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Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbesondere
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Gußfüllungen, Teil- oder Vollkronen Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen, insbes. Gußfüllungen, Teil-
oder Vollkronen usw., indem durch Entfernung der kranken Zahnbestandteile ein natürlicher
Zahnstumpf geschaffen und von diesem einschließlich des Kiefers ein Abdruck gemacht
und somit eine negative Abdruckform erstellt wird, worauf die negative Abdruckform
mit Gips ausgegossen und so ein positives Gipsmodell des Zahnstumpfes erzeugt wird,
welches entsprechend dem Gegenbiß mit Wachs entsprechend den entfernten Zahnbestandteilen
aufgebaut und so ein positives Wachsmodell geschaffen wird, von dem durch Einbetten
und Ausschmelzen des Wachses eine Gußform erstellt und diese mit Metall ausgegossen
wird, so daß dieses positive Metallmodell mit dem natürlichen Zahnstumpf verbindbar
ist. Diese Zahnersatzteile können aus Edelmetall oder auch aus edelmetallfreien
Legierungen erstellt werden.
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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-Ubertragungen erforderlich
sind. Der erste Abformschritt ist die Erstellung der negativen Abdruckform des natürlichen
Zahnstumpfes. Von dieser Abdruckform wird ein positves 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.
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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 polymerisationsbedingte 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 keine Dimensionsvergrößerung
auftrat und sich im Laufe der Herstellung addiert hat. Wenn dagegen Dimensionsverklein-erungen
auftreten und sich diese summieren, so kann dies dazu führen, daß das Metallmodell
nicht mehr einsetzbar sein kann. Während bei Kronen geringfügige Vergrößerungen
keine Probleme erzeugen, sind bei Gußfüllungen 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.
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Aus der DE-OS 31 18 890 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 Errosionsmaschine
eingesetzt, mit welcher die Lager für die Riegel im Primärteil als auch im Sekundärteil
gemeinsam durch Funkenerrosion hergestellt werden. Die Errosionsmaschine wird dabei
lediglich als ein Bohrwerkzeug für die Herstellung der Lager der Riegel benutzt.
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Wie dagegen das Primärteil an den Zahnstumpf oder das Sekundärteil
an das Primärteil hinsichtlich der Kontaktfläche angepaßt werden, beibt völlig offen.
Die oben beschriebenen Dimensionsänderungen bei den verschiedenen Umformvorgängen
werden durch die errosive 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.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dna 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 Oberflache
und das positive Metallmodell miteinander errosiv 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 inbesondere
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 Metall schicht auf der Oberfläche wird kathodisch
geschaltet in die Errosionsmaschine 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.
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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 Errosionsmaschinen
bekannt und gelöst ist. Wie man sieht, können mit dem erfindungsgemässen 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 Massteim
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 errosive Bearbeitung beseitigt wird.
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Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind neben
derMöglichkeit der Bearbeitung auch harter Edelmetall-Ersatzwerkstoffe vor allem
in dem automatischen Arbeitsablauf bei der errosiven Bearbeitung zu sehen. Das Werkstück,
nämlich das Metallmodell und das Werkzeug, nämlich das Gipsmodell mit der Metallschicht
auf der Oberfläche, berühren sich bei der errosiven Bearbeitung nicht, so daß diese
Teile auch keiner mechanischen Beanspruchung unterliegen. Ein weiterer Vorteil des
erfindungsgemäßen 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-errosiven 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.
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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.
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Die Metallschicht ist in einer solchen Stärke anzuordnen, daß überall
eine geschlossene tragfähige Oberfläche entsteht.
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Die Schichtdicke selbst wirkt sich auf die Herstellungsgenauigkeit
nicht nachteilig aus.
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An dem positiven Wachsmodell kann zweckmäßig ein Aufnahmedorn angebracht
und mit dem Metall mitabgegossen werden, so daß letztendlich das Metallmodell einen
metallenen Aufnahmedorn besitzt, mit dem es in die Aufnahmeeinrichtung der Errosionsmaschine
einspannbar ist. Der Aufnahmedorn sollte dabei in Einschubrichtung des Metallmodells
auf den natürlichen Zahnstumpf am Wachsmodell angebracht werden, damit die Nachstellrichtung
der Errosionsmaschine mit der Einschubbewegung des Metallmodells auf dem natürlichen
Zahnstumpf übereinstimmt.
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Bei der errosiven 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 übergang
der Kontaktfläche zwischen Metallmodell und natürlichem Zahn stumpf geschaffen.
Man kann sagen, daß die Genauigkeit der Anpassung so groß ist, wie sie selbst durch
mühsamste Schleif und Polieroperationen bisher nicht erreichbar war.
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Bei der errosiven Bearbeitung des Metallmodells mit dem Gipsmodell
kann ein kapillärer Spalt erzeugt werden, der beim Zementieren des Metallmodells
auf dem natürlichen Zahn stumpf ohne Bißerhöhung ausgefüllt wird. Diese elektro-errosive
Bearbeitung und die Steuerungsmöglichkeiten der Maschine ergibt so in einfacher
Weise die Möglichkeit, diesen kapillären
Spalt zu erzeugen, der
beispielsweise 50 ßm betragen kann. Die Herstellung dieses Spaltes ist sehr einfach
durch die Einstellung der elektrischen Einstellparameter an der Errosionsmaschine
möglich. Mit Beendigung des Errosionsvorgangs hat das Metallmodell an seiner Kontaktfläche
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.
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Die Erfindung läßt sich auch durch die Verwendung eines an seiner
Kontaktfläche zu einem Metallmodell elektrisch leitend überzogenen Gipsmodells eines
natürlichen Zahnstumpfes als Werkzeug bei der errosiven Bearbeitung der zugehörigen
Kontaktfläche des Metallmodells beschreiben. Der wesentliche Gedanke besteht darin,
sich ein Gipsmodell des natürlichen Zahnstumpfes zu schaffen, dieses Gipsmodell
auf der Kontaktfläche elektrisch leitend aus zu rüsten und als Werkzeug in einer
Errosionsmaschine zu verwenden, um die Kontaktfläche eines Metallmodells dimensionsgetreu
nachzuformen. Dabei geht es um die Herstellung von Zahnersatzteilen.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels durch Darstellung
der verschiedenen Verfahrensschritte weiter erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt eines Kiefers mit einem natürlichen
Zahnstumpf, Fig. 2 eine Ansicht der negativen Abdruckform, Figs. 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
Errosion und Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der Teile vor dem Errosionsvorgang
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 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.
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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 Formvertiefung, 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 Abscheidung verdickt werden, bis beispielsweise
eine Dicke von bis 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.
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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 Zahn stumpf 9 hergestellt werden, der die Form des natürlichen
Zahnstumpfes 3 besitzt und auf seiner Kontaktfläche 4 die Metallschicht 6 trägt.
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Gemäß Fig. 5 wird der künstliche Zahnstumpf 9 mit Wachs aufgebaut.
Auf der Metallschicht 6 befindet sich dann das Wachsmodell 10, welches entsprechend
dem Gegenbiß hergestellt wird und somit etwa den vorher entfernten kranken Zahnbestandteilen
entspricht.
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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.
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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 Errosionsmaschine dient. Es versteht sich, daß die Richtung des Aufnahmedorns
11 mit der Einsatzrichtung des Metallmodells 14 auf dem Zahnstumpf 3 bzw.
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9 übereinstimmt. Damit wird gleichzeitig die Vorschubrichtung der
Errosionsmaschine
festgelegt. In diese Errosionsmaschine 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 funkenerrosive 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 Gießrauhigkeiten 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.
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Die Kontaktfläche 17 paßt also genau an die Kontaktfläche 4 des natürlichen
Zahnstumpfs 3. Vermittels der Vorschubregelung der Errosionsmaschine ist es möglich,
den Abbrand an dem Metallmodell 14 etwasweiter durchzuführen, so daß ein kapillärer
Spalt von beispielsweise 50 ßm entsteht, so daß das Metallmodell 14 ohne Bißerhöhung
auf dem natürlichen Zahnstumpf 3 aufzementiert werden kann, wobei die Zementschicht
dieses Kapillären Spalt von 40m ausfüllt.
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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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B e z u g s z e i c h e n l i s t e : -s 1 = Kiefer 2 = Zahn 3 = Zahnstumpf
4 = Kontaktfläche 5 = Abdruckform 6 = Metallschicht 7 = Draht 8 = Gipsmodell 9 =
künstlicher Zahnstumpf 10 = Wachsmodell 11 = Aufnahmedorn 12 = Kontaktfläche 13
= Gußform 14 = Metallmodell 15 = Aufnahmeeinrichtung 16 = Sockel 17 = Kontaktfläche