DE102022123995A1 - Lichthärtbares Stoffgemisch - Google Patents

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Abstract

Lichthärtbares Stoffgemisch (1) enthaltend:- 15 bis 95 Gewichts% zumindest einer ethylenisch ungesättigten Komponente (2) und- 0 bis 85 Gewichts% zumindest eines Füllstoffs (3) und- 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Pigments (4) und- 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Additivs (5) und- 0,3 bis 10 Gewichts% zumindest eines Polymer-Photoinitiators (6), wobei der Polymer-Photoinitiator (6) ein Molekulargewicht von zumindest 900 Gramm/Mol, vorzugsweise von zumindest 1000 Gramm/Mol, aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichthärtbares Stoffgemisch sowie die Verwendung eines lichthärtbaren Stoffgemisches.
  • Lichthärtbare Stoffgemische sind unter anderem in zwei Anwendungsgebieten von besonderer Bedeutung: bei 3D-Druckverfahren und bei lichthärtenden Anwendungen zur Oberflächenbearbeitung.
  • Durch 3D-Druckverfahren werden mittlerweile eine Vielzahl an Produkten hergestellt. Auch im Dentalbereich werden Produkte durch 3D-Druckverfahren gefertigt, die besondere Anforderungen erfüllen müssen wie zum Beispiel eine hohe Biokompatibilität, eine niedrige Migration, eine hohe Farbstabilität bei gleichzeitig niederer Gelbverfärbung. Dabei steigt der qualitative Anspruch von Nicht-Medizinprodukten wie beispielsweise Modellen oder ausbrennfähigen Materialien für Lost-Wax-Verfahren bis zu Medizinprodukten wie zum Beispiel Kronen, Brücken oder Totalprothesen.
  • Medizinprodukte der Klasse 1 umfassen beispielsweise Löffelmaterial für Abdrücke oder Try-Ins. Medizinprodukte der Klasse 2 umfassen beispielsweise Kronen, Brücken, Schienen, Bohrschablonen, Totalprothesen oder Zähne für Totalprothesen.
  • Speziell für Medizinprodukte der Klasse 2 ist es außerordentlich wichtig eine Resorption von potenziell oder tatsächlich toxischen Stoffen zu verhindern.
  • Bei der lichthärtenden Anwendung zur Oberflächenbearbeitung handelt es sich um das Designen, die Gestaltung und/oder die Reparatur von Objekten wie beispielsweise Schmuckgegenständen. Auch in diesem Bereich ist eine hohe Biokompatibilität notwendig, da bei direktem Kontakt mit der Haut und/oder Lebensmitteln toxikologische Risiken ausgeschlossen werden müssen.
  • Lichthärtbare Stoffgemische beinhalten Photoinitiatoren, welche durch die Einwirkung von UV-Licht zersetzt werden und damit freie Radikale generieren. Diese Radikale initiieren eine Polymerisationsreaktion von ungesättigten Komponenten innerhalb des Stoffgemisches.
  • Ein Problem beim derzeitigen Stand der Technik ist jedoch, dass die Überreste an Photoinitiatoren und/oder deren korrespondierende Abbauprodukte nach dem Härtungsprozess, konkret der Polymerisationsreaktion, in das umgebende Medium beispielsweise in das Zahnfleisch oder in die Haut diffundieren, was ein hohes gesundheitliches Risiko für Patienten und Patientinnen und/oder Anwender und Anwenderinnen bedeuten kann.
  • Derlei Probleme sind besonders kritisch, da bislang sehr häufig verwendete Photoinitiatoren wie zum Beispiel Diphenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid (Handelsname: TPO, CAS-Nummer 75980-60-85) neuerdings als möglicherweise toxisch, insbesondere als reproduktionstoxisch, eingestuft werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein lichthärtbares Stoffgemisch bereitzustellen, das den oben genannten Stand der Technik in Bezug auf dessen Nachteile verbessert. Es soll somit ein lichthärtbares Stoffgemisches bereitgestellt werden, dessen Bestandteile, insbesondere der zumindest ein Photoinitiator, ein geringeres toxisches Potenzial und eine hohe Biokompatibilität aufweisen.
  • Hinsichtlich der vorliegenden Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, nämlich durch Bereitstellung eines lichthärtbaren Stoffgemisches, welches folgendes enthält:
    • - 15 bis 95 Gewichts% zumindest einer ethylenisch ungesättigten Komponente und
    • - 0 bis 85 Gewichts% zumindest eines Füllstoffs und
    • - 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Pigments und
    • - 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Additivs und
    • - 0,3 bis 10 Gewichts% zumindest eines Polymer-Photoinitiators,
    wobei der Polymer-Photoinitiator ein Molekulargewicht von zumindest 900 Gramm/Mol, vorzugsweise von zumindest 1000 Gramm/Mol, aufweist.
  • Die Erfindung betrifft somit ein lichthärtbares Stoffgemische, bei dem hochmolekulare Polymer-Photoinitiatoren eingesetzt werden. Eine erfinderische Grundidee besteht darin, dass solche Polymer-Photoinitiatoren aufgrund ihres sehr hohen Molekulargewichts eine sehr niedrige Affinität zur Migration aus dem ausgehärteten Stoffgemisch in das umgebende Medium aufweisen. Dadurch werden toxikologische Risiken der verwendeten Stoffe reduziert und die Biokompatibilität deutlich erhöht.
  • In überraschender Weise hat sich auch gezeigt, dass erfindungsgemäße lichthärtbare Stoffgemische eine sehr geringe Gelbverfärbung und eine hohe Farbstabilität aufweisen. Weitere positive Eigenschaften von erfindungsgemäßen lichthärtbaren Stoffgemischen sind günstige mechanische Eigenschaften, eine gute Aushärtungstiefe und eine schnelle Aushärtung.
  • Eine ethylenisch ungesättigte Komponente ist eine Komponente mit mindestens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung.
  • Ein Photoinitiator ist ein lichtsensitives Molekül, das durch Lichteinwirkung eine reaktive Spezies bildet, welche eine Reaktion in Gang setzt. In Zuge der Erfindung handelt es sich bei einer lichtinduzierten bzw. photoinduzierten Reaktion um eine Polymerisationsreaktion, das heißt eine Polymerisation, eine Polyaddition und/oder eine Polykondensation.
  • Unter Polymer-Photoinitiatoren fallen beispielsweise folgende zwei Moleküle, deren Strukturen nachfolgend dargestellt sind: Tri (phenyl(2,4, 6-trimethylbenzoyl)phosphinsäure)polyethylenglykolester oder Di{(β-4[4-(2-diemethylamino-2-benzyl)butaonylphenyl]piperazin)propansäure}polyehtylenglykol ester. Dies sind nur Beispiele und nicht als einschränkend zu verstehen.
    Figure DE102022123995A1_0001
    Figure DE102022123995A1_0002
  • Die Anzahl der einzelnen Monomereinheiten reicht für a+b+c von 1 bis 30, insbesondere von 2 bis 20. Die Anzahl der einzelnen Monomereinheiten reicht für n von 1 bis 20, vorzugsweise von 2 bis 10.
  • In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass der Polymer-Photoinitiator ein Molekulargewicht von zumindest 1200 Gramm/Mol, vorzugsweise von zumindest 1500 Gramm/Mol, besonders bevorzugt von zumindest 2000 Gramm/Mol, aufweist.
  • Für die beiden Anwendungsbereiche, bei der lichthärtenden Anwendung zur Oberflächenbearbeitung sowie im 3D-Druckbereich, insbesondere für den Dentalbereich, können verschiedene Massenanteile an Füllstoffen im lichthärtenden Stoffgemisch bevorzugt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass bei lichthärtenden Anwendungen der Massenanteil an Füllstoff im lichthärtbaren Stoffgemisch von 0 bis 70 Gewichts%, vorzugsweise von 2 bis 40 Gewichts% aufweist.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass im 3D-Druckbereich, insbesondere für den Dentalbereich, der Massenanteil an Füllstoff im lichthärtbaren Stoffgemisch von 0 bis 50 Gewichts%, vorzugsweise von 0 bis 30 Gewichts%, aufweist.
  • Das lichthärtbare Stoffgemisch weist zumindest eine ethylenisch ungesättigte Komponente mit einem Massenanteil von 15 bis 95 Gewichts% und zumindest einen Polymer-Photoinitiator mit einem Massenanteil von 0,3 bis 10 Gewichts% auf. Zusätzlich kann das lichthärtbare Stoffgemisch auch zumindest einen Füllstoff und/oder zumindest ein Pigment und/oder zumindest ein Additiv aufweisen, oder auch nicht. Wenn zumindest einen Füllstoff vorhanden ist, so kann dieser einen Massenanteil von bis zu 85 Gewichts% am lichthärtbaren Stoffgemisch aufweisen. Ist zumindest ein Pigment vorhanden, so kann dessen Massenanteil am lichthärtbaren Stoffgemisch bis zu 10 Gewichts% betragen. Ist zumindest ein Additiv vorhanden, so kann dessen Massenanteil am lichthärtbaren Stoffgemisch ebenfalls bis zu 10 Gewichts% betragen.
  • Durch das Fehlen eines Pigments kann ein farbloses und/oder transparentes Stoffgemisch bereitgestellt werden.
  • Ist im lichthärtbaren Stoffgemisch neben der zumindest einen ethylenisch ungesättigten Komponente und dem zumindest einen Polymer-Photoinitiator zusätzlich zumindest ein Pigment vorhanden, so können zum Beispiel weiße, rote, schwarze oder andere Pigmente vorgesehen sein.
  • Durch eine geeignete Rezeptur und den Einsatz von Polymer-Photoinitiatoren können günstige mechanische Eigenschaften des ausgehärteten Stoffgemisches bereitgestellt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das lichthärtbare Stoffgemisch nach der Aushärtung eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 70 Megapascal bis 130 Megapascal aufweist, wobei die 3-Punkt-Biegefestigkeit bei Nicht-Medizinprodukten nach der Norm DIN EN ISO 178 ermittelt wird und die 3-Punkt-Biegefestigkeit bei Medizinprodukten nach DIN EN ISO 20795-1 für beispielsweise Totalprothesen, Anproben oder individuelle Abformlöffel, nach der Norm DIN EN ISO 20795-2 für beispielsweise Schienen oder Bohrschablonen sowie nach der Norm DIN EN ISO 10477 für beispielsweise Kronen oder Brücken ermittelt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das lichthärtbare Stoffgemisch nach der Aushärtung eine Shore D Härte von 80 bis 98, vorzugsweise von 92 bis 97, aufweist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das lichthärtbare Stoffgemisch mit einer Genauigkeit von 20 µm bis 150 µm nach der Aushärtung verarbeitet wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Polymer-Photoinitiator einen oligomeren Polyolester, vorzugsweise einen (Phosphinsäure)Polyethylenglycolester oder ein auf Piperazin basierendes Aminoalkylphenon, aufweist oder daraus besteht.
  • Unter „(Phosphinsäure)Polyethylenglycolester“ kann Phosphinsäurepolyethylenglykolester verstanden werden.
  • Es kann weiters vorgesehen sein, dass der Polymer-Photoinitiator eine einfache Molekülkette oder eine mehrfach verzweigte Molekülkette aufweist oder daraus besteht.
  • Im Fall, dass der Polymer-Photoinitiator eine mehrfach verzweigte Molekülkette aufweist oder daraus besteht, kann die verzweigte Molekülkette mindestens drei Kettenenden, vorzugsweise vier Kettenenden, aufweisen.
  • Im Fall, dass der Polymer-Photoinitiator eine mehrfach verzweigte Molekülkette aufweist oder daraus besteht und die mehrfach verzweigte Molekülkette mindestens drei Kettenenden, vorzugsweise vier Kettenenden, aufweist, kann der Polymer-Photoinitiator zumindest ein Dendrimer aufweisen oder daraus bestehen.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das lichthärtbare Stoffgemisch mit einem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 320 Nanometer bis 500 Nanometer, vorzugweise im Wellenlängenbereich von 350 Nanometer bis 420 Nanometer, aushärtbar ist.
  • Für die beiden in erster Linie angedachten Anwendungsbereiche, bei der lichthärtenden Anwendung zur Oberflächenbearbeitung sowie im 3D-Druckbereich, insbesondere für den Dentalbereich, können verschiedene Wellenlängen zur Aushärtung bevorzugt werden.
  • Für den Einsatz im 3D-Druckbereich, insbesondere für den Dentalbereich, ist es besonders günstig, wenn das lichthärtbare Stoffgemisch mit einem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 350 Nanometer bis 420 Nanometer aushärtbar ist.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das lichthärtbare Stoffgemisch bei Raumtemperatur vor dem Aushärten eine Viskosität im Bereich von 0,05 Pascalsekunden bis 5000 Pascalsekunden, vorzugsweise im Bereich von 0,05 Pascalsekunden bis 10 Pascalsekunden aufweist.
  • Insbesondere bei lichthärtenden Anwendungen ist ein sehr breiter Viskositätsbereich möglich. Hier kann das lichthärtbare Stoffgemisch bei Raumtemperatur vor dem Aushärten eine Viskosität im Bereich von 0,05 bis 5000 Pascalsekunden aufweisen.
  • Im 3D-Druckbereich, insbesondere für den Dentalbereich, weist das lichthärtbare Stoffgemisch bei Raumtemperatur vor dem Aushärten bevorzugt eine Viskosität im Bereich von 0,05 bis 10 Pascalsekunden, vorzugsweise 0,2 - 2 Pascalsekunden, auf.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine ethylenisch ungesättigte Komponente zumindest ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer aufweist oder daraus besteht.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine ethylenisch ungesättigte Komponente zumindest ein (Meth)acrylat und/oder Epoxy(meth)acrylat und/oder ein (meth)acrylisiertes Polyurethan und/oder ein (meth)acrylisierter Polyether und/oder ein (meth)acrylisierter Polyester, und/oder ein N-Acryloylamin Monomer aufweist oder daraus besteht.
  • Unter „(Meth)acrylat“ kann Acrylat oder Methacrylat verstanden werden. Unter „Epoxy(meth)acrylat“ kann Epoxyacrylat oder Epoxymethacrylat verstanden werden. Unter „(meth)acrylisiert“ kann acrylisiert oder methacrylisiert verstanden werden.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Füllstoff Siliziumdioxid und/oder Bariumoxid und/oder Strontiumoxid und/oder Glaspulver und/oder Keramikpulver und/oder Zirkonoxid und/oder Zinkoxid und/oder Titandioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Hydroxylapatit und/oder ein prepolymerisierter Füllstoff aufweist oder ist.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Additiv einen UV-Absorber und/oder ein rheologisches Mittel und/oder einen Inhibitor und/oder einen Haftvermittler und/oder einen Stabilisator aufweist oder daraus besteht.
  • Ein rheologisches Mittel verhindert die Sedimentation innerhalb des lichthärtbaren Stoffgemisches.
  • Ein Inhibitor dient der Kontrolle der Reaktionsgeschwindigkeit und damit der Reaktionskontrolle.
  • Ein Haftvermittler verbessert die Haftung eines lichthärtbaren Stoffgemisches nach der Aushärtung auf einem Untergrund.
  • Neben dem lichthärtbaren Stoffgemisch an sich betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen lichthärtbaren Stoffgemisches zur Herstellung eines dentalen Bauteils in einem 3D-Druckverfahren, insbesondere für den Dentalbereich.
  • Weiters wird Schutz begehrt für die Verwendung eines erfindungsgemäßen lichthärtbaren Stoffgemisches zur Oberflächenbearbeitung eines Metalls und/oder einer Metalllegierung und/oder eines Gesteins und/oder einer Keramik und/oder einer Fliese und/oder eines Schmuckgegenstandes.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibungen. Dabei zeigen:
    • 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines 3D-Druck-Aufbaus mit einem lichthärtbaren Stoffgemisch
    • 2 das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Laser
    • 3 Untersicht auf die Wanne aus 2
    • 4 das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Leuchtmittel sowie einer Blende
    • 5 das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Projektor
    • 6 Untersicht auf die Wanne aus 4 sowie 5
    • 7 bis 10 ein schematisches Ausführungsbeispiel und ein Ablauf einer Oberflächenbearbeitung mit einem lichthärtbaren Stoffgemisch
  • 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel eines 3D-Druckaufbaus mit einem lichthärtbaren Stoffgemisch 1.
  • Das erfindungsgemäße lichthärtbare Stoffgemisch 1 befindet sich in einer Wanne 10. Das lichthärtbare Stoffgemisch 1 beinhaltet als Grundkomponente eine ethylenisch ungesättigte Komponente 2. Weitere Bestandteile des lichthärtbaren Stoffgemisches 1 sind Füllstoffe 3, Pigmente 4, Additive 5 und ein Polymer-Photoinitiator 6. Diese einzelnen Bestandteile des lichthärtbaren Stoffgemisches 1 sind in 1 nur symbolisch dargestellt und werden in allen weiteren Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mehr explizit dargestellt.
  • Das herzustellende 3D-Druck-Erzeugnis 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Dentalprodukt, konkret eine Zahnschiene, die mit einer beweglichen Plattform 9 verbunden ist.
  • Durch die Geometrie der Zahnschiene sind Unterstützungskonstruktionen 8 zwischen der Zahnschiene und der beweglichen Plattform 9 notwendig. Solche Unterstützungskonstruktionen 8 sind im Bereich des 3D-Drucks bekannt und werden nach Fertigstellung der Zahnschiene von selbiger abgetrennt. Die bewegliche Plattform 9 kann sich in diesem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung auf und ab bewegen, konkret in die Richtungen P. Die Bewegungsrichtungen der beweglichen Plattform 9 sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt. Durch die bewegliche Plattform 9 kann die damit verbundene Zahnschiene in das lichthärtbare Stoffgemisch 1 abgesenkt und wieder herausgehoben werden.
  • 2 zeigt das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Laser 11.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wurde die bewegliche Plattform 9 samt der Unterstützungskonstruktion 8 sowie der Zahnschiene in das lichthärtbare Stoffgemisch 1 in der Wanne 10 abgesenkt.
  • Durch einen Laser 11 kann das lichthärtbare Stoffgemisch 1 selektiv in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Konturen und/oder Flächen ausgehärtet werden und damit neu ausgehärtete Schichten 14 bilden. Der Laser 11 erzeugt einen Laserstrahl 12, der auf einen bewegbaren Spiegel 13 trifft. Durch den bewegbaren Spiegel 13 kann der Laserstrahl 12 selektiv die gewünschten Konturen und/oder Flächen als neu auszuhärtende Schichten 14 auf der Zahnschiene 7 abfahren und damit aushärten. Der bewegbare Spiegel 13 kann elektronisch gesteuert werden, wobei alle gängigen Technologien wie beispielsweise CAD/CAM hierbei Anwendung finden können.
  • In diesem Ausführungsbeispiel durchdringt der Laserstrahl 12 den Boden der Wanne 10 und trifft auf einen Punkt des unteren Randes der Zahnschiene bzw. allgemein gesprochen des 3D-Druck-Erzeugnisses 7 auf. Der Boden der Wanne 10 muss in den benötigten Bereichen entsprechend lichtdurchlässig sein. Zwischen dem Boden der Wanne 10 und der Zahnschiene und damit auch an der Zahnschiene wird somit durch den Laserstrahl 12 das lichthärtbare Stoffgemisch 1 ausgehärtet. Auf diese Weise entsteht, wie in 2 dargestellt, eine neu ausgehärtete Schicht 14 auf der linken Seite der Zahnschiene. Ein solches SLA-Verfahren (Stereolithography apparatus) bzw. Stereolithografie-Verfahren ist sehr präzise. Es wird dabei durch den Laserstrahl 12 eine hohe Auflösung der neu ausgehärteten Schicht 14, die Punkt für Punkt aushärtet, erreicht.
  • 3 zeigt eine Untersicht auf die Wanne 10 aus 2. Wie bei 2 bereits näher beschrieben, befindet sich in der Wanne 10 das lichthärtbare Stoffgemisch 1. Der bereits hergestellte Teil der Zahnschiene bzw. allgemein gesprochen des 3D-Druck-Erzeugnisses 7 ist mit Blick von unten zu erkennen. Wie in 2 dargestellt, hat ein Laserstrahl 12 eine neue ausgehärtete Schicht 14 gebildet und bereits die Hälfte der linken Seite des unteren Randes der Zahnschiene ausgehärtet. Im weiteren Verlauf des 3D-Druck-Verfahrens wird der linke Teil der Zahnschiene der konturfolgend sowie flächig ausgehärtet. Danach wird in gleicher Weise der rechte Teil der Zahnschiene ausgehärtet, um zwei vollständige und neu ausgehärtete Schichten 14 herzustellen.
  • 4 zeigt das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Leuchtmittel 15 sowie einer Blende 17.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wurde die bewegliche Plattform 9 samt der Unterstützungskonstruktion 8 sowie der Zahnschiene bzw. allgemein gesprochen des 3D-Druck-Erzeugnisses 7 in das lichthärtbare Stoffgemisch 1 in der Wanne 10 abgesenkt.
  • Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in 2 wird hier anstelle eines Lasers 11 ein breitflächiges Leuchtmittel 15 eingesetzt. Das breitflächige Leuchtmittel 15 strahlt einen breiten Lichtkegel 16 in Richtung des transparenten Bodens der Wanne 10. Der Boden muss für das Licht 16 des Leuchtmittels 15 transparent sein, damit das lichthärtbare Stoffgemisch 1 in der Wanne 10 aushärten kann. Das Leuchtmittel 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt eine Leuchtdiode (LED).
  • Auf der Unterseite der Wanne 10 befindet sich eine Blende 17. Die Blende 17 kann bevorzugt eine digitale Blende sein, insbesondere ein LCD-Screen. Durch die Blende 17 wird nur an jenen Positionen Licht des breitflächigen Lichtkegels 16 durch die Blende 17 hindurch gelassen, an denen eine neue ausgehärtete Schicht 14 entstehen soll.
  • In 4 ist dargestellt, dass die neuen ausgehärteten Schichten 14 durch zwei Öffnungen der Blende 17 gleichzeitig entstehen. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in 2 können auf diese Weise eine oder mehrere Konturen und/oder Flächen ausgehärtet werden, ohne jeden einzelnen Punkt separat zu beleuchten.
  • 5 zeigt das Ausführungsbeispiel aus 1 mit einem Projektor 15.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wurde die bewegliche Plattform 9 samt der Unterstützungskonstruktion 8 sowie der Zahnschiene bzw. allgemein gesprochen des 3D-Druck-Erzeugnisses 7 in das lichthärtbare Stoffgemisch 1 in der Wanne 10 abgesenkt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz zur 4 ein Lichtprojektor 15 verwendet, der selektiv eine oder mehrere Konturen und/oder Flächen gleichzeitig beleuchten kann.
  • Ein Lichtprojektor 15 kann bevorzugt ein Digitalprojektor sein. Weiters kann ein Digitalprojektor eingesetzt werden, der eine Funktionsweise basierend auf der DLP-Technologie (Digital Light Processing) ermöglicht.
  • Es ist neben oder zusätzlich zu einem Leuchtmittel oder Projektor 15 auch denkbar, dass durch die Bewegung der beweglichen Platte 9 neue ausgehärtete Schichten 14 aus dem lichthärtbaren Stoffgemisch 1 bei konstanter sowie statischer Bestrahlung aushärten. Die hierfür notwendigen Bewegungsrichtungen der beweglichen Plattform 9 stehen in einem solchen Fall im rechten Winkel zur Bestrahlungsrichtung. Mit anderen Worten heißt das, dass die Plattform 9 beweglich ausgeführt sein kann.
  • 6 zeigt eine Unteransicht auf die Wanne 10 aus den 4 und 5.
  • Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus 2 werden bei den Ausführungsbeispielen aus 4 und 5 mit Hilfe eines breitflächigen Leuchtmittels 15 oder eines Projektors 15 zwei Flächen am unteren Rand der Zahnschiene im lichthärtbaren Stoffgemisch 1 gleichzeitig beleuchtet und damit beide neu ausgehärteten Schichten 14 ausgebildet.
  • 7 bis 10 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel und den Ablauf einer Oberflächenbearbeitung mit einem lichthärtbaren Stoffgemisch 1.
  • 7 zeigt einen Schaden auf einer Oberfläche 18. Die Oberfläche 18 kann aus verschiedensten Materialien bestehen, beispielsweise aus einem Metall, einer Metalllegierung, einem Gestein und/oder einer Keramik und/oder kann beispielsweise Teil einer Fliese oder eines Schmuckgegenstandes sein. Der Schaden auf der Oberfläche 18 ist in diesem Fall eine nach innen orientierte Delle.
  • 8 zeigt die beschädigte Oberfläche aus 7 sowie einen Applikator 19, mit dessen Hilfe ein erfindungsgemäßes lichthärtbares Stoffgemisch 1 aufgetragen werden kann.
  • 9 zeigt das auf die beschädigte Stelle aufgetragene lichthärtbare Stoffgemisch 1, welches durch ein Leuchtmittel 15 ausgehärtet wird.
  • 10 zeigt die ehemals beschädigte Oberfläche, die nunmehr repariert ist. Die reparierte Stelle 20 beinhaltet das bereits ausgehärtete Stoffgemisch 1, welches beispielsweise nach Schleifen und/oder Polieren bündig mit der restlichen Oberfläche verläuft
  • Legende zu den Hinweisziffern:
    • 1
    Lichthärtbares Stoffgemisch
    2
    Ethylenisch ungesättigte Komponente
    3
    Füllstoff
    4
    Pigment
    5
    Additiv
    6
    Polymer-Photoinitiator
    7
    3D-Druck-Erzeugnis
    8
    Unterstützungskonstruktion
    9
    Bewegliche Plattform
    10
    Wanne
    11
    Laser
    12
    Laserstrahl
    13
    Spiegel
    14
    Neu ausgehärte Schicht
    15
    Leuchtmittel oder Projektor
    16
    Licht
    17
    Blende
    18
    Schaden
    19
    Applikator
    20
    Reparierte Stelle
    p
    Bewegungsrichtung der Plattform
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Claims (10)

  1. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) enthaltend: - 15 bis 95 Gewichts% zumindest einer ethylenisch ungesättigten Komponente (2) und - 0 bis 85 Gewichts% zumindest eines Füllstoffs (3) und - 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Pigments (4) und - 0 bis 10 Gewichts% zumindest eines Additivs (5) und - 0,3 bis 10 Gewichts% zumindest eines Polymer-Photoinitiators (6), wobei der Polymer-Photoinitiator (6) ein Molekulargewicht von zumindest 900 Gramm/Mol, vorzugsweise von zumindest 1000 Gramm/Mol, aufweist.
  2. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymer-Photoinitiator (6) einen oligomeren Polyolester, vorzugsweise einen (Phosphinsäure)Polyethylenglycolester oder ein auf Piperazin basierendes Aminoalkylphenon, aufweist oder daraus besteht.
  3. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lichthärtbare Stoffgemisch (1) mit einem UV-Licht im Wellenlängenbereich von 320 Nanometer bis 500 Nanometer, vorzugweise im Wellenlängenbereich von 350 Nanometer bis 420 Nanometer, aushärtbar ist.
  4. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lichthärtbare Stoffgemisch (1) bei Raumtemperatur vor dem Aushärten eine Viskosität im Bereich von 0,05 Pascalsekunden bis 5000 Pascalsekunden, vorzugsweise im Bereich von 0,05 Pascalsekunden bis 10 Pascalsekunden, aufweist.
  5. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine ethylenisch ungesättigte Komponente (2) zumindest ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer aufweist oder daraus besteht.
  6. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine ethylenisch ungesättigte Komponente (2) zumindest ein (Meth)acrylat und/oder Epoxy(meth)acrylat und/oder ein (meth)acrylisiertes Polyurethan und/oder ein (meth)acrylisierter Polyether und/oder ein (meth)acrylisierter Polyester und/oder ein N-Acryloylamin Monomer aufweist oder daraus besteht.
  7. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (3) Siliziumdioxid und/oder Bariumoxid und/oder Strontiumoxid und/oder Glaspulver und/oder Keramikpulver und/oder Zirkonoxid und/oder Zinkoxid und/oder Titandioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Hydroxylapatit und/oder ein prepolymerisierter Füllstoff aufweist oder ist.
  8. Lichthärtbares Stoffgemisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv (5) einen UV-Absorber und/oder ein rheologisches Mittel und/oder einen Inhibitor und/oder einen Haftvermittler und/oder einen Stabilisator aufweist oder daraus besteht.
  9. Verwendung eines lichthärtbaren Stoffgemisches (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines dentalen Bauteils in einem 3D-Druckverfahren.
  10. Verwendung eines lichthärtbaren Stoffgemisches (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Oberflächenbearbeitung eines Metalls und/oder einer Metalllegierung und/oder eines Gesteins und/oder einer Keramik und/oder einer Fliese und/oder eines Schmuckgegenstandes.
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