DE4308244A1 - Heat treatment and sintering in controlled atmos for prodn. of dental prostheses - using oven comprising inverted cup-shaped quartz vessel surrounded by heating coil and insulation and sealed to baseplate by heat-resisting O=rings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen neuen, für die Warmbehandlung unterschiedlicher Materialien in geregelter Atmosphäre nützlichen Ofentyp. Die Öfen werden speziell für Warm­ behandlungen in einer Schutzgasatmosphäre gebraucht. Eine der bevorzugten Anwendungen erfolgt bei der Produktion von Dentalprodukten, z. B. Zahnkronen, Zahnprothesen und der­ gleichen, und speziell bei der Herstellung von Produkten aus Ausgangsmaterialien, die in einer Schutzgasatmosphäre gesintert werden müssen.

Für die Verwendung bei der Produktion von Dentalprodukten sind mehrere Ofentypen bekannt. Eines der Probleme stellt sich bei der Erzeugung einer geeigneten Atmosphäre. Ein anderes Problem ist die Wärmeleitfähigkeit. Ein spezieller Ofentyp ist im Israel-Patent Nr. 79 109, das dem U.S.-Patent Nr. 48 28 490 entspricht, beschrieben.

Die vorliegende Erfindung eliminiert mehrere Nachteile vor­ handener Öfen.

Die Erfindung betrifft einen an die Behandlung von unter­ schiedlichen Produkten und Artikeln bei hohen Temperaturen, und auch an die Produktion von Artikeln durch Sintern ange­ paßten Hochtemperaturofen. Der Ofen ermöglicht den Betrieb des aktiven Volumens des Ofens in einer Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum. Der Ofen basiert auf der Verwendung eines innen transparenten oder lichtdurchlässigen, ange­ flanschten, napfförmigen Gefäßes, das außen mit einer Wick­ lung aus Heizdraht für die geregelte Erwärmung des Gefäß­ inneren ausgerüstet, und mit einer Einrichtung zur Erzeu­ gung eines Vakuums oder einer inerten gasförmigen Atmo­ sphäre verbunden ist. Vorgesehen ist eine Einrichtung für die Einführung eines auf einem beweglichen Tisch aufliegen­ den Werkstücks. Außerdem sind Isoliermittel für effiziente Wärmeisolierung, und Wärmemeßgeräte vorgesehen. Als Wärme­ isolierung ist die Verwendung von Keramikfasern speziell geeignet. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden mit einem Modell erzielt, in dem ein umgekehrt angeflanschtes Quarzgefäß mit einem Einlaß für einen Edelgas-(oder Gas­ mischungs)-Strom, oder für die Entleerung des Gefäßinneren, und einer anderen Verbindung nach außen zur Verwendung mit Temperaturmeßgeräten, z. B. einem Thermoelement oder der­ gleichen, verwendet wird.

Dieses Gefäß ist von einer geeigneten Wärmedämmschicht, z. B. aus Schamotte, Keramikfasern oder dergleichen, umge­ ben. Das Gefäß liegt auf einer geeigneten Auflage auf und wird, sofern erforderlich, mit einem O-Ring aus Silikon luftdicht verschlossen. Ein zugehöriger Arbeitstisch kann so abgesenkt und angehoben werden, daß er in das Gefäß reicht. Auch dieser Tisch kann aus Keramikfasern her­ gestellt werden.

Die Erfindung wird durch Veranschaulichung nur mit Verweis auf die beigefügte Prinzipzeichnung beschrieben, die ein nicht maßstäblicher Aufrißquerschnitt durch einen Ofen der Erfindung ist (Fig. 1).

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthält der Ofen einen aus einem Keramikfaserblock hergestellten Auflagetisch 11, der von der Metallgrundplatte 12 abgestützt wird. Diese Auflage ist mit einer Dichtung - einem O-Ring aus Silikon 13 - ver­ sehen, auf dem der untere Flansch des umgekehrten napf­ förmigen Quarzgefäßes 14 aufliegt, das mit einer Heizdraht­ wicklung 15 ausgerüstet ist, die wiederum von der Wärme­ isolierung aus Keramikfasern 16 umgeben wird.

Das napfförmige Gefäß enthält ein Einlaßrohr 18, das der Insertion eines Thermoelements oder dergleichen dient. Die­ ses ist am oberen gewölbten Teil dieses Gefäßes versintert.

Vorgesehen ist ein anderes Einlaßrohr 17, das durch den unteren Teil der Vorrichtung unter dem O-Ring 13 verläuft, mit dem Inneren des Gefäßes 14 verbunden ist, und durch welches dieses Gefäß entleert oder mit einem Edelgas gespült werden kann, wodurch im Gefäß 14 eine Schutzgas­ atmosphäre erzeugt werden kann.

Ein sehr wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Gefäß 14 mit einem breiten Flansch 14′ ausgerüstet ist: nur ein derartig breiter Flansch ermöglicht angemessene Wärmetrennung zwischen dem erhitzten napfförmigen Teil des Gefäßes 14 und einem solchen Flansch, so daß dieser Flansch (Wulstrand) eine nicht zu hohe Tempe­ ratur erreicht, und dies ermöglicht die Verwendung eines O-Rings 13 für den luftdichten Verschluß des Gefäßinneren. Wenn das Rohr 17 an eine Vakuumquelle angeschlossen ist, wird ein luftdichter Verschluß zwischen dem Flansch des Gefäßes 14 und der Grundplatte 12 hergestellt. Die Heiz­ wicklung 15 ist an eine variable Stromversorgung ange­ schlossen, die eine genaue Temperaturregelung ermöglicht und von einem Thermoelement 19 überwacht wird. Eines der Hauptvorteile der vorliegenden Erfindung ist die Ausrüstung mit der geflanschten Quarzglocke, deren Flansch 14′ sich vom erhitzten Körper des Gefäßes 14 in einem Abstand erstreckt, der für die Beibehaltung einer regelbaren Tempe­ ratur ausreicht, und die Verwendung des O-Rings 13 ermög­ licht. Vorgesehen ist eine (nicht gezeigte) Einrichtung für Anhebung und Absenkung des Auflagetisches 11, der für die Halterung des Werkstücks im Ofen verwendet wird.

Konstruiert wurde ein Ofen mit einem Gefäß, Innendurchmes­ ser ca. 95 mm, Höhe ca. 100 mm, Wanddicke ca. 1,5 mm, mit gewölbtem Dach. Der Ofen wurde mit Material getestet, das Sintern im Temperaturbereich von ca. 300°C bis ca. 1150°C für die Dauer von ca. 30 Minuten erforderte. Die Arbeit wurde in einer Argonatmosphäre ausgeführt, die durch zwei­ maliges Durchspülen des Inneren mit Argon und durch Entlee­ rung dazwischen erzeugt wurde. Die Temperatur kann auf einer gewünschten Höhe mit Abweichungen im Bereich von 1 bis 3 Grad gehalten werden.

Claims (7)

1. Hochtemperaturofen für Warmbehandlung und Sintern in einer geregelten Atmosphäre, umfassend einen aus wärme­ beständigem Material hergestellten geflanschten, transparenten oder lichtdurchlässigen, umgekehrten, napfförmigen Behälter mit gewölbtem Dachteil, wobei dieses Material auf seiner Außenseite mit einer Heizwicklung ausgerüstet, und der Behälter von geeigneten Wärmeisoliermitteln umgeben ist, und der Ofen mit einem Temperaturmeßgerät, einem Verbin­ dungsstück zu einer Vakuumleitung oder Gasquelle, einer Grundstruktur und einem O-Ring zwischen Behälterflansch und Grundplatte zur Herstellung eines luftdichten Ver­ schlusses zwischen Grundplatte und Behälter ausgerüstet ist, und eine für die Einführung eines Werkstücks in das Gefäß angepaßte Auflage, die nach Einführung in das Gefäß ebenfalls von dem O-Ring abgedichtet wird, vor­ gesehen ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, worin der Behälter ein mit Ein­ laßrohr und Einlaßvorrichtung für einen Thermofühler ausgerüstetes Quarzgefäß ist.

3. Ofen nach Anspruch 1, worin durch die Grundplatte der Vorrichtung eine Leitung geführt wird, die das Innere der Vorrichtung mit der Außenseite verbindet, und für die Entleerung des Gefäßes oder für die Erzeugung einer Atmosphäre aus einem gewünschten gasförmigem Medium im Gefäß verwendet werden kann.

4. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, in dem der O-Ring aus wärmebeständigem Silikonkautschuk hergestellt ist.

5. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, in dem die Wärme­ isolierung eine Schicht aus Keramikfasern enthält.

6. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, ausgerüstet mit einer automatischen Temperaturregelungseinrichtung und mit einer Einrichtung für die Erzeugung eines Vakuums oder einer geregelten Atmosphäre aus Edelgas oder einer Mischung aus Edelgasen.

7. Hochtemperaturofen für Warmbehandlung oder Sintern, im wesentlichen wie hierin und mit Verweis auf die Zeich­ nung beschrieben.