WO2016128534A1 - Sinterofen für bauteile aus sinterwerkstoff, insbesondere dentalbauteile - Google Patents

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WO2016128534A1
WO2016128534A1 PCT/EP2016/052968 EP2016052968W WO2016128534A1 WO 2016128534 A1 WO2016128534 A1 WO 2016128534A1 EP 2016052968 W EP2016052968 W EP 2016052968W WO 2016128534 A1 WO2016128534 A1 WO 2016128534A1
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chamber
sintering furnace
furnace
useful
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Peter Fornoff
Christian Schmidt
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Sirona Dental Systems Gmbh
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    • F27D2099/0008—Resistor heating

Definitions

  • the invention relates to a sintering furnace for components made of a sintered material, in particular for dental components and in particular for components made of ceramic, comprising a
  • Oven chamber with a chamber volume and a Kammerinnenober Design, wherein in the oven chamber, a heating device, a receiving space with a lying in the chamber volume by the Aufhei zVoroplasty limited gross volume and a Nutz Scheme with a gross volume lying in the useful volume are arranged and wherein the oven chamber consists of a plurality of walls Conversion with a wall opening to be opened in at least one of the walls for introducing a component to be sintered with an ob ektvolumen in the receiving space.
  • Sintered are basically metallic or ceramic moldings, consisting of a
  • Powders were pressed and which were possibly further processed either directly or after a Ansinterrea by a milling or grinding process.
  • the material determines the necessary temperature profile.
  • the size and quantity of components determine the size of the furnace and also the temperature profile. The hotter the oven should be, the thicker the insulation. The size of the
  • the components and the desired heating rate determine the design of the heating system and the
  • the power supply also plays a role here Role. Ultimately, the size and also the available power supply distinguish a dental furnace for a laboratory from an industrial sintering furnace.
  • Ceramics or metals using a sintering furnace typically last between 60 minutes and several hours.
  • the manufacturing process of a dental restoration that also requires preparatory and subsequent steps is sustainable interrupted by this time required a single ⁇ step.
  • sogenann ⁇ te speed sintering of zirconium oxide at least 60 min.
  • Coil connected to a high frequency power supply.
  • the coil surrounds a susceptor called thermal
  • the susceptor is heated while the heated
  • Susceptor as a thermal radiator passes the heat to the material to be sintered.
  • the coil is connected to a high frequency power supply having a sufficiently high frequency and power to generate a plasma which then heats the material.
  • the object of the present invention is therefore to provide a sintering furnace, which allows a correspondingly short production time, without preheating the sintering furnace and / or a special Beladesequenzen are necessary.
  • a sintering furnace for components made of a sintered material, in particular for dental components and in particular for components made of ceramics, comprising a furnace chamber having a chamber volume and a Kamme- groove surface and in which a Aufliestvorrich ⁇ tung, a receiving space and a Nutz Scheme are arranged.
  • the receiving space occupies a volume lying in the chamber volume and limited by the heating device gross volume.
  • the working area has a useful volume and is located in the receiving space.
  • the furnace chamber furthermore has a wall consisting of several walls with at least one opening wall section for introducing a component to be sintered in the receiving space.
  • the heating device in the furnace chamber has at least one thermal radiator with a radiation field, which is arranged on at least one side of the receiving space and in the radiation ⁇ field at least the useful volume of the working area is.
  • the maximum possible distance of the component to be sintered ⁇ part to the radiator corresponds at most to the second largest dimension of the maximum usable volume.
  • the thermal radiator has a resistivity of 0, lQmm 2 / m to 1000000 Qmm 2 / m and has a
  • Total surface which is a maximum of 3 times, preferably at most 2.5 times the chamber inner surface.
  • the furnace chamber also called combustion chamber, forms the part to be sintered receiving and heating, ie the core of the sintering furnace.
  • the entire volume enclosed by the furnace chamber is called chamber volume.
  • the free space remaining between the heating device arranged in the oven chamber can accommodate the component to be sintered and is therefore referred to as the receiving space.
  • the volume of the receiving space results essentially from the remaining between the heater and possibly the chamber walls width and height and is therefore referred to as gross volume.
  • the useful range is the area of the sintering furnace in which the necessary or necessary for the sintering process or
  • the useful range is thus the region in which the radiation field generated by the thermal radiator having the necessary intensity and / or uniformity for the sintering process and in which the component for the sintering is positio ned ⁇ .
  • the component has an ob ectvolumen.
  • This useful range thus results essentially from the radiation field or from the arrangement of the heating device and its radiation characteristic and can be correspondingly smaller than the gross volume.
  • the object volume of the object to be sintered should therefore be at most the size of the useful volume exhibit.
  • the size of the useful volume should be at most the size of an upper estimate of the sintering to be sintered
  • the total surface of the thermal radiator consists of the useful volume facing surface, ie an inner side and also from the wall of the furnace chamber facing surface, ie an outer side and from the surfaces for connecting the inside and the outside.
  • the total surface is therefore the inner surface, the outer surface and the two end faces together.
  • the entire surface is formed by the outer surface and the inner surface.
  • the chamber inner surface is determined by the walls of Ofenkam ⁇ mer. In a cylindrical furnace chamber, there are the bottom, the lid and the lateral surface, which together form the chamber inner surface. In a block-shaped furnace chamber the six side walls form the Kammerinneno ⁇ ber Construction.
  • a furnace for a thermal radiator with an overall surface in the range of 1.0 to 3 times the chamber inner surface, which allows a sufficiently rapid heating of the component.
  • a ratio of more than 1.3 has been found, since a good sufficient heating is achieved here, although the thermal radiator covers the furnace chamber only partially. If the oven is to be used for sintering or for heating objects of different sizes, for example, for sintering individual tooth crowns and bridges, so It may therefore be advantageous to design the thermal radiator of the heating device so that the size of the receiving space, that is to say the gross volume, and in particular the size of the useful area, ie the useful volume, can be adapted to the size of the object.
  • the useful volume can also be reduced by reducing the useful range and adapted to the size of the object. For example, with an insulating door insert a part of the receiving space can be blocked out.
  • a useful volume which is as large as possible in relation to the gross volume, the volume to be heated during the sintering process can be kept as low as possible, whereby a rapid heating and in particular that
  • Dental objects typically have sizes of only a few millimeters to centimeters, so that a corresponding
  • Useful volume in the range of centimeters is typically sufficient.
  • a useful volume of 20 ⁇ 20 ⁇ 20 mm 3 may suffice.
  • a useful volume of 20 ⁇ 20 ⁇ 20 mm 3 may suffice.
  • a useful volume of 20 ⁇ 20 ⁇ 20 mm 3 may suffice.
  • the maximum possible distance of the component to be sintered to the radiator for a dental sintering furnace can be limited or ensured, for example, to 20 mm.
  • the chamber volume of the sintering furnace is between 50 cm 3 and 200 cm 3 .
  • the maximum total surface area of the radiator and thus of the heating device is about 400 cm ".
  • the chamber volume of the furnace chamber may be 60x60x45 mm 3 and the gross volume may still be 25x35x60 mm 3 .
  • volume 60 mm x 60 mm x 45 mm or 25 mm x 35 mm x 60 mm are.
  • the object volume can be a maximum of 20 x 20 x 40 mm 3.
  • the dimensions are then 20 mm x 20 mm x 40 mm.
  • the useful volume for the component to be sintered to revo ⁇ lumen of the component can be sintered at a ratio of 1500: be 1: 1 to. 1
  • Component is, the more energy efficient and faster the sintering process for the component is feasible. With this sintering furnace can therefore be achieved within 5 minutes due to the optimal dimensioning with a maximum power consumption of 1.5 kW, a heating temperature of at least 1100 ° C.
  • the heating element or the thermal radiator can be heated resistively or inductively.
  • Inductive heating elements or resistance heating elements represent simple design variants for a heating element of a sintering furnace that represents a thermal radiator.
  • the thermal radiator of the heating device made of graphite, M0S1 2 , SiC or glassy carbon ⁇ substance, since these materials have a resistivity in the range 0, lQmm 2 / m to 1000000 Qmm 2 / m.
  • the walling has a chamber wall which is impermeable to and / or returns to the radiation field and which, in particular, carries a reflective coating or is designed as a reflector.
  • the intensity of the radiation field of the thermal radiator in the useful area ie within the useful volume, can be increased.
  • the thermal radiators arranged only on one side of the receiving space ⁇ so a more homogenous and / or intensity stronger radiation field in the payload can be achieved by means of a, for example, opposed reflective coating or an oppositely arranged reflector.
  • the heating device has a heating ⁇ element as a thermal radiator with a heating rate in the useful range of at least 200 K / min at 20 ° C.
  • the useful volume can be a maximum of 20 ⁇ 20 ⁇ 40 mm 3 and the dimensions of the usable volume are not more than 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 40 mm.
  • the thermal radiator can be designed as a crucible.
  • FIG. 1 shows a part of a sintering furnace according to the invention for components made of a sintered material, in particular for dental components;
  • Fig. 2A, B an inductively heatable heating device with a crucible and coil existing thermal radiator
  • Fig. 3 is a plate-shaped inductively heatable
  • FIG. 5 shows a heating coil as a resistance heating element.
  • FIG. 6 shows a thermal radiator consisting of heating coil and reflector
  • FIG. 7 shows a thermal radiator consisting of U-shaped heating elements
  • FIG. 8 shows a thermal radiator consisting of flat heating elements
  • Fig. 1 shows a part of a sintering furnace 1, which has a furnace chamber 2 with a chamber volume VK, whose walls 3 are provided with an insulation 4 for shielding the hot furnace chamber 2 from the environment.
  • the chamber volume VK is between 50 cm 3 and 200 cm 3 .
  • a heating device 5 with two thermal radiators 6 is provided in the furnace chamber 2 arranged.
  • the oven chamber 2 has an openable
  • the component 15 to be sintered has a volume of at least
  • the maximum size of the component 15 is 20x20x40 mm 3.
  • the base 7 also has an insulation 4, on which a base 8 is placed for the components 15 to be sintered, which is also referred to as a carrier 8.
  • a carrier 8 but also bow or a crucible or perpendicular pins made of ceramic or refractory metal come into consideration, on which the component 15 is placed.
  • Furnace chamber 2 is disposed within the furnace chamber 2 results in a lower compared to the chamber volume VK free volume, which is indicated in Fig. 1 with a dashed line and is referred to as the gross volume VB.
  • the space occupied by this gross volume VB is the receiving space 9 into which an object 15 to be sintered can be introduced.
  • the heating device 5 in this case has an overall surface which is at most 2.5 times a chamber inner surface OK.
  • Thenikoberflä- surface of the heating device 5 is not greater than 400 cm ".
  • the material of the heating device 5 has a specific resistance which lies between 0, lQmm 2 / m to 1,000,000 Qmm 2 / m, wherein the heating device 5, for example made of graphite , SiC or glassy carbon may consist, M0S1. 2
  • a heating of the receiving space 9 is achieved, wherein at least a portion of the gross volume VB of the receiving space 9 is sufficiently strong and heated evenly.
  • This area is referred to as useful area 10 and the volume as Nutzvo ⁇ lumen VN.
  • the useful area 10 is shown schematically in FIG. 1 by a dot-dash line and a second largest dimension of the useful area 10 is shown as D y .
  • the size and position of the useful area 10 is essentially determined by the emission characteristic, that is to say the radiation field 13, and the arrangement of the radiators 6, wherein an arrangement of the radiators 6 on at least one side of the receiving space 9 ensures that the useful area 10 is within the receiving space 9.
  • the heating of the object 15 to be sintered can take place, for example, resistively or inductively.
  • FIGS. 2A and 2B for example, an inductively heated thermal
  • the thermal radiator 6 is designed as a crucible 11, for example made of graphite, M0S1 2 , SiC or glassy carbon, with at least one rotating coil 12 for inductive heating, wherein the emission of the crucible 11, ie the thermal radiation 13, is indicated by arrows.
  • the receiving space 9 is formed by the interior of the crucible.
  • the payload 10 is also located in the interior of the crucible 11, wherein the ratio of the useful range VN Nutzvo ⁇ lumens 10 for the gross volume VB of the receiving space 9 is 1: 1.
  • a retort for example a bell jar, may be provided, which in the FIG. 2A.
  • the component 15 to be sintered is in the interior of the
  • Tiegel 11 in matching with the useful area 13 Reception room 9 arranged.
  • the distance of the object to the thermal radiator 6, so here to the crucible 11 is referred to as d.
  • FIG. 3 shows a thermal radiator 6 formed from two plate-shaped elements, which is heated by means of integrated coils 12.
  • the receiving space 9 is located between the two plate-shaped elements accordingly.
  • the radiation field 13 of the rule thermi ⁇ radiator 6 is further illustrated with lines.
  • a receiving space 9 arranged useful area 10 which covers a homogeneous as possible region of the radiation ⁇ field 13 with high intensity.
  • the thermal radiators 6 shown in FIGS. 4A and 4B consist of three or four rod-shaped resistance heating elements 14.
  • FIGS. 5 to 8 Further variants of resistive, thermal radiators 6 and arrangements are shown in FIGS. 5 to 8.
  • the thermal radiator 6 shown in FIG. 5 is designed as Bankspira ⁇ le 16, wherein the receiving space 9 and Nutz Scheme 10 are cylindrical and arranged within the heating coil. 6, the thermal radiator 6 is a combination of a radiant heater, here a heating coil 16 and a reflector 17, wherein receiving space 9 and useful area 10 between the heating coil 16 and the reflector 17 are.
  • FIG. 7 shows a thermal radiator consisting of two U-shaped heating elements 18 with a receiving space 9 arranged between the two U-shaped heating elements 18.
  • FIG. 8 shows a thermal radiator 6 made up of two flat heating elements 19.
  • a heating temperature of at least 1100 ° C. can be achieved within 5 minutes.
  • the ratio of radiator surface to the surface of the chamber interior surface is specified with a maximum of 2.5.
  • the chamber inner surface corresponded to the surface of the Nutzvolu ⁇ mens.
  • this maximum ratio was essentially based on an annular thermal radiator, as it is formed by the lateral surface of the crucible of Fig. 2A.
  • Useful volume In a furnace construction with rod elements as thermal emitters, the chamber inner surface is interpreting ⁇ Lich greater than the useful volume, whereby the surface conditions go quasi zero. If instead the surface of the useful volume is selected, one arrives at a reasonable minimum ratio of radiator surface to the surface of the useful volume of 0.4.
  • the useful volume is defined as the limit within which a safe burning process is possible. It has geometrical dimensions, which can be given for example by the length, the width and the height (1 xbxh). If the size of the usable volume is increased, the specified ratio to the total surface area of the thermal smaller spotlight. However, such an oven can only be operated permanently with lower power.
  • Fig. 9-16 shows various arrangements of the thermal radiator and the useful volume in the furnace chamber.
  • Fig. 9 shows a schematic structure of a furnace 21 with a furnace chamber 22 which is bounded at least partially by an inner and an outer door brick 23, 24, also referred to as upper and lower Matstein down.
  • the door stone is laterally surrounded by the lower wall portion of the furnace chamber, which is formed in several parts in the present case, namely with three layers.
  • annular thermal radiator 26 On the lower wall portion 25 sits in the furnace chamber 22 arranged annular thermal radiator 26, which in turn is surrounded by an annular insulating wall portion 27.
  • the coils located further outside are inductive
  • Heating of the thermal radiator 26 not shown.
  • Oven chamber 22 bounded by the upper wall portion 28 which is formed as the lower wall portion 25 in multiple layers.
  • a Thermoele ⁇ ment 29 projects into the oven chamber 22 and penetrates a little way into the thermal radiator 26 umschllos- senen interior 30 and limited so in the interior 30 arranged useful volume 31, since the arranged on the door brick 23, not shown component not with the
  • Thermocouple 30 may come into contact.
  • the surface of the oven chamber 22 is here formed by the furnace chamber facing surface of the wall portion 27 and from the top of the door stone 23 and the underside of the upper wall portion 28.
  • the annulus around the thermocouple and gaps between the first door member and the lower wall member are neglected.
  • FIG. 10A shows in detail the arrangement of the restricted useful area 31 with respect to the radiator 26 of FIG. 9, in order to face it in relation to a useful area 31 shown in FIG. 10B.
  • the ratio of the total surface area of the thermal radiator and the furnace chamber does not change even if the ratio of the total surface area of the thermal radiator to the surface of the effective volume of FIG. 10A is lowered as shown in FIG. 10B.
  • a thermal radiator 26 is shown, which also also has a bottom 32 and a cover 33, whereby the total surface of the thermal radiator 26 relative to the entire surface of the thermal radiator 26 of FIG. 9 increases.
  • the useful volume 31 corresponds to that of FIG. 10B.
  • FIG. 13 shows a furnace 41 with a furnace chamber 42 which extends above the interior 31 of the thermal radiator 43 upwards and downwards and continues into the upper and the lower wall sections 28, 25, so that the useful area is increased. This reduces the ratio of
  • Fig. 14 is further reduced the useful region 13 over the useful region of FIG.,
  • 25' is no longer the same inner diameter as the thermal ⁇ radiator 43.
  • the total surface area of the thermal radiator remains the same, but the surface area of the furnace chamber is reduced from that of FIG. 13.
  • a plurality of cylindrical thermal radiator 52 are shown in a predetermined oven chamber 51, here are shown 4 thermal radiators, in pairs at a distance zueinan ⁇ arranged, which extend into the plane. Between a radiator pair is the useful range.
  • the ratio of the total surface area of the thermal radiators 52 and the surface of the oven chamber 51 is smaller as compared with the arrangement of Figs. 9-14.
  • the thermal radiators of FIGS. 15 and 16 can also be resistive radiators, which heat up due to the electrical resistance when passing an electrical current.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sinterofen (1) für Bauteile (15) aus einem Sinterwerkstoff, insbesondere für Dentalbauteile, umfassend eine Ofenkammer (2) mit einem Kammervolumen (VK) und einer Kammerinnenoberfläche (OK), wobei in der Ofenkammer (2) eine Aufheizvorrichtung (2), ein Aufnahmeraum (9) mit einem im Kammervolumen (VK) liegenden durch die Aufheizvorrichtung (5) begrenzten Bruttovolumen (VB) und ein Nutzbereich (10) mit einem im Bruttovolumen (VB) liegenden Nutvolumen (VN) angeordnet sind und die Ofenkammer (2) eine aus mehreren Wänden bestehende Umwandung (3) mit einem zu öffnenden Wandabschnitt (7) zum Einbringen eines zu sinternden Bauteils (15) mit einem Objektvolumen (VO) in den Aufnahmeraum (9) aufweist. Die Aufheizvorrichtung (5) weist in der Ofenkammer (2) einen thermischen Strahler (6) mit einem Strahlungsfeld (13), der an mindestens einer Seite des Aufnahmeraums (9) angeordnet ist. Dieser thermische Strahler (6) weist einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ωmm2/m bis 1000000 Ωmm2/m auf und besitzt eine Gesamtoberfläche, die maximal das 3-fache der Kammerinnenoberfläche (OK) beträgt. Mit diesem Sinterofen (1) kann bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 1,5 kW eine Aufheiztemperatur von wenigstens 1100°C innerhalb von 5 Minuten erreicht werden.

Description

Beschreibung
Sinterofen für Bauteile aus Sinterwerkstoff, insbesondere
Dentalbauteile
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Sinterofen für Bauteile aus einem Sinterwerkstoff, insbesondere für Dentalbauteile und insbesondere für Bauteile aus Keramik, umfassend eine
Ofenkammer mit einem Kammervolumen und einer Kammerinneno- berfläche, wobei in der Ofenkammer eine Aufheizvorrichtung, ein Aufnahmeraum mit einem im Kammervolumen liegenden durch die Aufhei zVorrichtung begrenzten Bruttovolumen und ein Nutzbereich mit einem im Bruttovolumen liegenden Nutzvolumen angeordnet sind und wobei die Ofenkammer eine aus mehreren Wänden bestehende Umwandung mit einem in zumindest einer der Wände zu öffnenden Wandabschnitt zum Einbringen eines zu sinternden Bauteils mit einem Ob ektvolumen in den Aufnahmeraum aufweist.
Stand der Technik
Entscheidend für die Gestaltung eines Sinterofens ist das zu sinternde Material. Gesintert werden grundsätzlich metallische oder keramische Formkörper, die aus einem
Pulver gepresst wurden und die eventuell entweder direkt oder nach einem Ansinterprozess durch einen Fräs- oder Schleifprozess weiterverarbeitet wurden. Das Material bestimmt das notwendige Temperaturprofil. Die Größe und die Menge der Bauteile bestimmen die Baugröße des Ofens und ebenso das Temperaturprofil. Je heißer der Ofen sein soll, umso dickwandiger ist die Isolation. Die Baugröße des
Ofens, der Bauteile und die gewünschte Aufheizgeschwindig- keit bestimmen die Auslegung des Heizsystems und des
Regelverhaltens. Dabei spielt auch die Stromversorgung eine Rolle. Letztendlich unterscheiden vor allem die Baugröße und auch die zur Verfügung stehende Stromversorgung einen Dentalofen für ein Labor von einem Industriesinterofen.
Wärmebehandlungsprozesse, insbesondere das vollständige Sintern von dentalen Restaurationen aus vorgesinterten
Keramiken oder Metallen unter Verwendung eines Sinterofens dauern typischer Weise zwischen 60 min und mehreren Stunden. Der Herstellungsprozess einer dentalen Restauration, die auch noch vorbereitende sowie nachfolgende Schritte erfordert, wird durch diesen Zeitbedarf eines Einzel¬ schritts nachhaltig unterbrochen. So benötigt das sogenann¬ te Speed-Sintern für Zirkonoxid minimal 60 min.
Das sogenannte Super-Speed-Sintern für Zirkonoxid benötigt heute nur noch minimal 15 Minuten Prozessdurchlaufzeit . Dies setzt allerdings voraus, dass der Sinterofen, insbe¬ sondere aufgrund seiner Masse, auf die vorgesehene Halte¬ temperatur vorgeheizt wird, was abhängig von der verfügba¬ ren Netzspannung zwischen 30 und 75 Minuten dauert. Weiterhin muss der Ofen nach dem Vorheizen über eine automatische Beladesequenz beladen werden, damit spezielle Temperaturprofile eingehalten werden können und der Ofen nicht unnötig abkühlt.
Aus WO 2012/057829 ist ein Verfahren für schnelles Sintern von keramischen Materialien bekannt. In einer ersten
Ausführungsform bildet ein wassergekühltes Kupferrohr eine
Spule, die mit einem Hochfrequenznetzteil verbunden ist.
Die Spule umgibt einen Suszeptor genannten thermischen
Strahler, in dem sich das zu sinternde Material befindet.
Der Suszeptor wird dabei erwärmt, wobei der erwärmte
Suszeptor als thermischer Strahler die Wärme an das zu sinternde Material weitergibt. In einer zweiten Ausführungsform wird die Spule mit einer Hochfrequenz Stromversorgung mit einer ausreichend hohen Frequenz und Leistung verbunden, um ein Plasma zu erzeugen, das dann das Material aufheizt. Ein Nachteil des Vorheizens und anschließenden Beiadens ist jedoch, dass der Ofen, insbesondere dessen Isolation sowie dessen Heizelemente einer hohen thermischen Wechselbelastung ausgesetzt werden, was sich mindernd auf die Gerätele¬ bensdauer auswirkt .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Sinterofen bereitzustellen, der eine entsprechend kurze Herstellungszeit ermöglicht, ohne dass ein Vorheizen des Sinterofens und/oder eine spezielle Beladesequenzen notwendig sind.
Darstellung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen Sinterofen für Bauteile aus einem Sinterwerkstoff, insbesondere für Dentalbauteile und insbesondere für Bauteile aus Keramik, gelöst, der eine Ofenkammer umfasst, die ein Kammervolumen und eine Kamme- rinnenoberfläche aufweist und in der eine Aufheizvorrich¬ tung, ein Aufnahmeraum und ein Nutzbereich angeordnet sind. Der Aufnahmeraum nimmt ein im Kammervolumen liegendes und durch die Aufheizvorrichtung begrenztes Bruttovolumen ein. Der Nutzbereich weist ein Nutzvolumen auf und liegt im Aufnahmeraum. Die Ofenkammer weist weiterhin eine aus mehreren Wänden bestehende Umwandung mit zumindest einem zu öffnenden Wandabschnitt zum Einbringen eines zu sinternden Bauteils in den Aufnahmeraum auf. Die Aufheizvorrichtung in der Ofenkammer weist mindestens einen thermischen Strahler mit einem Strahlungsfeld auf, der an mindestens einer Seite des Aufnahmeraums angeordnet ist und in dessen Strahlungs¬ feld zumindest das Nutzvolumen des Nutzbereichs angeordnet ist. Der maximal mögliche Abstand des zu sinternden Bau¬ teils zu dem Strahler entspricht höchstens der zweitgrößten Dimension des maximalen Nutzvolumens.
Der thermische Strahler weist einen spezifischen Widerstand von 0,lQmm2/m bis 1000000 Qmm2/m auf und besitzt eine
Gesamtoberfläche, die maximal das 3-fache, vorzugsweise maximal das 2,5-fache der Kammerinnenoberfläche beträgt.
Die Ofenkammer, auch Brennkammer genannt, bildet den das zu sinternde Bauteil aufnehmenden und erhitzenden Teil, also den Kern des Sinterofens. Das gesamte von der Ofenkammer umschlossene Volumen wird als Kammervolumen bezeichnet. Der zwischen der in der Ofenkammer angeordneten Aufheizvorrich- tung verbleibende freie Raum kann das zu sinternde Bauteil aufnehmen und wird daher als Aufnahmeraum bezeichnet. Das Volumen des Aufnahmeraums ergibt sich im Wesentlichen aus der zwischen der Aufheizvorrichtung und gegebenenfalls den Kammerwänden verbleibenden Weite und Höhe und wird daher als Bruttovolumen bezeichnet.
Als Nutzbereich wird der Bereich des Sinterofens bezeich- net, in dem die für den Sinterprozess notwendige bzw.
gewünschte Temperatur mittels der Heizvorrichtung erreicht wird. Der Nutzbereich ist somit der Bereich, in dem das von dem thermischen Strahler erzeugte Strahlungsfeld die nötige Intensität und/oder Homogenität für den Sinterprozess aufweist und in dem das Bauteil für die Sinterung positio¬ niert wird. Das Bauteil weist dabei ein Ob ektvolumen auf. Dieser Nutzbereich ergibt sich somit im Wesentlichen aus dem Strahlungsfeld bzw. aus der Anordnung der Aufheizvorrichtung und deren Abstrahlcharakteristik und kann entspre- chend kleiner sein als das Bruttovolumen. Für einen erfolgreichen Sinterprozess sollte das Ob ektvolumen des zu sinternden Objekts daher maximal die Größe des Nutzvolumens aufweisen. Andererseits sollte für möglichst effiziente und schnelle Sintervorgänge die Größe des Nutzvolumens maximal die Größe einer oberen Abschätzung der zu sinternden
Ob ektvolumen aufweisen. Die Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers besteht aus der dem Nutzvolumen zugewandten Fläche, also einer Innenseite und auch aus der der Wand der Ofenkammer zugewandten Fläche, also einer Außenseite sowie aus den Oberflächen zur Verbindung der Innenseite und der Außenseite. Bei einem thermischen Strahler in Form eines Ringes setzt sich die Gesamtoberfläche daher die innere Mantelfläche, die äußere Mantelfläche und die beiden Stirnseiten zusammen. Bei einem thermischen Strahler in Form eines geschlossenen Hohlzylinders wird die Gesamtoberfläche durch die Außenfläche und die Innenfläche gebildet.
Die Kammerinnenoberfläche wird durch die Wände der Ofenkam¬ mer bestimmt. Bei einer zylindrischen Ofenkammer gibt es den Boden, den Deckel und die Mantelfläche, welche zusammen die Kammerinnenoberfläche bilden. Bei einer quaderförmigen Ofenkammer bilden die sechs Seitenwände die Kammerinneno¬ berfläche .
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird für einen thermischen Strahler mit einer Gesamtoberfläche in dem Bereich des 1,0 - bis 3-fachen der Kammerinnenoberfläche ein Ofen bereitgestellt, der ein ausreichend schnelles Aufheizen des Bauteils ermöglicht. Besonders vorteilhaft hat sich ein Verhältnis von mehr als 1,3 herausgestellt, da hier eine gut ausreichende Erwärmung erreicht wird, obwohl der thermische Strahler die Ofenkammer nur teilweise abdeckt. Soll der Ofen zum Sintern oder zum Erwärmen von Objekten verschiedener Größe verwendbar sein, beispielsweise zum Sintern von einzelnen Zahnkronen und auch von Brücken, so kann es daher vorteilhaft sein, den thermischen Strahler der Aufheizvorrichtung bewegbar auszugestalten, so dass die Größe des Aufnahmeraums , also das Bruttovolumen, sowie insbesondere die Größe des Nutzbereichs, also das Nutzvolu- men, an die Größe des Objekts anpassbar ist.
Das Nutzvolumen kann aber auch durch das Verkleinern des Nutzbereichs verringert und an die Objektgröße angepasst werden. Beispielsweise kann mit einem isolierenden Türeinsatz ein Teil des Aufnahmeraums ausgeblockt werden. Durch eine möglichst gute Ausnutzung des Bruttovolumens, also ein im Verhältnis zum Bruttovolumen möglichst großes Nutzvolumen, kann das während des Sinterprozesses zu erwärmende Volumen möglichst gering gehalten werden, wodurch ein schnelles Aufheizen und insbesondere das
Einsparen eines Vorheizprozesses möglich ist.
Dentale Objekte haben typischerweise Größen von nur wenigen Millimetern bis Zentimetern, so dass entsprechend ein
Nutzvolumen im Bereich von Zentimetern typischerweise ausreicht. Für zu sinternde Einzelzahnrestaurationen, wie Kronen oder Käppchen, kann beispielsweise ein Nutzvolumen von 20x20x20 mm3 ausreichen. Für größere dentale Objekte, wie beispielsweise Brücken, kann ein Nutzvolumen von
20x20x40 mm3 ausreichen. Entsprechend kann der maximal mögliche Abstand des zu sinternden Bauteils zum Strahler für einen dentalen Sinterofen beispielsweise auf 20mm beschränkt bzw. sichergestellt werden.
Vorteilhafterweise steht das Nutzvolumen zum Kammervolumen der Ofenkammer in einem Verhältnis von 1:50 bis 1:1 und zum Bruttovolumen des Aufnahmeraums in einem Verhältnis von 1:20 bis 1:1. Vorteilhafterweise liegt das Kammervolumen des Sinterofens zwischen 50 cm3 und 200 cm3.
Von Vorteil ist, wenn die maximale Gesamtoberfläche des Strahlers und damit der Aufheizvorrichtung etwa 400 cm" beträgt .
Je weniger Volumen und je weniger Masse insgesamt erwärmt werden müssen, umso schneller kann eine gewünschte Tempera¬ tur in der Ofenkammer bzw. im Nutzbereich erreicht werden und ist der Sinterprozess erfolgreich durchführbar. Bei- spielsweise kann das Kammervolumen der Ofenkammer 60x60x45 mm3 und das Bruttovolumen noch 25x35x60 mm3 betragen. Diese Angaben bedeuten, dass die Dimensionen des jeweiligen
Volumens 60 mm x 60 mm x 45 mm bzw. 25 mm x 35 mm x 60 mm sind .
Vorteilhafterweise kann das Objektvolumen maximal 20 x 20 x 40 mm3 betragen. Die Dimensionen sind dann 20 mm x 20 mm x 40 mm .
Das Nutzvolumen für das zu sinternde Bauteil zum Objektvo¬ lumen des zu sinternden Bauteils kann in einem Verhältnis von 1500:1 bis 1:1 stehen.
Je kleiner der Unterschied zwischen dem Nutzvolumen des Nutzbereichs und dem Objektvolumen des zu sinternden
Bauteils ist, umso energieeffizienter und schneller ist der Sintervorgang für das Bauteil durchführbar. Mit diesem Sinterofen kann daher aufgrund der optimalen Dimensionierung bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 1,5 kW eine Aufheiztemperatur von wenigstens 1100°C innerhalb von 5 Minuten erreicht werden.
Vorteilhafterweise ist das Heizelement bzw. der thermische Strahler resistiv oder induktiv erwärmbar. Induktive Heizelemente oder Widerstandsheizelemente stellen einfache Ausführungsvarianten für ein einen thermischen Strahler darstellendes Heizelement eines Sinterofens dar.
Vorteilhafterweise besteht der thermische Strahler der Aufheizvorrichtung aus Graphit, M0S12, SiC oder Glaskohlen¬ stoff, da diese Materialen einen spezifischen Widerstand aufweisen, der im Bereich 0,lQmm2/m bis 1000000 Qmm2/m liegt .
Vorteilhafterweise weist die Umwandung eine für das Strah- lungsfeld undurchlässige und/oder dieses zurückgebende Kammerinnenwand auf, die insbesondere eine reflektierende Beschichtung trägt oder als Reflektor ausgebildet ist.
Durch eine reflektierende Beschichtung kann die Intensität des Strahlungsfelds des thermischen Strahlers im Nutzbe- reich, also innerhalb des Nutzvolumens erhöht werden. Ist der thermische Strahler nur an einer Seite des Aufnahme¬ raums angeordnet, so kann mittels einer beispielsweise gegenüberliegenden, reflektierenden Beschichtung oder einem gegenüberliegend angeordneten Reflektor ein homogeneres und/oder intensitätsstärkeres Strahlungsfeld im Nutzbereich erreicht werden.
Vorteilhafterweise weist die Aufheizvorrichtung ein Heiz¬ element als thermischen Strahler mit einer Aufheizrate im Nutzbereich von mindestens 200 K/min bei 20°C auf. Vorteilhafterweise kann das Nutzvolumen maximal 20x20x40 mm3 betragen und sind die Dimensionen des Nutzvolumens höchstens 20 mm x 20 mm x 40 mm.
Gemäß einer Weiterbildung kann der thermische Strahler als Tiegel ausgebildet sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Sinterofens für Bauteile aus einem Sinterwerkstoff, insbeson- dere für Dentalbauteile;
Fig. 2A,B eine induktiv erwärmbare Aufheizvorrichtung mit einem aus Tiegel und Spule bestehenden thermischen Strahler;
Fig. 3 einen plattenförmigen induktiv erwärmbaren
thermischen Strahler mit integrierter Spule;
Fig. 4A,B resistiv erwärmbare Aufheizvorrichtungen mit aus stabförmigen Heizelementen bestehendem thermischen Strahler;
Fig. 5 eine Heizspirale als Widerstandsheizelement;
Fig. 6 einen aus Heizspirale und Reflektor bestehenden thermischen Strahler;
Fig. 7 einen aus U-förmigen Heizelementen bestehenden thermischen Strahler;
Fig. 8 einen aus Flachheizelementen bestehenden thermi- sehen Strahler;
Fig. 9-16 verschiedene Anordungen des thermischen Strahlers und des Nutzvolumens in der Ofenkammer.
Ausführungsbeispiel
Die Fig. 1 zeigt einen Teil eines Sinterofens 1, der eine Ofenkammer 2 mit einem Kammervolumen VK aufweist, deren Wände 3 mit einer Isolierung 4 zum Abschirmen der heißen Ofenkammer 2 gegen die Umgebung versehen sind. Das Kammervolumen VK liegt dabei zwischen 50 cm3 und 200 cm3. Zum Aufheizen der Ofenkammer 2 ist in der Ofenkammer 2 eine Aufheizvorrichtung 5 mit zwei thermischen Strahlern 6 angeordnet . Die Ofenkammer 2 weist einen zu öffnenden
Wandabschnitt 7 zum Einbringen eines zu sinternden Bauteils 15 in die Ofenkammer 2 auf, der hier der untere Wandabschnitt, also der Boden der Ofenkammer 2 ist. Das zu sinternde Bauteil 15 weist ein Volumen von mindestens
10x10x10 mm3 auf. Die maximale Größe des Bauteils 15 beträgt 20x20x40 mm3.
Der Boden 7 weist ebenfalls eine Isolierung 4 auf, auf die eine Unterlage 8 für die zu sinternden Bauteile 15 abge- stellt ist, die auch als Träger 8 bezeichnet wird. Als Träger 8 kommen aber auch Bügel oder ein Tiegel oder senkrecht stehende Stifte aus Keramik oder hochschmelzendem Metall in Betracht, auf die das Bauteil 15 aufgesetzt wird.
Durch die Aufheizvorrichtung 5 bzw. den thermischen Strah1er 6, der in Fig. 1 beispielhaft an zwei Seiten der
Ofenkammer 2 angeordnet ist, ergibt sich innerhalb der Ofenkammer 2 ein im Vergleich zum Kammervolumen VK geringeres freies Volumen, welches in Fig. 1 mit gestrichelter Linie angedeutet ist und als Bruttovolumen VB bezeichnet wird. Der Raum, den dieses Bruttovolumen VB einnimmt, ist der Aufnahmeraum 9, in den ein zu sinterndes Objekt 15 eingebracht werden kann. Die Aufheizvorrichtung 5 weist dabei eine Gesamtoberfläche auf, die maximal das 2,5-fache einer Kammerinnenoberfläche OK beträgt. Die Gesamtoberflä- che der Aufheizvorrichtung 5 ist dabei nicht größer als 400 cm". Das Material der Aufheizvorrichtung 5 weist einen spezifischen Widerstand auf, der zwischen 0,lQmm2/m bis 1000000 Qmm2/m liegt, wobei die Aufheizvorrichtung 5 beispielsweise aus Graphit, M0S12, SiC oder Glaskohlenstoff bestehen kann.
Mit dem thermischen Strahler 6 der Aufheizvorrichtung 5 wird ein Aufheizen des Aufnahmeraums 9 erreicht, wobei zumindest ein Teil des Bruttovolumens VB des Aufnahmeraums 9 ausreichend stark und gleichmäßig aufgeheizt wird. Dieser Bereich wird als Nutzbereich 10 und das Volumen als Nutzvo¬ lumen VN bezeichnet. Der Nutzbereich 10 ist in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie schematisch dargestellt und eine zweitgrößte Dimension des Nutzbereichs 10 als Dy eingezeichnet. Die Größe und Lage des Nutzbereichs 10 wird im Wesentlichen durch die Abstrahlcharakteristik, also das Strahlungsfeld 13, und die Anordnung der Strahler 6 be- stimmt, wobei durch eine Anordnung der Strahler 6 an mindestens einer Seite des Aufnahmeraums 9 sichergestellt wird, dass der Nutzbereich 10 innerhalb des Aufnahmeraums 9 liegt .
Die Erwärmung des zu sinternden Objekts 15 kann beispiels- weise resistiv oder induktiv erfolgen. In Fig. 2A und 2B ist beispielsweise ein induktiv erwärmter thermischer
Strahler 6 als Aufheizvorrichtung 5 dargestellt. Der thermische Strahler 6 ist als Tiegel 11, beispielsweise aus Graphit, M0S12, SiC oder Glaskohlenstoff, mit mindestens einer umlaufenden Spule 12 zur induktiven Erwärmung ausgebildet, wobei das Abstrahlen des Tiegels 11, also die thermische Strahlung 13, durch Pfeile angedeutet ist. In diesem Beispiel wird der Aufnahmeraum 9 durch den Innenraum des Tiegels gebildet. Der Nutzbereich 10 liegt ebenfalls im Innenraum des Tiegels 11, wobei das Verhältnis des Nutzvo¬ lumens VN des Nutzbereichs 10 zum des Bruttovolumens VB des Aufnahmeraums 9 1:1 beträgt.
Obwohl in Fig. 2A nicht dargestellt, so kann eine Retorte, zum Beispiel eine Glasglocke, vorgesehen sein, die im
Tiegel angeordnet ist und das Bauteil 15 umgibt.
Das zu sinternde Bauteil 15 wird in dem Innenraum des
Tiegels 11, im mit dem Nutzbereich 13 übereinstimmenden Aufnahmeraum 9 angeordnet. Der Abstand des Objekts zum thermischen Strahler 6, also hier zum Tiegel 11 wird als d bezeichnet .
Fig. 3 zeigt einen aus zwei plattenförmigen Elementen gebildeten thermischen Strahler 6, der mittels integrierter Spulen 12 erwärmt wird. Der Aufnahmeraum 9 befindet sich entsprechend zwischen den beiden plattenförmigen Elementen. In Fig. 3 ist weiterhin das Strahlungsfeld 13 des thermi¬ schen Strahlers 6 mit Linien dargestellt. Entsprechend ergibt sich ein im Aufnahmeraum 9 angeordneter Nutzbereich 10, der einen möglichst homogenen Bereich des Strahlungs¬ felds 13 mit hoher Intensität abdeckt.
Die in den Fig. 4A und 4B dargestellten thermischen Strahler 6 bestehen aus drei bzw. vier stabförmigen Widerstands- heizelementen 14.
Weitere Varianten von resistiven, thermischen Strahlern 6 und Anordnungen sind in den Fig. 5 bis 8 dargestellt. Der in Fig. 5 gezeigte thermische Strahler 6 ist als Heizspira¬ le 16 ausgebildet, wobei Aufnahmeraum 9 und Nutzbereich 10 zylinderförmig ausgebildet und innerhalb der Heizspirale angeordnet sind. In Fig. 6 ist der thermische Strahler 6 eine Kombination aus einem Heizstrahler, hier einer Heizspirale 16 und einem Reflektor 17, wobei sich Aufnahmeraum 9 und Nutzbereich 10 zwischen der Heizspirale 16 und dem Reflektor 17 befinden. Fig. 7 zeigt einen aus zwei U- förmigen Heizelementen 18 bestehenden thermischen Strahler mit einem zwischen den beiden U-förmigen Heizelementen 18 angeordneten Aufnahmeraum 9. In Fig. 8 ist ein thermischer Strahler 6 aus zwei Flachheizelementen 19 dargestellt.
Diese weisen typischerweise eine flächige Abstrahlung auf, wodurch der Nutzbereich einen besonders großen Teil des zwischen den Flachheizelementen 19 liegenden Aufnahmeraums 9 einnimmt.
Mit dem erfindungsgemäßen Sinterofen 1 kann bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 1,5 kW eine Aufheiztempera- tur von wenigstens 1100°C innerhalb von 5 Minuten erreicht werden .
Das Verhältnis von Strahleroberfläche zur Oberfläche der Kammerinnenoberfläche ist mit maximal 2,5 angegeben. Bei der Angabe dieses Wertes ist davon ausgegangen worden, dass die Kammerinnenoberfläche auch der Oberfläche des Nutzvolu¬ mens entsprach. Bei den Überlegungen zu diesem maximalen Verhältnis war im wesentlichen ein ringförmiger thermischer Strahler zugrundegelegt, wie er durch die Mantelfläche des Tiegels aus Fig. 2A gebildet ist.
Bei stabförmigen thermischen Strahlern als Ausführungsform etwa gemäß den Fig. 4a, 4b, 7 ergibt sich, dass die Oberflä¬ che solcher thermischer Strahler kleiner sein kann, als die Oberfläche der Ofenkammer bzw. als die Oberfläche des
Nutzvolumens. Bei einem Ofenaufbau mit Stabelementen als thermischen Strahlern ist die Kammerinnenoberfläche deut¬ lich größer als das Nutzvolumen, wodurch die Oberflächenverhältnisse quasi gegen Null gehen. Wird stattdessen die Oberfläche des Nutzvolumens gewählt, kommt man auf ein sinnvolles minimales Verhältnis von Strahleroberfläche zur Oberfläche des Nutzvolumens von 0,4.
Das Nutzvolumen ist als Grenze definiert, innerhalb derer ein sicherer Brennprozess möglich ist. Es weist geometrische Dimensionen auf, die beispielsweise durch die Länge, die Breite und die Höhe (1 x b x h) angegeben werden können. Erhöht man die Größe des nutzbaren Volumens, wird das angegebene Verhältnis zur Gesamtoberfläche des thermi- schen Strahlers kleiner. Ein solcher Ofen kann aber nur mit einer geringeren Leistung dauerhaft betrieben werden.
Es ist auch denkbar, dass die Abmessungen des thermischen Strahlers über die Begrenzung der Ofenkammer hinaus ragen, etwa um über das Verhältnis von 2,5 zu kommen. Mit einer Obergrenze des Verhältnisses von 3 ist hier ein ausreichen¬ der Ausgleich zwischen dem zu betreibenden zusätzlichen technischen wirtschaftlichen Aufwand und dem Vorteil der Erfindung angegeben. Die Untergrenze von 1 grenzt die
Erfindung leistungsmäßig gegen Öfen mit kleineren thermischen Strahlern ab.
Fig. 9-16 zeigt verschiedene Anordungen des thermischen Strahlers und des Nutzvolumens in der Ofenkammer. So zeigt Fig. 9 einen schematischen Aufbau eines Ofens 21 mit einer Ofenkammer 22, die nach unten zumindest teilweise von einem inneren und einem äußeren Türstein 23, 24, auch als oberer und unterer Türstein bezeichnet, begrenzt ist. Der Türstein ist seitlich von dem unteren Wandabschnitt der Ofenkammer umgeben, der im vorliegenden Fall mehrteilig ausgebildet ist, nämlich mit drei Lagen.
Auf dem unteren Wandabschnitt 25 sitzt ein in der Ofenkammer 22 angeordneter ringförmiger thermischer Strahler 26, der wiederum von einem ringförmigen isolierenden Wandabschnitt 27 umgeben ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die weiter außen liegenden Spulen zur induktiven
Erwärmung des thermischen Strahlers 26 nicht dargestellt.
Oberhalb des ringförmigen Wandabschnitts 27 wird die
Ofenkammer 22 durch den oberen Wandabschnitt 28 begrenzt, der wie der untere Wandabschnitt 25 mehrlagig ausgebildet ist. Durch den oberen Wandabschnitt 28 ragt ein Thermoele¬ ment 29 in die Ofenkammer 22 hinein und dringt dabei auch ein Stück weit in den vom thermischen Strahler 26 umschlos- senen Innenraum 30 und begrenzt so ein im Innenraum 30 angeordnetes Nutzvolumen 31, da das auf dem Türstein 23 angeordnete, nicht dargestellte Bauteil nicht mit dem
Thermoelement 30 in Kontakt kommen darf.
Die Oberfläche der Ofenkammer 22 wird hier von der der Ofenkammer zugewandten Oberfläche des Wandabschnitts 27 sowie von der Oberseite des Türsteins 23 und der Unterseite des oberen Wandabschnitts 28 gebildet. Der Ringraum um das Thermoelement sowie Spalte zwischen dem ersten Türelement und dem unteren Wandelement werden vernachlässigt.
In Fig. 10A ist die Anordnung des eingeschränkten Nutzbereichs 31 bezüglich des Strahlers 26 aus Fig. 9 im Detail dargestellt, um sie einem in Fig. 10B dargestellten Nutzbereich 31 gegenüberzustellen. Das Verhältnis der Gesamtober- fläche des thermischen Strahlers und der Ofenkammer ändert sich nicht, auch wenn das Verhältnis der Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers zur Oberfläche des Nutzvolumens von Fig. 10A nach Fig. 10B gesenkt wird.
In Fig. 11 ist ein thermischen Strahler 26 gezeigt, der zudem noch einen Boden 32 und einen Deckel 33 aufweist, wodurch sich die Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers 26 gegenüber der Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers 26 aus Fig. 9 erhöht. Das Nutzvolumen 31 entspricht dem aus Fig. 10B. In Fig. 12 wird das Nutzvolumen 31 durch isolierende
Wandabschnitte 34, 35 verringert, wobei der thermische Strahler selbst gegenüber Fig. 9 und 10A, 10B unverändert bleibt. Damit verringert sich auch die Oberfläche der
Ofenkammer und das Verhältnis der Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers und der Ofenkammer wird größer. In Fig. 13 ist ein Ofen 41 mit einer Ofenkammer 42 gezeigt, die über den Innenraum 31 des thermischen Strahlers 43 oben und unten hinausgeht und sich in den oberen und in den unteren Wandabschnitt 28, 25 fortsetzt, sodass der Nutzbe- reich vergrößert ist. Dadurch sinkt das Verhältnis der
Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers und der Ofenkam¬ mer .
In Fig. 14 Wird der Nutzbereich gegenüber dem Nutzbereich aus Fig. 13 weiter verringert, indem der obere und der untere Wandabschnitt 28', 25' nicht mehr denselben Innen¬ durchmesser wie der thermische Strahler 43 aufweisen. Die Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers bleibt gleich, aber die Oberfläche der Ofenkammer verringert sich gegenüber der aus Fig. 13.
In Fig. 15 sind in einer vorgegebenen Ofenkammer 51 mehrere zylindrische thermische Strahler 52, hier dargestellt sind 4 thermische Strahler, paarweise in einem Abstand zueinan¬ der angeordnet, die in die Zeichenebene hinein verlaufen. Zwischen einem Strahlerpaar liegt der Nutzbereich. Das Verhältnis der Gesamtoberfläche der thermischen Strahler 52 und der Oberfläche der Ofenkammer 51 ist verglichen mit der Anordnung aus den Fig. 9 - 14 kleiner.
Dies gilt auch dann, wenn in deiner Ofenkammer 61 statt zylindrischer thermische Strahler längliche Flächenheizele- mente 62 verwendet werden, wie in Fig. 16 dargestellt.
Bei den thermischen Strahlern aus Fig. 15 und 16 kann es sich auch um resistive Strahler handien, die sich aufgrund des elektrischen Widerstandes beim Durchleiten eines elektrischen Stroms erwärmen.

Claims

Patentansprüche
Sinterofen (1) für Bauteile (15) aus einem Sinterwerkstoff, insbesondere für Dentalbauteile und insbesondere für Bauteile (16) aus Keramik, umfassend eine Ofenkam¬ mer (2) mit einem Kammervolumen (VK) und einer Kammerinnenoberfläche (OK), wobei in der Ofenkammer (2) eine Aufheizvorrichtung (5), ein Aufnahmeraum (9) mit einem im Kammervolumen (VK) liegenden durch die Aufheizvorrichtung (5) begrenzten Bruttovolumen (VB) und ein Nutzbereich (10) mit einem im Bruttovolumen (VB) liegenden Nutzvolumen (VN) angeordnet sind und wobei die Ofenkammer (2) eine aus mehreren Wänden bestehende Um- wandung (3) mit mindestens einem zu öffnenden Wandab¬ schnitt (7) zum Einbringen eines zu sinternden Bauteils (15) in den Aufnahmeraum (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizvorrichtung (5) in der Ofenkammer (2) mindestens einen thermischen Strahler (6) enthält, der einen spezifischen Widerstand von
0,lQmm2/m bis 1000000 Qmm2/m aufweist und der eine Ge¬ samtoberfläche besitzt, die maximal das 3-fache, insbe¬ sondere maximal das 2,5-fache der Kammerinnenoberfläche (OK) beträgt.
Sinterofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammervolumen (VK) des Sinterofens (1) zwi¬ schen 50 cm3 und 200 cm3 liegt.
Sinterofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Gesamtoberfläche des thermischen Strahlers (6) etwa 400 cm" beträgt.
Sinterofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ob ektvolumen (VO) maximal 20 x 20 x 40 mm3 beträgt . Sinterofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Strahler (6) resistiv oder induktiv erwärmbar ist.
Sinterofen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizvorrichtung (5) aus Graphit, M0S12, SiC oder Glaskohlenstoff besteht.
Sinterofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandung eine für das Strahlungsfeld (13) undurchlässige und/oder diese zu¬ rückgebende Kammerinnenwand aufweist, die insbesondere eine reflektierende Beschichtung trägt oder als Reflek¬ tor ausgebildet ist.
Sinterofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Strahler (6) der Aufheizvorrichtung (5) eine Aufheizrate im Nutzbereich von mindestens 200 K/min bei 20°C aufweist.
Sinterofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzvolumen (VN) maxi¬ mal 20x20x40 mm3 beträgt und dass die Dimensionen des Nutzvolumens (VN) höchstens 20 mm x 20 mm x 40 mm sind.
Sinterofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Strahler als Tiegel (11) ausgebildet ist.
Sinterofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtoberfläche min¬ destens das 1,0-fache der Kammerinnenoberfläche (OK) beträgt .
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