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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung von Zahnersatz aus Preßkeramik in der Dentaltechnik,
mit den Schritten des Herstellens einer Muffel, des Einbringens
der Muffel in einen Keramikpreßofen,
des Erwärmens
eines Keramikpellets und des Pressens eines Preßkeramikobjektes. Weiterhin betrifft
die Erfindung einen Keramikpreßofen
und eine Muffel, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bei der Herstellung von Zahnersatz
aus Preßkeramiken,
zum Beispiel Brücken,
Kronen, Veneers und Inlays, wird zunächst ein Wachsmodell des Objektes
hergestellt. Dieses Wachsmodell wird dann in eine Muffel eingebettet,
die durch Zusammensetzen einer Muffelbasis, einer Muffellehre und einer
Manschette zur Muffelform wird. Dabei wird auf der Muffelbasis das
Wachsmodell mit Wachs fixiert. Anschließend wird Einbettmasse in die
vorbereitete Muffelform eingegossen. Nach dem Aushärten der Einbettmasse
wird die Ringmanschette, die Muffellehre und die Muffelbasis entfernt
und die temperaturbeständige
Muffel ggf. nachbearbeitet. Vor dem Preßvorgang wird zunächst das
Wachs ausgeschmolzen und in den so entstehenden Hohlraum (Negativform
des zukünftigen
zahntechnischen Objektes) Keramikmasse eingebracht. Hierfür wird nach dem
Ausschmelzen des Wachses ein Keramikpellet der gewünschten
Farbe und der erforderlichen Größe in den
Preßstempelkanal
der Pressmuffel eingeführt
und mitsamt dem Preßstempel
in die Brennkammer des Preßofens
eingeführt.
Nach dem Erreichen der erforderlichen Preßtemperatur erfolgt der eigentliche
Preßvorgang,
bei dem die nun fließfähige Keramikmasse
mit Hilfe des Preßstempels
in die ausgeschmolzene Form eingedrückt wird. Dies ist ein besonders
kritischer Moment beim Herstellen der Preßkeramik-Objekte, da die Keramik
sehr temperaturempfindlich ist, insbesondere wenn, wie bei Preßöfen üblich, der
Preßteller
nicht beheizt wird, sondern nur im Oberteil Heizwendeln vorgesehen
sind. Der Muffel wird folglich nur am Umfang Wärme zugeführt, so daß die Temperatur zum Muffelboden
hin abnimmt. Bedingt durch die abnehmende Temperatur zum Muffelboden
hin, ist die Keramikmasse in ihrer Fließfähigkeit herabgesetzt und kann
ggf. die Hohlräume nicht
mehr ausreichend ausfüllen.
Bei handelsüblichen
Preßöfen ist
deshalb oft die Eingabe einer höheren
als der tatsächlich
erforderlichen Preßtemperatur
notwendig, sofern dies nicht sogar bereits durch den Ofen-Hersteller
mit einer Diskrepanz zwischen Eingabetemperatur und Ist-Temperatur
auszugleichen versucht wird.
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Insbesondere bei größeren oder
bei verwinkelten Objekten, wie z. B. bei Brücken, bedeutet dies, daß das Objekt
nur unvollständig
abgebildet oder durch Überhitzung
geschädigt
werden kann. Voraussetzung für
das vollständige
Ausfließen
einer Form ist folglich eine vollständig und gleichmäßig durchwärmte Muffel.
Dies bedeutet, daß die
gesamte Muffel, insbesondere in dem Bereich, in dem die Objekte liegen,
vor dem Verpressen eine Temperatur aufweisen sollte, die der optimalen
Preßtemperatur
entspricht. Der Preßvorgang
sollte folglich erst dann erfolgen, wenn die erforderliche Temperatur
gleichmäßig im Bereich
der Objektformen und Preßkanäle innerhalb
der Muffel vorliegt.
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Ein Lösungsansatz für dieses
Problem ist in der
DE 199 05
666 beschrieben, nämlich
ein Brennofen, der neben den üblichen,
oberen Heizwendeln ein zusätzliches
Heizelement in der Bodenplatte aufweist, wodurch der Muffel auch
von der Unterseite her Wärme
zugeführt
wird. Dadurch soll eine gleichmäßige Durchwärmung und
schnellere Aufheizung der Muffel erfolgen. Nachteilig ist hierbei
jedoch der erhöhte
Bauaufwand und die schwierige Messung der Ist-Temperatur in der
Muffel, die für
eine genaue Regelung notwendig ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Preßkeramikteilen
oder Objekten in der Zahntechnik zur Verfügung zu stellen, das die oben
geschilderten Nachteile vermeidet. Weiterhin soll ein Keramikpreßofen und
eine Muffel, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens bereitgestellt
werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch
ein Verfahren nach Anspruch 1, einen Keramikpreßofen nach Anspruch 5 und eine
Muffel nach Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
von Preßkeramikobjekten
in der Dentaltechnik geht von den folgenden aus dem Stand der Technik
bereits bekannten Schritten aus: Nach dem Herstellen eines Wachsobjektes
und dessen Einbetten in einer Muffel, wird die Muffel in einen Vorwärmofen eingebracht
und das Wachs ausgeschmolzen. Nach dem Einführen der keramischen Masse
in Form von Keramikpellets und dem Preßstempel, werden Muffel, Keramikpellet
und Preßstempel
im Preßofen
erwärmt.
Nach dem eigentlichen Preßvorgang
erfolgt das Abkühlen
der Muffel mit dem darin enthaltenen Keramikobjekt. Erfindungsgemäß wird nun
im Bodenbereich der Muffel ein für
Wärmestrahlen
(von den Heizwendeln) durchlässiger
Freiraum gebildet, wodurch der Bodenbereich gleichmäßiger durchwärmt wird,
ohne eine aufwändige
Bodenheizung zu verwenden. Die Wärmestrahlen
werden somit ins Innere der Muffel und damit in die direkte Nähe zur Objektposition
geleitet, so daß dort
eine gute Fließfähigkeit
der Keramikmasse gewährleistet
wird. Fehler der Keramikobjekte, die auf eine unzureichende Fließfähigkeit
der Keramikmasse und damit auf eine zu niedrige Preßtemperatur
zurückzuführen sind,
werden dadurch vermieden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch
das erfindungsgemäße Verfahren
die Aufwärmzeit
verkürzt wird,
so daß der
Zeitablauf beim Herstellen von zahntechnischen Preßkeramikobjekten
weiter optimiert werden kann. Auch unnötige Energieverluste, bedingt
durch zu lange Heizraten, werden dadurch vermieden. Ferner werden Überhitzungen
vermieden, die zu Schädigungen
des Keramikmaterials und somit zur Verschlechterung der Oberflächenqualität bis hin
zu Fehlpressungen führen
können.
Durch den besseren Zugang der Wärmestrahlung
zur Bodenfläche
der Muffel wird erreicht, dass die Eingabe-Temperatur (Soll) und
die Ist-Temperatur in der Nähe
der Keramik-Objekte besser übereinstimmen.
Damit ist sowohl beim Durchwärmen
unterschiedlicher Pressmuffelgrößen, als
auch beim Brennen von Keramik in Multifunktionsöfen eine genaue und zuverlässige Temperaturführung möglich.
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Dabei ist bevorzugt, dass der Freiraum
bzw. kleine Auflageflächen
(Standfüße) einstückig mit
der Preßmuffel
beim Gießen
der Einbettmasse gebildet werden. Wird kein Reflektorkörper eingesetzt,
kann die Preßmuffel
am Boden zusätzlich
zu den äußeren Standfüßen auch
einen mittleren Standfuß oder
eine Erhebung in Form eines Mittelzapfens aufweisen. Die Wärmestrahlung
der Heizwendeln gelangt zwischen den äußeren Standfüßen hindurch,
direkt auf den Mittelzapfen der Preßmuffel und kann somit über den
Boden in das Zentrum der Preßmuffel
weitergeleitet werden. Vorzugsweise ist weiterhin der Preßteller
des Keramikpreßofens
so ausgeführt,
dass ein Wärme-Reflektorkörper integriert
ist oder eingelegt werden kann. Durch diesen Wärme-Reflektorkörper in
Form einer Kegelspitze wird die Temperaturverteilung in der darauf
aufgesetzten Muffel weiter vergleichmäßigt. Diese Kegelspitze steht
vorzugsweise von der Bodenplatte etwas vor, so daß sie in
den Freiraum der Muffel hineinragt. Somit wird die von der Seite
kommende Wärmestrahlung
auf den Boden der Muffel reflektiert. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung
des Preßofens
in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Muffel, ist eine einfache
Temperaturvergleichmäßigung im
Inneren der Muffel und damit in unmittelbarer Nachbarschaft zu den
Objektformen möglich.
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Die erfindungsgemäße Muffel dient insbesondere
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dabei weist die Muffel an der unteren Stirnfläche (gegenüber dem Preßkanal zum Einführen des
Preßstempels
und des bzw. der Keramikpellets) einen Freiraum mit mehreren podestartigen Stelzen
auf. Auf diese Weise kann die Wärmestrahlung
ins Innere der Muffel geführt
werden, so daß die Temperatur
in direkter Nähe
des bzw. der Objekte vergleichmäßigt wird.
Durch diese vorteilhafte Gestaltung kann die Temperatur innerhalb
der Muffel auch in unmittelbarer Nähe der Preßkanäle und der Objektformen weitgehend
konstant gehalten werden.
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Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Muffel
wird eine kronenförmige
Muffellehre verwendet, mit denen der Freiraum in der Muffel formbar
ist. Nach dem Aushärten
der Einbettmasse verbleibt der gewünschte Freiraum mit den stützenden
Stelzen, zwischen denen hindurch die Wärmestrahlen bis in das Zentrum
des Bodenbereiches dringen können. Dabei
ist im Zentrum vorzugsweise eine Erhehung als Mittelzapfen in der
Bodenfläche
der fertigen Muffel ausgebildet, da auf diese Art und Weise auch
Wärmestrahlen
direkt auftreffen und in die Muffel bzw. deren Boden weitergeleitet
werden können.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand
der Zeichnungen näher
erläutert
und beschrieben werden. Es zeigen:
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1 die
Elemente einer Muffelform in Vorderansicht und teilweise geschnitten
(C);
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2 einen
Schnitt durch eine zusammengebaute Muffelform;
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3 ein
Ausführungsbeispiel
einer zugehörigen
Muffellehre;
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer zugehörigen
Muffellehre in Perspektivansicht;
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5 eine
Teilansicht einer Brennkammer eines erfindungsgemäßen Keramikpreßofens mit eingesetzter
Muffel in drei Varianten;
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6 eine
abgewandelte Ausführung; 6a einen Untersatz; und
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7 eine
weitere Variante.
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1 zeigt
schematisch die einzelnen Elemente einer Muffelform. In 1A ist eine Muffelbasis 10 dargestellt,
in 1B eine Muffellehre 20 und in 1C ein Schnitt durch eine
Manschette 30. Die Muffelbasis 10 besteht aus
einem Bodenring 11, auf deren Anschlagfläche 15 die
Manschette 30 aufgesetzt wird. Ferner weist sie einen Muffelboden 12 auf, deren
Oberseite 16 die Stirnfläche der fertigen Muffel abbildet.
Weiterhin weist die Muffelbasis 10 einen stiftförmigen Anguß bzw. Preßstempelkanal 13 (genauer• dessen
Negativform als Platzhalter) auf (vgl. 2). Am oberen Ende des Preßstempelkanals 13 ist
eine Anwachsfläche 14 vorgesehen,
auf welche die Wachsobjekte aufgewachst werden. Die Muffellehre 20 (1B) weist einen Deckelring 21 auf,
an dessen Ringfläche
die Manschette 30 anliegt. Weiterhin weist sie ein Volumen 22 zur
Verdrängung der
Einbettmasse auf, dessen Oberfläche
den Boden der späteren
Pressmuffel abbildet. Das Volumen weist an seinem Umfang mehrere
Ausnehmungen 23 auf. Diese Ausnehmungen bilden die Negativform
für die
späteren
Stelzen oder Standfüße 24,
die für
die Bildung des Freiraumes 25 zwischen dem Boden der Pressmuffel
und dem Pressteller vorgesehen sind. Zur Erleichterung der Entformung
der Pressmuffel sind die Seitenflächen der Ausnehmungen 23 vorzugsweise
konisch ausgebildet. Eine Ausnehmung 23A ist die Negativform
für einen
späteren
Mittelzapfen E der Pressmuffel, der gegebenenfalls vorgesehen werden
kann. Zugehörige
Bohrungen 23B dienen zur Entlüftung beim Füllen der
Ausnehmungen 23. Ebenfalls kann die Oberfläche des
Volumens 22 durch kugelsegmentförmige Erhebungen ausgebildet sein,
die in der Positivform am Boden der Pressmuffel einen gewölbeartigen
Aufbau ergeben.
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Die Manschette 30 ist im
Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 eine Gummimanschette mit
einer Wandung 31. Die Manschette 30 wird mit ihrer unteren
Kante 32 auf die Anschlagfläche 15 der Muffelbasis 10 aufgesetzt.
Auf die obere Kante 33 wird dann die Muffellehre 20 aufgesetzt.
Die Einbettmasse wird in die Öffnung 34 der
Muffel 30 eingegossen. Anstelle einer Gummimanschette,
wie in 1 und 2 kann jedoch auch jede andere
Manschette verwendet werden, insbesondere eine Papiermanschette unter
Verwendung eines Eingießringes
(Muffelring).
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2 zeigt
die Muffelform der 1 in
zusammengebautem Zustand. Die geschnitten dargestellte Muffelform 1 besteht
somit aus den Elementen Muffelbasis 10, Muffellehre 20 und
Manschette 30. Der Schnitt durch die Muffelform 1 zeigt
ferner hier zwei auf der Anwachsfläche 14 (vgl. 1) fixierte Modelle 40,
die mit jeweils einem Angußkanal 41 an einem
Wachsberg 42 fixiert ist. Die so fertiggestellte Muffel
aus Einbettmasse ist durch eine gestrichelte Linie und punktierte
Füllung
angedeutet und mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet.
Diese Muffel 50 wird dann um 180° gedreht und "Überkopf"
in den in 5 dargestellten
Keramikpreßofen
eingestellt.
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Die 3 und 4 zeigen abgewandelte Ausführungsbeispiele
der Muffellehre 20. Diese Muffellehren 20 weisen,
wie bereits in
1 gezeigt,
jeweils einen Deckelring 21 und Muffeldeckel 22 auf. Weiterhin
sind stegförmige,
bevorzugt radial verlaufende Erhöhungen 23 vorgesehen,
die die jeweilige Ausnehmung für
die Stelzen oder Standfüße 24 bzw. den
Mittelzapfen E in der Muffel 50 abbilden. Im Ausführungsbeispiel
der 3 ist die mittlere
Erhöhung 23 in
Form einer Abrundung ausgebildet, die dann die in 2 gezeigte zentrale Erhöhung E abbildet (vgl.
auch 5C). Die Erhöhungen 23 in 4 weisen die Form von Kegelstümpfen auf,
die vom Umfang des Muffeldeckels 22 her radial einwärts verlaufen,
jedoch nur etwa ein Drittel des Radius, um die in 2 gezeigten Stelzen 24 unter
Verbleib eines Freiraumes 25 abzubilden. Die Anzahl der
vorgesehenen Erhöhungen
kann an die Anzahl der Preßobjekte
angepasst sein, so daß die
Temperatur im Inneren der Muffel 50 in Nähe des jeweiligen
Objekts ausreichend genau vergleichmäßigt wird, wodurch sich zudem
auch eine gleichmäßigere und
raschere Durchwärmung
der Muffel ergibt. Darüber
hinaus können auch
mehr als drei Ausnehmungen vorgesehen sein. Auch die Form der Ausnehmungen
und damit die Form der Erhöhungen
bzw. Standfüße ist weitgehend beliebig
wählbar,
soweit am Bodenbereich (in 2 noch
vor der Drehung an der Oberseite) der Muffel 50 ein "Luftraum"
bzw. Freiraum 25 für
den direkten Durchgang der von den Heizwendeln H (vgl. nachfolgende 5) abgestrahlten Wärmestrahlen
verbleibt, wie dies dort mit Pfeilen zur zentralen Erhebung E angedeutet
ist.
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5 zeigt
einen Ausschnitt aus der Brennkammer eines Keramikpreßofen in
drei Varianten. In 5A zeigen
die Pfeile die von den Heizwendeln H ausgehende Wärmestrahlung,
die zwischen den Stelzen 24 in den Freiraum 25 am
Boden der Preßmuffel
gelangen, und somit für
eine schnellere und gleichmäßigere Erwärmung am
Boden der Preßmuffel
sorgen als bei vollflächiger
Auflage der Muffel auf dem Preßteller
B bzw. einem Inlay C im Preßteller
B.
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In 5B wird
zusätzlich
ein Reflektorkörper R
(z. B. aus Quarzglas) zentral unter dem Boden der Preßmuffel
platziert. Die Wärmestrahlung
trifft auf den vorzugsweise kegelförmigen Reflektorkörper und
wird nach oben zum Boden der Preßmuffel, in Richtung des Objekthohlraumes
umgelenkt.
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5C zeigt
die einstückige
Ausbildung der Preßmuffel
mit einem Mittelzapfen oder mittlerem Standfuß E. Die Wärmestrahlung trifft hierbei
wiederum zwischen den äußeren Stelzen 24 hindurch
dirkt auf den mittleren Standfuß E.
Die zugeführte
Wärme wird
vom Standfuß E
ausgehend in die Preßmuffel 50 weitergeleitet.
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6 zeigt
einen Ausschnitt aus der Brennkammer eines Keramikpreßofens,
wobei der Freiraum 25 unter dem Boden der Muffel 50 durch
einen separaten Untersatz 60 gebildet wird. Die Wärmestrahlung
gelangt wie bei einstückiger
Ausbildung der Standfüße mit der
Preßmuffel
in den Freiraum 25, wie dies mit einem Pfeil angedeutet
ist.
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6a zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für diesen
Untersatz 60 in Perspektivdarstellung.
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7 zeigt
einen weiteren Ausschnitt aus der Brennkammer eines Keramikpreßofens,
bei dem der Untersatz durch spezielle Gestaltung des Preßteller-Inlays
ausgebildet ist. Der Freiraum 25 unterhalb der Muffel 50 resultiert
dabei aus kleineren Standflächen
(Erhebungen) des Preßtellers
bzw. des Inlays.