DE3320902C2 - Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbesondere Gußfüllungen, Teil- oder Vollkronen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbes. Gußfüllungen, Teil- oder Vollkronen arbeitet in der bisher üblichen Art und Weise. Zusätzlich wird die negative Abdruckform vor dem Ausgießen mit Gips mit einer Metallschicht (6) überzogen. Das positive Gipsmodell des natürlichen Zahnstumpfes mit der Metallschicht (6) auf der Oberfläche und das positive Metallmodell (14) werden derart errosiv miteinander bearbeitet, daß von der Kontaktfläche (17) des Metallmodells (14) Material abgetragen wird und dabei eine noch genauere Anpassung an die Formgebung der Metallschicht (6) auf dem künstlichen Zahnstumpf (9) erfolgt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Gußfüllungen, Teil- oder Vollkronen usw.

Aus der Zeitschrift »dental-labor« 1979, H. 2 (W. Huser) ist ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dein die negative Abdruckform von dem Ausgießen mit Gips durch Besprühen mit Metallegierungen metallisiert wird. Daraufhin haftet die Metallschicht an dem ausgehärteten positiven Gipsmodell stärker als an der Abdruckform, so daß die Abdruckform ohne Loslösung der Metallschicht von dem Gipsmodell abgezogen werden kann. Es erfolgt die übliche Weiterverarbeitung an dem positiven Gipsmodell. Bis hin zur Erstellung eines zementierbaren Metallmodells als Zahnersatzteil sind dabei zahlreiche Abformungen und Positiv-Negativ-Übertragungen erforderlich. Der erste Abformschritt ist die Erstellung der negativen Abdruckform des natürlichen Zahnstumpfes. Von dieser Abdruckform wird ein positives Gipsmodell hergestellt. Das positive Gipsmodell wird durch ein Wachsmodell ergänzt. Das positive Wachsmodell wird in eine Abgußmasse eingebettet und ausgeschmolzen. In die so geschaffene Gußform wird Metall eingegossen und so das Metallmodell hergestellt. Jeder dieser Abfonnschritte ist mit verfahrensbedingten Fehlern behaftet, die sich teilweise in positiven, teilweise auch in negativen Dimensionsänderungen äußern können. Diese Dimensionsänderungen entstehen beispielsweise durch polymerisationsbedingte Volumenänderungen der Abdruckmasse bei der Herstellung der negativen Abdruckform. Bei der Herstellung des Gipsmodelles kann eine Gipsexpansion auftreten. Die Verarbeitungsfehler des Wachses ergeben sich aus den Wachseigenschaften und der Verarbeitungstemperatur. Auch die Abkühlung des Wachses und Abbindevorgänge an der Einbettmasse können zu Fehlern führen. Auch die Verarbeitungstemperatur des flüssig eingegossenen Metalls und dessen Dimensionsänderungen bei Abkühlung beeinträchtigen die genaue Herstellung eines Metallmodells. Man kann nicht davon ausgehen, daß sich die zahlreichen aufgezeigten Fehler bzw. Dimensionsänderungen gerade gegenseitig genau kompensieren. Je nach der Arbeitsweise und den dabei im einzelnen eingesetzten Materialien kann eine leichte Spielpassung zwischen dem natürlichen Zahnstumpf und dem Metallmodell auftreten, wenn bei jedem Arbeitsschritt eine kleine Dimensionsvergrößerung auftrat und sich im Laufe der Herstellung addiert hat. Wenn dagegen Dimensionsverkleinerungen auftreten und sich diese summieren, so kann dies dazu führen, daß das Metallmodell nicht mehr einsetzbar sein kann. Während bei Kronen geringfügige Vergrößerungen keine Probleme erzeugen, sind bei Gußfüllungen je nach Größe, Anzahl und Lage der Flächen schon vergleichsweise kleine Abweichungen vom Sollmaß, d. h. der Größe der Kavität, ein Problem. Nur mit zeitaufwendigen und peniblen Indikatoren und gezielten Schleifkorrekturen am Metallmodell läßt sich ein solcher Fehler wieder korrigieren. Durch die Addition möglicher Dimensionsänderungen in positiver und negativer Richtung ergibt sich entsprechend den heute üblicherweise eingesetzten Materialien, daß das Metallmodell etwa bis zu 1,8% zu groß oder um bis zu etwa 3,5% zu klein sein kann. Die Wahrscheinlichkeit, daß zu kleine Metallmodelle hergestellt werden, ist somit größer. Um die aufgezeigten Dimensionen in Grenzen zu halten, ist es bisher erforderlich, daß Zahnarzt und Zahntechniker sehr eng zusammenarbeiten und sich bezüglich der Korrektur dieser Dimensionsveränderungen aufeinander abstimmen. Für die Herstellung einer paßgenauen Kontaktfläche zwischen einer Gußfüllung

so und einem natürlichen Zahnstumpf ist erhebliche Erfahrung, Geschick und Sorgfalt erforderlich.

Aus der DE-OS 31 18 890 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen bekannt, bei dem ein metallisches Sekundärteil abnehmbar über Falteelemente an einem ebenfalls metallischen, festsitzenden Primärteil verankert ist. Als Halteelement dienen Riegel oder Friktionsstifte, für die entsprechende Aufnahmen mit genauer Passung im Primär- und im Sekundärteil geschaffen werden. Hierzu wird eine Erosionsmaschine eingesetzt, mit welcher die Lager für die Riegel im Primärteil als auch im Sekundärteil gemeinsam durch Funkenerosion hergestellt werden. Die Erosionsmaschine wird dabei lediglich als ein Bohrwerkzeug für die Herstellung der Lager der Riegel benutzt. Wie dagegen das Primärteil an den Zahnstumpf oder das Sekundärteil an das Primärteil hinsichtlich der Kontaktfläche angepaßt werden, bleibt völlig offen. Die oben beschriebenen Dimensionsänderungen bei den verschiedenen Umform-

vorgängen werden durch die erosive Bearbeitung der Lagerstellen für die Riegel nicht beeinflußt. Die umständliche und zeitraubende Nacharbeit bei der Anpassung der Teile aneinander wird durch die Lagerherstellung nicht vermieden. Diese Summation der herstellungsbedingten Fehler muß durch ein manuelles Nacharbeiten an dem Metallmodell ausgeglichen werden. Dies ist nur in unvollkommener Weise möglich, da es sich oft um eine stark zerklüftete dreidimensionale Fläche handelt. Infolgedessen wird selbst heute für notwendige Nacha; Leiten dieser Kontaktfläche ein Arbeitszeitaufwand von 30 bis 50% der gesamten Verarbeitungszeit eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen so zu verbessern, daß zahlreiche der beschriebenen Dimensionsänderungen in einfacher Weise kompensiert werden können, so daß einfach und kostengünstig eine wesentlich genauere Anpassung zwischen der Kontaktfläche des natürlichen Zahnstumpfes und der zugehörigen Kontaktfläche des Metallmodells erzielt wird. Damit wird das Metallmodell mit erhöhter Genauigkeit hinsichtlich der Ausformung seiner Kontaktfläche hergestellt, so daß die zeitraubende Nacharbeit des Metallmodells entbehrlich wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das positive Gipsmodell mit der Metallschicht auf der Oberfläche und das positive Metallmodell miteinander erosiv derart bearbeitet werden, daß von der Kontaktfläche des Metallmodells Material abgetragen wird und dabei eine noch genauere Anpassung an die Formgebung der Metallschicht auf dem Gipsmodell erfolgt. Dabei wird also das positive Metallmodell als Anode und die vergleichsweise dünnere Metallschicht auf dem positiven Gipsmodell als Kathode geschaltet, damit der Metallabtrag vorzugsweises an dem Metallmodell stattfindet und somit die Metallschicht auf der Oberfläche des Gipsmodells nicht geschwächt wird. Das Überziehen der negativen Abdruckform mit der Metallschicht, also insbesondere mit Silber oder Kupfer, geschieht, um diese Kontaktfläche elektrisch leitend auszubilden und somit für die Bearbeitung in der Erosionsmaschine vorzubereiten. Da die Metallschicht dabei auf die negative Abdruckform aufgebracht wird, ist die Dicke dieser Metallschicht für die Genauigkeit der Passung unbeachtlich. Der Materialabtrag erfolgt an der Kontaktfläche des Metallmodells entsprechend den Funkenüberschlägen zwischen den beiden Elektroden.

Der Werkstoff des Metallmodells an der Kontaktfläche wird in Form zahlreicher kleinster Krater durch die in dem einzelnen Funken enthaltende elektrische Energie abgetragen. Der Abbrand an der Kontaktfläche des Metallmodells erfordert ein kontinuierliches Nachstellen der Funkenstrecke, was aber bei üblichen Erosionsmaschinen bekannt und gelöst ist. Wie man sieht, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die folgenden Dimensionsfehler beseitigt bzw. in ihrer negativen Wirkung ausgeglichen werden: Hier ist zunächst die Wachskontraktion durch thermische Scl.windung zu nennen. Auch die Abbindeexpansion der Einbettmasse und die thermische Expansion dieser Masse beim Wachsausschmelzen und beim Eingießen des Metalls werden kompensiert. Schließlich spielt das Schwinden des Metalls bei seiner Erstarrung keine Rolle mehr, ebenso eine kristallisationsbedingte rauhe Kontaktfläche des Metallmodells, deren Rauhigkeit ja durch die erosive Bearbeitung beseitigt wird. Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind neben der Möglichkeit der Bearbeitung auch harter Edelmetall-Ersatzwerkstoffe vor allem in dem automatischen Arbeitsablauf bei der erosiven Bearbeitung zu sehen. Das Werkstück, nämlich das Metailmodell und das Werkzeug, nämlich das Gipsmodell mit der Metallschicht auf der Oberfläche, berühren sich bei der erosiven Bearbeitung nicht, so daß diese Teile auch keiner mechanischen Beanspruchung unterliegen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahi ens ist darin zu

ίο sehen, daß es weitgehend bedeutungslos wird, welche Art von Einbettmasse beim Wachsausschmelzverfahren benutzt wird und bei welcher Temperatur diese Einbettmasse welchen Expansionswert erreicht. Infolge der elektro-erosiven Abtragung am Metallmodel] selbst werden Dimensionsgenauigkeit und Oberflächengüte des Metallmodells nach dem Gießen ausgeglichen bzw. berichtigt. Es ist auch unbedeutend, welche Schwindung die eingesetzte Legierung des Metallmodells besitzt.

Als Metallschicht kann kolloidales Silber auf die Abdruckform im Bereich des Zahnstumpfes aufgebracht und diese Silberschicht durch elektrolytische Abscheidung verstärkt werden, bis eine Schichtdicke von etwa 0,15 bis 0,3 mm erzielt wird. Die Metallschicht ist in einer solchen Stärke anzuordnen, daß überall eine geschlossene tragfähige Oberfläche entsteh!. Die Schichtdicke selbst wirkt sich auf die Herstellungsgenauigkeit nicht nachteilig aus.

An dem positiven Wachsmodell kann zweckmäßig ein Aufnahmedorn angebracht und mit dem Metall mitabgegossen werden, so daß letztendlich das Metallmodell einen metallenen Aufnahmedorn besitzt, mit dem es in die Aufnahmeeinrichtung der Erosionsmaschine einspannbar ist. Der Aufnahmedorn sollte dabei in Einschubrichtung des Metallmodells auf den Zahnstumpf am Wachsmodell angebracht werden, damit die Nachstellrichtung der Erosionsmaschine mit der Einschubbewegung des Metallmodells auf dem natürlichen Zahnstumpf übereinstimmt. Bei der erosiven Bearbeitung hat es sich gezeigt, daß der metallische Abtrag an der Kontaktfläche des Metallmodells flächig erfolgt, so daß durchaus scharfe Kanten des Metallmodells entstehen, die nicht bevorzugt abgetragen werden, sondern lediglich in gleichem Maße abgelöst werden, wie dies in der Mitte der Kontaktfläche der Fall ist. Auf diese Art und Weise werden äußerst genaue und angepaßte Übergänge der Kontaktfläche zwischen Metallmodell und natürlichem Zahnstumpf geschaffen. Man kann sagen, daß die Genauigkeit der Anpassung so groß ist, wie sie selbst durch mühsamste Schleif- und Polieroperationen bisher nicht erreichbar war.

Bei der erosiven Bearbeitung des Metallmodells mit dem Gipsmodell kann ein kapillarer Spalt erzeugt werden, der beim Zementieren des Metallmodells auf dem natürlichen Zahnstumpf ohne Bißerhöhung ausgefüllt wird. Diese elektro-erosive Bearbeitung und die Steuerungsmöglichkeiten der Maschine ergibt so in einfacher Weise die Möglichkeit, diesen kapillaren Spalt zu erzeugen, der beispielsweise 50 μίτι betragen kann. Die Herstellung dieses Spaltes ist sehr einfach durch die Einstellung der elektrischen Einstellparameter an der Erosionsmaschine möglich. Mit Beendigung des Erosionsvorgangs hat das Metallmodell an seiner Kontaktfläche exakt die Dimension der durch das Gipsmodell mit der Metallschicht vorgegebenen Kontur. Durch die angesprochenen Möglichkeiten lassen sich die, durch mangelnde Passung des rvietailmodells bei der Anprobe auf dem natürlichen Zahnstumpf erzeugten Bißerhöhungen auf ein Minimum reduzieren.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels durch Darstellung der verschiedenen Verfahrensschritte weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Kiefers mit einem natürlichen Zahnstumpf,

F i g. 2 eine Ansicht der negativen Abdruckform,

F i g. 3 eine Ansicht des positiven Gipsmodells,

F i g. 4 den positiven künstlichen Zahnstumpf,

Fig. 5 den künstlichen Zahnslumpf mit dem aufgebauten Wachsmodell,

F i g. 6 das eingebettete Wachsmodell,

Fig.7 den künstlichen Zahnstumpf und das Metallmodell während der Erosion und

Fig.8 eine vergrößerte Darstellung der Teile vor dem Erosionsvorgang.

In Fig.! ist ein Teil eines menschlichen Kiefers 1 dargestellt, der drei gesunde Zähne 2 und einen Zahnstumpf 3 trägt. Bei dem Zahnstumpf 3 handelt es sich ebenfalls um einen natürlichen Zahn, von dem die von Karies befallenen kranken Zahnbestandteile durch Schleifen in der üblichen Weise entfernt worden sind. Dieser natürliche Zahnstumpf besitzt eine dreidimensional geformte Oberfläche mit einer nach oben und teilweise nach seitlich gekehrten Kontaktfläche 4 an welcher das herzustellende Zahnersatzteil später paßgerecht anliegen soll.

Von dem Kiefer 1 mit dem Zahnstumpf 3 wird ein Abdruck gemacht, um die komplizierte Formgebung aufzunehmen. Es entsteht eine negative Abdruckform 5, die in F i g. 2 dargestellt ist. Während die Formvertiefungen der gesunden Zähne 2 unbehandelt bleiben, wird die Formvertiefung, die der Zahnstumpf 3 in der Abdruckform 5 hinterlassen hat, beispielsweise durch Aufpinseln von kolloidalem Silberpulver mit einer Metallschicht 6 versr hen, welche die Kontaktfläche 4 des Zahnstumpfes 3 nachbildet und metallisch leitend macht. An die Metallschicht 6 wird ein Draht 7 angeschlossen, um eine elektrisch leitende Verbindung herstellen zu können. Die Metallschicht 6 kann durch elektrolytische Abscheidung verdickt werden, bis beispielsweise eine Dicke von bis 0,15 bis 0,3 mm erreicht ist, so daß hier schon in einer tragfähigen Metaiischicht die Kontaktfläche 4 genau nachgebildet ist, jedenfalls so genau, wie es die Verwendung der Abdruckmasse, die meist aus Silikon besteht, zuläßt.

Die Abdruckform 5 mit der Metallschicht 6 wird nun mit Gips ausgegossen, so daß das in Fi g. 3 dargestellte positive Gipsmodell 8 entsteht, welches aus Gips den Kiefer 1 und die gesunden Zähne 2 nachbildet. Auf dem Zahnstumpf befindet sich die Metallschicht 6. In seiner Form gleicht das Gipsmodell dem Kiefer 1 mit dem natürlichen Zahnstumpf 3 gemäß Fig. 1. Aus diesem Gipsmodell 8 kann durch Zersägen ein künstlicher positiver Zahnstumpf 9 hergestellt werden, der die Form des natürlichen Zahnstumpfes 3 besitzt und auf seiner Kontaktfläche 4 die Metallschicht 6 trägt.

Gemäß F i g. 5 wird der künstliche Zahnstumpf 9 mit Wachs aufgebaut. Auf der Metallschicht 6 befindet sich dann das Wachsmodell 10, welches entsprechend dem Gegenbiß hergestellt wird und somit etwa den vorher entfernten kranken Zahnbestandteilen entspricht. An unproblematischer Stelle erhält das Wachsmodell einen Aufnahmedorn 11 aus Wachs oder Kunststoff. Das Wachsmodell 10 besitzt entsprechend zu der Metallschicht 6 des künstlichen Zahnstumpfes 9 eine Kontaktfläche 12.

Das Wachsmodell 10 wird von dem künstlichen Zahnstumpf 9 mit seiner Metallschicht 6 abgelöst und gemäß F i g. 6 in eine Einbettmasse eingeformt, so daß eine Gußform 13 entsteht. Die in F i g. 6 dargestellte Gußform 13 zeigt nur die Form des Wachsmodelles. Formöffnungen, die dem Eingießen des Metalles dienen, sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Durch das Ausschmelzen des Wachsmodelles 10 aus der Gußform 13 entsteht ein Hohlraum, der mit Metall abgegossen wird, wobei sich das Metallmodell 14 ergibt mit dem ebenfalls jetzt in dem Metall abgeformten Aufnahmedorn 11, der dem Einspannen des Metallmodells 14 in eine Aufnahmeeinrichtung 15 einer Erosionsmaschine dient. Es versteht sich, daß die Richtung des Aufnahmedorns 11 mit der Einsatzrichtung des Metallmodells 14 auf dem Zahnstumpf 3 bzw. 9 übereinstimmt. Damit wird gleichzeitig die Vorschubrichtung der Erosionsmaschine festgelegt. In diese Erosionsmaschine werden gemäß Fig. 7 und 8 nicht nur das Metallmodell 14, sondern auch der künstliche Zahnstumpf 9, der in einem Sockel 16 gehalten ist, eingebaut, und zwar so, daß die Metallschicht 6 des künstlichen Zahnstumpfs 9 und die Kontaktfläche 12 des Wachsmodells 10 einander zugekehrt sind. Das Metallmodell 14 wird als Werkstück anodisch geschaltet. Der künstliche Zahnstumpf 9 mit seiner Metallschicht 6 wird als Werkzeug kathodisch geschaltet. Die Bearbeitung kann in einem flüssigen Dielektrikum, z. B. Petroleum, erfolgen, wodurch infolge der Annäherung des Metallmodells 14 an die Metallschicht 6 die Kontaktfläche 17 des Metallmodells 14 durch Herauslösen von Metallteilchen genau an die Oberfläche der Metallschicht 6 angepaßt wird. Diese funkenerosive Bearbeitung mit einer automatischen Vorschubregelung für das Metallmodell 14 ist unproblematisch, von der menschliche Geschicklichkeit unabhängig und erbringt eine äußerst genaue Abformung der Oberfläche der Metallschicht 6 am Metallmodell 14. Es versteht sich, daß dabei auch Gießrauhigkeiten am Metallmodell 14 beseitigt werden. Wesentliche Vorteile sind darin zu sehen, daß sowohl Edelmetalle als auch harte Edelmetall- Ersatzwerkstoffe, beispielsweise aus Chrom, Kobalt, Molybdän usw., als Werkstoffe für das Metallmodell 14 in Frage kommen und automatisch mit einer bisher nicht erreichbaren Genauigkeit bearbeitet werden können. Die Kontaktfläche 17 paßt also genau an die Kontaktfläche 4 des natürlichen Zahnstumpfs 3.

Vermittels der Vorschubregelung der Erosionsmaschine ist es möglich, den Abbrand an dem Metallmodell 14 etwas weiter durchzuführen, so daß ein kapillarer Spalt von beispielsweise 50 μΐη entsteht, so daß das Metallmodell 14 ohne Bißerhöhung auf dem natürlichen Zahnstumpf 3 aufzementiert werden kann, wobei die Zementschicht dieses kapillaren Spalts von 40 μπι ausfüllt. Das Verfahren zur Ausformung bzw. Abbildung von komplizierten dreidimensionalen Flächen kann nicht nur zwischen einem natürlichen Zahnstumpf 3 und dem Metallmodell 14 als Zahnersatzteil durchgeführt werden, sondern ebenso auch zwischen einem festsitzenden Primärteil und einem auswechselbaren Sekundärteil.

Bezugszeichenliste

1 =	Kiefer
2 =	Zahn
3 =	Zahnstumpf
4 =	Kontaktfläche
C	Abdruckform
6 =	Metallschicht
7 =	Draht
8 =	Gipsmodell

9	= künstlicher Zahnstumpf
10	= Wachsmodell
11	= Aufnahmedorn
12	= Kontaktfläche
13	= Gußform
14	= Metallmodell
15	= Aufnahmeeinrichtung
16	= Sockel
17	= Kontaktfläche

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, in dem eine negative Abdruckform (5) mit einer Metallschicht (6) überzogen und mit Gips ausgegossen und so ein positives, die Metallschicht (6) tragendes Gipsmodell (8) eines Zahnstumpfes (3) erzeugt wird, welches entsprechend dem Gegenbiß mit Wachs aufgebaut und so ein positives Wachsmodell (10) einer zu ersetzenden Zahnpartie geschaffen wird, von dem durch Einbetten und Ausschmelzen des Wachses eine Gußform (13) erstellt und diese mit Metall ausgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das positive Gipsmodell (8) mit der Metallschicht (6) auf der Oberfläche und das positive Meiallmodell (14) miteinander erosiv derart bearbeitet werden, daß von der Kontaktfläche (17) des Metallmodells (14) Material abgetragen wird und dabei eine noch genauere Anpassung an die Formgebung der Metallschicht (6) auf dem Gipsmodell (8) erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallschicht (6) kolloidales Silber auf die Abdruckform (5) im Bereich des Zahnstumpfes (3) aufgebracht und diese Silberschicht durch elektrolytische Abscheidung verstärkt wird, bis eine Schichtdicke von 0,15 bis 0,3 mm erzielt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem positiven Wachsmodell (10) ein Aufnahmedorn (11) angebracht und mit dem Metall mit abgegossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmedorn (11) in Einschubrichtung des Metallmodells (14) auf den Zahnstumpf (3) am Wachsmodell (10) angebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der erosiven Bearbeitung des Metallmodells (14) mit dem Gipsmodell (8) ein kapillarer Spalt erzeugt wird.