DE3343461A1

DE3343461A1 - Verfahren zur herstellung individueller formen zum abguss von biokompatiblen teilen aus hochreaktiven werkstoffen

Info

Publication number: DE3343461A1
Application number: DE19833343461
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Breme; Karl Dr. 8523 Baiersdorf Junger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1985-06-13

Description

Verfahren zur Hesstelluno individueller Formen zum Abguß
von biokompatiblen Teilen aus hochreaktiven Werkstoffen.
In der Biomedizin werden zlAr Zeit bevorzugt Werkstoffe mit hoher Festigkeit, einem Mindestmaß an Formanderun9.svermöge und einer guten Gießbarkeit benutzt. Die gute Gießbarkeit dieser Werkstoffe (z.B. Edelstahl oder Cr-Mo-Co-LesiertÀnoe beruht vor allem darauf, daß sie leicht zu handhaben sind, da ihre Reaktivität gegenüber den Gasen der Atmosphäre und gegenüber anderen Werkstoffen, z.B. Keramiken, begrenzt is Zahnersatz zum Beispiel, bestehend aus diesen Werkstoffen, kann im sogenannten Wachsausschmelzverfahren hergestellt werden. Das Modell wird dabei aus Wachs hergestellt und mi keramischen Massen hinterfüllt. Anschließend wird das Wach ausgeschmolzen und die entstandene keramische Form mit dem genannten Gußwerkstoff, z.B. im Schleudergußverfahren, auf.
gefüllt.
Der Nachteil bei der Anwendung der genannten Werkstoffe be steht darin, daß sie häufig nicht biokompatibel sind. Bekannt sind z.B. Allergien, die aufgrund von typischen Legif rungselementen, wie Nickel oder Eisen, auftreten.
Als biokompatible Werkstoffe sind dagegen hochreaktive Werk stoffe aus Titan, Tantal, Nliob oder Zirkonium und deren LegIerungen bekannt. Diese Werkstoffe sind in den gefordert mechanischen Eigenschaften den genannten Werkstoffen ebenbürtig oder überlegen. In der Körperverträglichkeit sind si Eelstahl oder Cr-Mo-Co - Le^erunSen vorvuriehen. Es Ist bekannt, daß bei Patienten, bei denen mit üblichen Prothese Allergien auftraten, keine Allergie mehr beobachtet wurde, wenn sie z.B. mit Titanwerkstoffen versorgt wurden. Der Vor teil der genannten Werkstoffgruppe beruht darauf, daß sie sich selbst bei Raumtemperatur augenblicklich passivieren, d.h. ein sitzendes Oberflä.chenoxid bilden, worauf ihre Biokompatibilität beruht. Der Nachteil bei der Anwendung dieser Werkstoffe liegt darin begrçndet, daß sie aufgrund ihrer hohen Reaktivität mit der Atmosphäre oder mit anderen Werkstoffen nur schwer zu handhaben sind. Ein Abgießen in keramische Massen scheidet z.B. aus diesem Grund aus, da eine Reaktion mit der Keramik auftreten und die Abgußform zerstört würde.
Bekannt ist dagegen, daß diese Werkstoffe in eine metallisch Dauerform abgegossen werden konnen, wenn das Schmelzvolumen des Abgußwerkstoffes klein bzw. die Wärmeabfuhr der Form groß ist. Bekannt sind außerdem Formen aus Graphit, bei denen Jedoch eine Reaktion mit dem Kohlenstoff (Versprödung) insbesondere bei kleinen Teilen, auftritt. Bei der Herstellu von Zahnersatz sind solche Dauerformen oder Formen aus Graphit nicht geeignet, da stets individuelle Formen hergestellt werden müssen, mit denen der Gießwerkstoff nicht reagieren kann. Weiterhin sind Gießformen aus Yttriumoxid bekannt, die jedoch teuer sind. Außerdem stellt sich zwische dem Yttriumoxid und Titan z.P. ein Gleichcewicht ein, d.h.
das Titan nimmt einen gewissen Anteil an Sauerstoff auf und versprödet dadurch.
Die Erfindung löst'die's'ProDlëm'dadurch, daß das jeweilige Wachsmodell mit einem metallischen Werkstoff, z.B. Kupferpulver, umhüllt wird. Das Pulver wird in einem bevorzugten Beispiel gesintert. Beim Sinterprozeß schmilzt u.a. das Wachs aus. Die Form mit dem bestimmten Durchmesser wird in einen Metallblock, z.B. Kupfer, eingepaßt (AbS.2), Aufgrund der großen Wärmeabfuhr (Metallblock, gesinterte Gußform) kann der hochreaktive Werkstoff in bekannter Weise ( z.B. durch Schleuderguß ) in die Form abgegossen werden, ohne daß unerwünschte Reaktionen mit der Form entstehen.
In einem weiteren bevorzugten Beispiel (Abb.1) wird an die gesinterte Gießform (1), die ein gewisses Porenvolumen besitzt, im Augenblick des Absießens der Schmelze ein Vakuum angelegt, indem über ein Ventil (2) ein vorher evakuierter Raum (3) oder eine Vakuumpumpe (4) zu dem Ofenraum (5), der Schutzgas enthält, zugeschaltet wird. Das angelegte Vakuum unterstützt die Formfüllung der Gießform.
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Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung individueller Gußformen, dadurch gekennzeichnet, daß hochreaktive tlerkstoffe zum Gießen verwandt werden können.
2. Verfahren wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß Titan, Niob, Tantal, Zirkonium und deren Legierungen zum Gießen verwandt werden können.
3. Verfahren wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß eine metallische Gießform zum Gießen durch Sintern von Metallpulver hergestellt wird.
4. Verfahren wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießform wie unter 3. hergestellt wird und diese Form aus gesintertem Kupfer besteht.
5. Verfahren wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, d&ß eine Gießform wie unter 3. hergestellt wird und an diese Form beim Abgießen ein Vakuum zum Einsauce der Schmelze angelegt wird.