Verfahren zur Planung einer Sinterung eines Zahnersatzteils

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Sin- terung eines Zahnersatzteils, wobei ein 3D-Modell des her ^¬ zustellenden Zahnersatzteils bereits konstruiert wurde.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren zur Planung von Sinterungsprozessen bekannt. Vor der Durchführung der Sinterung mittels eines Sinterofens kann der Benutzer ein bestimmtes Programm mit einem passenden Temperaturpro ^¬ fil für das hergestellte Zahnersatzteil aussuchen, wobei der Benutzer das verwendete Material und die Abmessungen des Zahnersatzteils berücksichtigt. DE 10 2011 056 211 B3 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sintern von Sintergut, insbesondere Zahnge ^¬ rüsten, wobei eine Schale von einem Verschlusselement abge ^¬ deckt ist, wobei der Rahmen der Schale mit einer Schutzgas ^¬ zuführung verbunden ist. Die Heizrate, die Haltetemperatur sowie eine Abkühlzeit können manuell eingestellt werden.

EP 2 620 733 AI offenbart ein Dentalgerät, wie ein dentaler Brennofen, mit wenigstens einem Betriebsprogramm, mit einem Speicher und mit wenigstens einer Erfassungsvorrichtung, wie einer Kamera. Mittels der Kamera kann das Objekt er- fasst werden und mittels einer Anzeigevorrichtung das Objekt in der erfassten Form dargestellt werden. In einer Datenbank sind mehrere vorgegebene Referenzobjekte enthalten, wobei bei Übereinstimmung einer bestimmten Anzahl von Merkmalen eines Referenzobjektes mit dem Bild des erfassten Ob- jekts die Auslösung eines dazugehörigen Betriebsprogramms erfolgt . US 2009/0079101 AI offenbart einen Sinterofen mit einer wärmeisolierten Kamera und einem Temperaturmessgerät. Bei einem Temperaturprofil beträgt die Heizrate 140 °C pro Mi ^¬ nute, eine Haltetemperatur von 1400 °C und eine Abkühlrate von 50 °C pro Minute.

DE 10 2008 013 555 AI offenbart einen Sinterofen zur Herstellung von Zahnerat zteilen, wobei das Sintern der Zahnersatzteile entlang einer Sinterstrecke erfolgt. Die Zahner ^¬ satzteile werden beim Durchfahren dieser Sinterstrecke un- terschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. Die Sinterstrecke ist also in einzelne Sinterstreckensegmente eingeteilt, die auf verschiedene Temperaturen eingeregelt werden können. Die Träger mit den zu sinternden Zahnersatzteilen werden entlang der Sinterstrecke mittels eines Schiebers bewegt. Für jeden der Sinterstreckensegmente können unterschiedli ^¬ che Temperaturen eingestellt werden. Dadurch können unterschiedliche Temperaturverläufe für die Sinterung unter ^¬ schiedlicher Keramiken eingestellt werden.

Ein Nachteil dieser Verfahren ist, dass der Benutzer durch Bedienungsfehler falsche Temperaturprofile einstellen kann, so dass dies zu Fertigungsfehlern des herzustellenden Zahnersatzteils führen kann. Ein Temperaturprofil mit einer zu hohen Heizrate kann beispielsweise bei Oxidkeramiken zu Rissen an der Oberfläche des Zahnersatzteils führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Planung einer Sinterung bereitzustellen, dass solche Bedienungsfehler verhindert werden.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung einer Wär- mebehandlung eines Zahnersatzteils, wobei ein 3D-Modell des herzustellenden Zahnersatzteils bereits vorliegt. In Abhän- gigkeit von bestimmten Geometrieparametern des herzustellenden Zahnerat zteils und von bestimmten Materialparametern des herzustellenden Zahnersatzteils wird ein Temperaturpro ^¬ fil für die Wärmebehandlung, wie Sinterung, Kristallisie- rung oder Glasierung, des Zahnersatzteils automatisch mittels eines Computers bestimmt, wobei die Materialparameter eines zur Herstellung des Zahnersatzteils ausgewählten Ma ^¬ terials eine Wärmeleitfähigkeit, eine Thermoschockbestän- digkeit, eine maximale Aufheizrate und/oder ein Temperatur- grenzwert für eine Phasenumwandlung des Materials sind.

Bei einer zunehmenden Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Materials kann das Zahnersatzteil schneller durchgesintert werden, so dass die Haltezeit des Temperaturprofils verrin ^¬ gert werden kann. Bei einer hohen Thermoschockbeständigkeit des Materials kann auch die Heizrate erhöht werden, ohne Beschädigungen des Zahnersatzteils während der Sinterung zu verursachen.

Nach dem vorliegenden Verfahren kann eine theoretische maximale Heizrate für das jeweilige Zahnarztteil ermitteln bzw. bestimmt werden. Zur Bestimmung dieser maximale Heizrate können mechanische Kennwerte des verwendeten Materi ^¬ als, wie ein linearer Ausdehnungskoeffizient, ein E-Modul, Festigkeit, eine Querkontraktionszahl, eine Risszähigkeit, eine initiale Risslänge oder ein Formfaktor, sowie thermo- dynamische Kennwerte, wie eine volumenbezogene Wärmekapazi ^¬ tät oder eine Wärmeleitfähigkeit, sowie die Geometriepara ^¬ meter des Zahnersatzteils verwendet werden.

Bei diesem Verfahren wurde die Konstruktion des Zahnersatzteils bereits durchgeführt, so dass ein 3D-Modell des Zahn- ersatzteils vorliegt. Das herzustellende Zahnersatzteil kann beispielsweise eine Vollprothese für ein Implantat, eine Dentalprothese, eine Vollkrone, eine Teilkrone, eine Brücke aus mehreren ganzen Zähnen oder ein Inlay sein. Aufgrund von bestimmten Auswahlkriterien wird in Abhängigkeit von Geometrieparametern und/oder der Materialparameter des ausgewählten Materials das passende Temperaturprofil be- stimmt. Die Bestimmung des Temperaturprofils kann bei ^¬ spielsweise durch eine automatische Auswahl des Temperatur ^¬ profils aus einer Vielzahl unterschiedlicher Temperaturprofile einer Datenbank oder durch Berechnung eines individuellen Temperaturprofils erfolgen. Das Temperaturprofil kann mindestens einen Aufheizschritt oder auch mehrere Aufheiz ^¬ schritte enthalten, wobei maßgeblich ist, dass eine maxima ^¬ le Heizrate, die abhängig vom verwendeten Material und maß ^¬ geblich von der Wandstärke des Zahnersatzteils abhängt, nicht überschritten wird. Denn dies könnte zu Rissen an der Oberfläche des Zahnersatzteils oder auch zum Abplatzen der oberen Schichten des Zahnersatzteils führen. Denn während des Sinterungsprozesses kann die äußere Schicht des Zahner ^¬ satzteils schneller schrumpfen als die inneren Schichten des Zahnersatzteils, so dass es zu mechanischen Spannungen führt. Nach dem Aufheizen des Zahnersatzteils mit der fest ^¬ gelegten Heizrate wird eine Haltetemperatur für die Dauer einer bestimmten Haltezeit behalten, wobei anschließend ei ^¬ ne Abkühlphase erfolgt. Die Abkühlphase kann beispielsweise durch das Öffnen einer Tür des verwendeten Sinterofens er- folgen, so dass kühle Luft hineinströmen kann. Die Halte ^¬ temperatur und die Haltezeit werden so gewählt, dass zwar das herzustellende Zahnersatzteil vollständig durchgesin ^¬ tert wird jedoch keine Übersinterung erfolgt. Bei einer Ü- bersinterung kann eine Korngröße des verwendeten zu sin- ternden Materials einen festgelegten Grenzwert überschrei ^¬ ten, so dass dies zu einer geringeren Festigkeit des Zahn ^¬ ersatzteils führen kann. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass Bedie ^¬ nungsfehler bei der manuellen Auswahl eines passenden Temperaturprofils ausgeschlossen werden, so dass dadurch Fertigungsfehler verhindert werden können. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass unter Berücksichtigung der Geometrieparameter und/oder der Materialparameter ein passendes Temperaturprofil ausgewählt werden kann, das eine möglichst geringe Dauer mit einer möglichst hohen Heizrate und möglichst geringer Haltezeit aufweist, so dass dadurch die Dauer der Wärmebehandlung des Zahnersatzteils verkürzt wird.

Vorteilhafterweise können die Geometrieparameter des Zahnersatzteils eine maximale laterale Wandstärke, eine maxima ^¬ le okklusale Wandstärke, ein Verhältnis aus der maximalen okklusalen Wandstärke und der maximalen lateralen Wandstärke, ein maximaler Querschnitt des Zahneratzteils, ein Ge ^¬ samtvolumen des Zahnersatzteils, eine maximale Gesamtlänge des Zahnersatzteils und/oder eine maximale Querschnittsän ^¬ derung des Zahneratzteils sein. Die maximale laterale Wandstärke bezieht sich auf die seit ^¬ liche Wandstärke des Zahnersatzteils beispielsweise an den Labialflächen bei Schneidezähnen bzw. bei Bukkaiflächen von Backenzähnen. Die maximale okklusale Wandstärke bezieht sich auf die Wandstärke einer Okklusalfläche des Zahneratz- teils. Der maximale Querschnitt des Zahnersatzteils bezieht sich auf einen Querschnitt senkrecht zu einer Zahnachse des Zahnersatzteils .

Aufgrund dieser Geometrieparameter wird also ein passendes Temperaturprofil ausgewählt, wobei insbesondere eine be- stimmte Heizrate und eine bestimmte Haltezeit bei einer Haltetemperatur bestimmt werden. Vorteilhafterweise kann das Temperaturprofil so bestimmt werden, dass bei einer steigenden maximalen lateralen Wandstärke, bei einer steigenden maximalen okklusalen Wandstärke, bei einem steigenden maximalen Bauteilquerschnitt und/oder bei einem steigenden Gesamtvolumen des Zahnersatzteils eine Heizrate des Temperaturprofils sinkt, eine Hal ^¬ tezeit des Temperaturprofils steigt und/oder eine Haltetem ^¬ peratur des Temperaturprofils sinkt.

Bei einer steigenden Wandstärke nehmen auch die mechani- sehen Spannungen während der Sinterung zu, so dass die

Heizrate verringert werden muss, um Beschädigungen am Zahnersatzteil zu verhindern.

Bei einem zunehmenden Bauteilquerschnitt bzw. beim Gesamt ^¬ volumen des Zahnersatzteils nimmt die Haltezeit zu, da es länger dauert das Zahnersatzteil vollständig durchzusin- tern .

Vorteilhafterweise kann das Temperaturprofil so bestimmt werden, dass bei einer steigenden Wärmeleitfähigkeit und/oder einer steigenden Thermoschockbeständigkeit eine Heizrate des Temperaturprofils steigt.

Dadurch kann die Heizrate abhängig von der Wärmeleitfähigkeit und von der Thermoschockbeständigkeit des höheren Ma ^¬ terials erhöht werden, so dass die Gesamtdauer der Sinte ^¬ rung bekürzt werden kann. Vorteilhafterweise kann die Wärmebehandlung eine Sinterung, eine Kristallisierung, eine Kombination aus einer Sinterung und einer Glasierung oder eine Kombination aus einer Kristallisierung und einer Glasierung sein.

Die Sinterung kann für Oxidkeramiken, wie Zirkoniumdioxid oder Aluminiumoxid, sowie für Nichtedelmetalllegierungen, wie eine CoCrMo-Legierung, angewendet werden. Eine Kristallisierung erfolgt insbesondere bei Glaskeramiken mit dem WerkstoffSystem Lithiumdisilikat .

Fertig gesintert werden dentale Restaurationen, die aus an ^¬ gesinterten Oxidkeramiken insbesondere Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid gefertigt wurden. Aus Pulver gepresste und angesinterte Rohlinge aus Metall, insbesondere aus CoCrMo- Legierungen, müssen nach der mechanischen Weiterbearbeitung durch Schleifen oder Fräsen zu dentalen Restaurationen e- benfalls gesintert werden.

Alle metallischen oder keramischen Grundwerkstoffe können durch weitere Brennprozesse nach der Sinterung verblendet oder glasiert werden. Zusammen mit der Glasur als ein so genannter Oberflächenfinish kann auch eine Bemalung erfolgen, die im gleichen Ofenprozess gebrannt wird. Die Glaskeramik hat darüber hinaus den Vorteil, dass sie im selben Brennprozess kristallisiert, bemalt und glasiert werden kann.

Vorteilhafterweise kann das ausgewählte Material zur Her ^¬ stellung des Zahnersatzteils Zirkoniumdioxid sein, wobei das herzustellende Zahnersatzteil ein einzelner Zahn, eine Vollkrone, eine Teilkrone oder ein Inlay ist. Das Gesamtvo ^¬ lumen des Zahnersatzteils entspricht dabei höchstens dem Volumen eines Backenzahns, wobei die maximale laterale Wandstärke und/oder die maximale okklusale Wandstärke un- terhalb eines Grenzwertes von 6 mm liegen. Unter Berück ^¬ sichtigung dieser Faktoren wird ein erstes Temperaturprofil für eine Sinterung mit einer Heizrate zwischen 100

°C/Minute und 400 °C/Minute, mit einer Haltetemperatur zwi ^¬ schen 1500 °C und 1600 °C sowie einer Haltezeit zwischen 5 Minuten und 10 Minuten bestimmt. Durch die relativ geringe Wandstärke und das geringe Ge ^¬ samtvolumen des Zahnersatzteils wird eine relativ hohe Heizrate ermöglicht, so dass die Gesamtdauer verkürzt wird. Das geringe Gesamtvolumen ermöglicht auch, dass das Zahner- Satzteil schneller gesintert ist, so dass die Haltezeit re ^¬ lativ gering gewählt ist und die gesamte Dauer der Sinte ^¬ rung damit zusätzlich verkürzt wird. Das erste Temperatur ^¬ profil ermöglicht also eine schnelle Sinterung für relativ kleine Zahnersatzteile. Vorteilhafterweise kann das ausgewählte Material Zirkonium ^¬ dioxid sein, wobei das herzustellende Zahnersatzteil eine Brücke aus höchstens 6 verbundenen Zähnen ist oder aus höchstens 6 einzelnen Zähnen besteht. Unter Berücksichti ^¬ gung dieser Faktoren wird ein zweites Temperaturprofil für eine Sinterung mit einer Heizrate zwischen 70 °C/Minute und 200 °C/Minute, mit einer Haltetemperatur zwischen 1450 °C und 1550 °C sowie einer Haltezeit zwischen 20 Minuten und 40 Minuten bestimmt.

Das zweite Temperaturprofil wird für Zahnersatzteile mit einem Gesamtvolumen von höchstens sechs Zähnen gewählt, wo ^¬ bei eine längere Haltezeit zum Durchsintern des Zahnersatz ^¬ teils als beim ersten Temperaturprofil erforderlich ist.

Vorteilhafterweise kann das ausgewählte Material Zirkonium ^¬ dioxid sein, wobei das herzustellende Zahnersatzteil mehr als 6 einzelne Zähne umfasst, wobei ein drittes Temperatur ^¬ profil für eine Sinterung mit einer Heizrate zwischen 10 °C/Minute und 70 °C/Minute, mit einer Haltetemperatur zwi ^¬ schen 1500 °C und 1600 °C und einer Haltezeit zwischen 100 Minuten und 140 Minuten bestimmt wird. Das dritte Temperaturprofil wird für relativ große Zahner ^¬ satzeile mit einem Gesamtvolumen von mehr als sechs Zähnen gewählt, wobei die Heizrate im Vergleich zum ersten Tempe- raturprofil und zum zweiten Temperaturprofil deutlich ver ^¬ ringert wird, um Risse an der Oberfläche des Zahnersatz ^¬ teils zu verhindern. Die Haltezeit wird im Vergleich zum ersten Temperaturprofil und zum zweiten Temperaturprofil deutlich erhöht, um eine vollständige Durchsinterung des Zahnersatzteils zu gewährleisten.

Vorteilhafterweise kann das ausgewählte Material Aluminium ^¬ oxid (AI ₂ O ₃ ) sein, wobei ein viertes Temperaturprofil für eine Sinterung mit einer Heizrate zwischen 10 °C/Minute bis 70 °C/Minute, mit einer Haltetemperatur zwischen 1500°C und 1600°C sowie einer Haltezeit zwischen 100 Minuten und 140 Minuten bestimmt wird.

Das vierte Temperaturprofil ist für das Material Aluminium ^¬ oxid geeignet, wobei unabhängig von der Größe des Zahner- Satzteils die Heizrate und die Haltezeit wie beim dritten Temperaturprofil gewählt ist.

Vorteilhafterweise kann das 3D-Modell des herzustellenden Zahnersatzteils mittels einer Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt werden, wobei bestimmte Teilbereiche des 3D- Modells graphisch markiert werden, die bezüglich der labialen Wandstärke oder bezüglich der okklusalen Wandstärke einen bestimmten Grenzwert überschreiten.

Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein Monitor sein, der das konstruierte 3D-Modell des herzustellenden Zahnersatzteils graphisch darstellt. Diejenigen Bereiche bei denen die Wandstärke den bestimmten Grenzwert, wie bei ^¬ spielsweise in der Höhe von 3 mm, überschreitet, werden graphisch markiert. Auf diese Weise kann der Benutzer erkennen welche Teilbereiche des 3D-Modells die Geometriepa- rameter für das erste Temperaturprofil bzw. für das zweite Temperaturprofil nicht erfüllen. Der Benutzer, wie ein Zahnarzt oder ein Zahntechniker, kann dann diese markierten Teilbereiche entsprechend anpassen.

Vorteilhafterweise kann der Benutzer die markierten Teilbe ^¬ reiche manuell unter Verwendung virtueller Werkzeuge so an- passen bzw. dass die markierten Teilbereiche automatisch mittels des Computers so angepasst werden, dass der Grenz ^¬ wert für die labiale Wandstärke oder die okklusale Wand ^¬ stärke unterschritten wird. Dadurch kann für das nach diesem angepassten 3D-Modell herzustellende Zahnersatzteil die schnellere Sinterung mit dem ersten Temperaturprofil an ^¬ statt mit dem zweiten Temperaturprofil durchgeführt werden kann .

Der Benutzer kann also die markierten Bereiche so anpassen, dass der Grenzwert für die Wandstärke, beispielsweise in der Höhe von 3 mm, unterschritten wird. Dadurch werden die Geometrieparameter für das erste Temperaturprofil erfüllt, so dass die Sinterung mit dem ersten Temperaturprofil durchgeführt werden kann, so dass dies zu einer Verkürzung der Gesamtdauer der Sinterung im Vergleich zur Sinterung mit dem zweiten Temperaturprofil führt.

Vorteilhafterweise kann die Bestimmung des passenden Tempe ^¬ raturprofils durch eine Auswahl aus mehreren Temperaturpro ^¬ filen erfolgen, die in einer Datenbank abgespeichert sind.

Die unterschiedlichen Temperaturprofile können beispiels- weise in einem Speicher abgespeichert werden, der in einem Mikrocomputer angeordnet ist, der in den Sinterofen integriert ist. Dieser Speicher kann alternativ auch in einen Computer integriert sein, der außerhalb des Sinterofens an ^¬ geordnet ist. Die Kenndaten der Temperaturprofile, wie die Heizrate, die Haltezeit und/oder die Haltetemperatur können mittels einer Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt werden. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein Display sein, das am Sinterofen angepasst ist. Dabei erfolgt also die Auswahl automatisch mittels eines Computers, wobei die Kenndaten des ausgewählten Temperaturprofils graphisch angezeigt wer ^¬ den können.

Vorteilhafterweise kann die Bestimmung des passenden Tempe ^¬ raturprofils durch eine Berechnung eines individuellen Temperaturprofils erfolgen, der unter Berücksichtigung der Ge- ometrieparameter und/oder der Materialparameter des herzustellenden Zahnersatzteils individuell berechnet wird.

Dadurch wird also ein individuelles Temperaturprofil unter Berücksichtigung der Geometrieparameter und/oder der Materialparameter berechnet. Dabei können bekannte mathemati- sehe Verfahren, wie Interpolation, verwendet werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur Durchführung eines Verfahrens zur Planung einer Wärmebehandlung eines Zahnersatzteils mittels eines Sinterofens umfassend ei ^¬ nen Computer, wobei ein 3D-Modell des herzustellenden Zahn- ersatzteils bereits vorliegt. In Abhängigkeit von bestimm ^¬ ten Geometrieparametern des herzustellenden Zahneratzteils und von bestimmten Materialparametern des herzustellenden Zahnersatzteils ist dabei ein Temperaturprofil für die Sin ^¬ terung des Zahnersatzteils automatisch mittels des Compu- ters bestimmbar.

Das System ermöglicht also die Durchführung des oben ge ^¬ nannten Verfahrens, wobei mittels des Computers automatisch ein passendes Temperaturprofil für das jeweilige Zahner ^¬ satzteil abhängig von den Geometrieparametern und von den Materialparametern bestimmt wird. Ein Vorteil dieses Systems besteht darin, dass Bedienungs ^¬ fehler durch den Benutzer, wie ein Zahnarzt oder ein Zahntechniker, bei der manuellen Auswahl eines passenden Temperaturprofils verhindert werden.

Vorteilhafterweise kann das System eine Anzeigevorrichtung aufweisen, wobei das 3D-Modell des herzustellenden

Zahnersatzteils mittels der Anzeigevorrichtung graphisch darstellbar ist, wobei bestimmte Teilbereiche des SD- Modells graphisch markierbar sind, die bezüglich der labialen Wandstärke oder der okklusalen Wandstärke einen bestimmten Grenzwert überschreiten.

Durch das Markieren der Teilbereiche, die bestimmte

Geometrieparameter, wie die Wandstärke, beispielsweise für das erste Temperaturprofil nicht erfüllen, wird es dem Benutzer ermöglicht die Abmessungen dieser Teilbereiche und damit die erforderlichen Anpassungen des 3D-Modells besser einzuschät zen .

Vorteilhafterweise kann das System Bedienungsmittel aufweisen, wobei der Benutzer die markierten Teilbereiche manuell unter Verwendung der Bedienungselemente mittels virtueller Werkzeuge so anpasst bzw. dass die markierten Teilbereiche automatisch mittels des Computers so angepasst werden, dass der Grenzwert in der Höhe von 6 mm für die labiale Wandstärke oder die okklusale Wandstärke

unterschritten wird. Dadurch kann für das nach diesem angepassten 3D-Modell herzustellende Zahnersatzteil die schnellere Sinterung mit dem ersten Temperaturprofil anstatt mit dem zweiten Temperaturprofil durchgeführt werden kann. Durch diese Anpassung des 3D-Modells kann also die

Sinterung mit dem ersten Temperaturprofil anstatt mit dem zweiten Temperaturprofil durchgeführt werden, so dass die Gesamtdauer der Sinterung dadurch verkürzt wird.

Vorteilhafterweise kann das System einen Speicher

aufweisen, wobei die Bestimmung des passenden

Temperaturprofils durch eine Auswahl aus mehreren

Temperaturprofilen erfolgt, die in einer Datenbank im

Speicher abgespeichert sind.

Vorteilhafterweise kann die Bestimmung des passenden

Temperaturprofils durch eine Berechnung eines individuellen Temperaturprofils mittels des Computers erfolgen, wobei das individuelle Temperaturprofil unter Berücksichtigung der Geometrieparameter und/oder der Materialparameter des herzustellenden Zahnersatzteils individuell berechnet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt, die

Fig. 1 eine Skizze zur Verdeutlichung des vorliegenden Verfahrens, die

Fig. 2 ein 3D-Modell des Zahnersatzteils mit markier- ten Bereichen, die

Fig. 3 zeigt mehrere Temperaturprofile zur Durchfüh ^¬ rung einer Sinterung.

Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung des vorlie- genden Verfahrens zur Planung einer Wärmebehandlung eines Zahnersatzteils 1 mittels eines Sinterofens 2. Der Sinter ^¬ ofen weist dabei Isolationselemente 3 und Heizelemente 4 auf, um die Temperatur innerhalb einer Brennkammer 5 zu regulieren. Die Wärmebehandlung des Zahnersatzteils 1 wie ei- ne Sinterung, eine Kristallisierung oder eine Glasierung wird durchgeführt, indem in einem ersten Schritt die Kammer 5 mittels der Heizelemente 4 aufgeheizt wird. Nach dem Er ^¬ reichen einer bestimmten Ladetemperatur, beispielsweise bei 300°C, wird die Kammer 5 in einem zweiten Schritt geöffnet, indem ein Sockel 6 in eine untere Endposition 7 verstellt wird. In einem dritten Schritt positioniert der Benutzer, wie ein Zahnarzt oder Zahntechniker, das zu sinternde Zahnersatzteil 1 auf dem Sockel 6. In einem vierten Schritt schließt die Kammer wieder, Indem der Sockel wieder in eine obere Endposition verstellt wird, wie durch die Pfeile 8 dargestellt ist. In einem fünften Schritt wird mittels der Heizelemente 4 die Kammer 5 weiter auf eine Haltetemperatur aufgeheizt und diese Haltetemperatur wird für die Dauer ei ^¬ ner bestimmten Haltezeit gehalten. In einem sechsten

Schritt erfolgt dann eine Abkühlphase. Die Abkühlphase kann beispielsweise durch das Abschalten der Heizelemente oder zusätzlich durch das Öffnen der Kammer 5 erfolgen, indem der Sockel in die untere Endposition 7 verstellt wird.

Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens zur Pla- nung der Wärmebehandlung liegt ein 3D-Modell 9 des Zahnersatzteils 1 bereits vor. Damit ist also die Konstruktion des Zahnersatzteils bereits abgeschlossen. Das 3D-Modell 9 wird mittels einer Anzeigevorrichtung 39, wie eines Monitors graphisch dargestellt. Das 3D-Modell 9 des Zahnersatz- teils 1 weist bestimmte Geometrieparameter, wie eine late ^¬ rale Wandstärke 10, eine okklusale Wandstärke 11, einen ma ^¬ ximalen Querschnitt 12, der durch die eine gestrichelte Li ^¬ nie dargestellt ist, sowie ein Gesamtvolumen 13 des Zahner ^¬ satzteils, auf. Darüber hinaus wird bei der Konstruktion bereits festgelegt aus welchem Material das herzustellende Zahnersatzteil hergestellt werden soll. Als Material können beispielsweise Oxidkeramiken, wie Zirkondioxid, Aluminium- oxid, oder Nichtedelmetall-Legierungen, wie eine CoCrMo- Legierung, verwendet werden. Der maximale Querschnitt 12 des Zahnersatzteils kann beispielsweise senkrecht zu einer Zahnachse 14 bestimmt werden, die eine Symmetrieachse des Zahnersatzteils entsprechen kann. Die laterale Wandstärke 10 kann beispielsweise senkrecht zur Zahnachse 14 im labia ^¬ len Bereich bzw. im bukkalen Bereich des Zahnersatzteils ermittelt werden. Die okklusale Wandstärke 11 kann bei ^¬ spielsweise parallel zur Zahnachse 14 auf einer Okklu- salfläche 15 des 3D-Modells 9 ermittelt werden. Unter Ver ^¬ wendung der Geometrieparameter 10, 11, 12, 13 und der Materialparameter des ausgewählten Materials wird ein passendes Temperaturprofil 16 automatisch mittels eines Computers 17 ermittelt .

Der Computer 17 kann beispielsweise ein Mikrocomputer, ein Mikrochip oder ein herkömmlicher PC sein. Der Computer 17 kann extern außerhalb des Sinterofens 2 angeordnet sein. Alternativ kann der Computer 17 mit der Anzeigevorrichtung 39 auch in den Sinterofen 2 integriert sein. Das Temperaturprofil 16 ist als ein Graph einer Temperatur 17 in Abhängigkeit von der Zeit 18 dargestellt. In einer ersten Phase 19 wird die Kammer 5 mit einer ersten Heizrate auf eine Vortrocknen-Temperatur 20 aufgeheizt in einer zweiten Phase 21 wird die Vortrocknen-Temperatur für eine erste Haltezeit gehalten, in einer dritten Phase 22 wird die Temperatur in der Kammer 5 bis zu einer Beiaden- Temperatur beispielsweise in der Höhe von 300°C aufgeheizt. In einer vierten Phase wird die Kammer 5 mit dem zu sinternden Zahnersatzteil 1 beladen, so dass die Temperatur leicht abfällt. In einer fünften Phase 23 steigt die Tempe ^¬ ratur in der Kammer 5 mit einer zweiten Heizrate bis zu einer zweiten Haltetemperatur 24. In einer sechsten Phase 25 werden die Heizelemente 4 so gesteuert, dass die Haltetem ^¬ peratur 24 für eine Dauer einer bestimmten Haltezeit gehalten wird. In der siebten Phase 26 erfolgt eine Abkühlung des Zahnersatzteils 1. In Abhängigkeit der Geometrieparame- ter, insbesondere von der maximalen lateralen Wandstärke 10, von der maximalen okklusalen Wandstärke 11 und vom Gesamtvolumen 13, sowie in Abhängigkeit von den Materialpara ^¬ metern des ausgewählten Materials wird also mittels des Computers 17 das passende Temperaturprofil 16 bestimmt. Da- bei werden insbesondere die Heizraten für die Aufheizphasen 19, 23, die Haltetemperaturen 20, 24 und die Haltezeiten der Phasen 21, 25 festgelegt.

Anschließend kann bei einer sogenannten Plausibilitätsprü- fung geprüft werden, ob das konstruierte 3D-Modell 9 des Zahnersatzteils 1 bestimmte Anforderungen bezüglich der Ge ^¬ ometrieparameter, wie der lateralen Wandstärke oder der okklusalen Wandstärke, erfüllt. Dabei können Teilbereiche 27 und 28, die gestrichelt dargestellt sind, markiert wer ^¬ den, die festgelegte Grenzwerte der Geometrieparameter nicht erfüllen. Beispielsweise können Teilbereiche 27, 28 markiert werden, die bezüglich der okklusalen Wandstärke einen Grenzwert von 6 mm überschreiten. Anschließend können diese markierten Teilbereiche 27 und 28 entweder manuell durch den Benutzer unter Verwendung eines virtuellen Werk- zeugs 29, wie eines Cursors, oder automatisch mittels des Computers 17 so verformt werden, dass die Grenzwerte bezüg ^¬ lich der Geometrieparameter erfüllt sind. Die Steuerung des virtuellen Werkzeugs 29 kann mittels angeschlossener Eingabe Mittel, wie einer Tastatur 30 und einer Maus 31, erfol- gen. Durch die Anpassung bzw. die Verformung des 3D-Modells 9 wird ein angepasstes 3D-Modell 32 erzeugt, das durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Anhand des angepassten 3D-Modells 32 wird anschließend mittels einer CAM- Bearbeitungsmaschine 33 das zu sinternde Zahnersatzteil 1 aus einem Rohling 34 vollautomatisch herausgearbeitet. Nach der Herstellung des zu sinternden Zahnersatzteils 1 erfolgt die Sinterung mittels des Sinterofens 2, wie oben beschrie ^¬ ben .

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht also darin, dass be ^¬ reits vor der Herstellung des Zahnersatzteils mittels der CAM- Bearbeitungsmaschine 33 und vor der Sinterung des Zahnersatzteils 1 mittels des Sinterofens 2 eine Bestimmung eines passenden Temperaturprofils 16 sowie eine Plausibili- tätsprüfung und eine mögliche Anpassung des 3D-Modells 9 erfolgen kann.

Die Bestimmung des Temperaturprofils 16 kann dabei bei- spielsweise durch eine Auswahl aus mehreren Temperaturpro ^¬ filen erfolgen, die in einem Speicher 35 abgespeichert sind. Dieser Speicher 35 ist in den Computer 17 integriert. Alternativ dazu können die Temperaturprofile in einem zwei ^¬ ten Speicher 36 abgespeichert sein, der in den Sinterofen 2 integriert ist.

Die Bestimmung des passenden Temperaturprofils kann auch durch eine Berechnung eines individuellen Temperaturprofils erfolgen, der mittels des Computers 17 berechnet wird.

Das vorliegende Verfahren zur Planung einer Wärmebehandlung kann auch für mehrere Zahnersatzteile und mehrere Wärmebe ^¬ handlungen erfolgen, bevor mit der Sinterung begonnen wird. Dabei kann eine Auftragsübersicht erstellt werden, die meh ^¬ rere Aufträge umfasst. Ein Auftrag kann dabei die Kennda ^¬ ten, wie den Namen des Patienten, die Art des Zahnersatzes, wie Vollkrone, Teilkrone oder Brücke, das Material zur Her ^¬ stellung des Zahnersatzteils, die Art der Wärmebehandlung, wie Sinterung, Kristallisierung oder Glasierung, und die Art des passenden Temperaturprofils umfassen. Die Aufträge mit diesen Kenndaten können beispielsweise mittels eines Displays 37 angezeigt werden, das in den Sinterofen 2 integriert ist. Alternativ könnten die Aufträge mit den Kenn- daten auch mittels der Anzeigevorrichtung 39 angezeigt werden. Mittels eines Bedienfeldes 38 kann der Benutzer vor der Durchführung der Sinterung den jeweiligen Auftrag mit dem zugeordneten Temperaturverlauf auswählen. Anschließend wird also die Sinterung automatisch mit einem passenden Temperaturprofil durchgeführt.

Die Fig. 2 zeigt das 3D-Modell 9 des Zahnersatzteils 1 aus Fig. 1, wobei die Bereiche 27 und 28 markiert sind, die be ^¬ züglich der okklusalen Wandstärke ein Grenzwert beispiels ^¬ weise in Höhe von 6 mm überschreiten. Nach der Anpassung bzw. der Verformung des 3D-Modells 9, das gestrichelt dargestellt ist, wird ein angepasstes SD- Modell 32 erzeugt. Anhand des angepassten 3D-Modells 32 wird dann das Zahnersatzteil 1 mittels der CAM- Bearbeitungsmaschine 33 aus Fig. 1 herausgearbeitet. Die Fig. 3 zeigt mehrere Temperaturprofile zur Durchführung einer Sinterung, wobei die Temperatur 17 in °C in Abhängigkeit von der Zeit 18 in Minuten aufgetragen ist. Ein erstes Temperaturprofil 40 weist eine Heizrate 41 in der Höhe von 100 °C/min, eine Haltetemperatur 42 in der Höhe von 1580 °C und eine Haltezeit 43 in der Höhe von 6 Minuten auf. Ein zweites Temperaturprofil 44 weist eine Heizrate 45 in der Höhe von 100 °C/min, eine Haltetemperatur 46 in der Höhe von 1510 °C und eine Haltezeit 47 von 30 Minuten auf. Ein drittes Temperaturprofil 48, das durch eine Strichpunktli- nie dargestellt ist, weist eine Heizrate 49 in der Höhe von 25 °C, eine Haltetemperatur 50 in der Höhe von 1510 °C und eine Haltezeit 51 von 120 Minuten auf. Ein viertes Tempera- turprofil 52, das durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, weist eine Vortrocknen-Phase 53 auf, wobei die Tempe ^¬ ratur auf eine Vortrocknen-Temperatur 54 aufgeheizt wird und 20 Minuten lang gehalten wird. Anschließend erfolgt die Aufheizphase mit einer Heizrate 55 in der Höhe von 100 °C/Minute bis zu einer Haltetemperatur 56 in der Höhe von 1510 °C. Diese Haltetemperatur 56 wird dann für die Dauer einer Haltezeit 57 von 30 Minuten gehalten wobei daraufhin eine Abkühlphase erfolgt. Ein fünftes Temperaturprofil 58 weist eine Heizrate 59 in der Höhe von 300 °C/min, eine Haltetemperatur 60 in der Höhe von 1580 °C und eine Halte ^¬ zeit von 6 Minuten auf.

Das erste Temperaturprofil 40 ist insbesondere für kleine Zahnersatzteile mit einer geringen Wandstärke beispielswei- se unterhalb von 6 mm und einem geringen Gesamtvolumen geeignet, wobei die hohe Heizrate 41 und die geringe Halte ^¬ zeit 43 von 6 Minuten eine kurze Sinterungsdauer ermöglicht. Das zweite Temperaturprofil 44 ist für mittelgroße Zahnersatzteile beispielsweise mit einer maximalen Wand- stärke von mehr als 6 mm und bestehend aus höchstens sechs einzelnen Zähnen geeignet. Das dritte Temperaturprofil 48 ist für große Zahnersatzteile, wie Brücken aus mehr als sechs Zähnen geeignet. Das vierte Temperaturprofil 52 ist für Materialien geeignet, bei denen eine Vortrocknung vor der Sinterung erforderlich ist.

Das 3D-Modell 9 aus Fig. 1 und Fig. 2 kann also durch den Benutzer oder automatisch mittels des Computers so verformt werden, dass die Anforderungen bzw. die Grenzwerte für ein bestimmtes Temperaturprofil erfüllt sind. In Fig. 2 ist dargestellt, dass das 3D-Modell 9 so angepasst wurde, dass die okklusale Wandstärke 11 einen Grenzwert in der Höhe von 6 mm nicht überschreitet. Damit kann also für das nach dem angepassten 3D-Modell 32 herzustellende Zahnersatzteil 1 die Sinterung mit dem ersten Temperaturprofil 40 anstatt mit dem zweiten Temperaturprofil 44 durchgeführt werden. Der Vorteil dieser Anpassung liegt also darin, dass die Dauer der Sinterung verkürzt wird.

Bezugs zeichen

1 Zahnersatzteil

2 Sinterofen

3 Isolationselement

4 Heizelement

5 Brennkammer

6 Sockel

7 Endposition

8 Pfeil

9 3D-Modell

10 laterale Wandstärke

11 okklusale Wandstärke

12 Querschnitt

13 Gesamtvolumen

14 Zahnachse

15 Qkklusalfläche

16 Temperaturprofil

17 Computer

18 Zeit

19 erste Phase

20 Vortrocknen-Temperatur

21 zweite Phase

22 dritte Phase

23 fünfte Phase

24 Haltetemperatur 25 sechste Phase

26 siebte Phase

27 Teilbereich

28 Teilbreich

29 virtuelles Werkzeug

30 Tastatur

31 Maus

32 angepasstes 3D-Modell

33 CAM-Bearbeitungsmaschine 34 Rohling

35 Speicher

36 zweiter Speicher

37 Display

38 Bedienfeld

39 Anzeigevorrichtung

40 erstes Temperaturprofil

41 Heizrate

42 Haltetemperatur

43 Haltezeit

44 zweites Temperaturprofil

45 Heizrate

46 Haltetemperatur

47 Haltezeit

48 drittes Temperaturprofil 49 Heizrate 50 Haltetemperatur

51 Haltezeit

52 viertes Temperaturprofil

53 Vortrocknen-Phase

54 Vortrocknen Temperatur

55 Heizrate

56 Haltetemperatur

57 Haltezeit

58 fünftes Temperaturprofil 59 Heizrate

60 Haltetemperatur