Die Vorteile von metallischen Grundgerüsten für Zahnersatz- teile sind im Vergleich zu Keramik seine höhere Duktilität und seine geringere Empfindlichkeit gegen Zugspannungen.

Dieser Umstand wird dazu genutzt, eine filigranere Gestal- tung der Zahnersatzteile bei gleichzeitig reduzierten Wand- stärken zu realisieren. Es können außerdem einfachere, we- nig handwerkliches Geschick erfordernde Formen und Arten für die Präparation zugelassen werden. Zudem können derar- tige Zahnersatzteile mit Zementen im Zahn festgesetzt wer- den. Deren Handhabung erscheint in den Augen der Zahnärzte im Vergleich zu der Klebetechnik einfacher und robuster.

Stand der Technik In der Zahntechnik werden für die Herstellung von Kronen und Brücken eine Vielzahl metallischer Legierungen verwen- det. Aus diesen Metallen werden mit Hilfe von Gußverfahren nach der Methode der verlorenen Form Kappen und Gerüste bzw. komplette Restaurationen hergestellt. Diese werden dann entweder direkt eingesetzt oder gegebenenfalls noch mit Keramik oder Kunststoff verblendet.

Neben diesem traditionellen Verfahren ist bekannt, dass solche Legierungen auch mit CAD/CAM Maschinen bearbeitet werden können. Die materialtechnischen Eigenschaften dieser

Legierungen stellen jedoch an solche Bearbeitungsmaschinen beachtliche Anforderungen bezüglich der Steifigkeit, der Antriebe und der Werkzeuge. In ihrer Gesamtheit führen die- se Anforderungen zu einer Maschine, die in Größe und Preis üblichen CNC-Maschine nahe kommt und die nur von wenigen zahntechnischen Labors und Zahnärzten zu finanzieren ist.

Aus der EP 0 214 341 ist ein Verfahren zur Herstellung ei- nes metallischen Zahnersatzes bekannt, bei welchem ein Ge- misch von Metallpulvern mit einer Anmischflüssigkeit zu ei- ner aufstreichbaren Masse aufbereitet wird und gesintert wird. Das Metallpulvergemisch ist dabei auf einem als Brennträger dienenden Modell modelliert und wird auf dem Modell gesintert. Im wesentlichen die selbe Technik ist in der EP 0 373 380 A2 beschrieben.

Im Bereich der Dentalkeramik ist es aus der DE 199 30 564 AI bekannt, aus einem pulverförmigen Keramik-Rohmaterial einen Keramikrohling zu prägen, diesen Keramikrohling mit- tels abtragender Verfahren durch Bearbeiten eine Innenkon- tur und/oder Außenkontur zu geben und den bearbeitenden Ke- ramikgrünling zu einem hochfesten Keramik-Formteil zu sin- tern. Das keramische Material wird dabei so gewählt, dass ein Presshilfsmittel verwendet wird, welches beim Sintern den zu erwartenden Sinterschrumpf annähernd ausgleicht.

Aus der DE 199 38 144 AI ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz aus einem vorgesinterten Rohling in einer Bearbeitungsmaschine bekannt, bei welcher der Rohling eine Rohbruchfestigkeit von 15 bis 30 MPa aufweist. Dieser Roh- ling wird fräsend, schleifend oder erodierend bearbeitet.

Der Grünling kann dabei durch geeignete Arbeitsmaßnahmen in ein schwindungsangepaßtes, vergrößertes Modell des endgül- tigen Zahnersatzes umgearbeitet werden. Dies kann insbeson-

dere durch den Einsatz eines CAD/CAM-Verfahrens erfolgen.

Anschließend wird er durch Sintern auf seine Enddimensionen gebracht.

Ein anderer Weg ist in der DE 199 01 643 A1 aufgezeigt, bei dem aus einem sinterfähigen Pulver schichtweise ein Form- körper aufgebaut wird, indem jede Schicht des Pulvers einer zum lokalen Sintern führenden Energie eines Laserstrahls ausgesetzt wird.

Aus der EP 0 630 622 A2 ist das grundsätzliche Problem der Bearbeitung von hochfesten keramischen oder metallischen Zahnersatzteilen bekannt, wobei insbesondere eine kerami- sche Dentalprothese offenbart wird.

Allgemein haben keramische Sinterwerkstoffe den Nachteil, dass bei einem Schrumpf von 25% ein vergleichsweise großes Volumen von der Bearbeitungsmaschine bearbeitet werden muss.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zahnersatzteil aus metallischen Werkstoffen bereit zu stellen und ein Ver- fahren vorzuschlagen, welches die Materialeigenschaften des Werkstoffs derart verändert, dass er in einer auf das Bear- beiten von Dentalkeramik ausgelegten Maschine bearbeitbar wird.

Darstellung der Erfindung Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Beschlei- fen einer Vorstufe und die sich daran anschließende Nachbe- handlung, z. B. durch Sintern unter Schrumpfung, auch bei einem metallischen Zahnersatz zum Ziel führt.

Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen aus metallischen Werkstoffen darin, dass ein aus einer metallhaltigen Pulvermischung geformter

und verfestigter Rohling bereitgestellt wird, dass der Roh- ling zu einem Zwischenkörper bearbeitet wird und dass in einem dritten Schritt eine Nachbehandlung des Zwischenkör- pers erfolgt, mit der die gewünschten Materialeigenschaften des Zahnersatzteils erreicht werden.

Die Erfindung geht davon aus, dass nicht der metallische Werkstoff mit seinen endgültigen Materialeigenschaften selbst bearbeitet wird, sondern eine Vorstufe davon. Diese Vorstufe des Werkstoffs erhält ihre Festigkeit durch Bin- der, die später wieder entfernt werden und/oder durch eine Druck-bzw. Temperaturkompaktierung, so dass ein hinrei- chend fester Rohling bereitgestellt wird. Die Eigenschaften der Vorstufe werden dabei so eingestellt, dass eine formge- naue Ausarbeitung und eine gute Handhabbarkeit der Werkstü- cke, hier bezeichnet als Rohlinge, gegeben ist.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bricht mit den für die Herstellung von Zahnersatz aus metallischen Werkstoffen üb- lichen Vorstellungen, nach denen zur Herstellung einer kom- plexen Einzelform aus Metall entweder der Guß oder die spanabhebende Bearbeitung in einer NC-Maschine angewendet werden.

Vorteilhafterweise wird das auf Endmaß konstruierte Zahner- satzteil vor der Bearbeitung des Rohlings unter Berücksich- tigung noch zu erwartender Formänderungen des metallischen Werkstoffes in seinen Dimensionen angepasst und somit ein Zwischenkörper konstruiert. Die sich aus einer Nachbehand- lung des bearbeiteten Rohlings ergebenden Formveränderungen unterliegen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die durch Mo- dellbildung beschrieben werden können oder sie ergeben sich aus Aspekten der Technik, die zur Nachbehandlung angewendet wird. Mit Hilfe eines Rechenprogramms ist es möglich, unter

Berücksichtigung der zu erwartenden Formverfälschungen wäh- rend der Nachbearbeitung eine umgekehrte Abbildung zu ma- chen und damit einen Zwischenkörper herzustellen, der nach der Nachbehandlung die gewünschte Form des Zahnersatzteils hochpräzise wiedergibt.

Gemäß einer Weiterbildung kann die Nachbehandlung eine Druck-und/oder Wärmebehandlung umfassen. Dabei kommt ins- besondere ein Sintervorgang bei hohen Temperaturen in Be- tracht.

Vorteilhafterweise wird als Teil der Nachbehandlung ein in der metallhaltigen Pulvermischung des Rohlings enthaltener Binder zumindest teilweise entfernt.

Die metallhaltige Pulvermischung kann eine ein-oder mehr- modale Mischung aus Metallpulvern sein, gegebenenfalls un- ter Zugabe eines Binders. Als Werkstoffe kommen dabei ins- besondere Legierungen oder Metalle in Frage, wie sie im Stand der Technik als für den Dentalbereich geeignet be- kannt sind wie AuPt, AuPdAg, PdAg, AuPd, NiCr, CoCr, Pd und Ti.

Vorteilhafterweise erfolgt die Bearbeitung des Rohlings zur Erstellung des Zwischenkörpers durch Schleifen oder Fräsen in einer zur Bearbeitung von Dentalkeramik geeigneten Schleif-und oder Fräsmaschine.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Rohling zur Herstellung von Zahnersatzteilen aus metallischen Werkstof- fen. Der Rohling besteht aus einer metallhaltigen Pulvermi- schung. Die metallhaltige Pulvermischung umfasst Metallpul- ver aus einer oder mehreren Partikelgrößen und/oder- formen, wobei der Rohling vorzugsweise eine Festigkeit hö- her als 40 MPa (40-106 N/m2) aufweist.

Die Festigkeit ist vorteilhafterweise deutlich kleiner als die Endfestigkeit des fertigen Zahnersatzteils.

Damit wird erreicht, dass einerseits der Rohling hinrei- chend eigenfest ist, um den Bearbeitungskräften standzuhal- ten und dass andererseits eine problemlose Bearbeitung des Rohlings in einer üblichen Dentalfräs-oder schleifmaschine möglich wird.

Vorteilhafterweise ist die metallhaltige Pulvermischung im Rohling verdichtet, so dass eine hinreichende Festigkeit des Rohlings gegeben ist, um den Kräften bei der Bearbei- tung stand zu halten Die den Rohling bildende Pulvermischung kann dabei aus ei- nem Gemenge besteht, in dem verschiedene Metalle enthalten sind und die Zusammensetzung des Gemenges im Rohling kann ortsabhängig sein.

Insbesondere können die Randbereiche des Rohlings so ausge- bildet sein, dass eine geringere Endfestigkeit erreicht wird als bei den zentralen Bereichen des Rohlings. Dies kann vorteilhaft sein, wenn verschiedene Aufgabenstellungen gleichzeitig erfüllt werden müssen wie Widerstand gegen den Kaudruck und günstiges Abrasionsverhalten, Festigkeit und dichter Verbund mit dem Dentin.

Gemäß einer Weiterbildung besteht der Rohling aus einer me- tallhaltigen Pulvermischung mit einem Binder, dessen Anteil so bemessen ist, dass die Pulvermischung mit Binder formbar ist. Der Binder kann in Form von Pulver vorliegen.

Vorteilhafterweise ist der im Rohling vorhandene Anteil an Binder größer als 20 Vol % und beträgt höchstens 50 Vol %.

In einer anderen Weiterbildung ist der Rohling aus einer kompaktierten metallhaltigen Pulvermischung gebildet und

der Binder in einem Anteil von weniger als 20 Vol %, vor- zugsweise weniger als 0,5 Vol % vorhanden. Der Anteil des Binders kann dabei durch teilweises Herauslösen von einem ursprünglich höheren Anteil verringert worden sein. Es kann durch die Kompaktierung auch möglich sein, auf einen zu- sätzlichen Binder vollständig zu verzichten.

Der Rohling kann Flächenelemente enthalten, an denen eine Passung zu anderen Körpern herstellbar ist. Diese Flächen- elemente müssen zur Herstellung eines Zwischenkörpers nicht bearbeitet werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Zwischenkör- per zur Herstellung eines Zahnersatzteils, der durch Bear- beitung eines vorherstehend beschriebenen Rohlings herge- stellt ist. Der Zwischenkörper ist gegenüber dem herzustel- lenden Zahnersatzteil um den Betrag der in der thermischen Endbearbeitung zu erwartenden Dimensionsänderung verschie- den und weist vorteilhafterweise eine Festigkeit (0,2%- Dehngrenze) höher als 40 MPa (40 106N/m2) auf. Vorteil- hafterweise ist auch hier die Festigkeit deutlich kleiner als die Endfestigkeit des fertigen Zahnersatzteils.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Zahner- satzteil aus Metall, das gesinterte Metallteilchen aufweist und dessen Festigkeit (0, 2%-Dehngrenze) höher als 100 MPa (100 106N/m2) beträgt.

Das Zahnersatzteil hat vorteilhafterweise einen Restanteil an Binder von weniger als 0,1 %, vorzugsweise enthält es überhaupt keinen Binder mehr.

Sowohl der Rohling als auch das Zahnersatzteil oder das Zwischenteil können als Binder ein Material aufweisen, wel- ches sich bei Erhitzen auf Temperaturen über 100°C ver- flüchtigt.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Binder für ein Rohling, Zahnersatzteil oder ein Zwischenteil aus Metall, welcher zu mindestens 90% organische Materialien, beispielsweise Wachs oder Kunstharz, mit einem Verflüchti- gungspunkt bei einer Temperatur über 100°C und unter 600°C aufweist.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah- ren zur Herstellung eines metallische Werkstoffe enthalten- den Rohlings. Dabei wird eine metallhaltige Pulvermischung zu einem Rohling geformt und verfestigt.

Weiterhin kann die Pulvermischung aus Metall und Binder mittels Druck-und/oder Wärmebehandlung verdichtet sein.

Der metallhaltigen Pulvermischung kann vor der Erstellung des Rohlings ein Binder zugegeben werden, um so eine Form- gebung des Rohlings durch Spritzgießen, Extrudieren oder Strangpressen zu ermöglichen.

Vorteilhafterweise erfolgt vor der Bearbeitung des Rohlings eine Entfernung des Binders. Dabei kann bereits während o- der nach der Entfernung des Binders eine Kompaktierung der Rohlinge mittels Druck und/oder Temperatur erfolgen.

Vorteilhafterweise liegt der Anteil des Binders an der Ge- samtmischung zwischen 20 und 50 Volumenprozent (Vol %).

Vorzugsweise wird die ortsabhängige Zusammensetzung des Ge- menges zu einem Rohling aus einem Gradientenwerkstoff durch Schichtpressen, Sedimentieren oder Sprühen hergestellt. Die ortsabhängige Zusammensetzung des Gemenges im Rohling kann aber auch erst durch weitere Prozessschritte, wie z. B. ei- ner chemischen Bindung oder einer Diffusion von Zuschlag- stoffen erhalten werden.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine metall- haltige Pulvermischung zur Herstellung eines Rohlings zur Herstellung von Zahnersatzteilen. In der Pulvermischung sind metallische Werkstoffe mit einem Anteil von mindestens 50 Vol % vorgesehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Ablaufplan des Verfahrens gemäß der Erfin- dung, die Fig. 2 einen Rohling, die Fig. 3 einen Zwischenkörper und die Fig. 4 ein Zahnersatzteil.

Ausführungsbeispiele In Fig. 1 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Für die Herstellung des Zahnersatzteils wird ein Rohling verwendet, der aus Metall- pulvern ein-oder mehrmodaler Partikelgrößen und/oder- formen besteht. Diese Pulver werden z. B. durch Verdüsen oder chemische Abscheidung hergestellt. Unter einmodalen Partikelgrößen werden die Partikel einer Größenverteilung verstanden, mehrmodale Partikelgrößen weisen hingegen Par- tikel unterschiedlicher Größenverteilungen auf.

Aus diesen Pulvern kann der Rohling durch Druck-oder Tem- peraturkompaktieren hergestellt werden. Wenn die Pulver mit Bindemittel versetzt sind, können sie durch Spritzgießen, Extrudieren, Strangpressen oder andere Formgebungsverfahren in Rohlinge umgewandelt werden. Anschließend kann der Bin-

der entfernt werden und gegebenenfalls eine weitere Kompak- tierung der Rohlinge mittels Druck oder Temperatur erfol- gen.

Die Konsistenz dieser Rohlinge wird so eingestellt, daß sie ausreichend fest sind, um eine Bearbeitung mit abtragenden Instrumenten durch Schleifen oder Fräsen zu erlauben. Dabei soll insbesondere eine Bearbeitbarkeit mit einer üblichen Schleif-oder Fräsmaschine für Dentalkeramik ohne Änderun- gen an der Maschine möglich sein.

Eine wichtige Randbedingung ist die Notwendigkeit, dass die Formveränderung, die das Werkstück bei der thermischen End- behandlung (Nachbehandlung) erfährt, anhand eines Modells exakt vorhersagbar ist. Dieses Modell wird nach der Kon- struktion des Werkstückes auf den Paßkörper angewendet, um Form und Größe derart zu verändern, dass der Körper nach der Endbearbeitung exakt die Form hat, die für den Anwen- dungsfall eigentlich gebraucht wird. Die Kenngrößen lassen sich für jedes Material durch Versuche, die sich an den Prozessparametern der thermischen Endbehandlung (Nachbe- handlung) orientieren, feststellen. Dabei ist in der Regel eine chargenweise Abhängigkeit der Kenngrößen festzustel- len.

Die Erstellung eines Zahnersatzteils geht aus von der tat- sächlich vorhandenen Situation beim Patienten. Das zu ver- sorgende Areal wird nach der Herstellung der Präparation in seiner topographischen Gestalt abgetastet. Dies kann bei- spielsweise über eine Vermessungskamera direkt im Mund des Patienten geschehen oder es kann mit Hilfe eines Positiv- oder Negativabdruckes dieses Gebietes indirekt erfolgen.

Danach wird mit Hilfe bekannter Verfahren eine Modellation der Werkstücke durchgeführt. Dies erfolgt in der Regel über

computergestützte Verfahren. Nach der Konstruktion des in seinen Endmaßen bestimmten Zahnersatzteils wird dieses mit- hilfe von Abbildungsvorschriften so angepasst, dass die durch die Nachbearbeitung entstehenden Formverfälschungen aufgehoben werden. Dabei entsteht ein durch materialabtra- gende Bearbeitung des Rohlings herzustellender Zwischenkör- per.

Nach Fertigstellung des Zwischenkörpers wird gegebenenfalls noch vorhandener Binder ausgetrieben und das Zwischenteil wird durch eine Nachbehandlung (z. B. durch Sintern) auf die materialtechnisch gewünschten Endeigenschaften des Zahnersatzteils gebracht. Dabei kommt es in der Regel zu einer Formveränderung. Die Art und Weise der Formverände- rung ist jedoch anhand des Modells bereits berücksichtigt, sodass das Zahnersatzteil die gewünschte Endform präzise erreicht.

Eine weitere Veredelung des Werkstückes z. B. durch Venee- ring mit Keramik-oder Kunststoffmassen und/oder durch Po- litur etc. kann sich anschließen.

Dank der Erfindung wird den Schleifmaschinen für Dentalke- ramik das weite Feld der Metallrestaurationen erschlossen.

In den Fig. 2 bis 4 sind ein Rohling, ein Zwischenkörper und ein Zahnersatzteil dargestellt.

Der in Fig. 2 dargestellte Rohling 1 ist auf einem Halter 2 befestigt, welcher zur Aufnahme in dem Spannfutter einer zur Bearbeitung von Dentalkeramiken geeigneten Schleif-o- der Fräsmaschine dient. Die äußeren Abmessungen des Roh- lings 1 sind so bemessen, dass ein aus dem Rohling herzu- stellendes Zwischenteil 3 vollständig innerhalb des Roh- lings liegt. Der Rohling weist eine derartige Festigkeit

auf, das die Bearbeitung an einer Stelle des Rohlings ohne Zerstörung der Struktur des Rohlings möglich ist.

Der Rohling 1 enthält ein vorgeformtes Flächenelement 4, an dem eine Passung zu anderen Körpern herstellbar ist. Dieses Flächenelement 4 muss nicht materialabtragend bearbeitet werden, sondern entspricht der Endgeometrie. Darüber hinaus ist in dem Zwischenkörper 3 eine Passfläche 5 angedeutet, welche vollständig durch bearbeiten hergestellt werden muss.

In Fig. 3 ist das aus dem Rohling 1 aus Fig. 2 herausgear- beitete Zwischenteil dargestellt. Zu erkennen ist hier das Flächenelement 4 und die Ausnehmung 5. Dieser Zwischenkör- per 3 weist gegenüber den endgültigen Dimensionen ein Über- maß auf, welches den Schrumpfparametern einer in der Nach- behandlung zu erwartenden Dimensionsänderung entspricht.

Dies gilt auch für das vorgefertigte Flächenelement 4.

In Fig. 4 ist ein aus dem Zwischenkörper 3 aus Fig. 3 durch eine Nachbehandlung entstandenes Zahnersatzteil 6 darge- stellt, welches die endgültigen Materialeigenschaften auf- weist. Das Zahnersatzteil 6 weist darüber hinaus die end- gültigen geometrischen Abmessungen auf, die sich beispiels- weise bei einer thermischen Nachbehandlung durch Schrumpfen aus dem Zwischenkörper ergeben haben.