DE102006037382A1 - Sintering metal or ceramic materials for dental use comprises embedding a sinterable or presintered part in a powder, compacting the powder and sintering the part with microwaves - Google Patents

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Abstract

Sintering metal or ceramic materials for dental use comprises embedding a sinterable or presintered part in a powder comprising a microwave-absorbing ceramic powder and a carbon powder, compacting the powder and sintering the part with microwaves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sinterung von Metall- oder Keramikmaterial in der Dentaltechnik. Mit diesem Verfahren können auch Lötarbeiten oder Reparaturen in der Keramikverblendgerüsttechnik durchgeführt werden. Beim Sintern von Keramikrohlingen ist eine gleichzeitige Glasinfiltration möglich. Darüber hinaus eröffnet die Erfindung eine Reihe weiterer Anwendungsmöglichkeiten.The The invention relates to a method for sintering metal or Ceramic material in dental technology. With this method can also soldering or repairs in the Keramikverblendgerüsttechnik be performed. When sintering ceramic blanks, simultaneous glass infiltration is possible. Furthermore open the invention a number of other applications.

In der älteren PCT-Anmeldung PCT/DE 2006/000134 wird unter anderem ein Verfahren zur Herstellung von Zahnteilen aus Dentalmetallpulver beschrieben, bei dem auf ein Modell durch Elektrophorese aus einer Suspensionsflüssigkeit eine Metallpulverschicht niedergeschlagen wird, die die Form des gewünschten Zahnteils aufweist. Das Zahnteil wird nach dem Trocknen in eine mit temperaturbeständigem Pulver gefüllte Muffel gelegt und gesintert, indem die Muffel in einen Sinterofen eingebracht wird. Das Pulver kann bei diesem Verfahren aus einer Mischung von Alumina- und Graphitpulver bestehen. Das Pulver dient während der Sinterung zur Stabilisierung des Zahnteils. Dieses neue Verfahren dient in erster Linie dazu, das bekannte Gießverfahren bei der Herstellung von Zahnteilen zu ersetzen.In the older PCT application PCT / DE 2006/000134 Among other things, a method for the production of dental parts made of dental metal powder is described in which a model is deposited by electrophoresis from a suspension liquid, a metal powder layer having the shape of the desired tooth portion. The tooth part is placed after drying in a heat-resistant powder-filled muffle and sintered by the muffle is placed in a sintering furnace. The powder can consist of a mixture of alumina and graphite powder in this process. The powder serves to stabilize the tooth part during sintering. This new method primarily serves to replace the known casting method in the production of tooth parts.

Es ist daher Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, das Sinterverfahren noch weiter zu beschleunigen, wobei auch Pulverkeramikteile gesintert werden können. Gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 11 wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für jeweils besondere Verfahren beansprucht. Neben weiteren Vorteilen im Einzelnen werden diese Verfahren durch die erfindungsgemäße Anwendung aufgabengemäß beschleunigt.It is therefore an object of the invention specified in claim 1, the sintering process even further to accelerate, with powdered ceramic parts sintered can be. According to everyone the claims 7 to 11, the application of the method according to the invention for each particular method claimed. In addition to other benefits in detail these methods by the application according to the invention accelerated task.

Aus der US 570 25 01 ist zwar ein bereits ein Verfahren zur Herstellung von Schmuckteilen bekannt, bei dem zur Sinterung Mikrowellen eingesetzt werden. Als Material wird eine formbare Masse aus Edelmetallpulver, Stärke, wasserlöslicher Zellulose und Wasser eingesetzt, die die Form des gewünschten Schmuckstückes aufweist, das in ein Pulver eingelegt wird, das reduzierenden Bestandteile und durch Mikrowellen erhitzbare Bestandteile enthält. Neben einer Reihe von Materialien sind Aktivkohle und Aluminiumnitrid aufgeführt. Davon abgesehen, dass in der US 570 25 01 das Gebiet der Dentaltechnik nicht erwähnt ist, hat der zu sinternde Rohling eine „lehmartige" Konsistenz, ist also beispielsweise mit einem durch Elektrophorese hergestellten Rohling oder mit einem CAM/CAD-Rohling nicht vergleichbar.From the US 570 25 01 Although a method for the production of jewelry parts is already known in which microwaves are used for sintering. The material used is a moldable mass of noble metal powder, starch, water-soluble cellulose and water, which has the shape of the desired piece of jewelry to be placed in a powder containing reducing ingredients and microwave-heated ingredients. In addition to a number of materials, activated carbon and aluminum nitride are listed. That being said in the US 570 25 01 the field of dental technology is not mentioned, the blank to be sintered has a "clay-like" consistency, so it is not comparable, for example, with a blank prepared by electrophoresis or with a CAM / CAD blank.

Die Erfindung wird anhand der 1 und 2 näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is based on the 1 and 2 explained in more detail. In the drawing shows:

1 die Verdichtung eines Stabilisierungspulvers, in dem ein Rohling eingebettet ist, in einem Tiegel; 1 the densification of a stabilizing powder in which a blank is embedded in a crucible;

2 die Sinterung des Rohlings in einem Mikrowellenofen. 2 the sintering of the blank in a microwave oven.

In 1 ist mit 1 ein Tiegel, vorzugsweise aus Alumina, zu sehen, der mit einem Stabilisierungspulver 2 gefüllt ist. In diesem Pulver 2 ist ein Dentalteil 3 eingebettet. Dieses Dentalteil kann ein durch Elektrophorese aus Metall- oder Keramikpulver sein. Mittels eines Stempels 4 wird das Pulver 2 verdichtet.In 1 is with 1 a crucible, preferably made of alumina, to be seen with a stabilizing powder 2 is filled. In this powder 2 is a dental part 3 embedded. This dental part may be a by electrophoresis of metal or ceramic powder. By means of a stamp 4 becomes the powder 2 compacted.

Das Pulver 2 besteht im wesentlichen aus zwei Bestandteilen, nämlich aus Keramikpulver, das Mikrowellen adsorbierende Eigenschaften aufweist, wodurch beim Bestrahlen mit Mikrowellen Wärme erzeugt wird. Als besonders geeignet hat sich Aluminapulver erwiesen. Der zweite Bestandteil ist ein kohlenstoffhaltiges Pulver, das insbesondere beim Sintern von Metall reduzierende Eigenschaften aufweist. Sehr gute Erfolge wurden mit Flammruß erzielt Die Verhältnisse der beiden Bestandteile sind nicht besonders kritisch und können im Einzelfall durch den Fachmann leicht ermittelt werden. In der Regel überwiegt aber der Bestandteil an Keramikpulver.The powder 2 consists essentially of two components, namely ceramic powder, which has microwave adsorbing properties, whereby heat is generated when irradiated with microwaves. Aluminas powder has proven to be particularly suitable. The second ingredient is a carbonaceous powder which has reducing properties, particularly in the sintering of metal. Very good results have been achieved with flame black The ratios of the two components are not particularly critical and can be easily determined by the skilled person in individual cases. As a rule, however, the component outweighs ceramic powder.

Wie in 2 gezeigt wird, wird der mit dem verdichteten Pulver 2 gefüllte Tiegel 1 in ein herkömmliches Mikrowellengerät 7 eingelegt, wie es in einem üblichen Haushalt vorhanden ist. Der erste große Vorteil der Erfindung liegt also darin, dass auf ein teures Laborgerät, wie einem Sinterofen, verzichtet werden kann. In dem Mikrowellengerät 7 liegt der Tiegel auf einem Brennträger 5 auf, der sich auf einem drehbaren Teller 6 befindet. Die in Haushaltgeräten vorhandene Leistung von 800 Watt ist ausreichend, den Sintervorgang innerhalb von 2 bis 4 Minuten durchzuführen. Gegenüber der Sinterung in einem herkömmlichen Sinterofen bedeutet das eine Einsparung an Zeit von ca. 95 %. Das gesinterte Produkt ist anschließend leicht in einem Ultraschallgerät oder mit einem Dampfstrahler zu reinigen.As in 2 is shown with the compacted powder 2 filled jars 1 in a conventional microwave oven 7 inserted, as it is present in a usual household. The first major advantage of the invention is therefore that it can be dispensed with an expensive laboratory equipment, such as a sintering furnace. In the microwave oven 7 the crucible is on a firing tray 5 up, resting on a rotatable plate 6 located. The power available in household appliances of 800 watts is sufficient to carry out the sintering process within 2 to 4 minutes. Compared with sintering in a conventional sintering furnace, this means a saving in time of approx. 95%. The sintered product can then be easily cleaned in an ultrasonic device or with a steam jet.

Beispiel 1:Example 1:

Ein Keramiktiegel wird zu einem Drittel mit ca. 14 g eines Pulvers gefüllt, das zu 90 Gew.% aus Aluminapulver mit einer Partikelgröße von 2 bis 5 μm und 10 Gew.% Flammruß besteht. In das Pulver wird ein durch Elektrophorese hergestelltes Brückengerüst eingelegt und anschließend das Pulver durch leichtes Klopfen und Anpressen mit einem Kolben von oben verdichtet. Danach wird das Objekt auf einem Brennträger befindlich in einem Haushaltsmikrowellengerät (Panasonic) bei 800 Watt 170 Sekunden lang gesintert. In dieser Zeit entsteht eine Sintertemperatur von 1145°C, was einer Aufheizzeit von 400 grad/min entspricht. Nach kurzer Abkühlzeit wird das Gerüst mit einem Dampfstrahler gereinigt. Das gesinterte Gerüst ist in keinem Aspekt nachteiliger als ein herkömmlich gesintertes Gerüst. Vielmehr hat das Pulver eine verzugsstabilisierende Wirkung, was zu einem präziseren Gerüst führt.A ceramic crucible is filled to one third with about 14 g of a powder, which consists of 90 wt.% Of alumina powder with a particle size of 2 to 5 microns and 10 wt.% Flammruß. Into the powder, a bridge framework prepared by electrophoresis is inserted and then the powder is compacted from above by gentle tapping and pressing with a piston. Thereafter, the object is sintered on a firing tray in a household microwave oven (Panasonic) at 800 watts for 170 seconds. During this time, a sintering temperature of 1145 ° C is produced, which corresponds to a heating time of 400 degrees / min. After a short cooling time is the Scaffold cleaned with a steam jet. The sintered framework is in no aspect more disadvantageous than a conventional sintered framework. Rather, the powder has a distortion-stabilizing effect, resulting in a more precise framework.

Beispiel 2Example 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wird mit der Modifikation durchgeführt, dass der durch Elektrophorese hergestellte Gerüstrohling vor dem Einbringen in das Pulver mit einem Lanthanglaspulver überzogen wird, das zur Glasinfiltration üblicherweise verwendet wird. Mit der Sinterung findet also gleichzeitig die Glasinfiltration statt, die herkömmlich erst nach der Sinterung durchgeführt werden kann. Auch dieses Produkt ist voll zufrieden stellend, obwohl ein ganzer Verfahrensschritt eingespart wurde. Der immer bei einer Infiltration notwendige Überschuss an Glas wird von dem Pulver aufgenommen und ist beim Reinigen leicht vom Gerüst zu entfernen. Hierbei ist es zweckmäßig, unter dem Rohling das Pulver mit Partikeln anzureichern, die bevorzugt das überschüssige Infiltrierglas aufsaugen. Hierdurch wird die nachfolgende Reinigung erleichtert.The Process according to Example 1 is carried out with the modification that the scaffold blank prepared by electrophoresis prior to introduction in the powder is coated with a Lanthanglaspulver, the glass infiltration usually is used. With the sintering, therefore, at the same time finds the glass infiltration instead, the conventional only after sintering can be. Again, this product is fully satisfactory, though a whole process step was saved. Always at one Infiltration necessary excess Glass is absorbed by the powder and is easy to clean from the scaffolding to remove. It is expedient under the blank the To enrich powder with particles, which prefers the excess infiltration glass soak up. As a result, the subsequent cleaning is facilitated.

Beispiel 3Example 3

Ein nach der Lehre der älteren Anmeldung PCT/DE 2006/000134 hergestelltes Käppchen aus Nicrobraz 135 (Nickel mit 1,9% B, 3,5% Si und max. 0,06%C) wird unter den Bedingungen des Beispiel 1 gesintert. Auch hier ist das Ergebnis voll zufrieden stellend.One after the lesson of the older application PCT / DE 2006/000134 The coping made of Nicrobraz 135 (nickel with 1.9% B, 3.5% Si and at most 0.06% C) is sintered under the conditions of Example 1. Again, the result is fully satisfactory.

Die vorstehend beschriebene Sintertechnik ermöglicht noch einige weitere Anwendungsmöglichkeiten. Sie kann dazu dienen, Grünkörper, die auf einer CAD/CAM-Fräsmaschine hergestellt werden, dicht zu sintern.The The sintering technique described above allows a few more Applications. It can serve to green bodies, the on a CAD / CAM milling machine be prepared to sinter tightly.

Dadurch, dass beliebig hohe Temperaturen innerhalb kurzer Zeit erzielt werden können, eignet sich das Verfahren auch zu Verlöten von Zahnteilen.Thereby, that arbitrarily high temperatures can be achieved within a short time can, the method is also suitable for soldering tooth parts.

Mit dem Verfahren ist auch ein schnelles und gleichmäßiges Vorwärmen von Einbettmassenmuffeln in der Guss- oder Presstechnik möglich.With The method is also a fast and uniform preheating of investment muffles possible in casting or pressing technology.

Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Erhitzen von Teilen, die gehärtet werden sollen.Further the method according to the invention is suitable also for heating parts that are to be hardened.

Eine weitere Möglichkeit besteht in dem Schmelzen von Pressrohlingen beim EmPress®-Verfahren.Another possibility is the melting of press blanks when Empress ® procedure.

Schließlich lassen sich Reparaturarbeiten bei Verbiendkeramikgerüsten durchführen, indem abgebrochene Teile an den Zahnersatz einfach angesintert werden.Finally leave carry out repair work on Verbiendkeramikgerüsten by broken parts Just be sintered to the dentures.

Aus vorstehenden Ausführungen ergibt sich auch, dass die erfindungsgemäßen Verfahren und Anwendungen auch für nicht dentale Teile geeignet sind, die dimensionsmäßig die gleiche Größe aufweisen.Out above also shows that the inventive methods and applications also for not suitable dental parts, the dimensionally the have the same size.

Claims (11)

Verfahren zur Sinterung von Metall- oder Keramikmaterial in der Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dentalteil aus sinterfähigem oder bereits gesintertem Material in einem Pulver eingebettet wird, das aus einem Mikrowellen adsorbierendem, keramischen Pulver und einem Kohlenstoff enthaltendem Pulver besteht, und nach einer Verdichtung des Pulvers durch Mikrowellen die Sinterung erzeugt wird.A method for sintering metal or ceramic material in dental technology, characterized in that a dental part of sinterable or already sintered material is embedded in a powder consisting of a microwave adsorbing, ceramic powder and a carbon-containing powder, and after a compression of the Powder by microwaves the sintering is generated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Pulver aus Alumina besteht.Method according to claim 1, characterized in that that the ceramic powder consists of alumina. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenstoff enthaltendes Pulver Graphitpulver oder Flammruß eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized that used as carbon-containing powder graphite powder or flame black becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver mit einem Pressstempel verdichtet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the powder is compacted with a ram. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung von 600 bis 1000 Watt für eine Zeit von 120 bis 250 sec angewandt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that a power of 600 to 1000 watts for a period of 120 to 250 sec is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Sintern eines keramischen Dentalgerüstes das Gerüst vor dem Sintern mit einer Pulverschicht aus Infiltrierglas überzogen wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized when sintering a ceramic dental framework, the framework before sintering is coated with a powder layer of infiltrated glass. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Sinterung von auf CAD/CAM-Maschinen hergestellten Grünkörpern.Application of the method according to one of claims 1 to 5 for sintering green bodies produced on CAD / CAM machines. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Reparatur von Verblendkeramikgerüste.Application of the method according to one of claims 1 to 5 for the repair of veneering scaffoldings. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Schmelzen von Pressrohlingen.Application of the method according to one of claims 1 to 5 for melting press blanks. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Verlöten von Zahnteilen.Application of the method according to one of claims 1 to 5 for soldering of tooth parts. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Erwärmen bei einem Härteerfahren.Application of the method according to one of Claims 1 to 5 for heating in a hardening process.
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