DE102006034551A1 - Production of a ceramic molded part used as a tooth replacement comprises reinforcing a ceramic blank with an additional material after pre-sintering and removing the additional material in a latter treatment step - Google Patents

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Abstract

Production of a ceramic molded part comprises reinforcing a ceramic blank with an additional material after pre-sintering and removing the additional material in a latter treatment step. An independent claim is also included for a ceramic blank used in the production of a ceramic molded part.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bereitstellung eines für die Herstellung eines Keramik-Formteils vorgesehenen Keramik-Weißlings, welcher durch Vorsintern eines zu einem Grünling gepressten Keramik-Rohmaterials gebildet wird. Der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Keramik-Weißling kann insbesondere zur Herstellung eines Zahnersatzteiles vorgesehen sein. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Keramikteilen, insbesondere Zahnersatzteilen.The The present invention relates to a method of providing one for the production of a ceramic molding provided ceramic white, which by pre-sintering pressed to a green compact ceramic raw material is formed. The according to the inventive method manufactured ceramic white body can be provided in particular for the production of a dental prosthesis part be. About that In addition, the present invention also relates to a method for Production of ceramic parts, in particular tooth replacement parts.

Weltweit vollzieht sich in der Zahnmedizin und Zahntechnik ein rasanter Wandel hin zu einem biokompatiblen, natürlich wirkenden und ästhetischen Zahnersatz. Hierunter fallen auch implantatische Versorgung selbst sowie temporäre Hilfsmittel wie z.B. sog. Brackets oder Provisorien.Worldwide is undergoing rapid change in dentistry and dental technology towards a biocompatible, of course acting and aesthetic Dentures. This includes implantation itself as well as temporary Aids such as e.g. so-called brackets or temporaries.

Speziell auf die Anforderungen Biokompatibilität und Ästhetik ausgerichtet wurden zunächst unterschiedliche vollkeramische Werkstoffsysteme für die tragenden Strukturen, also die sog. Käppchen und Gerüste entwickelt und die dazu erforderlichen Verblendwerkstoffe bereit gestellt. Parallel hierzu etablierte sich allerdings auch eine dentale CAD-CAM-Technologie und ermöglichte erstmalig die maschinelle Fertigung von Strukturen aus sog. Halbzeugen mit einer bis zum damaligen Zeitpunkt nicht erreichbaren Präzision aus verschiedenen dentalen Grund-/und Hilfswerkstoffen. Speziell die Entwicklung von Zirkonoxid-Keramiken in Verbindung mit der dentalen CAD-CAM-Technologie führte zu einer umfassenden Erweiterung des Einsatzes vollkeramischer Restaurationen. Dies war bedingt durch die besonders hervorragenden Werkstoffeigenschaften eines dicht gesinterten Zirkonoxids ZrO2 mit einer Biegefestigkeit von bis zu 1.200 MPa, einem Elasitizitätsmodul von bis zu 210 GPa und einer für Keramiken außergewöhnlichen hohen Bruchzähigkeit.Initially, different fully ceramic material systems were developed for the supporting structures, ie the so-called copings and frameworks, and the required veneering materials were made available especially for the requirements of biocompatibility and aesthetics. At the same time, however, dental CAD-CAM technology also became established and for the first time made it possible to produce structures from so-called semi-finished products with precision from various basic dental and auxiliary materials that had not been achievable at the time. Especially the development of zirconium oxide ceramics in combination with the dental CAD-CAM technology led to a comprehensive extension of the use of all-ceramic restorations. This was due to the particularly excellent material properties of a densely sintered zirconium oxide ZrO 2 with a flexural strength of up to 1,200 MPa, an elasticity modulus of up to 210 GPa and a high fracture toughness exceptional for ceramics.

Bei der Verwendung von Zirkonoxid-Keramiken in der Dentaltechnik wurde das Material bislang also als Halbzeug in Form von sog. Blanks mit einer Dichte von etwa 6,08 Gramm pro Kubikzentimeter dicht gesintert und anschließend maschinell oder auch von Hand bearbeitet. Das dicht gesinterte, in der Regel zusätzlich gehipte ZrO2 besitzt allerdings eine hohe Härte und ist außerdem extrem zähhart, so dass die Schleifbearbeitung eines Gerüsts mehrere Stunden, oftmals auch Tage in Anspruch nimmt. Hiermit zusätzlich verbunden ist ein kostenintensiver Verschleiß von teuren Diamant-Schleifwerkzeugen.When using zirconia ceramics in dental technology, the material has hitherto been densely sintered as a semi-finished product in the form of so-called blanks with a density of about 6.08 grams per cubic centimeter and then machined by hand or by hand. However, the densely sintered ZrO 2 , which is generally hipped in addition, has a high degree of hardness and is also extremely tough, so that grinding a scaffolding takes several hours, often even days. This is additionally associated with a costly wear of expensive diamond grinding tools.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, das Keramikmaterial noch im Rohzustand zu bearbeiten. Bei dieser Vorgehensweise wird das pulverförmige Rohmaterial zu einem sog. Grünling gepresst, der vor dem Sintern abtragend bearbeitet wird. Problematisch ist hierbei u.a., dass berücksichtigt werden muss, dass das Material während des Sinterns in der Regel eine gewisse Schrumpfung erfährt. Dieser Schrumpfungs-Prozess muss bei der Bearbeitung des Grünlings berücksichtigt werden, was oftmals nur schwer zu bewerkstelligen ist. Darüber hinaus müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, welche ein genaues Bearbeiten des Grünlings ermöglichen. Dieser ist nämlich im noch nicht gesinterten Zustand äußerst brüchig, weshalb die Gefahr besteht, dass bei sehr dünnen oder feinen Strukturen Beschädigungen am Grünling auftreten. Es wurde dementsprechend vorgeschlagen, den Grünling während des Bearbeitens in ein spezielles Material, bpsw. ein Fräswachs einzubetten, welches die Grünlingstrukturen während der abhebenden Bearbeitung stützt.Around To avoid these disadvantages has already been proposed, the ceramic material still to process in the raw state. In this approach is the powdery one Raw material to a so-called green pressed, which is eroded before sintering. Problematic is here u.a., that considered must be that material during sintering usually undergoes some shrinkage. This Shrinkage process must be taken into account when processing the green compact which is often difficult to accomplish. Furthermore have to special precautions are taken, which is an exact edit of the green body enable. This is namely in not yet sintered state extremely brittle, which is why the danger exists that with very thin or fine structures damage occur on the green. It was accordingly proposed to turn the green compact into a special one during processing Material, bpsw. a milling wax to embed the green structure while supporting the lifting processing.

Da also auch die vorbeschriebene Lösung der Bearbeitung eines Grünlings nicht unproblematisch ist, wurde ferner als Kompromisslösung vorgeschlagen, das Keramikmaterial zunächst zu einem sog. Weißling mit einer Dichte von etwa 2,5 bis 3,2 Gramm pro Kubikzentimeter vorzusintern und in diesem Stadium abhebend zu bearbeiten, bevor das Material abschließend dicht gesintert wird. Vorgesinterte Weißlinge lassen sich verhältnismäßig gut spanabhebend bearbeiten, da sie in diesem Stadium noch relativ weich sind und eine geringe Festigkeit aufweisen. Ein weiterer Vorteil bei der Verarbeitung des Weißling-Materials besteht darin, dass das Material nach der spanabhebenden Bearbeitung und vor dem Sinterprozess individuell mit keramischen Farben eingefärbt werden kann. Bedingt durch die gute Verarbeitbarkeit der Weißlinge, einem vereinfachten Sinterprozess und der Beherrschbarkeit des Schrumpfverhaltens beim Sintern hat sich diese Technologie mehr und mehr durchgesetzt, so dass inzwischen überwiegend angesintertes ZrO2-Material in Form von Zylinder-, Quader- und Rondenblanks verwendet wird. Mit diesem Material werden heutzutage in der Zahntechnik Käppchen, Gerüste, Abutements und weitere dentale Strukturen hergestellt.Therefore, since the above-described solution for processing a green compact is not without problems, it has also been proposed as a compromise solution to first pre-sinter the ceramic material to a so-called white body having a density of about 2.5 to 3.2 grams per cubic centimeter and lifting it off at this stage before the material is finally densely sintered. Pre-sintered whiteness can be machined relatively well, since they are still relatively soft and have a low strength at this stage. Another advantage of processing the white body material is that the material can be colored individually with ceramic colors after the machining and before the sintering process. Due to the good processability of the white parts, a simplified sintering process and the controllability of the shrinkage behavior during sintering, this technology has become more and more prevalent, so that now predominantly sintered ZrO 2 material in the form of cylinder, cuboid and Rondenblanks is used. With this material, copings, scaffolds, abutments and other dental structures are produced in dental technology today.

1 zeigt eine Mikroskopie-Aufnahme eines Weißlings 100, dessen spezielle Werkstoffeigenschaften sich wie bereits erwähnt durch eine geringe Härte, eine geringe Zugfestigkeit und Spannungs-Rissempfindlichkeit auszeichnen. Diese Eigenschaften basieren auf einer niedrigen Bruchdehnung, einer hohen Sprödigkeit sowie insbesondere einer Porosität von bis zu 50%, die in der Darstellung in 1 gut erkennbar ist. 1 shows a microscopic photograph of a white body 100 whose special material properties are, as already mentioned, characterized by low hardness, low tensile strength and stress-crack sensitivity. These properties are based on a low elongation at break, a high brittleness and in particular a porosity of up to 50%, which in the illustration in 1 is clearly recognizable.

Insbesondere diese Porosität des Weißling-Materials bringt allerdings gewisse Probleme bei der spanabhebenden Bearbeitung mit Hilfe einer CNC-gesteuerten Fräsmaschine oder bei der manuellen Bearbeitung mit einem Handwerkzeug mit sich. Wie nämlich in 2 dargestellt ist, besteht das Weißling-Material 100 aus mehreren Substrukturen bzw. Gruppen 101, welche Poren 102 einschließen. Die Substrukturen 101 bilden jeweils für sich genommen relativ fest miteinander verbundene Komponenten, so dass bei der abhebenden Bearbeitung mittels einer Schneide 110 kein glatter Schnitt erzielt werden kann, sondern stattdessen einzelne Substrukturen 101 abgetrennt werden. Die Folgen hiervon sind Kantenausbrüche wegen einer zu geringen Kantenfestigkeit sowie die Neigung zum sog. Sprödbruch bei nicht optimalen Vorschüben. Ferner können Spannungs-Rissbildungen im Keramik-Weißling durch Kerbwirkung sowie eine Einlagerung ungewünschter Stoffe in die Poren auftreten. Bei einer Trockenbearbeitung des Weißling-Materials besteht ferner die Gefahr einer Staubentwicklung, während hingegen bei der Nassbearbeitung schwer filterbare Feinstschlämme generiert werden.However, in particular, this porosity of the white material brings certain machining problems with the aid of a CNC-controlled milling machine or manual machining with a hand tool. Like in 2 is shown, there is the white material 100 from several substructures or groups 101 which pores 102 lock in. The substructures 101 in each case form relatively firmly interconnected components, so that in the contrasting processing by means of a cutting edge 110 no smooth cut can be made, but instead individual substructures 101 be separated. The consequences of this are edge breakouts because of too low edge strength and the tendency to so-called. Brittle fracture at non-optimal feeds. Furthermore, stress cracking can occur in the ceramic white by notch effect and a storage of unwanted substances in the pores. In dry processing of the white material there is also a risk of dust, while in wet processing difficult filterable Feinstschlämme be generated.

Zwar wurde bereits versucht, die Weißling-Materialeigenschaften optimiert auszulegen, allerdings ist es insbesondere in der Zahntechnik oftmals nicht möglich, die Gestalt der Weißling-Strukturen in gewünschter Weise anzupassen. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass es sich bei jeder zahntechnischen Arbeit um ein Unikat handelt, welches in einem aufwendigen, eng-terminierten Prozess mit verschiedenen Teilnehmern (Patient, Zahnarzt und Dentallabor) hergestellt werden muss. Probleme bei der Herstellung der Zirkonoxid-Keramiken wirken sich dementsprechend als Engpass für die Termineinhaltung und auf die Herstellungs-Kosten von Keramik-Formteilen aus.Though was already trying the white material properties optimized, but it is especially in dental technology often not possible the shape of the whitening structures in the desired Way to adapt. It should also be remembered that this is every dental work is unique, which in one elaborate, closely-scheduled process with different participants (Patient, dentist and dental laboratory) must be made. issues in the production of zirconia ceramics affect accordingly as a bottleneck for the deadline and on the manufacturing costs of ceramic moldings.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bei der Nutzung von Keramik-Weißlingen zur Herstellung von Keramikformteilen auftretenden Probleme zu vermeiden. Insbesondere sollen die Materialeigenschaften der Weißlinge derart optimiert werden, dass eine einfache und genaue Bearbeitung des Weißlings möglich ist.Of the The present invention is therefore based on the object at the use of ceramic whites to avoid the problems arising for the production of ceramic moldings. In particular, the material properties of whites should be so be optimized for easy and accurate editing of the white body possible is.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bereitstellung eines für die Herstellung eines Keramik-Formteils vorgesehenen Keramik-Weißling mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The Task is by a method of providing one for the manufacture a ceramic molding provided ceramic white body with the features of the claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der durch Vorsintern eines zu einem Grünling gepressten Keramik-Rohmaterials gebildete Keramik-Weißling zu dessen Verstärkung mit einem Zusatzmaterial verstärkt wird, welches bei einer späteren Behandlung bzw. Bearbeitung des Weißlings wieder rückstandsfrei entfernt werden kann. Das Verstärken wird dabei insbesondere dadurch erreicht, dass die Poren des Weißlings mit dem Zusatzmaterial gefüllt werden, so dass ein sog. keramischer Verbund-Festkörper entsteht.According to the invention, it is provided that by pre-sintering pressed to a green compact ceramic raw material formed ceramic white its reinforcement reinforced with an additional material which is at a later Treatment or processing of the white back again without residue can be removed. Reinforcing is achieved in particular by the fact that the pores of the white with filled the additional material become, so that a so-called ceramic composite solid arises.

Die Eigenschaften des auf diese Weise verstärkten Keramik-Weißlings sind derart, dass bei spanabhebenden Bearbeitungen die zuvor genannten Probleme, insbesondere Kantenausbrüche und Sprödbruch nicht mehr auftreten. Das empfindliche Weißling-Material wird beim Handling und der evtl. erforderlichen Nacharbeit geschützt, so dass eine verbesserte und insbesondere auch genauere Bearbeitung ermöglicht ist. Allerdings bleiben die bei Verwendung von Zirkonoxid-Material bestehenden Vorteile nach wie vor erhalten. Insbesondere ist ein individuelles Einfärben des Materials vor dem anschließenden Dichtsintern ermöglicht. Auch die dichtgesinterten Eigenschaften des Keramikmaterials werden nicht beeinträchtigt, da das Zusatzmaterial erfindungsgemäß wieder vollständig entfernt werden kann.The Characteristics of the thus reinforced ceramic white body are such that during machining operations the aforementioned Problems, especially edge breakouts and brittle fracture no longer occur. The delicate white material is used in the Handling and the possibly necessary rework protected, so that improved and in particular more accurate processing allows is. However, they remain when using zirconia material existing benefits are still preserved. In particular, one is individual coloring of the material before the subsequent Dense sintering allows. The densely sintered properties of the ceramic material will not impaired since the additional material according to the invention completely removed again can be.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Zusatzmaterial in einem fließfähigen Zustand in die Poren des Weißlings eingebracht und anschließend ausgehärtet. Hierbei kann insbesondere ein Polymer, bpsw. ein Polymer auf Mehrkomponenten-Basis oder ein Polymer auf Ein-Komponenten-Basis verwendet werden. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein Harz, insbesondere ein niederviskoses flüssiges Kunstharz handeln, welches unter Zuhilfenahme der Kapillarwirkung der Poren des Weißlings und/oder mit Hilfe einer Vakuum-Unterstützung und/oder durch Druckbeaufschlagung in das Weißling-Material eingebracht wird. Das Aushärten dieses Zusatzmaterials zur Verstärkung des Weißlings kann dann durch die Zufuhr von Wärme oder Licht und/oder auf chemischem Wege erfolgen.According to one preferred embodiment The additive material is in a flowable state in the pores of the white color introduced and then hardened. In this case, in particular a polymer, bpsw. a polymer based on multicomponent or a one-component based polymer. For example this may be a resin, especially a low viscosity liquid Resin act, which with the aid of capillary action the pores of the white body and / or with the help of a vacuum support and / or introduced by pressurization in the white material becomes. Curing this Additional material for reinforcement of the white color can then by the supply of heat or light and / or chemically.

Ein Vorteil des Einbringens des Zusatzmaterials in den Weißling besteht ferner auch darin, dass dieser durch das Zusatzmaterial versiegelt wird. Das Eindringen von Staubpartikeln und dgl. wird hierdurch verhindert.One Advantage of introducing the additional material into the white body consists also in that it is sealed by the additional material becomes. The penetration of dust particles and the like. Through this prevented.

Das Entfernen des Zusatzmaterials kann dann im Verlauf des späteren Sinterns erfolgen. Hierbei bewirkt die Zufuhr von Wärme, dass das Zusatzmaterial vollständig wieder aus dem porösen Keramikmaterial entfernt wird. Auch im Verlauf eines evtl. vorgesehenen sog. Washbrands könnte das Zusatzmaterial entfernt werden, so dass hierfür keine weiteren Arbeitsschritte erforderlich sind.The Removal of the additive material may then take place during later sintering respectively. In this case, the supply of heat causes that the additional material Completely again from the porous Ceramic material is removed. Also in the course of a possibly provided so-called washbrands could the additional material will be removed, so that no further steps are required.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Keramik-Weißling zur Herstellung eines Keramik-Formteils, insbesondere eines Zahnersatzteils vorgeschlagen, welcher Weißling durch Vorsintern eines zu einem Grünling gepressten Keramik-Rohmaterials gebildet ist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Weißling mit einem Zusatzmaterial verstärkt ist, welches bei einer späteren Behandlung bzw. Bearbeitung des Weißlings rückstandsfrei entfernbar ist.According to the present invention, there is further proposed a ceramic white body for producing a ceramic molding, in particular a dental prosthesis, which white body is formed by pre-sintering a ceramic raw material pressed to a green body, wherein it is provided according to the invention that the white body is reinforced with a filler material which at a later treatment or processing of the white residue is removed without residue.

Als Keramikmaterial ist insbesondere der Einsatz des bereits erwähnten Zirkonoxids vorgesehen. Allerdings könnte die erfindungsgemäße Verstärkung des Weißlings auch bei anderen Keramikmaterialien durchgeführt werden.When Ceramic material is in particular the use of the zirconia already mentioned intended. However, it could the reinforcement of the invention white body also be carried out with other ceramic materials.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen können also Keramikformteile mit einer deutlich höheren Präzision erstellt werden. Ferner werden im Vergleich zu bislang bekannten alternativen Vorgehensweisen die Gesamtkosten bei der Herstellung des Formteils reduziert.By the inventively proposed activities can So ceramic moldings are created with a much higher precision. Further be compared to previously known alternative approaches reduces the total cost of manufacturing the molding.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

1 eine vergrößerte Aufnahme der Struktur eines Keramik-Weißlings; 1 an enlarged view of the structure of a ceramic Weißlings;

2 schematisch die Vorgänge beim abhebenden Bearbeiten eines herkömmlichen Keramik-Weißlings; 2 schematically the processes in the contrasting processing of a conventional ceramic Weißlings;

3 im Vergleich die Vorgänge beim Bearbeiten eines erfindungsgemäßen ausgestalteten Keramik-Weißlings; 3 in comparison, the processes when processing a designed ceramic white body according to the invention;

4 den Verfahrensablauf zum Herstellen eines Keramik-Formteils gemäß dem Stand der Technik; 4 the process for producing a ceramic molding according to the prior art;

5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Keramik-Formteils und 5 a first embodiment of a method according to the invention for producing a ceramic molding and

6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Keramik-Formteils. 6 A second embodiment of a method according to the invention for producing a ceramic molding.

Wie bereits zuvor erläutert wurde, beruht die vorliegende Erfindung auf dem Gedanken, einen Keramik-Weißling mit verbesserten Materialeigenschaften zur Verfügung zu stellen, indem der Weißling mit einem Zusatzmaterial verstärkt wird. Hierzu wird der entbinderte und vorgesinterte, offenporige Weißling vorzugsweise mit einem niederviskosen flüssigen Kunstharz oder einem anderen Polymer getränkt und anschließend ausgehärtet oder verfestigt. Im Falle der Verwendung eines Polymers als Zusatzmaterial kann das Verfestigen in einfacher Weise durch die Zufuhr von Wärme oder Licht erfolgen. Auch auf chemischen Wege könnte ein Verfestigen des Zusatzmaterials und damit ein Verstärken des Weißlings erfolgen.As previously explained has been based, the present invention based on the idea of a Ceramic White Butterfly with improved material properties by providing the White Butterfly reinforced with an additional material becomes. For this purpose, the unbound and pre-sintered, open-pored White preferably with a low-viscosity liquid synthetic resin or another polymer soaked and subsequently hardened or solidified. In the case of using a polymer as a filler can the solidification in a simple manner by the supply of heat or Light done. Also by chemical means could solidify the additional material and thus an amplification of the white color respectively.

Auf diese Weise entsteht ein quasi polymer-keramischer Festkörper, wie er schematisch in 3 dargestellt ist. Dieser Festkörper hat hervorragende mechanische, insbesondere kunststoffähnliche Materialeigenschaften, welche darauf zurückzuführen sind, dass das Material des Weißlings 100, insbesondere dessen Poren 102 nunmehr mit dem Zusatzmaterial 103 ausgefüllt sind. Dies hat zur Folge, dass das Material im Vergleich zu einem herkömmlichen Weißling eine sehr gute Zerspanbarkeit aufweist. Da durch den Polymer-Keramik-Verbund die beim Fräsen überwiegend auftretenden Zugspannungen und Scherkräfte in das stabile Kunststoff-Gerüst mit übertragen werden, hat dies zur Folge, dass die empfindliche Keramikmatrix gegen Brüche geschützt ist. Wie der Darstellung in 3 entnommen werden kann, bedeutet dies, dass beim abhebenden Bearbeiten des Weißlings 100 mit einer Schneide 110 nicht lediglich einzelne Gruppen 103 aus dem porösen Keramikverbund herausgebrochen werden sondern stattdessen eine glatte Schnittfläche 105 erzielt wird.In this way, a quasi-polymer-ceramic solid, as shown schematically in FIG 3 is shown. This solid has excellent mechanical, in particular plastic-like material properties, which are due to the fact that the material of the white 100 , especially its pores 102 now with the additional material 103 are filled. This has the consequence that the material has a very good machinability compared to a conventional white. As a result of the polymer-ceramic composite, the tensile stresses and shearing forces which predominantly occur during milling are transmitted into the stable plastic framework, which results in the sensitive ceramic matrix being protected against fractures. As the illustration in 3 can be taken, this means that when contrasting processing of the white 100 with a cutting edge 110 not just individual groups 103 be broken out of the porous ceramic composite but instead a smooth cut surface 105 is achieved.

Es lassen sich also mit dem neuartigen polymer-keramischen Halbzeug-Werkstoff bisher nicht erreichbare feine Strukturen mit einer sehr guten Randschärfe und ohne jegliche Randausbrüche oder andere Defekte herstellen. Außerdem reduzieren sich die charakteristischen Randzonenschädigungen an den gefrästen Freiformflächen. Da bekannt ist, dass die Bauteilfestigkeit im gesinterten Zustand abhängig von der Oberflächenqualität des Materials ist, bedeutet dies ferner, dass bei der Nutzung dieser polymer-keramischen Weißlinge letztendlich ein verbessertes Festigkeitsverhalten mit geringeren Versagensrisiken bei den endgültig hergestellten Formteilen vorliegt. Die oben geschilderten spezifischen Materialeigenschaften des polymer-keramischen Weißlings gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen deshalb weitergehende, insbesondere neue Einsatzmöglichkeiten von Zirkonoxid-Keramiken bei der Herstellung von zahnmedizinischen Ersatzteilen als auch bei technischen Anwendungen.It can be so with the novel polymer-ceramic semi-finished material previously unreachable fine structures with a very good edge sharpness and without any breakouts or other defects. In addition, reduce the characteristic edge zone damage the milled Freeform surfaces. Since it is known that the component strength in the sintered state dependent of the surface quality of the material This also means that when using this polymer-ceramic Whites ultimately an improved strength behavior with lower Failure risks at the final produced moldings is present. The specific ones described above Material properties of the polymer-ceramic Weißlings according to the present Invention therefore allow further, especially new applications of zirconia ceramics in the manufacture of dental spare parts as well in technical applications.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass bei einer Nass-Fräsbearbeitung des erfindungsgemäß verstärkten Keramik-Weißlings echte Späne entstehen und damit der Anteil an abgeriebenen Zirkonoxid-Material merklich reduziert wird. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf die Standzeit der Fräswerkzeuge aus, auch wird durch den hohen Feststoff-Spananteil die Filterung des Kühlschmiermittels erleichtert. Zusätzlich wird durch das Zusatzmaterial die mechanische Festigkeit der Weißlinge und damit auch diejenige des gefrästen Teils erhöht, was das Handling beim manuellen Nachbearbeiten wesentlich erleichtert und damit das Risiko eines Bruchs vermindert.One Another advantage of the solution according to the invention is that at a wet milling the inventively reinforced ceramic white real Chips are formed and thus the proportion of abraded zirconia material markedly reduced becomes. This not only has a positive effect on the service life of the milling tools from, is also due to the high solids chip content filtering of the cooling lubricant facilitated. additionally is made by the additional material, the mechanical strength of Whites and with it also that of the milled part elevated, which makes handling much easier during manual reworking and thus reduces the risk of breakage.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die geschlossene Materialstruktur des erfindungsgemäßen polymer-keramischen Weißlings. Da der Weißling durch das Einbringen des Zusatzmaterials quasi versiegelt wird, kann das Einlagern unerwünschter Fremdstoffe, welche zu unerwünschten Farbpunkten und damit zu Ausschussteilen führen könnte, verhindert werden.Another important aspect is the closed material structure of the invention polymer-ceramic white body. Since the white body is quasi sealed by the introduction of the additional material, the storage of unwanted foreign substances, which could lead to undesirable color spots and thus to rejects, can be prevented.

Das Verstärken des Weißlings mit dem Zusatzmaterial ist verhältnismäßig einfach zu realisieren, was ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist. So kann das Tränken des offenporigen Weißlings mit dem flüssigen Zusatzmaterial beispielsweise über die Kappilarwirkung der Poren, durch Vakuum-Unterstützung und/oder mittels zusätzlicher Druckbeaufschlagung erfolgen. Vorzugsweise werden – wie bereits erwähnt – Harze eingesetzt, welche nach dem Tränken des Weißlings schnell und ohne große Schrumpfung ausgehärtet werden können.The strengthen of the white color with the additional material is relatively easy to realize what another significant advantage of the present Invention is. That's how it can be soaked of open-pored white body with the liquid Additional material for example about the capillary action of the pores, through vacuum support and / or by means of additional Pressurization done. Preferably, as already mentioned - resins used, which after soaking of the white fast and without big ones Shrinkage hardened can.

Nach der spanabhebenden Bearbeitung der Weißlinge zum dentalen Objekt kann das spätere Entfernen des Zusatzmaterials durch Pyrolyse beim Sintervorgang oder vor dem Einfärben mittels eines in diesem Fall erforderlichen Washbrands erfolgen. Für den Zahntechniker oder technisches Hilfspersonal ergibt also im Vergleich zur bisherigen Vorgehensweise keine Veränderung bei der Verarbeitung der polymerkeramischen Weißlinge. Insbesondere sind keine zusätzliche Geräte oder andere Hilfsmittel erforderlich, was sich wiederum positiv auf die Herstellungskosten der Keramik-Formteile auswirkt.To the machining of the white pieces to the dental object can remove later of the additional material by pyrolysis in the sintering process or before dye by means of a wash firing required in this case. For the dental technician or technical support staff thus results in comparison to the previous one Procedure no change during the processing of the polymer-ceramic white pieces. In particular, none additional equipment or other aids required, which in turn is positive affects the manufacturing cost of ceramic moldings.

Nachfolgend soll nunmehr ein erfindungsgemäßer Prozess zur Herstellung eines Keramik-Formteils unter Verwendung eines polymer-keramischen Weißlings erläutert werden. Hierbei soll insbesondere dargestellt werden, inwiefern sich Veränderungen zur bislang bekannten Vorgehensweise ergeben. 4 zeigt hierzu zunächst den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Formteils unter Verwendung eines klassischen Weißlings, während hingegen die 5 und 6 ein Verfahren darstellen, bei denen die erfindungsgemäßen mit dem Zusatzmaterial verstärkten Weißlinge zum Einsatz kommen. Bei dem Verfahren gemäß 6 ist dabei wiederum auch ein Einfärben des Keramikteils vorgesehen, während hingegen in 5 aus das Farben verzichtet wird.Hereinafter, an inventive process for producing a ceramic molding using a polymer-ceramic white body will now be explained. In particular, it should be shown to what extent changes to the previously known procedure arise. 4 first shows the procedure of a method for producing a ceramic molding using a classic white, while the 5 and 6 represent a method in which the invention with the additional material reinforced white pieces are used. In the method according to 6 in turn, a coloring of the ceramic part is provided, while in contrast 5 from the colors is omitted.

Das klassische Verfahren zum Herstellen eines Formteiles stellt sich wie folgt dar: In einem ersten Schritt S1 wird das Keramik-Rohmaterial axial vorgepresst und in einem Schritt S2 zu einem Grünling nachverdichtet. Dieser Grünling wird anschließend (Schritt S3) entbindert und bei im Vergleich zum Sintern niedrigeren Temperaturen vorgesintert (Schritt S4), so dass ein Keramik-Weißling erhalten wird, der eine Dichte von etwa 2,5 bis 3,2 g/cm3 aufweist.The classical method for producing a molded part is as follows: In a first step S1, the ceramic raw material is pre-pressed axially and subsequently compacted in a step S2 to form a green compact. This green compact is subsequently debinded (step S3) and pre-sintered at lower temperatures compared to sintering (step S4), so that a ceramic white body having a density of about 2.5 to 3.2 g / cm 3 is obtained .

Im nachfolgenden Schritt S5 wird dieser Weißling maschinell spanabhebend bearbeitet, was bspw. mittels CNC-gesteuerter Fräsmaschinen erfolgen kann. Sofern erforderlich kann der Weißling anschließend auch manuell spanabhebend nachbearbeitet werden (Schritt S6). Hierbei wird der Weißling zu einem Formteil bearbeitet, welches hinsichtlich einer Struktur bereits im wesentlichen dem späteren Keramik-Formteil ähnelt.in the subsequent step S5, this white product is machined processed, which can be done for example by means of CNC-controlled milling machines. Provided the white body may be required subsequently also be machined manually (step S6). in this connection the white is becoming too a molding processed, which in terms of a structure already essentially resembles the later ceramic molding.

Soll das zu bildende Formteil zu einem späteren Zeitpunkt eine bestimmte Farbe erhalten, so wird in einem weiteren Schritt S7 bei Temperaturen von ca. 600 bis 700°C ein sog. Washbrand durchgeführt, dessen Aufgabe es ist, an der Oberfläche des Weißlings Haftoxide zu bilden, welche zur Anlagerung von Färbemitteln genutzt werden können. Dies ermöglicht in einem folgenden Schritt S8 das Einfarben der Struktur mit Hilfe einer entsprechenden Flüssigkeit.Should the molded part to be formed at a later date a certain Receive color, so in a further step S7 at temperatures of about 600 to 700 ° C a so-called wash-fire performed, whose task is to form adhesive oxides on the surface of the white which for the addition of colorants can be used. this makes possible in a following step S8, coloring the structure with help a corresponding liquid.

In einem darauffolgenden Schritt S8 wird dann die Struktur zu einem fertigen Käppchen, Gerüst oder anderem Formteil dicht gesintert, was üblicherweise bei Temperaturen im Bereich zwischen 1.400 und 1.500 Grad erfolgt. Wiederum kann sich hieran eine manuelle Nachbearbeitung (Schritt S10) anschließen, wobei – im Falle des Herstellens eines Zahnersatzteils – eine manuelle Aufpassung auf einem Modell mit evtl. Korrekturen durchgeführt werden kann. Im abschließenden Schritt S11 wird dann die Gerüststruktur verblendet, so dass letztendlich das fertige Formteil gebildet wird.In a subsequent step S8 then the structure becomes a finished coping, framework or other molded part densely sintered, which is usually at temperatures in the range between 1,400 and 1,500 degrees. Again, can this is followed by a manual post-processing (step S10), wherein - in the case of making a dental prosthesis - a manual fit on a model with possible corrections can be carried out. In the final step S11 then becomes the framework structure blinded, so that ultimately the finished molding is formed.

Problematisch bei dieser klassischen Vorgehensweise sind – wie eingangs beschrieben – insbesondere die Schritte S5 und S6, da hierbei das Weißling-Material abhebend bearbeitet wird, wobei für den Fall eines klassischen Keramik-Weißlings die bekannten Probleme bestehen. Diese Probleme werden nun durch das erfindungsgemäße Verstärken des Weißlings vermieden, ohne das hierbei allerdings ein besonderer Aufwand erforderlich wäre.Problematic In this classic approach - as described above - in particular the steps S5 and S6, since this processed the Weißling material lifting is, where for the case of a classic ceramic white the known problems consist. These problems are now solved by the inventive amplify the white body avoided, but this requires a special effort would.

Wie nämlich ein Vergleich des bekannten Verfahrens von 4 mit den erfindungsgemäßen Verfahren in den 5 und 6 zeigt, weisen beide Verfahren unter Nutzung eines polymer-keramischen Weißlings im wesentlichen die gleichen Verfahrensschritte auf. Es ergibt sich lediglich der zusätzlicher Arbeitsschritt S4', bei dem der Weißling mit dem Zusatzmaterial, also bspw. dem Polymer infiltriert und verstärkt wird. Das Entfernen des Polymers erfolgt hingegen ohne weiteres Zutun automatisch während des Washbrands in Schritt S7 – sofern vorgesehen – bzw. während des Sinterns in Schritt S9. In beiden Fallen führt die hohe Temperatur der Arbeitsschritte dazu, dass das Polymer aus dem Keramik-Material ausgebrannt und damit rückstandsfrei entfernt wird.Namely, a comparison of the known method of 4 with the inventive method in the 5 and 6 shows, both methods using a polymer-ceramic white compact essentially the same process steps. It only results in the additional step S4 ', in which the white body with the additional material, so for example. The polymer is infiltrated and reinforced. The removal of the polymer, however, takes place without further action automatically during the wash firing in step S7, if provided, or during sintering in step S9. In both cases, the high temperature of the operations leads to the fact that the polymer is burned out of the ceramic material and thus removed without residue.

Letztendlich können also bei der Nutzung des polymer-keramischen Weißlings gemäß der vorliegenden Erfindung die klassischen Methoden zur Herstellung eines keramischen Formteils eingesetzt werden. Auf den Einsatz teurer Zusatzgeräte oder neuer Materialien kann weitestgehend verzichtet werden.At long last can that is, when using the polymer-ceramic white compact according to the present invention the classical methods for the production of a ceramic molding be used. On the use of expensive accessories or newer Materials can be dispensed with as far as possible.

Abschließend ist anzumerken, dass anstelle des bislang vorwiegend genannten Zirkonoxids als Keramikmaterial auch andere Keramiken zum Einsatz kommen könnten. Hierbei ist insbesondere auf Aluminiumoxyd Al2O3 zu verweisen, welches ebenfalls oftmals zur Herstellung keramischer Zahnersatzteile eingesetzt wird. Auch andere nichtmetallische Hartstoffe können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verstärkt werden, wobei hervorzuheben ist, dass sich durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Zusatzmaterials keine Veränderungen in den Materialeigenschaften des endgültigen Keramik-Formteils ergeben. Die Erfindung ist dementsprechend auch nicht auf den Bereich der Dentaltechnologie beschränkt sondern kann generell dazu eingesetzt werden, die Eigenschaften eines Keramik-Weißlings zur Erstellung eines Formteils zu verbessern.Finally, it should be noted that instead of the hitherto predominantly cited zirconia as ceramic material also other ceramics could be used. In this case, Al 2 O 3 in particular is to be referred to aluminum oxide, which is likewise often used for the production of ceramic dental prostheses. Other non-metallic hard materials can also be reinforced according to the method according to the invention, wherein it should be emphasized that no changes in the material properties of the final ceramic molding result from the use according to the invention of the additional material. Accordingly, the invention is not limited to the field of dental technology but can generally be used to improve the properties of a ceramic white body for the production of a molded part.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können damit Keramik-Formteile mit deutlich höherer Präzision erhalten werden, ohne das hiermit ein großer Mehraufwand verbunden wäre.By the inventive method can thus Ceramic moldings obtained with much higher precision without this would be associated with a great deal of extra work.

Claims (17)

Verfahren zur Bereitstellung eines für die Herstellung eines Keramik-Formteils, insbesondere eines Zahnersatzteils vorgesehenen Keramik-Weißlings (100), der durch Vorsintern eines zu einem Grünling gepressten Keramik-Rohmaterials gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, der Weißling (100) nach dem Vorsintern zu dessen Verstärkung mit einem Zusatzmaterial (103) verstärkt wird, welches bei einer späteren Behandlung bzw. Bearbeitung des Weißlings (100) rückstandsfrei entfernbar ist.Method for providing a ceramic white part intended for the production of a ceramic molding, in particular a tooth replacement part ( 100 ) formed by pre-sintering a ceramic raw material pressed into a green body, characterized in that the white body ( 100 ) after pre-sintering to reinforce it with a filler ( 103 ), which in a later treatment or processing of the white ( 100 ) is residue-free removable. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (103) in einem fließfähigen Zustand in Poren (102) des Weißlings (100) eingebracht und anschließend ausgehärtet wird.Method according to claim 1, characterized in that the additional material ( 103 ) in a flowable state in pores ( 102 ) of the white 100 ) is introduced and then cured. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zusatzmaterial (103) um ein Polymer handelt.Method according to claim 2, characterized in that the additional material ( 103 ) is a polymer. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Polymer auf Mehrkomponenten-Basis handelt.Method according to claim 3, characterized that it is a multi-component polymer. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Polymer auf Einkomponenten-Basis handelt.Method according to claim 3, characterized that it is a one-component polymer. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Harz, beispielsweise ein niederviskoses flüssiges Kunstharz ist.Method according to claim 3, characterized the polymer is a resin, for example a low-viscosity liquid synthetic resin is. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen unter Zuhilfenahme von einer Kapillarwirkung der Poren (102) und/oder von einer Vakuum-Unterstützung und/oder von einer Druckbeaufschlagung erfolgt.Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the introduction with the aid of a capillary action of the pores ( 102 ) and / or vacuum assist and / or pressurization. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißling (100) durch das Zusatzmaterial (103) vor einer weiteren Verarbeitung versiegelt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the white body ( 100 ) by the additional material ( 103 ) is sealed before further processing. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramik-Rohmaterial durch das Pulver eines nichtmetallischen Hartstoffes, beispielsweise Zirkonoxid (SiO2), gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic raw material is formed by the powder of a non-metallic hard material, for example zirconium oxide (SiO 2 ). Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines Zahnersatzteils, aus Keramik, bei dem ein vorgesinterter Keramik-Weißling (100) abhebend bearbeitet und anschließend zu dem Keramik-Formteil ausgesintert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach dem Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche hergestellter Weißling (100) verwendet wird.Method for producing a molded part, in particular a dental prosthesis part, made of ceramic, in which a presintered ceramic white body ( 100 ) and then sintered to the ceramic molding, characterized in that a white product produced by the process according to one of the preceding claims (US Pat. 100 ) is used. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (103) im Verlauf des Sinterns entfernt wird.Method according to claim 10, characterized in that the additional material ( 103 ) is removed in the course of sintering. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial (103) im Verlauf eines Washbrands entfernt wird.Method according to claim 10, characterized in that the additional material ( 103 ) is removed during a wash fire. Keramik-Weißling (100) zur Herstellung eines Keramik-Formteils, insbesondere eines Zahnersatzteils, welcher durch Vorsintern eines zu einem Grünling gepressten Keramik-Rohmaterials gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißling (100) mit einem Zusatzmaterial (103) verstärkt ist, welches bei einer späteren Behandlung bzw. Bearbeitung des Weißlings (100) rückstandsfrei entfernbar ist.Ceramic white body ( 100 ) for producing a ceramic molding, in particular a tooth replacement part, which is formed by presintering a ceramic raw material pressed into a green body, characterized in that the white body ( 100 ) with an additional material ( 103 ), which in a later treatment or processing of the white ( 100 ) is residue-free removable. Keramik-Weißling nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zusatzmaterial (103) um ein Polymer handelt.Ceramic white body according to claim 13, characterized in that it is in the additional material ( 103 ) is a polymer. Keramik-Weißling nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Polymer auf Mehrkomponenten-Basis handelt.Ceramic White Butterfly according to claim 14, characterized in that it is a polymer Multi-component basis acts. Keramik-Weißling nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Polymer auf Einkomponenten-Basis handelt.Ceramic white body according to claim 14, characterized in that it is a polymer on a one-component basis. Keramik-Weißling nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Harz, beispielsweise ein niederviskoses flüssiges Kunstharz ist.Ceramic White Butterfly according to claim 14, characterized in that the polymer is a resin, for example a low viscosity liquid Resin is.
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