EP1710030A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießprogramms sowie Schmelz- und Gießgerät hierzu - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießprogramms sowie Schmelz- und Gießgerät hierzu Download PDF

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EP1710030A2
EP1710030A2 EP06004117A EP06004117A EP1710030A2 EP 1710030 A2 EP1710030 A2 EP 1710030A2 EP 06004117 A EP06004117 A EP 06004117A EP 06004117 A EP06004117 A EP 06004117A EP 1710030 A2 EP1710030 A2 EP 1710030A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alloy
constituents
casting
leg
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06004117A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1710030A3 (de
Inventor
Wolfgang Stolzner
Heinz Lambrecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
Original Assignee
Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG filed Critical Bego Bremer Goldschlagerei Wilh Herbst GmbH and Co KG
Publication of EP1710030A2 publication Critical patent/EP1710030A2/de
Publication of EP1710030A3 publication Critical patent/EP1710030A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D46/00—Controlling, supervising, not restricted to casting covered by a single main group, e.g. for safety reasons

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining at least one parameter for controlling a melting and casting program of the investment casting technique, in particular the dental technology and a correspondingly designed melting and casting apparatus.
  • Such melting and casting devices are known, for example, from DE 103 03 124 B3, which provide a plurality of casting programs for different proprietary alloys.
  • the user selects an alloy to use and enters an identifier corresponding to the selected alloy on the melting and casting apparatus.
  • the melting and pouring device selects on the basis of the entered identifier for the particular alloy to be used melting and casting program, by means of which the melting and casting process is controlled on the device.
  • the invention is therefore based on the problem, even so far in such a melting and casting equipment not considered alloys with a suitable melting and casting program to process.
  • the invention solves this problem with a melting and casting apparatus having such a device.
  • one or, if appropriate, a plurality of alloys which have the best matches are advantageously selected from a multiplicity of comparison alloys previously stored in a corresponding database including their respective constituents and their relative proportions relative to all constituents.
  • a melting and pouring program which was originally designed for a different alloy but is also likely to be suitable for the alloy to be used, can be selected below.
  • the user of the melting and casting device can also use alloys that are not in the melting and casting by depositing a appropriate melting and casting program were considered. The user can thus also use alloys from other manufacturers or novel alloys from the same manufacturer.
  • the consulting effort of the device manufacturer or the alloy manufacturer can be reduced, since the invention can also be used by the device manufacturer or in the alloy manufacturers in order to provide the respective user, e.g. To provide dental technicians with information on how an alloy should be melted and potted for the best possible results.
  • the invention thus also achieves an increase in efficiency in the manufacturing companies and not only in the users of the melting and casting equipment.
  • the user may also deviate from the selected comparative alloy with the greatest degree of correspondence, if he considers this necessary for special reasons.
  • cases are taken into account in which the computer unit can not select a specific reference alloy, since there are several comparable alloys with the same degree of agreement.
  • a plurality of comparative alloys are output, which have been previously selected with regard to the greatest degree of agreement.
  • the respective degree of agreement is determined by means of the method of least squares.
  • the percentage deviations of at least the main components of the alloy to be used are determined to corresponding components of the respective comparative alloys and the amounts of these deviations or the squares of these deviations are summed up. The smaller this sum, the greater the correspondences of the alloy to be used on the one hand and the respective comparative alloy on the other hand.
  • the comparison alloy with the greatest degree of matching is determined by determining the smallest of these summed deviations or squares of these deviations.
  • these percentage deviations or their squares are weighted by the respective relative proportion of the respective constituent relative to all constituents of the alloy.
  • alloy components with smaller proportions are rated lower than alloy components with larger proportions.
  • This approach has the advantage that the deviations of alloy constituents with a small proportion does not lead to a substantial increase in the absolute error or the error squares or their sums and thus to a falsification of the result.
  • a constituent in an alloy to be used having a relative proportion of 2% to a relative proportion of the corresponding constituent in the comparative alloy of only 1% could result in a 100% error. Due to the aforementioned weighting of the percentage deviations or their squares, however, these errors can be eliminated or considerably reduced.
  • only the three to four most common alloy components of the respective alloy are included in the evaluation, which may also be referred to as main components.
  • alloying constituents As main constituents, only those alloying constituents can be considered which make up at least a relative proportion of 5% (up to 10%) of all the respective alloying constituents.
  • the relative proportion may be preferably defined as a relative mass fraction or else as a proportion by weight or volume fraction, in each case based on all constituents of the corresponding alloy.
  • the comparison alloy or comparative alloys with the greatest degree of agreement determined and selected during the evaluation is output by means of a characteristic parameter which is preferably an identifier, in particular a code, and / or an alloy designation, for example a chemical name or a trademark.
  • a characteristic parameter which is preferably an identifier, in particular a code, and / or an alloy designation, for example a chemical name or a trademark.
  • a proposal for a casting temperature can preferably also be output.
  • each comparative alloy is assigned its own casting temperature.
  • a different casting temperature may also be advantageous, so that in this particularly preferred embodiment, a further improved casting can be achieved, in particular with regard to the dimensional accuracy of the products to be produced, which is of considerable importance, in particular in the field of dental technology.
  • the output of the computer unit is connected directly to the melting and casting apparatus, so that a melting and pouring program for the alloy to be used is provided on the basis of the issued parameter (s) characterizing the selected comparative alloy.
  • the provided melting and casting program or the / the output parameters are stored on a data memory, so that these stored data can be read in the melting and casting device again.
  • the parameter (s) issued or the melting and pouring program provided are read directly or indirectly into the melting and casting apparatus.
  • a parameter which is a property of the melting and casting apparatus, in particular of the crucible or of the crucible Crucible insert characterized.
  • a parameter can also consist of a binary statement, for example whether a (specific) crucible insert is used or not.
  • this parameter could also include quantitative information, for example, which type of crucible insert (graphite, glassy carbon or the like) is used.
  • a parameter may preferably be read in which characterizes a processing peculiarity occurring during the processing of the alloy. Again, it may be a binary or a quantitative indication. For example, such a parameter could consist in indicating whether or not the alloy has a vacuum spattering.
  • one or more of the three additionally read parameters described above in the selection of the comparative alloy may be taken into account.
  • one or more of the indicative parameters output for the selected alloy may be modified, for example reduced or increased, depending on the additionally read parameters.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the parameter determination for controlling a melting and casting process according to the prior art, in order to be able to illustrate the invention in a simpler manner on the basis of this representation.
  • a melting and casting apparatus in a melting and casting apparatus, as described for example in DE 103 03 124 B3, by the user in step S1 an alloy Leg.X from a set of alloys Leg.1, Leg.2, Leg.3, .. ., wherein for each alloy Leg.1, Leg.2, Leg.3, ... in a control unit SE with a connected database DB1 a parameter set PS1, PS2, PS3, ... is stored.
  • the control unit SE then reads from the database DB1 the parameters belonging to the respective parameter set PS1, PS2, PS3,... And controls the melting and casting process on the basis of these parameters.
  • a pyrometer for temperature determination can also be configured on the basis of configuration parameters likewise stored in the database DB1 in the respective parameter set PS1, PS2, PS3,... Details of this pyrometer configuration are described, for example, in DE 103 03 124 B3.
  • the present invention sets in the range of step S1, i. in the selection of the alloy.
  • Fig. 2 illustrates the solution according to the invention.
  • the output of the parameters takes place in step S2 using the database DB1 by means of the control unit SE under the conditions of a selected alloy Leg.1, Leg.2, Leg.3, has been given to the control unit SE in step S1.
  • This procedure corresponds to the procedure explained in connection with FIG. 1, to which reference is hereby made.
  • the selected comparison alloy entered in step S1 is determined in the computer unit RE.
  • the computer unit RE receives the composition or constituents of the alloy to be used by input of the user in step SA, including the relative proportions of these constituents relative to all constituents of this alloy.
  • Common constituents of alloys used are gold, platinum, palladium, silver, copper, cobalt, chromium, nickel, molybdenum and iron.
  • secondary components such as tin, zinc, gallium, indium, silicon, manganese and niobium may be present in minor proportions.
  • small amounts or traces may contain other elements in such alloys.
  • the computer unit compares the main components of the alloy to be used (also referred to herein as "foreign alloy") with known alloys, which are stored in the melting and casting apparatus to be used, namely its control unit SE or the associated database DB1 as well as in the computer unit RE or an associated database DB2.
  • This comparison takes place, for example, on the basis of the method of least squares based on the percentage deviation of the respective alloy constituents of the alloy to be used on the one hand and the respective comparative alloy on the other hand.
  • alloy constituents of the alloy to be used on the one hand and the respective comparative alloy on the other hand.
  • smaller amounts of alloy components are even not taken into account at all, but only the main components of the respective alloys, the main constituents being, for example, fractions representing at least 5% (up to 10%) of the respective composition.
  • the computer unit RE determines a degree of agreement for each comparison alloy Leg.1, Leg.2, Leg.3.
  • the comparison alloy with the greatest degree of agreement with the alloy to be used (foreign alloy) is selected and output in step SB, preferably with simultaneous output of a preferred casting temperature.
  • the invention initially focuses on this area of finding a best possible comparison alloy in terms of the conformity of the alloying ingredients and their composition.
  • the found comparison alloy can then either be communicated to the user of the respective melting and casting device, who then enters it into his melting and casting device.
  • This case is shown in FIG.
  • the comparison of the alloy to be used with the comparative alloys in direct exchange with the melting and casting apparatus are made.
  • This case is characterized in FIG. 3 by the continuous connections between the computer unit RE and the control unit SE.
  • This type of forwarding of the issued comparison alloy or the read into the control unit SE reference alloy can be done either by wireless or wired communication using a network from a computer, eg PC, to the melting and casting.
  • the exchange can also be accomplished indirectly via a disk.
  • the computer unit RE is provided for finding the best possible comparative alloy directly on the melting and casting device, without a spatial separation takes place.
  • the use of so-called foreign alloys i. Alloys that are not from the manufacturer of the melting and casting device or significantly simplified in the melting and casting equipment not considered alloys, as the user or the melting and casting device each have the best possible melting and casting program can be provided.
  • the efficiency of melting and casting equipment or their use and the quality of the products to be produced can be sustainably improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießvorgangs der Feingießtechnik mittels einer Rechnereinheit RE. Zunächst werden wenigstens die Hauptbestandteile und deren relativen Anteile einer als Schmelzgut zu verwendenden Legierung eingelesen (SA). Sodann erfolgt ein Vergleich wenigstens der Hauptbestandteile und deren relativen Anteile der zu verwendenden Legierung mit dem jeweiligen in einer - mit der Rechnereinheit RE gekoppelten - Datenbank DB2 gespeicherten Bestandteilen und deren relativen Anteilen von Vergleichslegierungen Leg.1, Leg.2, Leg.3, ... Anschließend wir diejenige Vergleichslegierung bestimmt und ausgewählt, welche den größten Übereinstimmungsgrad hinsichtlich deren Bestandteile und deren relativen Anteile aufweist, die sodann mittels eines aussagekräftigen Parameters Leg.X ausgegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießprogramms der Feingießtechnik, insbesondere der Dentaltechnik sowie ein entsprechend ausgebildetes Schmelz- und Gießgerät.
  • Bekannt sind derartige Schmelz- und Gießgeräte bspw. aus DE 103 03 124 B3, die eine Mehrzahl von Gießprogrammen für verschiedene herstellereigene Legierungen bereitstellen. Der Benutzer wählt eine zu verwendende Legierung aus und gibt am Schmelz- und Gießgerät eine der ausgewählten Legierung entsprechende Kennung ein. Das Schmelz- und Gießgerät wählt anhand der eingegebenen Kennung ein für die zu verwendende Legierung speziell vorgesehenes Schmelz- und Gießprogramm aus, mittels dessen der Schmelz- und Gießvorgang am Gerät gesteuert wird.
  • Diese herkömmlichen Gießgeräte sind üblicherweise konzipiert im Hinblick auf bekannte Legierungen/Legierungszusammensetzungen. Sobald aber neue Legierungen verfügbar werden oder bislang in der Praxis kaum verwendete Legierungen zum Einsatz kommen sollen, steht regelmäßig kein für die zu verwendende Legierung vorgesehenes Schmelz- und Gießprogramm zur Verfügung.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, auch bislang in einem derartigen Schmelz- und Gießgerät nicht berücksichtigte Legierungen mit einem geeigneten Schmelz- und Gießprogramm verarbeiten zu können.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießvorgangs der Feingießtechnik, insbesondere der Dentaltechnik, mittels einer Rechnereinheit, welches folgende Schritte aufweist:
    • a) Einlesen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile einer als Schmelzgut zu verwendenden Legierung und der auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile dieser Bestandteile,
    • b) Vergleichen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile der zu verwendenden Legierung mit den jeweiligen in einer mit der Rechnereinheit gekoppelten Datenbank gespeicherten Bestandteilen und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteilen von Vergleichslegierungen,
    • c) Bestimmen und Auswählen der Vergleichslegierung(en) mit dem größten Übereinstimmungsgrad hinsichtlich deren Bestandteile und deren relativen Anteile und
    • d) Ausgeben eines bzw. mehrerer die ausgewählte(n) Vergleichslegierung(en) kennzeichnenden Parameter(s).
  • Die Erfindung löst dieses Problem ferner durch eine Vorrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießprogramms der Feingießtechnik, insbesondere der Dentaltechnik, mit:
    • einer Rechnereinheit,
    • einer mit der Rechnereinheit gekoppelten Eingabeeinheit zum Einlesen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile einer als Schmelzgut zu verwendenden Legierung und der auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile dieser Bestandteile,
    • einer mit der Rechnereinheit gekoppelten Datenbank mit darin gespeicherten Vergleichslegierungen mit wenigstens deren jeweiligen Hauptbestandteilen oder allen Bestandteilen und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteilen,
    • wobei die Rechnereinheit Mittel zum Vergleichen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile der zu verwendenden Legierung mit den jeweiligen in der Datenbank gespeicherten Bestandteilen und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteilen der Vergleichslegierungen und Mittel zum Bestimmen und Auswählen der Vergleichslegierung(en) mit dem größten Übereinstimmungsgrad hinsichtlich deren Bestandteile und deren relativen Anteile aufweist und
    • Mitteln zum Ausgeben eines bzw. mehrerer die ausgewählte(n) Vergleichslegierung(en) kennzeichnenden Parameter(s).
  • Ferner löst die Erfindung dieses Problem mit einem Schmelz- und Gießgerät, das eine derartige Vorrichtung aufweist.
  • Durch die erfindungsgemäßen Merkmalen wird auf vorteilhafte Weise aus einer Vielzahl von Vergleichslegierungen, die zuvor in einer entsprechenden Datenbank einschl. ihrer jeweiligen Bestandteile und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile abgespeichert sind, eine oder ggf. mehrere Legierungen ausgewählt, welche die besten Übereinstimmungen aufweisen. Auf diese Weise kann nachfolgend ein Schmelz- und Gießprogramm ausgewählt werden, das zwar ursprünglich für eine andere Legierung konzipiert war, jedoch für die zu verwendende Legierung mit hoher Wahrscheinlichkeit ebenfalls geeignet ist. Auf diese Weise kann der Benutzer des Schmelz- und Gießgerätes auch Legierungen verwenden, die nicht im Schmelz- und Gießgerät durch Hinterlegung eines entsprechenden Schmelz- und Gießprogrammes berücksichtigt wurden. Der Benutzer kann somit auch Legierungen anderer Hersteller oder auch neuartige Legierungen des gleichen Herstellers verwenden.
  • Ferner kann dank der Erfindung der Beratungsaufwand des Geräteherstellers bzw. auch der Legierungshersteller verringert werden, da die Erfindung auch beim Gerätehersteller bzw. bei den Legierungsherstellern eingesetzt werden kann, um dem jeweiligen Anwender, z.B. Zahntechniker, Auskunft zu geben, wie eine Legierung aufgeschmolzen und vergossen werden sollte, um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen. Die Erfindung erreicht somit auch eine Effizienzsteigerung bei den herstellenden Unternehmen und nicht nur bei den Anwendern der Schmelz- und Gießgeräte.
  • Schließlich kann der Benutzer aber auch von der ausgewählten Vergleichslegierung mit dem größten Übereinstimmungsgrad abweichen, wenn er dies aus besonderen Gründen für erforderlich hält. Insbesondere sind aber auch Fälle berücksichtigt, bei denen die Rechnereinheit nicht eine spezielle Vergleichslegierung auswählen kann, da es mehrere vergleichbare Legierungen mit gleichem Übereinstimmungsgrad gibt. In diesem Fall werden erfindungsgemäß mehrere Vergleichslegierungen ausgegeben, die zuvor im Hinblick auf den größten Übereinstimmungsgrad ausgewählt worden sind.
  • Bevorzugt wird der jeweilige Übereinstimmungsgrad mittels der Methode der kleinsten Fehlerquadrate ermittelt. Hierbei werden die prozentualen Abweichungen wenigstens der Hauptbestandteile der zu verwendenden Legierung zu entsprechenden Bestandteilen der jeweiligen Vergleichslegierungen ermittelt und die Beträge dieser Abweichungen bzw. die Quadrate dieser Abweichungen aufsummiert. Je kleiner diese Summe ist, desto größer sind die Übereinstimmungen der zu verwendenden Legierung einerseits und der jeweiligen Vergleichslegierung andererseits. Die Vergleichslegierung mit dem größten Übereinstimmungsgrad wird bestimmt durch Ermitteln der kleinsten dieser aufsummierten betragsmäßigen Abweichungen bzw. Quadrate dieser Abweichungen.
  • Weiter bevorzugt werden diese prozentualen betragsmäßigen Abweichungen bzw. deren Quadrate gewichtet und zwar anhand des jeweiligen relativen Anteils des jeweiligen Bestandteils bezogen auf alle Bestandteile der Legierung. Dabei werden dann Legierungsbestandteile mit kleineren Anteilen geringer bewertet als Legierungsbestandteile mit größeren Anteilen. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die Abweichungen von Legierungsbestandteilen mit einem kleinen Anteil nicht zu einer substantiellen Erhöhung des betragsmäßigen Fehlers bzw. der Fehlerquadrate bzw. deren Summen und somit zu einer Verfälschung des Ergebnisses führt. Bspw. könnte nämlich ein Bestandteil in einer zu verwendenden Legierung mit einem relativen Anteil von 2% gegenüber einem relativen Anteil des entsprechenden Bestandteils in der Vergleichslegierung von nur 1 % zu einem Fehler von 100% führen. Durch die vorgenannte Gewichtung der prozentualen Abweichungen bzw. deren Quadrate können jedoch diese Fehler eliminiert bzw. erheblich reduziert werden.
  • Vorzugsweise werden daher nur die drei bis vier häufigsten Legierungsbestandteile der jeweiligen Legierung in die Auswertung einbezogen, die auch als Hauptbestandteile bezeichnet werden können.
  • Als Hauptbestandteile können auch nur solche Legierungsbestandteile angesehen werden, die mindestens einen relativen Anteil von 5% (bis 10%) aller jeweiligen Legierungsbestandteile ausmachen.
  • Der relative Anteil kann dabei vorzugsweise als relativer Masseanteil oder aber auch als Gewichtsanteil oder Volumenanteil definiert sein, jeweils bezogen auf alle Bestandteile der entsprechenden Legierung.
  • Die bei der Auswertung bestimmte und ausgewählte Vergleichslegierung bzw. Vergleichslegierungen mit dem größten Übereinstimmungsgrad wird mittels eines sie kennzeichnenden Parameters ausgegeben, der vorzugsweise eine Kennung, insbesondere Kennzahl, und/oder eine Legierungsbezeichnung, bspw. eine chemische Bezeichnung oder eine Marke, ist.
  • Neben der Ausgabe dieses kennzeichnenden Parameters kann vorzugsweise auch ein Vorschlag für eine Gießtemperatur ausgegeben werden. Zwar ist jeder Vergleichslegierung eine eigene Gießtemperatur zugeordnet. Jedoch kann bei Abweichungen zur Vergleichstemperatur auch eine andere Gießtemperatur vorteilhaft sein, so dass bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ein weiter verbessertes Gießen erzielt werden kann, insbesondere im Hinblick auf die Maßhaltigkeit der herzustellenden Produkte, die insbesondere im Bereich der Dentaltechnik von erheblicher Bedeutung ist.
  • Besonders bevorzugt ist die Ausgabe der Rechnereinheit direkt mit dem Schmelz- und Gießgerät verbunden, so dass anhand des/der ausgegebenen, die ausgewählte Vergleichslegierung kennzeichnenden Parameter(s) ein Schmelz- und Gießprogramm für die zu verwendende Legierung bereitgestellt wird.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform wird hingegen das bereitgestellte Schmelz- und Gießprogramm bzw. der/die ausgegebenen Parameter auf einem Datenspeicher gespeichert, so dass diese gespeicherten Daten am Schmelz- und Gießgerät wieder eingelesen werden können.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird der bzw. werden die ausgegebenen Parameter bzw. das bereitgestellte Schmelz- und Gießprogramm unmittelbar oder mittelbar in das Schmelz- und Gießgerät eingelesen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann fortgebildet werden, indem zusätzlich ein Parameter eingelesen wird, der die Zugabe eines Verarbeitungshilfsmittels charakterisiert. Ein solcher Parameter kann beispielsweise aus einer binären Angabe bestehen, ob ein Flussmittel, beispielsweise Schmelzpulver, zugegeben wird oder nicht. Weiterhin könnte dieser Parameter auch quantitative Angaben, beispielsweise über die Menge oder den Zeitpunkt der Zugabe des Verarbeitungshilfsmittels beinhalten.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, zusätzlich einen Parameter einzulesen, der eine Eigenschaft der Schmelz- und Gießvorrichtung, insbesondere des Tiegels oder des Tiegeleinsatzes charakterisiert. Ein solcher Parameter kann ebenso aus einer binären Angabe bestehen, beispielsweise ob ein (bestimmter) Tiegeleinsatz verwendet wird oder nicht. Weiterhin könnte dieser Parameter auch quantitative Angaben umfassen, beispielsweise welche Art von Tiegeleinsatz (Graphit, Glaskohlenstoff o.ä.) verwendet wird.
  • Zusätzlich kann vorzugsweise ein Parameter eingelesen werden, der eine bei der Verarbeitung der Legierung auftretende Verarbeitungsbesonderheit charakterisiert. Auch hier kann es sich um eine binäre oder eine quantitative Angabe handeln. Beispielsweise könnte ein solcher Parameter in der Angabe bestehen, ob die Legierung eine Vakuum-Spritzneigung aufweist oder nicht.
  • Es ist besonders bevorzugt, den einen oder mehrere der drei zuvor beschriebenen zusätzlich eingelesenen Parameter bei der Auswahl der Vergleichslegierung zu berücksichtigen. Alternativ kann ein oder mehrere der für die ausgewählte Legierung ausgegebenen, kennzeichnenden Parameter in Abhängigkeit der zusätzlich eingelesenen Parameter modifiziert werden, beispielsweise verringert oder erhöht.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispiele.
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    ein Diagramm zur Erläuterung eines Schmelz- und Gießvorgangs gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    ein Diagramm zur Erläuterung eines Schmelz- und Gießvorgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
    Fig. 3
    ein Diagramm zur Erläuterung eines Schmelz- und Gießvorgangs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Parameterbestimmung zur Steuerung eines Schmelz- und Gießvorgangs gemäß dem Stand der Technik, um anhand dieser Darstellung nachfolgend die Erfindung einfacher veranschaulichen zu können.
  • Bei einem Schmelz- und Gießgerät, wie es bspw. in DE 103 03 124 B3 beschrieben ist, wird von Benutzer im Schritt S1 eine Legierung Leg.X aus einem Satz von Legierungen Leg.1, Leg.2, Leg.3, ... ausgewählt, wobei zu jeder Legierung Leg.1, Leg.2, Leg.3, ... in einer Steuerungseinheit SE mit angeschlossener Datenbank DB1 ein Parametersatz PS1, PS2, PS3, ... hinterlegt ist. Die Steuerungseinheit SE liest dann aus der Datenbank DB1 die zum jeweiligen Parametersatz PS1, PS2, PS3, ... gehörenden Parameter aus und steuert anhand dieser Parameter den Schmelz- und Gießvorgang. Vorzugsweise kann ferner anhand von ebenfalls in der Datenbank DB1 im jeweiligen Parametersatz PS1, PS2, PS3, ... gespeicherten Konfigurationsparametern ein Pyrometer zur Temperaturbestimmung konfiguriert werden. Einzelheiten dieser Pyrometerkonfiguration sind bspw. in DE 103 03 124 B3 beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung setzt im Bereich des Schrittes S1, d.h. bei der Auswahl der Legierung an.
  • Fig. 2 veranschaulicht die erfindungsgemäße Lösung. In der rechten Hälfte der Fig. 2 findet die Ausgabe der Parameter im Schritt S2 unter Verwendung der Datenbank DB1 mittels der Steuerungseinheit SE statt und zwar unter Maßgabe einer ausgewählten Legierung Leg.1, Leg.2, Leg.3, ..., die im Schritt S1 an die Steuerungseinheit SE gegeben worden ist. Diese Vorgehensweise entspricht der im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Vorgehensweise, auf die hiermit Bezug genommen wird.
  • In der Datenbank DB1 sind jedoch nur eine bestimmte Anzahl von Legierungen Leg.1, Leg.2, Leg.3, ... mit entsprechenden Parametern zur Steuerung des Schmelz- und/oder Gießvorgangs bzw. zur Konfigurierung des Pyrometers hinterlegt. Sobald eine Legierung verwendet werden soll, die nicht in dieser Datenbank hinterlegt ist, muss einer der hinterlegten Parametersätze PS1, PS2, PS3, ... verwendet werden, um den Schmelz- und Gießvorgang zu steuern bzw. zu regeln oder ein neuer Parametersatz erstellt und eingegeben werden. Vorzugsweise wird aber auf einen bestehenden Parametersatz PS1, PS2, PS3 zurückgegriffen, der ggf. bzgl. eines oder weniger Parameter modifiziert wird. Insbesondere kann eine derartige Modifikation in der Veränderung der Gießtemperatur liegen, die dann ebenfalls im Schritt S1 an die Steuerungseinheit SE übermittel wird.
  • Die im Schritt S1 eingegebene ausgewählte Vergleichslegierung wird in der Rechnereinheit RE bestimmt. Die Rechnereinheit RE erhält durch Eingabe des Benutzers im Schritt SA die Zusammensetzung bzw. die Bestandteile der zu verwendenden Legierung, einschl. der relativen Anteile dieser Bestandteile bezogen auf alle Bestandteile dieser Legierung. Häufige Bestandteile von verwendeten Legierungen sind Gold, Platin, Palladium, Silber, Kupfer, Cobalt, Chrom, Nickel, Molybdän und Eisen. Ferner können in geringeren Anteilen Nebenbestandteile wie Zinn, Zink, Gallium, Indium, Silizium, Mangan und Niob vorkommen. Darüber hinaus können in Kleinstmengen oder Spuren weitere Elemente in derartigen Legierungen enthalten sein.
  • Nachdem im Schritt SA diese Legierungsbestandteile und deren relativen Anteile, vorzugsweise als Masseanteile, Gewichtsanteile oder Volumenanteile, der Rechnereinheit RE mitgeteilt worden sind, vergleicht die Rechnereinheit die Hauptbestandteile der zu verwendenden Legierung (im vorliegenden Zusammenhang auch als "Fremdlegierung" bezeichnet) mit bekannten Legierungen, die im zu verwendenden Schmelz- und Gießgerät, nämlich dessen Steuerungseinheit SE bzw. der dazugehörigen Datenbank DB1 ebenso wie in der Rechnereinheit RE bzw. einer zugeordneten Datenbank DB2 hinterlegt sind.
  • Dieser Vergleich erfolgt bspw. unter Zugrundelegung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate bezogen auf die prozentuale Abweichung der jeweiligen Legierungsbestandteile der zu verwendenden Legierung einerseits sowie der jeweiligen Vergleichslegierung andererseits. Hierbei werden mengenmäßig kleinere Legierungsbestandteile anders, nämlich geringer berücksichtigt als mengenmäßig größere Legierungsbestandteile, die somit stärker ins Gewicht fallen. Vorzugsweise werden mengenmäßig kleinere Legierungsbestandteile sogar überhaupt nicht berücksichtigt, sondern nur die Hauptbestandteile der jeweiligen Legierungen, wobei als Hauptbestandteile bspw. Anteile angesehen werden, die wenigstens 5% (bis 10%) der jeweiligen Zusammensetzung ausmachen.
  • Unter Zugrundelegung bspw. der Methode der kleinsten Fehlerquadrate ermittelt die Rechnereinheit RE für jede Vergleichslegierung Leg.1, Leg.2, Leg.3 einen Übereinstimmungsgrad. Diejenige Vergleichslegierung mit dem größten Übereinstimmungsgrad mit der zu verwendenden Legierung (Fremdlegierung) wird ausgewählt und im Schritt SB ausgegeben, vorzugsweise unter gleichzeitiger Ausgabe einer bevorzugten Gießtemperatur.
  • Sofern bei diesem Vergleich mehrere Vergleichslegierungen mit gleichem größtmöglichen Übereinstimmungsgrad aufgefunden werden, können auch mehrere Vergleichslegierungen, ggf. nebst bevorzugter Gießtemperatur ausgegeben werden.
  • Die Erfindung konzentriert sich zunächst auf diesen Bereich des Auffindens einer im Hinblick auf die Übereinstimmung der Legierungsbestandteile und deren Zusammensetzung bestmögliche Vergleichslegierung. Die aufgefundene Vergleichslegierung kann dann entweder dem Benutzer des jeweiligen Schmelz- und Gießgeräts mitgeteilt werden, der sie dann in sein Schmelz- und Gießgerät eingibt. Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt. Alternativ kann aber auch, wie in Fig. 3 dargestellt, der Vergleich der zu verwendenden Legierung mit den Vergleichslegierungen in unmittelbarem Austausch mit dem Schmelz- und Gießgerät vorgenommen werden. Dieser Fall ist in Fig. 3 durch die durchgezogenen Verbindungen zwischen der Rechnereinheit RE sowie der Steuerungseinheit SE gekennzeichnet. Diese Art der Weiterleitung der ausgegebenen Vergleichslegierung bzw. der in die Steuerungseinheit SE eingelesenen Vergleichslegierung kann entweder durch drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation mittels eines Netzwerkes von einem Rechner, z.B. PC, an das Schmelz- und Gießgerät erfolgen. Der Austausch kann aber auch mittelbar über einen Datenträger bewerkstelligt werden. Darüber hinaus ist bei einem alternativen Ausführungsbeispiel die Rechnereinheit RE zum Auffinden der bestmöglichen Vergleichslegierung direkt am Schmelz- und Gießgerät vorgesehen, ohne dass eine räumliche Trennung erfolgt.
  • Dank der Erfindung wird die Verwendung von sog. Fremdlegierungen, d.h. Legierungen, die nicht vom Hersteller des Schmelz- und Gießgeräts stammen bzw. in dem Schmelz- und Gießgerät nicht berücksichtigten Legierungen wesentlich vereinfacht, da dem Benutzer bzw. dem Schmelz- und Gießgerät jeweils ein bestmögliches Schmelz- und Gießprogramm zur Verfügung gestellt werden kann. Hierdurch kann die Effizienz von Schmelz- und Gießgeräten bzw. deren Verwendung sowie die Qualität der herzustellenden Produkte nachhaltig verbessert werden.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießvorgangs der Feingießtechnik, insbesondere der Dentaltechnik, mittels einer Rechnereinheit (RE), welches folgende Schritte aufweist:
    a) Einlesen (SA) wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile einer als Schmelzgut zu verwendenden Legierung (Leg.X) und der auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile dieser Bestandteile,
    b) Vergleichen wenigstens der Hauptbestandteile und deren relativen Anteile der zu verwendenden Legierung (Leg.X) mit den jeweiligen in einer mit der Rechnereinheit (RE) gekoppelten Datenbank (DB2) gespeicherten Bestandteilen und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteilen von Vergleichslegierungen (Leg.1, Leg.2, Leg.3, ...),
    c) Bestimmen und Auswählen der Vergleichslegierung(en) (Leg.1, Leg.2, Leg.3) mit dem größten Übereinstimmungsgrad hinsichtlich deren Bestandteile und deren relativen Anteile und
    d) Ausgeben (SB) eines bzw. mehrerer die ausgewählte(n) Vergleichslegierung(en) kennzeichnenden Parameter(s).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der größte Übereinstimmungsgrad ermittelt wird durch
    a) Ermitteln der prozentualen Abweichungen wenigstens der Hauptbestandteile der zu verwendenden Legierung zu entsprechenden Bestandteilen jeder Vergleichslegierung und Aufsummieren der Beträge oder der Quadrate dieser prozentualen Abweichungen für jede Vergleichslegierung und
    b) Bestimmen der Vergleichslegierung mit der kleinsten Summe der Beträge oder der Quadrate.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die prozentualen betragsmäßigen Abweichungen bzw. deren Quadrate gewichtet werden anhand des relativen Anteils des jeweiligen Bestandteils innerhalb der Legierung und zwar derart, dass Legierungsbestandteile mit kleineren Anteilen geringer bewertet werden als Legierungsbestandteile mit größeren Anteilen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Hauptbestandteile nur solche Legierungsbestandteile angesehen werden, die mindestens einen relativen Anteil von 3% aller Legierungsbestandteile ausmachen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Hauptbestandteile nur solche Legierungsbestandteile angesehen werden, die mindestens einen relativen Anteil von 5% aller Legierungsbestandteile ausmachen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei neben den Hauptbestandteilen auch alle weiteren jeweiligen Legierungsbestandteile und deren relativen Anteile berücksichtigt werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der relative Anteil ein relativer Masseanteil, Gewichtsanteil oder Volumenanteil ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der die ausgewählte Legierung kennzeichnende Parameter (Leg.X) eine Kennung, insbesondere Kennzahl, und/oder eine Legierungsbezeichnung ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechnereinheit (RE) auch einen Vorschlag für eine Gießtemperatur ausgibt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechnereinheit (RE) anhand des ausgegebenen Parameters und ggf. der Gießtemperatur ein Schmelz- und Gießprogramm für die zu verwendende Legierung bereitstellt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der/die ausgegebenen Parameter bzw. das bereitgestellte Schmelz- und Gießprogramm auf einem Datenspeicher gespeichert wird/werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der/die ausgegebenen Parameter bzw. das bereitgestellte Schmelz- und Gießprogramm in ein Gießgerät eingelesen wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein Parameter eingelesen wird, der die Zugabe eines Verarbeitungshilfsmittels charakterisiert.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein Parameter eingelesen wird, der eine Eigenschaft der Schmelz- und Gießvorrichtung, insbesondere des Tiegels oder des Tiegeleinsatzes charakterisiert.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein Parameter eingelesen wird, der eine bei der Verarbeitung der Legierung auftretende Verarbeitungsbesonderheit charakterisiert.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13-15, wobei der/die zusätzlich eingelesene(n) Parameter bei der Auswahl der Vergleichslegierung berücksichtigt wird/werden oder einer oder mehrere der für die ausgewählte Legierung ausgegebenen, kennzeichnenden Parameter in Abhängigkeit von einem der zusätzlich eingelesenen Parameter modifiziert werden.
  17. Vorrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Parameters zur Steuerung eines Schmelz- und Gießprogramms der Feingießtechnik, insbesondere Dentaltechnik, mit
    - einer Rechnereinheit (RE),
    - einer mit der Rechnereinheit (RE) gekoppelten Eingabeeinheit zum Einlesen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile einer als Schmelzgut zu verwendenden Legierung (Leg.X) und der relativen auf alle Bestandteile bezogenen Anteile dieser Bestandteile,
    - einer mit der Rechnereinheit (RE) gekoppelten Datenbank (DB2) mit darin gespeicherten Vergleichslegierungen (Leg.1, Leg.2, Leg.3, ...) mit wenigstens deren jeweiligen Hauptbestandteilen oder allen Bestandteilen und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteilen,
    - wobei die Rechnereinheit Mittel zum Vergleichen wenigstens der Hauptbestandteile oder aller Bestandteile und deren auf alle Bestandteile bezogenen relativen Anteile der zu verwendenden Legierung mit den jeweiligen in der Datenbank (DB2) gespeicherten Bestandteilen und deren relativen Anteilen der Vergleichslegierungen und Mittel zum Bestimmen und Auswählen der Vergleichslegierung(en) mit dem größten Übereinstimmungsgrad hinsichtlich deren Bestandteile und deren relativen Anteile aufweist und
    - Mitteln zum Ausgeben eines bzw. mehrerer die ausgewählte(n) Vergleichslegierung(en) kennzeichnenden Parameter(s).
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17 mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
  19. Schmelz- und Gießgerät mit einer Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18.
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