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Verfahren und Vorrichtung zum formgebenden Pressen oder Prägen von
thermoplastischen Kunststoffen für die Herstellung von Prothesen, insbesondere Zahnprothesen
Zum
Verformen von thermoplastischen Kunststoffen sind die verschiedensten Preßverfahren
entwickelt worden, denen allen gemeinsam ist, daß verhältnismäßig kostspielige und
verwickelte Maschinen benutzt werden müssen, die zudem unter Äiiwendung hoher Drücke
arbeiten. Diese Verfahren und Vorrichtungen eignen sich daher wenig für solche Fälle,
in denen es sich darum handelt, Gegenstünde aus thermoplastischen Kunststoffen herzusteilen,
bei denen jeweils andere Formen erzeugt werden müssen, wobei nur verhältnismäßig
geringe hlengen an Kunststoff verarbeitet werden und die dazu verwendeten Formen
mehr oder minder behelfsmäßiger Art sind. Diese Aufgabe liegt bei der Herstellung
von Prothesen, insbesondere für die Zahnprothetik, vor, wo sehr rasch und behelfsmäßig
aus Gips hergestellte Formen zur Herstellung der zu erzeugenden Körper verwendet
werden müssen.
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Die Erfindung bezweckt, die Herstellung von Prothesen, insbesondere
von Zahnprothesen, aus thermoplastischen Kunststoffen wesentlich zu erleichtern
und auf diese Weise eine rasche Erzeugung der jeweils wechselnden Körperformen zu
ermöglichen.
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Bei der Herstellung von Zahnprothesen ist bisher sowohl bei der Herstellung
von Unter als auch
Oberkiefermodellen, und zwar gleichgültig, ob
noch einzelne Zähne vorhanden sind oder nicht, wie folgt verfahren worden: Nachdem
der Zahnarzt vom Kiefer des Patienten einen Ahdruck genommen hat, wird diese Abdrucksform
nach Isolierung, z. B. mit Seifenwasser, mit Gips algezogen. Dadurch entsteht ein
Modell, das genau dem Kiefer gleicht. An dieses Modell wird eine sogenannte Hilfsbasisplatte,
die aus I bis 2 mm starkem Kunststoff besteht und durch Erhitzen plastiscll gemacht
wird, mit den Fingern weitgehend angedrückt. Etwaiger Überschuß wird mittels eines
Fräsers entfernt. Auf dem Kieferkamm der Basisplatte wird durch Anschmelzen von
Wachs ein Wachswall befestigt. Diese so vorbereitete Platte l>ekommt der Patient
an Stelle der anzufertigenden Prothese in den Mund. Durch Zubeißen markieren sich
seine an der gegenüberliegenden Seite noch vorhalldenen Zähne in dem Wachs. Von
dem nicht durch die Prothese zu ersetzenden Gegenkiefer wird el)enfalls ein Abdruck
genommen, der ausgegossen und in den markierten Wachswall gesetzt wird. Da jetzt
der Biß des Patienten festgelegt ist, können die künstlichen Zähne durch Erweichen
des Wachses in die erforderliche Lage gestellt werden. Nach einer nochmaligen Anprobe
wird das Modell, das aus Zähnen, Hilfsbasisplatte und Wachs besteht, so geformt.
daß es die gleiche Form wie die herzustellende Prothese annimmt. Durch ein Einbetten
in zwei Phasen werden, nachdem der Gips erhärtet ist, Matrize und Patrize erzielt.
Durch Wegbrühen des Wachses und Entfernen der Hilfsbasisplatte wird ein Hohlraum
geschaffen, in den das bleibende ISasismaterial aus thermoplastischem Kunststoff
hineingestopft wird. Durch Aufpressen der Matrize wird sodann ein genaues Anpassen
am Kiefermodell erzielt. Nach Kochen, Vulkardsieren oder trockenem Erhitzen nimmt
das Material seine starre Form an.
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I)urch Fräsen, Beschleifen und Polieren wird die l>rothese endgültig
fertiggestellt. Erst jetzt kann der Zahnarzt feststellen, ob die Prothese den in
bezug auf Saugkraft und Sitz zu stellenden Anforderungen genügt.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat zum Ziele, diesen umständlichen
Arbeitsgang wesentlich zu vereinfachen und abzukürzen, und zwar derart, daß die
vom Kiefer abgenommene Abdruckform mit Gips ausgegossen und dieses so entstandene
Gipsmodell, das dem Kiefer vollkommen gleicht, unmittelbar als Form oder Matrize
für den Preß-oder Prägevorgang benutzt wird. Hierzu wird vorgeschlagen, daß der
thermoplastische Kunststoff unter Zwischenschaltung einer Membran mittels Flüssigkeitsdruck
gegen das Modell gepreßt wird.
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Als Flüssigkeit wird vorzugsweise Wasser verwendet. Das Wasser wird
auf die Erweichungstemperatur des Kunststoffes gebracht und anschließend unter Aufrechterhaltung
des Druckes abgekühlt. Auf diese Weise wird erreicht, daß jede Feinheit des Gipsmodells
sich in dem thermoplastischen Kunststoff, der durch die Erhöhung der Temperatur
weich gemacht worden ist, abprägt und so in einem Arbeitsgang der fertige Formkörper
hergestellt wird. Die Abkühlung der Druckflüssigkeit unter Aufrechterhaltung des
Druckes ist hierbei erforderlich, um zu vermeiden, daß der thermoplastische Kunststoff
sich während des Abkühlens von dem Modell abhebt, wodurch unerwünschte Verformungen
auftreten.
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In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann
so vorgegangen werden, daß die Temperatursteigerung der Druckflüssigkeit gleichzeitig
zur Erzielung des gewünschten Verformungsdruckes ausgenutzt wird, indem beispielsweise
die Druckflüssigkeit in dem geschlossenen, mit der Membran versehenen Behälter erhitzt
wird.
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Während auf diese Weise unter Verwendung des in Gips geformten Kieferabdruckes
als Modell im ersten Arbeitsgang unmittelbar die Zahnprothese entsteht, werden in
einem zweiten Arbeitsgang die Zähne an dieser Prothesenplatte vorzugsweise durch
Anschweißen befestigt. Das Aufsetzen der Zähne auf diese Kieferplatte erfolgt, wie
bei den bisher bekannten und beschriebenen Herstellungsverfahren, indem ein Wachswall
aufgesetzt wird, der dem Festlegen der Zahnstellungen dient. Durch das Verfahren
nach der Erfindung wird aber die Herstellung der sogenannten Hilfsbasisplatte eingespart
und es ergibt sich unmittell>ar die Grundplatte für die anzufertigende Prothese.
Bei der Bißnahme durch den Patienten kann unmittelbar die Adhäsion geprüft werden
und, sofern die Prothese nicht genau sitzen sollte, kann ohne große Zeit- und Werkstoffverluste
ein neuer Abdruck genommen und die Platte nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
noch einmal umgeformt werden. Durch das völlig genaue Anliegen der Grundplatte im
Munde bei der Bißnahme wird die Arbeit und die Überprüfung des Sitzes wesentlich
erleichtert, weil insbesondere bei der Bißnahme die Prothese nicht mehr herunterfallen
und abrutschen kann. Die Platte sitzt völlig fest im Munde des Patienten, so daß
dieser mit großer Sicherheit zubeißen kann und so ein genaues Arbeiten gewährleistet
ist. Eine solche Arbeit war bei den bisher bekannten und üblichen Verfahren nicht
möglich, denn die verwendete Hilfsbasisplatte mußte bei höheren Temperaturen von
Hand an das Modell angepreßt werden. Durch das bloße Andrücken mit den Fingern ergab
sich niemals ein genaues Anliegen am Modell, weil der Druck notwendigerweise ungleichmäßig
und ungenügend erfolgte.
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Die Erfindung hetrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausübung des beschriebenen
Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einem Druckgefäß mit einer flüssigkeitsdicht
eingesetzten Membran, vorzugsweise aus Gummi. Uber diese Membran wird kraftschlüssig
ein Träger für das Modell, die sogenannte Küvette, aufgepreßt. In der Vorrichtung
werden Mittel vorgesehen, um die Temperatursteigerung herbeizuführen. Vorzugsweise
wird hierzu eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen, die im Druckgefäß untergebracht
sein kann. Es ist aber auch möglich, diese Heizvorrichtung in die Küvette zu verlegen,
oder auch die Heizvorrichtung sowohl in der Küvette, als auch im Druckgefäß vorzusehen.
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Ferner ist eine Kühlvorrichtung, beispielsweise in Form einer E;ühlschlange,
die im Druckgefäß untergebracht ist, vorzusehen. Es ist jedoch genau so, wie hinsichtlich
der Heizeinrichtung, möglich, die Kühlvorrichtung in die Küvette zu verlegen, oder
auch sowohl im l)ruckgefäß als auch in der Küvette eine Kiihlvorrielltullg anzuordnen.
Durch die Heizvorrichtung wi rd die erforderliche Temperatursteigeruhig herl)eigefiihrt,
die zum Erweichen des thermoplastisellell Kunststoffes führt und seine Verformung
gestattet. Die Kühlung hat den Zweck, siclerzusteI len, daß der Kunststoff abgekühlt
wird, ehe er der I>reßform entnommen wird. Es erscheint l)eson(ltrs vorteilhaft,
die Heizung und Kühlung in las Druckgefäß zu verlegen, so daß sich das Wasser, das
zweckmäßigerweise als Druckflüssigkeit benutzt wird, erwärmt und dann wieder abkühlt.
Die 'I'cmI'craturerhöhung des im geschlossenen Raum I,cfindlichcn Wassers bringt
selbsttätig eine Drucksteigerung mit sich, die zur Ausübung des Preß-oder I>rägedruckes
auf die Membran und damit auf deii plastisell n-erdenden Kunststoff ausgenutzt wird.
lAei der Abkühlung des Druckwassers würde ohne l>esondere 'orkehrungen der Druck
abnehmen.
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Er muß aber aufrechterhalten werden, bis der Kunststoff ebellfalls
abgekühlt ist, da sonst keine genaue NViedergale des hlodells erfolgt. Um dies zu
erreichen. wird in der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine auf die Flüssigkeit
wirkende Druckpumpe vorgesehen. beispielsweise in Gestalt eines zum Druckraum hin
offenen Zylinders mit einem durch Handrad und Spindel verschraubbaren Koll,en.
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Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung
kommt vornehmlich für die Zahnprothetik in Frage. Es ist jedoch ohne weiteres m(iglicll.
das Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung auch für die Herstelluìlg
anderer Gegenstände, insbesondere von Prothesen anderer Art aus thermoplastischen
Kunststoffen zu lenutzen.
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Nachstchend wird eine Vorrichtung gemäß der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert, und zwar eine solche, wie sie in der Zahnprothetik benutzt werden
kann.
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Die Abbildung zeigt die Vorrichtung in einem senkrechten Axialsehnitt.
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Die Vorrichtung besteht aus dem Druckgefäß I, das an seinem oberen
Ende mit einem besonders geformteii Ringkörper 2 versehen ist, der der Befestigung
der Membran 3 dient. Der Innenumfang des Ringes 2 ist so gestaltet, daß in ihn die
Küvette 4 eingesetzt werden kann, die das Gipsmodell des Kiefers trägt. Auf die
Küvette wirkt eine Druckplatte 5, die mit Handrad 6 und Spindel 7 niedergedrückt
werden kann. Die Spindel 7 ist in einem aufklappbaren Bügel 8 geführt, so daß die
Druckplatte mit Spindel und Handrad durch Aufklappen des Bügels voll der Küvette
bzw. dem Druckgefäß abgehoben werden kann.
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Im Druckraum ist eine elektrische Heizspirale 9 vorgesehen. An Stelle
einer solchen könnte naturgemäß auch jede andere geeignete Heizvorrichtung vorgesehen
werden. Ferner ist in dem Druckgefäß eine Kühlwasserschlange Io angeordnet. In das
Druckgefäß ragt ein Rohr für das Thermometer 1 1 hinein. Außerdem ist zur Überwachung
der Druckverhältnisse ein Manometer 12 vorgesehen.
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Verbunden mit dem Druckgefäß ist ferner eine Pumpe 13. Diese besteht
aus einem Zylinder I4, der zum Druckgefäß hin offen ist. In diesem Zylinder hefindet
sich ein beweglicher Kolben I5, der mit Hilfe eines Handrades I6 und einer Spindel
I7 axial im Zylinder bewegt werden kann.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Heiz- und Kühlvorrichtung auch
in die Küvette zu verlegen, oder sowohl in die Küvette als auch im Druckgefäß solche
Kühl- und Heizvorrichtungen anzuordnen.
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Es ist weiter möglich, die Membran und damit die Küvette an eine andere
Stelle des Druckgefäßes zu verlegen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei aufgeklapptem
Bügel 8 wird eine Küvette mit einem Gipsmodell des Kiefers eingelegt, nachdem zuvor
eine Platte aus thermoplastischem Kunststoff auf die Membran aufgelegt worden ist.
Der Bügel 8 wird geschlossen und verriegelt und die Druckplatte 5 auf die Küvette
heruntergeschraubt. Sodann wird der Heizstrom eingeschaltet und unter Beobachtung
der Temperatur und des sich einstellenden Druckes das Druckwasser erwärmt. Die Drucksteigerung
erfolgt infolge der Erwärmung selbsttätig und durch die Membran hindurch wird gleichzeitig
der thermoplastische Kunststoff erweicht.
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Infolge des gleichmäßig auf die Membran ausgeübten Druckes wird jede
Einzelheit des Gipsmodells im Kunststoff abgeprägt. Wenn der erforderliche Druck
und die erforderliche Temperatur erreicht sind, wird die Heizung abgestellt und
Temperatur und Druck solange aufrechterhalten, wie erforderlich ist, um den genauen
Abdruck herzustellen. Sodann wird die Kühlung angestellt und die Druckflüssigkeit
abgekühlt. Diese Kühlwirkung teilt sich über die Membran dem Kunststoff mit und
kühlt auch diesen ab. Da bei der Abkühlung der Druck der erwärmten Flüssigkeit nachläßt,
muß zur Aufrechterhaltung des Druckes während der Kühlperiode die Handpumpe I3 betätigt
werden. Es ist selbstverständlich möglich, diese Pumpe durch eine Pumpe anderer
Art, beispielsweise eine selbsttätig wirkende Pumpe, zu ersetzen.
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Wenn die Druckflüssigkeit sich vollkommen abgekühlt hat, ist das
Erzeugnis erhärtet und kann der Preß- oder Prägvorrichtung entnommen werden. In
der Zeichnung ist der Augenblick beendeter Verformung des Kunststoffes dargestellt,
wobei die Druckplatte 5 bereits angehoben ist, nachdem zuvor der Druck im Druckgefäß
entlastet wurde.
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Mit einer Vorrichtung der gekennzeichneten Art lassen sich auch sogenannte
Funktionsabdrücke in einfacher Weise herstellen, da alle Arbeiten mit der Vorrichtung
unter geringem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Die Erfindung ist indes nicht
auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind
Abwandlungen bezüglich der Ausbildung und Anordnung
der Einzelteile
zueinander möglich, ohne daß hierdurch vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen
würde.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum formgebenden Pressen oder Prägen
von thermoplastischen Kunststoffen für die Herstellung von Prothesen, Zahnprothesen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff unter Zwischenschaltung einer Membran
mittels Flüssigkeitsdruckes gegen das Modell gepreßt wird, wobei die Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser, auf die Erweichungstemperatur des Kunststoffes gebracht und
anschließend unter Aufrechterhaltung des Druckes abgekühlt wird.