CH665115A5 - Verfahren zur herstellung von zahnersatzteilen, insbesondere gussfuellungen, teil- oder vollkronen. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen wird gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 gearbeitet, wobei, wie ersichtlich von dem präparierten natürlichen Zahnstumpf bis zu dem zementierbaren Metallmodell zahlreiche Abformungen und positiv-negativ-Übertragungen erforderlich sind. Der erste Abformschritt ist die Erstellung der negativen Abdruckform des natürlichen Zahnstumpfes. Von dieser Abdruckform wird ein positives Gipsmodell hergestellt. Das positive Gipsmodell wird durch ein Wachsmodell ergänzt. Das positive Wachsmodell wird in eine Abgussmasse eingebettet und ausgeschmolzen. In die so geschaffene Gussform wird Metall eingegossen und so das Metallmodell hergestellt. Jeder dieser Abformschritte ist mit verfahrensbedingten Fehlern behaftet, die sich teilweise in positiven, teilweise auch in negativen Dimensionsänderungen äussern können. Diese Dimensionsänderungen entstehen beispielsweise durch polymerisations-bedingte Volumenänderungen der Abdruckmasse bei der Herstellung der negativen Abdruckform. Bei der Herstellung des Gipsmodelles kann eine Gipsexpansion auftreten. Die Verarbeitungsfehler des Wachses ergeben sich aus den Wachseigenschaften und der Verarbeitungstemperatur.

Auch die Abkühlung des Wachses und Abbindevorgänge an der Einbettmasse können zu Fehlern führen. Auch die Verarbeitungstemperatur des flüssig eingegossenen Metalls und dessen Dimensionsänderungen bei Abkühlung beeinträchtigen die genaue Herstellung eines Metallmodells. Man kann nicht davon ausgehen, dass sich die zahlreichen aufgezeigten Fehler bzw. Dimensionsänderungen gerade gegenseitig genau kompensieren. Je nach der Arbeitsweise und den dabei im einzelnen eingesetzten Materialien kann eine leichte Spielpassung zwischen dem natürlichen Zahnstumpf und dem Metallmodell auftreten, wenn bei jedem Arbeitsschritt eine kleine Dimensionsvergrösserung auftrat und sich im Laufe der Herstellung addiert hat. Wenn dagegen Dimensionsverkleinerungen auftreten und sich diese summieren, so kann dies dazu führen, dass das Metallmodell nicht mehr einsetzbar sein kann. Während bei Kronen geringfügige Ver-grösserungen keine Probleme erzeugen, sind bei Gussfüllun-gen je nach Grösse, Anzahl und Lage der Flächen schon vergleichsweise kleine Abweichungen vom Sollmass, d.h. der Grösse der Kavität, ein Problem. Nur mit zeitaufwendigen und peniblen Indikatoren und gezielten Schleifkorrekturen am Metallmodell lässt sich ein solcher Fehler wieder korrigieren. Durch die Addition möglicher Dimensionsänderungen in positiver und negativer Richtung ergibt sich entsprechend den heute üblicherweise eingesetzten Materialien, dass das Metallmodell etwa bis zu 1,8% zu gross oder um bis zu etwa 3,5% zu klein sein kann. Die Wahrscheinlichkeit, dass zu kleine Metallmodelle hergestellt werden, ist somit grösser. Um die aufgezeigten Dimensionen in Grenzen zu halten, ist es bisher erforderlich, dass Zahnarzt und Zahntechniker sehr eng zusammenarbeiten und sich bezüglich der Korrektur dieser Dimensionsveränderungen aufeinander abstimmen. Für die Herstellung einer passgenauen Kontaktfläche zwischen einer Gussfüllung und einem natürlichen Zahnstumpf ist erhebliche Erfahrung, Geschick und Sorgfalt erforderlich.

Aus der DE-OS 3 118 890 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen bekannt, bei dem ein metallisches Sekundärteil abnehmbar über Halteelemente an einem ebenfalls metallischen, festsitzenden Primärteil verankert ist. Als Halteelemente dienen Riegel oder Friktionsstifte, für die entsprechende Aufnahmen mit genauer Passung im Primär-und im Sekundärteil geschaffen werden. Hierzu wird eine Erosionsmaschine eingesetzt, mit welcher die Lager für die Riegel im Primärteil als auch im Sekundärteil gemeinsam durch Funkenerosion hergestellt werden. Die Erosionsmaschine wird dabei lediglich als ein Bohrwerkzeug für die Herstellung der Lager der Riegel benutzt. Wie dagegen das Primärteil an den Zahnstumpf oder das Sekundärteil an das Primärteil hinsichtlich der Kontaktfläche angepasst werden, bleibt völlig offen. Die oben beschriebenen Dimensionsänderungen bei den verschiedenen Umformvorgängen werden durch die erosive Bearbeitung der Lagerstellen für die Riegel nicht beeinflusst. Die umständliche und zeitraubende Nacharbeit bei der Anpassung der Teile aneinander wird durch die Lagerherstellung nicht vermieden. Diese Summation der herstellungsbedingten Fehler muss durch ein manuelles Nacharbeiten an dem Metallmodell ausgeglichen werden. Dies ist nur in unvollkommener Weise möglich, da es sich oft um eine stark zerklüftete dreidimensionale Fläche handelt. Infolgedessen wird selbst heute für notwendige Nacharbeiten dieser Kontaktfläche ein Arbeitszeitaufwand von 30 bis 50% der gesamten Verarbeitungszeit eingesetzt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen so zu verbessern, dass zahlreiche der beschriebenen Dimensionsänderungen in einfacher Weise kompensiert werden können, so dass einfach und kostengünstig eine wesentlich genauere Anpassung zwischen der Kontaktfläche des natürlichen Zahnstumpfes und der zugehörigen Kontaktfläche des Metallmodells erzielt wird. Damit wird das Metallmodell mit erhöhter Genauigkeit hinsichtlich der Ausformung seiner Kontaktfläche hergestellt, so dass die zeitraubende Nacharbeit des Metallmodells entbehrlich wird.

Erfmdungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die negative Abdruckform vor dem Ausgiessen mit Gips mit einer Metallschicht überzogen wird, und dass das positive Gipsmodell des natürlichen Zahnstumpfs mit der Metallschicht auf der Oberfläche und das positive Metallmodell miteinander erosiv derart bearbeitet werden, dass von der Kontaktfläche des Metallmodells Material abgetragen wird und dabei eine noch genauere Anpassung an die Formgebung der Metallschicht auf dem Gipsmodell erfolgt. Das Überziehen der negativen Abdruckform mit einer Metallschicht, also insbesondere mit Silber oder Kupfer geschieht, um diese Kontaktfläche elektrisch leitend auszubilden. Da die Metallschicht auf die negative Abdruckform aufgebracht wird, ist die Dicke dieser Metallschicht für die Genauigkeit unbeachtlich. Diese Metallschicht verbleibt dann auch auf dem positiven Gipsmodell und stellt mit seiner Oberfläche eine Nachbildung der Oberfläche des natürlichen Zahnstumpfes dar. Dieses positive Gipsmodell des natürlichen Zahnstumpfes mit der Metallschicht auf der Oberfläche wird kathodisch geschaltet in die Erosionsmaschine eingebracht, während das Metallmodell anodisch geschaltet dem Gipsmodell zugeordnet angenähert wird. Es erfolgt ein Metallabtrag an der Kontaktfläche des Metallmodells entsprechend der Funkenüberschläge zwischen den beiden Elektroden.

Der Werkstoff des Metallmodells an der Kontaktfläche wird in Form zahlreicher kleinster Krater durch die in dem einzelnen Funken enthaltene elektrische Energie abgetragen. Der Abbrand an der Kontaktfläche des Metallmodells erfordert ein kontinuierliches Nachstellen der Funkenstrecke, was aber bei üblichen Erosionsmaschinen bekannt und gelöst ist. Wie man sieht, können mit dem erfmdungsgemässen Verfahren die folgenden Dimensionsfehler beseitigt bzw. in ihrer negativen Wirkung ausgeglichen werden: Hier ist zunächst die Wachskontraktion durch thermische Schwindung zu nennen. Auch die Abbindeexpansion der Einbettmasse und die thermische Expansion dieser Masse beim Wachsausschmelzen und beim Eingiessen des Metalls werden kompensiert. Schliesslich spielt das Schwinden des Metalls bei seiner Erstarrung keine Rolle mehr, ebenso eine kristallisationsbedingte rauhe Kontaktfläche des Metallmodells, deren Rauhigkeit ja durch die erosive Bearbeitung beseitigt wird. Die wesentlichen Vorteile des erfmdungsgemässen Verfahrens sind neben der Möglichkeit der Bearbeitung auch harter Edelmetall-Ersatzwerkstoffe vor allem in dem automatischen Arbeitsablauf bei der erosiven Bearbeitung zu sehen. Das Werkstück, nämlich das Metallmodell und das Werkzeug, nämlich das Gipsmodell mit der Metallschicht auf der Oberfläche, berühren sich bei der erosiven Bearbeitung nicht, so dass diese Teile auch keiner mechanischen Beanspruchung unterliegen. Ein weiterer Vorteil des erfmdungsgemässen Verfahrens ist darin zu sehen, dass es weitgehend bedeutungslos wird, welche Art von Einbettmasse beim Wachsausschmelzverfahren benutzt wird und bei welcher Temperatur diese Einbettmasse welchen Expansionswert erreicht. Infolge der elektro-erosiven Abtragung am Metallmodell selbst werden Dimensionsgenauigkeit und Oberflächengüte des Metallmodells nach dem Giessen ausgeglichen bzw. berichtigt. Es ist auch unbedeutend, welche Schwindung die eingesetzte Legierung des Metallmodells besitzt.

Als Metallschicht kann koloidales Silber auf die Abdruckform im Bereich des Zahnstumpfes aufgebracht und diese Silberschicht durch elektrolytische Abscheidung verstärkt werden, bis eine Schichtdicke von etwa 0,15 bis 0,3 mm erzielt wird. Die Metallschicht ist in einer solchen Stärke anzuordnen, dass überall eine geschlossene tragfähige Oberfläche entsteht. Die Schichtdicke selbst wirkt sich auf die Herstellungsgenauigkeit nicht nachteilig aus.

An dem positiven Wachsmodell kann zweckmässig ein Aufnahmedom angebracht und mit dem Metall mitabgegossen werden, so dass letztendlich das Metallmodell einen metallenen Aufnahmedorn besitzt, mit dem es in die Aufnah-meeinrichtung der Erosionsmaschine einspannbar ist. Der Aufnahmedorn sollte dabei in Einschubrichtung des Metallmodells auf den natürlichen Zahnstumpf am Wachsmodell angebracht werden, damit die Nachstellrichtung der Erosionsmaschine mit der Einschubbewegung des Metallmodells auf dem natürlichen Zahnstumpf übereinstimmt. Bei der erosiven Bearbeitung hat es sich gezeigt, dass der metallische Abtrag an der Kontaktfläche des Metallmodells flächig erfolgt, so dass durchaus scharfe Kanten des Metallmodells entstehen, die nicht bevorzugt abgetragen werden, sondern lediglich in gleichem Masse abgelöst werden, wie dies in der Mitte der Kontaktfläche der Fall ist. Auf diese Art und Weise werden äusserst genaue und angepasste Übergänge der Kontaktfläche zwischen Metallmodell und natürlichem Zahnstumpf geschaffen. Man kann sagen, dass die Genauigkeit der Anpassung so gross ist, wie sie selbst durch mühsamste Schleif- und Polieroperationen bisher nicht erreichbar war.

Bei der erosiven Bearbeitung des Metallmodells mit dem Gipsmodell kann ein kapillärer Spalt erzeugt werden, der beim Zementieren des Metallmodells auf dem natürlichen Zahnstumpf ohne Bisserhöhung ausgefüllt wird. Diese elek-tro-erosive Bearbeitung und die Steuerungsmöglichkeiten der Maschine ergibt so in einfacher Weise die Möglichkeit, diesen kapillären Spalt zu erzeugen, der beispielsweise 50 um betragen kann. Die Herstellung dieses Spaltes ist sehr einfach durch die Einstellung der elektrischen Einstellparameter an der Erosionsmaschine möglich. Mit Beendigung des Erosionsvorganges hat das Metallmodell an seiner Kontaktflä-che exakt die Dimension der durch das Gipsmodell mit der Metallschicht vorgegebenen Kontur. Durch die angesprochenen Möglichkeiten lassen sich die, durch mangelnde Passung des Metallmodells bei der Anprobe auf dem natürlichen Zahnstumpf erzeugten Bisserhöhungen auf ein Minimum reduzieren.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels durch Darstellung der verschiedenen Verfahrensschritte weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Kiefers mit einem natürlichen Zahnstumpf,

Fig. 2 eine Ansicht der negativen Abdruckform, Fig. 3 eine Ansicht des positiven Gipsmodells,

Fig. 4 den positiven künstlichen Zahnstumpf,

Fig. 5 den künstlichen Zahnstumpf mit dem aufgebauten Wachsmodell,

Fig. 6 das eingebettete Wachsmodell,

Fig. 7 den künstlichen Zahnstumpf und das Metallmodell während der Erosion und

Fig. 8 eine vergrösserte Darstellung der Teile vor dem Erosionsvorgang.

In Fig. 1 ist ein Teil eines menschlichen Kiefers 1 dargestellt, der drei gesunde Zähne 2 und einen Zahnstumpf 3 trägt. Bei dem Zahnstumpf 3 handelt es sich ebenfalls um einen natürlichen Zahn, von dem die von Karies befallenen

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kranken Zahnbestandteile durch Schleifen in der üblichen Weise entfernt worden sind. Dieser natürliche Zahnstumpf besitzt eine dreidimensional geformte Oberfläche mit einer nach oben und teilweise nach seitlich gekehrten Kontaktfläche 4 an welcher das herzustellende Zahnersatzteil später passgerecht anliegen soll.

Von dem Kiefer 1 mit dem Zahnstumpf 3 wird ein Abdruck gemacht, um die komplizierte Formgebung aufzunehmen. Es entsteht eine negative Abdruckform 5, die in Fig. 2 dargestellt ist. Während die Formvertiefungen der gesunden Zähne 2 unbehandelt bleiben, wird die Form Vertiefung, die der Zahnstumpf 3 in der Abdruckform 5 hinterlassen hat, beispielsweise durch Aufpinseln von koloidalem Silberpulver mit einer Metallschicht 6 versehen, welche die Kontaktfläche 4 des Zahnstumpfes 3 nachbildet und metallisch leitend macht. An die Metallschicht 6 wird ein Draht 7 angeschlossen, um eine elektrisch leitende Verbindung herstellen zu können. Die Metallschicht 6 kann durch elektrolytische Ab-scheidung verdickt werden, bis beispielsweise eine Dicke von 0,15 bis 0,3 mm erreicht ist, so dass hier schon in einer tragfähigen Metallschicht die Kontaktfläche 4 genau nachgebildet ist, jedenfalls so genau, wie es die Verwendung der Abdruckmasse, die meist aus Silikon besteht, zulässt.

Die Abdruckform 5 mit der Metallschicht 6 wird nun mit Gips ausgegossen, so dass das in Fig. 3 dargestellte positive Gipsmodell 8 entsteht, welches aus Gips den Kiefer 1 und die gesunden Zähne 2 nachbildet. Auf dem Zahnstumpf befindet sich die Metallschicht 6. In seiner Form gleicht das Gipsmodell dem Kiefer 1 mit dem natürlichen Zahnstumpf 3 gemäss Fig. 1. Aus diesem Gipsmodell 8 kann durch Zersägen ein künstlicher positiver Zahnstumpf 9 hergestellt werden, der die Form des natürlichen Zahnstumpfes 3 besitzt und auf seiner Kontaktfläche 4 die Metallschicht 6 trägt.

Gemäss Fig. 5 wird der künstliche Zahnstumpf 9 mit Wachs aufgebaut. Auf der Metallschicht 6 befindet sich dann das Wachsmodell 10, welches entsprechend dem Ge-genbiss hergestellt wird und somit etwa den vorher entfernten kranken Zahnbestandteilen entspricht. An unproblematischer Stelle erhält das Wachsmodell einen Aufnahmedorn 11 aus Wachs oder Kunststoff. Das Wachsmodell 10 besitzt entsprechend zu der Metallschicht 6 des künstlichen Zahnstumpfes 9 eine Kontaktfläche 12.

Das Wachsmodell 10 wird von dem künstlichen Zahnstumpf 9 mit seiner Metallschicht 6 abgelöst und gemäss Fig. 6 in eine Einbettmasse eingeformt, so dass eine Gussform 13 entsteht. Die in Fig. 6 dargestellte Gussform 13 zeigt nur die Form des Wachsmodelles. Formöffnungen, die dem Eingiessen des Metalles dienen, sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Durch das Ausschmelzen des Wachsmodelles 10 aus der Gussform 13 entsteht ein Hohlraum, der mit Metall abgegossen wird, wobei sich das Metallmodell 14 ergibt mit dem ebenfalls jetzt in dem Metall abgeformten Aufnahmedorn 11, der dem Einspannen des Metallmodells 14 in eine Aufnahmeeinrichtung 15 einer Erosionsmaschine dient. Es versteht sich, dass die Richtung des Aufnahme-dorns 11 mit der Einsatzrichtung des Metallmodells 14 auf dem Zahnstumpf 3 bzw. 9 übereinstimmt. Damit wird gleichzeitig die Vorschubrichtung der Erosionsmaschine festgelegt. In diese Erosionsmaschine werden gemäss Fig. 7 und 8 nicht nur das Metallmodell 14, sondern auch der künstliche Zahnstumpf 9, der in einem Sockel 16 gehalten ist, eingebaut, und zwar so, dass die Metallschicht 6 des künstlichen Zahnstumpfs 9 und die Kontaktfläche 12 des Wachsmodells 10 einander zugekehrt sind. Das Metallmodell 14 wird als Werkstück anodisch geschaltet. Der künstliche Zahnstumpf 9 mit seiner Metallschicht 6 wird als Werkzeug kathodisch geschaltet. Die Bearbeitung kann in einem flüssigen Dielektrikum, z.B. Petroleum, erfolgen, wodurch infolge der Annäherung des Metallmodells 14 an die Metallschicht 6 die Kontaktfläche 17 des Metallmodells 14 durch Herauslösen von Metallteilchen genau an die Oberfläche der Metallschicht 6 angepasst wird. Diese funkenerosive Bearbeitung mit einer automatischen Vorschubregelung für das Metallmodell 14 ist unproblematisch, von der menschlichen Geschicklichkeit unabhängig und erbringt eine äusserst genaue Abformung der Oberfläche der Metallschicht 6 am Metallmodell 14. Es versteht sich, dass dabei auch Giessrauhig-keiten am Metallmodell 14 beseitigt werden. Wesentliche Vorteile sind darin zu sehen, dass sowohl Edelmetalle als auch harte Edelmetall-Ersatzwerkstoffe, beispielsweise aus Chrom, Kobalt, Molybdän usw., als Werkstoffe für das Metallmodell 14 in Frage kommen und automatisch mit einer bisher nicht erreichbaren Genauigkeit bearbeitet werden können. Die Kontaktfläche 17 passt also genau an die Kontaktfläche 4 des natürlichen Zahnstumpfs 3. Vermittels der Vorschubregelung der Erosionsmaschine ist es möglich, den Abbrand an dem Metallmodell 14 etwas weiter durchzuführen, so dass ein kapillärer Spalt von beispielsweise 50 (im entsteht, so dass das Metallmodell 14 ohne Bisserhöhung auf dem natürlichen Zahnstumpf 3 aufzementiert werden kann, wobei die Zementschicht diesen kapillären Spalt von 40 |tm ausfüllt.

Das Verfahren zur Ausformung bzw. Abbildung von komplizierten dreidimensionalen Flächen kann nicht nur zwischen einem natürlichen Zahnstumpf 3 und dem Metallmodell 14 als Zahnersatzteil durchgeführt werden, sondern ebenso auch zwischen einem festsitzenden Primärteil und einem auswechselbaren Sekundärteil.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbesondere Gussfüllungen, Teil- oder Vollkronen, nachdem durch Entfernung der kranken Zahnbestandteile ein natürlicher Zahnstumpf (3) geschaffen und von diesem einschliesslich des Kiefers (1) ein Abdruck gemacht und somit eine negative Abdruckform (5) erstellt worden ist, bei welchem Verfahren die negative Abdruckform (5) mit Gips ausgegossen und so ein positives Gipsmodell (8) des Zahnstumpfes (3) erzeugt wird, welches entsprechend dem Gegenbiss mit Wachs entsprechend den entfernten Zahnbestandteilen aufgebaut und so ein positives Wachsmodell (10) geschaffen wird, von dem durch Einbetten und Ausschmelzen des Wachses eine Gussform (13) erstellt und diese mit Metall ausgegossen wird, so dass dieses positive Metallmodell (14) mit dem natürlichen Zahnstumpf (3) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die negative Abdruckform (5) vor dem Aus-giessen mit Gips mit einer Metallschicht (6) überzogen wird, und dass das positive Gipsmodell (8) des natürlichen Zahnstumpfes (3) mit der Metallschicht (6) auf der Oberfläche und das positive Metallmodell (14) miteinander erosiv derart bearbeitet werden, dass von der Kontaktfläche (17) des Metallmodells (14) Material abgetragen wird und dabei eine noch genauere Anpassung an die Formgebung der Metallschicht (6) auf dem Gipsmodell (8) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallschicht (6) kolloidales Silber auf die Abdruckform (5) im Bereich des Zahnstumpfes (3) aufgebracht und diese Silberschicht durch elektrolytische Abscheidung verstärkt wird, bis eine Schichtdicke von 0,15 bis 0,3 mm erzielt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem positiven Wachsmodell (10) ein Aufnahmedorn (11) angebracht und mit dem Metall mit abgegossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmedorn (11) in Einschubrichtung des Metallmodells (14) auf den natürlichen Zahnstumpf (3) am Wachsmodell (10) angebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der erosiven Bearbeitung des Metallmodells (14) mit dem Gipsmodell (8) ein kapillärer Spalt erzeugt wird, der beim Zementieren des Metallmodells (14) auf dem natürlichen Zahnstumpf (3) ohne Bisserhöhung ausgefüllt wird.