DE3339004C1 - Dental laboratory burs or dental cutting instruments or dental handpieces with cutting edges comprising one or more abrasion layers of compounds of titanium with carbon and/or nitrogen - Google Patents

Dental laboratory burs or dental cutting instruments or dental handpieces with cutting edges comprising one or more abrasion layers of compounds of titanium with carbon and/or nitrogen

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DE3339004C1 DE19833339004 DE3339004A DE3339004C1 DE 3339004 C1 DE3339004 C1 DE 3339004C1 DE 19833339004 DE19833339004 DE 19833339004 DE 3339004 A DE3339004 A DE 3339004A DE 3339004 C1 DE3339004 C1 DE 3339004C1
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Abstract

The invention relates to dental laboratory burs or dental cutting instruments or dental handpieces with cutting edges, especially carbide-tipped or diamond-tipped instruments. The dental laboratory burs or dental cutting instruments or handpieces with cutting edges according to the invention are distinguished by displaying an especially long service life which is up to ten times greater than that of comparable instruments or handpieces. The burs or cutting instruments or handpieces with cutting edges, according to the invention, for dentists or dental technicians are characterized in that their cutting edges are rounded with radii between 0.01 and 0.09 mm and that they have, at least in the region of the cutting edges, one or more layers of compounds of titanium with carbon and/or nitrogen, if appropriate with an intermediate layer of Al2O3.

Description

Die Erfindung betrifft zahnärztliche oder zahntechnische Fräs- oder Schneidinstrumente oder zahnärztliche oder zahntechnische Handinstrumente mit Schneidkanten, insbesondere hartmetaHbestückte oder diamantbestückte Instrumente dieser Art.The invention relates to dental or dental technology Milling or cutting instruments or dental or dental technical hand instruments with cutting edges, especially hard metal or diamond-tipped instruments of this type.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 41 783 ist es bereits bekannt, gesinterte Hartmetallkörper, wie zum Beispiel Schneideeinsätze für die spanabhebende Bearbeitung, mit einer Oberflächenverschleißschicht zu versehen, welche aus einer unteren Titancarbidschicht und iiner äußeren Schicht aus Titannitrid oder Titancarbonitrid besteht.From the German Offenlegungsschrift 23 41 783 it is already known to sintered hard metal bodies, such as for example cutting inserts for machining, with a surface wear layer too provided, which consists of a lower titanium carbide layer and an outer layer made of titanium nitride or titanium carbonitride consists.

Weiterhin sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 63 210 Verschleißteile aus Hartmetall bekannt, welche einen Oberflächenüberzug aus mehreren verschieden zusammengesetzten Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und Stickstoff aufweisen.Furthermore, from the German Offenlegungsschrift 63 210 wear parts made of hard metal are known which a surface coating of several differently composed layers of compounds of titanium with carbon and nitrogen.

Bei rotierenden, zahnärztlichen Fräs- oder Schneidinstrumenten sowie auch bei zahnärztlichen Handinstrumenten mit Schneidkanten, die von Zahnärzten bzw. zahntechnischen Labors benutzt werden, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Oberflächen dieser Werkzeuge, insbesondere deren beanspruchte Schneiden und Kanten der beim Einsatz dieser Werkzeuge auftretenden Beanspruchung anzupassen. So gibt es beispielsweise Fräsen, die zur Senkung der Kosten an zwei Enden geschliffen sind, so daß deren Lebensdauer verdoppelt ist. Diese Fräsen weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihre Herstellung kompliziert ist und auch die Spannzangen der Handstücke sehr viel rascher als bei Fräsen mit glattem Schaft abgenützt werden. Weiterhin gibt es bereits Fräsen, welche mehrere Segmente mit Sollbruchstellen aufweisen, so daß nach dem'Stumpfwerden einer solchen Fräse jeweils das stumpfe Stück abgesprengt werden kann und die noch nicht benutzten Teile der Fräse dann weiter verwendet werden können. Der Nachteil solcher Fräsen mit SoIlbruchsteHen ist jedoch darin zu sehen, daß diese bei dem Arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten, wie sie in der zahnärztlichen Praxis und in zahntechnischen Labors auftreten, bei größerem Anpreßdruck abbrechen können, so daß hier Verletzungen und speziell Augenverletzungen auftreten können.
Weiterhin ist es bereits bekannt, solche zahnärztlichen Instrumente aus gesinterten Hartmetall herzustellen. Die Härte solcher gesinterten Hartmetallinstrumente ist von den Legierungen her nicht beliebig zu steigern, da sonst die Nachbearbeitung mit den ohnehin sehr teueren Diamantscheiben schwierig und zu teuer wird. Solche Hartmetallinstrumente werden insbesondere zur Bearbeitung von Kronen und Brücken aus Chrom-Kobalt-Legierungen oder Nickel-Chrom-Legierungen, welche bei Aufbrennkeramiken verwendet werden, eingesetzt Weiterhin ist es bereits bekannt, für Implantatinstrumente sehr harte Titanlegierungen zu verwenden. Selbst solche Fräsen aus Titanlegierungen werden jedoch bei Implantatarbeiten rasch abgenutzt, bei solchen Implantaten ist jedoch die Unversehrtheit des Knochens, an welchem der Fräsvorgang durchgeführt wird, besonders wichtig. Auch bei zahnärztlichen Handinstrumenten, z. B. den Spitzen von Zahnsteinreinigungsgeräten, tritc an deren Schneide sehr rasch eine Abnutzung auf, weil der Zahnschmelz, der von den schädlichen Belägen gereinigt werden soll, sehr hart ist Durch Anwendung eines zu hohen Drucks kann jedoch die Zahnschmelzstruktur von natürlichen Zähnen leicht Risse erhalten.With rotating, dental milling or cutting instruments as well as with dental hand instruments with cutting edges, which are used by dentists or dental laboratories, there are various possibilities of adapting the surfaces of these tools, in particular their cutting edges and edges, to the stress that occurs when these tools are used . For example, there are milling cutters that are ground at two ends to reduce costs, so that their service life is doubled. However, these milling cutters have the disadvantage that their production is complicated and the collets of the handpieces are also worn out much more quickly than with milling cutters with a smooth shaft. Furthermore, there are already milling machines which have several segments with predetermined breaking points, so that after such a milling machine has become blunt, the blunt piece can be blasted off and the parts of the milling machine that are not yet used can then be used again. However, the disadvantage of such milling cutters with solenoids is that they can break off when working at high speeds, as occur in dental practice and in dental laboratories, with greater contact pressure, so that injuries and especially eye injuries can occur here.
Furthermore, it is already known to manufacture such dental instruments from sintered hard metal. The hardness of such sintered hard metal instruments cannot be increased arbitrarily by the alloys, since otherwise the reworking with the already very expensive diamond disks would be difficult and too expensive. Such hard metal instruments are used in particular for processing crowns and bridges made of chromium-cobalt alloys or nickel-chromium alloys, which are used in ceramic fused-on ceramics. Furthermore, it is already known to use very hard titanium alloys for implant instruments. Even such milling cutters made of titanium alloys wear out quickly during implant work, however, with such implants the integrity of the bone on which the milling process is carried out is particularly important. Even with dental hand instruments, e.g. B. the tips of tartar cleaning devices, wear and tear on their cutting edge very quickly because the enamel that is to be cleaned of the harmful deposits is very hard. However, the enamel structure of natural teeth can easily become cracked by applying too high a pressure.

Weiterhin ist es bereits bekannt. Werkzeuge und Instrumente mit einer Diamantbestückung zu versehen.Furthermore, it is already known. Tools and instruments to be provided with a diamond tipping.

Hierbei ist es sowohl möglich, Hartmetallinstrumente oder auch Instrumente aus speziellen Stählen mit feinen Diamantsplittern zu bestücken. Diese Bestückung erfolgt, indem in einem galvanischen Vernickelungsbad Diamantpulver, d. h. kleinste Diamantsplitter, aufgeschlämmt werdeh und das Werkzeug galvanisch vernikkelt wird, wobei bei dieser galvanischen Vernickelung in der abgeschiedenen Nickelschicht die Diamantsplitter eingebettet und damit gleichzeitig auf dem Werkzeug abgeschieden werden. Eine solche Arbeitsweise ist beispielsweise in Industrial Diamond Review, March 1974, Seiten 84—88, beschrieben.It is possible to use hard metal instruments or instruments made of special steels with fine To equip diamond splinters. This assembly is done by in a galvanic nickel plating bath Diamond powder, d. H. The smallest diamond splinters are slurried and the tool is galvanically nickel-plated is, with this galvanic nickel plating in the deposited nickel layer the diamond splinters embedded and thus deposited on the tool at the same time. Such a way of working is, for example in Industrial Diamond Review, March 1974, pp. 84-88.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von zahnärztlichen Fräs- oder Schneidinstrumenten bzw. Werkzeugen oder zahnärztlichen Handinstrumenten mit Schneidkanten, welche langer scharf bleiben, geringeren Verschleiß zeigen, und bessere Schneidfähigkeit aufweisen.The object of the present invention is therefore to provide dental milling or cutting instruments or tools or dental hand instruments with cutting edges that are longer stay sharp, show less wear, and have better cutting ability.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die erfindungsgemäßen zahnärztlichen oder zahntechnischen Fräs- oder Schneidinstrumente oder zahnärztlichen oder zahntechnischen Handinstrumente mit Schneidkanten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß ihre Schneidkanten mit Radien zwischen 0,01 und 0,09 mm abgerundet sind und daß sie wenigstens im Bereich der Schneidkanten eine oder mehrere Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff, gegebenenfalls mit einer Zwischenschicht aus AI2O3, aufweisen.
Vorteilhafterweise sind die Schneidkanten der erfin-To solve this problem, the dental or dental milling or cutting instruments according to the invention or dental or dental hand instruments with cutting edges, which are characterized in that their cutting edges are rounded with radii between 0.01 and 0.09 mm and that they are at least in the range of Cutting edges have one or more layers of compounds of titanium with carbon and / or nitrogen, optionally with an intermediate layer of Al2O3.
Advantageously, the cutting edges of the invented

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dungsgsmäßen, zahnärztlichen oder zahntechnischen 3 um aufgebracht Als auBenliegende Schicht wurde Instrumente oder Handinstrumente mit Radien zwi- dann eine Schicht aus Titannitrid in einer Dicke 1 μηι sehen 0,02 und 0,06 mm abgerundet aufgebrachtdungsgsmäßen, dental or dental to 3 applied as a layer auBenliegende instruments or hand instruments was then be- radii with a layer of titanium nitride in a thickness of 1 μηι see 0.02 and 0.06 mm rounded applied

Weiterhin wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh- Bei Versuchen wurde gefunden, daß durch Anwen-Furthermore, according to a preferred embodiment, it has been found in tests that by use

rungsform auf solche zahnärztlichen oder zahntechni- s dung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Standzeit sehen Instrumente oder Handinstrumente, welche ein- von sonst identischen Fräsen um mindestens das lOfaschließlich ihrer Schneidekanten aus kohlenstoffarmen ehe erhöht werden konnte, wobei bis zu 20fach höhere Stählen hergestellt sind, oder welche diamantbestückt Standzeiten erreicht werden konnten, wurden, nur eine Schicht aus Titancarbid aufgebracht Ähnliche Verbesserungen zeigen sich beim Beschich-Approximate form of such dental or dental technology of the method according to the invention, the service life see instruments or hand instruments, which one of otherwise identical mills by at least 10% Their cutting edges from low-carbon before could be increased, being up to 20 times higher Steels are made, or which diamond-tipped service life could be achieved, were applied, only one layer of titanium carbide. Similar improvements can be seen in the coating

Bei diamantbestückten Instrumenten ist es weiterhin io ten von zahnärztlichen oder zahntechnischen Handinvorteilhaft nur eine Schicht aus Titannitrid aufzubrin- strumenten mit Schneidkanten, beispielsweise bei gen. Eine Schicht aus Titancarbid sieht silbrig aus, wan- Werkzeugen zur Entfernung von Zahnstein, rend die Färbung der Titannitridschicht schwarz bis Unter Schneidkanten von Instrumenten und Handin-In the case of diamond-tipped instruments, it is still advantageous for dental or dental technicians only one layer of titanium nitride to be applied with cutting edges, for example in gen. A layer of titanium carbide looks silvery, if tools for removing tartar, the color of the titanium nitride layer is black to the under cutting edges of instruments and hands.

goldfarben ist strumenten der genannten Art sind alle Kanten der In-gold-colored instruments of the type mentioned are all edges of the in-

Bei der Herstellung von beschichteten, diamantbe- 15 Strumente zu verstehen, die zur Entfernung von Materistückten Instrumenten und Handinstrumenten wird al dienen wie die Kanten von Bohrern, Fräsern usw. bzw. werden die Schicht bzw. die Schichten bevoszugt Das Abrunden der^Kanten der zahnärztlichen oderIn the manufacture of coated, diamond-coated instruments to be understood that are used to remove pieces of material Instruments and hand instruments will serve as alike the edges of drills, milling cutters, etc. or the layer or layers are preferred Rounding off the ^ edges of the dental or

nach dem chemischen Abscheidevorfahren aus der zahntechnischen Instrumente oder Handinstrumente Gasphase durchgeführt Da hierbei Temperaturen von kann nach jeder an sich bekannten Arbeitsweise durchgrößenordnungsmäßig 1000° C angewandt werden, 20 geführt werden. Vorteilhafterweise erfolgt dieses Abscheint es eine Reaktion zwischen der abgeschiedenen runden durch Feinschleifen oder Polieren unter Zusatz Schicht und den Oberflächen der Diamantsplitter zu von abrasiven Zusätzen, wobei dieses Abrunden trokgeben, wodurch eine besonders feste Bindung erzielt ken oder naR erfolgen kann. Bevorzugt wird das sogewird. nannte »Scheuern« in einer Trommel unter Verwen-after the chemical deposition process from dental instruments or hand instruments Gas phase carried out Since this temperature can be of the order of magnitude according to any working method known per se 1000 ° C are applied, 20 are performed. Advantageously, this appears there is a reaction between the deposited rounds by fine grinding or polishing with addition Layer and the surfaces of the diamond chips to of abrasive additives, this rounding dry, whereby a particularly strong bond can be achieved ken or naR. This is preferred. called "scrubbing" in a drum using

Die Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung des 25 dung einer Trägermasse oder Schleifmasse durchge-Verfahrens zum Beschichten von Werkzeugen, insbe- führt Ebenfalls ist es möglich, das Abrunden in einer sondere Hartmetallwerkzeugen, mit einer oder mehre- Vibrationsvorrichtung in an sich bekannter Weise ren Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlen- durchzuführen, stoff und/oder Stickstoff, gegebenenfalls mit einer Zwischenschicht aus AI2O3, auf zahnärztliche oder zahntechnische Fräs- oder Schneidinstrumente oder auf zahnärztliche oder zahntechnische Handinstrumente mit Schneidkanten, insbesondere auf rotierende zahnärztliche oder zahntechnische Instrumente.The invention also relates to the use of the carrier compound or abrasive compound run-through method for coating tools, in particular It is also possible to do the rounding in one special hard metal tools, with one or more vibration device in a manner known per se to carry out ren layers of compounds of titanium with carbon, substance and / or nitrogen, if necessary with an intermediate layer of AI2O3, on dental or dental technology Milling or cutting instruments or on dental or dental technical hand instruments with cutting edges, in particular on rotating dental or dental technology instruments.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei Auftrag einer Verschleißschicht aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff, gegebenenfalls mit einer Zwischenschicht aus Aluminiumoxid, und Abrundung der Schneidkanten der zahnärztlichen oder zahntechnischen Instrumente oder Handin^trumente sich wesentlich längere Standzeiten ergeben, selbst im Vergleich zu gleichartigen zahnärztlichen oder zahntechnischen Instrumenten oder Handinstrumenten, welche eine identische Verschleißschicht auf scharfen Schneidkanten aufweisen.Surprisingly, it has been found that when a wear layer made of compounds of titanium is applied with carbon and / or nitrogen, optionally with an intermediate layer of aluminum oxide, and Rounding of the cutting edges of dental or dental technical instruments or hand instruments significantly longer service lives result, even in comparison to similar dental or dental technology Instruments or hand instruments that have an identical wear layer on sharp Have cutting edges.

Die Schneidkanten der zahnärztlichen oder zahntechnischen Instrumente oder Handinstrumente können entweder aus einem an sich bekannten und üblicherweise hierfür verwendeten Werkzeugstahl bestehen, oder sie können auch hartmetallbestückt sein.The cutting edges of the dental or dental technical instruments or hand instruments can either consist of a tool steel known per se and usually used for this purpose, or they can also be carbide-tipped.

Das Verfahren zum Beschichten von Werkzeugen und insbesondere Hartmetallwerkzeugen mit einer oder mehreren Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff ist an sich bekannt. Hierzu gibt es zwei Verfahrensweisen, nämlich einmal die Abscheidung der Schicht der Titanverbindung bzw. der Schichten der Titanverbindung durch physikalische Dampfablagerung, d. h. das sogenannte Vakuumaufdampfen. Eine zweite Verfanrensweise besteht in der sogenannten chemischen Abscheidung aus der Gasphase. Diese Verfahrensweise ist beispielsweise in der zuvor genannten deutscher! Offenlegungsschrift 23 41 783 beschrieben.The method for coating tools and in particular hard metal tools with an or several layers of compounds of titanium with carbon and / or nitrogen is known per se. There are two procedures for this, namely the deposition of the layer of the titanium compound or the layers of titanium compound by physical vapor deposition, d. H. the so-called vacuum evaporation. A second method consists in what is known as chemical deposition from the gas phase. This procedure is for example in the previously mentioned German! Offenlegungsschrift 23 41 783 described.

Gemäß der in dieser deutschen Offenlegungsschrift 23 41 783 beschriebenen Verfahrensweise wurden Zahnfräser zunächst mit einer Titancarbidschicht in einer Stärke von 4 bis 5 μηι beschichtet. Anschließend wurde eine Schicht aus AI2O3 in einer Dicke von 2 bisAccording to the procedure described in this German Offenlegungsschrift 23 41 783 Tooth milling cutter initially coated with a titanium carbide layer in a thickness of 4 to 5 μm. Afterward was a layer of Al2O3 in a thickness of 2 to

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Zahnärztliche oder zahntechnische Fräs- oder Schneidinstrumente oder zahnärztliche oder zahntechnische Handinst rumen te mit Schneidkanten, insbesondere hartmetaHbestückte oder diamantbestückte Instrumente, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Schneidkanten mit Radien zwischen 0,01 und 0,09 mm abgerundet sind und daß sie wenigstens im Bereich der Schneidkanten eine oder mehrere Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff, gegebenenfalls mit einer Zwischenschicht aus AI2O3, aufweisen.1. Dental or dental technology milling or cutting instruments or dental or dental technology Hand instruments with cutting edges, especially those tipped with hard metal or diamonds Instruments, characterized in that their cutting edges with radii between 0.01 and 0.09 mm are rounded and that they have one or more at least in the region of the cutting edges Layers of compounds of titanium with carbon and / or nitrogen, optionally with an intermediate layer made of Al2O3. 2. Instrumente oder Handinstrumente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Schneidkanten mit Radien zwischen 0,02 und 0,06 mm abgerundet sind.2. Instruments or hand instruments according to claim 1, characterized in that their cutting edges are rounded with radii between 0.02 and 0.06 mm. 3. Instrumente oder Handinstrumente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Falle von kohlenstoffarmen Stählen oder von diamantbestückten Instrumenten nur eine Schicht von Titancarbid aufweisen.3. Instruments or hand instruments according to claim 1 or 2, characterized in that they are im In the case of low-carbon steels or diamond-tipped instruments, only one layer of Include titanium carbide. 4. Anwendung des Verfahrens zum Beschichten von Werkzeugen, insbesondere Hartmetall werkzeugen oder diamantbestückten Werkzeugen, mit einer oder mehreren Schichten aus Verbindungen des Titans mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff, gegebenenfalls mit einer Zwischenschicht aus AI2O3, auf zahnärztliche oder zahntechnische Fräs- oder Schneidinstrumente oder auf zahnärztliche oder zahntechnische Handinstrumente mit Schneidkanten, insbesondere auf rotierende zahnärztliche oder zahntechnische Instrumente, nach einem der Ansprüche 1 bis 3.4. Application of the method for coating tools, especially hard metal tools or diamond-tipped tools, with one or more layers of compounds of titanium with carbon and / or nitrogen, optionally with an intermediate layer of Al2O3 dental or dental technology milling or cutting instruments or dental or Dental hand instruments with cutting edges, in particular on rotating dental or Dental instruments according to one of Claims 1 to 3.
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