Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sintervorrichtung zum Sintern von, insbesondere dentalen, Werkstücken in einer Schutzgasatmosphäre, wobei die Sintervorrichtung zumindest eine Sinterkammer mit zumindest einem Gaseinlass und zumindest einem Gasauslass zum Gasaustausch in einem von der Sinterkammer umschlossenen Sinterkammerhohlraum und zumindest eine, im

Sinterkammerhohlraum anordenbare Sintergutschale zur Aufnahme des zu sinternden Werkstücks aufweist.

Gattungsgemäße Sintervorrichtungen sind z. B. aus der WO 201 1/020688 A1 bekannt. Sie bieten die Möglichkeit, z.B. metallische oder keramische Werkstücke, insbesondere für den Dentalbereich, in einer Schutzgasatmosphäre wie z. B. unter

Verwendung von Argon zu sintern. Die Schutzgasatmosphäre dient der

Verhinderung von Oxidationsprozessen am Werkstück während des Sintervorgangs.

Durch die Schutzgasatmosphäre kann der Sintervorgang in einem oxidfreien bzw. zumindest oxidreduzierten Umfeld vonstattengehen. Hierdurch werden

Verfärbungen und Oxidationen des Werkstücks und damit aufwendige

Nachbearbeitungen zu deren Entfernung vermieden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Sintervorrichtungen

dahingehend zu verbessern, dass eine möglichst hohe Konzentration an Schutzgas im Bereich des zu sinternden Werkstücks erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Sintervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 vor. Es ist somit vorgesehen, dass die Sintervorrichtung zusätzlich noch zumindest eine Sintergutabdeckung zum Abdecken des zu sinternden Werkstücks in der

Sintergutschale aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Sintergutabdeckung wird eine Beruhigung der

Gasströmungen und eine sehr hohe Konzentration des Schutzgases im Bereich des zu sinternden Werkstückes zu erreicht. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahme auch der Verbrauch an Schutzgas sehr gering gehalten. Insgesamt hilft die

Sintergutabdeckung somit, Oxidationen am Werkstück zu vermeiden und sorgt damit für eine Verbesserung der Oberflächenqualität des Werkstücks.

Die Sintergutabdeckung kann becher- bzw. schalenförmig ausgeformt sein. Die Sintergutabdeckung kann aber muss nicht eine zylindrische Form haben. Auch andere Formen sind möglich. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die

Sintergutabdeckung eine von einem Rand der Sintergutabdeckung umfasste

Öffnung aufweist und mit dem Rand in der Sintergutschale auf einem Boden der Sintergutschale aufstellbar ist. Dies gilt insbesondere für den Zeitraum des

Sintervorgangs. Damit das Schutzgas in den von der Sintergutabdeckung umfassten Teilbereich des Sintergutschalenhohlraums, in dem sich das zu sinternde Werkstück tatsächlich befindet, gut eindringen kann, sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass die Sintergutabdeckung und/oder die Sintergutschale zumindest eine Gasüberströmöffnung zum Gasaustausch in einem von der Sintergutabdeckung und der Sinterschale umschlossenen Sinterschalenhohlraum zur Aufnahme des

Werkstücks aufweist bzw. aufweisen. Die Gasüberströmöffnung kann bzw. die Gasüberströmöffnungen können zwischen dem Rand der Sintergutabdeckung und dem Boden der Sintergutschale angeordnet sein. Es sind aber auch andere

Ausgestaltungsformen möglich. Z.B. sind auch seitliche Löcher in der

Sintergutabdeckung als Gasüberströmöffnung(en) möglich. Günstig ist es jedenfalls, wenn die Gasüberströmöffnung(en) nah am oben genannten Rand der

Sintergutabdeckung angeordnet ist bzw. sind. In diesem Sinne ist es günstig, wenn die Gasüberströmöffnung(en) auf der dem genannten Rand zugewandten Seite bzw. Hälfte der Sintergutabdeckung angeordnet ist bzw. sind. Die vom genannten Rand abgewandte Seite bzw. Hälfte der Sintergutabdeckung ist günstigerweise

vollständig geschlossen.

Um einen möglichst geringen Gasverbrauch und ein ideales Einströmverhalten des Schutzgases in die Sintergutschale weiter zu verbessern, sehen bevorzugte

Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass in einer Betriebsstellung, in der die Sinterschale im Sinterkammerhohlraum der Sinterkammer angeordnet ist, zwischen der Sinterschale und der Sinterkammer zumindest bereichsweise ein, vorzugsweise ringförmiger, Spalt mit einer Spaltweite kleiner oder gleich 1 mm angeordnet ist. Dieser Spalt ist günstigerweise zwischen entsprechenden Wänden der

Sintergutschale und der Sinterkammer ausgebildet. Er wird zumindest im Betrieb bzw. betriebsbereiten Zustand der Sintervorrichtung realisiert. Um seine Funktion zu erfüllen, muss er nicht überall realisiert sein. Es reicht auch aus, wenn der Spalt mit der genannten Spaltbreite nur bereichsweise ausgebildet ist. Es sollte aber keine Umgehungswegsamkeiten für das Gas bzw. Gasgemisch geben, in denen das Schutzgas bzw. Restgas am Spalt vorbei in die Sintergutschale oder aus dieser heraus strömen kann.

Bevorzugte Varianten sehen vor, dass zumindest die Sinterkammer und die

Sintergutschale aus zumindest einem Metall oder aus zumindest einer

Metalllegierung bestehen. Metalle wie auch Metalllegierungen sind in der Regel gute thermische Leiter, sodass beim Sintervorgang die thermische Energie von außen leichter zum, im Sinterkammerhohlraum angeordneten, zu sinternden

Werkstück bzw. Sintergut transportiert werden kann. Der Wärmeeintrag erfolgt gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik, bei dem Sinterkammer und Sintergutschale keramisch ausgeführt sind, deutlich schneller und effizienter.

Außerdem wird eine besonders gute homogene Temperaturverteilung erreicht. Mit solchen Sintervorrichtungen können Aufheizgeschwindigkeiten größer 10

Kelvin/Minute realisiert werden. Genauso gut ist es möglich, hohe

Abkühlgeschwindigkeiten umzusetzen, sodass die insgesamt benötigten

Sinterzeiten drastisch verkürzt werden können. Ein weiterer Vorteil der metallischen Ausgestaltung liegt in der mechanischen Festigkeit und dem für das Handling günstigen plastischen Verhalten von metallischen bzw. auf Metalllegierungen basierenden entsprechenden Sintervorrichtungen. Das Risiko der ungewollten Zerstörung der Sintervorrichtungen durch mechanische Einflüsse wird stark reduziert. Darüber hinaus ist es mit solchen Sintervorrichtungen auch möglich, beim Sintervorgang höhere Temperaturen, also insbesondere Temperaturen über 1200°C zu realisieren, ohne dass dabei die Sintervorrichtung einen Schaden nimmt. So kann z. B. beim Sintern von CoCrMo (Cobalt-Chrom-Molybdän)-Legierungen mit

Sintertemperaturen größer 1250°C eine sehr hohe Dichte des Endproduktes bzw. gesinterten Werkstücks erzielt werden. Die verbleibende Restporosität nimmt mit steigender Sintertemperatur deutlich ab, was der Enddichte und somit der mechanischen Festigkeit des fertig gesinterten Werkstückes zugutekommt.

Hierdurch wird neben der Erhöhung der Effizienz in Form der

Prozessgeschwindigkeit auch die Qualität des fertig gesinterten Werkstücks erhöht. Die Sintergutabdeckung kann aus verschiedenen Materialien bestehen. So ist auch eine Ausführung der Sintergutabdeckung mit oder aus keramischem Material, wie z.B. Aluminiumoxid oder Zirkonoxid, möglich. Weiters können auch

Sintergutabdeckungen mit oder aus Siliciumkarbid oder Quarzglas zum Einsatz kommen. Bevorzugt besteht die Sintergutabdeckung aber aus zumindest einem Metall oder zumindest einer Metalllegierung.

Grundsätzlich ist es günstig, wenn die verwendeten Metalle bzw. Metalllegierungen ein Sintern bei Temperaturen größer 1200° C (Celsius) ermöglichen. Weiter sollten Metalle bzw. Metalllegierungen ausgewählt werden, die möglichst hohe Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten, vorzugsweise größer 10° Kelvin/Minute, dauerhaft und reproduzierbar gewährleisten. Weiters ist es günstig, wenn alle Bauteile der Sintervorrichtung im Wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. In diesem Sinne sehen bevorzugte Varianten der Erfindung vor, dass zumindest die Sinterkammer und die Sinterschale und die Sintergutabdeckung, vorzugs-weise die gesamte Sintervorrichtung, aus demselben Metall oder derselben Metall-Iegierung bestehen bzw. besteht. Zur Ausbildung der genannten Bauteile der Sintervorrichtung kommen besonders bevorzugt Metalllegierungen mit Eisen, Chrom und/oder Aluminium zum Einsatz. Diese Metalllegierungen können ausschließlich aus entsprechenden Anteilen von Eisen, Chrom und/oder Aluminium bestehen. Es kann sich aber auch um Eisen- Chrom-Aluminium-Legierungen handeln, welche noch andere Bestandteile aufweisen. Natürlich können auch andere geeignete Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden.

Mit erfindungsgemäßen Sintervorrichtungen können insbesondere metallische oder z.B. auch keramische Werkstücke gesintert werden.

Als Schutzgas kann wie beim Stand der Technik Argon verwendet werden. Natürlich können auch andere geeignete Gase bzw. Edelgase als Schutzgas zum Einsatz kommen. Zum Aufbau der Schutzgasatmosphäre im Sinterkammerhohlraum weist die Sinterkammer zumindest einen Gaseinlass zum Einleiten des die

Schutzgasatmosphäre bildenden Gases bzw. Gasgemisches und zumindest einen Gasauslass für das Abströmen des verdrängten Restgases bzw. Schutzgases aus dem Sinterkammerhohlraum auf. Günstigerweise sind Gasauslass und Gaseinlass als getrennte Überströmöffnungen ausgebildet. Es sind aber auch integrierte

Ausgestaltungsformen denkbar, bei denen z.B. ein Gaseinlass auch als Gasauslass verwendet wird.

Die den Sinterkammerhohlraum umschließende Sinterkammer ist günstigerweise zumindest zweiteilig oder auch mehr als zweiteilig ausgebildet. Zweiteilige

Ausgestaltungsformen können z. B. aus einem Sinterkammerbasisteil und einem

Sinterkammeroberteil bestehen. Zum Einbringen des zu sinternden Werkstücks wie auch zu dessen Entnahme können Sinterkammeroberteile und

Sinterkammerbasisteile voneinander getrennt werden, wohingegen sie während des Sintervorgangs eine nach außen geschlossene Einheit in Form der Sinterkammer bilden. Generell, also auch unabhängig von der Frage, aus wieviel Teilen die

Sinterkammer ausgebildet ist, sollte die Sinterkammer, abgesehen von Gaseinlass und/oder Gasauslass, eine zumindest im Betriebszustand nach außen geschlossene Einheit bilden. Durch die geschlossene Ausbildung kann eine ausreichende

Gasdichtigkeit erreicht werden.

Neben der erfindungsgemäßen Sintervorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Sintern von, insbesondere dentalen, Werkstücken in einer

Schutzgasatmosphäre mit einer Sintervorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das zu sinternde Werkstück während des Sintervorgangs in der Sintergutschale der Sintervorrichtung und die Sintergutschale im Sinterkammerhohlraum der

Sinterkammer angeordnet werden und das zu sinternde Werkstück mittels der Sintergutabdeckung abgedeckt wird. Durch die Abdeckung des zu sinternden

Werkstücks in der Sintergutschale mittels der Sintergutabdeckung wird die bereits genannte Erhöhung der Schutzgaskonzentration in der unmittelbaren Umgebung des zu sinternden Werkstücks bei gleichzeitig geringem Schutzgasverbrauch erreicht.

Weitere Merkmale und Vorteile bevorzugter erfindungsgemäßer

Ausgestaltungsformen werden anhand der in den Fig. gezeigten Variante einer Sintervorrichtung gemäß der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Sintervorrichtung in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Sintervorrichtung in Betriebsstellung.

In der in Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung dargestellten Variante der Erfindung ist die Sinterkammer 2 der Sintervorrichtung 1 zweiteilig ausgebildet. Sie weist ein Sinterkammerbasisteil 15 und ein Sinterkammeroberteil 16 auf. Das Sinterkammerbasisteil 15 und das Sinterkammeroberteil 16 können in der im Schnitt in Fig. 2 dargestellten Betriebsstellung so miteinander verbunden werden, dass insgesamt ein nach außen abgeschlossener, ausreichend gasdichter Aufbau erreicht wird. Durch den Gaseinlass 3 kann Schutzgas wie z. B. Argon in den von Sinterkammerbasisteil 15 und Sinterkammeroberteil 16 umschlossenen Sinterkammerhohlraum 5 der Sinterkammer 2 eindringen. Das verdrängte Restgas bzw. Schutzgas kann den Sinterkammerhohlraum 5 dann durch den Gasauslass 4 wieder verlassen. Wie bereits eingangs erläutert, können Gaseinlass 3 und Gasauslass 4, wie hier dargestellt, getrennt voneinander ausgebildet sein. Es kann sich um einzelne aber auch mehrere Gaseinlässe oder Gasauslässe handeln. Gasein- und -auslässe 3, 4 können gleiche aber auch verschiedene Öffnungsquerschnitte aufweisen. Sie erlauben jedenfalls ein Spülen des Sinterkammerhohlraums 5 und ein Verdrängen des dort vorhandenen Sauerstoffs, sodass der Sintervorgang in einer oxidfreien oder zumindest

oxidreduzierten Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden kann. Als Schutzgase kommen z. B. Argon aber auch andere geeignete Gase bzw. Edelgase in Frage. In der Betriebsstellung gemäß Fig. 2 befindet sich im Sinterkammerhohlraum 5 die Sintergutschale 6, in die das hier nicht dargestellte, zu sinternde Werkstück während des Sintervorgangs eingelegt ist. Die Sintergutschale 6 hat den Vorteil, dass sich in ihr das in der Regel schwerere Schutzgas ansammeln kann, während der in der Regel leichtere Sauerstoff aus der Sintergutschale verdrängt wird. In der gezeigten

Betriebsstellung steht die Sintergutschale 6 mit ihrem Boden 10 auf dem

Sinterkammerbasisteil 15, ohne aber dabei die Wegsamkeiten vom Gaseinlass 3 zum Gasaus-Iass 4 vollkommen zu versperren.

Die Wände der Sinterkammer 2, hier des Sinterkammeroberteils 16, und der

Sintergutschale 6 sind günstigerweise so dimensioniert, dass zwischen ihnen zumindest bereichsweise ein Spalt 13 vorhanden ist, welcher eine Spaltweite 14 kleiner gleich 1 mm aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Spalt 13 ringförmig ausgeführt und umgibt die zylindermantelförmig ausgebildeten

Seitenwände der Sintergutschale 6. Nach außen hin wird der Spalt 13 von

zylindermantelförmigen Außenwänden der Sinterkammer 2 umgeben bzw. begrenzt.

Um die Konzentration an Schutzgas im Bereich des hier nicht dargestellten

Werkstücks bzw. Sintergutes möglichst weit zu erhöhen, ist im gezeigten

Ausführungsbeispiel während des Sintervorgangs, also in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, erfindungsgemäß eine Sintergutabdeckung 7 im Sintergutschalenhohlraum 12 angeordnet. Das zu sinternde Werkstück, welches hier nicht dargestellt ist, befindet sich während des Sintervorgangs zwischen dem Boden 10 der Sintergutschale 6 und der Sintergutabdeckung 7. Die Sintergutabdeckung 7 ist in der gezeigten Betriebsstellung mit ihrem Rand 8, welcher die Öffnung 9 umgibt, auf dem Boden 10 der Sintergutschale 6 abgestellt. Durch die Gasüberströmöffnungen 1 1 kann Schutzgas in diesen Bereich eindringen und Restgas ausströmen.

Um die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellte Sintervorrichtung 1 in Betrieb zu nehmen, wird die Sintergutschale 6 mit ihrem Boden 10 auf dem

Sinterkammerbasisteil 15 abgestellt. Anschließend kann das zu sinternde Werkstück auf den Boden 10 abgelegt bzw. in den Sintergutschalenhohlraum 12 eingebracht werden. Danach wird über das zu sinternde Werkstück die Sintergutabdeckung 7 gestülpt, sodass der Rand 8 auf dem Boden 10 aufsteht. Anschließend wird die Sinterkammer 2 geschlossen, indem das Sinterkammeroberteil 16 auf das

Sinterkammerbasisteil 15 aufgesetzt wird, womit sich die in Fig. 2 gezeigte betriebsbereite Stellung ergibt. Anschließend. kann der gesamte

Sinterkammerhohlraum 5 und damit insbesondere der Sintergutschalenhohlraum 12 mit Schutzgas gespült werden, bis sich die benötigte Schutzgasatmosphäre in der gewünschten Konzentration eingestellt hat. Hierzu wird das Schutzgas über den Gaseinlass 3 eingeleitet und das verdrängte Restgas bzw. Schutzgas über den Gasauslass 4 abgeleitet. Als Restgas werden die Gase bezeichnet, die nicht

Schutzgas sind und während des Sintervorgangs verdrängt sein müssen. Während des gesamten Sintervorgangs wird mit Schutzgas gespült. Durch den Gasauslass strömen dann Restgase aber auch Schutzgas aus. Durch entsprechendes Heizen der Sintervorrichtung 1 von außen wird der Sintervorgang eingeleitet werden. Nach einem entsprechenden Abkühlen nach Ende des Sinterns kann der ganze Aufbau wieder in der umgekehrten Reihenfolge auseinandergebaut und das gesinterte Werkstück entnommen werden. Lege nde zu den Hinweisziffern:

1 Sintervorrichtung

2 Sinterkammer

3 Gaseinlass

4 Gasauslass

5 Sinterkammerhohlraum

6 Sintergutschale

7 Sintergutabdeckung

8 Rand

9 Öffnung

10 Boden

11 Gasüberströmöffnung

12 Sintergutschalenhohlraum

13 Spalt

14 Spaltweite

15 Sinterkammerbasisteil

16 Sinterkammeroberteil