DE19524221A1

DE19524221A1 - Verfahren zum Duplizieren komplizierter Freiformflächen und Mikrostrukturen und zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE19524221A1
Application number: DE1995124221
Authority: DE
Inventors: Gunter Kuehn; Bernd Prof Dr Ing Hommel; Lutz Dr Ing Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2015-07-04
Also published as: DE19524221C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Duplizieren eine zugehörige Vorrichtung und findet inbesondere im industriellen und medizintechnischen Bereich Anwendung.

Eine bekannte Variante im medizintechnischen Bereich zur Hersteilung von Zahnersatzteilen aus Metall, z. B. Metall kronen, besteht in deren Herstellung mittels Funken erosion.

Dabei wird gem. DE 39 35 275 C1 zuerst ein Gipsmodell hergestellt, auf dem Gipsmodell eine Wachsmodulation aus geführt und mit einer dünnwandigen Kunststoffhaube ver sehen. Nach Abziehen der Wachskrone wird anschließend nacheinander von der apikalen und der okklusalen Seite des Wachsmodells eine Galvanoplastik erzeugt. Diese Galvanoplastiken bilden das Negativ des Wachsmodells und dienen als Funkenerosionselektrode zur Ausformung einer dem Wachsmodell entsprechenden Krone aus Metall.

Nachteil dieses Verfahrens ist, daß einige Werkstoffe (u. a. Keramik) nicht mittels Funkenerosion bearbeitbar sind und daß in relativ kleinen Hohlräumen großer Tiefe, wie sie z. B. bei Wachsmodellen von Eckzähnen oder Schneidezähnen auf der apikalen Seite vorhanden sind, ein ungenügender Schichtaufbau erfolgt, und die Elektrode somit in diesen Bereichen für die Funkenerosion unge nügend ausgebildet ist.

Ein bekanntes Verfahren zur Bearbeitung von Sonderwerk stoffen, die elektroerosiv nicht bearbeitet werden können, (wie z. B. technische und medizinische Keramik oder entsprechende Kunststoffe) ist das Ultraschallero dieren. Hierbei ist d Werkzeug eine Sonotrode, die in längaxiale Schwingungen versetzt wird.

Gem. P 41 38 803.8-35 soll eine, wie vorgenannt beschrie ben, gewonnene Galvanoplastik als Formwerkzeug zum Ultraschallerodieren eines unbearbeiteten Blockmaterials aus Keramik dienen.

Auch in WO 91/03211 wird ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen mittels Ultraschallerodieren be schrieben, bei welchem als Sonotrode ein Körper aus einem mineralischen Stoff bzw. aus einem thermoplastischen oder aushärtbaren Kunststoff vorgeschlagen wird.

Entscheidender Nachteil dieser Verfahren ist, daß die verwendeten Sonotroden für die Ultraschallerosion auf grund der ungenügenden Formbeständigkeit nicht geeignet sind.

Gem. DE 42 09 289 A1 wird eine Sonotrode mit hoher Formbeständigkeit für die Ultraschallerosion zur Her stellung von Zahnersatzteilen durch Gießen gefertigt. Dabei hat das Gießverfahren generell den Nachteil, daß eine Porenbildung an der Oberfläche auftreten kann. Die allgemein in der Technik derzeitig eingesetzten Sonotroden bestehen meist aus Stahl, da dieser Werkstoff aufgrund seiner Verschleißfestigkeit und Formbeständig keit dafür sehr gut geeignet ist. Die zu erzielende Oberfläche der Sonotrode wird dann durch Fräsen und anschließendes Schleifen und ggf. Polieren erzeugt. Die mechanische Bearbeitung ist jedoch sehr zeit- und kostenaufwändig, und es kann nicht die gleichmäßige Oberfläche erzielt werden, die man z. B. für die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Krone in der Zahnmedizin oder auch in anderen Anwendungsgebieten benötigt, die hohe Anforderungen an die Form- und Maß genauigkeit sowie an die Oberflächenqualität des Duplikats stellen, insbesondere, wenn es sich um komplizierte Oberflächenstrukturen handelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Duplizieren komplizierter Freiformflächen und Mikro strukturen und eine zugehörige Vorrichtung zu entwickeln, welche die Herstellung des Duplikates mittels Ultra schallerosion oder Funkenerosion bei Gewährleistung einer hohen Qualität der erzeugten Oberfläche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Patentanspruches und die weiteren Merkmale in den Unter ansprüchen gelöst. Dabei wird von der zu duplizierenden Freiformfläche, die als Ausgangsmodell dient, mit einer geeigneten Formmasse, vorzugsweise mit einem schnell aushärtbaren Kunststoff, eine Negativform hergestellt, mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehen und kontaktiert. Erfindungsgemäß wird diese Negativform in ein Galvanobad verbracht, in welchem ein Schichtaufbau auf der Negativform erfolgt. Damit wird eine Galvano plastik erzeugt, die anschließend von der Negativform wieder entfernt wird. Diese Galvanoplastik wird mit der Elektrodenaufnahme einer Funkenerosionsmaschine verbunden und dient nachfolgend als Elektrode zur funkenerosiven Herstellung der entsprechenden Freiformfläche einer Sonotrode oder einer Graphitelektrode. Entsprechend des Werkstoffes des anschließend zu erodierenden Werkstückes erfolgt entweder
die Bearbeitung mittels Ultraschallerosion mit der Sonotrode (z. B. bei Keramik, Kunststoff, Gestein) oder
die Bearbeitung mittels Funkenerosion mit der Graphitelektrode (bei Metall).

Bei der Herstellung der Sonotrode kann die Freiformfläche entweder direkt in den Sonotrodengrundkörper eingebracht oder als separates Formelement gefertigt und mit dem Sonotrodengrundkörper verbunden werden. Die Verbindung kann durch Kraft-, Form- oder Stoffschluß erfolgen. Mit der wie v.g. hergestellten Sonotrode wird abschließend durch Ultraschallerosion das Duplikat der entsprechenden Freiformfläche des Ausgangsmodells gefertigt.

Ist der Werkstoff des Werkstückes durch Funkenerosion bearbeitbar wird die entsprechende Graphitelektrode vorzugsweise separat hergestellt und mit dem Elektro denhalter der Funkenerosionsmaschine verbunden. Nachfol gend wird mittels Funkenerosion die Freiformfläche, die der Freiformfläche des Ausgangsmodells entspricht, in das Werkstück eingebracht.

Dem Galvanobad ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer Strudelbewegung des Elektrolyts zugeordnet. Diese Stru delbewegung wird vorzugsweise durch ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Während der galvanischen Beschichtung der Negativform wird der Elektrolyt in strudelartige Drehung versetzt und das zu beschichtende Teil (Negativform) so in das Galvanobad eingebracht, daß die zu beschichtende Fläche entgegen der Strudelbewegung gerichtet ist, an der Peripherie des Strudels liegt und im wesentlichen rechtwinklig zu diesem ausgerichtet ist.

Der Behälter mit dem Elektrolyt ist dabei teilweise oder vollständig in die Einrichtung zur Erzeugung des ro tierenden Magnetfeldes eingebettet oder befindet sich auf dieser Einrichtung. Es besteht jedoch auch die Möglich keit, die Einrichtung zur Erzeugung des rotierenden Magnetfeldes teilweise oder vollständig in das Galvanobad einzubetten.

Der Behälter des Galvanobades weist eine Abdeckung mit einem insbesondere mittigen Durchbruch auf. An der Ab deckung oder an den senkrechten Wänden des Behälters wird mindestens ein Haltearm für die Aufnahme der zu beschich tenden Negativform angebracht, der durch den Durchbruch in das Galvanobad hineinreicht und die Negativform darin in der erforderlichen Lage positioniert vorteilhafter Weise werden mehrere Haltearme vorgesehen, wobei deren Anzahl in Abhängigkeit von der Elektrolytmenge bestimmt werden muß. An jedem Haltearm können, je nach Beschaffen heit und Größe der Negativformen, auch mehrere zu be schichtende Teile befestigt werden. Je nach dem, ob die Galvanoplastik aus Nickel oder Kupfer bestehen soll, werden für das Galvanobad die Anoden und der Elektrolyt gewählt. Sollen Galvanoplastiken aus Kupfer erzeugt werden, sind insbesondere Anoden aus phosphorisiertem Kupfer und ein entsprechender handelsüblicher Elektrolyt, vorzugsweise saurer Kupferelektrolyt, einzusetzen. Werden Galvanoplastiken aus Nickel gewünscht, sind handels übliche plattenförmige Nickelanoden oder geschwefelte Nickelpellets und ebenfalls ein handelsüblicher Nickel elektrolyt anzuwenden. Das Bad ist vorteilhafter Weise mit einem Diaphragma auszustatten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmalig möglich, eine Sonotrode aus Stahl herzustellen, die zum einen die erforderliche Formstabilität und Festigkeit für das Ultraschallerodieren gewährleistet und zum anderen die Forderungen an eine hohe Oberflächenqualität des Duplikats erfüllt.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Graphitelektroden verfügen über eine sehr gute Ober flächenstruktur und eine höhere Lebensdauer. Weiterhin ermöglicht dieses Verfahren, mit einer Ausgangselektrode (Galvanoplastik), mittels Funkenerosion mehrere iden tische Graphitelektroden zu fertigen.

Die Voraussetzung für die Herstellung qualitativ hoch wertiger Sonotroden und Graphitelektroden besteht dabei in der Herstellung von qualitativ hochwertigen Galvano plastiken. Insbesondere durch die erfindungsgemäße Bewegung des Galvanobades wird ein guter Schichtaufbau, auch in schwer zugänglichen Aussparungen bzw. Tiefen der Oberfläche, gewährleistet. Weiterhin sind durch die Bewegung dem Baden höhere Amperezahlen möglich, und der Schichtaufbau erfolgt im Vergleich zur Bewegung des Bades mittels Lufteinblasung oder einer Warenbewegung wesent lich schneller und gleichmäßiger, da der Elektrolyt durch die strudelartige Badbewegung die zu beschichtende Oberfläche kontinuierlich anströmt. Damit kann auch bei Aussparungen mit einem Breiten/Tiefenverhältnis größer 1 : 1 ein zuverlässiger Schichtaufbau erzielt werden.

Die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Galvano plastik, unmittelbar vom Ausgangsmodell, ermöglicht auch deren direkten Einsatz für die Ultraschallerosion.

Dazu wird die Galvanoplastik vorzugsweise mit einem Silberlot an der Sonotrode befestigt. Die Galvanoplastik kann entweder direkt an den Sonotrodengrundkörper oder an ein Sonotrodenelement gelötet werden. Das Sonotroden element wird nachfolgend mit dem Sonotrodengrundkörper verschraubt. Beim Anlöten ist darauf zu achten, daß keine Lufteinschlüsse zwischen der Galvanoplastik, dem Lot werkstoff und dem Sonotrodengrundkörper bzw. dem Sono trodenelement vorhanden sind, um einen störungsfreien Ablauf des Ultraschallerosionsprozesses zu gewährleisten. Dient als Ausgangsbasis des Duplizierverfahrens eine Urform, die nicht beschädigt bzw. zerstört werden darf, kann davon durch zweimaliges Abgießen ein Kunst stoffmodell hergestellt werden, das im weiteren Ver fahrensablauf als Ausgangsmodell dient.

Neben dem Duplizieren von nur einer Freiformfläche können analog auch mehrere Flächen eines Körpers in schwer bearbeitbaren Werkstoffen vervielfältigt werden.

Ein mögliches Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Zahnersatzteilen, wie Kronen, Brücken, Inlays und Onlays. Bei der Herstellung von Formteilen für die Zahnrestauration, insbesondere von Kronen aus Keramik, werden zwei Freiformflächen dupli ziert, die sich im wesentlichen gegenüberliegen. Dabei geht man in bekannter Weise von einem Modell (vorzugs weise Gipsmodell) aus, welches in einem Modelleinspann tisch aufgespannt wird. Darauf erfolgt eine Wachs modellation, die mit einem Artikulator überprüft wird. Nachfolgend wird mit einem Parallelometer das Lot ausgerichtet und der Zahnäquator angezeichnet. Anschlie ßend wird bei der durch die Wachsmodellation gefertigte und zu duplizierende Wachskrone im apikalen Bereich ein Ring aufgesetzt und bis zum Zahnäquator mit einem leicht formbaren plastischen Werkstoff gefüllt. Darauf wird eine erste zylinderartige Vorrichtung gesetzt und der okklusale Bereich des Wachsmodells mit einer geeigneten Formmasse, vorzugsweise dünnflüssigem schnell aushärt barem Kunststoff, abgegossen, wobei gleichzeitig das Eingießen des Anschlusses für die erforderliche Kon taktierung zur nachfolgenden Elektrolyse erfolgt. Danach wird die entstandene Kunststoffabformung mit dem Wachs modell in der Vorrichtung verschoben, um auch die Gegenseite mit Kunststoff analog abzuformen. Beide Kunststoffabformungen, die die Negativform des Wachs zahnes bilden, werden aus der ersten Vorrichtung entfernt und getrennt in eine Badvorrichtung eingelegt. Vorher werden die Kunststoffabformungen mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehen. Die Badvorrichtungen werden in das Galvanobad verbracht und an die Gleichstromquelle kathodisch angeschlossen. Der Elektrolyt wird durch die Einwirkung des Magnetfeldes in strudelartige Bewegung versetzt und auf den beiden Kunststoffabformungen eine Galvanoplastik erzeugt. Diese beiden Galvanoplastiken (apikale und okklusale) werden jeweils an einem Elektrodenhalter befestigt und dienen als Elektrode zur funkenerosiven Herstellung der Freiformflächen (apikale und okklusale) der Sonotrode. Die Freiformflächen können direkt in den Sonotrodengrundkörper oder in separate Sonotrodenelemente eingebracht werden, die man mit dem Sonotrodengrundkörper verbindet. Die Sonotrode dient zur ultraschallerosiven Herstellung der Keramikkrone aus dem Keramikrohling als Duplikat der Wachsmodellation.

Soll anstelle einer Keramikkrone eine Metallkrone angefertigt werden, wird mit den Galvanoplastiken (okklusale und apikale) jeweils eine Graphitelektrode (okklusale und apikale) hergestellt, die zur funkenerosiven Bearbeitung der Metallkrone dienen.

In anderen Bereichen der Technik z. B. der Optik oder der Feinmechanik wird beim Herstellen von Duplikaten meist von einem Urmodell ausgegangen, welches vorzugsweise aus Messing besteht und mit dem eine galvanische Mutterform erzeugt wird, die wiederum zur Herstellung von Elektroden für die Funkenerosion oder Sonotroden für die Ultraschallerosion dienen.

Durch die galvanoplastische Herstellung des Werkzeuges zur Herstellung der Sonotrode wird eine hohe Form- und Maßgenauigkeit und eine spannungsfreie Oberfläche sowie eine exakte Formübertragung garantiert. Unerwünschte Aufwachsungen an der Galvanoplastik werden verhindert. Weiterhin wird eine Oberflächenverfestigung erzielt, die eine höhere Lebensdauer der Sonotrode gewährleistet.

Das Aufbringen einer Silikonschicht auf der Wachs modellation kann entfallen.

Durch den sehr guten Schichtaufbau, welcher insbesondere durch die strudelartige Bewegung des Elektrolyten erzielt wird, ist es auch möglich, zur funkenerosiven Her stellung von Metallkronen eine Galvanoplastik direkt vom Wachsmodell herzustellen. Es wird damit auch im apikalen Bereich von Schneide- oder Eckzähnen, die relativ kleine Hohlräume großer Tiefe aufweisen, in diesen Hohlräumen ein Schichtaufbau erzielt, der den Einsatz der Galvanoplastik als Elektrode bei der funkenerosiven Herstellung von Metallkronen ermöglicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ausgangsmodells 1 mit der zu duplizierenden Freiformfläche F,

Fig. 2 Herstellung einer Negativform 2,

Fig. 3 Darstellung der Negativform 2 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 5 in der Badvorrichtung 5,

Fig. 4 Schematische Darstellung des zu beschichtenden Negativmodells 2 im Galvanobad 6,

Fig. 5a) Darstellung der Negativform 7 mit der darauf abgelagerten Galvanoplastik 7,

Fig. 5b) Galvanoplastik 7 mit der Freiformfläche FG, die der Freiformfläche F des Ausgangsteiles 1 entspricht,

Fig. 6 Funkenerosives Erzeugen der Freiformfläche FS
a) in dem Sonotrodengrundkörper 10.1,
b) in einem Sonotrodenelement 10.2,

Fig. 7 Darstellung der Verbindung zwischen Sonotroden element 10.2 und Sonotrodengrundkörper 10.1
a) Schraubverbindung,
b) Lötverbindung,

Fig. 8 Ultraschallerdieren des Werkstückes 11 mit einer zweiteiligen Sonotrode 10,

Fig. 9 Darstellung des Werkstückes 11 mit der duplizierten Freiformfläche FD,

Fig. 10 Querschnitt durch ein Wachsmodell 22 in einer Vorrichtung 23 mit einer Kunststoffabformung 24a im okklusalen Bereich und einer Kunststoff abformung 24b im apikalen Bereich,

Fig. 11 Querschnitt durch das Okklusalteil und das Apikalteil der Kunststoffabformungen 24a und 25b, jeweils in einer Badvorrichtung,

Fig. 12 Schematische Darstellung der Badvorrichtung im Galvanobad
a) Seitenansicht,
b) Draufsicht,

Fig. 13 schematische Darstellung der funkenerosiven Herstellung der Freiformflächen FDa und FDb der Sonotroden 10
a) in ein Sonotrodenelement 10b,
b) in einen Sonotrodengrundkörper 10.1,

Fig. 14 schematische Darstellung der Verfahrensschritte beim Ultraschallerodieren einer Keramikkrone mit zweiteiliger Sonotrode,

Fig. 15 schematische Darstellung der Verfahrens schritte beim Ultraschallerodieren einer Keramikkrone mit einteiliger Sonotrode,

Fig. 16 Keramikkrone.

Von grundsätzlicher Bedeutung beim Duplizieren von Freiformflächen ist, in welchem Werkstoff das Duplikat eingebracht werden soll. Im weiteren werden dabei zwei Werkstoffarten unterschieden:

a) Werkstoffe, die mit Ultraschallerosion bearbeitet werden können
b) Werkstoffe, die sich mittels Funkenerosion bearbeiten lassen.

Beim Duplizieren einer komplizierten Freiformfläche F von einem Ausgangsmodell 1, (Fig. 1) in einen Werkstoff der Gruppe a) wie z. B. Keramik, Gestein, Kunststoff, wird diese Freiformfläche F zuerst mit Kunststoff oder anderen plastischen Formmassen abgeformt. Dazu wird vorteilhafter Weise über das zu duplizierende Ausgangsmodell 1 eine Vorrichtung 3 gesetzt. Die Vorrichtung 3 wird mit schnellhärtbarem Kunststoff ausgegossen und gleichzeitig eine Kontaktierung 4 für die nachfolgende galvanische Beschichtung vorgenommen, s. Fig. 2. Das Ausgangsmodell 1 wird gem. Fig. 3 von der Negativform 2 entfernt und die Freiformfläche FN der Negativform 2 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 5 versehen, die chemisch, physi kalisch oder mechanisch aufgebracht werden kann. Diese Negativform 2 wird entweder in der Vorrichtung 3 belassen oder in einer speziellen Badvorrichtung angeordnet, gem. Fig. 4 in ein Galvanobad 6 verbracht und kathodisch geschaltet.

Das Negativmodell 2 wird im Galvanobad 6 mit einer gleichmäßigen homogenen Schicht in Form einer Galvano plastik 7 versehen. Das Galvanobad 6 beinhaltet vorzugs weise phosphatierte Kupferanoden 15 und ist mit einem nicht dargestellten Diaphragma ausgestattet. Es können handelsübliche Elektrolyte 12 zur Anwendung kommen. Der Elektrolyt 12 wird durch die Einwirkung eines rotierenden Magnetfeldes in eine Strudelbewegung versetzt. Die dafür erforderliche Einrichtung 14 zur Erzeugung der Strudel bewegung umgibt teilweise den Behälter 13 des Galvano bades 6 im unteren Bereich. Die Negativform 2 in der Vorrichtung 3 wird an einem Haltearm 19 gelagert, der an einer Abdeckung 17 über dem Behälter 13 mit Verbindungselementen 20 befestigt wird. Der Haltearm 19 reicht dabei durch einen mittigen Durchbruch 18 der Abdeckung 17 so in den Elektrolyt 12, daß die zu be schichtende Fläche FN an der Peripherie des Strudels S liegt und im wesentlichen zu diesem rechtwinklig ausge richtet ist, so daß die Fläche FN von dem Elektrolyten 12 kontinuierlich angeströmt wird. Gleichzeitig wird die Negativform 2 Winkel α so geneigt, daß der entstehende Wasserstoff entweichen kann.

Nach Beendigung des Beschichtungsprozesses wird die Vorrichtung 3 aus dem Galvanobad 6 entnommen und die Negativform 2 mit der darauf aufgelagerten Galvanoplastik 7 aus der Vorrichtung 3 entfernt; In Fig. 5a ist die Negativform 2 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 5 und der auf der Freiformfläche FN entstandenen Galvanoplastik 7 dargestellt. Die Galvanoplastik 7 wird von der Negativform entfernt (Fig. 5b). Die in der Galvanoplastik 7 enthaltene Freiformfläche FG stellt bereits eine positiv Anformung der Freiformfläche F dar.

Nachfolgend wird die Galvanoplastik 7 gem. Fig. 6 an der Elektrodenaufnahme 8 einer Funkenerosionsmaschine befestigt und dient als Elektrode bei der funkenerosiven Herstellung der Kontur einer entsprechenden Freiformfläche FS einer Sonotrode 10 für die nachfolgende Ultraschallerosion. Die Freiformfläche FS kann dabei direkt in den Sonotrodengrundkörper 10.1 (Fig. 6a) oder in ein Sonotrodenelement 10.2 erodiert werden. Das Sono trodenelement 10.2 wird kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem Sonotrodengrundkörper 10.1 verbunden; Vorzugs weise weist das Sonotrodenelement 10.2 einen Gewindebolzen 21 auf, mit welchem es nachfolgend in den Sonotrodengrundkörper 10.1 eingeschraubt wird. In Fig. 7a ist eine Sonotrode 10 aus einem Sonotrodengrundkörper 10.1 und darin eingeschraubten Sonotrodenelement 10.2 dargestellt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Sonotrodenelement 10.2 mit dem Sonotrodengrundkörper 10.1 mit einem geeigneten Lot 9 zu verlöten, wie in Fig. 7b gezeigt wird.

Das Werkstück 11 (z. B. Rohling aus Keramik, Kunststoff oder Gestein) wird in der Ultraschallerosionsmaschine gegenüber der Sonotrode 10 aufgenommen, zu dieser ausgerichtet und lagefixiert. Anschließend wird mittels Ultraschallerosion, die in der Sonotrode 10 enthaltene Freiformfläche FS in das Werkstück 11 eingebracht (Fig. 8), welches damit eine der Freiformfläche F des Ausgangsmodells 1 entsprechende Freiformfläche FD erhält (Fig. 9).

Bei Werkstoffen der Gruppe b), die sich mittels Funkenerosion bearbeiten lassen (z. B. bestimmte Metalle), wird anstelle der Sonotrode analog eine Graphitelektrode angefertigt, die zur abschließenden funkenerosiven Her stellung des Duplikates entsprechend des Ausgangsmodelles dient.

Mit diesen Verfahrensschritten wird eine maßgenaue Her stellung der zu duplizierenden Teile 11 entsprechend des Ausgangsmodells 1 gewährleistet.

Bei der Herstellung von Zahnersatzteilen z. B. Kronen aus Keramik oder Kunststoff (Bearbeitung mittels Ultra schallerosion; Werkstoffgruppe a) sind jeweils zwei sich gegenüberliegende Freiformflächen (okklusal und apikal) zu duplizieren. Dabei werden vier Handwerkstechnologien angewendet:

1. die Zahnersatzmodellierung
2. die galvanoplastische Herstellung der Elektrode für die Funkenerosion
3. die Herstellung der Sonotrode mittels Elektrode durch Funkenerosion
4. Herstellung der Keramikkrone durch Ultraschallerosion.

Bei der Herstellung des Zahnersatzes wird in bekannter Weise von einem Gipsmodell ausgegangen, welches in einem Modelleinspanntisch aufgespannt wird. Darauf wird eine Wachsmodellation ausgeführt, mit dem Artikulatur über prüft, mit einem Parallelometer das Lot ausgerichtet, der Zahnäquator 22 angezeichnet und die Präparationsgrenze dementsprechend geformt. Bei diesem Wachsmodell 1a (Wachskrone) wird nun mit Hilfe einer zylinderartigen Vorrichtung 2, die über das Wachsmodell 1a gesetzt wird, die okklusale Seite bis zum Zahnäquator 22 mit schnell härtbaren Kunststoff abgeformt. Die entstandene Kunst stoffabformung 24a wird in dieser Vorrichtung 23 mit dem Wachsmodell 1a verschoben, um auch die Gegenseite (apika le) mit schnell härtbaren Kunststoff abzuformen, wodurch eine Kunststoffabformung 24b des apikalen Bereiches ent steht. Um das Verschieben der Kunststoffabformung 24a in der Vorrichtung und das Entnehmen der Kunststoff abformungen 24a und 24b aus der Vorrichtung zu erleichtern, ist diese in Längsrichtung aufgeschlitzt (nicht dargestellt). Bei der Herstellung der Kunststoff abformungen 24a und 24b wird gleichzeitig die Kontak tierung 27a und 27b für die nachfolgende galvanische Beschichtung vorgenommen.

Damit beide Kunststoffabformungen 24a und 24b leicht von einander entfernen zu können, wird auf der ersten Kunststoffabformung 24a eine chemische Trennschicht, vor zugsweise in Form einer Versilberung (Spiegelversil berung) 25, aufgebracht und erst danach die zweite Kunststoffabformung 24b (apikal) hergestellt. Nach dem Entfernen der Kunststoffabformungen 24a und 24b aus den Vorrichtungen 23 wird auch die zweite Kunststoffabformung 24b versilbert (Spiegelversilberung). Die zwei in den erzeugten Kunststoffabformungen 24a und 24b enthaltenen sogenannten Äquatorflächen (apikale und okklusale) bein halten die abgeformte Struktur des Wachsmodells 1a (Wachszahn). In Fig. 10 ist ein Querschnitt durch ein Wachsmodell 1a in der Vorrichtung 23 mit einer Kunststoffabformung 24a im okklusalen Bereich und einer Kunststoffabformung 24b im apikalen Bereich schematisch dargestellt. Die Kunststoffabformungen 24a und 24b reichen jeweils bis an den Zahnäquator 22 heran und beinhalten jeweils eine Kontaktierung 27a und 27b. Zwischen beiden Kunststoffabformungen 24a und 24b befindet sich die chemische Trennschicht 6 (Spiegelver silberung), um das Entnehmen der Kunststoffabformungen 3 und 4 zu erleichtern. Die Versilberung (Spiegelver silberung) 6 auf beiden Kunststoffabformungen 24a und 24b bildet gleichzeitig die elektrisch leitfähige Schicht 25 für die Herstellung der Galvanoplastiken auf den Kunst stoffabformungen 24a und 24b.

Die Kunststoffabformung 24a beinhaltet die Negativfläche FNa des okklusalen Bereiches der Wachskrone und die Kunststoffabformung 24b beinhaltet die Negativfläche FNb des apikalen Bereiches des Wachsmodelles 1a. Die Kunststoffabformungen 24a und 24b werden gem. Fig. 11 jeweils in eine Badvorrichtung 26a und 26b eingelegt. Beide Badvorrichtungen 26a und 26b weisen ebenfalls einen Längsschlitz auf (nicht dargestellt), um das Einlegen und Entnehmen der Kunststoffabformungen 24a und 24b zu erleichtern.

Diese Badvorrichtungen 26a und 26b werden gern. Fig. 12a und b in ein spezielles Galvanobad 6 eingebracht, in welchem der galvanische Schichtaufbau erfolgt und mit den Kontaktierungen 27a und 27b an die Gleichstromquelle angeschlossen. Das Galvanobad 6 hat vorzugsweise ein Fassungsvermögen in der Größenordnung von 4 bis 7 Liter und wird strudelartig durch die Einwirkung eines rotierenden Magnetfeldes bewegt. Die Einrichtung 14 zur Erzeugung des Strudels 16 ist teilweise in den Behälter 13 des Galvanobades 6 eingebettet.

Für das Galvanobad 6 werden vorzugsweise handelsübliche Elektrolyte 12 eingesetzt. Zu beachten ist, daß die Badvorrichtungen 26a und 26b so in das Galvanobad 6 eingebracht werden, daß sie sich an der Peripherie des Strudels 16 befindet und die zu beschichtenden Flächen FNa und FNb entgegen der Badbewegung gerichtet ist. Zusätzlich sind die Badvorrichtungen 26a und 26b und die zu beschichtende Fläche FNa und FNb im Winkel α so zu neigen, daß der bei der Elektrolyse entstehende Wasser stoff entweichen kann.

Das Galvanobad 6 besteht aus einem Behälter 13 mit einer Abdeckung 17, an welcher ein Haltearm 19 über Befesti gungselemente 20 angeordnet ist.

Vorteilhafter Weise werden beide Badvorrichtungen 26a und 26b paarweise (okklusal und apikal) an dem Haltearm 19 angeordnet, der an der Abdeckung 17 befestigt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel können insgesamt 6 Haltearme 19 an den vorgesehenen Befestigungselementen 20 angebracht werden. Gem. Fig. 12a sind die Badvorrichtungen 26a und 26b weiterhin so auszurichten, daß sie im wesent lichen rechtwinklig zur Drehbewegung des Strudels 16 liegen.

Die im Galvanobad 6 auf den Kunststoffabformungen 24a und 24b erzeugten Galvanoplastiken 28a und 28b beinhalten jeweils die okklusale und apikale Fläche FGa und FGb entsprechend des Wachsmodelles 1a. Die Galvanoplastiken 28a und 28b werden jeweils mit einer Elektrodenaufnahme 29 verbunden und dienen als Elektroden für die funkenerosive Herstellung der Sonotroden 10. Dabei besteht, wie v. g. beschrieben, die Möglichkeit, den Sonotrodengrundkörper 10.1 oder nur ein Sonotrodenelement 10.2 zu erodieren.

Gemäß Fig. 13 wird mit der Galvanoplastik (Elektrode) 28a das Okklusalteil der Sonotrode 10 und mit der Galvanoplastik (Elektrode) 28b das Apikalteil der Sonotrode 10 gefertigt. In der Fig. 13a ist dabei schematisch dargestellt, wie mit der Galvanoplastik 28a (Elektrode) die Fläche FGa in ein Sonotrodenelement 10.2a durch Funkenerosion eingebracht wird und in Fig. 13b wird gezeigt, wie mit der Galvanoplastik 28b die apikale Fläche FGb in einem Sonotrodenelement 10.2b mittels Funkenerosion erzeugt wird.

Nachfolgend werden die Sonotrodenelemente 10.2a und 10.2b jeweils mit dem Sonotrodengrundkörper 10.1 verschraubt. Vorzugsweise wird dabei Feingewinde eingesetzt. Die Achsen der Sonotrodenelemente 10.2a und 10.2b und der Sonotrodengrundkörper müssen dabei genau übereinstimmen.

Der Keramikrohling 30 wird auf einer beweglichen Metallplatte 31 (vorzugsweise durch Kleben) befestigt, die wiederum in einer Aufnahme 32 der Ultraschall erosionsmaschine gegenüber der Arbeitssonotrode 10A auf genommen wird. Die Aufnahme 32 ist dabei vorzugsweise als Magnetspannplatte ausgebildet. Das Aufkleben des Keramik rohlings 30 auf die Metallplatte 31 erfolgt vorzugsweise mit erwärmten Wachs. Die Arbeitssonotrode 10A ist gem. Fig. 14a bis c zweiteilig ausgebildet. Zuerst wird in den Sonotrodengrundkörper 10.1 das Sonotrodenelement 10.2a (okklusale) eingeschraubt (Fig. 14a). Der Keramikrohling 30 wird über die bewegliche Metallplatte 31 zum Sonotrodenelement 10.2a der Arbeitssonotrode 10A eingerichtet und lagefixiert.

Nun kann durch Ultraschallerosion die Herstellung der Keramikkronen 33 beginnen. Dabei wird zuerst das Okklusalteil in den Keramikrohling 33 ultraschallerodiert (Fig. 14a). Anschließend wird das Sonotrodenelement 10.2a aus dem Sonotrodengrundkörper 10.1 der Arbeitssonotrode 10A herausgeschraubt und dient bei der weiteren ultraschallerosiven Bearbeitung zur Aufnahme des Keramikrohlings 30, der darin mit seiner neuen Oberfläche FDa vorzugsweise durch erwärmtes Wachs befestigt wird. Das Sonotrodenelement 10.2a mit dem darin befestigten Keramikrohling 13 wird gegenüber der Sonotrode 12 von der Aufnahme 31 aufgenommen. Vorzugsweise wird es mit der Aufnahme 31 verschraubt. In den Sonotrodengrundkörper 10.1 wird das okklusale Sonotrodenelement 10.2b eingeschraubt und das Sonotrodenelement 10.2a mit dem darin befestigten Keramikrohling 33 zum Sonotrodenelement 10.2b ausgerichtet und lagefixiert (Fig. 14b). Danach wird mit dem Sonotrodenelement 10.2b das Apikalteil in den Keramikrohling 13 eingebracht, so daß eine, dem Wachsmodell 1a entsprechende, Keramikkrone 33 entsteht (Fig. 14c).

Sind die Ausgangsteile für die Herstellung der Sonotro denelemente 10.2a und 10.2b entsprechend des gewünschten Endmaßes zu hoch, ist es vorteilhaft, vor der Funkenerosion deren Höhe zu verringern, z. B. durch Abdrehen.

Findet bei der ultraschallerosiven Herstellung der Keramikkrone 33 eine einteilige Sonotrode Anwendung, so wird entsprechend Fig. 15a bis c zuerst als Arbeitssonotrode 10A der Sonotrodengrundkörper 10.1a mit der okklusalen Fläche FSa eingesetzt und das Apikalteil im Keramikrohling 30 (Fig. 15a) hergestellt. Danach wird der gesamte Sonotrodengrundkörper 10.1a ausgewechselt und für die weitere Bearbeitung zur Aufnahme des Keramikrohlings 30 gegenüber der Arbeitssonotrode 10A genutzt. Anschließend wird als Arbeitssonotrode der Sonotrodengrundkörper 10.1b eingesetzt (Fig. 15b). Der Sonotrodengrundkörper 10.1a, der auf der Metallplatte 31 angeordnet ist, wird zur Sonotrode 10.1b ausgerichtet und lagefixiert. Danach erfolgt gem. Fig. 15c die Fertig stellung der Keramikkrone 33 durch Ultraschallerosion.

In Fig. 15 ist die Keramikkrone 33 dargestellt, die dem Wachsmodell 1a (Wachskrone) entspricht.

Mit diesen erfindungsgemäßen Verfahrensschritten wird es möglich, eine Sonotrode aus Stahl zu fertigen, die in ihrer Oberflächenqualität den Anforderungen für die Herstellung qualitativ hochwertiger Duplikate entspricht, da die Oberflächenstruktur gegenüber gegossener oder mechanisch bearbeiteter Sonotroden wesentlich verbessert wird. Diese Neuerung wird insbesondere dadurch erzielt, daß die Sonotrode mit einer galvanoplastisch hergestellten Elektrode funkenerodiert wird. Erstmalig gelingt es, bei Einhaltung dieser Verfahrensschritte, durch Ultraschallerosion mit Sonotroden aus Stahl, welche die notwendige Verschleißfestigkeit aufweisen, Keramik kronen hoher Oberflächenqualität herzustellen.

Analog ist es möglich, neben Produkten der Medizintechnik auch Produkte aus anderen Bereichen, z. B. der Optik, Feinmechanik und Mikromechanik zu duplizieren. Neben dem Duplizieren von körperlichen Formen können auch Freiformflächen und Mikrostrukturen als Duplikat in hervorragender Qualität durch Ultraschallerosion hergestellt werden, wenn die Sonotroden, wie beschrieben, durch Funkenerosion mit den galvanoplastisch erzeugten Elektroden angefertigt werden.

Beim Duplizieren von Körpern mit mehreren Freiformflächen wird dabei von jeder Freiformfläche eine Kunststoff abformung, eine Galvanoplastik und ein Formelement der Sonotrode angefertigt. Die Sonotrode bzw. das Formelement der Sonotrode, mit welchem die erste Freiformfläche in das Werkstück (Rohling) eingebracht wurde, dient zur Aufnahme des Werkstückes mit dieser Freiformfläche für die weitere ultraschallerosive Bearbeitung. Je nach Art der Anordnung der zu duplizierenden Freiformflächen verbleibt das Werkstück bis zur Herstellung der letzten Freiformfläche in dieser Aufspannung oder wird von einer anderen Sonotrode bzw. einem entsprechenden Formelement an der damit hergestellten Freiformfläche aufgenommen. Von großer Bedeutung für die Erzielung einer hohen Genauigkeit ist, daß die Sonotrode bzw. das Formelement mit dem darin aufgenommenen Werkstück (Rohling) jeweils zur Arbeitssonotrode 12′ mit dem darin enthaltenen Formelement definiert ausgerichtet und lagefixiert wird.

Bei Werkstoffen der o. g. Werkstoffgruppe b), die sich mittels Funkenerosion bearbeiten lassen, kann mit den erzeugten Galvanoplastiken (okklusal und apikal), die im weiteren als Elektrode für die Funkenerosion eingesetzt wird, jeweils eine Graphitelektrode erzeugt werden. Mit den beiden Graphitelektroden (okklusal und apikal) wird im weiteren ebenfalls durch Funkenerosion die Metallkrone hergestellt, wobei nacheinander das okklusale und apikale Formelement hergestellt wird und der Rohling nach der Herstellung des ersten Formelementes in der dabei angewendeten Graphitelektrode zur Aufnahme befestigt wird.

Neben der Bearbeitung von Metallkronen über die Ver fahrensschritte:

- Herstellen des Wachsmodells
- Herstellen von Kunststoffabformungen
- Erzeugung der Galvanoplastiken
- Anfertigung der Graphitelektroden durch Funkenerosion, wobei die Galvanoplastik als Elektrode eingesetzt wird,
- funkenerosive Herstellung der Metallkronen mit der Graphitelektrode

kann das Verfahren zur Herstellung des Duplikats auch er heblich verkürzt werden.

Im folgenden wird dazu ein weiteres Beispiel für die Herstellung einer Metallkrone beschrieben.

Es wird ebenfalls zuerst ein Wachsmodell hergestellt und der Zahnäquator angezeichnet. Die apikale Seite des Wachsmodells wird bis zum Zahnäquator mit einer weichen Formmasse in einer Vorrichtung ausgefüllt und gleich zeitig eine Kontaktierung vorgenommen. Die okklusale Fläche wird mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehen. Anschließend wird die Vorrichtung mit dem Wachsmodell in das Galvanobad verbracht, welches unter den gleichen v. g. beschriebenen Bedingungen arbeitet und analog ausgestattet ist. Direkt auf der okklusalen Seite des Wachsmodells entsteht somit eine Galvanoplastik.

Anschließend wird die Formmasse vom Wachsmodell entfernt und analog auf der apikalen Seite des Wachsmodells eine Galvanoplastik erzeugt. Beide Galvanoplastiken dienen nachfolgend als Elektrode bei der funkenerosiven Herstellung der Metallkrone.

Es ist ebenfalls möglich, die Galvanoplastiken direkt zur Ultraschallerosion einzusetzen, wobei diese vorzugsweise mit einem Silberlot an der Sonotrode oder dem Sonotrodenelement befestigt werden.

Erst mit den neuartigen Bedingungen bei der Herstellung der Galvanoplastiken, insbesondere durch die Strudel bewegung des Elektrolyten, wird ein Schichtaufbau, auch bei Oberflächen mit kleinen Ausnehmungen großer Tiefe, erzielt, der einen Einsatz der Galvanoplastik als Funkenerosionselektrode und als Werkzeug zur Ultraschallerosion ermöglicht.

Dadurch wird es bei der Zahnrestauration erstmalig möglich, direkt vom apikalen Bereich des Wachsmodells, auch bei einem Schneide- oder Eckzahn, eine Galvanoplastik herzustellen, die für die funkenerosive Herstellung von Metallkronen und gleichzeitig für die ultraschallerosive Herstellung von Keramikkronen geeignet ist.

Bezugszeichenliste

1 Ausgangsmodell
1a Wachsmodell
2 Negativform
3 Vorrichtung
4 Kontaktierung
5 elektrisch leitfähige Schicht
6 Galvanobad
7 Galvanoplastik
8 Elektrodenaufnahme
9 Lot
10 Sonotrode
10.1 Sonotrodengrundkörper
10.2 Sonotrodenelement
10.1a Sonotrodengrundkörper apikal
10.1b Sonotrodengrundkörper okklusal
10.2a Sonotrodenelement apikal
10.2b Sonotrodenelement okklusal
10A Arbeitssonotrode
11 Werkstück
12 Elektrolyt
13 Behälter
14 Einrichtung zur Erzeugung der Drehbewegung des Elektrolyten
15 Anode
16 Strudel
17 Abdeckung
18 Durchbruch
19 Haltearm
20 Befestigungselement
21 Gewindebolzen
22 Zahnäquator
23 Vorrichtung
24a Kunststoffabformung okklusal
24b Kunststoffabformung apikal
25 elektrisch leitfähige Schicht
26a Badvorrichtung okklusal
26b Badvorrichtung apikal
27a Kontaktierung okklusal
27b Kontaktierung apikal
28a Galvanoplastik okklusal
28b Galvanoplastik apikal
29 Elektrodenaufnahme
30 Keramikrohling
31 bewegliche Metallplatte
32 Aufnahme
33 Keramikkrone
F Freiformfläche des Ausgangsmodells
Fa Freiformfläche des Wachsmodells okklusal
Fb Freiformfläche des Wachsmodells apikal
FN Freiformfläche der Negativform 2
FNa Freiformfläche der Kunststoffabformung okklusal
FNb Freiformfläche der Kunststoffabformung apikal
FG Freiformfläche der Galvanoplastik
FGa Freiformfläche der Galvanoplastik okklusal
FGb Freiformfläche der Galvanoplastik apikal
FS Freiformfläche der Sonotrode
FSa Freiformfläche der Sonotrode okklusal
FSb Freiformfläche der Sonotrode apikal
FD Fläche des Werkstücks 11
α Neigungswinkel

Claims

1. Verfahren zum Duplizieren komplizierter Freiform flächen (F) und Mikrostrukturen, bei welchem in Abhängig keit vom jeweiligen Werkstoff des abschließend zu bearbeitenden Werkstückes (11) nacheinander die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

a) herstellen einer Negativform (2) der zu dupli zierenden Freiformfläche (F) des Ausgangsmodells (1) mit einer geeigneten Formmasse und gleichzeitiges oder nachfolgendes Anbringen einer Kontaktierung für eine galvanische Beschichtung,
b) versehen der Negativform (2) mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (5),
c) einbringen der Negativform (2) in ein spezielles Galvanobad (6), in welchem ein Schichtaufbau auf der Negativform (2) erfolgt, so daß eine Galvanoplastik (7) erzeugt wird,
d) entfernen der Galvanoplastik (7) von der Negativform (2) und befestigen der Galvanoplastik (7) an der Elek trodenaufnahme (8) der Funkenerosionsmaschine,
e) funkenerosive Herstellung der entsprechenden Frei formfläche FS einer Sonotrode (10) oder einer Graphit elektrode, wobei die Galvanoplastik (7) als Elektrode dient,
f) abschließendes Ultraschallerodieren des Werkstücks (11) mit der Sonotrode (10), wenn der Werkstoff des Werkstücks (11) mittels Ultraschallerosion bearbeitbar ist oder Funkenerodieren des Werkstückes (11) mit der Graphitelektrode, wenn der Werkstoff des Werkstücks (11) mittels Funkenerosion bearbeitbar ist, und damit Erzeugung einer Freiformfläche (FD) entsprechend des Ausgangsmodells (1) oder

daß die Galvanoplastik (7) direkt von dem Ausgangsmodell (1) hergestellt und nachfolgend zur Ultraschallerosion des zu bearbeitenden Werkstücks eingesetzt wird, wobei die Sonotrode dadurch hergestellt wird, daß die Galvanoplastik (7) vorzugsweise stoffschlüssig durch Löten mit dem Sonotrodengrundkörper (10.1) oder dem Sonotrodenelement (10.2) verbunden wird, wobei das Sonotrodenelement (10.2) kraft-, form- oder stoffschlüssig am Sonotrodengrundkörper (10.1) befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Galvanobad (6) eine definierte Elektrolytmenge aufweist und daß der Elektrolyt (12) in eine Drehbewegung versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (12) durch die Ein wirkung eines rotierenden Magnetfeldes strudelartig bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Fläche (FN) der Negativform (2) entgegen der Strudelbewegung des Elektro lyten (12) gerichtet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Fläche (2a) der Negativform (2) so in das Galvanobad (6) eingebracht wird, daß sie an der Peripherie des Strudels (16) liegt und im wesentlichen rechtwinklig zu diesem ausgerichtet ist und daß die zu beschichtende Fläche (FN) so geneigt wird, das der entstehende Wasserstoff entweichen kann.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiformfläche (FS) direkt in den Sonotrodengrundkörper (10.1) eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiformfläche (FS) in ein separates Sonotrodenelement (10.2) eingebracht und nach folgend mit dem Sonotrodengrundkörper (10.1) verbunden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonotrodenelement (10.2) kraft-, form- oder stoffschlüssig mit dem Sonotrodengrundkörper (10.1) verbunden wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonotrodenelement (10.2) mit dem Sonotroden grundkörper (10.1) verschraubt oder verlötet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Duplizieren von mehreren Freiformflächen (F), die sich an einem Ausgangsmodell (1) zueinander in einer definierten Lage befinden, von jeder Freiformfläche (F) über die Herstellung einer ent sprechenden Negativform (2) und Galvanoplastik (7) eine Sonotrode (10) oder eine Graphitelektrode angefertigt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Werkstücken (11) mit mehreren zueinander lagefixierten Freiform flächen (F) beim Ultraschallerodieren mit einer ein stückigen Sonotrode (10) nacheinander folgende Verfah rensschritte ausgeführt werden:

a) Herstellung der ersten Freiformfläche (F) am Werkstück (11) mit der zugehörigen ersten Sonotrode (10), in welcher die erste Freiformfläche (FS) gespeichert ist,
b) ausspannen der ersten Sonotrode (10) und befestigen des Werkstückes (11) mit seiner ersten Freiformfläche (FD) in der Freiformfläche (FS) der ersten Sonotrode (10),
c) befestigen der zweiten Sonotrode (10), welche die zweite herzustellende Freiformfläche (FS) beinhaltet und als Arbeitssonotrode (10A) dient, im Sono trodenhalter der Ultraschallerodiermaschine, wobei
d) vor- oder nachher die erste Sonotrode (10) mit dem darin befestigten Werkstück (11) der Arbeitssonotrode (10A) gegenüberliegend in einer Aufspannung befestigt und zur Arbeitssonotrode (10A), entsprechend der zu erzeugenden Anordnung der Freiformflächen (FD), lagefixiert wird, daß
e) anschließend mit dem zweiten Formelement (FS) der Sonotrode (10) die zweite Freiformfläche (FD) in das Werkstück (11) durch Ultraschallerodieren eingebracht wird, daß
f) bei der Herstellung weiterer Freiformflächen (1′) die erste Sonotrode (10), die als Aufspannelement des Werkstückes (11) dient, entsprechend der erforderlichen Lage der nächsten Freiformfläche (FD) zur Arbeitssonotrode (10A), die das nächste Formelement (FS) enthält, erneut lagefixiert wird und daß
g) das Werkstück (11) bis zur vollständigen Herstellung aller Freiformflächen (FD) zur Aufspannung in der ersten Sonotrode (10) verbleibt oder von einer anderen Sonotrode (10) mit dem entsprechenden Formelement (FS) aufgenommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Werkstücken (11) mit mehreren zueinander lagefixierten Freiform flächen (FD) beim Ultraschallerodieren mit einer Sonotrode (10) aus einem Sonotrodengrundkörper (10.1) und einem daran befestigten Sonotrodenelement (10.2) der Sonotrodengrundkörper (10.1) in der Sonotrodenaufnahme der Maschine verbleibt und jeweils neue Sonotroden elemente (10.2) mit dem Sonotrodengrundkörper (10.1) verbunden werden und daß jeweils das erste und/oder ein nachfolgend angewendetes Sonotrodenelement (10.2) der Sonotrode (10) für die Aufspannung des Werkstückes (11) eingesetzt wird, wobei eine entsprechende Lagefixierung des Sonotrodenelementes (10.2), welches als Aufspannung dient, zur Arbeitssonotrode (10A) erfolgen muß.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Werkstücken (11) mit mehreren zueinander lagefixierten Freiform flächen (FD) mittels Funkenerosion, je nach Ausbildung der Graphitelektrode diese allein oder mit dem Elektrodenhalter nach der Herstellung der ersten Freiformfläche (FD) im Werkstück (11) zu dessen Aufnahme bei der nachfolgenden Herstellung weiterer Freiformflächen dient.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 13, wobei für das Galvanobad bekannter Weise ein Behälter zur Aufnahme des Elektrolyten angewendet wird, in welchem sich die Anoden befinden und die zu beschichtenden Negativformen eingehängt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (13) für den Elektrolyten (12) eine Einrichtung (14) zur Erzeugung der Strudelbewegung des Elektrolyten (12) zugeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einrichtung (14) zur Erzeugung der Strudelbewegung des Elektrolyten (12) in dem Behälter (13) befindet oder unter dem Behälter (13) angeordnet ist oder daß der Behälter (13) vollständig oder teilweise in der Einrichtung (14) eingebettet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferanoden (15) phosphatiert sind und daß das Galvanobad (6) mit einem Diaphragma (16) ausgestattet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (13) eine Abdeckung (17) mit einem vorzugsweise mittigen Durchbruch (18) aufweist und daß jeweils eine oder mehrere zu beschichtende Negativformen (2) an mindestens einem Haltearm (19) fixiert werden, welcher auf der Abdeckung (17) oder an einer senkrechten Wand des Behälters (13) lösbar oder schwenkbar befestigt ist und mit den zu beschichteten Negativformen (2) in den Behälter (13) hineinragt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Haltearme (19) in Ab hängigkeit der Elektrolytmenge bestimmt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung für die Sonotrode (10) oder das Sonotrodenelement (10b) der Sonotrode (10), welche der Arbeitssonotrode (10A) gegenüber liegt, zur Arbeitssonotrode (10A) beliebig einstellbar ist.