DE69527739T2 - Verfahren zur Herstellung einer orthodontischen Vorrichtung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer orthodontischen VorrichtungInfo
- Publication number
- DE69527739T2 DE69527739T2 DE69527739T DE69527739T DE69527739T2 DE 69527739 T2 DE69527739 T2 DE 69527739T2 DE 69527739 T DE69527739 T DE 69527739T DE 69527739 T DE69527739 T DE 69527739T DE 69527739 T2 DE69527739 T2 DE 69527739T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- amorphous alloy
- wire
- forming
- raw material
- orthodontic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000013526 supercooled liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 210000002455 dental arch Anatomy 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000001055 chewing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003564 dental alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003479 dental cement Substances 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/10—Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
- A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
- A61C7/14—Brackets; Fixing brackets to teeth
- A61C7/16—Brackets; Fixing brackets to teeth specially adapted to be cemented to teeth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
- A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft kieferorthopädische Vorrichtungen, so wie Klammern, Wangenrohre und Bänder, die für eine kieferorthopädische Behandlung verwendet werden, sowie andere kieferorthopädische Hilfsprodukte.
- Klammern, die entworfen wurden, um Bogendrähte zu halten, werden als Beispiele verwendet werden, um die Materialzusammensetzung und die charakteristischen Eigenschaften von kieferorthopädischen Vorrichtungen des Standes der Technik zu beschreiben. Klammern werden normalerweise aus rostfreiem Stahl, Titan, Keramik oder Kunststoffmaterialien gebildet. Klammern, die aus rostfreiem Stahl hergestellt wurden, besitzen im Allgemeinen überlegene charakteristische Festigkeitseigenschaften und können leichter hergestellt werden als andere Klammern. Aber die Anwesenheit von Chrom und Nickel in dem rostfreien Stahl ist dafür bekannt geworden, bei einigen Patienten allergische Reaktionen zu verursachen.
- Legierte Titanklammern besitzen überlegene Eigenschaften bezüglich der Korrosionsbeständigkeit. Reine Titanklammern besitzen im Allgemeinen keine ausreichende Festigkeit für eine kieferorthopädische Verwendung. Die Ti-6Al- 4 V-Titanlegierung besitzt eine ausreichende Festigkeit, aber beinhaltet ein toxisches Vanadiumelement. Zudem kann die Anwesenheit dieser Legierung im Innern des Mundes eines Patienten mit anderen Metallen einen Effekt einer galvanischen Zelle verursachen mit dem Risiko einer Metalleluierung. Außerdem ist die Legierung teuer und für Herstellungsverfahren nicht gut geeignet.
- Keramikklammern besitzen ein ästhetisch angenehmes Erscheinungsbild, aber weil sie härter als Zahnschmelz sind, kann durch sie während des Kauens ein Verkratzen der Zahnoberflächen verursacht werden. Außerdem kann aufgrund der Steifigkeit des Materials der Zahnschmelz beschädigt werden, wenn die Keramikklammern während oder nach Fertigstellung der kieferorthopädischen Behandlung von den Zahnoberflächen entfernt werden. Außerdem kann ein Praktizierender gezwungen sein, Zahnoberflächen mit einem Diamantwerkzeug zu schleifen, um alle Teile der Keramikklammern, die auf den Zahnoberflächen verlieben sind, zu entfernen.
- Kunststoffklammern besitzen ebenfalls ein ästhetisch angenehmes Erscheinungsbild. Kunststoffklammern besitzen aber keine bedeutende mechanische Festigkeit und können brechen oder sich verformen, wenn während der Behandlung äußere Kräfte durch die Bogendrähte an die Klammer angelegt werden. Kunststoffklammern besitzen auch relativ hohe Wasserabsorptionsraten und tendieren zur Verfärbung durch färbende Substanzen in Lebensmitteln. Zudem gibt es bei einer gleichmäßigen Bewegung einen bedeutenden Reibungswiderstand der Bogendrähte gegenüber den Plastikklammern, was die Zeitspanne der kieferorthopädischen Behandlung verlängern kann.
- Wenn Änderungen und Anpassungen während der kieferorthopädischen Behandlung nötig sind, werden mit diesen herkömmlichen Klammern entweder die Bogendrähte von den Klammern entfernt, gebogen und wieder eingebaut, um die kieferorthopädische Behandlung weiterzuführen, oder die Klammern werden von den Zahnoberflächen entfernt und in den gewünschten Positionen wieder befestigt. Folglich ist eine bedeutende Menge an Arbeit durch einen Praktizierenden während der kieferorthopädischen Behandlung erforderlich.
- Die Nachteile der Klammern des Standes der Technik gelten zumindest bis zu einem gewissen Grad auch für andere kieferorthopädische Vorrichtungen.
- US-A-5,088,923 betrifft kieferorthopädische Zahnspangen.
- JP-54-079996 betrifft amorphe Zahnlegierungen.
- EP-A-0,433,670 betrifft amorphe Legierungen.
- US-A-5,295,823 betrifft kieferorthopädische Vorrichtungen.
- In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zur Herstellung einer kieferorthopädischen Vorrichtung, die aus einer amorphen Legierung mit einer unterkühlten flüssigen Region größer als 20 K gebildet ist, und die einen amorphen Legierungsgehalt von über 30% einschließt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Einbringen von geschmolzenem Legierungsmaterial in eine Gießform;
- Abkühlen des Materials, um Rohmaterialstücke einer amorphen Legierung zu bilden;
- Bilden eines durchgehenden amorphen Legierungsdrahtes aus den Rohmaterialstücken; und
- Formen des Drahts in einer Warmumformungspresse, um die kieferorthopädischen Vorrichtung zu bilden.
- In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer kieferorthopädischen Vorrichtung bereit, die aus einer amorphen Legierung gebildet ist, die eine unterkühlte flüssige Region besitzt mit der allgemeinen Formel Xa-Yb-Mc, worin X ein oder mehrere Metalle, ausgewählt aus Zr, Ti, Hf, Mg und Seltenerdmetallen bedeutet, Y ein oder mehrere Metalle, ausgewählt aus Al, Zr, Hf, Ti und Seltenerdmetallen bedeutet, und M ein oder mehrere Metalle ausgewählt aus Fe, Co, Ni und Cu bedeutet, und worin a = 50 bis 80, b = 5 bis 20 und c = 0 bis 50 ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Einbringen von geschmolzenem Legierungsmaterial in eine Gießform;
- Abkühlen des Materials, um Rohmaterialstücke einer amorphen Legierung zu bilden;
- Bilden eines durchgehenden amorphen Legierungsdrahtes aus den Rohmaterialstücken; und
- Formen des Drahts in einer Warmumformungspresse, um die kieferorthopädischen Vorrichtung zu bilden.
- Durch die Verwendung einer amorphen Legierung, die eine unterkühlte flüssige Region besitzt, können kieferorthopädische Vorrichtungen angepasst werden durch Anwenden einer relativ geringen Kraft auf die Vorrichtung nach deren Erhitzen auf eine vorbeschriebene Temperatur. Dementsprechend können alle notwendigen Änderungen und Anpassungen im kieferorthopädischen Zustand schnell und einfach durchgeführt werden, sogar im Verlauf der kieferorthopädischen Behandlung. Insbesondere erlaubt die Verwendung einer amorphen Legierung mit einer unterkühlten flüssigen Region größer als 20 K und einem amorphen Legierungsgehalt von über 30% eine besonders leichte Anpassung der kieferorthopädischen Vorrichtung.
- Die Grundelemente, Zr, Ti und Hf, sind geeignet zur Verwendung in kieferorthopädischen Vorrichtungen, weil sie für den menschlichen Körper nicht schädlich sind. Die M-Elemente Fe, Co, Ni und Cu steigern in der Gegenwart von Zr, Ti und Hf die amorphe Formbarkeit des Materials.
- Beispiele der bevorzugten Legierungszusammensetzungen schließen ein:
- (1) Zr&sub6;&sub3;-Al&sub1;&sub2;-Co&sub3;-Ni&sub7;-Cu&sub1;&sub5;
- (2) Zr&sub6;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Co&sub5;-Ni&sub1;&sub5;-Cu&sub5;
- (3) Zr&sub6;&sub5;-Al7,5-Cu27,5
- (4) Zr&sub5;&sub5;-Al&sub2;&sub0;-Co&sub2;&sub0;
- (5) Zr&sub7;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Fe&sub1;&sub5;
- (6) Zr&sub6;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Ni&sub2;&sub5;
- Das Folgende ist eine Beschreibung einiger spezieller Ausführungsformen der Erfindung, es wird verwiesen auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
- Fig. 1 eine Ansicht ist auf einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Bildung von Rohmaterialproben.
- Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die Diffraktionsergebnisse eines Röntgen-Diffraktionsapparates veranschaulicht.
- Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die Ergebnisse einer Differentialscanningkalorimeter-Diffraktionsanalyse veranschaulicht.
- Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der Zusammensetzung der unterkühlten flüssigen Region auf die ternäre Struktur veranschaulicht.
- Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die Spannungs-Dehnungsdiagramme relativ zu Temperaturveränderungen veranschaulicht.
- Fig. 6 ist eine Ansicht auf einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines durchgehenden Drahts.
- Die Fig. 7(A) und 7(B) sind Ansichten der vorderen, beziehungsweise seitlichen Querschnitte einer Warmumformungspresse zur Bildung von Klammern aus durchgehenden Drähten.
- Fig. 8 ist eine Vorderansicht eines Zahnbogens, die den kieferorthopädischen Zustand zu Beginn der Behandlung veranschaulicht.
- Fig. 9 ist eine Vorderansicht eines Zahnbogens, die den kieferorthopädischen Zustand nach Beendigung der Behandlung veranschaulicht.
- Die Fig. 10(A) und 10(B) sind Vorderansichten, die eine Klammer- Verformungs-Anpassung veranschaulichen.
- Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer kieferorthopädischen Klammer, die ein Verfahren der Klammer-Erwärmung veranschaulicht.
- Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer kieferorthopädischen Klammer, die die Klammer-Verformungs-Anpassung mit einem Bogendraht, der an der Klammer befestigt ist, veranschaulicht.
- Fig. 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts eines Teils der Basisoberfläche einer Klammer, die ein Verfahren zur Bildung einer Einkerbung auf der Basisoberfläche veranschaulicht.
- Die Fig. 14(A) und 14(B) sind vergrößerte Ansichten von Querschnitten von Teilen der Basisoberfläche von Klammern, die Einkerbungen veranschaulichen, die durch alternative Mittel gebildet wurden.
- Die Grundlegierung 1 von jeder der jeweiligen beispielhaften Legierungszusammensetzungen (1) bis (6), die oben dargelegt sind, wird in eine Quarzdüse 2, in Fig. 1 gezeigt, eingeführt, die ein kleines Loch 2a mit einem Durchmesser von 1,0 bis 2,0 mm besitzt. Das Material wird dann durch Induktionserwärmung unter Vakuum geschmolzen. Die Quarzdüse 2 wird dann auf eine Kupferform heruntergelassen, und unter Druck stehendes Argongas wird appliziert, um die Flüssigkeit aus dem Loch 2a in die Kupferform 3 herauszudrücken. Das Material wird dann mit einer Kühlgeschwindigkeit von 10&sup4; bis 10&sup7; K/s abgekühlt, um Rohmaterialstücke 4 mit Größen von 3,0 · 50 mm zu bilden. Die Grundlegierung wird zuvor in einem Lichtbogen- Schmelzofen geschmolzen, um Gas aus dem porösen Zr-Metall zu entfernen, gefolgt von der Zugabe und dem Lösen der anderen Elemente darin.
- Eine Strukturanalyse wurde in einem Röntgen-Diffraktionsapparat durchgeführt, um zu bestimmen, ob eine amorphe Legierung gebildet wurde. Die luftgekühlten Produkte zeigten eine deutliche Anwesenheit von Zr, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Aber das Rohmaterial 4 der Legierungszusammensetzung (3) zeigte keinen klaren Peak in der Ka-Linienregion von Zr.
- Die amorphen Legierungen besitzen bevorzugt einen amorphen Metallgehalt von über 30%.
- Diffenentialscanningkalorimeter-Diffraktions(DSC-Kurven)-Analysen wurden auch auf den amorphen Legierungen durchgeführt, um deren Hitzeeigenschaften zu untersuchen. Die in Fig. 3 gezeigten Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede in den Glasübergangstemperaturen Tg und den Kristallisationstemperaturen Tx der einzelnen Legierungszusammensetzungen. Die maximalen Werte für die unterkühlte flüssige Region ΔTx (Tx - Tg) sind 56 K für die Legierungszusammensetzung (5), die Fe enthält, 69 K für die Legierungszusammensetzung (4), die Co enthält, 77 K für die Legierungszusammensetzung (6), die Ni enthält und 88 K für die Legierungszusammensetzung (3), die Cu enthält.
- Wie gezeigt, besitzt die amorphe Legierung der Legierungszusammensetzung (3), die Cu enthält, die breiteste unterkühlte flüssige Region ΔTx, und Tg und Tx, die die unterkühlte flüssige Region ΔTx definieren, liegen in der Tieftemperaturzone von 630 bis 710 K.
- Fig. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen den Elementverhältnissen und der unterkühlten flüssigen Region ΔTx der Legierungszusammensetzung (3). Die in dem Diagramm gezeigte Legierungszusammensetzung besitzt einen Bereich von 59 bis 77% Zr, 5 bis 13% Al und 25 bis 32% Cu. Die Legierungszusammensetzung (3) von Zr&sub6;&sub5;-Al7,5-Cu27,5 stellt die höchste unterkühlte flüssige Region ΔTx von 80 K bereit. Obgleich nicht dargestellt, war die höchste unterkühlte flüssige Region ΔTx für die Legierungszusammensetzungen (1) und (2) 100 K beziehungsweise 90 K.
- Fig. 5 zeigt Spannungs-Dehnungsdiagramme relativ zu Temperaturveränderungen in der Tg-Umgebung, die der unterkühlten flüssigen Region ΔTx der amorphen Legierungszusammensetzung (3) vorausgeht. Bei "A", wo Tg 630 K übersteigt, wird Dehnung aus sehr geringer Spannung erzeugt. Dies zeigt ein Superplastizitäts-Phänomen bei der unterkühlten flüssigen Region ΔTx an. Auch bei 570 K und 600 K, gerade vorangehend zu Tg, tritt eine Verformung bei einer relativ bedeutenden Spannung auf, nach der die Spannung verringert wird und eine stetige Verformung auftritt.
- Die Legierungszusammensetzungen (1) und (2), die Co, Ni und Cu anstelle von Cu27,5 der Zusammensetzung (3) besitzen, zeigten im Allgemeinen die gleichen Ergebnisse, wenn die Diffenentialscanningkalorimeter-Diffraktions (DSC- Kurven) und Spannungs-Dehnungsdiagramme analysiert wurden.
- Die amorphen Legierungen der Legierungszusammensetzungen (1) und (2) besaßen bei Raumtemperatur und bei Körpertemperatur (37ºC) eine Vickershärte Hv von 400 und eine Zugfestigkeit von 1200 MP. Diese Festigkeit ist wesentlich höher als die von rostfreiem Stahl der ausgehärteten Art oder der T1-6Al-4 V-Legierung, die gegenwärtig verwendet wird, was die amorphen Legierungszusammensetzungen für kieferorthopädische Vorrichtungen besonders geeignet macht.
- Ein Beispiel einer Klammer, die aus einer amorphen Legierung mit den oben beschriebenen Eigenschaften gebildet ist, wird unten beschrieben. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird geschmolzenes Material aus einem kleinen Loch 2a einer Düse 2 in eine Rille zwischen einem Paar rotierender Stahlrollen 5 herausgedrückt, um einen durchgehenden amorphen Draht 6 mit einem Durchmesser von 3,0 mm zu bilden. Dann wird, wie in den Fig. 7(A) und 7(B) gezeigt ist, der durchgehende Draht 6 in eine Warmumformungspresse eingeführt, die einen oberen Formteil 7, einen unteren Formteil 8, einen gleitenden Formteil 9 und einen Ausdrückstift 10 umfasst. Der Spitzenteil des Drahts wird vor dem Einführen in die Pressform auf 670 K erhitzt. Wenn der Draht mit einer Umformungsgeschwindigkeit (5,0 · 10&supmin;³/S) gepresst wird, die dem viskoelastischen Verhalten der unterkühlten flüssigen Region entspricht, wird eine Klammer 11 gebildet, die der Form der Formhöhlung der Gießform entspricht.
- Eine Klammer 11, die durch ein solches Verfahren gebildet wird, besitzt die Eigenschaften der hohen Korrosionsbeständigkeit, der hohen Haltbarkeit und ausreichender Festigkeit amorpher Legierungen. Außerdem ist die Klammer aus amorphen Legierungen gebildet, die für eine Verwendung im menschlichen Körper unbedenklich sind. Die Klammer besitzt auch eine breite unterkühlte flüssige Region und kann folglich zur Anpassung verformt werden, wenn nötig sowohl vor als auch während einer kieferorthopädischen Behandlung.
- Fig. 8 veranschaulicht einen möglichen kieferorthopädischen Zustand eines Zahnbogens zu Beginn einer kieferorthopädischen Behandlung. Nach einer 6- monatigen Behandlung kann dieser Zustand zu dem in Fig. 9 gezeigten Zustand korrigiert worden sein. Im letzteren Zustand ist der Bogendraht W fast gerade. Aber wegen der anfänglichen Klammerpositionierung ist der Zahn T1 in die mesiale Richtung geneigt und der Zahn T2 ist in der okklusalen Richtung verschoben. Mit kieferorthopädischen Klammern des Standes der Technik würde eine weitere kieferorthopädische Behandlung entweder die Entfernung des Bogendrahts W aus den Klammern 11 und ein weiteres Biegen des Bogendrahts wie erforderlich, oder die Entfernung der Klammern 11 von den Zahnoberflächen und ein erneutes Befestigen der Klammern in den richtigen Positionen auf den Zahnoberflächen erfordern.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung können die Schlitze der Klammern 11 aber leicht angepasst werden durch Erhitzen der Klammern auf eine relativ geringe Temperatur von etwa 570-600 K und Anwenden einer relativ leichten Kraft auf die Klammern.
- Zum Beispiel kann bei Klammer 11, die am Zahn T1 befestigt ist, ein gewinkelter Schlitz durch eine Aufwärtsbewegung von Schlitz 12 an der distalen Seite der Klammer und durch eine Abwärtsbewegung von Schlitz 12 an der mesialen Seite gebildet werden, wie in Fig. 10A gezeigt ist. In Klammer 11, die am Zahn T2 befestigt ist, könne beide Schlitze 12, die den Bogendraht W enthalten, in einer okklusalen Richtung (nach unten) bewegt werden, wie in Fig. 10B gezeigt ist. Die Klammern können folglich leicht angepasst werden, während sie sich an den Zähnen des Patienten befinden, und stellen eine Verbesserung gegenüber früheren Klammern dar, die ein Entfernen und erneutes Befestigen der Klammer oder ein Entfernen und Biegen des Bogendrahts erforderlich machen.
- Die Klammer 11 kann elektrisch auf Temperaturen von 570 bis 600 K erhitzt werden durch Anlegen einer geringen Gleichstrom-Spannung an die Klammer unter Verwendung von Zangen, die Elektroden enthalten. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, können die Seiten der Klammer unter den Flügeln 13 mit den Spitzen der positiven und negativen Elektrode Pa beziehungsweise Pb der Zangen P geklammert werden, während der Strom durch diese hindurchfließt.
- Wenn gegen Ende der kieferorthopädischen Behandlung eine Retention durchgeführt wird, kann der Schlitz 12 über dem Bogendraht W durch ein ähnliches Erhitzungs- und Verformungsverfahren mit Zangen P, an denen Elektroden angeheftet sind, geschlossen werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist.
- Da amorphe Legierungen chemisch inert sind, kann es schwierig sein, die Klammern unter Verwendung konventioneller Zahnklebemittel fest an die Zahnoberflächen zu binden. Um das Haftvermögen der Klammer zu verbessern, können Einkerbungen in der Basisoberfläche 14 der Klammern gebildet werden, wie in Fig. 13 gezeigt ist, durch Extrudieren der amorphen Legierung durch die Zwischenräume eines Gitters 16, welches beispielsweise aus Stahl gefertigt sein kann, in einer erhitzten Atmosphäre von etwa 570 bis 600 K. Die Spitzen der resultierenden extrudierten säulenartigen Projektionen werden dann leicht abgeflacht. Die extrudierte Oberfläche kann dann abgekühlt und mit einer starken Säure wie Eisenchlorid oder Fluorwasserstoffsäure gewaschen werden.
- Es ist auch möglich, Einkerbungen 14a zu bilden, wie in Fig. 14 gezeigt ist, durch Bildung einer Vielzahl von Projektionen 15 in der Träger-Basisoberfläche 14 in einer Metallform, und dann durch leichtes Abflachen der Spitzen der Projektionen 15 in einer erhitzten Atmosphäre.
- Während die obigen Beispiele regulierbare kieferorthopädische Klammern 11 veranschaulichen, kann eine Vielzahl anderer regulierbarer kieferorthopädischer Vorrichtungen, einschließlich Wangenrohre, Bänder und Bogendrähte ebenso gebildet werden.
- Obwohl die Klammern 11 in den obigen Beispielen aus durchgehenden Drähten, umfassend Rohmaterialien, gebildet wurden, können die Klammern, Wangenrohre oder anderen Vorrichtungen alternativ hergestellt werden durch Bilden eines Pulvers aus dem obigen Material, durch Mischen des Pulvers mit einem Bindemittel, durch Bilden der Vorrichtung mittels Metall-Spritzgießen, durch Entbinden, durch Sintern in einem Ofen und dann durch schnelles Abkühlen.
- Zusammenfassend werden kieferorthopädische Vorrichtungen gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung aus amorphen Legierungen gebildet, die eine unterkühlte flüssige Region besitzen. Die Vorrichtungen besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Haltbarkeit und eine hohe Biegefestigkeit. Die Vorrichtungen sind insbesondere nützlich, wenn Änderungen und Anpassungen im kieferorthopädischen Zustand im Verlauf der kieferorthopädischen Behandlung notwendig werden.
- Die vorliegende Erfindung stellt auch Verbesserungen der Basisoberflächen von kieferorthopädischen Vorrichtungen bereit, die angepasst sind, um an Zahnoberflächen gebunden zu werden. Die Vorrichtungen können infolgedessen fest an Zahnoberflächen angeheftet werden.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung einer kieferorthopädischen Vorrichtung,
die aus einer amorphen Legierung mit einer unterkühlten flüssigen Region
größer als 20 K gebildet ist, und die einen amorphen Legierungsgehalt von
über 30% einschließt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Einbringen von geschmolzenem Legierungsmaterial in eine Gießform;
Abkühlen des Materials, um Rohmaterialstücke einer amorphen
Legierung zu bilden;
Bilden eines durchgehenden amorphen Legierungsdrahtes aus den
Rohmaterialstücken; und
Formen des Drahts in einer Warmumformungspresse, um die
kieferorthopädischen Vorrichtung zu bilden.
2. Verfahren zur Herstellung einer kieferorthopädischen Vorrichtung,
die aus einer amorphen Legierung gebildet ist, die eine unterkühlte flüssige
Region besitzt mit der allgemeinen Formel Xa-Yb-Mc, worin X ein oder mehrere
Metalle, ausgewählt aus Zr, Ti, Hf, Mg und Seltenerdmetallen bedeutet, Y ein
oder mehrere Metalle, ausgewählt aus Al, Zr, Hf, Ti und Seltenerdmetallen
bedeutet und M ein oder mehrere Metalle, ausgewählt aus Fe, Co, Ni und Cu
bedeutet, und worin a = 50 bis 80, b = 5 bis 20 und c = 0 bis 50 ist, wobei das
Verfahren die Schritte umfasst:
Einbringen von geschmolzenem Legierungsmaterial in eine Gießform;
Abkühlen des Materials, um Rohmaterialstücke einer amorphen
Legierung zu bilden;
Bilden eines durchgehenden amorphen Legierungsdrahtes aus den
Rohmaterialstücken; und
Formen des Drahts in einer Warmumformungspresse, um die
kieferorthopädische Vorrichtung zu bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die amorphe Legierung (b) eine
unterkühlte flüssige Region größer als 20 K besitzt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, worin die amorphe
Legierung (b) einen amorphen Legierungsgehalt von über 30% besitzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub6;&sub3;-Al&sub1;&sub2;-Co&sub3;-Ni&sub7;-Cu&sub1;&sub5; umfasst.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub6;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Co&sub5;-Ni&sub1;&sub5;-Cu&sub5; umfasst.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub6;&sub5;-Al7,5-Cu27,5 umfasst.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub5;&sub5;-Al&sub2;&sub0;-Co&sub2;&sub0; umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub7;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Fe&sub1;&sub5; umfasst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die amorphe
Legierung Zr&sub6;&sub0;-Al&sub1;&sub5;-Ni&sub2;&sub5; umfasst.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die
Vorrichtung eine Basisoberfäche umfasst, die angepasst ist, um an einer
Zahnoberfläche befestigt zu werden, und worin die Basisoberfäche
Einkerbungen darauf einschließt, um eine sichere Verbindung an die
Zahnoberfläche zu erleichtern.
12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Einkerbungen auf der
Oberfläche eine Vielzahl von Projektionen festlegen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Projektionen abgeflachte
Spitzen einschließen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin der Schritt
des Abkühlens des Materials ein Abkühlen des Materials mit einer
Kühlungsgeschwindigkeit von 10&sup4; bis 10&sup7; K/s umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin der Schritt
des Bildens eines durchgehenden amorphen Legierungsdrahtes das Einführen
der Rohmaterialstücke zwischen ein Paar rotierende Walzen umfasst.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin der Schritt
des Formen des Drahts das Erhitzen eine Spitzenabschnitts des Drahts auf eine
Temperatur von etwa 670 K und das Einbringen des Spitzenabschnitts in die
Warmumformungspresse umfasst.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10737294A JPH07289567A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 歯列矯正器具 |
US08/422,393 US5954501A (en) | 1994-04-25 | 1995-04-14 | Orthodontic appliance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69527739D1 DE69527739D1 (de) | 2002-09-19 |
DE69527739T2 true DE69527739T2 (de) | 2003-05-15 |
Family
ID=26447414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69527739T Expired - Lifetime DE69527739T2 (de) | 1994-04-25 | 1995-04-25 | Verfahren zur Herstellung einer orthodontischen Vorrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5919041A (de) |
EP (1) | EP0679381B1 (de) |
DE (1) | DE69527739T2 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6280185B1 (en) | 2000-06-16 | 2001-08-28 | 3M Innovative Properties Company | Orthodontic appliance with improved precipitation hardening martensitic alloy |
US20040243133A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-12-02 | Therics, Inc. | Method and system for manufacturing biomedical articles, such as using biomedically compatible infiltrant metal alloys in porous matrices |
US20130224676A1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-08-29 | Ormco Corporation | Metallic glass orthodontic appliances and methods for their manufacture |
CA2897008C (en) * | 2013-01-11 | 2018-05-29 | Dentsply International, Inc. | Apparatus and method usable with an injection molder for producing articles, in particular orthodontic brackets |
CN108395246B (zh) * | 2018-05-15 | 2020-10-13 | 登腾(上海)医疗器械有限公司 | 一种高韧性口腔用纳米瓷粉材料的制备方法 |
CN111687752A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-22 | 松山湖材料实验室 | 基于磨料水射流切割的非晶合金齿轮制造方法及其制品 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5479996A (en) * | 1977-12-09 | 1979-06-26 | Hitachi Metals Ltd | Dental amorphous alloy |
JPH07122120B2 (ja) * | 1989-11-17 | 1995-12-25 | 健 増本 | 加工性に優れた非晶質合金 |
US5088923A (en) * | 1990-01-19 | 1992-02-18 | Ormco Corporation | Alloy for attaching orthodontic bracket to orthodontic pad |
JP2578529B2 (ja) * | 1991-01-10 | 1997-02-05 | 健 増本 | 非晶質合金成形材の製造方法 |
US5295823A (en) * | 1992-10-30 | 1994-03-22 | Ormco Corporation | Orthodontic appliances having improved bonding characteristics |
US5947723A (en) * | 1993-04-28 | 1999-09-07 | Gac International, Inc. | Titanium orthodontic appliances |
JPH0762502A (ja) * | 1993-08-19 | 1995-03-07 | Takeshi Masumoto | 過冷却液体領域の広いジルコニウム非晶質合金 |
US5692899A (en) * | 1994-06-24 | 1997-12-02 | Seiko Instruments Inc. | Wire for orthodontic treatment and its manufacturing method |
-
1995
- 1995-04-25 DE DE69527739T patent/DE69527739T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-25 EP EP95302778A patent/EP0679381B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-03-02 US US09/033,499 patent/US5919041A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0679381B1 (de) | 2002-08-14 |
EP0679381A1 (de) | 1995-11-02 |
US5919041A (en) | 1999-07-06 |
DE69527739D1 (de) | 2002-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69116751T2 (de) | Orthodontische Vorrichtung mit kontrollierbarer Korrekturkraft | |
DE69223527T2 (de) | Beschichteter zahnaerztlicher artikel | |
DE2910021C2 (de) | ||
DE69416613T2 (de) | Keramische orthodontische Klammer mit Unterlage für den Korrekturbogen | |
DE69633328T2 (de) | Orthodontische Vorrichtung mit asymmetrischer Verbindungsstruktur | |
DE60302696T2 (de) | Super-elastische Titanlegierung für medizinische Verwendung | |
DE9202576U1 (de) | Orthodontisches Buccalrohr mit umwandelbarem Deckel | |
DE69112553T2 (de) | Metallisches werkstück, das nickel-titanlegierung bestehende elemente enthält und dessen herstellung. | |
DE3435348C2 (de) | Künstliche Zahnkrone und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE4311319A1 (de) | Zahnbracket | |
EP0576500B2 (de) | Hilfsteil zur korrektur der zahnstellung | |
DE69428933T2 (de) | Orthodontische Vorrichtungen aus Titan | |
DE60214821T2 (de) | Orthodontische Vorrichtung | |
DE60205783T2 (de) | Kieferorthopädische Vorrichtung | |
DE69729607T2 (de) | Bukkalrohr | |
DE2729488C2 (de) | ||
DE69609174T2 (de) | Chirurgische greifvorrichtung | |
DE69527739T2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer orthodontischen Vorrichtung | |
DE3809435A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer inneren krone einer aus schichten zusammengesetzten krone zur wiederherstellung von kronen | |
DE29923999U1 (de) | Orthodontischer Kupplungsstift | |
DE2946863C2 (de) | ||
US5954501A (en) | Orthodontic appliance | |
DE234275T1 (de) | Vorgefertigter zahnersatz und verfahren zur herstellung einer zahnbruecke. | |
DE69013668T2 (de) | Orthodontische Klammer und Verfahren zur Herstellung. | |
EP2440152A1 (de) | Drahtbögen für die orthodontie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |