% vor, lassen sich regelmäßig rissfreie Edelmetall-Dentallegierungen einstellen. Überwiegend rissfreie Edelmetall-Dentallegierungen werden erhalten, wenn Palladium in einer Konzentration von 28 bis 25,5 Gew.-% vorliegt. Rissfreie Edelmetall-Dentallegierungen werden dabei natürlich insbesondere dann erhalten, wenn auch der Kobaltgehalt in einem bevorzugten Bereich (wie oben definiert) liegt und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert).
  • Beträgt der Palladiumgehalt in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung mindestens 25 Gew.-%, insbesondere 25 bis 35 Gew.-%, lässt sich regelmäßig durch Einstellen der Konzentrationen der weiteren Legierungsbestandteile ein guter Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit und Heißrissbildung erreichen.
  • Für Kobalt-Basislegierungen mit einem Edelmetallanteil von 25 Gew.-% oder mehr ist im Vergleich zu edelmetallfreien Kobalt-Basislegierungen ein positiveres freies Korrosionspotential bzw. Ruhepotential gemessen worden, was als „edleres“ Verhalten interpretiert wird und entsprechend eine verbesserte Mundbeständigkeit erwarten lässt.
  • Ein besonders guter Kompromiss von (a) reduzierter Heißrissbildung und (b) Korrosionsbeständigkeit wird regelmäßig mit bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen mit einem Palladiumgehalt im Bereich von 25 bis 25,5 Gew.-% erreicht, insbesondere wenn auch der Kobaltgehalt in einem bevorzugten Bereich (wie oben definiert) liegt und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert). Akzeptable Kompromisse werden aber bereits in den breiteren Konzentrationsbereichen erreicht, wie sie vorstehend definiert sind.
  • Die vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltungen gelten auch für Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin und deren Mischungen.
  • In einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) beträgt der Anteil an Chrom 22 bis 29 Gew.-%, wodurch ein akzeptabler Kompromiss zwischen Korrosionsbeständigkeit, Heißrissbildung, Wärmeausdehnungskoeffizient und Sprödigkeit einstellbar ist. Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet)
    Chrom in einer Menge von 22,5 bis 28 Gew.-%,
    bevorzugt 23 bis 27 Gew.-%,
    besonders bevorzugt 24 bis 26 Gew.-%,
    höchst bevorzugt 24 bis 25,5 Gew.-%.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass ein Chromgehalt von weniger als 22 Gew.-% häufig zu einer inakzeptablen, hohen Korrosivität der entsprechenden Legierung führt und daher zu deren Löslichkeit in der Mundhöhle. Es wurde außerdem festgestellt, dass ein Chromgehalt von weniger als 22 Gew.-% zu einer Zunahme der Ausbildung unerwünschter Heißrisse bei der Probenherstellung mittels SLM führt. Bei Unterschreiten einer Konzentration von 22 Gew.-% sind diese Effekte besonders ausgeprägt. Liegt Chrom in einem Konzentrationsbereich von 22 bis 22,5 Gew.-% vor, sind die Effekte noch spürbar und nur in einzelnen Fällen besonders ausgeprägt. Liegt Chrom im Bereich von 22,5 bis 23 Gew.-% vor, sind die Korrosionsbeständigkeit und die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen in den meisten Fällen bereits für die Praxis akzeptabel. Überwiegend rißfreie Legierungen mit regelmäßig guter Korrosionsbeständigkeit liegen vor, wenn der Chromgehalt 23 bis 24 Gew.-% beträgt.
  • Ein Anteil von größer als 29 Gew.-% führt in Einzelfällen (i) zu einer Legierung, die in inakzeptabler Weise versprödet (insbesondere die Bruchdehnung nimmt mit zunehmendem Chromgehalt ab) und (ii) zur inakzeptablen Zunahme der Härte der Legierung, mit negativem Einfluss auf das mechanische Bearbeiten (Schleifen / Fräsen). Ab einer Konzentration von größer als 29 Gew.-% ist dieser Effekt besonders ausgeprägt. Beträgt der Chromanteil 29 bis 28 Gew.-% sind die negativen Effekte noch spürbar aber nur in wenigen Fällen besonders ausgeprägt. Liegt Chrom in einem Konzentrationsbereich von 28 bis 27 Gew.-% vor, lässt sich in den meisten Fällen eine für die Praxis akzeptable Versprödung bzw. Härte der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung einstellen. Beträgt der Chromanteil 27 bis 26 Gew.-% nehmen die negativen Auswirkungen regelmäßig spürbar ab und es lassen sich überwiegend Edelmetall-Dentallegierungen mit guter Bruchdehnung und Härte einstellen. In den meisten Fällen lassen sich Bruchdehnung und Härte auf besonders vorteilhafte Weise einstellen, wenn der Chromgehalt im Bereich von 26 bis 25,5 Gew.-% liegt.
  • Hinsichtlich ihrer Eigenschaften bevorzugte Edelmetall-Dentallegierungen werden dabei natürlich insbesondere dann erhalten, wenn auch der Kobalt- und der Edelmetallgehalt, insbesondere der Palladiumgehalt, in einem bevorzugten Bereich liegen (wie oben definiert) und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert).
  • Ein besonders guter Kompromiss von Korrosionsbeständigkeit, Versprödung, Wärmeausdehnungskoeffizient und Härte wird regelmäßig mit erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen mit einem Chromgehalt im Bereich von 24 bis 25,5 Gew.-% erreicht, insbesondere wenn auch der Kobaltgehalt und der Edelmetallgehalt, vorzugsweise der Palladiumgehalt, vorzugsweise jeweils in einem bevorzugten Bereich liegt (wie oben definiert) und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert). Akzeptable Kompromisse werden aber bereits in den breiteren Konzentrationsbereichen erreicht, wie sie vorstehend definiert sind.
  • Eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung umfasst einen Anteil an Molybdän und Wolfram, wobei gilt, dass die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6 bis 11 Gew.-% beträgt. Sofern Molybdän und Wolfram gleichzeitig eingesetzt werden, gilt vorzugsweise das zuvor Gesagte bezüglich des Gewichtsverhältnisses von Molybdän zu Wolfram (siehe Ausführungen oben).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) vorzugsweise
    Molybdän in einer Menge von 6,5 bis 10 Gew.%,
    bevorzugt 7 bis 9,5 Gew.%,
    besonders bevorzugt 7,5 bis 9,3 Gew.%,
    ganz besonders bevorzugt 8 bis 9,3 Gew.-%,
    höchst bevorzugt 8,5 bis 9,2 Gew.-%.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass ein Molybdängehalt im Bereich von 6 bis 11 Gew.-% eine akzeptable Einstellung der Härte, der Zugfestigkeit, der Bruchdehnung und in gewissem Maße des thermischen Ausdehnungskoeffizienten erlaubt. Ein Gesamtgehalt an Molybdän von weniger als 6 Gew.-% in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung führt in Einzelfällen (i) zu einer inakzeptablen, hohen Korrosionsanfälligkeit der entsprechenden Legierung, insbesondere im sauren Milieu (Ausbildung einer unzureichenden Passivierungsschicht, die vor Korrosion schützt), insbesondere in Spalten („Spaltkorrosion“, Korrosion, in oder nahe einem engen Spalt oder einer schmalen Öffnung) und daher auch (ii) zu einer unerwünschten Löslichkeit der entsprechenden Legierung in der Mundhöhle. Bei Unterschreiten einer Konzentration von 6 Gew.-% sind diese Effekte besonders ausgeprägt. Liegt der Molybdänanteil in bevorzugten erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) im Bereich von 6 bis 6,5 Gew.-%, sind die negativen Effekte noch spürbar, aber nur in Einzelfällen besonders ausgeprägt. In einem Konzentrationsbereich von 6,5 bis 7 Gew.-% liegt in vielen Fällen eine für die Praxis akzeptable Härte, Zugfestigkeit und Bruchdehnung vor. Liegt Molybdän in einer Konzentration von 7 bis 7,5 Gew.-% (bzw. von 7,5 bis 8 Gew.-%) vor, nehmen die negativen Auswirkungen regelmäßig spürbar ab (d.h. es lassen sich häufig Legierungen mit vorteilhafter Härte, Zugfestigkeit und Bruchdehnung einstellen). Überwiegend rißfreie Edelmetall-Dentallegierungen, die besonders vorteilhaft eingestellte Härten, Zugfestigkeiten und Bruchdehnungen aufweisen, liegen vor, wenn Molybdän in einer Konzentration von 8 bis 8,5 Gew.-% enthalten ist.
  • In eigenen Untersuchungen hat sich außerdem gezeigt, dass ein Gesamtanteil von mehr als 11 Gewichtsprozent an Molybdän in Einzelfällen (i) zu einer entsprechenden Legierung führt, die durch vermehrtes Auftreten einer Ausscheidungsphase eine starke Versprödung aufweist (Abnahme insbesondere der Bruchdehnung) und (ii) zur Zunahme der Härte mit negativem Einfluss auf das mechanische Bearbeiten (Schleifen / Fräsen) führt; es wurde zudem (iii) eine Zunahme der Ausbildung unerwünschter Heißrisse bei der Probenherstellung mittels SLM beobachtet. Beträgt der Molybdänanteil 11 bis 10 Gew.-% (bei einem Molybdängehalt von 11 Gew.-% ist kein Wolfram in der Legierung enthalten) sind die negativen Auswirkungen der unter (i) und (ii) beschriebenen Eigenschaften noch spürbar, aber in nur wenigen Fällen besonders ausgeprägt. Liegt der Molybdänanteil im Bereich von 10 bis 9,5 Gew.-% (bzw. von 9,5 bis 9,3 Gew. %), wird in vielen (bzw. in den meisten) Fällen bereits eine für die Praxis akzeptable Versprödung und Härte erzielt. Eine besonders vorteilhafte und wünschenswerte Bruchdehnung bzw. Härte wird erzielt, wenn Molybdän in einer Konzentration von 9,3 bis 9,2 Gew.-% enthalten ist.
  • Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die Wirkungen des Molybdäns (ebenso wie die des Wolframs) denen des Chroms in einer erfindungsgemäßen Legierung in vielen Punkten sehr ähneln. Beide Elemente zeigen sowohl einen Einfluss auf das Korrosionsverhalten und die Härte/Sprödigkeit als auch einen ausgeprägten Einfluss auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK). Dem Fachmann ist somit klar, dass er die Anteile beider Elemente in geeigneter Weise einstellen muss, um zu erreichen, dass der WAK der resultierenden Legierung in dem Kompatibilitätsbereich gängiger Verblendkeramikmassen liegt. Es gilt jeweils: ein erhöhter Anteil an Chrom und/oder Molybdän verringert den WAK der resultierenden erfindungsgemäßen Legierung.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird kein Wolfram eingesetzt, da Wolfram die Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen geringfügig erhöht. In anderen bevorzugten Ausführungsformen ist Molybdän teilweise oder vollständig durch Wolfram ersetzt. Dabei gilt vorzugsweise das oben Gesagte (insbesondere betreffend das Gewichtsverhältnis von Molybdän zu Wolfram). Sofern (ausgehend von einer wolframfreien Legierung) Molybdän durch Wolfram ersetzt wird, umfasst die resultierende erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung einen doppelten Gehalt an Wolfram, verglichen mit dem Molybdängehalt, der durch Wolfram ersetzt wird.
  • Hinsichtlich ihrer Eigenschaften bevorzugte Edelmetall-Dentallegierungen werden dabei natürlich insbesondere dann erhalten, wenn neben dem Molybdängehalt (und/oder gegebenenfalls Wolframgehalt) auch der Kobalt-, Edelmetall- (insbesondere der Palladiumgehalt) und Chromgehalt in einem bevorzugten Bereich liegen (wie oben definiert) und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert).
  • Ein besonders guter Kompromiss von Korrosionsbeständigkeit, Versprödung, Wärmeausdehnungskoeffizient und Härte sowie hinsichtlich einer besonders vorteilhaften Einstellung der Härte, der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung wird regelmäßig mit erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen mit einem Molybdängehalt im Bereich von 8,5 bis 9,2 Gew.-% erreicht, insbesondere wenn auch der Kobaltgehalt, der Palladiumgehalt und der Chromgehalt jeweils in einem bevorzugten Bereich (wie oben definiert) liegt und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert). Akzeptable Kompromisse werden aber bereits in den breiteren Konzentrationsbereichen erreicht, wie sie vorstehend definiert sind.
  • In anderen bevorzugten Ausführungsformen werden bereits akzeptable Kompromisse erreicht, wenn die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6,5 bis 10 Gew.-% beträgt. Regelmäßig gute Ergebnisse werden erreicht, wenn die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 7 bis 9,5 Gew.-% beträgt.
  • In einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess beträgt der Anteil an Bor 0 bis 0,05 oder 0,2 bis 0,75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung. Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Bor in einer Menge von 0 bis 0,03 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,02 Gew.-% oder 0,2 bis 0,6 Gew.-%, bevorzugt 0,25 bis 0,4 Gew.-%, wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass Bor in bestimmten Konzentrationen die Viskosität der Schmelze (Fließverhalten) und das Schmelzintervall (Temperaturintervall zwischen Solidus- und Liquidustemperatur; es existieren im Schmelzintervall feste und flüssige Phasen nebeneinander; siehe auch obige Ausführungen) sowie das Schmelzverhalten einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung günstig beeinflussen kann. Zusätzlich begünstigt Bor (sofern vorhanden) in vielen Fällen einen guten Haftverbund zu üblichen Verblendkeramiken. Eigene Untersuchungen haben jedoch auch gezeigt, dass der Borgehalt genau eingestellt werden sollte, da sich der Borgehalt nicht nur auf die Hafteigenschaften, sondern auch auf die mechanischen Eigenschaften deutlich auswirkt und in manchen Konzentrationen sogar das Schmelzintervall negativ beeinflusst, siehe unten.
  • In eigenen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass ein Borgehalt von mehr als 0,75 Gew.-% in Einzelfällen durch verstärkte (oder übermäßige) Ausscheidungsbildung zu einer unerwünschten Zunahme der Härte der Legierung bei gleichzeitiger Versprödung führt (insbesondere die Bruchdehnung nimmt mit zunehmendem Borgehalt ab). Insbesondere in Verbindung mit SLM-Prozessen kommt es häufig zu einer starken Volumenänderung beim Erstarren und zu einer ausgeprägten Neigung, Verzüge auszubilden. Insbesondere, wenn der Gesamtanteil an Bor 0,75 Gew.-% übersteigt, ist dieser Effekt deutlich ausgeprägt. Sofern Bor in einer (erfindungsgemäßen) Edelmetall-Dentallegierung in einem Bereich von 0,75 bis 0,6 Gew.-% vorliegt, lässt sich bereits in vielen Fällen eine für die Praxis akzeptable Härte, Sprödigkeit und Bildung von Verzügen einstellen. In einem Konzentrationsbereich von 0,6 bis 0,4 Gew.-% lassen sich bereits überwiegend rißfreie erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierungen einstellen, die außerdem in den meisten Fällen eine vorteilhafte Härte bzw. geringe Ausbildung von Verzügen (d.h. von Verformungen bzw. Verbiegungen) aufweisen.
  • Hinsichtlich ihrer Eigenschaften bevorzugte Edelmetall-Dentallegierungen werden dabei natürlich insbesondere dann erhalten, wenn neben dem Borgehalt auch der Kobalt-, Edelmetall- (insbesondere der Palladiumgehalt)-, Chrom- und Molybdängehalt (und/oder gegebenenfalls Wolframgehalt) in einem bevorzugten Bereich liegen (wie oben definiert) und auch die Konzentrationen der weiteren Bestandteile in bevorzugten Bereichen liegen (wie im vorliegenden Text definiert).
  • Ein besonders guter Kompromiss von Schmelzintervall, Viskosität und Versprödung wird regelmäßig mit erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen mit einem Borgehalt im Bereich von 0 bis 0,02 oder 0,25 bis 0,4 Gew.-% erreicht. Akzeptable Kompromisse werden aber bereits in den breiteren Konzentrationsbereichen erreicht, wie sie vorstehend definiert sind.
  • Ein Borgehalt im Bereich zwischen den genannten (erfindungsgemäßen) Grenzwerten 0,05 und 0,2 Gew.-% ist unerwünscht, da durch entsprechende Borgehalte das Schmelzintervall regelmäßig verbreitert wird, was sich negativ auf die Neigung zur Heißrissbildung auswirkt.
  • Da Bor in der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung in definierten Konzentrationen (vorzugsweise in den als bevorzugt bezeichneten Konzentrationen) enthalten ist, trägt es regelmäßig sehr wirksam zu einem kleinen Schmelzintervall und zu einer niedrigen Viskosität der Schmelze bei, ohne bereits die Korrosionsbeständigkeit nennenswert zu reduzieren oder die Legierung zu verspröden. Ein kleines Schmelzintervall trägt darüber hinaus zur Vermeidung von Heißrissen bei (siehe auch obige Ausführungen).
  • Es hat sich außerdem in eigenen Untersuchungen überraschend gezeigt, dass in vielen Fällen die Neigung zur Heißrissbildung sogar dann reduziert ist, wenn in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung kein Bor enthalten ist. Das ist besonders überraschend, weil der Stand der Technik dies bisher unmöglich erscheinen ließ. Eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung ohne Boranteil ist deshalb besonders bevorzugt.
  • In einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess beträgt der Anteil an anderen Elementen 0 bis 2 Gew.-%. Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet)
    andere Elemente in einer Menge von 0 bis 1,5 Gew.-%,
    bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%
    besonders bevorzugt 0 bis 0,5 Gew.-%,
    höchst bevorzugt 0 bis 0,15 Gew.-%.
  • „Andere Elemente“ sind solche Elemente, die nicht Kobalt, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, Chrom, Molybdän, Wolfram, Bor, Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan sind; übliche andere Elemente sind beispielsweise sonstige Metalle, Halbmetalle und Verunreinigungen. Typische „andere Elemente“ in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung sind Eisen und Nickel.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen regelmäßig gezeigt, dass der Anteil „anderer Elemente“ nicht größer als 2 Gew.-% sein sollte, da sonst die mechanischen, biologischen und/oder chemischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Der Fachmann wird daher den Anteil der besagten „anderen Elemente“ möglichst gering einstellen. Höchst bevorzugt beträgt der Anteil „anderer Elemente“ 0 bis 0,15 Gew.-%; in diesem Konzentrationsbereich beeinflussen die „anderen Elemente“ nicht mehr in relevantem Maße die zuvor genannten Eigenschaften, insbesondere dann nicht, wenn auch die Anteile der vorstehend angegebenen Elemente, die nicht zu den „anderen Elementen“ zählen, in einem bevorzugten Bereich (wie oben definiert) liegen.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Silizium in einer Menge von 0 bis 0,25 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%, wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Gold als das oder eines der besagten anderen Elemente in einer Menge von 0 bis 0,25 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Aluminium in einer Menge von 0 bis 0,4 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Cer in einer Menge von 0 bis 0,4 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,25 Gew.-%, höchst bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Kohlenstoff als das oder eines der besagten anderen Elemente in einer Menge von 0 bis 0,3 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Vorzugsweise umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Stickstoff als das oder eines der besagten anderen Elemente in einer Menge von 0 bis 0,4 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Im Rahmen der Erfindung sind die jeweiligen Legierungsbestandteile (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) in verschiedenen Mengen unter Bildung einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess miteinander kombinierbar. Den Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin (insbesondere Palladium (Pd)) sowie den Elementen Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Kobalt (Co) und den „anderen Elementen“ sowie einigen der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung abgestufte Präferenzbereiche zugeordnet („bevorzugt“, „besonders bevorzugt“, „höchst bevorzugt“ usw.). Beispielsweise beträgt der Gew.-%-Anteil von Palladium bevorzugt 25 bis 30 Gew.-% und der Gew.-%-Anteil von Chrom besonders bevorzugt 24 bis 26 Gew.-%; der bevorzugte Gew.-%-Anteil des Palladiums und der besonders bevorzugte Gew.-%-Anteil des Chroms sind miteinander kombinierbar. Dies gilt analog auch für Molybdän, Kobalt und die „anderen Elemente“, denen verschiedene Präferenzbereiche zugeordnet sind, sowie für weitere Kombinationsmöglichkeiten der Präferenzbereiche. Bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Edelmetall-Dentallegierungen (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) betreffen entsprechend sämtliche dem Fachmann zugänglichen Kombinationen aus sämtlichen Präferenzbereichen der enthaltenen Elemente und Bestandteile.
  • In einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess liegt die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%. Vorzugsweise liegt die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet)
    im Bereich von 42,5 bis 49,5 Gew.-%,
    bevorzugt im Bereich von 45 bis 49 Gew.-%,
    besonders bevorzugt im Bereich von 47 bis 49 Gew.-%.
  • Die Bestimmung dieser Summe ist im folgenden Rechenbeispiel verdeutlicht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung (siehe „Beispiele erfindungsgemäßer Zusammensetzungen“, Beispiel (11)) beträgt der Chromanteil beispielsweise 25,0 Gew.-%, der Molybdänanteil 9,0 Gew.-%, der Wolframanteil 0 Gew.-%. Die Summe der Massenanteile errechnet sich wie folgt: die 2,6-fache Menge an Molybdän = 2,6 * 9 Gew.-% = 23,4 Gew.-%; die 1,3-fache Menge an Wolfram = 1,3 * 0 Gew.-% = 0 Gew.-%; die einfache Menge an Chrom = 1 * 25 Gew.-% = 25 Gew.-%. Die Summe = 23,4 Gew.-% (Molybdän) + 0 Gew.-% (Wolfram) + 25 Gew.-% (Chrom) = 48,4 Gew.-% und liegt somit in dem oben genannten, besonders bevorzugten Bereich.
  • Zusätzliche Untersuchungen zum magnetischen Verhalten der erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen für den SLM-Prozess haben eine geringe, positive magnetische Volumensuszeptibilität ergeben. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet), wobei die Legierung paramagnetisch ist.
  • Eine paramagnetische Legierung liegt vor, wenn die magnetische Volumensuszeptibilität (X) größer 0 ist, aber kein Ferromagnetismus (ebenfalls gekennzeichnet durch eine positive Volumensuszeptibilität, die aber im Vergleich zum Paramagnetismus signifikant größer ist) vorliegt.
  • Bevorzugt ist daher eine erfindungsgemäße paramagnetische Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) bestehend aus
    Kobalt in einer Menge von 36 bis 46,5 Gew.-%,
    bevorzugt 37 bis 45 Gew.-%,
    ein, zwei oder mehr Edelmetallen ausgewählt
    aus der Gruppe bestehend aus
    Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium,
    Iridium und Platin, wobei die
    Gesamtmenge an diesen Edelmetallen 25 bis 30 Gew.-%,
    bevorzugt 25 bis 28 Gew.-%
    beträgt,
    Chrom in einer Menge von 22,5 bis 28 Gew.-%,
    bevorzugt 23 bis 27 Gew.-%,
    einem oder beiden Elementen aus der Gruppe
    bestehend aus Molybdän und Wolfram,
    wobei die Summe aus der Menge an
    Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6,5 bis 10 Gew.-%,
    bevorzugt 7 bis 9,5 Gew.-%,
    beträgt,
    Bor in einer Menge von 0 bis 0,03 Gew.-%
    bevorzugt 0 bis 0,02 Gew.-%
    oder
    0,2 bis 0,6 Gew.-%
    bevorzugt 0,25 bis 0,4 Gew.-%
    beträgt,
    ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente
    ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
    Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer,
    Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium,
    Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge
    an diesen Elementen 0 bis 0,3 Gew.-%,
    bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.-%,
    beträgt,
    einem oder mehr anderen Elementen
    in einer Gesamtmenge von 0 bis 1,5 Gew.-%,
    bevorzugt 0 bis 1,0 Gew.-%,
    mit der Maßgabe, dass die Menge an Gold als dem oder einem der besagten anderen Elemente im Bereich von 0 bis 0,25 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,1 Gew.-%, liegt,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung, wobei gilt:
    die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 42,5 bis 49,5 Gew.-%.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht eine erfindungsgemäße paramagnetische Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) aus
    Kobalt in einer Menge von 40,5 bis 42 Gew.-%,
    Palladium in einer Menge von 25 bis 25,5 Gew.-%,
    Chrom in einer Menge von 24,0 bis 25,5 Gew.-%,
    Molybdän in einer Menge von 8,5 bis 9,2 Gew.-%,
    Wolfram in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%,
    ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente
    ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
    Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer,
    Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium,
    Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge
    an diesen Elementen 0 bis 0,1 Gew.-%,
    Bor in einer Menge von 0 bis 0,005 Gew.-%,
    andere Elemente in einer Gesamtmenge von 0 bis 0,15 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung,
    wobei gilt:
    die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 47 bis 49 Gew.-%.
  • Vgl. hierzu Beispiellegierung 11 erfindungsgemäßer Zusammensetzungen. Eine solche besonders bevorzugte paramagnetische erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie unmittelbar vorstehend beschrieben) zeichnet sich regelmäßig durch eine äußerst geringe Tendenz zur Ausbildung von Heißrissen aus. In vielen Fällen besitzen solche erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierungen einen günstigen WAK von 14,4 bis 14,6 [10–6K–1] in einem Bereich von 25 bis 500°C, eine Zugfestigkeit im Bereich von 800 bis 1250 MPa, eine Dehngrenze (Rp 0,2) im Bereich von 700 bis 1000 MPa, eine Bruchdehnung von über 2 %, eine Vickershärte HV 10 im Bereich von 300 bis 380 und/oder ein Schmelzintervall, dessen Solidus- und Liquidustemperatur jeweils im Bereich von 1260 bis 1300 °C liegt (wobei die Differenz Delta TL-S (ΔTL-S) zwischen Solidus- und Liquidustemperatur vorzugsweise lediglich 25 K oder weniger beträgt) (siehe dazu auch die obigen Ausführungen, die entsprechend zutreffen).
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) beträgt der WAK 14,2 bis 14,7 [10–6K–1], vorzugsweise 14,4 bis 14,6 [10–6K–1], wobei sich der WAK auf einen Temperaturbereich von 25 bis 500°C bezieht.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt die Zugfestigkeit in einem Bereich von 700 bis 1400 MPa, vorzugsweise in einem Bereich von 800 bis 1250 MPa.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt die Dehngrenze (Rp 0,2) im Bereich von 500 bis 1200 MPa, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 1000 MPa.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt die Bruchdehnung im Bereich von 2 bis 25 %, vorzugsweise ist die Bruchdehnung größer 2 %.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt der HV 10 (Vickershärte) im Bereich von 280 bis 480, vorzugsweise im Bereich von 300 bis 400.
  • Die Bestimmung der der zuvor genannten mechanischen Eigenschaften wurde an geeigneten Probekörpern durchgeführt (siehe Beispiele, Punkt 2.).
  • Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierungen für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) besitzen ein Schmelzintervall,
    dessen Solidus- und Liquidustemperatur jeweils im Bereich von 1150 bis 1320°C liegt, vorzugsweise jeweils im Bereich von 1240 bis 1310°C, besonders bevorzugt jeweils im Bereich von 1260 bis 1300°C,
    und/oder
    wobei die Differenz Delta TL-S (ΔTL-S) zwischen Solidus- und Liquidustemperatur vorzugsweise lediglich 70 K oder weniger beträgt, weiter vorzugsweise 60 K oder weniger
    beträgt, besonders bevorzugt 40 K oder weniger beträgt, insbesondere bevorzugt 25 K oder weniger beträgt.
  • Wie bereits weiter oben beschrieben, sind dem Fachmann entsprechende Methoden bekannt, um die vorstehend genannten Materialeigenschaften (WAK, Zugfestigkeit, Dehngrenze (Rp 0,2), Bruchdehnung, HV 10 (Vickershärte) und Schmelzintervall) zu bestimmen (das oben Gesagte gilt entsprechend).
  • Eine bevorzugte erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) umfasst nicht Bor und/oder umfasst nicht Wolfram. Eine entsprechende bevorzugte erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt somit in einer von vier Ausführungsformen vor: (i) umfassend Bor und nicht umfassend Wolfram oder (ii) umfassend Bor und umfassend Wolfram, oder (iii) nicht umfassend Bor und umfassend Wolfram oder (iv) nicht umfassend Bor und nicht umfassend Wolfram.
  • Umfasst die erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Bor (Ausführungsformen (i) und (ii)), ist der Gew.-%-Anteil an Bor kleiner oder gleich 0,05 Gew.-%, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,03 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,02 Gew.-% oder der Gew.-%-Anteil an Bor liegt im Bereich von 0,2 bis 0,75 Gew.-%; vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,6 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,25 bis 0,4 Gew.-%. Bor kann dabei in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung (a) als elementares Bor, und/oder (b) in Form von einer oder mehreren Bor-Metall-Verbindungen (Boride) der Legierung zugegeben werden. Die Bezeichnung „Bor“ schließt im Sinne dieser Erfindung den Boranteil in Boriden mit ein. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung, die kein Bor umfasst. Sofern eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Bor umfasst, liegen die Boratome entweder gelöst in der Legierungsmatrix (d.h. interstitiell, also auf Zwischengitterplätzen) oder bei höheren Borgehalten als Ausscheidungen vor.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) wobei die Einzelmenge der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan jeweils 0 bis maximal 0,1 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung. Das bedeutet, dass in bevorzugten Ausführungsformen diese ausgewählten Elemente (sofern sie in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung vorhanden sind) individuell bis zu einer maximalen Menge von 0,1 Gew.-% vorliegen dürfen, für ihre Gesamtmenge jedoch die oben und nachfolgend diskutierten Beschränkungen zu beachten sind.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet), wobei die Gesamtmenge der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan 0 bis insgesamt maximal 0,3 Gew.-%, bevorzugt 0 bis insgesamt maximal 0,2 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  • Eigene Untersuchungen haben regelmäßig gezeigt, dass es bevorzugt ist, dass eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) möglichst viele der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan nicht umfasst.
  • Bevorzugt ist somit eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) nicht umfassend ein, zwei, drei, mehr als drei oder sämtliche der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, vorzugsweise nicht umfassend ein, zwei, drei, mehr als drei oder sämtliche der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium, Mangan, Gallium, Kohlenstoff, Stickstoff und Gold.
  • Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, insbesondere sofern diese Elemente in einer Gesamtmenge größer 0,5 Gew.-% in einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung vorliegen, regelmäßig ein unerwünscht breites Schmelzintervall bewirken. Wie bereits weiter oben im Text erläutert, ist ein breites Schmelzintervall ungünstig für eine rißfreie Verarbeitung mittels eines SLM-Prozesses (das oben Gesagte gilt entsprechend).
  • Daher ist es besonders bevorzugt, wenn eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) keines der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan umfasst.
  • In ausgewählten Ausführungsformen umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) Gallium als das oder eines der besagten anderen Elemente in einer Menge von 0 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung. Besonders bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess kein Gallium.
  • Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass Gallium in den zuvor genannten Mengen regelmäßig keine signifikante Beeinträchtigung der vorstehend diskutierten vorteilhaften Eigenschaften bewirkt. Insbesondere bewirkt Gallium dann regelmäßig noch keine signifikante Verbreiterung des Schmelzintervalls.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst eine erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierung (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) vorzugsweise kein Ruthenium.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Pulver umfassend oder bestehend aus Partikeln einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) zur Verwendung in einem SLM-Prozess (vorzugsweise in einem SLM-Prozess mit nicht selektiver Materialauftragung, siehe die allgemeinen Ausführungen weiter oben sowiezu bevorzugten Ausgestaltungen – die Ausführungen weiter unten).
  • Bevorzugte erfindungsgemäße Pulver zur Verwendung in einem SLM-Prozess (insbesondere ein SLM-Prozess mit nicht selektiver Materialauftragung) weisen eine Korngrößenverteilung im Bereich von 10 bis 80 Mikrometern, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 53 Mikrometern, weiter bevorzugt im Bereich von 10 bis 45 Mikrometern auf (die erlaubte Abweichung von den angegebenen Grenzen der Korngrößenverteilung beträgt jeweils 3 Gew. -% nach oben bzw. unten, d. h. 94 Gew. -% der Pulvermenge liegen innerhalb der oben angegebenen Grenzen für die Korngrößenverteilung).
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Pulvers (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) aus einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung Legierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) zur Herstellung eines metallischen Bauteils mittels eines SLM-Prozesses, bevorzugt zur Herstellung eines dentalen Bauteils als oder für eine Dentalrestauration. Ein dentales Bauteil „als Dentalrestauration“ ist ein Bauteil, welches unmittelbar zur Restauration einer dentalen Situation eingesetzt wird; es wird insbesondere nicht verblendet. Ein dentales Bauteil „für eine Dentalrestauration“ wird hingegen einem oder mehreren weiteren Verarbeitungsschritten unterzogen und dabei beispielsweise mit weiteren Bauteilen zu einer Dentalrestauration zusammengefügt; ein typisches Beispiel für ein „dentales Bauteil für eine Dentalrestauration“ ist ein metallisches Gerüst für eine Dentalrestauration, welche das metallische Gerüst sowie eine keramische Verblendung umfasst, welche auf das Gerüst aufgebrannt ist.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass die erfindungsgemäße Verwendung eines erfindungsgemäßen Pulvers (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) zur Herstellung metallischer Bauteile mittels eines SLM-Prozesses in vielen Fällen zu rißfreien metallischen Bauteilen führt, die außerdem regelmäßig hervorragende mechanische, chemische und biologische Eigenschaften aufweisen (zu den mechanischen, chemischen und biologischen Eigenschaften gilt das oben Gesagte). Dies hat sich insbesondere bei Verarbeitung des erfindungsgemäßen Pulvers mittels eines SLM-Prozesses (und unter Berücksichtigung der im Text genannten Bedingungen in einem SLM-Prozess) bestätigt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein metallisches, mittels eines SLM-Prozesses herstellbares Bauteil, vorzugsweise ein dentales Bauteil als oder für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise ein Dentalgerüst als oder für eine Dentalrestauration, bestehend aus einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet).
  • Bevorzugte erfindungsgemäße metallische Bauteile sind Dentalrestaurationen wie beispielsweise Kronen, Käppchen, Brücken und Prothesen oder Prothesenteile. Solche Dentalrestaurationen sind entweder herausnehmbar oder festsitzend.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kommen erfindungsgemäße metallische Bauteile in der Medizintechnik, beispielsweise als chirurgische Implantate, zur Anwendung.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden erfindungsgemäße metallische Bauteile zum Einsatz in Fahrzeugteilen, Motoren und Motorenkomponenten, Triebwerken und Triebwerkskomponenten, Werkzeugen und Werkzeugkomponenten sowie Schmuck verwendet bzw. verarbeitet.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils, vorzugsweise eines dentalen Bauteils als oder für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise eines Dentalgerüstes als oder für eine Dentalrestauration, mit folgenden Schritten:
    • – Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Pulvers (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet),
    • – Herstellen des metallischen Bauteils, vorzugsweise des Dentalgerüstes, wobei das Pulver mittels Selective Laser Melting verarbeitet wird.
  • Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren mittels SLM-Prozess metallische Bauteile (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) hergestellt werden können, die in vielen Fällen rißfrei sind und zusätzlich regelmäßig hervorragende mechanische, chemische und biologische Eigenschaften aufweisen (zu den mechanischen, chemischen und biologischen Eigenschaften gilt das oben Gesagte).
  • Bevorzugt sind erfindungsgemäße Verfahren, bei denen das erfindungsgemäße Pulver (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) mittels Selective Laser Melting unter Schutzgas verarbeitet wird. Die Arbeitsatmosphäre ist also vorzugsweise zumindest nahezu sauerstofffrei, besonders bevorzugt ist der Einsatz einer Stickstoffatmosphäre (d.h. der Einsatz von Stickstoff als Schutzgas). Es ist zudem bevorzugt, dass ein Vorheizen des Pulverbettes stattfindet.
  • In eigenen Untersuchungen hat sich überraschenderweise gezeigt, dass das erfindungsgemäße Pulver (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) umfassend oder bestehend aus Partikeln einer erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) in vielen Fällen die Bildung von Heißrissen während eines SLM-Prozesses verhindert, mindestens aber deutlich reduziert im Vergleich mit bekannten, nicht erfindungsgemäßen Pulvern (d.h. Pulvern umfassend oder bestehend aus Partikeln einer Edelmetall-Dentallegierung, deren Zusammensetzung nicht erfindungsgemäß ist).
  • Der Fachmann wird für den SLM-Prozess geeignete Laserparameter einstellen, um ein erfindungsgemäßes Pulver fehlerfrei zu dentalen Objekten, vorzugsweise zu einem metallischen Bauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verarbeiten. Dazu zählen beispielsweise die Schichtdicke der Auftragung während des Prozesses und die Laserleistung. Eine vorteilhafte Schichtdicke beträgt 20 bis 40 Mikrometer. Die Laserleistung kann innerhalb eines unteren, mittleren oder oberen Leistungsbereiches liegen, wobei der untere Leistungsbereich 50 bis 100 Watt, der mittlere Leistungsbereich 100 bis 150 Watt und der obere Leistungsbereich 150 bis 200 Watt bedeutet. Bei SLM-Prozessen ist der mittlere Leistungsbereich (d.h. 100 bis 150 Watt) häufig bevorzugt, da SLM-Prozesse, die innerhalb des unteren Leistungsbereiches durchgeführt werden, häufiger zu porösen dentalen Objekten führen. SLM-Prozesse, die innerhalb des oben Leistungsbereiches durchgeführt werden, führen häufiger zu dentalen Objekten, die an ihren Oberflächen Risse d.h. Heißrisse aufweisen. Die Verwendung von nicht erfindungsgemäßen Pulvern, die nicht für SLM-Prozesse geeignet sind, in einem SLM-Prozess, der innerhalb des mittleren Leistungsbereiches durchgeführt wird, führt in sehr häufigen Fällen zu dentalen Objekten, die beide Fehler aufweisen, d.h. eine nicht akzeptable Porosität und Heißrisse. In Abhängigkeit von der exakt eingestellten Laserleistung innerhalb des mittleren Leistungsbereiches (d.h. 100 bis 150 Watt) überwiegen entweder Risse oder Poren.
  • Ein geeignetes Gerät zur Durchführung eines SLM-Prozesses ist beispielsweise ein Gerät des Typs EOSINT M270 (EOS GmbH – Electro Optical Systems, Robert-Stirling-Ring 1, 82152 Krailling, Deutschland) oder SLM 125HL (SLM Solutions GmbH, Roggenhorster Straße 9c, 23556 Lübeck, Deutschland).
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren umfassend den zusätzlichen Schritt:
    • – Aufbrennen von Dentalkeramik auf das metallische Bauteil, vorzugsweise das Dentalgerüst, wobei die Dentalkeramik einen WAK im Bereich von 12 bis 14 [10–6K–1] aufweist, bezogen auf einen Temperaturbereich von 25 bis 500°C.
  • In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) wird eine Dentalkeramik mit einem WAK im Bereich von 12 bis 14 [10–6K–1] (bezogen auf einen Temperaturbereich von 25 bis 500°C) auf ein erfindungsgemäßes metallisches dentales Bauteil für eine Dentalrestauration aufgebrannt, vorzugsweise auf ein Dentalgerüst für eine Dentalrestauration. Das resultierende, keramisch verblendete Bauteil ist bzw. wird nach Durchführung von weiteren Behandlungsschritten eine Dentalrestauration. Dazu zählen z.B. Kronen, Brücken und Prothesen.
  • Somit betrifft die vorliegende Offenbarung auch eine Dentalrestauration umfassend oder bestehend aus
    • (i) einem erfindungsgemäßen metallischen Bauteil, vorzugsweise einem dentalen Bauteil für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise einem Dentalgerüst für eine Dentalrestauration, bestehend aus einer erfindungsgemäßen Legierung für den SLM-Prozess (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) und
    • (ii) einer Dentalkeramik, aufgebrannt auf das erfindungsgemäße metallische Bauteil, vorzugsweise das dentale Bauteil für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise aufgebrannt auf ein Dentalgerüst für eine Dentalrestauration, wobei die Dentalkeramik einen WAK im Bereich von 12 bis 14 [10–6K–1] aufweist.
  • Die aufgebrannte Dentalkeramik kann dabei teilweise oder vollständig auf das erfindungsgemäße metallische Bauteil aufgebracht sein. Das Aufbrennen erfolgt gemäß dem Fachmann bekannten Methoden, üblicherweise mittels Opaque-, Wash- und Grundmassebrand (siehe dazu die Ausführungen zu den Beispielen).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) eignet sich regelmäßig besonders gut zur Herstellung einer Dentalrestauration (wie oben beschrieben, d.h. mit auf das erfindungsgemäße metallische Bauteil aufgebrannter Dentalkeramik), da das erfindungsgemäße metallische Bauteil, vorzugsweise das dentale Bauteil für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise das Dentalgerüst für eine Dentalrestauration selbst einen günstigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) aufweist. Der WAK erfindungsgemäßer metallischer Bauteile (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt regelmäßig in einem günstigen und wünschenswerten Kompatibilitätsbereich mit den WAK bevorzugter Dentalkeramiken.
  • In der Praxis ist es günstig, wenn der WAK der Keramik etwas niedriger ist als der WAK der zu verblendenden, aufbrennfähigen Legierung (d.h. der WAK des erfindungsgemäßen metallischen Bauteils). Auf diese Weise kann sich nach dem Abkühlen in der Dentalkeramik eine erforderliche Druckspannung aufbauen. Sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) der Legierung und der Dentalkeramik nicht optimal aufeinander abgestimmt, kommt es häufig zu Sprüngen oder Abplatzungen in der Keramik.
  • Der WAK erfindungsgemäßer, metallischer Bauteile (wie oben beschrieben und vorzugsweise wie oben als bevorzugt bezeichnet) liegt regelmäßig in einem günstigen Bereich von 14,1 bis 14,9 [10–6K–1] (in einem Bereich von 25 bis 500°C) und ist damit etwas höher als der WAK vorteilhafter Dentalkeramiken (12 bis 14 [10–6K–1], in einem Bereich von 25 bis 500°C).
  • Erfindungsgemäße keramisch verblendete Dentalrestaurationen zeigen, als Folge der günstigen Kompatibilität hinsichtlich der WAK von Legierung und entsprechender Dentalkeramik (im Bereich von 25 bis 500°C), regelmäßig besonders gute Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der Haltbarkeit und Lebensdauer des keramisch verblendeten metallischen Bauteils.
  • Beim Aufbrennen von Dentalkeramik besitzt die erfindungsgemäße Legierung die folgenden Vorteile:
    • (i) Das Durchführen eines für Edelmetall-Dentallegierungen üblicherweise notwendigen Oxidationsbrandes zur Herstellung einer ausreichend ausgebildeten Haftoxidschicht vor dem Schritt der keramischen Verblendung ist in der Regel nicht erforderlich.
    • (ii) Auf eine Langzeitabkühlung kann aufgrund der guten Anpassung des WAK der Legierung (metallisches Bauteil) auf die im Handel gängigen dentalen Keramikmassen in der Regel verzichtet werden.
    • (iii) Es liegt ein günstiger Haftverbund zu den gängigen keramischen Massen vor, vermutlich weil Chrom und Molybdän als Haftoxidbildner wirken und in sehr hoher Konzentration in der erfindungsgemäßen Legierungszusammensetzung vorhanden sind und darüber hinaus in einem günstigen Verhältnis zueinander vorliegen.
    • (iv) Die Warmfestigkeit ist ausreichend hoch, so dass es beim keramischen Verblenden nicht zu Verzügen aufgrund des Eigengewichts des Legierungsgerüstes kommt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschreiben:
  • Beispiele:
  • 1. Zusammensetzungen erfindungsgemäßer Beispiellegierungen:
  • Alle Zahlenangaben in der Tabelle 1 sind Gewichtsprozentangaben und beziehen sich auf das Gesamtgewicht der jeweiligen erfindungsgemäßen Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess. Tabelle 1: Beispiele erfindungsgemäßer Zusammensetzungen
    Legierung Co Pd Ru Pt Cr Mo W B
    (1) 42,3 25 0 0 22 10,7 0 0
    (2) 41 25 0 0 24 10 0 0
    (3) 41,5 25 0 0 23,5 10 0 0
    (4) 43 25 0 0 22 10 0 0
    (5) 40,5 25 0 0 25 9,5 0 0
    (6) 41,5 25 0 0 24 9,5 0 0
    (7) 42,5 25 0 0 23 9,5 0 0
    (8) 43,5 25 0 0 22 9,5 0 0
    (9) 39,5 25 0 0 26,5 9 0 0
    (10) 40 25 0 0 26 9 0 0
    (11) 41 25 0 0 25 9 0 0
    (12) 44 25 0 0 22 9 0 0
    (13) 38 25 0 0 29 8 0 0
    (14) 39 25 0 0 28 8 0 0
    (15) 40 25 0 0 27 8 0 0
    (16) 41 25 0 0 26 8 0 0
    (17) 42 25 0 0 25 8 0 0
    (18) 45 25 0 0 22 8 0 0
    (19) 39 25 0 0 29 7 0 0
    (20) 43 25 0 0 25 7 0 0
    (21) 46 25 0 0 22 7 0 0
    (22) 40 25 0 0 29 6 0 0
    (23) 42 25 0 0 27 6 0 0
    (24) 43 25 0 0 26 6 0 0
    (25) 44 25 0 0 25 6 0 0
    (26) 40,5 25 0 0 25 8 1,5 0
    (27) 41 25 0 0 25 8,5 0,5 0
    (28) 40,75 25 0 0 25 8,5 0 0,75
    (29) 41,5 15 0 10 25 8,5 0 0
    (30) 41 24 0 1 25 9 0 0
    (31) 41,5 17,5 7,5 0 25 8,5 0 0
  • In Tabelle 2 sind für Vergleichszwecke nicht erfindungsgemäße Edelmetall-Dentallegierungen aufgeführt. Alle Zahlenangaben in der Tabelle 2 sind Gewichtsprozentangaben und beziehen sich auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung. Tabelle 2: Beispiele nicht erfindungsgemäßer Zusammensetzungen, deren Probekörper Heißrisse/Warmrisse aufwiesen
    Legierung Co Pd Ru Pt Au Cr Mo W B
    (32) 39,25 25 0 0 0 25 10,5 0 0,25
    (33) 39,5 25 0 0 0 25 10,5 0 0
    (34) 40,85 25 0 0 0 25 9 0 0,15
    (35) 41 22,25 2 0 0,75 25 9 0 0
  • 2. Herstellung erfindungsgemäßer metallischer Bauteile:
    • (i) 2 × 6 Rundzugstäbe (gemäß ISO 22674), (ii) 8 Flachzugstäbe (Profil gemäß Durchmesser der Rundzugstäbe (d.h. gemäß ISO 22674) und mit einer Dicke von 0,6 mm) und
    • (iii) 2 WAK-Stäbe (gemäß ISO 9693) wurden hergestellt durch ein Verfahren mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Pulvers aus Partikeln der Legierung (1, siehe Tabelle 1) mit einer Korngrößenverteilung von 10 bis 45 Mikrometern. – Herstellen des metallischen Bauteils, indem die Partikel des Pulvers in einem SLM-Prozess mittels einer Anlage des Typs SLM 125HL (Fa. SLM Solutions GmbH, Schutzgas: Stickstoff) verarbeitet werden. Dabei werden die Partikel des Pulvers in einer Schichtdicke von 30 Mikrometern aufgetragen und anschließend bei einer Laserleistung von 120 bis 200 Watt im Volumenbereich der Bauteile selektiv (d.h. beispielsweise unter Berücksichtigung der Geometrieinformationen eines Flachzugstabes oder WAK-Stabes) geschmolzen.
  • Die Durchführung des vorstehenden Verfahrens zur Herstellung erfindungsgemäßer metallischer Bauteile wurde wiederholt, wobei jeweils ein Pulver einer anderen Legierung verwendet wurde (d.h. ein Pulver der Legierungen (2) bis (35)).
  • Die jeweils resultierenden (i) 2 x 6 Rundzugstäbe, (ii) 8 Flachzugstäbe und (iii) 2 WAK-Stäbe, hergestellt aus dem Pulver der Legierung (11), wurden anschließend auf ihre mechanischen Eigenschaften (anhand der Rundzugstäbe), WAK-Werte (anhand der WAK-Stäbe), Schmelzintervalle (anhand der Bauteilreste) und Heißrisse (anhand der Flachzugstäbe) untersucht. Die mechanischen Eigenschaften, WAK-Werte und das Schmelzintervall sind in Tabelle 3 zusammengefasst (siehe 3.2). Ergebnisse zur Untersuchung von Heißrissen sind unter 3.1 angegeben.
  • Die Flachzugstäbe, die aus den Pulvern der Legierungen (1) bis (10) und (12) bis (35) hergestellt wurden, wurden ebenfalls auf die Anwesenheit von Heißrissen untersucht (siehe die Ausführungen unter 3.1).
  • 3. Materialeigenschaften erfindungsgemäßer metallischer Bauteile:
  • 3.1 Untersuchung auf Heißrisse
  • Die Untersuchung auf Heißrisse erfolgte nach Beendigung des jeweiligen SLM-Prozesses und vor dem Abtrennen der entsprechenden Flachzugstäbe von ihren Bauplattformen (zur entsprechenden Untersuchung siehe auch die Ausführungen oben im Text). In einem ersten Untersuchungsschritt wurden die Bauteile zunächst mit dem Auge nach Rissen / Anrissen / Heißrissen untersucht. In einem 2. Untersuchungsschritt wurden die Bauteile mittels eines Mikroskops bei bis zu 100–facher Vergrößerung untersucht. Die Anzahl detektierter Risse wurde (unabhängig von ihrer Länge) notiert und ausgewertet.
  • Flachzugstäbe, hergestellt aus dem Pulver der Legierung (11), wiesen dabei keine Heißrisse auf. Dies trifft auch und insbesondere auf Flachzugstäbe zu, die aus den Pulvern der Legierungen (4), (6), (7), (8), (12), (14)–(31) hergestellt wurden.
  • Flachzugstäbe, hergestellt aus Pulvern der Legierungen (3) und (10) wiesen nur vereinzelt Heißrisse auf.
  • Flachzugstäbe, hergestellt aus den Pulvern der Legierungen (1), (2), (5), (9) und (13) wiesen kaum Heißrisse auf.
  • Im Gegensatz dazu wiesen Flachzugstäbe, hergestellt aus Pulvern der Legierungen (32) bis (35) regelmäßig Heißrisse auf.
  • Sofern einzelne Heißrisse beobachtet wurden, traten diese jeweils an der der Bauplattform zugewandten Seite auf (im Übergang von der Schulter zum Messbereich: d.h. am Anfang oder Ende des zentralen, 3 mm dicken Bereichs mit einer Länge von 18 ± 0,1 mm).
  • Die Zahl der Heißrisse war für jeden untersuchten Typ von Flachzugstäben im Vergleich mit Flachzugstäben aus herkömmlichen Legierungen überraschend gering.
  • 3.2 Mechanische Eigenschaften und Schmelzintervalle erfindungsgemäßer metallischer
  • Bauteile:
  • Die nachstehend genannten Materialeigenschaften wurden an den unter 2. („Herstellung erfindungsgemäßer metallischer Bauteile“) hergestellten Rundzugstäben und WAK-Stäben bestimmt, die aus dem Pulver der Legierung (11) hergestellt wurden.
  • Folgende Materialeigenschaften sind in Tabelle 3 zusammengefasst:
    • – mechanische Eigenschaften (Vickershärte (HV 10), Dehngrenze (Rp 0,2), Zugfestigkeit, Bruchdehnung und WAK), wobei sich die Werte für Dehngrenze (Rp 0,2), Zugfestigkeit und Bruchdehnung auf den gebrannten Zustand gemäß ISO 22674 beziehen.
    • – Schmelzintervall
  • Zur Bestimmung der Materialeigenschaften siehe die Ausführungen oben im Text.
  • Die Angabe „Schmelzintervall“ bezieht sich auf den Temperaturbereich, der durch die Solidus- (TS) und Liquidustemperatur (TL) begrenzt wird, wobei die niedrige Temperatur der Solidustemperatur (TS), die hohe Temperatur der Liquidustemperatur (TL) entspricht.
  • Die Angabe „Δ TL-S“ (Delta TL-S) bezieht sich auf die Temperaturdifferenz zwischen Solidus- (TS) und Liquidustemperatur (TL); sie entspricht somit dem Wert der Breite des Schmelzintervalls. Tabelle 3: mechanische Eigenschaften von Rundzugstäben, hergestellt aus dem Pulver der Legierung (11)
    Legierung HV 10 Dehn- grenze [MPa] Zug-festig-keit [MPa] Bruch-dehnung [%] WAK [10–6/K](25–500°C/20–600°C) Schmelz-intervall [°C] (Δ TL-S) [K]
    (11) 360 850 1050 10 14,5 / 14,9 1275–1290 15
  • 4. Anwendungsbeispiel:
  • 4.1 Herstellung eines 8-gliedrigen Brückengerüstes:
  • Ein 8-gliedriges Brückengerüst wurde hergestellt durch ein Verfahren, umfassend die folgenden Schritte:
    • – Bereitstellen eines CAD/CAM – Datensatzes für das 8-gliedrige Brückengerüst, der auf Basis einer realen Patientensituation erzeugt wurde. Die Mindestwandstärke betrug jeweils 0,3 mm. Die anatomische Form wurde bereits berücksichtigt, so dass der Hauptanteil der Restauration später, d.h. nach der Fertigung mittels SLM, aus Metall bestand.
    • – Bereitstellen eines Pulvers aus Partikeln der Legierung (11) mit einer Partikelgrößenverteilung im Bereich von 10 bis 45 Mikrometern.
    • – Herstellen des 8-gliedrigen Brückengerüstes, indem die Partikel des Pulvers in einem SLM-Prozess mittels einer Anlage des Typs EOSINT M270 (Schutzgas: Stickstoff) verarbeitet wurden. Dabei wurden die Partikel des Pulvers in einer Schichtdicke von 30 Mikrometern aufgetragen und anschließend bei einer Laserleistung von 150 – 200 Watt selektiv (d.h. unter Berücksichtigung der Geometrieinformationen eines 8-gliedrigen Brückengerüstes) geschmolzen.
  • Nach der Entnahme der Bauplattform aus der EOSINT M270 wurden die Pulverreste grob mechanisch entfernt. Anschließend wurde das hergestellte Brückengerüst von der Bauplattform abgetrennt und die Oberfläche mit einer feinverzahnten Hartmetallfräse bearbeitet, um (i) Reste der Stützen (d.h. der „Supportstruktur“ zwischen Brücke und Bauplattform) zu entfernen, (ii) Schmelzperlen von der Oberfläche abzutragen und (iii) den Bereich der Ränder der Brücke erforderlichenfalls zu glätten. Das hergestellte 8-gliedrige Brückengerüst wies eine ausgezeichnete Spanbarkeit auf. Aufgrund dieser ausgezeichneten Spanbarkeit gestaltete sich das Ausarbeiten für den Zahntechniker als sehr angenehm, trotz der relativ hohen Härte des Materials. Abschließend wurde das Brückengerüst mit Korund der Körnung 250 µm (Korox® 250/Fa. BEGO) bei 3 bar abgestrahlt.
  • 4.2 Verblenden des 8-gliedrigen Brückengerüstes mit Dentalkeramik mittels Wash- und
  • Grundmassebrand:
  • Vor dem keramischen Verblenden wurde die Oberfläche des Brückengerüstes (siehe 4.1, oben) nochmals, so wie unter 4.1 beschrieben, abgestrahlt und abgedampft, um die Oberfläche für einen folgenden Washbrand zu konditionieren.
  • Der Washbrand erfolgte nach Auftrag einer dünnen Suspension einer Verblendkeramik des Typs Ceramco 3 (Fa. Dentsply). Der Auftrag war dabei nicht deckend.
  • Es wurde dann nach Auftrag einer deckenden Schicht Pasten-Opaker des Typs Ceramco 3 (Fa. Dentsply). ein Grundmasse-Brand durchgeführt.
  • Für die Durchführung des Wash- und des Grundmasse-Brandes wurde, soweit hier nicht anders angegeben, gemäß der Verarbeitungsanleitung des Keramik-Herstellers (Dentsply) verfahren. Es wurden die Temperaturen und Zeiten verwendet, die in der unten stehenden Tabelle angegeben sind. Als Brennofen diente ein Vakumat 6000 M (Fa. Vita).
  • Auf eine langsame Abkühlung wurde verzichtet und eine normale (d.h. vergleichsweise schnelle) Abkühlung durchgeführt. Trotz der normalen Abkühlung traten überraschenderweise keine Sprünge oder Abplatzungen auf, auch nicht nach längerem Liegenlassen (über 3 Tage). Durch die normale Abkühlung konnte der Zahntechniker pro Brand ca. 10 min Zeit einsparen. Der Einsatz der oben angegebenen Legierung ermöglicht somit ein sehr ökonomisches Arbeiten.
  • Im beschriebenen Verfahren wurde auf einen Oxidbrand (vor dem Washbrand) verzichtet. Ein solcher kann aber ergänzend durchgeführt werden, um die Qualität der Oberfläche zu überprüfen. Im Falle einer ausreichenden Oberflächenqualität dürfen dann keine Schattierungen zu erkennen sein, die Oxidschicht muss vielmehr eine einheitliche Farbe aufweisen. Vor den folgenden Bränden muss die Oxidschicht wieder sorgfältig durch Abstrahlen entfernt werden.
  • Auf Brände des Typs „Schultermassebrand mit Margin“ und „Glanzbrand mit Akzentfluid“ (nach dem Grundmassebrand) wurde im Rahmen dieses Beispiels verzichtet. Solche Brände können aber ergänzend durchgeführt werden.
  • Gemäß der nachfolgenden Tabelle 3 wurden ergänzend folgende Brände durchgeführt: 1. Dentinbrand, 2. Dentinbrand, Korrekturbrand und Glanzbrand. Dabei wurden wieder Keramikmaterialien des Typs Ceramco 3 (Fa. Dentsply). eingesetzt.
  • Die Verbundfestigkeit wurde in In-vitro Versuchen (Abschlag-Test und Biegeversuch gemäß DIN EN ISO 9693:2000) bestimmt. Dabei wurden sämtliche Anforderungen deutlich übertroffen. Tabelle 4:
    Brand Vorwärm-temperatur [°C] Zeit: Trocknen / Vorwärmen [min] Aufheizrate [°C/min] Endtemperatur [°C] Haltezeit [min] Vakuum- von bis [°C]
    Washbrand 500 5 / 3 100 975 0 500–975
    Grundmasse 650 3 / 3 70 970 0 650–970
    1. Dentinbrand 650 5 / 5 55 960 0 650–960
    2. Dentinbrand 650 5 / 5 55 960 0 650–960
    Korrekturbrand 650 5 / 5 55 960 0 650–960
    Glanzbrand 650 3 / 3 70 945 0,5 -
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Claims (13)

  1. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess, bestehend aus Kobalt in einer Menge von 36 bis 47 Gew.-%, ein, zwei oder mehr Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, wobei die Gesamtmenge an diesen Edelmetallen 25 bis 35 Gew.-% beträgt, Chrom in einer Menge von 22 bis 29 Gew.-%, einem oder beiden Elementen aus der Gruppe bestehend aus Molybdän und Wolfram, wobei die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6 bis 11 Gew.-% beträgt, Bor in einer Menge von 0 bis 0,05 Gew.-% oder 0,2 bis 0,75 Gew.-%, ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge an diesen Elementen 0 bis 0,5 Gew.-% beträgt, sowie einem oder mehr anderen Elementen in einer Gesamtmenge von 0 bis 2 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung, wobei gilt: die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%.
  2. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess nach Anspruch 1, wobei – das Gewichtsverhältnis Molybdän:Wolfram größer ist als 2:1, vorzugsweise größer ist als 10:1, besonders bevorzugt größer ist als 50:1, und/oder – der Anteil an Wolfram in der Edelmetall-Dentallegierung kleiner ist als 6 Gew.-%, bevorzugt kleiner ist als 3 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner ist als 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 0,4 Gew.-% liegt.
  3. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend Kobalt in einer Menge von 36 bis 46,5 Gew.-%, bevorzugt 37 bis 45 Gew.-%, und/oder ein, zwei oder mehr Edelmetalle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, wobei die Gesamtmenge an diesen Edelmetallen 25 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 28 Gew.-% beträgt, und/oder Chrom in einer Menge von 22,5 bis 28 Gew.-%, bevorzugt 23 bis 27 Gew.-%, und/oder ein oder beide Elementen aus der Gruppe bestehend aus Molybdän und Wolfram, wobei die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 9,5 Gew.-%, beträgt, und/oder eine Gesamtmenge von dem einem oder den mehreren anderen Elementen im Bereich von 0 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 1 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung.
  4. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anteil an Palladium an den Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin größer 50 Gew.-% ist, vorzugsweise größer 75 Gew.-% ist, besonders bevorzugt größer 95 Gew.-% ist und insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 99,9 bis 100 Gew.-% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der besagten Edelmetalle in der Edelmetall-Dentallegierung.
  5. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend Palladium in einer Menge von 25 bis 33,5 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 28 Gew.-%, höchst bevorzugt 25 bis 25,5 Gew.-%.
  6. Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Legierung paramagnetisch ist.
  7. Paramagnetische Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess, nach einem der vorangehenden Ansprüche, bestehend aus Kobalt in einer Menge von 36 bis 46,5 Gew.-%, bevorzugt 37 bis 45 Gew.-%, ein, zwei oder mehr Edelmetallen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium und Platin, wobei die Gesamtmenge an diesen Edelmetallen 25 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 28 Gew.-% beträgt, Chrom in einer Menge von 22,5 bis 28 Gew.-%, bevorzugt 23 bis 27 Gew.-%, einem oder beiden Elementen aus der Gruppe bestehend aus Molybdän und Wolfram, wobei die Summe aus der Menge an Molybdän und der halben Menge an Wolfram 6,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 9,5 Gew.-%, beträgt, Bor in einer Menge von 0 bis 0,03 Gew.-% bevorzugt 0 bis 0,02 Gew.-% oder 0,2 bis 0,6 Gew.-% bevorzugt 0,25 bis 0,4 Gew.-% beträgt, ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge an diesen Elementen 0 bis 0,3 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.-%, beträgt, einem oder mehr anderen Elementen in einer Gesamtmenge von 0 bis 1,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 1,0 Gew.-%,
    mit der Maßgabe, dass die Menge an Gold als dem oder einem der besagten anderen Elemente im Bereich von 0 bis 0,25 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,1 Gew.-%, liegt, wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung, wobei gilt: die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 40 bis 50 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 42,5 bis 49,5 Gew.-%.
  8. Paramagnetische Edelmetall-Dentallegierung für den SLM-Prozess, nach einem der vorangehenden Ansprüche, bestehend aus Kobalt in einer Menge von 40,5 bis 42 Gew.-%, Palladium in einer Menge von 25 bis 25,5 Gew.-%, Chrom in einer Menge von 24,0 bis 25,5 Gew.-%, Molybdän in einer Menge von 8,5 bis 9,2 Gew.-%, Wolfram in einer Menge von 0 bis 0,1 Gew.-%, ein, zwei, mehr als zwei oder sämtliche Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Niob, Zinn, Silizium, Aluminium, Tantal, Cer, Indium, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Rhenium und Mangan, wobei die Gesamtmenge an diesen Elementen 0 bis 0,1 Gew.-%, Bor in einer Menge von 0 bis 0,005 Gew.-%, andere Elemente in einer Gesamtmenge von 0 bis 0,15 Gew.-%,
    wobei die Gewichtsprozentangaben jeweils bezogen sind auf das Gesamtgewicht der Edelmetall-Dentallegierung, wobei gilt: die Summe aus dem 2,6-fachen der Menge an Molybdän und dem 1,3-fachen der Menge an Wolfram und der Menge an Chrom liegt im Bereich von 47 bis 49 Gew.-%.
  9. Pulver zur Verwendung in einem SLM-Prozess umfassend oder bestehend aus Partikeln einer Edelmetall-Dentallegierung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Verwendung eines Pulvers nach Anspruch 9 zur Herstellung eines metallischen Bauteils mittels eines SLM-Prozesses, bevorzugt zur Herstellung eines dentalen Bauteils als oder für eine Dentalrestauration.
  11. Metallisches, mittels eines SLM-Prozesses herstellbares Bauteil, vorzugsweise dentales Bauteil als oder für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise Dentalgerüst als oder für eine Dentalrestauration, bestehend aus einer Edelmetall-Dentallegierung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8.
  12. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils, vorzugsweise eines dentalen Bauteils als oder für eine Dentalrestauration, weiter vorzugsweise eines Dentalgerüstes als oder für eine Dentalrestauration, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Pulvers nach Anspruch 9 aus einer Edelmetall-Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – Herstellen des metallischen Bauteils, vorzugsweise des Dentalgerüstes, wobei das Pulver mittels Selective Laser Melting verarbeitet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend den zusätzlichen Schritt: – Aufbrennen von Dentalkeramik auf das metallische Bauteil, vorzugsweise das Dentalgerüst, wobei die Dentalkeramik einen WAK im Bereich von 12 bis 14 [10–6K–1] aufweist, bezogen auf einen Temperaturbereich von 25 bis 500°C.
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