Штифт для обжига металлокерамических изделий на сотовых подставках

Изобретение относится к производству металлокерамических материалов, в частности к штифтам (пинам) для фиксации изделий при обжиге. Может использоваться в металлургии, энергетике, машиностроении, радиоэлектронике, химии, биохимии, медицине, при изготовлении изделий путем обжига на сотовых подставках. Штифт содержит керамическую головку и погруженный в нее металлический стержень, жестко соединенные между собой с помощью высокотемпературного спекания. Коэффициент термического расширения материала головки составляет 1,6-2,8 коэффициента термического расширения материала стержня. Штифт имеет высокую прочность и позволяет повысить качество изделий. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии производства металлокерамических материалов и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, машиностроении, радиоэлектронике, химии, биохимии и медицине для изготовления изделий разного назначения, преимущественно в стоматологии при протезировании зубов, а именно при изготовлении изделий, в том числе стоматологических, путем обжига на сотовых подставках, на которых они фиксируются с помощью штифтов (пинов).

Известен штифт для обжига изделий на сотовых подставках (см. Katalog 1V, Labor, Dental, с.36), содержащий жестко соединенные между собой стержень и головку, выполненные из керамического материала.

Недостатком такого изделия является его недостаточная прочность, которая может привести к разрушению керамики при скоростном нагревании и последующем охлаждении, происходящих при высокотемпературном обжиге, кроме того, в связи с хрупкостью керамики возможны отклонения по форме при длительной его эксплуатации, что может привести к неточности изготовления основного металлокерамического изделия, которое фиксируется с помощью таких штифтов к сотовой подставке при обжиге.

Известен также наиболее близкий по технической сути к предлагаемому штифт для обжига металлокерамических изделий на сотовых подставках (см. WO 03/013385, МПК А61С 8/00, опубл. 20.02.2003 г.), который содержит жестко соединенные между собою керамическую головку и погруженный в нее металлический стержень.

Недостатком такого изделия является возможность взаимодействия металлической головки штифта с основным металлокерамическим изделием в процессе обжига на сотовых подставках, которое может привести к изменению цвета и прозрачности нанесенной на изделие последней эмали. Кроме того, металлический штифт имеет больший вес и поэтому имеет большую теплоемкость, что приведет к значительно большим затратам тепла на нагревание при обжиге, а следовательно, к повышению энергетических затрат.

В основу изобретения положена задача такого усовершенствования штифта для обжига изделий на сотовых подставках, при котором за счет того, что стержень выполнен из металла, а головка, насаженная на него с помощью высокотемпературного спекания, выполнена из керамического материала, обеспечивается исключение контактирования металла с изделиями, что будет способствовать повышению их качества и одновременно снижаются энергетические затраты на их изготовление.

Для решения этой задачи в штифте для обжига металлокерамических изделий на сотовых подставках, содержащем жестко соединенные между собою керамическую головку и погруженный в нее металлический стержень, согласно изобретению стержень и головка соединены с помощью высокотемпературного спекания, при этом коэффициент термического расширения материала головки составляет 1,6-2,8 коэффициента термического расширения материала стержня; длина части стержня, погруженная в головку, составляет не меньше трети высоты головки; на погруженной в головку части стержня выполнена насечка; на погруженной в головку части стержня выполнена резьба; внешняя поверхность головки выполнена пористой; пористость составляет по меньшей мере 10%; площадь поперечного сечения погруженной в головку части стержня возрастает в направлении головки.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков, характеризующей предлагаемый штифт для обжига изделий на сотовых подставках, и техническими результатами, которые достигаются при ее реализации, состоит в следующем.

Благодаря тому, что стержень и головка соединены с помощью высокотемпературного спекания при выполнении соотношения коэффициентов термического расширения стержня и головки, указанными в формуле изобретения, предлагаемая конструкция является монолитной и имеет преимущества, характерные как керамическому штифту, так и металлическому одновременно. Внешняя поверхность керамической головки контактирует с внутренней поверхностью стоматологического изделия, что исключает возможность взаимодействия с ним металла, благодаря этому изделие сохраняет цвет и прозрачность нанесенной на него керамики (эмали). Кроме того, даже при длительной эксплуатации керамическая головка, насаженная на металлический стержень, не изменяет свою форму при высоких температурах. Одновременно предлагаемый штифт имеет достаточную прочность потому, что стержень выполнен металлическим, а благодаря тому, что головка насажена на металлический стержень с помощью высокотемпературного спекания, конструкция является монолитной. При предлагаемом соотношении коэффициентов термического расширения полностью исключается возможность разрыва керамики при резком нагревании и последующем охлаждении, которые характерны процессу обжига. При выполнении длины части металлического стержня, погруженного в головку, составляющей не меньше трети высоты головки, достигается максимальная прочность соединения головки со стержнем, что еще в большей мере достигается, если на части металлического стержня, погруженного в головку, есть насечка или резьба; а при выполнении внешней поверхности головки пористой с пористостью внешней поверхности головки по меньшей мере 10% практически полностью исключается смещение или разрушение керамического изделия в процессе обжига, что будет положительно сказываться на качестве получаемых стоматологических изделий.

На чертеже (а-г) проиллюстрирован предлагаемый штифт для обжига изделий на керамических сотовых подставках, где представлено несколько вариантов его выполнения: а) штифт, у которого на части металлического стержня, погруженного в головку, есть насечка; б) стержень и головка соединены с помощью резьбы; в) площадь поперечного сечения части стержня, погруженного в головку, возрастает в направлении головки.

Штифт для обжига изделий на керамических сотовых подставках содержит жестко соединенные между собою металлический, например из жаропрочного металла, стержень 1 диаметром 0,8 мм и головку 2, согласно изобретению головка 2 выполнена из керамического, например на основе оксида алюминия, материала и насажена на металлический стержень 1 с помощью высокотемпературного спекания, оптимальным при этом будет такое выполнение предлагаемого штифта, при котором коэффициент термического расширения материала металлического стержня 1 составляет 1,8 коэффициента термического расширения материала керамической головки 2; длина части металлического стержня 1, погруженного в головку 2, составляет не меньше трети высоты головки 2; на части металлического стержня 1, погруженного в головку 2, есть насечка 3 или резьба; внешняя поверхность головки 2 пористая; причем пористость внешней поверхности головки 2 составляет по меньшей мере 10%.

Предлагаемый штифт предназначен для фиксации стоматологических изделий, которые используются при протезировании зубов: мостов, коронок и т.п. на керамических сотовых подставках во время высокотемпературного обжига.

Для получения таких изделий сначала изготавливается металлический каркас, на который послойно наносится керамическая масса (эмаль), потом эта сборка закрепляется с помощью предлагаемых штифтов на сотовых подставках и осуществляется ее обжиг при заданных режимах обработки, после чего штифты вынимаются и готовое металлокерамическое изделие используется для протезирования. Поскольку головка 2 штифта керамическая, металлокерамическое изделие, которое контактирует с нею, не изменяет цвет и прозрачность нанесенной на него керамической массы (эмали), что очень важно поскольку при изготовлении коронок стараются сохранить все особенности естественного зуба (цвет, бугорки, фиссуры, зоны с разной окраской и прозрачностью и т.п., а благодаря выполнению стержня 1 металлическим, штифт в целом имеет высокие прочностные показатели и значительно больший срок эксплуатации.

1. Штифт для обжига металлокерамических изделий на сотовых подставках, содержащий жестко соединенные между собой керамическую головку и погруженный в нее металлический стержень, отличающийся тем, что стержень и головка соединены с помощью высокотемпературного спекания, при этом коэффициент термического расширения материала головки составляет 1,6-2,8 коэффициента термического расширения материала стержня.

2. Штифт по п.1, отличающийся тем, что длина части стержня, погруженная в головку, составляет не меньше трети высоты головки.

3. Штифт по п.1, отличающийся тем, что на погруженной в головку части стержня выполнена насечка.

4. Штифт по п.1, отличающийся тем, что на погруженной в головку части стрежня выполнена резьба.

5. Штифт по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность головки выполнена пористой.

6. Штифт по п.5, отличающийся тем, что пористость составляет по меньшей мере 10%.

7. Штифт по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения погруженной в головку части стрежня возрастает в направлении головки.