用于燒結(jié)材料構(gòu)件、尤其是用于牙科構(gòu)件的燒結(jié)爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于燒結(jié)材料構(gòu)件（15）、尤其是用于牙科構(gòu)件的燒結(jié)爐（1），其包括帶爐腔容積（VK）的爐腔（2），其中在此爐腔（2）中設(shè)置有加熱裝置（2）、容納空間（9）以及使用區(qū)域（10），容納空間具有位于爐腔容積（VK）中的通過(guò)加熱裝置（5）限定的損失容積（VB），有用區(qū)域具有位于毛容積（VB）中的使用容積（VN），并且其中爐腔（2）具有由多個(gè)壁構(gòu)成的環(huán)壁（3），所述環(huán)壁具有待打開(kāi)的壁板部段（7），以便將待燒結(jié)的具有實(shí)物容積（VO）的構(gòu)件（15）放入容納空間（9）中。加熱裝置（5）在爐腔（2）中具有帶輻射場(chǎng)（13）熱輻射器（6），其設(shè)置在容納空間（9）的至少一側(cè)上。至少所述設(shè)置在容納空間（9）中的使用容積（VN)設(shè)置在輻射器（6）的輻射場(chǎng)（13）中，其中待燒結(jié)的構(gòu)件（15）朝輻射器（6）的最大可能的間距（d）最高相當(dāng)于最大使用容積（VN）的第二大尺寸（Dy）。
【專利說(shuō)明】
用于燒結(jié)材料構(gòu)件、尤其是用于牙科構(gòu)件的燒結(jié)爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燒結(jié)材料構(gòu)件、尤其是用于牙科構(gòu)件、尤其是用于陶瓷構(gòu)件的燒結(jié)爐，其包括帶爐腔容積的爐腔，其中在此爐腔中設(shè)置有加熱裝置、容納空間以及使用區(qū)域，所述容納空間具有位于爐腔容積中的通過(guò)加熱裝置限定的毛容積，所述使用區(qū)域具有位于所述毛容積中的使用容積，并且其中所述爐腔具有由多個(gè)壁板構(gòu)成的環(huán)壁，所述環(huán)壁具有在至少一個(gè)壁板中待打開(kāi)的壁板部段，以便將待燒結(jié)的具有實(shí)物容積的構(gòu)件放入容納空間中?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]對(duì)于燒結(jié)爐的構(gòu)造來(lái)說(shuō)，待燒結(jié)的材料是關(guān)鍵的。原則上對(duì)金屬的或陶瓷的成型體進(jìn)行燒結(jié)，它們已由粉末壓成并且直接或在燒結(jié)工藝之后通過(guò)已通過(guò)銑削或研磨工藝進(jìn)行再加工。所述材料決定了必要的溫度曲線。所述構(gòu)件的尺寸和數(shù)量決定了爐子的結(jié)構(gòu)尺寸，并同樣確定了溫度曲線。爐子越熱，則隔熱器的壁越厚。爐子、構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸以及期望的加熱速度決定了加熱系統(tǒng)和調(diào)節(jié)特性的設(shè)置。電力供應(yīng)也在此發(fā)揮作用。尤其構(gòu)造尺寸以及供使用的電力供應(yīng)最終將用于實(shí)驗(yàn)室的牙科爐與工業(yè)燒結(jié)爐區(qū)分開(kāi)來(lái)。[〇〇〇3]熱處理過(guò)程、尤其是在使用燒結(jié)爐的情況下對(duì)由預(yù)燒結(jié)的陶瓷或金屬構(gòu)成的修補(bǔ)物進(jìn)行的充分燒結(jié)典型地持續(xù)60分鐘至多個(gè)小時(shí)。牙科修補(bǔ)物的制造工藝還需要預(yù)備步驟和后繼步驟，并且由于單個(gè)步驟的時(shí)間需求而總是中斷。因此，用于氧化鋯的所謂高速燒結(jié)器需要最少60分鐘。
[0004]用于氧化鋯的所謂超高速燒結(jié)器如今只需要最少15分鐘的工藝進(jìn)行時(shí)間。當(dāng)然前提條件是，由于燒結(jié)爐的質(zhì)量須將燒結(jié)爐預(yù)加熱到預(yù)設(shè)的保持溫度上，這根據(jù)可供使用的電源電壓持續(xù)30至75分鐘。此外，所述爐子在預(yù)加熱之后還必須通過(guò)自動(dòng)的裝載順序進(jìn)行裝載，因此能夠維持特定的溫度曲線并且必須將所述爐子冷卻。
[0005]但所述預(yù)先加熱且隨后的裝載過(guò)程的缺點(diǎn)是，所述爐子、尤其是其隔熱器以及其加熱元件要承受高的熱交變載荷，這會(huì)減少設(shè)備的使用壽命。
[0006]因此本發(fā)明的目的在于，提供一種燒結(jié)爐，它能夠相應(yīng)地縮短制造時(shí)間，而不必對(duì)燒結(jié)爐進(jìn)行預(yù)熱和/或無(wú)需特殊的裝載順序。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明通過(guò)一種用于燒結(jié)材料構(gòu)件、尤其是用于牙科構(gòu)件、尤其是用于陶瓷構(gòu)件的燒結(jié)爐得以實(shí)現(xiàn)，其包括帶爐腔容積的爐腔，并且在此爐腔中設(shè)置有加熱裝置、容納空間以及使用區(qū)域。所述容納空間具有位于爐腔容積中的通過(guò)加熱裝置限定的毛容積。所述使用區(qū)域具有使用容積并且位于容納空間中。所述爐腔還具有由多個(gè)壁板構(gòu)成的環(huán)壁，所述環(huán)壁具有至少一個(gè)待打開(kāi)的壁板部段，以便將待燒結(jié)的具有實(shí)物容積的構(gòu)件放入容納空間中。所述爐腔中的加熱裝置具有至少一個(gè)帶輻射場(chǎng)的熱輻射器，其設(shè)置在容納空間的至少一側(cè)上并且使用區(qū)域的使用容積設(shè)置在其輻射場(chǎng)中。待燒結(jié)的構(gòu)件與輻射器之間的最大可能的間距最高相當(dāng)于最大的使用容積的第二大尺寸。
[0008]該爐腔(也稱為燃燒腔)構(gòu)成容納且加熱待燒結(jié)構(gòu)的部位，即燒結(jié)爐的內(nèi)核。由爐腔包圍的整個(gè)容積稱為爐腔容積。保留在加熱裝置(其設(shè)置在爐腔中)之間的自由空間能夠容納著待燒結(jié)的構(gòu)件，并因此稱為容納空間。所述容納空間的容積基本上是由在加熱裝置和可能的爐腔壁板之間留下的凈寬和高度產(chǎn)生，因此稱為毛容積。[〇〇〇9]稱為使用區(qū)域的是燒結(jié)爐的一個(gè)區(qū)域，在此區(qū)域中燒結(jié)工藝所需的或所期望的溫度借助加熱裝置達(dá)到。因此所述使用區(qū)域是指這樣的區(qū)域，即在此區(qū)域中由熱輻射器產(chǎn)生的輻射場(chǎng)具有燒結(jié)工藝所需的強(qiáng)度和/或均勻度，并且用于燒結(jié)的構(gòu)件定位在此區(qū)域中。所述使用區(qū)域因此基本上由輻射場(chǎng)產(chǎn)生，或由加熱裝置的結(jié)構(gòu)及其輻射特征產(chǎn)生，并且能夠相應(yīng)地小于毛容積。因此為了實(shí)現(xiàn)有效的燒結(jié)工藝，待燒結(jié)的物體的物體容積應(yīng)最大具有有用容積的尺寸。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)盡量有效且快速的燒結(jié)過(guò)程，使用容積的尺寸應(yīng)最大具有待燒結(jié)的物體容積的預(yù)估上限的尺寸。
[0010]如果所述爐子應(yīng)該用來(lái)燒結(jié)不同尺寸的物體，例如用來(lái)燒結(jié)齒冠以及齒橋，則有利的是，加熱裝置的輻射器以可移動(dòng)的方式構(gòu)成，因此容納空間的尺寸(即損失容積)以及尤其使用區(qū)域的尺寸(即使用容積)都能夠與所述物體的尺寸相匹配。
[0011]但所述有用容積也能夠通過(guò)縮小有用區(qū)域來(lái)縮小，并且能夠與物體尺寸相匹配。 例如能夠借助隔熱的門(mén)附件來(lái)閉塞所述容納空間的一部分。
[0012]通過(guò)盡可能好地充分利用毛容積，即與毛容積相比使使用容積的尺寸盡可能更大，能夠使在燒結(jié)工藝期間待加熱的容積保持得盡可能小，因此能夠?qū)崿F(xiàn)快速的加熱并尤其能夠精簡(jiǎn)預(yù)熱工藝。
[0013]牙科物體典型地具有幾毫米至幾厘米的尺寸，因此在厘米范圍內(nèi)的有用容積相應(yīng)地夠用。對(duì)于待燒結(jié)的單個(gè)牙科修補(bǔ)物(例如齒冠或牙帽)為說(shuō)，例如20 X 20 X 20mm3的有用容積就足夠了。對(duì)于較大的牙科物體(例如齒橋)來(lái)說(shuō)，20 X 20 X 40mm3的使用容積(VN)就足夠了。使用容積(VN)的尺寸能夠有利地最高為20mm X 20mm X 40mm。相應(yīng)地，待燒結(jié)的構(gòu)件與用于牙科燒結(jié)爐的輻射器之間的最大可能的間距例如限定或確保為20_。[〇〇14]使用容積與爐腔的爐腔容積之比有利的是1:50至1:1，與容納空間的毛容積之比是 1:20 至 1:1。
[0015]整體上加熱的容積和質(zhì)量越少，則爐腔或有用區(qū)域中就能越快達(dá)到期望的溫度， 并且能夠成功地執(zhí)行所述燒結(jié)工藝。爐腔的爐腔容積例如能夠是60X60 X45mm3并且損失容積還能夠是25 X 35 X 60mm3。
[0016]有利的是，用于待燒結(jié)構(gòu)件的有用容積與待燒結(jié)構(gòu)件的物體容積之比是1500:1至 1:1〇
[0017]使用區(qū)域的使用容積與待燒結(jié)構(gòu)件的物體容積之間的區(qū)別越小，則越能以更高的能效比且越快地執(zhí)行所述構(gòu)件的燒結(jié)過(guò)程。
[0018]有利的是，所述環(huán)壁具有對(duì)于輻射場(chǎng)來(lái)說(shuō)不可穿透和/或送還此輻射場(chǎng)的爐腔內(nèi)壁，其尤其承載著反射層或構(gòu)成為反射器。
[0019]通過(guò)所述反射層，能夠提高使用區(qū)域中(即使用容積內(nèi)部)的輻射器的輻射場(chǎng)的強(qiáng)度。如果所述輻射器只設(shè)置在容納空間的一側(cè)上，則能夠借助例如相對(duì)而置的反射層或相對(duì)而置的反射器在使用區(qū)域中達(dá)到均勻的和/或強(qiáng)度增強(qiáng)的輻射場(chǎng)。
[0020]有利的是，加熱裝置具有加熱元件，其在使用區(qū)域中的加熱率在20°C時(shí)至少是 200K/min。
[0021]有利的是，所述加熱元件能夠以電阻方式或以電感方式加熱。[〇〇22]電感的或電阻的加熱元件對(duì)于燒結(jié)爐的加熱元件來(lái)說(shuō)是簡(jiǎn)單的實(shí)施方案。
[0023]有利的是，所述輻射器能夠構(gòu)成為坩堝，因?yàn)樗鍪褂萌莘e在此能夠相當(dāng)于損失容積。【附圖說(shuō)明】[〇〇24]借助附圖闡述了本發(fā)明。其中:圖1示出了按本發(fā)明的用于燒結(jié)材料構(gòu)件、尤其是牙科構(gòu)件的燒結(jié)爐的一部分；圖2A、B示出了能以電感方式加熱的加熱裝置，其具有由坩堝和線圈構(gòu)成的輻射器；圖3示出了板狀的能以電感方式加熱的熱輻射器，其具有集成的線圈；圖4A、B示出了能以電阻方式加熱的加熱裝置，其具有由棒狀加熱元件構(gòu)成的熱輻射器；圖5示出了電阻加熱元件的加熱旋管；圖6示出了由加熱旋管和反射器構(gòu)成的熱輻射器；圖7示出了由U形加熱元件構(gòu)成的熱輻射器；圖8示出了由扁平加熱元件構(gòu)成的熱輻射器。
[0025]附圖標(biāo)記列表:1.燒結(jié)爐2.爐腔3.壁板4.隔熱器5.加熱裝置6.熱福射器7.壁板部段8.墊板9.容納空間10.使空區(qū)域11.土甘堝12.線圈13.輻射場(chǎng)14.棒狀的電阻加熱元件15.待燒結(jié)的物體16.加熱旋管17.反射器18.U形加熱元件19.扁平加熱兀件 d間距Dy第二大尺寸 VB毛容積 VK爐腔容積 VN使用容積 V0物體容積?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]圖1示出了燒結(jié)爐1的一部分，其具有帶爐腔容積VK的爐腔2,其壁板3設(shè)置有隔熱器4,以便將熱的爐腔2與周?chē)h(huán)境分隔開(kāi)來(lái)。為了加熱爐腔2,在爐腔2中設(shè)置有加熱裝置5， 此加熱裝置具有兩個(gè)熱輻射器6。爐腔2具有待打開(kāi)的壁板部段7,用來(lái)把待燒結(jié)的構(gòu)件15裝入爐腔2中，該壁板部段在此是下方的壁板部段、即爐腔2的底部。該底部7同樣具有隔熱器 4,用于待燒結(jié)構(gòu)件15的墊板8擺放在此隔熱器上，此熱板也稱為底墊8。但作為底墊8,也可考慮夾板或坩堝，或考慮由陶瓷或高熔點(diǎn)的緵金屬構(gòu)成的豎直放置的銷釘，構(gòu)件15擺放在此銷釘上。[〇〇27]通過(guò)此加熱裝置5或熱輻射器6(其在圖1中示例性地設(shè)置在爐腔2的兩側(cè)上)，在爐腔2的內(nèi)部產(chǎn)生了比爐腔容積VK更小的自由容積，其在圖1中用虛線標(biāo)出并且稱為損失容積 VB。此損失容積VB占據(jù)的空間是容納空間，待燒結(jié)的物體15能夠放入該容納空間中。
[0028]借助加熱裝置5的輻射器6實(shí)現(xiàn)了容納空間9的加熱，其中足夠強(qiáng)烈地且均勻地對(duì)容納空間9的損失容積VB的至少一部分進(jìn)行加熱。此區(qū)域稱為使用區(qū)域10,且此容積稱為使用容積VN。此使用區(qū)域10在圖1中用虛線示意性地示出，并且使用區(qū)域10的第二大尺寸用\ 標(biāo)出。使用區(qū)域10的尺寸和位置基本上通過(guò)輻射特征(即輻射場(chǎng)13)以及輻射器6的布局來(lái)確定，其中通過(guò)輻射器6的布局在容納空間9的至少一側(cè)上確保，所述使用區(qū)域10位于容納腔9的內(nèi)部。[0029 ]例如能夠以電阻方式或以電感方式來(lái)加熱待燒結(jié)的物體15。圖2A和2B例如示出了作為加熱元件5的以電感方式加熱的輻射器6。該輻射器6構(gòu)成為例如由MoSi2或SiC構(gòu)成的坩堝11，其具有至少一個(gè)環(huán)繞的用來(lái)以電感方式加熱的線圈12,其中通過(guò)箭頭來(lái)標(biāo)明坩堝 11的輻射(即熱輻射13 )。在此實(shí)施例中，容納空間9通過(guò)坩堝的內(nèi)部空間構(gòu)成。使用區(qū)域10 同樣位于坩堝11的內(nèi)部空間中，其中使用區(qū)域1 〇的使用容積VN與容納空間9的毛容積VB之比為1: 1。
[0030]待燒結(jié)的構(gòu)件15在坩堝11的內(nèi)部空間中設(shè)置在與有用區(qū)域13—致的容納空間9 中。所述物體朝輻射器6 (在此是朝坩堝11)的間距稱為d。
[0031]圖3示出了由兩個(gè)板狀元件構(gòu)成的熱輻射器6,其借助集成的線圈12加熱。所述容納空間9相應(yīng)地位于兩個(gè)板狀元件之間。在圖3中還借助線示出了熱輻射器6的輻射場(chǎng)13。相應(yīng)地產(chǎn)生了設(shè)置在容納空間9中的使用區(qū)域10,其覆蓋了高強(qiáng)度的輻射場(chǎng)13的盡可能均勻的區(qū)域。[〇〇32]圖4A和圖4B中所示的熱輻射器6由三個(gè)或四個(gè)棒狀的電阻加熱元件14構(gòu)成。
[0033]在圖5至8中示出了電阻熱輻射器6的其它方案和布局。圖5所示的輻射器6構(gòu)成為加熱旋管16,其中容納空間9和使用區(qū)域10構(gòu)成為圓柱形并且設(shè)置在加熱螺旋線的內(nèi)部。在圖6中輻射器6是加熱輻射器(在此是加熱旋管16)和反射器17的構(gòu)成的組合，其中容納空間9和使用區(qū)域10位于加熱旋管16和反射器17之間。圖7示出了由兩個(gè)U形加熱元件18構(gòu)成的輻射器，其具有設(shè)置在兩個(gè)U形加熱元件18之間的容納空間9。圖8示出了由兩個(gè)扁平加熱元件19構(gòu)成的輻射器6。它們典型地具有平面的輻射，因此有用區(qū)域占據(jù)了位于扁平加熱元件 19之間的容納空間9的尤其大的部分。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于燒結(jié)材料構(gòu)件(15)、尤其是用于牙科構(gòu)件、尤其是用于陶瓷構(gòu)件(16)的燒 結(jié)爐(1)，其包括帶爐腔容積(VK)的爐腔(2)，其中在所述爐腔(2)中設(shè)置有加熱裝置(5)、容 納空間(9)以及使用區(qū)域(10)，所述容納空間具有位于所述爐腔容積(VK)中的通過(guò)所述加 熱裝置(5)限定的毛容積(VB)，所述有用區(qū)域具有位于所述毛容積(VB)中的使用容積(VN)， 并且其中所述爐腔(2)具有由多個(gè)壁構(gòu)成的環(huán)壁(3)，所述環(huán)壁具有至少一個(gè)待打開(kāi)的壁板 部段(7)，以便將待燒結(jié)的具有實(shí)物容積(VO)的構(gòu)件(15)放入所述容納空間(9)中，其特征 在于-所述爐腔(2)中的所述加熱裝置(5)具有帶輻射場(chǎng)(13)的熱輻射器(6);-所述輻射器(6)設(shè)置在所述容納空間(9)的至少一側(cè)上；-至少所述設(shè)置在所述容納空間(9)中的使用容積(VN)設(shè)置在所述輻射器(6)的直接輻 射場(chǎng)(13)中；-所述待燒結(jié)的構(gòu)件(15)朝所述輻射器(6)的最大可能的間距(d)最高相當(dāng)于所述最大 使用容積(VN)的所述第二大尺寸(Dy )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)爐(1 )，其特征在于，-所述使用區(qū)域(10)的所述使用容積(NV)與所述爐腔(2)的所述爐腔容積(VR)之比為 1:50至1:1;-所述使用區(qū)域(10)的所述使用容積(VN)與所述容納空間(9)的所述毛容積(VB)之比 為1:20至1:1，優(yōu)選為1: 1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述有用區(qū)域(10)的所述使用容 積(VN)與所述待燒結(jié)物體(15)的所述物體容積(VO)之比為1:500至1:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述環(huán)壁具有對(duì)于所述 輻射場(chǎng)(13)來(lái)說(shuō)不可穿透和/或送還此輻射場(chǎng)的爐腔內(nèi)壁，其尤其承載著反射層或構(gòu)成為 反射器。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述加熱裝置(5)具有 熱輻射器(6)，其在有用區(qū)域中的加熱率在20°C時(shí)至少是200K/min。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述熱輻射器(6)以電阻方式或以電 感方式加熱。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述使用容積(VN)最大 為20\20\40臟3，并且所述使用容積(￥幻的尺寸最高是20謹(jǐn)\20謹(jǐn)\40謹(jǐn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)爐(1)，其特征在于，所述輻射器構(gòu)成為坩堝 (11)〇
【文檔編號(hào)】F27B17/02GK105980801SQ201580008550
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日
【發(fā)明人】P.福諾夫, C.施密特
【申請(qǐng)人】西諾德牙科設(shè)備有限公司