DE102004019110A1

DE102004019110A1 - Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers

Info

Publication number: DE102004019110A1
Application number: DE200410019110
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr. Böhm; Wilhelm Heim
Original assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Current assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-24
Also published as: EP1740741A1; WO2005103339A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers, mittels welchem auf einer in einer Flüssigkeit 1 angeordneten Form 2 Feststoffteilchen abgeschieden werden, wobei eine erste Elektrode 3a mit der Flüssigkeit 1 in Kontakt steht, und die Form 2 eine Ausnehmung 5 aufweist, in der eine zweite Elektrode 4 angeordnet ist, und eine der Elektroden 4 als Anode und die andere der Elektroden 3a als Kathode geschaltet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Ausnehmung 5 ein elektrisch leitendes Element 4 angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, zur Herstellung eines Grünkörpers, mittels welchem auf einer in einer Flüssigkeit angeordneten Form Feststoffteilchen abgeschieden werden, wobei eine erste Elektrode mit der Flüssigkeit in Kontakt steht, und die Form eine Ausnehmung aufweist, in der eine zweite Elektrode angeordnet ist, und eine der Elektroden als Anode und die andere der Elektroden als Kathode geschaltet ist.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0 200 242 A2 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren ist eine poröse Membran, welche der Form des herzustellenden Grünkörpers entspricht, zentrisch innerhalb einer Anode in einem Gefäß angeordnet. In dem Gefäß ist eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthalten. Die Membran hat einen Innenraum, in dem zentrisch eine Kathode angeordnet ist. Des weiteren ist im Innenraum der Membran eine Suspension vorhanden, deren Feststoffpartikel durch Anlegen einer Gleichspannung zwischen den Elektroden an der Membran abgeschieden werden.

Problematisch bei dem bekannten Verfahren ist, daß die Kathode zentrisch innerhalb der Membran angeordnet sein muß. Die zentrische Anordnung ist erforderlich, damit die Feststoffpartikel gleichmäßig auf der Membran abgeschieden werden. Erfolgt die Anordnung nicht zentrisch, ergibt sich eine unterschiedliche Schichtdicke der auf der Membran abgeschiedenen Schicht.

Es sind daher hohe Anforderungen an die Vorrichtung zu stellen, mittels der das bekannte Verfahren durchgeführt werden soll.

Aus der DE 100 21 437 A1 ist des weiteren ein Verfahren zu Herstellung vollkeramischer Gerüste in der Zahntechnik bekannt, bei dem der Stumpf eines Arbeitsmodells mit einer Folie oder einem lippenstiftartigen Trennmittel überzogen wird. Der Überzug wird elektrisch leitfähig gemacht, indem beispielsweise eine metallbedampfte Folie verwendet wird oder ein Silberlack aufgetragen wird. Durch Eintauchen des Stumpfes in Schlicker und Anlegen einer Gleichspannung überzieht sich der Stumpf mit einer gleichmäßigen Keramikschicht, die nach Trocknung unmittelbar zu einem Keramikrohling gebrannt werden kann. Durch den elektrisch leitfähigen Überzug soll erreicht werden, daß die Keramikschicht eine sehr gleichmäßige Schichtstärke hat.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß der elektrisch leitfähige Überzug beim Abnehmen der Keramikschicht an dieser haften bleiben kann. Dies wiederum hat insbesondere den Nachteil, daß bei einem anschließenden Sinterbrand beispielsweise der Silberlack in die Keramikschicht diffundiert, wodurch die Farbe verfälscht werden kann. Des weiteren können sich durch den eindiffundierten Silberlack die mechanischen Eigenschaften der Keramikschicht verändern.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein eingangs genanntes Verfahren derart auszubilden, daß die Anforderungen an den zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen apparativen Aufwand gering sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers, bei welchem auf einer in einer Flüssigkeit angeordneten Form Feststoffteilchen abgeschieden werden, wobei mit der Flüssigkeit eine erste Elektrode in Kontakt steht, und die Form eine Ausnehmung aufweist, in der eine zweite Elektrode angeordnet ist, und eine der Elektroden als Anode und die andere der Elektroden als Kathode geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Ausnehmung ein elektrisch leitendes Element angeordnet ist. Die erste Elektrode kann in vorteilhafter Weise die Oberfläche eines Behälters sein, in dem die Flüssigkeit, welche regelmäßig Schlicker ist, enthalten ist.

Dadurch, daß auf der Oberfläche der Ausnehmung ein elektrisch leitendes Element angeordnet ist, läßt sich die zweite Elektrode auf sehr einfache Weise zentrisch in der Form anordnen. Hierzu muß die Ausnehmung lediglich zentrisch in der Form angeordnet sein und das elektrisch leitende Element als Elektrode benutzt werden. Da die Ausnehmung bei der Herstellung der Form bereits in der Form ausgebildet werden kann, läßt sich auf einfache Weise eine hohe Zentrizität erreichen, so daß die auf der Oberfläche der Ausnehmung angeordnete Elektrode exakt zentrisch in der Form angeordnet ist. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeit der auf der Form abgeschiedenen Schicht aus.

Das elektrisch leitende Element kann beispielsweise durch eine Beschichtung der Oberfläche der Ausnehmung mit einem geeigneten Material wie beispielsweise Silberlack gebildet werden. Auf die Oberfläche der Ausnehmung könnte aber auch eine Folie beispielsweise aus Aluminium aufgebracht werden. Sehr vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Element ein zylinderförmig oder konisch ausgebildeter Körper ist und einen Hohlraum hat. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Hülse erwiesen, welche in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung einbringbar ist. Bei einem zylinderförmigem oder konischen Element läßt sich die entsprechende Ausnehmung in der Form auf sehr einfache Weise und sehr präzise herstellen. Des weiteren läßt sich ein derartiges Element problemlos derart in die Ausnehmung einbringen, daß es fest in der Ausnehmung angeordnet ist. Durch die feste Anordnung in der Ausnehmung ist das Element sehr paßgenau in der Form angeordnet, was sich sehr vorteilhaft auf die Gleichmäßigkeit der auf der Form abgeschiedenen Schicht auswirkt.

Sehr vorteilhaft ist des weiteren eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Element lösbar mit der Form verbunden ist. Hierdurch läßt sich das Element auf einfache Weise aus der Form entfernen, was zum einen den Vorteil hat, daß der Hohlraum der Form vor dem Entformen der auf der Form abgeschiedenen Schicht wieder frei ist, was sich vorteilhaft beim Entformen auswirkt, und zum anderen den Vorteil hat, daß das Element wiederverwendbar ist. In vorteilhafter Weise kann das Element in die Ausnehmung gesteckt oder geschraubt werden.

Sehr vorteilhaft ist des weiteren eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Element als Hülse ausgebildet ist, welche Öffnungen aufweist. Durch die Öffnungen ist es möglich, daß eine in das Innere des Elements eingebrachte Ausgleichsflüssigkeit über die Oberfläche der Ausnehmung in die Form eindringen kann. Durch die Verwendung einer elektrisch leitenden Ausgleichsflüssigkeit wird erreicht, daß ein sehr guter elektrischer Kontakt zwischen dem Element und der Oberfläche der Ausnehmung hergestellt wird.

Die Öffnungen können als Schlitze, Langlöcher oder Bohrungen ausgebildet sein. Als sehr vorteilhaft hat sich jedoch eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der die Hülse perforiert ist. Dies gewährleistet eine sehr gleichmäßige Durchsetzung der Oberfläche der Ausnehmung mit der elektrisch leitenden Ausgleichsflüssigkeit.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich auf einfache Weise eine Elektrode mit höchster Präzision zentrisch in der Form anordnen, wodurch sich die auf der Form abgeschiedene Schicht durch eine sehr gleichmäßige Schichtdicke auszeichnet. Des weiteren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden, daß beispielsweise Silberleitlack an der auf der Form abgeschiedenen Schicht anhaftet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt
1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein als Hülse ausgebildetes elektrisch leitendes Element und
3 eine schematische Darstellung von sechs aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wie 1 entnommen werden kann, ist die innere Oberfläche 3a eines Behälters 3 elektrisch leitend und als Kathode ausgebildet. Im Inneren des Behälters 3 befindet sich eine wässrige Suspension 1, welche Feststoffteilchen aus Keramikoxiden wie beispielsweise Aluminiumoxid und/oder Zirkondioxid enthält. In der Suspension 1 ist eine aus Gips bestehende Form 2, deren Geometrie so bemessen ist, daß eine auf ihr abgeschiedene Keramikschicht die Form eines herzustellenden Zahnersatzes hat, eingetaucht. Die Eintauchtiefe ist so bemessen, daß sich die Form 2 bis zu einer sogenannten Präparationsgrenze in der Suspension befindet.
In der 2 ist eine zylinderförmige Bohrung 5 ausgebildet, welche sich zentrisch in der Form 2 befindet. In der Bohrung 5 ist eine aus einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise Edelstahl (V₂A) bestehende Hülse 4 angeordnet, welche eine Anode bildet. Die Hülse 4 sowie die Bohrung 5 sind so ausgebildet, daß die Hülse 4 fest in der Bohrung 5 steckt, jedoch wieder mit mäßigem Kraftaufwand aus ihr entfernbar ist.
Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, hat die Hülse 4 einen im Durchmesser vergrößerten Bereich 4a und einen im Durchmesser verringerten Bereich 4b. Der Übergang zwischen den beiden Bereichen 4a, 4b ist als Stufe 4c ausgebildet. Durch die Stufe 4c wird die Eindringtiefe der Hülse 4 in die Bohrung 5 begrenzt.
Der im Durchmesser verringerte Bereich 4b der Hülse 4 weist eine Vielzahl von Bohrungen 6 auf. Durch die Bohrungen 6 kann in den Innenraum 7 der Hülse 4 eingebrachte Flüssigkeit in die Form 2 eindringen.
Durch Verwendung einer elektrisch leitenden Flüssigkeit erhält man einen sehr guten Kontakt zwischen der Hülse 4 und der Oberfläche der Bohrung 5.
Wie 3 entnommen werden kann, wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst ein dem herzustellenden Zahnersatz entsprechender Gipsstumpf hergestellt (a). In den Gipsstumpf wird dann ein zentrisches als Sackbohrung ausgebildetes Loch gebohrt (b). In das Loch wird dann eine aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Hülse eingebracht, welche an ihrem Umfang perforiert ist (c). In das Innere der Hülse wird dann beispielsweise mittels einer Pipette eine sogenannte Ausgleichsflüssigkeit eingebracht, welche elektrisch leitend ist (d). Die Flüssigkeit läßt man dann etwa ein bis zehn Minuten, insbesondere drei bis fünf Minuten einwirken, wobei während der Einwirkzeit gegebenenfalls Flüssigkeit nachgefüllt werden muß (e). Danach wird der Gipsstumpf mittels einer Vorrichtung, welche einen Halter für den Gipsstumpf hat sowie eine elektrische Verbindung mit der Hülse herstellt, in eine Suspension, welche Keramikpulver enthält, eingetaucht und zwischen der Hülse und dem entsprechenden Behältnis der Suspension eine Spannung angelegt, wodurch auf dem Gipsstumpf eine Keramikschicht abgeschieden wird (f).

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers, mittels welchem auf einer in einer Flüssigkeit (1) angeordneten Form (2) Feststoffteilchen abgeschieden werden, wobei eine erste Elektrode (3) mit der Flüssigkeit (1) in Kontakt steht, und die Form (2) eine Ausnehmung (5) aufweist, in der eine zweite Elektrode (4) angeordnet ist, und eine der Elektroden (4) als Anode und die andere der Elektroden (3a) als Kathode geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Ausnehmung (5) ein elektrisch leitendes Element (4) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) fest in der Ausnehmung (5) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) lösbar mit der Form (2) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (5) sowie das Element (4) zylinderförmig ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (4) als Hülse ausgebildet ist, welche Öffnungen (6) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) perforiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das Element (4) eine elektrisch leitende Flüssigkeit eingebracht wird.