JP2012101070A - 成形体を製造する方法および未焼成材料 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度をもって容易な方法で加工することができる成形体、特に義歯または該義歯の部分を製造することができるセラミック未焼成材料、及び高精密な成形体の製造方法の提供。
【解決手段】金属粉末およびバインダから混合物を製造し、該混合物を圧縮して未焼成材料を形成し、該未焼成材料を室温から脱バインダ開始温度Ｔ_１へ加熱し、未焼成材料を加熱速度Ｒ_１で脱バインダ開始温度Ｔ_１から脱バインダ終了温度Ｔ_２へ制御して加熱することによって未焼成材料を脱バインダし、脱バインダされた未焼成材料を予備焼結し、冷却することであって、少なくとも加熱速度Ｒ_ＨＶＳ、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳおよび冷却速度Ｒ_ＫＶＳを、ブランクを形成する予備焼結された未焼成材料が、予備焼結後に１６％と２２％の間の表面気孔率を有するように調整し、ブランクを切削加工し、および加工されるブランクを高密度焼結して成形体を形成する。
【選択図】なし

Description

本発明は、成形体、特に義歯または該義歯の部分を、金属粉末を混合することによって製造する方法に関する。

更に、本発明は、義歯または該義歯の部分を製造するための未焼成材料に関する。

最近では、クラウンまたはブリッジのような義歯を製造するために、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術（Computer-Aided Design，Computer Aided Manufacturing）を用いる。該技術は、特に、セラミックの分野で用いられる。例えば、特許文献１を参照することができる。

特許文献２からは、義歯を製造するための方法を読み取ることができる。セラミックからなる予備焼結されたブランクを、フライス切削法によって加工し、次に、高密度焼結する。

特許文献３は、義歯を製造するためのＣＡＤ／ＣＡＭフライス切削法が公知である。この目的のために、まず、金属粉末をバインダと混合し、次に、金属粉末射出成形法によって、ブランクを製造する。このブランクから、フライス切削加工によって、成形体を製造する。成形体は、ブランクの焼結中に生じる収縮を考慮して製造される義歯である。

特許文献４によれば、歯科用合金から成形体を製造する。この成形体は、熱間静水圧圧縮成形によって高密度焼結された歯科用合金粉末からなる。

特許文献５からは、成形体を粉末冶金的に製造することが公知であり、加工のための成形体は、連続気泡であり、高密度焼結されていない。最終形状の製造後にはじめて、他の作業段階では、浸潤法によって、成形体の連続気泡を、第２の合金で閉じる。２つの合金の使用が欠点である。

特許文献６からは、歯科修復物をフリーフォーミングで、特にラピッドプロトタイピング法で製造するための方法を読み取ることができる。材料としては、特に、非酸化材料からなる粉末を用いる。貴金属を用いることは好ましい。

非特許文献１には、修復物を製造するための方法が記載される。修復物の製造のために、生体適合性のコバルト・クロム・モリブデン合金を潤滑剤と混合し、潤滑剤を焼却除去するための温度に加熱し、次に完全焼結する。

特許文献７からは、焼結体を製造するための方法が公知である。出発材料として、鉄またはニッケルのような金属粉末を用いる。

１％までの有機バインダを含有する鉄粉混合物を、特許文献８に記載の焼結成形体を製造するために、用いる。予備焼結および冷却後に、最終焼結を行なう。

EP-B-1 067 880 DE-C-199 38 144 WO-2009/120749 EP-A-764 062 DE-A-103 52 231 US-A-2005/0023717 US-A-4,996,022 AT-A-505 698

Rodrigues et al.: "Powder metallurgical Processing of Co-28%Cr-6%Mo for dental implants: Physical, cheanical and electrochemical properties" Powder Technology, 2006(2011), 233-238

明細書の最初の部分に記載のタイプの方法および予備焼結された未焼成材料(Gruenling)を、以下のように、すなわち、極めて少ない許容差をもって製造可能であり、かつ、問題なく、湿式または乾式に加工されることができ、成形体をセラミック材料で外装する可能性が意図されている成形体、特に義歯または該義歯の部分を提供することができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。この場合、従来の技術の欠点を回避することが意図される。

更に、高精度をもって容易な方法で加工することができ、次に、高精密な成形体、特に義歯または該義歯の部分を製造することができる未焼成材料を提供することができることが意図される。

本発明によれば、上記課題は、成形体、特に義歯または該義歯の部分を製造する方法であって、
以下の製造工程、すなわち、
金属粉末およびバインダから混合物を製造すること、
該混合物を圧縮して未焼成材料を形成すること、
該未焼成材料を室温から脱バインダ開始温度Ｔ_１へ加熱すること、
未焼成材料が損傷しないように、未焼成材料を加熱速度Ｒ_１で脱バインダ開始温度Ｔ_１から脱バインダ終了温度Ｔ_２へ制御して加熱することによって、未焼成材料を脱バインダすること、
脱バインダされた未焼成材料を予備焼結することであって、該未焼結材料を加熱速度Ｒ_ＨＶＳで予備焼結温度Ｔ_ＶＳに加熱すること、
未焼成材料を予備焼結温度Ｔ_ＶＳから冷却速度Ｒ_ＫＶＳで冷却することであって、少なくとも加熱速度Ｒ_ＨＶＳ、予備焼結温度Ｔ_ＶＳおよび冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、ブランクを形成する予備焼結された未焼成材料が、予備焼結後に１６％と２２％の間の表面気孔率を有するように、互いに調整され、
ブランクを切削加工すること、および
加工されたブランクを高密度焼結して、成形体を形成すること、を有する方法によって、解決される。

この場合、「表面気孔率」は、金属顕微鏡用切片の作成の際に材料で満たされていない面の割合を意味する。

金属粉末として、歯科用金属合金を、コバルト・クロム合金またはニッケル・クロム合金として用いることが、特に提案されている。

コバルト・クロム合金の場合には、組成を以下のように選択するほうがよい。すなわち、
コバルト： ５０重量％ないし７０重量％
クロム： ２０重量ないし３５重量％
モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
タングステン： ０重量％ないし２０重量％
他の元素： １０重量％未満、
但し、合計は１００重量％である。

更に、以下の組成のニッケル・クロム合金を用いる可能性もある。すなわち、
ニッケル： ５０重量％ないし７０重量％
クロム： ２０重量ないし３５重量％
モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
タングステン： ０重量％ないし２０重量％
他の元素： １０重量％未満、
但し、合計は１００重量％である。

他の元素としては、特に、マンガン、シリコン、コバルト・クロム合金の場合にはニッケル、ニッケル・クロム合金の場合にはコバルト、ベリリウム、カドミウム、鉛、鉄、アルミニウム、チタン、炭素、窒素、酸素、イオウならびに他の元素が適切であり、１％未満の重量％を有する。

未焼成材料に圧縮された混合物が、容積気孔率に対応し、かつ１６％と２２％の間、好ましくは、１８％と２０％の間にある表面気孔率を有することが、特に提案されている。この場合、気孔率は、金属粉末粒子同士の間で空気またはバインダで充填されている、未焼成材料の領域によって形成される。

未焼成材料を予備焼結温度Ｔ_ＶＳに加熱した後に、未焼成材料を、保持時間ｔ_ＶＳに亘って予備焼結温度Ｔ_ＶＳに保持し、次に、冷却速度Ｒ_ＫＶＳで冷却することが特に提案されている。

実際また、未焼成材料を、冷却速度Ｒ_ＫＶＳで温度Ｔ_３に冷却し、但し、特に、Ｔ_３≦Ｔ_２であって、４５０℃≦Ｔ_３≦６５０℃、好ましくはＴ_３が約６００℃であることが特に提案される。

この場合、脱バインダおよび予備焼結を、酸素の排除の下で、特に、不活性雰囲気または特に好ましくはアルゴン雰囲気の中で行なうほうがよい。還元雰囲気または真空も、適切である。

脱バインダのために、未焼成材料を、脱バインダ開始温度Ｔ_１へ加熱し、但し、３５０℃≦Ｔ_１≦５５０℃であることは好ましい。温度Ｔ_１に達した後、特に、温度Ｔ_１≒４５０℃に達した後に、次に、緩慢な加熱を行なう。脱バインダプロセス中には、加熱速度は２０Ｋ／ｍｉｎを越えないことが意図される。加熱速度が１Ｋ／ｍｉｎないし５Ｋ／ｍｉｎであることは好ましい。５００℃より上、特に５５０℃より上ないし脱バインダ終了温度Ｔ_２までの範囲では、但し、５５０℃≦Ｔ_２≦６５０℃であり、特にＴ_２≒６００℃であって、加熱速度を、特に１Ｋ／ｍｉｎと５Ｋ／ｍｉｎの間に選択することが特に提案されている。脱バインダ終了温度Ｔ_２に達した後に、次に、未焼成材料を、時間ｔ_２に亘って保持し、但し、１ｍｉｎ≦ｔ_２≦２０ｍｉｎであるほうがよい。しかしながら、このことは必ずしも必要というわけではなく、実質的に加熱速度に依存している。

例として挙げてあるのであって、保護が限定されるわけではない好ましいパラメータに依存せずに、この場合、脱バインダを制御下で行なうように、加熱を行なわねばならない。制御下で行なわないならば、未焼成材料が損傷を受け、従って使用不可能になるだろう。通常の当業者は、未焼成材料を損なうことのない、制御下でのこのような加熱を、必要な場合には、簡単な試みを行なった後に、容易に行なうことができる。

脱バインダ後に、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳへの加熱を行なう。基本的には、任意の加熱速度Ｒ_ＨＶＳを選択することができる。

予備焼結された未焼成材料の、１６％と２２％の間の、特に、１８％と２０％の間の所望の表面気孔率を達成するために、本発明では、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳ、加熱速度Ｒ_ＨＶＳ、必要な場合には、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳにおける保持時間ｔ_ＶＳおよび冷却速度Ｒ_ＫＶＳの調整を行なう。例えば１Ｋ／ｍｉｎと１０Ｋ／ｍｉｎとの間の加熱速度によって、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳへ非常に緩慢に加熱する際には、脱バインダされた未焼成材料を、時間ｔ_ＶＳに亘って、予備焼結終了温度に保持する必要はない。

冷却速度によっても、保持時間ｔ_ＶＳへ影響を及ぼすことができる。極端な場合、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳの達成後に直ぐに冷却を行なうことができる。

１０％と２２％の間の、特に、１８％と２０％の間の所望の表面気孔率または容積気孔率を達成するためのパラメータの調整は、以下に例示するデータを用いて行なうことができる。

つまりは、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳが６５０℃と７５０℃の間の範囲にあるとき、加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび／または冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、１Ｋ／ｍｉｎと２００Ｋ／ｍｉｎとの間、好ましくは１Ｋ／ｍｉｎと５０Ｋ／ｍｉｎとの間、特に好ましくは１Ｋ／ｍｉｎと２０Ｋ／ｍｉｎとの間にあるほうがよい。予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳの達成後に、保持時間ｔ_ＶＳを、１０ｍｉｎと２００ｍｉｎの間に、特に３０ｍｉｎと１００ｍｉｎの間に、特に好ましくは５０ｍｉｎと８０ｍｉｎとの間に保持するほうがよい。

予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳが７５０℃と８５０℃の間の範囲にあるとき、加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび／または冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、５Ｋ／ｍｉｎと２００Ｋ／ｍｉｎとの間、特に５Ｋ／ｍｉｎと２０Ｋ／ｍｉｎとの間にあるほうがよい。予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳの達成後に、保持時間ｔ_ＶＳを、５ｍｉｎと６０ｍｉｎとの間に、特に１０ｍｉｎと３０ｍｉｎとの間に選択することができることは好ましい。

しかしながら、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳを８５０℃と９５０℃の間の範囲に定める可能性もある。この場合、加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび／または冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、１５Ｋ／ｍｉｎと２００Ｋ／ｍｉｎとの間、好ましくは１５Ｋ／ｍｉｎと５０Ｋ／ｍｉｎとの間にあるほうがよい。予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳにおける好ましい保持時間ｔ_ＶＳは、５ｍｉｎと３０ｍｉｎとの間、特に１０ｍｉｎと２０ｍｉｎとの間の範囲にある。

予備焼結されたブランクの所望の表面気孔率または容積気孔率を達成するために、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳが、９５０℃と１１００℃の間の範囲にあってもよい。この場合には、加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび／または冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、３０Ｋ／ｍｉｎと２００Ｋ／ｍｉｎとの間、好ましくは３０Ｋ／ｍｉｎと１００Ｋ／ｍｉｎとの間にあるほうがよい。このようなパラメータのために、保持時間ｔ_ＶＳを決定することは好ましく、但し、５ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦２０ｍｉｎである。

前記組成のコバルト・クロム合金の場合に、予備焼結終了温度を６５０℃と７５０℃の間に、前記予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳにおける保持時間を５０ｍｉｎと７０ｍｉｎとの間に選択する。加熱速度は１０Ｋ／ｍｉｎと３０Ｋ／ｍｉｎとの間にある。

換言すれば、ブランクともいわれる予備焼結された未焼成材料の、１６％と２２％との間の表面気孔率が生じるように、互いに調整され得る種々の加熱速度、予備焼結終了温度、保持時間および冷却速度を選択することができる。

特には、１８％と２２％との間の表面気孔率が生じるように、パラメータの調整を行なうほうがよい。

脱バインダ前の未焼成材料が、予備焼結後の表面気孔率よりも最大限５％上回る気孔率を有することが、特に提案されている。特には、差異が２％未満であるほうがよい。

従って、本発明は、成形体の製造のために、１６％と２７％の間、特に１８％と２２％との間にある気孔率を有する圧縮された未焼成材料を用いることを特徴とする。

圧縮されてはいるが脱バインダされていない未焼成材料の気孔率が、基本的には、予備焼結された未焼成材料の、従ってブランクの気孔率を上回るとき、同様に、気孔率が同じであってもよい。このことによっては、本発明を逸脱しない。

加熱速度と、予備焼結終了温度と、保持時間と、冷却速度との間の相関関係がある。例えば、加熱速度および冷却速度が低いときは、短い保持時間を調整しなければならず、逆の場合も同じである。すべての速度および保持時間を、尺度として、予備焼結終了温度の選択によって決定する。５ｍｉｎより下の保持時間は、適切でない。何故ならば、特に、ブランクが大きくて、かつ保持時間が短いときは、均等な十分な加熱および予備焼結を保証することができない。６０ｍｉｎを越える保持時間は、同様に不都合である。何故ならば、比較的長い滞留時間は、酸化層の望ましくない形成を促進するからである。

適切な表面気孔率を有する成形体は、特に、義歯または義歯の部分を製造することができるための、極めて良好な加工挙動を示す。ツールの磨耗の少ないときは、精密加工を行なうことができる。

ブランクを室温へ冷却した後に、次に、切削加工をして成形体を形成する。切削加工としては、スライス切削および研削を挙げることができる。

最後に、高密度焼結の処置を実行する。

金属粉末としては、ニッケル・クロムベースのまたはコバルト・クロムベースの粉末、特に、コバルト・クロム合金、好ましくはコバルト・クロム・モリブデン合金の形態の歯科用合金粉末を用いることが、特に提案されている。

バインダとしては、蝋および／またはセルロースをベースにしたバインダを挙げることができることは好ましい。

１６％と２２％との間の、特に、１８％と２０％との間の表面気孔率を達成するために、
関係式

に従って、未焼成材料を、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳに、時間ｔ_ＶＳに亘って保持することが、特に提案されている。

この場合、ｔは、方程式

に従って、計算される。

但し、
ｃ＝予備焼結後の未焼成材料の所望の表面気孔率、
ｃ_０＝脱バインダ後の未焼成材料の表面気孔率、
ｔ_０＝材料定数（単位ｍｉｎ）、
Ｔ_０＝材料定数（単位ケルビン）、
Ｔ_ＶＳ＝保持時間ｔ_ＶＳにおける予備焼結終了温度であって、但し、６５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦１１００℃である。

ｃ_０、すなわち、脱バインダ後の未焼成材料の表面気孔率を、測定結果の補間によって決定することができる。基本的には、関係式は、ｃ_０−ｃ＜５％、特にｃ_０−ｃ＜２％として成り立つ。他の周辺条件として、ｃ＜ｃ_０を挙げることは好ましい。

材料定数ｔ_０も、測定結果の補間によって決定することができる。コバルト・クロムまたは同等な材料をベースにした金属粉末を用いるとき、ｔ_０＝０．０１２５ｍｉｎが生じる。

材料定数Ｔ_０は、コバルト・クロムまたは該コバルト・クロムと同等な材料をベースにした金属粉末を用いるとき、Ｔ_０＝１１０００Ｋである。

摂氏でなくケルビンで表示されるＴ_ＶＳを上記の式に挿入することができることに注意する必要がある。

予備焼結を、この関連に基づいて、予備焼結終了温度を保持時間ｔ_ＶＳに亘って保持することによって行なうとき、冷却速度および加熱速度を、大部分の予備焼結が保持時間中になされるほどに短時間に選択することができる。特には、ほぼ一定の加熱速度Ｒ_ＨＶＳによる加熱時間およびほぼ一定の冷却速度Ｒ_ＫＶＳによる冷却時間の際には、６５０℃と予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳとの間における加熱時間および予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳと６５０℃との間における冷却時間は、合計で２ｔ未満であるほうがよい。すなわち、

が成り立ち、
但し、摂氏で表示される温度を用いることができる。更に、予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳおよびｃ_０とｃとの間の差が、マイナスの加熱速度および冷却速度が除外されるように、互いに調整されているという周辺条件を保つことができる。実際また、最大限の予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳは１１００℃未満であるほうがよい。

従って、式（３）は、コバルト・クロムまたは該コバルト・クロムと同等な材料をベースにした金属粉末を用いるとき、１６％と２２％との間の表面気孔率を有する予備焼結されたブランクを製造するための、挙げられたパラメータを基礎にして、保持されるところの条件を表わす。

驚いたことには、予備焼結されたブランクが、現存の表面気孔率にも係わらず、所望の精度をもって加工することができるのみならず、高密度焼結後に、表面気孔率が残っているにもかかわらず、全く気泡のない外装が可能であることも明らかになった。このことの原因は、本発明に係わる予備焼結処置の際に、挙げられたパラメータを用いて、残りの表面気孔率が得られ、この表面気孔率が、高密度焼結後に、まとまった系（verbundenes System）を表わさず、分散されていることにあるだろう。このことによって、既述のように、気泡のないセラミック製の外装の可能性が提供されるだけでなく、必要な耐腐蝕性が保証される。更に、加工後に、該加工に続く高密度焼結後に、必要な寸法精度、すなわち、均等なかつ全く適切な収縮が生じることが明らかになった。

本発明の実施の形態では、金属粉末およびバインダからなる混合物を、軸方向にまたは静水圧で、圧力ｐでプレスするほうがよく、但し、１００ＭＰａ≦ｐ≦１０００ＭＰａ、特に２００ＭＰａ≦ｐ≦６００ＭＰａであることが提案されている。

更に、未焼成材料または脱バインダされた未焼成材料を、脱バインダおよび予備焼結された未焼成材料としても、不活性雰囲気またはフォーミング・ガス雰囲気または真空中で加熱することが、提案されていることは好ましい。この措置によって、表面に、非常に薄い層が生じるが、例えば研磨によって問題なく除去され、残りの表面気孔率が、高密度焼結後に、光沢を損なうことがないことが保証されている。

かくして製造されたブランクを、次に、特に、乾式または湿式で加工するツールによって加工することができる。特にＣＡＭ技術では、ブランクから、ブランクの寸法に応じて、所望の数の成形体、特に義歯、例えばクラウンまたはブリッジを、フライス切削でまたは研磨で作り出す。倣いフライス切削も可能である。

本発明は、義歯または該義歯の部分を製造するために定められた未焼成材料において、該未焼成材料が、歯科用金属合金からなる予備焼結された未焼成材料であり、かつ、１６％と２２％の間の表面気孔率を有することを特徴とする。この場合、歯科用金属合金が、ニッケル・クロム合金またはコバルト・クロム合金であることが特に提案されている。

特に提案されているように、歯科用合金粉末としては、５０重量％ないし７０重量％のコバルト、２０重量ないし３５重量％のクロム、０重量％ないし１０重量％のモリブデン、０重量％ないし２０重量％のタングステン、１０重量％未満の１つまたは複数の他の元素、特に、マンガン、シリコン、ニッケル、ベリリウム、カドミウム、鉛、鉄、アルミニウム、チタン、酸素、窒素、イオウのグループからなる元素の、および、必要な場合には、１％未満の重量％を有する他の元素の混合物を用い、合計は１００重量％である。

しかしながら、本発明は、歯科用合金粉末として、５０重量％ないし７０重量％のニッケル、２０重量ないし３５重量％のクロム、０重量％ないし１０重量％のモリブデン、０重量％ないし２０重量％のタングステン、１０重量％未満の１つまたは複数の他の元素の、特に、マンガン、シリコン、コバルト、ベリリウム、カドミウム、鉛、鉄、アルミニウム、チタン、酸素、窒素、イオウのグループからなる元素の、および、必要な場合には、１％未満の重量％を有する他の元素の混合物を用い、但し、合計は１００重量％であることを特徴とする。

本発明の複数の他の詳細、利点および特徴は、複数の請求項と、これらの請求項から読み取れる複数の特徴とからのみならず、複数の好ましい実施の形態の以下の記述からも明らかである。

義歯を製造するために、以下の組成、すなわち、
２６ないし３０重量％のＣｒ、
５ないし７重量％のＭｏ、
合計で、０．０１と１．５重量％の間の、元素Ｍｎ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃ，Ｎｉの、少なくとも１つの元素、
残りのＣｏ（６１．５重量％ないし６８．９９重量％）の金属合金を用いた。総計は１００重量％である。粉末を製造するために、まず、金属合金を製造し、溶融し、続いて噴霧した。平均的な粒度は、５μｍと５０μｍの間にあった。続いて、約２重量％の金属粉末に、蝋をベースにしたバインダを添加した。かくして製造された混合物を用いて、軸方向圧縮によって、ディスク形状を有する未焼成材料を製造した。直径は、約１０ｃｍであり、厚みは、約１ｃｍであった。他の寸法も、同様に適切である。

続いて、脱バインダを行なった。この目的のために、未焼成材料を、まず、任意の加熱速度で４５０℃に加熱した。４５０℃より上では、ゆっくりした加熱を行なった。好ましい加熱速度として、３Ｋ／ｍｉｎを選択した。約６０℃である温度Ｔ_２に達した後に、未焼成材料を、約１０分の時間ｔ_１に亘って保持した。これらのパラメータは、バインダを除去するためには、基本的に十分であった。

ＣｏＣｒＭｏブランクを製造するために、次に、脱バインダされた未焼成材料を予備焼結した。この目的のために、二者択一により、未焼成材料を、９０Ｋ／ｍｉｎの範囲の加熱速度で、約８００℃の範囲の温度に迅速に加熱し、かつ、この温度に、約２０ｍｉｎの時間に亘って保持した。続いて、初めは同じで続いて低い速度で冷却を行なった。

この方法によって、以下の式が、方程式（１），（２）および（３）に基づく関係式または条件に対応した。すなわち、

従って、ｔ／２＜ｔ_ＶＳ＜２ｔ、ここでは９ｍｉｎ＜ｔ_ＶＳ＜３６ｍｉｎおよび

かくして製造されたブランクの顕微鏡写真は、１６％と２２％の間の、最大限で１８％と２０％の間の範囲にある開放表面気孔率が生じたことを示した。かようなブランクは、ツールの高い磨耗の危険性は生ぜず、従って、加工の精度は損なわれなることなく、容易に加工された。

表面気孔率によって、ＣＡＭ装置による容易な加工が可能であった。この目的のために、ブランクをホルダによってＣＡＭ装置に固定した。続いて、切削加工を行なった。ブランクの領域を、湿式および乾式装置の中で加工した。乾式のフライス切削を行なったとき、加工中に生じた粉塵を、クラスＨ電気掃除機によって除去した。湿式法を用いたとき、研削加工をした。特に湿式加工の際には、全然欠点が表われなかった。

ブランクから加工された物体は、この場合、完全焼結の際に生じる収縮を考慮に入れる寸法を有した。この場合、収縮後に検知されたことは、収縮が均等にかつぴったりの精度で行なわれたことである。表面気孔率が残っているにもかかわらず、成形体の表面を研磨し、あるいは、通常の方法で、セラミック製の全く気泡を有さない外装を付着した。

義歯の製造に基づいて本発明を説明したが、このことによって、本発明は限定されない。

Claims (16)

1. 成形体、特に義歯または該義歯の部分を製造する方法において、
   以下の製造工程、すなわち、
   金属粉末およびバインダから混合物を製造すること、
   該混合物を圧縮して未焼成材料を形成すること、
   該未焼成材料を室温から脱バインダ開始温度Ｔ_１へ加熱すること、
   前記未焼成材料が損傷しないように、前記未焼成材料を加熱速度Ｒ_１で脱バインダ開始温度Ｔ_１から脱バインダ終了温度Ｔ_２へ制御して加熱することによって、前記未焼成材料を脱バインダすること、
   前記脱バインダされた未焼成材料を、加熱速度Ｒ_ＨＶＳで予備焼結温度Ｔ_ＶＳに予備焼結すること、
   前記未焼成材料を、予備焼結温度Ｔ_ＶＳから冷却速度Ｒ_ＫＶＳで冷却することであって、少なくとも前記加熱速度Ｒ_ＨＶＳ、前記予備焼結温度Ｔ_ＶＳおよび前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳは、ブランクを形成する前記予備焼結された未焼成材料が、予備焼結後に１６％と２２％の間の表面気孔率を有するように、互いに調整され、
   前記ブランクを切削加工すること、および
   前記加工されたブランクを高密度焼結して、前記成形体を形成すること、を有することを特徴とする方法。
2. 前記未焼成材料を、該未焼成材料を前記予備焼結温度Ｔ_ＶＳに加熱した後に、保持時間ｔ_ＶＳに亘って、該予備焼結温度Ｔ_ＶＳに保持し、次に、前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳで冷却し、好ましくは、前記未焼成材料を前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳで温度Ｔ_３に冷却し、但し、４５０℃≦Ｔ_３≦６５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記未焼成材料を、脱バインダのために、前記脱バインダ開始温度Ｔ_１へ加熱し、但し、３５０℃≦Ｔ_１≦５５０℃であって、次に、前記脱バインダ開始温度Ｔ_１と前記脱バインダ終了温度Ｔ_２との間の温度範囲で、但し、５５０℃≦Ｔ_２≦６５０℃であり、しかも、Ｔ_２＞Ｔ_１であって、加熱速度Ｒ_１で、但し、１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_１≦５Ｋ／ｍｉｎであって、前記脱バインダ終了温度Ｔ_２に加熱し、特に前記未焼成材料を、時間ｔ_２に亘って、前記脱バインダ終了温度Ｔ_２に保持し、但し、１ｍｉｎ≦ｔ_２≦２０ｍｉｎであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記圧縮された未焼成材料として、１６％と２７％の間、特に１８％と２２％との間にある表面気孔率を有する未焼成材料を用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 金属粉末としては、ニッケル・クロム合金またはコバルト・クロム合金を用い、コバルト・クロム合金の場合、以下の組成を選択し、すなわち、
   コバルト： ５０重量％ないし７０重量％
   クロム： ２０重量ないし３５重量％
   モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
   タングステン： ０重量％ないし２０重量％
   他の元素： １０重量％未満、
   但し、合計は１００重量％であり、
   ニッケル・クロム合金の場合には、以下の組成を用い、すなわち、
   ニッケル： ５０重量％ないし７０重量％
   クロム： ２０重量ないし３５重量％
   モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
   タングステン： ０重量％ないし２０重量％
   他の元素： １０重量％未満、
   但し、合計は１００重量％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記未焼成材料を、前記予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳに、保持時間ｔ_ＶＳに亘って保持し、但し、特に６５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦１１００℃であって、Ｔ_ＶＳを高く選択すればするほど、前記保持時間ｔ_ＶＳを一層短く調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳでは、但し、６５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦７５０℃であって、前記保持時間ｔ_ＶＳを調整し、但し、１０ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦２００ｍｉｎ、特に３０ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦１００ｍｉｎ、特に好ましくは５０ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦８０ｍｉｎであって、好ましくは、前記加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳを、夫々、１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦５０Ｋ／ｍｉｎ、特に好ましくは１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２０Ｋ／ｍｉｎ、および１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦５０Ｋ／ｍｉｎ、特に好ましくは１Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２０Ｋ／ｍｉｎに調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳでは、但し、７５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦８５０℃であって、前記保持時間ｔ_ＶＳを調整し、但し、５ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦６０ｍｉｎ、好ましくは１０ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦３０ｍｉｎであって、好ましくは、前記加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳを、夫々、５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、好ましくは５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２０Ｋ／ｍｉｎ、および５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に好ましくは５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２０Ｋ／ｍｉｎに調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳでは、但し、８５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦９５０℃であって、前記保持時間ｔ_ＶＳを調整し、但し、５ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦３０ｍｉｎ、特に１０ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦２０ｍｉｎであって、好ましくは、前記加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳを、夫々、１５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に１５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦５０Ｋ／ｍｉｎ、および１５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に１５Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦５０Ｋ／ｍｉｎに調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳでは、但し、９５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦１１００℃であって、前記保持時間ｔ_ＶＳを調整し、但し、５ｍｉｎ≦ｔ_ＶＳ≦２０ｍｉｎ、好ましくは、前記加熱速度Ｒ_ＨＶＳおよび前記冷却速度Ｒ_ＫＶＳを、夫々、３０Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に３０Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＨＶＳ≦１００Ｋ／ｍｉｎ、および３０Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦２００Ｋ／ｍｉｎ、特に３０Ｋ／ｍｉｎ≦Ｒ_ＫＶＳ≦１００Ｋ／ｍｉｎに調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記未焼成材料を、ケルビンで表示された前記予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳに、時間ｔ_ＶＳに亘って保持し、但し、
    

    

    であって、
    但し、
    

    

    であって、
    但し、
    ｃ＝予備焼結後の前記未焼成材料の所望の表面気孔率であって、但し、１６％＜ｃ＜２２％、特に１８％＜ｃ＜２０％であって、
    ｃ_０＝脱バインダ後の前記未焼成材料の表面気孔率であって、但し、ｃ_０−ｃ＜５％、好ましくはｃ_０−ｃ＜２％、特に、ｃ_０＞ｃであって、
    ｔ_０＝材料定数であって、但し、ｔ_０＝０．０１２５ｍｉｎであり、
    Ｔ_０＝材料定数であって、但し、Ｔ_０＝１１０００Ｋであり、
    Ｔ_ＶＳ＝保持時間ｔ_ＶＳにおける予備焼結終了温度であって、但し、６５０℃≦Ｔ_ＶＳ≦１１００℃であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. ほぼ一定の加熱速度Ｒ_ＨＶＳによる前記加熱時間およびほぼ一定の冷却速度Ｒ_ＫＶＳによる前記冷却時間を、６５０℃と摂氏度で表示される前記予備焼結終了温度Ｔ_ＶＳとの範囲で調整して、かくして、前記加熱時間および冷却時間の合計は、以下の条件を満たし、すなわち、
    

    

    但し、
    

    

    Ｔ_ＶＳおよびｃ_０−ｃを、マイナスの加熱速度および冷却速度が除外されるように、互いに調整することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記金属合金を粉末に形成すべく噴霧し、混合物を製造するために、蝋および／またはセルロースをベースにしたバインダと混合すること、好ましくは、前記未焼成材料を、前記金属合金および前記バインダからなる混合物の静水圧プレス成形または軸方向プレス成形によって、圧力ｐで、但し、１００ＭＰａ≦ｐ≦１０００ＭＰａ、特に２００ＭＰａ≦ｐ≦６００ＭＰａであって、あるいは、金属粉末射出成形法によって製造すること、および、好ましくは、脱バインダおよび予備焼結および好ましくは冷却を、酸素の排除の下で、特に、不活性雰囲気または還元雰囲気、例えばフォーミング・ガス雰囲気の中でまたは真空で行なうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 義歯または該義歯の部分を製造するために定められた未焼成材料において、
    前記未焼成材料は、予備焼結された未焼成材料であり、歯科用金属合金からなり、かつ、１６％と２２％の間の表面気孔率を有することを特徴とする未焼成材料。
15. 前記予備焼結された未焼成材料は、１８％と２０％の間の表面気孔率を有することを特徴とする請求項１４に記載の未焼成材料。
16. 前記歯科用金属合金は、ニッケル・クロム合金、またはコバルト・クロム合金であり、該歯科用金属合金は、ニッケル・クロム合金として、好ましくは、
    ニッケル： ５０重量％ないし７０重量％
    クロム： ２０重量ないし３５重量％
    モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
    タングステン： ０重量％ないし２０重量％
    他の元素： １０重量％未満、
    を含み、
    あるいは、前記歯科用金属合金は、コバルト・クロム合金として、好ましくは、
    コバルト： ５０重量％ないし７０重量％
    クロム： ２０重量ないし３５重量％
    モリブデン： ０重量％ないし１０重量％
    タングステン： ０重量％ないし２０重量％
    他の元素： １０重量％未満、
    を含み、但し、合計は１００重量％であることを特徴とする請求項１４に記載の未焼成材料。