DE19619155C2 - Bestrahlungsgerät zur Aushärtung von Kunststoffen, sowie Verfahren und Verwendungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bestrahlungsgerät zur Aushärtung von Kunststoffen mit einem Gehäu­ se, an dem ein Lichtaustrittsteil angeordnet ist sowie ein Verfahren zum Betreiben des Gerätes und seine Verwendung.

Derartige Bestrahlungsgeräte sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt. Beispielsweise aus DE 34 11 996 A1 ist ein Bestrahlungsgerät zur Aushärtung von Dentalkunststoffen bekannt. Dieses Gerät ist als Handgerät ausgebildet, bei dem das Gehäuse als Lichtquelle eine Lampe, beispielsweise eine Halogenlampe enthält. Das Gehäuse enthält des weiteren die zur Lichter­ zeugung benötigten elektrischen Anschlüsse, gegebenenfalls einen Transformator zum Umset­ zen der Netzspannung in die Betriebsspannung der Lichtquelle sowie außerdem Luftführungs­ kanäle, einen Ventilator und Öffnungen zur Abfuhr der beim Betrieb des Bestrahlungsgerätes erzeugten Wärme. Das Licht wird im Inneren des Gehäuses in einen Lichtleiter eingekoppelt, der als Lichtaustrittsteil dient und an dessen außerhalb des Gehäuses angeordnetem Ende das von der Lichtquelle erzeugte Licht austritt. Das austretende Licht wird zur Aushärtung von Kunststoffen verwendet. Das aus DE 34 11 996 A1 bekannte Bestrahlungsgerät ist als Handgerät flexibel einsetzbar zur Aushärtung von Dentalkunststoffen, wobei eine Aushärtung sowohl im Mund des Patienten als auch beispielsweise aus einem Arbeitstisch erfolgen kann. Des weite­ ren sind stationäre Bestrahlungsgeräte bekannt, die einen im Inneren ihres Gehäuses angeord­ neten Bestrahlungsraum aufweisen. Bei derartigen Geräten ist auf das Lichtaustrittsteil inner­ halb des Gehäuses angeordnet und in den Bestrahlungsraum gerichtet. Es sind auch stationäre Geräte bekannt, bei denen als Lichtaustrittsteil ein Lichtleiter nach außen geführt wird. Dabei ist an dem äußeren Ende des Lichtleiters ein Handgriff angeordnet, mit dem der Lichtleiter geführt wird. Derartige Anordnungen werden ähnlich wie die oben beschriebene als Handgerät genutzt, haben jedoch aufgrund der begrenzten Länge des Lichtleiters eine begrenzte örtliche Reichweite.

Ein ähnliches Bestrahlungsgerät ist aus DE 42 33 870 A1 bekannt. Hier wird ein Bestrahlungs­ gerät zum Aushärten von Dentalkunststoffen beschrieben, bei dem die von einer Strahlenquelle erzeugte ultraviolette Strahlung mittels eines Lichtleitstabes an die Lichtaustrittsfläche geführt wird. Dabei wird eine konventionelle Strahlenquelle benutzt, so daß mittels Kühlschlitzen Warm­ luft ab- bzw. Kühlluft der Strahlenquelle zugeführt werden muß. Ein Wellenlängenbereich von 370-520 nm ist hierbei vorgesehen.

Allen derartigen Geräten ist ein recht komplizierter Aufbau gemeinsam, da nicht nur Licht über eine mehr oder weniger große Distanz beispielsweise mit einem Lichtleiter geführt werden muß, sondern es muß auch die entstehende Wärme auf geeignete Weise abgeführt werden. Die ausreichende Wärmeabfuhr bedingt entsprechend große Abmessungen des Gehäuses so­ wie zusätzliche Einbauten, wie Ventilatoren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von den aus dem Stand der Technik be­ kannten Anordnungen eine Bestrahlungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben des Gerätes bereit zu stellen, das einen einfachen Aufbau und ein geringes Eigengewicht aufweisen kann und gleichzeitig eine optimale Bestrahlung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem gattungsgemäßen Bestrahlungsgerät das Lichtaustrittsteil mindestens ei­ ne Laserdiode zur Aussendung einer Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 320 nm bis 550 nm, insbesondere von etwa 400 nm bis 500 nm aufweist. Dadurch können lichthär­ tende Kunststoffe ausgehärtet werden. Die bei der Verwendung von Laserdioden als Strah­ lungsquelle entstehende Wärme ist vernachlässigbar gering, so daß auf die üblichen Mittel zur Wärmeabfuhr verzichtet werden kann. Außerdem kann die Stromversorgung der Laserdiode über ein praktisch beliebig langes Kabel erfolgen, so daß die zur Erzeugung der elektrischen Energie notwendigen und hinreichend bekannten Bauelemente an einem passenden Ort fest installiert werden können. Dadurch kann das Bestrahlungsgerät selbst sehr klein und handlich ausgebildet werden und ist sehr flexibel einsetzbar. Beispielsweise ist es möglich, die Energie­ versorgung für derartige Bestrahlungsgeräte ähnlich dem üblichen elektrischen Netz auszule­ gen, bei dem an verschiedenen Steckdosen Energie abgegriffen werden kann. So benötigt man zur Bestrahlung an beliebigen Orten lediglich ein Gehäuse, das als Griffstück sehr klein ausge­ bildet werden kann und an dem das Lichtaustrittsteil angeordnet ist, das an seinem äußeren Ende die Laserdiode trägt. Das Bestrahlungsgerät kann dabei als Handgerät oder als stationä­ res Gerät ausgebildet sein. Während bei Handgeräten die gute Handhabbarkeit und Beweglich­ keit durch geringe Abmessungen ermöglicht werden, kann ein stationäres Gerät der Größe der Bestrahlungskammer eng angepaßt werden. Darüber hinaus hat eine derartige Anordnung den Vorteil, daß die benötigte Energie wesentlich geringer ist als bei herkömmlichen Geräten, da Laserdioden, wie oben beschrieben, einen wesentlich höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Lampen ausweisen. Dies hat außerdem zur Folge, daß durch die Arbeit mit niedrigeren Strö­ men und Spannungen die Sicherheit für die Bedienperson erhöht wird.

Das Bestrahlungsgerät weist zweckmäßigerweise einen Sensor oder eine ähnliche Anordnung zur Messung der Intensität des von der Laserdiode abgestrahlten Lichtes auf, der über eine Auswerteeinheit zur Auswertung und Weiterverarbeitung des Intensitätssignals mit einer Anzei­ ge, z. B. einer optischen Anzeige verbunden ist, um ein Unterschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes der Intensität der Strahlung der Laserdiode der Bedienperson anzugeben.

Vorzugsweise weist das Gehäuse ein Griffteil mit Schalter auf, so daß die Bedienung erleichtert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird für ein Verfahren zum Betreiben des ein­ gangs beschriebenen Gerätes dadurch gelöst, daß der Betriebsstrom der Laserdiode gepulst ist. Dadurch kann eine wesentlich höhere Intensität erreicht werden. Eine Laserdiode kann ge­ pulst mit höherem Strom betrieben werden. Die Pulsfrequenz kann während des Betriebs er­ höht werden, so daß der Aufbau von Spannungen in dem zu bestrahlenden Material verhindert wird. Während oder nach der Erhöhung der Pulsfrequenz kann der Betriebsstrom der Laserdi­ ode bis zu dem möglichen Maximalwert erhöht werden. Für den Impulsbetrieb der Laserdiode können die üblichen, dem Fachmann geläufigen Schaltungsanordnungen verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Bestrahlungsgerät ist besonders zur Aushärtung von Dentalkunststoffen zu verwenden. Gerade in einer Zahnarztpraxis oder auch beim Dentaltechniker werden sehr kleine Kunststoffmengen ausgehärtet. Mit dem erfindungs­ gemäßen Bestrahlungsgerät lassen sich diese kleinen Mengen besonders vorteilhaft aushär­ ten, da der Lichtstrahl der Laserdiode gut führbar ist. Durch die Möglichkeit, das Gehäuse mit dem Handgriff sehr klein auszubilden, kann auch im Mund des Patienten an nahezu jeder belie­ bigen Stelle bestrahlt werden.

Das Bestrahlungsgerät ist auch zur Aushärtung von technischen Kunststoffen zu verwenden, beispielsweise von Kunststoffen, die in der Histologie oder Metallographie zur Einbettung von Proben verwendet werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Handgerät und

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes stationäres Gerät, schematisch.

Das erfindungsgemäße Bestrahlungsgerät in Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, das eine Zulei­ tung 2 für die elektrische Energiezufuhr besitzt. Das Gehäuse 1 ist als Gehäuse eines nicht ortsfesten Handgerätes ausgestaltet. Es weist ein Griffteil 3 auf mit einem Schalter 4. Das Griff­ teil ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei an einem Ende des Zylinders ein Lichtaustrittsteil 5 angeordnet ist, an dessen äußerem Ende die Laserdiode 6 angeordnet ist. Das Lichtaustrittsteil 4 hat die Form eines flexibelen Stabes, der entsprechend den Notwendig­ keiten am Bestrahlungsort gebogen werden kann. Die Laserdiode 6 sendet Strahlen im Wellen­ längenbereich von etwa 320 bis 550 nm, insbesondere 400 bis 500 nm aus. Die Strahlungse­ nergie beeinflußt die Zeit, die zur Aushärtung des Kunststoffes notwendig ist und ist entspre­ chend steuerbar.

Das Bestrahlungsgerät weist eine Kontroll-LED auf, die als Anzeige 7 zum Signalisieren des al­ terungsbedingten Unterschreitens einer vorbestimmten Grenzintensität der Strahlung der Laser­ diode 6 fungiert. Zur Messung und Auswertung der Intensität der Strahlung der Laserdiode 6 können übliche und bekannte Anordnungen verwendet werden.

Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Anordnung sind auch andere Anordnungen bzw. Ausbildungen eines Gehäuses mit Griffteil denkbar. Beispielsweise kann das Gehäuse 1 als Ganzes als Griffteil 3 ausgebildet sein, wobei das Griffteil 3 die Form einer Verdickung des Lichtaustrittsteiles 5 hat.

Auch Ausführungsformen der Erfindung sind denkbar, bei denen das Lichtaustrittsteil mehrere Laserdioden beträgt, beispielsweise ein stationäres Bestrahlungsgerät mit einer im Gehäuse 1 angeordneten Bestrahlungskammer kann eine Vielzahl von Laserdioden 6 aufweisen, die den Bestrahlungsraum von mehreren Seiten umgeben, so daß ein auszuhärtendes Kunststoffteil all­ seitig gleichmäßig bestrahlt werden kann. In Fig. 2 wird ein derartiges Bestrahlungsgerät dar­ gestellt. In einem Gehäuse 1 ist ein üblicher Bestrahlungsraum 8 angeordnet, der von Laserdi­ oden 6 umgeben ist. Die Laserdioden 6 können an einem käfigähnlichen Gestell 9 um die Auf­ nahme 10 für das zu bestrahlende Teil 11 (z. B. Dentalteil) angeordnet sein. An dem Gehäuse 1 ist neben in Fig. 2 nicht dargestellten Bedienelementen die Anzeige 7 angeordnet.

Die Laserdioden 6 können gepulst betrieben werden. Ab Beginn der Bestrahlung werden die Pulsfrequenz und der Strom kontinuierlich erhöht. Durch diese Intensitätssteigerung wird die Ausbildung von Spannungen in dem zu bestrahlenden Material (Dentalkunststoffe oder techni­ sche Kunststoffe) verhindert.

Claims (10)

1. Bestrahlungsgerät zur Aushärtung von Kunststoffen mit einem Gehäuse, an dem ein Lichtaustrittsteil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtaustrittsteil (5) mindestens eine Laserdiode (6) zur Aussendung einer Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 320 nm bis 550 nm aufweist.

2. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Griffteil (3) mit Schalter (4) aufweist.

3. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Messerung der Intensität des von der Laserdiode (6) abgestrahlten Lichtes vorgesehen ist, der über eine Auswerteeinheit mit einer Anzeige (7) verbunden ist zur Anzeige des Abfalls der Lichtintensität der Laserdiode (6) unter einen vorbestimmten Grenzwert.

4. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Handgerät ausgebildet ist.

5. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als stationäres Gerät ausgebildet ist.

6. Verfahren zum Betreiben eines Gerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Betriebsstrom der Laserdioden (6) gepulst ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs die Pulsfrequenz erhöht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach der Erhö­ hung der Pulsfrequenz der Betriebsstrom der Laserdioden (6) erhöht wird.

9. Verwendung des Bestrahlungsgerätes nach Anspruch 1 zur Aushärtung von Dentalkunststoffen.

10. Verwendung des Bestrahlungsgerätes nach Anspruch 1 zur Aushärtung von technischen Kunststoffen.