Die Erfindung betrifft ein Modellmaterial für zahntechnische Zwecke so- wie ein Verfahren zur Herstellung eines zahntechnischen Modells, ins- besondere eines sogenannten zahntechnischen Arbeitsmodells.

Schon immer war Keramik oder"Porzellan"ein attraktiver Werkstoff, um Zähne mit sehr zahnähnlichem Aussehen in Form und Farbe nachzubil- den. Keramik ist ein chemisch beständiger, korrosionsfester und bio- kompatibler Werkstoff, der zudem noch in schier unendlicher Menge in mineralischer Form verfügbar und somit preiswert ist. Aus diesem Werk- stoff ist mit zahntechnischen Mitteln individueller Zahnersatz einfach und reproduzierbar herzustellen, so dass der Durchbruch des Werkstoffes "Dentalkeramik"eingetreten ist.

Um die einzige Schwäche dieses Werkstoffes, die Sprödigkeit, zu um- gehen, wird zahntechnisch gefertigter Zahnersatz in der Regel schon seit langem als klassischer Werkstoff-Verbund hergestellt, z. B. als so- genannte Metallkeramik. Eine metallkeramische Krone oder Brücke be- steht aus einem metallischen Gerüst bzw. Unterbau und einer der Zahnform nachempfundenen sogenannten Verblendung aus Dentale- ramik. Der Unterbau wird beim Einsetzen des Zahnersatzes direkt auf dem nach der zahnärztlichen Präparation verbleibenden Restzahn be- festigt und wird oft als (Schutz-) Käppchen bezeichnet. Je nachdem, aus welchem Material bzw. aus welcher Legierung die Käppchen bestehen und je nach Herstellungsverfahren (Giessen, Galvanoforming-Verfahren, d. h. galvanische Abscheidung), können Probleme in Form von Korro- sion und daraus resultierende Verfärbungen, Körperunverträglichkeiten u. a. m. entstehen. Deshalb wurden in den letzten Jahren zunehmend

Systeme entwickelt, die vergleichbare Unterkonstruktionen aus kerami- schen Materialien herstellen und zahntechnisch weiterverarbeiten kön- nen.

Es gibt bereits mehrere funktionierende Systeme auf dem Dentalmarkt. So werden die Keramik-Käppchen beispielsweise durch manuelles Auf- tragen eines Schlickers auf einen Modellstumpf, anschließendem Sin- terbrand sowie nachfolgender Infiltration mit Spezialglas (VITA In-Ce- ram) oder durch einen Pressvorgang unter Temperatureinwirkung (Empress, Fa. IVOCLAR) hergestellt. Es gibt auch Systeme, bei denen die Käppchen aus gesinterten oder vorgesinterten Keramikblöcken digi- tal gefräst werden (DCS-System, CEREC usw.). Allen solchen soge- nannten Vollkeramik-Systemen ist jedoch gemeinsam, dass sie die Passgenauigkeit metallischer Körper auf dem Restzahn, ob letztere nun gegossen sind oder durch galvanische Prozesse entstehen, in der Regel nicht erreichen. Zudem sind diese Systeme in der Anschaffung meist sehr teuer.

Die mangelnde Passgenauigkeit existierender Vollkeramik-Systeme er- gibt sich hauptsächlich durch die verwendeten Formgebungsverfahren.

Bei der Herstellung metallischer Käppchen wird gegossen oder galvani- siert, so dass sich das Metall in geschmolzener bzw. gelöster Form op- timal der Stumpfgeometrie anpassen kann. Dagegen muss z. B. bei CADCAM-gestützten Vollkeramikverfahren nach einem digital aufge- nommenen Datensatz aus festem Material spanabhebend gefräst wer- den. Das Scannen des Zahnstupfes und das Fräsen können aber, je nach der digitalen Auflösung der Systemkomponenten, bereits Unge- nauigkeiten enthalten.

Eine weitere grundsätzliche Schwierigkeit bei allen existierenden oder zukünftigen Systemen zur Herstellung vollkeramischen Zahnersatzes aus gesinterten keramischen Werkstoffen hinsichtlich der Passgenauig-

keit der fertigen Teile ist der keramische Schrumpf, also die mit dem verdichtenden Sinterprozess einhergehende Volumenschwindung kera- mischer Formteile. Dieser Sinterschrumpf lässt sich zwar innerhalb ge- wisser Grenzen reduzieren, aber nicht völlig vermeiden. Deshalb wird der mit dem Sinterschritt verbundene Sinterschrumpf beispielsweise in- direkt dadurch vermieden, dass man bereits gesinterte Keramik (CAD- CAM-Verfahren, s. o.) verarbeitet oder versucht, auf andere Art und Weise ein porenfreies Feststoffgefüge zu erreichen (Glasinfiltration der weichen, porösen Keramik-Käppchen beim InCeram-Verfahren, s. o.).

Auch bei der elektrophoretischen Abscheidung von Keramikpartikeln muss das erhaltene keramische Formteil anschließend gesintert werden, so dass sich auch hier das geschilderte Problem des Sinterschrumpfes zeigt.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, dazu beizutragen, dass bei der Herstellung vollkeramischer Dentalformteile eine hohe Passge- nauigkeit mit den Grundstrukturen, für die sie vorgesehen sind, erreicht wird. Dabei sollen insbesondere die nachteiligen Effekte des geschil- derten Sinterschrumpfes vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Modellmaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 8. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Modellmaterials bzw.

Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 bzw. 9 bis 13 beschrieben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Be- zugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei im folgenden kurz die Her- stellung und Weiterverarbeitung zahntechnischer Modelle erläutert. Der Zahn oder die Zähne, die mit einem Dentalformteil, z. B. Krone, Brücke oder dergleichen, versehen werden sollen, werden vom Zahnarzt in be- kannter Weise präpariert. Auch ein Implantataufbauteil kann als Aus-

gangspunkt dienen. Von dieser Mundsituation nimmt der Zahnarzt einen Abdruck mit Hilfe eines aushärtenden Elastomermaterials. Hier kann es sich beispielsweise um einen Silikonkunststoff handeln. Der so erhaltene Abdruck stellt ein Negativmodell der vom Zahnarzt vorgenommen Prä- paration dar. Dieser Abdruck, d. h. das Negativmodell wird dem Zahn- techniker übergeben, der diesen Abdruck mit Hilfe eines geeigneten Modellmaterials, meist einem sogenannten Dentalgips, ausgießt. Nach dem Abbinden des Gipses entsteht ein Positivmodell, das sogenannte Meistermodell, welches der Präparation des Zahnarztes exakt ent- spricht. Dieses Meistermodell wird üblicherweise als Vorlage zurückbe- halten. Es wird dazu verwendet, ein oder mehrere Arbeitsmodelle her- zustellen, die dann weiterverarbeitet werden. Die Herstellung des Ar- beitsmodells erfolgt durch Duplieren, d. h. mit Hilfe eines Dupliermateri- als, beispielsweise Silikonkunststoff, wird ein Negativmodell hergestellt, das dann wiederum mit Dentalgips ausgegossen wird. Auf diese Weise wird ein weiteres Positivmodell, nämlich das Arbeitsmodell erstellt.

In Übereinstimmung mit dem soeben geschilderten Verfahrensablauf war es für den Fachmann bisher selbstverständlich, ein Modellmaterial mit einer möglichst geringen Expansion beim Abbinden bzw. Aushärten zu verwenden. Nur auf diese Weise kann nämlich die geforderte Dimen- sionstreue zwischen Präparation des Zahnarztes auf der einen Seite und Meistermodell bzw. Arbeitsmodell auf der anderen Seite gewähr- leistet werden. Deshalb sind beispielsweise die Abbindeexpansionen von gängigen Modellmaterialien wie Dentalgipsen in der Regel sehr ge- ring. Diese Abbindeexpansion lässt sich nach den bekannten Beziehun- gen der Dilatometrie als lineare Ausdehnung AI/10 oder Volumenausdeh- nung AV/Vo nach üblichen Methoden bestimmen. Die lineare Ausdeh- nung bei handelsüblichen Dentalgipsen, d. h. die Längenänderung, die ein entsprechender Gipskörper beim Abbinden erfährt, liegt bei weniger als 0,3 %. Grundsätzlich werden möglichst geringe Werte angestrebt. So

liegen die linearen Expansionswerte bei den häufig gebrauchten Super- hartgipsen der sogenannten Klasse IV bei : g 0,15 %.

Das erfindungsgemäße Modellmaterial für Dentalzwecke zeichnet sich dagegen dadurch aus, dass es beim Abbinden bzw. Aushärten eine li- neare Expansion von mindestens 0,5 %, vorzugsweise von mindestens 1 % aufweist. Bevorzugte Werte für die lineare Expansion beim Abbin- den/Aushärten liegen zwischen 4 % und 12 %. Innerhalb dieses Be- reichs sind wiederum Werte zwischen 8 % und 10 % hervorzuheben.

Ein Modellmaterial wie es die Erfindung bereitstellt, widerspricht dem bisherigen Verständnis des Fachmanns völlig. Wie bereits erläutert, war es bisher das Ziel, Modellmaterialien mit einer möglichst geringen Ex- pansion beim Abbinden/Aushärten zur Verfügung zu stellen. Die Erfin- dung stellt nun bewusst auf Modellmaterialien mit höheren Expansionen ab, um auf diese Weise den bei der Herstellung von vollkeramischen Dentalformteilen auftretenden Sinterschrumpf zu kompensieren. Wird nämlich das Meistermodell oder bevorzugt das Arbeitsmodell bewusst "überdimensioniert", so kann der Sinterschrumpf in Kauf genommen werden. Sind das Expansionsverhalten des Modellmaterials und das Sinterschrumpfverhalten der Keramik bekannt, so kann ein exakt dimen- sioniertes vollkeramisches Dentalformteil zur Verfügung gestellt werden.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Modellmaterial aus den un- terschiedlichsten Substanzen, die auch organischer Natur sein können, bestehen. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besteht das Modellmaterial jedoch hauptsächlich und dabei insbesondere voll- ständig aus anorganischen Substanzen. Gegebenenfalls können Zu- sätze vorhanden sein, die die Abbindeexpansion oder sonstige chemi- sche und physikalische Eigenschaften des Modellmaterials beeinflus- sen. Auch bei diesen Zusätzen handelt es sich vorzugsweise um anor- ganische Substanzen.

Es ist besonders bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße Modellmate- rial vollständig oder hauptsächlich aus Gips besteht. In der Regel han- delt es sich im vorliegenden Fall dann um sogenannte Dentalgipse, die den besonderen Anforderungen auf dem Dentalgebiet, beispielsweise bezüglich der Modellierfähigkeit und der sogenannten Zeichnungsge- nauigkeit Rechnung tragen. Gips ist in der Summe seiner Eigenschaften für den Zahntechniker nach wie vor das Modellmaterial der Wahl. Bei exakter und produktgerechter Verarbeitung eignet sich Gips für alle Ar- ten von Modellen in der Zahntechnik und deren Herstellung.

Feinpulvriger Dentalgips, chemisch CaSO4 # ½ H2O (#Calciumsulfat- Halbhydrat"), wird mit einer bestimmten Menge Wasser (H20) ange- mischt und zur Herstellung von Gipsduplikaten von Zähnen bzw. Gebis- sen verwendet. Der sich beim Anmischen bildende Gipsbrei wird in eine leicht entfernbare Form aus Dupliermaterial (meist Silikon) gefüllt, die dem Abdruck der Mundsituation entspricht. Die Masse bindet dann unter Reaktion mit dem Wasser zu CaS04-2 H20, dem Calciumsulfat-Di- hydrat ab : CaS04- H20 + 1 H20 CaS04 2 H2Ü Wie an der chemischen Formel abzulesen ist, wird ein Teil des zugege- benen Wassers beim Abbinden chemisch als sog."Kristallwasser"ge- bunden. Beim Abbindevorgang verfestigt bzw. erhärtet der Gips. Es wird Wärme freigesetzt und der Prozess geht mit einer reproduzierbaren Ex- pansion einher, die als lineare Ausdehnung #l/l oder als Volumenaus- dehnung AV/V bestimmbar ist. Diese Expansion ist bei den bisher be- kannten Dentalgipsen niedrig und bei den erfindungsgemäßen Dental- gipsen bewusst hoch eingestellt.

Bei detaillierter Betrachtung ist der Abbindevorgang eine Summe von Einzelprozessen. Durch die Mischung des trockenen Gipspulvers mit Wasser entsteht eine übersättigte Lösung von Calciumsulfat-Halbhydrat, das Wasser aufnimmt und zu Dihydrat wird. Ausgehend von Kristallisati- onskeimen wachsen durch Aufnahme weiterer Dihydratmoleküle sog. Cluster, die weiter zu Kristallen wachsen. Durch die Bildung neuer Keime sowie das ständige Wachsen der Dihydrat-Kristalle entsteht so langsam ein immer fester werdendes Netzwerk von sich gegenseitig verhakenden und durchdringenden Kristallen, dessen Volumen größer ist als die Summe der einzelnen Kristallvolumina. Dies äußert sich makroskopisch dadurch, dass der Gips beim Abbinden die bereits er- wähnte (Volumen) Expansion erfährt. Zusätzlich wird Energie in Form von Wärme frei.

Wie bereits erwähnt, sind bei weiter bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Modellmaterials Zusätze enthalten, die insbe- sondere auf den Abbinde-bzw. Aushärtevorgang Einfluss nehmen. Der- artige Zusätze beeinflussen Parameter wie die Expansion beim Abbin- den/Aushärten, die Zeitdauer des Abbindens/Aushärtens, die Härte des erhaltenen Modells und dergleichen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Zusätzen um anorganische Substanzen, insbesondere um Salze.

So kann beispielsweise ein Zusatz von Kochsalz die Volumenexpansion von Dentalgipsen beim Abbinden erhöhen. Vorzugsweise werden jedoch Silikate als Zusatz zur Erhöhung der Volumenexpansion verwendet. Solche Silikate können beispielsweise in Form von Kieselsol eingesetzt werden. Es ist dabei erfindungsgemäß möglich, die Silikate dem Gips- pulver entweder direkt oder in Form silikathaltiger Anmischflüssigkeiten zuzugeben.

Das ebenfalls von der Erfindung umfasste Verfahren dient zur Herstel- lung eines zahntechnischen Modells, insbesondere eines zahntechni- schen Meistermodells oder vorzugsweise Arbeitsmodells. Dieses Ver-

fahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Modell aus einem Modell- material mit einer erhöhten Expansion geformt wird und man dieses Mo- dell anschlie#end abbinden oder aushärten lässt. W#ie bereits beschrie- ben, weist das Modellmaterial dabei eine lineare Expansion von min- destens 0,5 %, vorzugsweise von mindestens 1 % auf. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei das oben bereits beschriebene erfindungsgemäße Modellmaterial einge- setzt.

Die Expansion des Modells, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird, kann zusätzlich dadurch in gewünschter Weise erhöht werden, indem man das geformte Modell beim Abbinden/Aushärten über einen gewissen Zeitraum mindestens teilweise, vorzugsweise vollstän- dig in eine Flüssigkeit, insbesondere ein Lösungsmittel eintaucht. Bei der Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um die Flüssigkeit, mit der das Modellmaterial versetzt, insbesondere angerührt wird, um es in die für das Ausgießen der Form nötige breiige bzw. pastöse Form zu brin- gen. Im Falle der Verwendung von Dentalgips als Modellmaterial handelt es sich bei dieser Flüssigkeit üblicherweise um Wasser. In diesen Fällen lässt man das Gipsmaterial also dementsprechend unter Wasser abbin- den.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiter bevorzugt, dass nach dem Abbinden/Aushärten erhaltene Modell mindestens teilweise zu trocknen. Dies geschieht üblicherweise durch einfaches Stehenlas- sen der Modelle an Luft, wobei üblicherweise ein Zeitraum zwischen 0,5 Stunden bis 3 Stunden ausreicht. Bei der Trocknung verdunstet das im Gips nicht als Kristallwasser chemisch gebundene Wasser. Der Trock- nungsprozess kann durch Anwendung erhöhter Temperaturen unter- stützt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird zum Trocknen der Modelle mindestens ein Mik- rowellentrocknungsschritt angewendet. Die Mikrowellentrocknung dauert

in der Regel nur wenige Minuten und kann in einem haushaltsüblichen Mikrowellengerät vorgenommen werden.

Schließlich umfasst die Erfindung die Verwendung der bereits beschrie- benen erfindungsgemäßen Modellmaterialien zur Herstellung vollkera- mischer Dentalformteile. Dabei wird der beim Sintern der auf ein Meis- termodell oder Arbeitsmodell aufgebrachten Dentalformteile eintretende Sinterschrumpf durch die bei der Herstellung des Meistermo- dells/Arbeitsmodells eintretende Volumenexpansion mindestens teil- weise, vorzugsweise vollständig kompensiert. In diesem Zusammen- hang wird auf die bisherige Beschreibung ausdrücklich Bezug genom- men. Wie bereits beschrieben wird durch das erfindungsgemäße Mo- dellmaterial, durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die er- findungsgemäße Verwendung sichergestellt, dass die vollkeramischen Dentalformteile exakt auf die vom Zahnarzt im Mund hergestellte Präpa- ration passen.

Bei der Herstellung der vollkeramischen Dentalformteile wird dann vor- zugsweise eine Suspension keramischer Partikel, der sogenannte ke- ramische Schlicker, auf das Modell, üblicherweise ein Arbeitsmodell, aufgebracht. Dieses Arbeitsmodell ist aus dem erfindungsgemäßen Mo- dellmaterial hergestellt und weist dementsprechend aufgrund der einge- tretenen Volumenexpansion größere Abmessungen/Dimensionen auf als die vom Zahnarzt präparierte Grundstruktur im Mund. Dieses Ar- beitsmodell besitzt dementsprechend üblicherweise auch größere Ab- messungen/Dimensionen als das Meistermodell, das die Mundsituation exakt wiedergeben soll und zweckmäßigerweise nicht aus dem erfin- dungsgemäßen Modellmaterial hergestellt wird. Durch die größeren Abmessungen/Dimensionen des Arbeitsmodells, auf das der keramische Schlicker aufgebracht wird, wird der im Sinterschritt eintretende Sin- terschrumpf bereits vorab berücksichtigt.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass das für das Aufbringen des keramischen Schlickers endgültig verwendete Arbeitsmodell erfindungs- gemäß auch in mehreren Durchgängen hergestellt werden kann, je nachdem welches erfindungsgemäße Modellmaterial eingesetzt wird.

Auf diese Weise kann man sich den gewünschten größeren Abmessun- gen des Arbeitsmodells zur Kompensation des Sinterschrumpfes suk- zessive annähern oder gegebenenfalls sogar verschiedene vollkerami- sche Formteile erstellen und deren Passung mit dem Meistermodell testen.

Für den Fall, dass das vollkeramische Formteil im Mund unlösbar mit der dortigen Grundstruktur verbunden werden soll (nicht-herausnehmba- rer Zahnersatz) kann bei der Herstellung des Modells (Arbeitsmodells) zusätzlich auch die Schichtdicke des Klebers oder Zahnzements, die beim Einbringen des Formteils in den Mund notwendig sind, berücksich- tigt werden. Dies ist selbstverständlich im Falle von herausnehmbarem Zahnersatz nicht erforderlich.

Die keramische Suspension kann vorzugsweise durch elektrophoreti- sche Abscheidung auf das Modell (Arbeitsmodell) aufgebracht werden.

Die Grundlagen und die Durchführung einer solchen elektrophoretischen Abscheidung sind dem Fachmann bekannt. Dabei wird in Flüssigkeit dispergiertes, in diesem Fall keramisches Pulver, mit Hilfe eines elektri- schen Feldes auf dem Modell als bereits vorverdichtete Schicht abge- schieden. Der auf diese Weise erhaltene keramische Körper, der soge- nannte Grünkörper, wird, gegebenenfalls nach Trocknung und Entfor- mung vom Modell, gesintert.

Bei der elektrophoretischen Formgebung wird das Modell der Mundsitu- ation (Arbeitsmodell), das elektrisch, z. B. mit Leitsilberlack kontaktiert ist, als Elektrode in einen Stromkreis geschalten. Als Gegenelektrode dient beispielsweise eine Pt-Elektrode, deren Form je nach Form des

Modells variiert werden kann, um ein hohes homogenes elektrisches Feld für das gesamte Modell zu erreichen.

Die Abscheidung des keramischen Schlickers auf das Arbeitsmodell er- folgt bei konstant gehaltener Spannung bzw. bei konstant gehaltenem Strom normalerweise über einen Zeitraum von 1 bis 60 Minuten. Typi- sche Werte für die Abscheidespannung bzw. Abscheideströme liegen zwischen 1 und 100 V bzw. zwischen 0 und 500 mA. Die bei Verwendung der elektrophoretischen Abscheidung erhaltenen Gründichten sind üblicherweise größer als 70 %, vorzugsweise größer als 80 % der theoretischen Dichte. Die elektrophoretische Abscheidung kann gegebenenfalls automatisiert mit Hilfe eines entsprechenden Geräts erfolgen.

Die verwendeten Suspensionen keramischer Partikel sind Suspensionen dispergierter keramischer Pulver in geeigneten Lösungsmitteln. Wie erwähnt spricht man hier auch von sogenannten keramischen Schlickern. Als Lösungsmittel werden vorzugsweise polare Lösungsmittel verwendet, wobei es sich insbesondere um Wasser, Alkohole und deren Mischungen, oder Mischungen aus Wasser mit Alkoholen handelt. Vorzugsweise werden polare Lösungsmittel mit Dielektrizitätszahlen im Bereich zwischen 15 und 85, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 20 verwendet.

Bei den keramischen Partikeln handelt es sich vorzugsweise um oxidkeramische Partikel, insbesondere um Aluminiumoxid (Al203)- Partikel und/oder Zirkonoxid (Zr02)-Partikel, oder deren Mischungen.

Die Korngrößen der keramischen Partikel liegen vorzugsweise zwischen 1 nm und 100 um, vorzugsweise zwischen 100 nm und 10 um. Insbesondere sind die keramischen Partikel in der Suspension in einer Menge zwischen 10 und 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen

40 und 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Suspension, enthalten.

Bei weiteren Ausführungsformen können innerhalb der Suspension mindestens 2 Fraktionen keramischer Partikel mit unterschiedlicher mittlerer Korngröße enthalten sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Dichte des abgeschiedenen Grünkörpers erhöht wird, da die keramischen Partikel mit kleinerer mittlerer Korngröße die Zwischenräume zwischen den keramischen Partikeln mit größerer mittlerer Korngröße zumindest teilweise auffüllen. Bekanntermaßen folgt die Korngrößenverteilung einer Fraktion keramischer Partikel mit bestimmter mittlerer Korngröße einer Gauß-Verteilung.

Dementsprechend sind bei den beschriebenen Ausführungen (um in diesem Bild zu bleiben) die zwei oder mehr Gauß-Kurven gegeneinander verschoben.

Üblicherweise sind noch Bindemittel Bestandteil der Suspension, wobei es sich vorzugsweise um mindestens einen Polyvinylalkohol oder um mindestens ein Polyvinylbutyral handelt. Solche Bindemittel dienen u. a. zur Verbesserung sowohl des Trocknungsverhaltens als auch der Festigkeiten der resultierenden Grünkörper. Die Bindemittel sind in der Suspension, bezogen auf deren Feststoffgehalt, vorzugsweise in Mengen zwischen 0,1 und 20 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 0,2 und 10 Gewichtsprozent enthalten.

Die verwendeten Schlicker zeichnen sich durch Viskositäten im Bereich von 1 mPa*s bis 50 mPa*s, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 10 mPa*s bei einer Scherrate von 600 s-1 aus. Die durch die zugegebene Dispergierhilfe erhaltenen Zeta-Potentiale der Schlicker liegen zwischen 1 mV und 100 mV, vorzugsweise zwischen 30 mV und 50 mV.

Der auf diese Weise hergestellte Grünkörper weist vorzugsweise eine durchschnittliche Schichtdicke von 0,2 bis 2 mm, insbesondere von 0,8 bis 1,2 mm auf. Dadurch können nach dem Sinterschritt die erwünschten Schichtdicken des vollkeramischen Formteils bereitgestellt werden.

Der keramische Grünkörper wird bei den Temperaturen gesintert, die sich aus den verwendeten Keramikmaterialien ergeben. Vorzugsweise liegt die Sintertemperatur zwischen 1100 °C und 1700 °C, insbesondere zwischen 1150 °C und 1300 °C. Vorzugsweise beträgt die Sintertemperatur ca. 1200 °C.

Die Sinterzeit wird ebenfalls z. B. in Abhängigkeit von dem verwendeten Keramikmaterial gewählt. Hier sind bevorzugte Sinterzeiten zwischen 2 und 10 Stunden, insbesondere zwischen 4 und 6 Stunden zu nennen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ca. 5 Stunden gesintert.

Um eine homogene Temperaturverteilung im Grünkörper zu erreichen, wird dieser allmählich auf die endgültige Sintertemperatur gebracht.

Bevorzugte Aufheizraten betragen hier zwischen 1 und 20 °C/min, insbesondere zwischen 5 und 10 °C/min. Innerhalb des zuletzt genannten Bereichs sind Aufheizraten zwischen 5 und 7,5 °C/min weiter bevorzugt.

Vorzugsweise wird im Sinterschritt so vorgegangen, dass das Arbeitsmodell zusammen mit dem darauf abgeschiedenen Grünkörper bei Raumtemperatur an Luft getrocknet und dann anschließend in den Ofen überführt wird. Dort wird das Arbeitsmodell zusammen mit dem Grünkörper bis auf ca. 900 °C erhitzt, wobei hier eine vergleichsweise geringe Aufheizrate verwendet werden kann. Dieses Aufheizen kann stufenweise erfolgen, wobei Haltezeiten bei den entsprechenden

Temperaturen vorgesehen sein können. Durch dieses Erhitzen wird der Grünkörper vorgesintert, wobei das Gipsmaterial des Arbeitsmaterials schrumpft, da der Gips sein Kristallwasser teilweise verliert. Dann wird das Arbeitsmodell zusammen mit dem Grünkörper kurz aus dem Ofen genommen und der Grünkörper vom Arbeitsmodell entformt. Dies geschieht leicht, da das Arbeitsmodell wie beschrieben geschrumpft ist.

Dann wird der vorgesinterte Grünkörper, beispielsweise in Form eines Käppchens wieder in den Ofen gegeben. Dann wird der Ofen, vorzugsweise mit einer vergleichsweise hohen Aufheizrate auf die endgültige Sintertemperatur gebracht und das Formteil fertig gesintert.

Nach dem Sinterschritt werden vollkeramische Formteile mit Dichten von mehr als 90 % der theoretischen Dichte, vorzugsweise mehr als 95 % der theoretischen Dichte erhalten. Solche Vollkeramikteile, beispielsweise in Form eines Käppchens, können dann in üblicher Weise wie ein Metallkäppchen mit Verblendkeramik versehen und gebrannt werden. Auf diese Weise entsteht der endgültige Zahnersatz, der beispielsweise in Form einer Krone oder Brücke in den Mund des Patienten eingesetzt wird. Selbstverständlich kann der so herstellbare Zahnersatz auch auf dentale Suprakonstruktionen, wie beispielsweise Implantatteile aufgesetzt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Beispiele Beispiel 1 : Anhand eines handelsüblichen Dentalgipses soll zunächst gezeigt werden, dass sich die Volumenexpansion derartiger Modellmaterialien

durch geeignete Maßnahmen erhöhen lässt. Für die im folgenden beschriebenen Versuche wird dabei ein handelsüblicher Dentalgips der sogenannten Klasse 11, nämlich der Dentalgips mit der Bezeichnung "Alamo"der Firma Hinrichs, Deutschland verwendet. Nach Herstellerangaben besitzt dieser Dentalgips eine lineare Abbindeexpansion von 0,29 %. Es wird ein Anmischverhältnis von 100 g Gipspulver auf 50 ml Wasser angegeben.

Beispiel 1 a : Wirkung silikatischer Zusätze.

100 g des oben genannte Gipspulvers werden mit 50 ml einer 10 %-igen Kieselsol-Lösung (Art Nr. 33,844-3 der Aldrich Chemicals) gemischt und anschließend 30 Sekunden lang unter Vakuum gerührt. Der so erhaltene Gipsbrei wird auf einem Rüttler in Duplierformen aus Silikon eingefüllt. Die Duplierformen sind dabei der Präparation eines Zahnstumpfes nachgebildet. Nach einer Abbindezeit von 25 Minuten wird das Gipsmodell aus der Duplierform entformt und eine Stunde lang an Luft getrocknet. Die anschließende Messung der linearen Abbindeexpansion (Längenänderung nach dem Abbinden) beträgt 0,5 %.

Beispiel 1 b : Wirkung der Abbindung unter Wasser.

100 g des Gipspulvers und 50 mi Wasser werden gemischt und anschließend 30 Sekunden unter Vakuum gerührt. Der so erhaltene Gipsbrei wird auf einem Rüttler in Duplierformen aus Silikon eingefüllt. Nach einer Abbindezeit von 20 Minuten wird das Gipsmodell aus der Duplierform entformt. Anschließend lässt man das Gipsmodell weitere 60 Minuten unter Wasser abbinden. Die lineare Abbindexpansion beträgt 0, 6 %.

Beispiel 1 c : Wirkung von silikatischen Zusätzen und Abbindung unter Wasser.

100 g des Gipspulvers und 50 ml einer 10 %-igen Kieselsol- Lösung (Art Nr. 33,844-3 der Aldrich Chemicals) werden gemischt und anschließend 30 Sekunden lang unter Vakuum gerührt. Der so erhaltene Gipsbrei wird auf einem Rüttler in Duplierformen aus Silikon eingefüllt. Nach einer Abbindezeit von 20 Minuten wird das Gipsmodell aus der Duplierform entformt. Dieses Gipsmodell lässt man anschließend 60 Minuten unter Wasser abbinden. Dann folgt ein Trocknungsschritt von 1 Stunde an Luft. Die lineare Abbindeexpansion des erhaltenen Gipsmodells beträgt 0,7 %.

Beispiel 2 : Ein handelsüblicher Dentalgips der Klasse III, Marke Heraeus, Typ "Moldano", Farbe hellblau, hat nach Herstellerangaben eine Abbindeexpansion gemäß EN ISO 6873 von linear 0,16 % nach 40 Minuten Abbindezeit.

Am Beispiel der Verarbeitung dieses Gipses wurde gegenüber dem Standardvorgehen (1) die expansionserhöhende Wirkung von Abbindung unter Wasser (2), silikatischen Zusätzen zum Gips (3), zusätzlich einer silikatischen Anmischflüssigkeit (4) sowie aller drei Maßnahmen zusammen (5) nachvollzogen : (1) 100 g Gipspulver und 30 ml Wasser werden manuell gemischt, anschließend 40 Sekunden unter Vakuum gerührt, unter leichtem Rütteln in ein Extensometer gefüllt und anschließend gemäß EN ISO 6873 die Abbindeexpansion gemessen. Nach 40 Minuten Abbindezeit ergibt sich eine lineare Abbindeexpansion von 0,16 %.

(2) 100 g Gipspulver und 30 ml Wasser werden manuell gemischt, anschließend 40 Sekunden unter Vakuum gerührt, unter leichtem Rütteln in ein Extensometer gefüllt und anschließend gemäß EN ISO 6873 die Abbindeexpansion gemessen, wobei die Gipsmasse ständig mit Wasser beträufelt und somit nass gehalten wurde. Nach 40 Minuten Abbindezeit ergibt sich eine lineare Abbindeexpansion von 0,31 %.

(3) Ein Gemisch aus 90 g Gipspulver, 10 g Montmorillonit-Schichtsilikat (Montmorillonit K-10, Aldrich Chemicals) und 40 ml Wasser werden manuell gemischt, anschließend 40 Sekunden unter Vakuum gerührt, unter leichtem Rütteln in ein Extensometer gefüllt und anschließend gemäß EN ISO 6873 die Abbindeexpansion gemessen. Nach 40 Minuten Abbindezeit ergibt sich eine lineare Abbindeexpansion von 0,38 %.

(4) Ein Gemisch aus 90 g Gipspulver, 10 g Montmorillonit-Schichtsilikat (Montmorillonit K-10, Aldrich Chemicals), 30 ml Wasser und 10 ml Kieselsol werden manuell gemischt, anschließend 40 Sekunden unter Vakuum gerührt, unter leichtem Rütteln in ein Extensometer gefüllt und anschließend gemäß EN ISO 6873 die Abbindeexpansion gemessen.

Nach ca. 30 Minuten Abbindezeit ergibt sich eine lineare Abbindeexpansion von 0,61 %.

(5) Ein Gemisch aus 90 g Gipspulver, 10 g Montmorillonit-Schichtsilikat (Montmorillonit K-10, Aldrich Chemicals), 30 ml Wasser und 10 ml Kie- selsol werden manuell gemischt, anschließend 40 Sekunden unter Va- kuum gerührt, unter leichtem Rütteln in ein Extensometer gefüllt und an- schließend gemäß EN ISO 6873 die Abbindeexpansion gemessen, wo- bei die Gipsmasse ständig mit Wasser beträufelt und somit nass gehal- ten wurde. Nach ca. 30 Minuten Abbindezeit ergibt sich eine lineare Ab- bindeexpansion von 1,06%.