Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßkeramik in der Zahntechnik, umfassend das Herstellen einer Muffel, das Einbringen der Muffel in einen Preßofen, das Erwärmen eines Keramikpellets und das Pressen eines Preßkeramikobjektes. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Keramikpreßofen und eine Muffel, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Schließlich betrifft die Erfindung eine Muffellehre zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Muffel.

Bei der Herstellung zahntechnischer Preßkeramikobjekte, beispielsweise Brücken, Kronen, Veneers und Inlays, wird zunächst ein Wachsmodell des Objektes hergestellt. Dieses Wachsmodell wird in eine Muffel eingebettet. Die Muffel wird hergestellt, indem Muffelbasis, Muffellehre und Manschette zur Muffelform zusammengesetzt werden. Auf der Muffelbasis wird das Wachsmodell mit Wachs fixiert. Anschließend wird Einbettmasse in die vorbereitete Muffelform eingegossen. Nach dem Aushärten der Einbettmasse wird die Muffelhülse entfernt und die Muffel nachbearbeitet. Vor dem Preßvorgang wird zunächst das Wachs ausgeschmolzen und in den so entstehenden Hohlraum, sozusagen die Positivform des zukünftigen zahntechnischen Objektes, Keramikmasse eingebracht. Hierfür wird nach dem Ausschmelzen des Wachses ein Keramikpellet der gewünschten Farbe und der erforderlichen Größe in den Preßstempelkanal eingeführt und mitsamt dem Preßstempel in die Brennkammer des Preßofens eingeführt. Nach dem Erreichen der Preßtemperatur erfolgt der eigentliche Preßvorgang, bei dem die nun fließfähige Keramikmasse mit Hilfe des Preßstempels in die ausgeschmolzene Form eingedrückt wird. Dies ist eine der kritischsten Momente beim Herstellen zahntechnischer Preßkeramiken, da der Preßvorgang der Keramik sehr temperaturempfindlich ist. Bei bekannten Preßöfen wird der Preßteller nicht beheizt. Der Muffel wird folglich nur am Umfang Wärme zugeführt, so daß die Temperatur zum Muffelboden hin abnimmt. Bedingt durch die abnehmende Temperatur zum Muffelboden hin, ist die Keramikmasse in ihrer Fließfähigkeit herabgesetzt und kann so die durch das Ausfließen des Wachses gebildeten Hohlräume nicht mehr ausreichend ausfüllen. Insbesondere bei größeren oder bei verwinkelten Objekten, wie z. B. bei Brücken, bedeutet dies, daß das Objekt nur unzureichend abgebildet wird. Voraussetzung für das vollständige Ausfließen einer Form ist folglich eine vollständig durchwärmte Muffel. Dies bedeutet, daß die gesamte Muffel, insbesondere in dem Bereich, in dem die Objekte liegen, vor dem Verpressen eine Temperatur aufweisen sollte, die der optimalen Preßtemperatur entspricht. Die Auslösung der Preßvorganges sollte folglich erst dann erfolgen, wenn die erforderliche Temperatur im Bereich der Objektformen und Preßkanäle innerhalb der Muffel tatsächlich vorliegt.

Bei den bekannten Preßkeramiköfen erfolgt eine Temperaturmessung üblicherweise in der Brennkammer. Nach dem Erreichen der Solltemperatur in der Brennkammer wird aufgrund von Erfahrungswerten, unter Berücksichtigung von Aufheizraten und Haltezeiten, der Preßvorgang ausgelöst. Dies bedeutet, daß der Zahntechniker anhand seiner Erfahrung abschätzen muß, wann die erforderliche Temperatur im Inneren der Muffel erreicht sein wird. Er muß also anhand der Größe der Muffel und seiner Erfahrung mit dem Ofen und der Einbettmasse abschätzen, wann dieser Zeitpunkt erreicht sein könnte und danach die Haltezeit und zu erreichende Solltemperatur eingeben. Da der Zeitfaktor in Zahntechniklaboratorien für gewöhnlich eine große Rolle spielt, soll der Preßvorgang ferner so früh als möglich ausgelöst werden, um unnötige Standzeiten zu vermeiden.

Einen Ansatz zum Lösen dieses Problems bietet die DE 199 05 666. Sie beschreibt einen Brennofen, der neben dem üblichen spiralförmigen, oberen Heizelement ein zusätzliches Heizelement in der Bodenplatte aufweist, wodurch der Muffel auch von der Unterseite her Wärme zugeführt wird. Dadurch soll eine gleichmäßige Durchwärmung und schnellere Aufheizung der Muffel erfolgen. Nachteilig ist jedoch auch bei diesem Lösungansatz, daß der Zeitpunkt des Erreichens der Preßtemperatur im Inneren der Muffel nur grob abgeschätzt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein zuverlässiges Verfahren zur Herstellung von Preßkeramik in der Zahntechnik zur Verfügung zu stellen, das die oben geschilderten Nachteile vermeidet. Weiterhin soll ein Keramikpreßofen und eine Muffel insbesondere zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden. Darüber hinaus soll auch eine Muffellehre zur Herstellung besagter Muffel zur Verfügung gestellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, einen Keramikpreßofen nach Anspruch 7, eine Muffel nach Anspruch 10 und eine Muffellehre nach Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Preßkeramikobjekten in der Zahntechnik geht von den folgenden aus dem Stand der Technik bereits bekannten Schritten aus : Nach dem Herstellen eines Wachsobjektes und dessen Einbetten in einer Muffel, wird die Muffel in einen Vorwärmofen eingebracht und das Wachs ausgeschmolzen. Nach dem Einführen der keramischen Masse in Form von Keramikpellets und dem Preßstempel, werden Muffel, Keramikpellet und Preßstempel im Preßofen erwärmt. Nach dem eigentlichen Preßvorgang erfolgt das Abkühlen der Muffel mit dem darin enthaltenen Keramikobjekt. Erfindungsgemäß wird nun die Temperatur nicht in der Umgebung, sondern direkt im Inneren der Muffel gemessen. Ist die gewünschte Preßtemperatur erreicht, so wird der Preßvorgang ausgelöst. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt das Auslösen des Preßvorganges damit nicht mehr in Abhängigkeit von der erreichten Solltemperatur im umgebenden Brennraum, sondern in Abhängigkeit von der tatsächlich innerhalb der Muffel erreichten Temperatur. Da diese Ist-Temperatur im Inneren der Muffel bestimmt wird, erfolgt dies in direkter Nähe der Objektform, und somit in unmittelbarer Nähe zur Objektposition, an der die Preßtemperatur unbedingt erreicht sein sollte, um eine gute Fließfähigkeit der Keramikmasse zu gewährleisten. Fehler der Keramikobjekte, die auf eine unzureichende Fließfähigkeit der Keramikmasse und damit auf eine zu niedrige Preßtemperatur zurückzuführen sind, werden dadurch vermieden.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die Aufwärmzeit nur so lange dauert, wie tatsächlich notwendig. Dadurch kann der Zeitablauf beim Herstellen von zahntechnischen Preßkeramikobjekten weiter optimiert werden.

Auch unnötige Energieverluste, bedingt durch zu lange Heizraten und Haltezeiten, werden dadurch vollständig vermieden. Ferner werden Überhitzungen vermieden, die zu Schädigungen des Keramikmaterials und somit zur Verschlechterung der Oberflächenqualität bis hin zu Fehlpressungen führen können.

Dabei ist bevorzugt, daß die Temperatur mittels zumindest einem Temperatursensor in zumindest einer zum Objekt hinweisenden Ausnehmung der Muffel gemessen wird. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß die Muffel mit besagter Ausnehmung auf einen Temperatursensor, der vorzugsweise in die Bodenplatte des Preßofens integriert ist, aufgesetzt wird. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich. Durch das Aufsetzen der Muffel auf den Temperatursensor ist gewährleistet, daß die Muffel für den Preßvorgang stets genau positioniert ist. Weiterhin ist die einfache Handhabung des Verfahrens von großem Vorteil. Durch die feste Platzierung des Temperatursensors und der darauf aufgesetzten Muffel ist eine dauerhaft zuverlässige Temperaturbestimmung im Inneren der aufgesetzten Muffel problemlos möglich.

Weiterhin wird ein Keramikpreßofen zur Verfügung gestellt, mit welchem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Der erfindungsgemäße Preßofen weist eine Bodenplatte auf, in welche zumindest ein Temperatursensor integriert ist. Dieser Temperatursensor steht vorzugsweise von der Bodenplatte etwas vor, so daß auf diesen eine Muffel aufsetzbar ist. Die Muffel wird unten genauer erläutert. Sie weist eine zum Zentrum hinführende Ausnehmung auf, mit welcher sie auf den Temperatursensor der Bodenplatte des Ofens aufsetzbar ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Preßofens in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Muffel, ist eine Temperaturmessung im Inneren der Muffel und damit in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Objektformen möglich.

Die erfindungsgemäße Muffel dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In ihr enthalten ist zunächst das abzuformende Modell aus Wachs bzw. dann die entsprechende objektform bzw. schließlich das Keramikobjekt selber. Dabei weist die Muffel einen Preßstempelkanal zum Einführen des Preßstempels und des bzw. der Keramikpellets auf. Weiterhin weist die Muffel zumindest eine je nach Muffelgröße und Objektanordnung z. B. 3 cm tiefe Ausnehmung auf, in die ein Temperatursensor einführbar ist. Auf diese Art und Weise kann die Temperatur im Inneren der Muffel gemessen werden, wobei die Ausnehmung und damit der Temperatursensor so platziert sind, daß die Temperatur in direkter Nähe des bzw. der Objekte meßbar ist.

Durch diese vorteilhafte Gestaltung kann die Temperatur innerhalb der Muffel in unmittelbarer Nähe der Preßkanäle und der Objektformen gemessen werden. Die Auslösung des Preßvorganges kann folglich in Abhängigkeit von der Isttemperatur innerhalb der Muffel erfolgen. Der Zahntechniker ist folglich nicht mehr auf irgendwelche Erfahrungswerte angewiesen und braucht auch geänderte Umwelt-und Materialbedingungen nicht mit einzuschließen.

Die Ausnehmung befindet sich vorzugsweise im Boden der Muffel, wobei die Ausnehmung auch umlaufend als kreisringförmige Rille gestaltet sein kann. Dabei sind vorzugsweise mehrere Ausnehmungen, insbesondere zwei oder drei Ausnehmungen vorgesehen, um den Temperatursensor in Art einer Sonde in die Muffel einführen zu können. Die Ausnehmungen sind weiterhin vorzugsweise zylinderförmig gestaltet, wobei jedoch auch kegelförmige, kegelstumpfförmige und abgerundete Ausnehmungen möglich sind. Um einen guten Wärmeübergang zwischen Muffel und Temperatursensor zu erreichen, wird die Ausnehmung vorzugsweise formschlüssig zum Sensor gestaltet.

Weiterhin wird eine Muffellehre zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Muffel vorgeschlagen. Die Muffellehre weist dabei zumindest eine Erhöhung auf, mit der eine Ausnehmung (als "Sondenkanal") in der Muffel formbar ist, in die wiederum ein Thermoelement bzw. Temperatursensor einführbar ist. Nach dem Aushärten der Einbettmasse verbleibt aufgrund der Erhöhung eine kanalförmige Ausnehmung in der fertigen Muffel. Es ist vorzugsweise vorgesehen, daß zumindest ein Vorsprung auf der Muffellehre ausgebildet ist, da auf diese Art und Weise sich die Ausnehmung in der Muffel beim späteren Preßvorgang auf dem Boden der fertigen Muffel befindet.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen : Fig. 1 die Elemente einer erfindungsgemäßen Muffelform in Vorderansicht und teilweise geschnitten (C) ; Fig. 2 einen Schnitt durch eine zusammengebaute Muffelform ; Fig. 3 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Muffellehre ; Fig. 4 eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Muffellehre ; Fig. 5 eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Keramikpreßofens mit eingebrachter Muffel ; und Fig. 6 Ausführungsbeispiele von Details am Boden eines erfindungsgemäßen Preßofens.

Fig. 1 zeigt die einzelnen Elemente einer Muffelform. In Fig. 1A ist eine Muffelbasis 10 dargestellt, in Fig. 1B eine Muffellehre 20 und in Fig. 1C ein Schnitt durch eine Manschette 30. Die Muffelbasis 10 besteht aus dem Bodenring 11, auf deren Anschlagfläche 15 die Manschette 30 aufgesetzt wird. Ferner weist sie einen Muffelboden 12 auf, deren Oberseite 16 die Stirnfläche der fertigen Muffel abbildet. Weiterhin weist die Muffelbasis 10 einen stiftförmigen Anguß bzw. Preßstempelkanal 13 (genauer : dessen Negativform als Platzhalter) auf (vgl. Fig.

2). Am oberen Ende des Preßstempelkanals 13 ist eine Anwachsfläche 14 vorgesehen, auf welche die Wachsobjekte aufgewachst werden. Die Muffellehre 20 (Fig. 1B) weist einen Deckelring 21 auf, an dessen Anschlagfläche 25 die Manschette 30 anschlägt. Weiterhin weist sie einen Muffeldeckel 22 auf, dessen Oberfläche 26 den Boden der späteren Muffel abbildet. Ferner weist die Muffellehre 20 Erhöhungen 23 und 24 auf, welche kanalförmige Ausnehmungen in der späteren Muffel abbilden. Die stiftförmigen Erhöhungen 23,24 bilden somit Negativformen der späteren Ausnehmungen.

Die Manschette 30 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 eine Gummimanschette mit einer Wandung 31. Die Manschette 30 wird mit ihrer unteren Kante 32 auf die Anschlagfläche 15 der Muffelbasis 10 aufgesetzt. Auf die obere Kante 33 wird dann die Muffellehre 20 mit ihrer Anschlagfläche 25 aufgesetzt. Die Einbettmasse wird in die Kavität bzw. Öffnung 34 der Muffel 30 eingebracht. Anstelle einer Gummimanschette, wie in Fig. 1 und 2 kann jedoch auch jede andere Manschette verwendet werden, insbesondere eine Papiermanschette unter Verwendung eines Eingießringes (Muffelring).

Fig. 2 zeigt die Muffelform der Fig. 1 in zusammengebautem Zustand. Die geschnitten dargestellte Muffelform 1 besteht somit aus den Elementen Muffelbasis 10, Muffellehre 20 und Manschette 30. Der Schnitt durch die Muffelform 1 zeigt ferner hier zwei auf der Anwachsfläche 14 (vgl. Fig. 1) fixierte Modelle 40, die mit jeweils einem Angußkanal 41 an einem Wachsberg 42 fixiert ist. Die fertiggestellte Muffel aus Einbettmasse ist durch eine gestrichelte Linie und punktierte Füllung angedeutet und mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Muffellehren 120 bzw. 220. Die Muffellehren 120 bzw. 220 weisen, wie bereits zur Fig. 1 beschrieben, jeweils einen Deckelring 121 bzw. 221 und Muffeldeckel 122 bzw. 222 auf. Weiterhin sind stiftförmige Erhöhungen 123 bzw. 223,224, 225 vorgesehen, die die jeweilige kanalförmige Ausnehmung in der Muffel 50 abbilden, in welche dann ein Temperatursensor eingeführt wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Erhöhung 123 in Form eines abgerundeten Zylinders ausgebildet. Die Erhöhungen 223, 224,225 der Fig. 4 weisen die Form von Kegelstümpfen auf. In der Fig. 3 ist lediglich eine Erhöhung 123 vorgesehen, im Gegensatz zur Fig. 4, die drei Erhöhungen 223,224, 225 zeigt.

Die Anzahl der vorgesehenen Erhöhungen sollte an die Anzahl der Preßobjekte angepasst sein, so daß die Temperatur im Inneren der Muffel 50 in Nähe des jeweiligen Objekts ausreichend genau bestimmt werden kann. Zu diesem Zweck ist im allgemeinen eine z. B. auch als umlaufende Rille gestaltete Ausnehmung in der fertigen Muffel ausreichend, vorzugsweise sind jedoch zwei oder drei Ausnehmungen vorgesehen, wodurch sich zudem auch eine gleichmäßigere und raschere Durchwärmung der Muffel ergibt.

Darüber hinaus können auch mehr als drei Ausnehmungen vorgesehen sein. Auch die Form der Ausnehmungen und damit die Form der Erhöhungen 23,24, 123,223, 224,225 ist weitgehend beliebig wählbar, soweit ein Temperatursensor in die durch diese Erhöhungen in der fertigen Muffel abgebildeten Ausnehmungen vorzugsweise formschlüssig einsetzbar ist.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Keramikpreßofen. In die Bodenplatte 500 sind Temperatursensoren 501 integriert. Deren Meßsignale werden über Leitungen 502 abgeführt und beispielsweise über ein Display angezeigt oder einer Recheneinheit zugeführt. Die Temperatursensoren 501 weisen vorzugsweise eine kappenförmige Abdeckung 505 in Art eines Steckkontaktes auf. Wie aus Fig. 6 ersichtlich wird, kann die Abdeckung 505 unterschiedliche Formen aufweisen. Sie dient der Übertragung der im Inneren der Muffel 50 gemessenen Temperatur.

Die Form der Abdeckung 505 wird dabei an die Form der Ausnehmung 51 in der Muffel 50 angepaßt und kann dementsprechend verschiedene Formen aufweisen. So kann die Ausnehmung auch eine kreisförmige Rille sein, wie dies mit der Strichlinie (als verdeckte Kante) unterhalb des Preßkeramik-Objektes 140 angedeutet ist. In diese Rille am Muffelboden können dann mehrere Temperatursensoren sondenartig und mit verschiedenen Teilungswinkel auf die Objekte im Innern der Muffel 50 hin ausgerichtet eingeführt werden. Aus Fig. 5 geht weiterhin hervor, wie die nun gegenüber Fig. 2"auf den Kopf gestellte" Muffel 50 auf die Temperatursensoren 501 aufgesetzt wird.

Hierfür wird die Muffel 50 mit ihren Ausnehmungen 51 auf diese gesteckt und damit exakt positioniert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Preßkeramikobjekten in der Zahntechnik soll nun nachfolgend insbesondere anhand der Fig. 2 und 5 näher beschrieben werden.

Die Muffelform 1 wird, wie unter Fig. 2 beschrieben, zusammengesetzt und das zuvor hergestellte Modell für das Objekt 40,140 auf der Anwachsfläche 14 der Muffelbasis 10 fixiert.

Nach dem Einfüllen der Einbettmasse wird die Muffellehre 20 aufgesetzt. Aufgrund der stiftartigen Erhöhungen 23 und 24 werden in der Muffel 50 die kanalförmigen Ausnehmungen 51 abgebildet. Nach dem Aushärten der Einbettmasse werden Muffelbasis 10, Muffellehre 20 und Manschette 30 entfernt. Nach Ausschmelzen der Wachsfüllung im Vorwärmeofen wird Keramikmasse in Form von Keramikpellets und der Preßstempel 60 in den Preßstempelkanal 52 eingeführt. Die Muffel 50 wird nun in den Preßofen eingebracht und auf die Bodenplatte 500 des Preßofens gestellt. Hierfür wird die Muffel 50 mit ihren Ausnehmungen 51 über dem Temperatursensor 501 platziert und aufgesteckt. Nun werden Muffel, Keramikpellet und Preßstempel erwärmt, bis die Preßtemperatur erreicht ist. Das Erreichen der Preßtemperatur wird nun, im Gegensatz zum Stand der Technik, mit Hilfe der z. B.

3 cm langen Temperatursensoren 501 in der dann ca. 3 cm tiefen Ausnehmung 51 in direkter Nähe der Objektform 140 gemessen. Erst nach dem Erreichen der unmittelbar am Objekt 40,140 oder dessen Preßkanal 41 gemessenen Preßtemperatur etwa im Zentrum der Muffel, wird bei dann optimaler Fließfähigkeit der Keramikmasse der Preßvorgang ausgelöst. Die Temperatur kann sowohl kontinuierlich als auch in kurzen, regelmäßigen Zeitabständen (z. B. alle 3 Sekunden) gemessen werden. Der Preßvorgang kann dann sowohl manuell als auch automatisch ausgelöst werden.