[发明专利]采用烧结材料制作结构件，具体地讲牙科用结构件的烧结炉，以及针对此类结构件的烧结工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结炉，所述烧结炉用于由烧结材料制成的结构件，主要是用于牙科结构件和陶瓷结构件，以及针对此类结构件的烧结工艺。与技术类结构件相比，用于牙齿修补的结构件具有体积小、壁厚薄、横截面小的特点。

背景技术

待烧结材料对于烧结炉的构造至关重要。烧结对象通常为金属或陶瓷生坯，它们由粉末压制而成，要么在铣削或打磨过程中直接进行了进一步处理，要么先经过了预烧结过程，再进行铣削或打磨过程。材料决定了必要的温度曲线。结构件的尺寸和数量决定了烧结炉的结构尺寸，同时也决定了温度曲线。烧结炉工作温度越高，隔离层的壁厚越厚。烧结炉的结构尺寸、结构件和所需升温速度决定了加热系统和调节系统的设计。供电情况也会对此造成影响。最后，在实验室中使用的牙科烧结炉和工业烧结炉的结构尺寸也大不相同。

如今，热处理过程，尤其是用预烧结陶瓷或金属材料完整烧结出牙齿修复体的过程，在使用烧结炉的情况下需要80分钟或数个小时。牙齿修复体的制造过程既需要准备步骤也需要后续步骤，因此，单个步骤的时间需求会导致制造过程的长时间中断。在这种情况下，所谓的氧化锆“快速烧结”(Speed-Sintern)也需要至少80分钟。目前，只有使用某种热处理时间得到显著缩短，或根本不需要热处理的材料，才能有效缩短过程的进程时间。

在这样的背景技术下已知一种烧结炉，它配有一个用于待烧结结构件的可加热炉膛，该炉膛具有可打开的壁段，通过此壁段可以将待烧结结构件投放进炉膛中。壁段的机动性开启和关闭由动力器械承担，同时动力器械还配备有带相应操作元件的控制系统。此外，炉膛装设有升温装置，控制系统可控制炉膛的升温情况。

这种类型的烧结炉已于2011年1月由德国的西诺德牙科设备有限公司(Sirona Dental Systems GmbH)以商品名inFire HTC speed投入市场。在这种烧结炉中，氧化锆支架烧结过程的耗时缩减高达75%，因此大大加速了实验室中的CAD/CAM过程。而这种时间上的优势主要是因为使用了特殊的加热元件、内部隔离和烧结底座（如外壳）以及底面和装载面为平行平面的棱柱形或圆柱形模具。

借助这种烧结炉，氧化锆能在90分钟内被紧密烧结为五节段的桥架。这样，一天之内便可完成计算机辅助镶嵌的多层牙桥制造。此外，还可根据预先规定的烧结陶瓷的材料类型在常规烧结方案与快速烧结方案之间进行选择。不需要准确说明材料类型，便可以对接下来的长时间烧结方案和快速烧结方案进行个性化编程。另外，烧结炉还提供有时间选择功能，这样牙科技师便能连夜完成烧结工作。加热时间与冷却时间的缩短可从根本上提高设备的能效。

由WO 2012/057829 A2已知，需将一件牙齿备件放置在通过密封法兰打开的反应炉中的导向装置上，使牙齿备件处于磁性线圈的中心位置。通过微波感应等离子体的感应或燃烧进行升温，将使烧结时间从数小时缩短为数分钟。对于此目的而言，使用氧化锆作为耦合介质并不合适，因为这种材料首先需要达到约800℃才会具有可用的导电性。

基于工业生产陶瓷或者粉末冶金结构件的经验，热处理过程（例如烧结）可在一定范围内进行调节。为了避免产生温度梯度，在烧结炉的整个变温过程中结构件始终保持烧透的状态是至关重要的。若存在温度梯度，压铸后会发生材料品质差异；同时，温度梯度也是导致材料成型时间延长的原因。

因此，本发明的目的在于：在保持烧结结构件的材料特性的同时，进一步缩短生产时间，从而确保满足应用的要求。

发明内容

根据本发明制成的烧结炉用于生产烧结材料制成的结构件，具体地讲用于烧结牙科结构件和陶瓷结构件。该烧结炉配有用于烧结结构件的可加热炉膛，该炉膛具有可打开的壁段，通过所述壁段可以将待烧结结构件投放进炉膛中，此外还具有一个控制系统，控制系统可通过炉膛的升温装置控制炉膛的升温情况。控制系统配有一个工作单元，利用此工作单元可以在每次炉膛升温后单独或汇总地采集装料工序，即打开、保持和关闭壁段各步骤的持续时间，和/或单独或汇总地采集炉膛在各步骤中的温度下降情况，同时在控制系统中保存有许多温度曲线，该温度曲线描述了炉膛在装料工序之后的温度变化情况，通过控制系统中装设的选择或对比单元，可以根据各步骤单独或汇总的持续时间和/或根据炉膛在各步骤中单独或汇总的温度下降情况，从存储区中选取其中一条温度曲线。