用于电沉积牙科成形部件的设备及其部件的制作方法

专利名称：用于电沉积牙科成形部件的设备及其部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于电沉积，尤其是用于电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的设备及其重要部件。
已经公知金属层的电沉积，即在电流下沉积。如果该过程用于形成成形部件，即，内在稳定的主体，那么其可以称为电流成形。
在牙科技术中使用电流成形追溯到二十世纪六十年代的初期，当时Rogers和Armstrong通过电沉积生产了镶嵌物和填补物。在那个仍然基于氰化物金盐液的阶段现在已经让位给各种不是基于氰化物的金盐液，诸如本申请人的基于亚硫酸盐的金盐液(EP0360848)。
通过电沉积生产的金层具有比铸造金层高很多的硬度，根据电解液成分，在60-80HV或者在100-130HV之间。这些电沉积的金层通常没有在铸造时不可避免的孔穴、不均一和杂质。然而，可能由不干净的工作条件和因此夹带的杂质引起的或者由于与制造者相关的仪器技术的过程波动产生对沉积的干扰。这些沉积的干扰表现为例如在电沉积的材料中包含杂质，在层中形成芽或者单独的层或者孔。在最不利的情况下，这种干扰可能导致在烘烤期间的稳定性丧失，因此可能使得获得的层/成形主体对于进一步的牙科处理不适合。当通过电沉积生产镶牙件/牙科成形部件时产生的问题在一些情况下在于复杂的几何形状和需要的特殊的沉积性质。由于稳定性和处理技术方面的原因，需要均匀的均一层结构以及还需要尽可能均匀的层厚度分布。如在例如本申请人的AGC仪器中形成的，电流控制的电沉积具有相当高的可靠性，且具有较好的可再生产特性。
许多年来，各种仪器已经在牙科市场上商业上可得到，且在牙科技术实验室，用于通过电沉积生产镶牙或者基干。其中，术语基干要理解为金属基底结构，诸如牙冠帽或者牙桥帽，其随后由牙科技师例如用陶瓷镶饰，然后烘烤，以便形成最终的镶牙。由于多种不同的原因，特别是由于病人的生物相容性，这些基干由纯金制成。所述的仪器为所谓的小的电沉积仪器，不像工业电沉积装备，该小的电沉积仪器不是连续运转，而是不连续的。根据仪器的类型和尺寸，处理时间通常为几个小时，例如1到16小时。这些仪器通常可以放置在简单的工作台上并运转，其通常具有大约1升或者更少的可用体积的电解液，以及一个能够在其中处理过程中生产的镶牙部件，例如牙冠帽的较小生产量。
这种类型的电沉积仪器的使用者通常是在牙科实验室中工作的人，例如，牙科技师，即，不是受过电沉积特殊训练的专业人员。因此，重要的是，这种类型的电沉积仪器能够容易地操作，且没有危险，特别是关于在其中生产的镶牙部件的质量，以及关于对操作者的健康的可能的损害。因此，这种类型的电沉积装置的制造者尽力提供使用者尽可能容易操作和过程可靠的仪器。作为例子在此提到了由本申请人生产的AGC仪器集装架，其具有例如能够同时电沉积从1到16个对象的生产量，以及从1到16小时的处理时间。
关于获得最大的使用者易操作性和过程稳定性，也需要考虑接触连接。在“电沉积仪器”中，有电解液(例如，由本申请人生产的AGC金盐液)、阳极和连接为阴极的牙齿或者嘴环境的设有导电银的层的(至少)一个复制模型。复制模型经由保持杆/导线连接到仪器中的电流/电压源，该保持杆/导线通常同时起电接触的作用。该保持杆可以是不锈钢杆，或者例如是一个铜/钛杆，且可以设计用于单次使用或者可以重复使用。由于这种类型的接触杆在该过程期间其一部分总是浸没在电解液中，所以该部分应该与电解液电隔离，使得其不会镀金。这通常通过一个所谓的由塑料或者相应的涂层制成的收缩软管来实现。
接触杆/保持杆然后经由金属夹或者紧压接触通过插接接触(例如，插座)连接到仪器中的电流/电压源。到仪器的接触也需要具有长的使用寿命，这也是重要的。且如果其位于电镀室内，那么其不应该容易腐蚀。腐蚀产物会污染电解液，且会危害该过程的整个机能。在该情况下，由操作者实现接触的产生，即为仪器装备复制模型以及实现电接触。
在本文中，对接触方法提出了特别的要求，以便一方面确保过程可靠性，另一方面使得操作尽可能简单。对于过程可靠性，例如在整个处理时间内很好的保持电接触的耐久性以及可再生产性是必不可少的。
前述类型的接触的缺点在于，总是出现接触电阻，且可能是不明确的，以及在某些情况下阻止足够的电流流到要电镀的复制模型。在这样的情况下，电沉积可能出现失败，其表现为，通过电沉积的金基干太薄和/或具有干扰的层结构，或者极端情况下完全阻止电沉积过程。而且，前述接触在一些情况下对于操作者难以操作，且其中相互连接的部件难以相对于彼此调节。
因此，本发明要解决的技术问题是避免或者尽可能消除这些在现有技术中出现的接触连接的问题。要电镀的部件或者模型连接到电流/电压源的方式应该简单，且该连接应该在整个过程时间保持可靠。而且，电接触也应该可以以简单的方式再次断开，以便使得新的部件/模型能够引入电镀仪器中。
通过具有权利要求1的特征的设备及其重要构件，即，具有权利要求12的特征的电极、具有权利要求19的特征的电流/电压源以及具有权利要求22的特征的头部或者盖子部件实现了该目的。该设备或者相应部件的优选方案在从属权利要求2到11、13到18和20、21、23以及24中描述。从而，所有权利要求的条文通过引用包括在本说明书的内容中。
根据本发明的设备具有至少一个电流/电压源，和可以布置在填充有电解液的一个器皿中的电极。为了产生用于电沉积的电接触，至少一个磁连接装置设置在至少一个电极和电流/电压源之间。本发明的核心概念是基于提供磁接触连接，用于产生电极和电流/电压源之间的电接触。在电压下产生的两个磁金属部件的磁结合力使得通过这些部件之间的相应的接触来闭合电路。
从迄今进行的陈述可以得出这样的结论，根据本发明设置的磁连接装置优选是两件式结构。在此，这种两件式结构包括一个作为第一部件的磁体，以及一个由可磁化的金属制成的第二部件。在特别优选的方案中，两件式磁连接装置包括两个磁体，通过它们的相互吸引产生需要的接触。如果使用两个磁体，获得了特别好的结合力和最小的接触电阻。
上述磁体优选为所谓的永磁体，如在现有技术中已知的。这些提供了在可磁化的金属处或者彼此之间的需要的结合力，而不需要使用另外的辅助装置。而且，使用的磁体优选截面为圆形。这种类型的磁体可以称为圆磁体。
在改进的设计中，在根据本发明的设备中，附设一个磁体电流/电压源。如果本发明结合上述的电镀仪器实现，这种类型的仪器通常具有一个所谓的头部或者盖子部件，当进行电沉积时，该头部或者盖子部件布置在容纳电解液的器皿上。在这种类型的方案中，附设于电流/电压源的磁体优选布置在该头部或者盖子部件上。这样，然后特别容易产生与电极的接触。在所述的方案中，容纳磁体的套管特别地设置在电流/电压源处，优选设置在头部或者盖子部件处。这种类型的特别有利的方案在下面结合附图更详细地说明。
在其它的优选方案中，一个磁体附设于电极或者电极的一部分。如在介绍中提到的，适宜的电极是杆形的构件，其可以称为接触杆/保持杆。相应的，在最后所述的方案中，磁体优选布置在这些杆形的构件上。这样的电极，尤其是杆，优选具有一个套管形的容器，磁体设置在该套管形的容器中。这同样会结合附图更详细地说明。
如从迄今给出的说明可以得知，本发明还包括一个用于电沉积，特别是用于电沉积牙科成形部件的新颖的电极。根据本发明，该电极以这样的方式构造，即，其具有至少一个磁连接装置，特别至少是两件式磁连接装置的一个部件。该电极优选采用杆形，如基本相应于此前已知的接触杆/保持杆的形状。
根据本发明，在该新颖的电极中，磁连接装置或者其一个部件设置在电极的一端。这通常为在产生电接触以后的电沉积期间附设于电流/电压源的端部。
在此，磁连接装置可以是一个可磁化的金属，其然后与附设于电流/电压源的磁体相互作用。然而，在电极处的磁连接装置优选是一个磁体，如上面已经更详细地描述的。这种类型的磁体优选是一个永磁体。优选截面为圆形的磁体(圆磁体)。
在根据本发明的电极的其它优选方案中，磁体位于在电极的一端处的一个套管形的容器中(该电极优选为杆形设计)。为了也防止在该容器中的磁体腐蚀，该容器优选可以由一个盖子部件封闭。该盖子部件优选为扁平状。其中，盖子的正面形成接触表面，其与附设于电流/电压源的磁连接装置的另一个部件相互作用。
电极本身原则上可以由任何导电材料制成。然而，电极以及必要时存在的用于封闭容纳磁体的容器的一个盖子部件优选由不锈钢制成。该材料具有良好的抗腐蚀性。需要的话，电极的整个外表面，或者优选至少形成接触表面的盖子部件的正面可以涂覆有另一种金属。这种类型的金属涂层可以用于进一步增加耐腐蚀性或者导电性。在此，应该特别提到由金或者金合金制成的涂层，其优选通过电沉积沉积在电极上或者只沉积在盖子部件上。
在电沉积期间承载要涂覆的部件/模型的其“下”端处，根据本发明的电极优选具有比在其“上”端处，即，面向电流/电压源或者头部或者盖子部件的端的电极小的截面。电极的“下”端优选逐渐变细或者逐渐减小为尖端。这样，要涂覆的部件/模型更容易固定到同时用作保持杆的电极上。
最后，也应该提到，电极可以在其外表面上设置有不导电的涂层，特别是设置有塑料涂层。这防止在此处电沉积金属和/或电极受腐蚀并导致损坏。电极的“下”端优选没有这种类型的涂层，以便确保电极简单的接触连接到要涂覆的部件/模型。
作为其它的新颖构件，本发明包括一个电流/电压源以及一个头部或者盖子部件(如上所述)，用于电沉积，特别是用于电沉积牙科成形部件。这些构件同样特征在于，它们具有至少一个磁连接装置，特别是两件式磁连接装置的至少一个部件。这可以是一种可磁化的金属，或者优选是一个磁体。在这样的情况下，也应该特别强调永磁体。磁体优选是圆形截面(圆磁体)。
在这两个新颖的构件中，磁体也优选位于一个套管形容器中。为了防止腐蚀，该容器优选设置有一个盖子部件。在此，可以参考结合根据本发明的电极给出的更加详细的描述。在这个情况下，接触表面也由盖子部件的正面构成。
最后，本发明的核心概念也阐明为使用至少一个磁连接装置来在电沉积期间产生至少一个电极和一个电流/电压源之间的电接触。
该电沉积优选是用于产生诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的电沉积。
根据本发明的设备或者该设备的构件比起具有迄今已知的接触连接的那些设备具有许多优点。
例如，在本发明中，要求的电接触通过调整的磁力产生。这对于该接触在电沉积的整个时间内保持是足够强的。如果使用上述具有两个相互作用的部件的磁连接装置，特别是两个上述的磁体的优选方案，那么该优点特别清楚地表现出来。通过适当的磁力，两个相互作用的部件强制地吸引到相对于彼此的正确位置，使得两个部件，特别是两个磁体一个位于另一个上。这确保了总是有一个确定的接触表面，且在一定程度上消除了由不能确定大小的接触电阻引起的较差的电沉积结果。
应该提到的本发明的另一个优点在于，电接触连接可以由操作者快速地和容易地进行。这样电极/接触杆容易更换，这大大提高了操作者的工作效率。而且，在构件上不需要任何维护，因为例如大致消除了接触表面的污染物。时常清洁证明是必要的，该清洁可以通过简单地擦构件来容易地实现。
如果观注普通的特别是在牙科领域中的电沉积的过程温度，那么根据本发明的方案的其它优点更会显露出来。这种类型的过程温度通常在50℃和70℃之间的范围内，且通常近似65℃。这样的结果在于，来自电解液的冷凝产物通常在器皿或者电镀室的上部部件中聚积。由于它们的化学成分，这种类型的冷凝产物能够导致在产生电接触的部件处的腐蚀。通过腐蚀产生的产物然后又可以进入电解液，并污染电解液。这种类型的杂质然后可以同时电沉积，例如，能够与金一起沉积，且这样对电沉积的成形部件，特别是镶牙基干的质量具有较大的负面影响。根据本发明实现的接触连接可以几乎可靠的消除这些。这特别应用于磁体位于套管形构件中的方案，该套管形构件通过盖子部件可靠地封闭。
本发明的优点本身是明显的，尤其在具有用于用来产生电接触的磁体的覆层结构的类型的最后所述的方案中特别清楚。在这种类型的方案中，磁体完全由该覆层结构保护。相应的，用于这种类型的结构的材料优选是一种耐腐蚀的不锈钢。这消除了对电接触连接的腐蚀。如果另外将金层施加到不锈钢电极/不锈钢杆，至少在该接触表面处，诸如盖子部件处，一方面该耐腐蚀进一步增加，另一方面获得了极好的导电性。因此，通过这些方案，结合其它设计特征，在电极/保持杆和电流/电压源或者头部或者盖子部件之间的接触位置处产生了极好的耐久的和可再现的电接触。
最后，根据本发明的电极或者根据本发明的保持/接触杆可耐久地再使用。如果在其表面另外涂覆有保护层，优选不导电的保护层，诸如塑料，那么这特别适用。
本发明的这些和其它特征将从下面描述的例子和附图结合权利要求书而显现。其中，各个特征可以单独实现或者相互结合实现。在附图中

图1示出了一个根据本发明的电极或者根据本发明的具有插入的磁体的保持/接触杆的图示截面示意图，以及图2示出了根据本发明的具有插入的磁体的构件的截面示意图，该磁体可以附设于根据本发明的设备的电流/电压源或者头部或者盖子部件。
实施例本申请人的AGCSpeed型电镀仪器按照本发明进行改进。对此的起始点为该仪器的单室的版本，这在附图中没有详细示出。仪器主要包括一个壳体，其容纳电流/电压源和控制单元。而且，仪器具有一个带有一个头部或者盖子部件的电解液贮存器，贮存器上设置有要通过电沉积涂覆的部件/模型的阳极和阴极固定其上。在由本申请人生产的AGCSpeed仪器的情况下，具有头部或者盖子部件的整个电解液贮存器可以从仪器去除。这简化了将要涂覆的部件/模块引入电解液贮存器，以及防止仪器的其余构件例如被电解液污染。
在由本申请人生产的AGCSpeed仪器的先前的设计中，使用插塞连接接触用于固定/接触通常设计为环阳极的阳极，以及作为阴极的特别是保持/接触杆。其中，这些电极的杆形设计的上部端引入头部或者盖子部件的相应容器中，且例如锁闭在合适的位置。然而，该可靠工作的接触连接通常不允许快速交换。而且，必须以相对复杂的方式防止接触表面被从电解液升起的蒸汽腐蚀。
在图1和2中图示的两个构件用于根据本发明改进的已经描述的由本申请人生产的仪器。
其中，图1示出了根据本发明的采用保持或者接触杆的形式的电极1。该电极1由不锈钢制成，且在一端2具有比在另一端3小的截面积。在此端2设计为尖端的形式，其用于将电极固定到要通过电沉积涂覆的部件或者模型(图1中没有示出该部件或模型)。这在下面更详细地说明。
在另一端3处，有一个套管形容器/空隙4，磁体5引入该容器/空隙。磁体5是具有圆形截面的永磁体，即，所谓的圆磁体。为了防止磁体5腐蚀，在电极1上存在一个盖子部件6，其同样由不锈钢制成，且以密封的方式关闭容器4。因此，电极1的端部3的这种结构意味着磁体5完全被包围起来。
根据本发明，存在于盖子部件6的外部侧上的表面7形成接触表面，通过该接触表面，作为两件式磁连接装置的一个部件的磁体5可以与第二部件相互作用。为了优化由磁力产生的电接触，电极1的表面7或者如果需要的话整个外表面可以镀金。这在图1中没有更详细地示出。同样，除了用作接触表面的表面7以外，电极1的外表面可以设置一层塑料涂层。这防止不需要的电沉积在电极本身上发生。如果不存在塑料涂层，那么由操作者通过其它措施来防止这种沉积，例如通过用一个收缩软管围绕电极1。
图2示出了一个套管形构件11，其截面为圆形，且同样由不锈钢制成。该构件11形成图1的用作保持/接触杆的电极1的匹配件。构件11例如可以引入上述由本申请人生产的AGCSpeed仪器的头部或者盖子部件，或者在电沉积仪器的其它的设计的情况下可以以其它的方式附设于电流/电压源。
在端12处，构件11具有一个容器/空隙13，磁体14引入该容器/空隙。在这样的情况下，磁体14也是一个永磁体，其截面为圆形，即，圆磁体。具有圆磁体14的容器13通过盖子部件15以密封的方式关闭，盖子部件15同样由不锈钢制成。通过这种方式也防止了磁体14被从电解液升起的蒸汽腐蚀。
在构件11的情况下，在盖子部件15处存在的外表面16表示磁体14与两件式磁连接装置的另一部件相互作用的接触表面。在此，构件11的表面16，需要的话整个外表面也可以镀金。相应的塑料涂层(除了在表面16上)也是可能的。
如果电极1的表面7现在朝着构件11的表面16移动(具有已经引入的磁体5和14的正确方向)，这两个表面通过磁力吸引，且相对于彼此正确定位。同时，产生了电沉积必要的电接触。然后，电流例如流过具有表面16的构件11进入电极1的表面7，因此也到达固定到其端2的一个镶牙的模型。当然，电接触也可以以相同的方式在作为阳极连接的电极处建立。这种类型的阳极通常简单的为金属杆。
通过使用由本申请人生产的AGCSpeed仪器的电流成形生产镶牙，该仪器已经使用在图1和2中示出的构件进行了改进。其中，构件11(参见图2)已经引入仪器的头部或者盖子部件，且电极1(参见图1)用作用于镶牙或者模型的保持/接触杆。
在下面所述的两个实验中，在一种情况下，起始材料是石膏牙根，其使用导电银以通常的方式给予导电性。在另一种情况下，起始点是金属初级牙冠，其考虑随后将初级牙冠连接到同样涂覆有导电银的次级牙冠的结合剂(双牙冠技术)。使用的电解液是由本申请人生产的基于亚硫酸盐的金盐液。然而，该盐液的成分对于本发明中出现的优点不是关键的。
在下面的表格中归纳了电沉积的准备和执行。两个例子都生产由纯金制成的完美的成形部件，其层厚度为300微米。这证明了根据本发明的“磁接触连接”可制成在牙科技术中需要的高质量的成形部件。如果考虑与先前的接触连接，如在说明书的介绍中已经提到的接触连接相比获得的优点，根据本发明对仪器的改进表现了真正的进步。
权利要求
1.一种用于电沉积，尤其是用于电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的设备，其具有至少一个电流/电压源，和可以布置在填充有电解液的器皿中的电极，其特征在于，在至少一个电极和电流/电压源之间设置有至少一个磁连接装置，用于产生用于电沉积的电接触。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁连接装置包括两个部件，其通过磁力彼此相互作用。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述磁连接装置包括两个磁体。
4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述磁连接装置包括一个磁体和一个可磁化的金属部件。
5.如权利要求3或者4所述的设备，其特征在于，所述磁体具有一个圆形截面。
6.如权利要求2-5中的任何一项所述的设备，其特征在于，所述磁连接装置的一个部件，特别是磁体，附设于电流/电压源。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述部件，特别是磁体附设于头部或者盖子部件，在电沉积期间，该头部或者盖子部件位于可以填充电解液的器皿上，且电极优选也设置在此处。
8.如权利要求6或者7所述的设备，其特征在于，所述磁体设置在一个套管形构件中。
9.如权利要求2到8中的任何一项所述的设备，其特征在于，所述磁连接装置的一个部件附设于电极或者电极的一个部件。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述电极或者电极部件是杆形的。
11.如权利要求9或者10所述的设备，其特征在于，所述磁体设置在电极或者电极部件中的一个套管形的容器中。
12.一种用于电沉积，尤其是用于电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的电极，其特征在于，其具有至少一个磁连接装置，特别是两件式磁连接装置的一个部件。
13.如权利要求12所述的电极，其特征在于，该电极为杆形设计
14.如权利要求12或者13所述的电极，其特征在于，所述磁连接装置设置在电极的一端，该端优选为在电沉积期间附设于电流/电压源的端。
15.如权利要求12到14中任一项所述的电极，其特征在于，所述磁连接装置是磁体。
16.如权利要求15所述的电极，其特征在于，所述磁体设置在电极中的一个套管形的容器中，该容器优选可以由盖子部件关闭。
17.如权利要求12到16中任一项所述的电极，其特征在于，所述电极没有磁连接装置的端比电极具有磁连接装置的端具有较小的截面积，没有磁连接装置的端优选锥形变细或者逐渐减小为尖端。
18.如权利要求12到17中任一项所述的电极，其特征在于，其设置有不导电的涂层，特别是设置有一种塑料涂层，电极的没有磁连接装置的端优选没有这种类型的涂层。
19.一种用于电沉积，尤其是用于电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的电流/电压源，其特征在于，其具有至少一个磁连接装置，特别是两件式磁连接装置的至少一个部件。
20.如权利要求19所述的电流/电压源，其特征在于，所述磁连接装置是一个磁体。
21.如权利要求20所述的电流/电压源，其特征在于，所述磁体设置在一个套管形容器中，该容器优选可以由一个盖子部件关闭。
22.一种用于电沉积，尤其是用于电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件的头部或者盖子部件，在电沉积期间，该头部或者盖子部件设置在可以填充电解液的器皿上，其特征在于，其具有至少一个磁连接装置，特别是两件式磁连接装置的至少一个部件。
23.如权利要求22所述的头部或者盖子部件，其特征在于，所述磁连接装置是一个磁体。
24.如权利要求23所述的头部或者盖子部件，其特征在于，所述磁体设置在一个套管形容器中，该容器优选可以由一个盖子部件关闭。
25.在电沉积期间，尤其是电沉积诸如牙冠、镶嵌物、牙桥等的基干之类的牙科成形部件期间，使用至少一个磁连接装置来产生至少一个电极和至少一个电流/电压源之间的电接触。
全文摘要
本发明涉及一种电沉积设备，其特别用于生产电沉积的牙科成形件。除了传统的构件以外，本发明的装置包括至少一个磁连接装置，用于在该设备的至少一个电极和电流/电压源之间建立用于电沉积的电接触。所述发明也描述了用作保持/接触元件的电极，其包括一个磁体和一个与所述电极相互作用的构件，该构件设置有用于磁接触的第二磁体。所述构件附设于电流/电压源，或者附设于电镀设备的头部或者盖子部件。
文档编号C25D17/00GK1791704SQ200480013680
公开日2006年6月21日 申请日期2004年3月20日 优先权日2003年3月24日
发明者A·施雷克, R·霍努格, J·劳伯希梅 申请人:威兰牙科技术有限责任两合公司