ES2694182T3 - Método para fabricar una pieza en bruto moldeada a partir de polvo de metal - Google Patents

Abstract

Método para fabricar una pieza en bruto moldeada (F) a partir de polvo de metal (M) por colada de gel, generándose una mezcla de partida (A) para la colada de gel por el mezclado del polvo de metal (M) con un líquido (W) y un aglutinante (B), llevándose a cabo un entremezclado de la mezcla de partida (A) bajo vacío, calentándose la mezcla de partida (A), mediante lo cual la gelación comienza en la mezcla de partida (A) y la mezcla de partida (A) se solidifica para formar un cuerpo verde solidificado en gel (G), caracterizado por que la mezcla de partida (A) procesada para formar un cuerpo verde seco (T) se comprime en un método de prensado isostático en frío (CIP).

Description

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DESCRIPCION

Metodo para fabricar una pieza en bruto moldeada a partir de polvo de metal

La invencion se refiere a un metodo para fabricar una pieza en bruto moldeada a partir de polvo de metal. Ademas, la invencion se refiere a una pieza en bruto moldeada que se ha producido en un tal metodo asi como al uso de esta pieza en bruto moldeada para fabricar una protesis dental.

Ya se conocen metodos de produccion no genericos para fabricar cualquier pieza en bruto moldeada de ceramica o polvo de ceramica. Un ejemplo de un metodo de produccion de una pieza en bruto de ceramica a base de un denominado proceso de colada de gel se deduce del documento CN 202213028 U. El documento US 6.354.836 B1 tambien muestra una posibilidad de este tipo. La produccion de una pieza en bruto ceramica ferroelectrica se deduce, por ejemplo, del documento CN 101870581 A. El documento CN 101857443 A muestra un metodo para fabricar esferas de pulido ceramicas. El documento EP 1 552 913 A1 tambien muestra la produccion de una pieza en bruto ceramica. Por el documento US 6.065.195 se deducen cabezales de impresion de inyeccion de tinta producidos a base de polvo de ceramica. Por el documento US 6.083.452 se deduce la produccion de una cupula de radar a base de un proceso de colada de gel con polvo de ceramica.

Piezas en bruto metalicas procesadas, producidas en metodos de produccion a base de metal genericos, se necesitan en los ambitos industriales mas distintos. Un ejemplo de ello es la tecnologia dental (produccion de protesis dentales), en la que ultimamente, ademas de piezas en bruto ceramicas, cada vez mas frecuentemente se procesan piezas en bruto moldeadas a base de metal. Para fabricar piezas en bruto moldeadas metalicas procesadas, ya desde hace anos existen distintos metodos de produccion.

Un metodo de produccion de este tipo es el denominado prensado en seco. Para ello, se mezclan un polvo de metal y un aglutinante sin agua y se comprimen bajo presion mecanica (presion de prensado) para formar una pieza en verde. El documento EP 2 450 003 A2 muestra un ejemplo de un tal metodo de produccion. La desventaja en este prensado en seco es que no puede usarse cualquier polvo fino, puesto que, en el caso de polvo mas fino, tendria que aplicarse una fuerza de prensado mucho mayor. Con ello, superficies finas y lisas son dificiles de fabricar y solo puede conseguirse de manera muy costosa.

Por el contrario, tambien existen metodos de conformacion en humedo. Un ejemplo de ello es el denominado moldeo con arcilla liquida (slip casting). A este respecto, se mezcla un polvo de metal con un liquido para formar una barbotina y se vierte en un molde que absorbe liquidos o secante (por ejemplo, de yeso). Por este molde, de la barbotina se extrae liquido de suspension hasta que se produce una pieza en bruto mecanicamente mas estable, que se fresa a continuacion para formar una pieza dental y se sinteriza sin oxigeno. Un metodo correspondiente esta descrito en el documento EP 2 470 113 B1. En este metodo, resulta desventajoso que las piezas compradas se licuen durante el contacto con agua, puesto que aun se encuentra aglutinante en las piezas en bruto. Ademas, durante el sinterizado posterior se da una contraccion relativamente grande. Ademas, las piezas en bruto moldeadas asi producidas tienen una distribucion de densidad no homogenea a causa de rechupes o inclusiones que se producen eventualmente.

En el metodo de moldeo por inyeccion de polvo de metal asimismo por el estado de la tecnica, resulta desventajoso que las piezas en bruto moldeadas producidas con ello esten limitadas con un espesor de pared de como maximo 15 mm, sobre todo puesto que un aglutinante usado ya no puede escapar en el caso de mayor espesor de pared.

Por este motivo, la invencion se refiere a un denominado metodo de colada de gel, en el que se genera una mezcla de partida para la colada de gel por el mezclado del polvo de metal con un liquido y un aglutinante.

Ejemplos de diversos metodos de la colada de gel se deducen de los documentos WO 2007/008828 A2, CN 1594196 A y US 7.655.586 B1 Otras informaciones respecto a la colada de gel a base de metal se encuentran en los articulos “Gelcasting of metal powders in nontoxic cellulose ethers System”, Journal of materials Processing technology 208 (2008), paginas 457 a 462 y en “Colloidal Shaping of Alumina Ceramics by Thermally Induced Gelation of Methylcellulose”, Journal of the American Society - Hareesh et al., volumen 94, n.° 3, paginas 749 a 753.

En el caso de este metodo de colada de gel conocido, resulta desventajoso que la pieza en bruto moldeada a menudo no sea homogenea, mediante lo cual, incluso despues de un mecanizado mecanico, puede presentar una superficie irregular. Esta falta de homogeneidad es indeseada sobre todo en el caso de protesis dentales de alta precision y opticamente exigentes.

En el documento CN 101518820 A, se trata de un metodo para fabricar una pieza en bruto moldeada a partir de polvo de metal por colada de gel, desgasificandose una barbotina (slurry) bajo vacio.

Por eso, el objetivo de la presente invencion consiste en crear un metodo mejorado y una pieza en bruto moldeada mejorada en comparacion con el estado de la tecnica. En particular, deberian solventarse las desventajas dadas en el estado de la tecnica. Es decir, la pieza en bruto moldeada deberia ser lo mas homogenea posible.

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Esto se resuelve por un metodo con las caracterlsticas de la reivindicacion 1. Variantes de realizacion ventajosas de la presente invencion estan citadas en las reivindicaciones secundarias.

Todos los detalles, ventajas y variantes de realizacion de acuerdo con las reivindicaciones secundarias de la presente invencion se explican con mas detalle en lo sucesivo mediante la descripcion de las figuras con referencia a los ejemplos de realizacion representados en los dibujos. Aqul muestran:

La Figura 1, esquematicamente todo el metodo para fabricar una pieza en bruto moldeada y una protesis dental,

las Figuras 2 a 4, primeros planos esquematicos del cuerpo verde solidificado en gel, del cuerpo verde seco y del cuerpo presinterizado,

las Figuras 5 a 8, diversas vistas del molde cerrado, y

las Figuras 9 y 10, dos vistas de la pieza en bruto moldeada terminada.

En la Figura 1 estan representadas esquematicamente, desde la parte superior izquierda a la parte inferior derecha, las etapas de metodo a a j preferentes para fabricar una pieza en bruto moldeada F. Abajo, en el centro, estan representadas esquematicamente las ultimas etapas de mecanizado k y l para fabricar una protesis dental Z a partir de la pieza en bruto moldeada F.

En la etapa de metodo a, el aglutinante B se mezcla con el llquido W en un recipiente (por ejemplo, en un cubo) para formar una mezcla de llquido-aglutinante WB antes de que esta mezcla de llquido-aglutinante WB se mezcle con el polvo de metal M (tambien llamado metal dental) en un recipiente 1 para formar la mezcla de partida A. Dado el caso, esta mezcla puede realizarse ya bajo vaclo. En principio, en la etapa de metodo a las etapas de mezclado del llquido W, del aglutinante B y del polvo de metal M pueden realizarse en cualquier orden o incluso simultaneamente. No obstante, preferentemente, esta previsto que la mezcla de llquido-aglutinante WB mezclada se mezcle con el polvo de metal M en una etapa siguiente. La mezcla puede llevarse a cabo por un dispositivo de agitacion con una velocidad de giro suficientemente alta, de manera que se evite una formacion de grumos.

Con respecto a las proporciones de mezcla del llquido W respecto al aglutinante B, generalmente puede afirmarse que el aglutinante B puede anadirse al llquido W como maximo hasta el llmite de solubilidad. Sin embargo, preferentemente, esta previsto que la relacion de porcentaje en peso del llquido W respecto al aglutinante B en la mezcla de partida se encuentre entre 95 a 5 y 99,9 a 0,1. Si el porcentaje de aglutinante es mayor del 5 %, el aglutinante B generalmente (segun el llmite de solubilidad) ya no puede disolverse suficientemente en el llquido W. Por el contrario, si el porcentaje de aglutinante se encuentra por debajo del 0,1 %, durante la colada de gel ya no se consigue ninguna gelacion suficiente y, por lo tanto, ninguna resistencia en verde suficiente. Preferentemente, el porcentaje de aglutinante se encuentra entre el 1 % en peso y el 3 % en peso. De manera especialmente preferente, este porcentaje de aglutinante en la mezcla de llquido-aglutinante WB se encuentra al 2 % en peso. En principio, como llquido W pueden usarse alcoholes. Ventajosamente, como llquido W se usa agua, en particular agua destilada. Esta agua puede presentar la temperatura del agua del grifo (asl, preferentemente, entre 8° C y 18° C).

Para la proporcion de mezcla de la mezcla de partida A, preferentemente, esta previsto que la relacion de porcentaje en peso del llquido W y el aglutinante B respecto al polvo de metal M se encuentre entre 5 a 95 y 20 a 80. Cuando mas fino sea el polvo de metal M usado, mayor sera la superficie y mas llquido W se necesitara para humectar esta superficie. Si el porcentaje de llquido se encuentra por debajo del 5 % en peso, la viscosidad de la mezcla de partida A sera demasiado alta. Con ello, la barbotina o la mezcla de partida A ya no es vertible, las inclusiones de aire ya no pueden salir apenas y apenas o ya no es posible una agitacion. Si el porcentaje de llquido se encuentra por encima del 20 % en peso, durante el secado posterior la contraccion es demasiado grande, desciende la densidad en verde (desventaja en el procesamiento posterior) y la resistencia en verde puede ser demasiado baja. Preferentemente, la mezcla de llquido-aglutinante WB presenta un porcentaje en peso en la mezcla de partida A entre 7,5 y 15. De manera especialmente preferente, este porcentaje en peso se encuentra en 10.

Para mejorar la miscibilidad del polvo de metal M con la mezcla de llquido-aglutinante WB, a toda la mezcla de partida A, al polvo de metal M o a la mezcla de llquido-aglutinante WB puede agregarse o anadirse un agente de licuefaccion, preferentemente un dispersante D (agente humectante). Con ello, la superficie del polvo de metal M se humecta mejor con el llquido W. Sobre todo, por el dispersante D se modifica la tension superficial del llquido W. Como dispersante D puede usarse un agente de licuefaccion organico sin alcali. A modo de ejemplo, como dispersante D puede usarse el agente con la denominacion de producto DOLAPIX CE64.

La siguiente etapa de metodo b muestra el entremezclado de la mezcla de partida A y el vertido de esta mezcla de partida A en un molde 2. De acuerdo con la invencion, al menos el entremezclado se realiza bajo vaclo. El vertido tambien se realiza preferentemente bajo vaclo.

En el caso de la colada de gel, la mezcla de partida A es relativamente muy viscosa. De esta mezcla de partida A muy viscosa diflcilmente pueden salir burbujas de aire producidas durante o por el mezclado, mediante lo cual al final se fabricarla una pieza en bruto moldeada F no homogenea.

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Por este motivo, de acuerdo con la invention, se realiza un entremezclado de la mezcla de partida A bajo vaclo. Con ello, se evitan en gran parte inclusiones de aire en la mezcla de partida A. Sobre todo, pueden escapar las mayores burbujas de aire; las burbujas de aire mas pequenas apenas interfieren. Justo por debajo de la superficie que cura rapidamente pueden quedar burbujas de aire que, sin embargo, pueden retirarse posteriormente sin problemas con desprendimiento de viruta.

De manera especialmente preferente, en la etapa de metodo b esta previsto que el mezclado se lleve a cabo bajo vaclo en una camara de vaclo 3, predominando en la camara de vaclo 3 una presion negativa, preferentemente entre 25 y 40 milibares. De manera especialmente preferente, a un nivel del mar de 840 m, en la camara de vaclo 3 se genera una presion negativa de 30 milibares. A una presion negativa de 23 a 24 milibares, el agua frla ya empezarla a hervir en el vaclo a este nivel del mar. Naturalmente, antes del entremezclado llevado a cabo en el vaclo, tambien puede realizarse ya un entremezclado intensivo o arremolinamiento de la mezcla de partida. Sin embargo, ventajosamente, esto se realiza solo o principalmente bajo vaclo, puesto que, con ello, pueden escapar mejor las inclusiones de aire. El entremezclado se realiza preferentemente por un dispositivo de agitation 13 dispuesto al menos parcialmente en la camara de vaclo 3. Sin embargo, el entremezclado tambien puede causarse por sacudimientos o por vibraciones.

A continuation, en la etapa de metodo b, la mezcla de partida A bien entremezclada se vierte en un molde 2. Preferentemente, este vertido tambien se realiza bajo vaclo. Para ello, en la camara de vaclo 3 puede estar dispuesto un dispositivo mecanico no representado para verter la mezcla de partida A en el molde 2. Este molde 2 esta producido preferentemente de metal. Puede presentar en si cualquier forma geometrica. Preferentemente, el molde 2 tiene forma de concha y conforma un espacio interior o cavidad cillndrico circular. Como esta indicado en la etapa de metodo b, este molde 2 puede cubrirse con un agente desmoldeante R antes de introducir la mezcla de partida A, de manera que, a ser posible, a la superficie del molde no pueda adherirse ningun material. Este agente desmoldeante R puede ser a base de silicona; no deberla ser soluble en agua. Como ejemplo concreto de un agente desmoldeante R de este tipo, puede citarse ACMOSIL 36-6032 H.

Para el metodo de colada de gel descrito, como polvo de metal M puede usarse un polvo a base de cobalto, cromo, molibdeno, tungsteno, carburo, berilio, acero inoxidable, titanio, aluminio, cobre, estano y metales similares o mezclas de los mismos. De manera especialmente preferente, como polvo de metal M se usa una aleacion de cromo-cobalto. Otras aleaciones preferentes pueden ser: cromo-cobalto-molibdeno, cromo-cobalto-tungsteno y tungsteno-carburo. El polvo de metal M puede presentar preferentemente un tamano de grano entre 3 pm y 50 pm.

Tras el mezclado del llquido W, el aglutinante B y el polvo de metal M para formar la mezcla de partida A, del entremezclado de la mezcla de partida A bajo vaclo y del vertido de esta mezcla de partida A entremezclada en el molde 2, esta mezcla de partida A se calienta de acuerdo con la etapa de metodo c, mediante lo cual la gelation comienza en la mezcla de partida A y la mezcla de partida A se solidifica para formar un cuerpo verde solidificado en gel G. En principio, la temperatura para la colada de gel tiene que estar establecida por encima del intervalo de gelacion del aglutinante B y por debajo de la temperatura de ebullition del llquido W. Preferentemente, este calentamiento se realiza en un armario de calentamiento 4. De manera especialmente preferente, la mezcla de partida A se calienta para la gelacion en el armario de calentamiento 4 durante 20 minutos a 70 minutos, preferentemente durante 35 minutos a 55 minutos, a una temperatura entre 50° C y 95° C, preferentemente de 60° C a 85° C. El perlodo de tiempo ideal para una gelacion buena y homogenea depende mucho de la geometrla de las piezas, de los espesores de pared, etc. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre la temperatura de gelacion y la temperatura predominante en el armario de calentamiento 4, mas rapido se realizara la gelacion. Preferentemente, durante la gelacion en el armario de calefaccion 4 predomina una temperatura de 80° C. Para un producto ideal, la gelacion en la mezcla de partida A deberla realizarse, a ser posible, sin perdida de llquido. Por este motivo, preferentemente, esta previsto que el molde 2 este cerrado con una tapa 11, preferentemente estanca a aire (para esto, se remite a las Figura 5 a 8). Con ello, se evita un secado que comienza demasiado pronto. Asl, casi no se realiza ninguna extraction de llquido. En todo caso, una pequena cantidad de llquido W se condensa en la tapa 11. De manera adecuada a esto, en la Figura 2 esta representado un primer plano esquematico del cuerpo verde solidificado en gel G. Por consiguiente, los granos del polvo de metal M se envuelven por el aglutinante B. El espacio restante esta lleno con el llquido W.

En una primera tecnica posible de colada de gel, como aglutinante B puede usarse un monomero con un reticulante, que activan la polimerizacion (gelacion). A este respecto, el aglutinante B puede presentar un porcentaje en peso de hasta el 15 % de mezcla de llquido-aglutinante WB. Sin embargo, la solidification en esta tecnica puede controlarse diflcilmente, puesto que con la adicion del reticulante ya comienza una reaction con el monomero. Asl, ya durante el vertido puede comenzar la gelacion, mediante lo cual pueden producirse defectos de colada e irregularidades. Algunos monomeros tambien son toxicos y, por este motivo, no pueden usarse. Ademas, el secado es mas diflcil en el caso de la colada de gel con monomeros, puesto que la gelacion debe realizarse durante mas tiempo (de varios dlas a semanas), porque, en caso contrario, pueden producirse facilmente grietas. Esto debe atribuirse a que la superficie se cura rapidamente, mientras que el nucleo permanece blando durante mucho tiempo.

En una forma de realization preferente, estas desventajas se solventan por que como aglutinante B se usa celulosa,

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preferentemente metilcelulosa. Con celulosa como aglutinante B no se produce ninguna grieta. La mezcla de partida A no es tan quebradiza durante la gelacion. La celulosa se solidifica a partir de una temperatura de aproximadamente 50° C a 60° C, mediante lo cual ocurre la gelacion. La resistencia del gel no tiene que depender de la temperatura de gelacion. La temperatura de gelacion y la resistencia del gel dependen principalmente del aglutinante B usado o de la celulosa usada. A este respecto, el aglutinante B consta preferentemente hasta el 100 % de metilcelulosa.

El peso del cuerpo verde solidificado en gel G puede encontrarse entre 0,5 kg y 5 kg, preferentemente entre 1 kg y 1,5 kg. Sin embargo, naturalmente, esto puede variar mucho segun la forma y el tamano de la pieza que va a fabricarse al final. En la tecnologla dental, son habituales piezas o piezas en bruto moldeadas F en el intervalo de peso indicado. En principio, pueden fabricarse as! piezas de cualquier tamano y peso.

Despues, se lleva a cabo la etapa de metodo d, en la que el cuerpo verde solidificado en gel G se seca en un armario de secado 5 durante 10 a 20 horas a una temperatura entre 50° C y 95° C para formar el cuerpo verde seco T. En principio, como armario de secado 5 tambien puede usarse el armario de calefaccion 4. El proceso de secado puede realizarse de manera que, tras la gelacion, se retira la tapa 11 y, con ello, se abre el molde 2. En teorla, puede realizarse inmediatamente un desmoldeo, puesto que el cuerpo verde solidificado en gel G ya presenta una resistencia suficiente. Sin embargo, para el proceso de secado basta con que solo se abra el molde 2, de manera que pueda comenzar una evaporacion del llquido W, como esta ilustrado graficamente en la etapa de metodo d de acuerdo con la Figura 1. En este proceso de secado, resulta favorable para el desarrollo de materiales si la temperatura en el armario de secado 5 permanece por debajo del punto de ebullicion del llquido W. La temperatura no debe descender en ningun caso por debajo del intervalo de gelacion, puesto que, en caso contrario, volverla a comenzar la licuefaccion del gel. Por este motivo, resulta ideal una temperatura de 90° C durante el secado del cuerpo verde solidificado en gel G para formar el cuerpo verde seco T. A esta temperatura, se da la ventaja de un secado rapido; no obstante, la temperatura aun esta lo bastante alejada del punto de ebullicion del agua. Por este proceso de secado, se elimina practicamente todo el llquido W (excepto la humedad residual a causa de la humedad ambiental) del cuerpo verde solidificado en gel G. En la Figura 3 esta representado esquematicamente un primer plano del cuerpo verde seco T, del que se deduce que el aglutinante B rodea o humecta los granos del polvo de metal M. Sin embargo, el espacio entre los granos individuales esta lleno ahora con aire L por el secado.

A continuacion, se lleva a cabo la etapa de metodo e, en la que el cuerpo verde seco T se extrae del molde 2. El cuerpo verde G o T tiene preferentemente forma de disco. Sin embargo, la geometrla tambien puede ser cuadrada. Tambien son concebibles formas mas complicadas. La geometrla tambien puede estar ya adaptada a las piezas que van a fabricarse. Por ejemplo, el cuerpo verde G o T puede tener forma de herradura para fabricar posteriormente puentes dentales o barras dentales.

De acuerdo con la siguiente etapa de metodo f, tras el desmoldeo, la superficie del cuerpo verde seco T se mecaniza con desprendimiento de viruta por un dispositivo de mecanizado 6. Por este mecanizado, se eliminan o retiran poros abiertos o irregularidades a causa de las burbujas producidas. Se eliminan imperfecciones producidas eventualmente. Si la superficie es lo suficientemente lisa, esta etapa no tiene que realizarse. En todo caso, la superficie deberla ser tan lisa que, en la etapa de metodo g posterior, durante el metodo CIP no se produzca ningun dano del envase 7 que consta, por ejemplo, de nailon. Esto es la razon esencial de la etapa de metodo f.

Por lo tanto, tambien se ha remitido ya a la siguiente etapa de metodo g. De acuerdo con la invention, esta previsto que el cuerpo verde seco T se comprima en un metodo de prensado isostatico en frlo (metodo CIP, por sus siglas en ingles). En este metodo, primero se coloca el cuerpo verde seco T en un envase 7 estanco al agua. Si hubiera penetrado llquido 12 o agua, no podrla realizarse ninguna compresion. Mas bien, el cuerpo verde realmente seco T se volverla a licuar parcialmente o se llenarla de llquido W. Ademas, no es posible una compresion en el caso de entrada de agua, puesto que solo pueden comprimirse las cavidades llenas de aire generadas por el secado. La ventaja de este metodo CIP se encuentra en una menor contraction durante el sinterizado final concluyente de la pieza en bruto moldeada F. Concretamente, para ello se coloca el cuerpo verde seco T, dispuesto en el envase 7 estanco al agua, en un deposito a presion o de acero 8 lleno de llquido. Este deposito a presion 8 se cierra a continuacion. El aire puede escapar a traves de una valvula cuando el deposito a presion 8 se llena completamente hasta arriba con el llquido 12 (agua). Entonces, se conecta una bomba de alta presion y se realiza la acumulacion de presion en el deposito a presion 8. A este respecto, la presion tiene que estar seleccionada tan alta que el aglutinante B en el cuerpo verde seco T se rompa y, por lo tanto, se realice una compresion. Preferentemente, el metodo CIP se lleva a cabo a una presion de al menos 1000 bar, preferentemente de 2000 a 5000 bar, durante al menos 10 segundos, preferentemente durante 20 a 40 segundos. En concreto, se realiza un prensado isostatico en frlo a una presion de 4500 bar. Esta etapa de metodo g sirve sobre todo para la compresion posterior. Con ello, el cuerpo verde seco T consigue una densidad en verde de aproximadamente 6 kg/l. No obstante, esto depende totalmente de la presion y de las propiedades que se desean. La densidad teorica de un material preferente se encuentra en 8,2 kg/l. En el caso de metodos cIp con 4500 bar, se consigue una densidad de aproximadamente 6,3 kg/l. Al menos deberla conseguirse una densidad del 50 % de la densidad teorica. En el caso de la election de material preferente, se consigue una densidad de aproximadamente 5 kg/l ya antes del metodo CIP. Cuanto mas fino sea el polvo de metal M usado, menor sera la densidad, puesto que tendrla que usarse mas agua, mediante lo cual

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habrla mas lugares huecos. No obstante, a diferencia de esto, el polvo mas fino volverla a dar como resultado una superficie mas fina de la pieza en bruto moldeada F producida, puesto que un fresado siempre disuelve todos los granos de polvo de metal de la superficie y no los divide.

Tras el prensado isostatico en frlo, se abre el deposito a presion 8, se extrae el envase 7 junto con el cuerpo verde seco T del deposito a presion 8, y se extrae el cuerpo verde seco T a su vez del envase 7.

Despues, se lleva a cabo la etapa de metodo h. Por consiguiente, el cuerpo verde seco T se sinteriza, preferentemente sin oxlgeno, en un horno de sinterizacion 9 para formar un cuerpo presinterizado S. Este proceso o etapa de metodo h puede dividirse en una eliminacion de aglutinante y en una presinterizacion.

En el caso de la eliminacion de aglutinante, preferentemente, esta previsto que la temperatura en el horno de sinterizacion 9 aumente de 400° C a 550° C en aproximadamente 10 a 20 horas. Durante la eliminacion de aglutinante, primero se realiza un calentamiento lento, de manera que el aglutinante B tenga tiempo suficiente para escapar (representado esquematicamente en la Figura 1) o para quemarse. Por el aumento lento de la temperatura de 120° C hasta 500° C (eventualmente con tiempo de espera o velocidades de calentamiento adaptadas al sistema de aglutinante), escapa ya una buena parte del aglutinante B. En el caso de determinados aglutinantes B, la presion en la pieza podrla aumentar demasiado rapido a determinada temperatura, por lo cual pueden estar previstas breves pausas de aumento de la temperatura. Es decir, no tiene que realizarse ningun aumento continuo de la temperatura. Esta eliminacion de aglutinante dura en conjunto aproximadamente 15 horas. En promedio, durante la eliminacion de aglutinante puede llevarse a cabo una tasa de aumento de la temperatura de aproximadamente 1° C por minuto en el horno de sinterizacion 9. Finalmente, existe entonces a aproximadamente 500° C un tiempo de espera de aproximadamente una hora.

Al inicio de la presinterizacion posterior, existe preferentemente una tasa de aumento de la temperatura de 2° C por minuto desde 500° C a la temperatura final deseada. Entonces, la temperatura en el horno de sinterizacion 9 permanece durante 25 a 180 minutos en un intervalo entre 650° C y 800° C. La temperatura depende de la dureza deseada,

presinterizandose preferentemente a aproximadamente 730° C. Preferentemente, esta temperatura en el horno de sinterizacion 9 se mantiene constante durante aproximadamente 40 minutos. Esto sirve sobre todo para que, en el caso de una pluralidad de cuerpos verdes secos T dispuestos en el horno de sinterizacion 9, todos experimenten la misma presinterizacion.

Por esta etapa de metodo h, el cuerpo verde seco T se convierte en el cuerpo presinterizado S. De manera adecuada a esto, en la Figura 4 esta ilustrado esquematicamente un primer plano del cuerpo presinterizado S, de acuerdo con el cual el aglutinante B ha escapado y el cuerpo presinterizado solo consta fundamentalmente de los cuerpos del polvo de metal M y del aire L situado en medio. Tambien es evidente la disposicion comprimida de los granos individuales del polvo de metal M.

Respecto al transcurso basico de este metodo, hay que citar que practicamente todas las indicaciones son muy variables. Sobre todo, los respectivos valores o parametros pueden ser muy distintos segun los materiales usados.

Finalmente, se realiza la etapa de metodo i, de acuerdo con la cual en un dispositivo de mecanizado, preferentemente en un dispositivo de fresado CNC (control numerico computerizado) 10 o una maquina CAD/CAM (siglas en ingles de “diseno asistido por ordenador”/”fabricacion asistida por ordenador”), se mecaniza con desprendimiento de viruta el cuerpo presinterizado S. Con ello, a partir del cuerpo presinterizado S se produce la pieza en bruto moldeada F ilustrada en la etapa de metodo j. Por lo tanto, se realiza un mecanizado con desprendimiento de viruta en el molde de pieza en bruto definitivo, asl, como se vende despues. La geometrla concreta de esta pieza en bruto moldeada F es visible en las Figura 9 y 10. La ventaja de estas piezas en bruto moldeadas F en comparacion con otras piezas en bruto se encuentra en la resistencia relativamente alta. Ademas, estas piezas en bruto moldeadas F tambien pueden entrar en contacto sin problemas con agua. Ademas, pueden generarse piezas en bruto moldeadas F con espesores de pared relativamente grandes (hasta 40 mm), puesto que el aglutinante B aun puede escapar bien incluso con estos espesores de pared. Ademas, en etapas de mecanizado posteriores, se da una contraccion menor que en otros metodos de produccion.

Por este motivo, se solicita proteccion para una pieza en bruto moldeada F que se ha producido en un metodo de acuerdo con la invencion.

La produccion de una protesis dental Z de acuerdo con las etapas de metodo k y l sigue al metodo de produccion de la pieza en bruto moldeada F de acuerdo con las etapas de metodo a a j (posiblemente con preferencia directamente en el cliente o por el contrario tambien en el fabricante de piezas en bruto moldeadas). Por consiguiente, a partir de la pieza en bruto moldeada F puede elaborarse individualmente una pieza de trabajo dental (protesis dental Z) por una maquina CNC o por un dispositivo de fresado CAD/CAM. Para concluir, esta protesis dental Z se coloca entonces en la etapa de metodo l otra vez en un horno de sinterizacion 9 y ahl, preferentemente sin oxlgeno, se sinteriza completamente o a la densidad maxima, mediante lo cual la protesis dental D obtiene la densidad y

resistencia definitivas.

Correspondientemente, tambien se solicita proteccion para el uso de una pieza en bruto moldeada F, producida en un metodo de acuerdo con la invencion, para la produccion de una protesis dental Z.

Naturalmente, no tienen que llevarse a cabo todas las etapas de metodo de a a j para la produccion de la pieza en bruto moldeada F. El orden tampoco tiene que mantenerse como se ha expuesto en la Figura 1. Sin embargo, resulta importante sobre todo que se lleven a cabo las etapas de metodo b, c, d y h, de manera que se de la formacion de la pieza en bruto moldeada F a partir de los materiales de partida polvo de metal M, llquido W y 10 aglutinante B a traves del mezclado de la mezcla de partida A, la solidificacion del cuerpo verde solidificado en gel G, el secado para formar el cuerpo verde seco T hasta la eliminacion de aglutinante y presinterizacion para formar el cuerpo presinterizado S.

Claims (7)

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   REIVINDICACIONES

   1. Metodo para fabricar una pieza en bruto moldeada (F) a partir de polvo de metal (M) por colada de gel, generandose una mezcla de partida (A) para la colada de gel por el mezclado del polvo de metal (M) con un llquido (W) y un aglutinante (B), llevandose a cabo un entremezclado de la mezcla de partida (A) bajo vaclo, calentandose la mezcla de partida (A), mediante lo cual la gelacion comienza en la mezcla de partida (A) y la mezcla de partida (A) se solidifica para formar un cuerpo verde solidificado en gel (G), caracterizado por que la mezcla de partida (A) procesada para formar un cuerpo verde seco (T) se comprime en un metodo de prensado isostatico en frlo (CIP).
2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el aglutinante (B) se mezcla con el llquido (W) para formar una mezcla de llquido-aglutinante (WB) antes de que esta mezcla de llquido-aglutinante (WB) se mezcle con el polvo de metal (M).
3. 3. Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el aglutinante (B) contiene celulosa, preferentemente metilcelulosa.
4. 4. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el entremezclado se lleva a cabo bajo vaclo en una camara de vaclo (3), predominando en la camara de vaclo (3) una presion negativa, preferentemente entre 25 y 40 milibares.
5. 5. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la mezcla de partida (A) entremezclada bajo vaclo se vierte, preferentemente bajo vaclo, en un molde (2).
6. 6. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el cuerpo verde solidificado en gel (G), situado preferentemente en un molde (2) abierto, se seca en un armario de secado (5) durante 10 a 20 horas a una temperatura entre 50° C y 95° C para formar el cuerpo verde seco (T).
7. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el metodo de prensado isostatico en frlo (CIP) del cuerpo verde seco (T), dispuesto en un envase (7) estanco al agua, se lleva a cabo en un deposito a presion (8) lleno de llquido (12) a una presion de al menos 1000 bar, preferentemente de 2000 a 5000 bar, durante al menos 10 segundos, preferentemente durante 20 a 40 segundos.