ПОСОБИЕ ПО ЛИТЬЮ- книжка

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГЛАЗОВСКИЙ МЕДТЕХНИКУМ»




«ЛИТЕЙНОЕ ДЕЛО
В ЗУБОТЕХНИЧЕСКОМ ПОИЗВОДСТВЕ»

по предмету «Литейное дело в стоматологии»
ПМ.02 МДК 02.02


Учебно-методическое пособие








Составлено преподавателем
зуботехнических дисциплин
Никитиной Н.В.


















































МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГЛАЗОВСКИЙ МЕДТЕХНИКУМ»

«Утверждаю»
Зам. директора
по учебной работе
Ворончихина Л.А.
_________________


«ЛИТЕЙНОЕ ДЕЛО
В ЗУБОТЕХНИЧЕСКОМ ПОИЗВОДСТВЕ»

по предмету «Литейное дело в стоматологии»
ПМ.02 МДК 02.02

Учебно-методическое пособие








Составлено преподавателем
зуботехнических дисциплин
Никитиной Н.В.


г. Глазов
ЛИТЕЙНОЕ ДЕЛО В ЗУБОТЕХНИЧЕСКОМ ПОИЗВОДСТВЕ» по предмету «Литейное дело в стоматологии» ПМ.02 МДК 02.02. Учебно-методическое пособие. – Глазов; БОУ СПО «ГМТ», 2013 – 94 с.


Учебно-методическое пособие «Литейное дело в зуботехническом производстве» составлено в соответствии с рабочей программой ПМ.02 МДК 02.02 специальности «Стоматология ортопедическая». Учебное пособие позволит студентам изучить этапы литья, особенности изготовления литниковой системы, ошибки и их профилактика на этапах зуботехнического литья, контролировать себя на этапах учебно-познавательной деятельности.
Пособие предназначено для студентов медтехникума по специальности «Стоматология ортопедическая», также для практикующих зубных техников.


Составитель:
НИКИТИНА Н. В.,
преподаватель зуботехнических дисциплин
БОУ СПО «Глазовский медтехникум»


Рецензенты:
Рединов Иван Семёнович,
Заслуженный работник здравоохранения УР,
Заведующий кафедрой ортопедической стоматологии,
Доктор медицинских наук, профессор,
врач высшей категории, Заслуженный изобретатель УР.

-









Содержание.

Пояснительная записка.5
I.Литейное дело в зуботехническом производстве.7
1.Подготовка лаборатории...........7
2.Подготовка к литью металлокерамических и цельнолитых каркасов.......8
3.Формирование литниковой системы при литье металокерамических и цельнолитых каркасов......9
4.Паковка.....13
5.Предварительный прогрев......13
6.Плавка и обработка отлитых каркасов......14
II.Сравнительная оценка качества изготовления паяных
и цельнолитых зубных протезов...14
8.Оценка паяных зубных протезов....16
9.Оценка цельнолитых протезов...23
III.Титан – материал для современной стоматологии..............31
10.Литьё титана...34
11.Титан – литейный металл..35
12.Опыт использования ионно-плазменной технологии для изготовления несъемных зубных протезов из сплава титана ВТ1-0041
IV.Советы литейщиков...46
13.Причины неудач при нанесении керамического покрытия.....48
14.Особенности точного стоматологического литья...55
15.Поры в литье...59
V.Про «литьё без проблем».....61
16.Восковая композиция....61
17.Литейная форма.....65
18.Прогрев литейной формы.....73
19.Литьё...77
20.Инструкция по технике безопасности в литейной лаборатории....78
20.Вопросы для самоконтроля по предмету «Литейное дело в зуботехническом производстве»....82
21.Контроль знаний....86
21.Литература..92



Пояснительная записка.

Учебно-методическое пособие составлено для самостоятельного углублённого изучения, получения дополнительной информации по темам «Литейное дело в стоматологии» ПМ.02 МДК02.02. С целью обучения профессиональной деятельности и соответствующим профессиональным компетенциям обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен соответствовать требованиям - результатам освоения модуля. Результатом освоения программы профессионального модуля является овладение обучающимися видом профессиональной деятельности Изготовление несъемных протезов, в том числе профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенциями. В данном случае:

Код
Наименование результата обучения

ПК 2.1.
Изготавливать пластмассовые коронки и мостовидные протезы.

ПК 2.2.
Изготавливать штампованные металлические коронки и штампованно-паяные мостовидные протезы.

ПК 2.3.
Изготавливать культевые штифтовые вкладки.

ПК 2.4.
Изготавливать цельнолитые коронки и мостовидные зубные протезы.

ПК 2.5.
Изготавливать цельнолитые коронки и мостовидные зубные протезы с облицовкой.


МДК 02.02 Литейное дело в стоматологии.
– является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО
060203 Стоматология ортопедическая в части освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД):
ПМ 02. «Технология изготовления несъемных протезов»
и соответствующих профессиональных компетенций (ПК).
Темы пособия соответствуют примерной тематике самостоятельной работы студентов рабочей программы МДК 02.01, МДК 02.02:
- Устройство, оборудование литейной лаборатории.
- Техника безопасности, санитарные нормы и требования к литейной лаборатории.
- Паковочные материалы. Назначение. Виды.
- Муфельная печь. Назначение и устройство. Типы муфельных печей
- Методы литья применяемые в стоматологии. Преимущества и недостатки существующих методов.
- Методы плавки сплавов, преимущества, недостатки.
- Оборудование и аппараты для литья.
- Особенности литья сплавов благородных металлов.
- Гальванопластика и электрохимия в зуботехнической практике.
- Сплавы титана и циркония. Область применения. Особенности литья.
Для самоконтроля знаний имеется перечень вопросов. Для наглядности в пособии предложены иллюстрации.










I. ЛИТЕЙНОЕ ДЕЛО В ЗУБОТЕХНИЧЕСКОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
Подготовка лаборатории

По действующим в нашей стране санитарным нормам литейная лаборатория в государственной стоматологической поликлинике, отделении или в частной лаборатории при монтаже высокочастотной литейной установки должна иметь площадь 24 кв. м., при монтаже других печей – не менее 12 кв.м.
Пол в помещении делается плиточным или цементным. Печь устанавливается на толстый резиновый коврик. Около печи и на всех других рабочих местах должны быть изоляционные коврики.
Приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать пятикратный обмен воздуха.
В литейной комнате, кроме печи для литья, устанавливается вытяжной шкаф с прокалочными печами. Помещение обеспечивается трехфазным током мощностью 16 кВт со щитом энергопитания, питающим водопроводом с внутренним диаметром труб 1/2 ,, манометром до 4–5 атм. регулирующими вентилями. Обратные трубы делаются с видимыми сливами в раковину. При нестабильной подаче воды из водопровода населенного пункта или при малом давлении гарантированное водоснабжение обеспечивается за счет водооборота.
В помещении вводятся стальные шины заземления сечением 100 кв.мм.
С целью гарантированного обеспечения имущественной, общественной и личной безопасности действует специальная инструкция, которая вручается под подпись каждому работающему в литейной лаборатории. За нарушение правил инструкции обслуживающий персонал несет ответственность.
Категорически запрещается:
а) просовывать какие-либо предметы в щели включенного агрегата;
б) приводить во вращение печь без установленных опок и при открытой крышке (возможно при выключенной или поврежденной блокировке).

Подготовка к литью металлокерамических
и цельнолитых каркасов

Как правило, зубной техник моделирует каркас мостовидного протеза из четырех видов воска: погружной воск, пришеечный, моделировочный и безусадочный воск для склеивания промежуточной части протеза с коронками. Все эти воски выпускаются в плотно закрытых баночках, чтобы избежать попадания лабораторной пыли (мельчайшие частички гипса, остатки ваты, алмазная крошка от обрабатывающего инструментария) в воск. Поэтому зубной техник должен следить за тем, чтобы воск, которым он работает, должен быть чистым, потому что все выше перечисленные составляющие лабораторной пыли при t=1020. °С муфельной печи полностью не выгорают и образуют золу, которая остается в металлическом каркасе в виде раковин, пор и т.д. Если же получилось так, что воски, которыми зубной техник работает, загрязнились, то нужно их очистить следующим образом: поместить воск в жестяную емкость, разогреть его до жидкого состояния, в это время вся грязь осядет на дно, и подождать, когда воск застынет. После емкость разрезать, достать воск и срезать загрязненную часть.
Еще немного хотелось бы остановиться на воске для склеивания частей мостовидного протеза. Дело в том, что любой воск, даже который называется безусадочным, при переходе от жидкого состояния в твердое дает усадку, которая создает напряжение в восковой композиции, что в свою очередь может привести к деформации протеза. Поэтому здесь мы бы посоветовали моделировать в проксимальных областях коронок и промежуточных частей протеза моделировочным воском до полного их контакта и только после этого небольшой капелькой склеивающего воска закрепить составляющие части в единую восковую конструкцию. Если это не учитывать, то можно столкнуться с тем, что отлитый каркас будет балансировать на модели и в полости рта. Также нужно строго следить во время моделировки за толщиной стенок коронок, которая должна составлять 0,3–0,5 мм. Если толщина будет меньше, то возникает вероятность появления дыр, либо во время литья, либо во время пескоструйной обработки каркасов после литья.

Формирование литниковой системы при литье
металлокерамических и цельнолитых каркасов

Формировать литниковую систему нужно так, чтобы в ней не возникало напряжений. Для этого нужно следить за тем, чтобы воск, который склеивает литниковый канал, полностью затвердел, а литниковый воск, из которого формируются каналы, нужно как можно меньше подвергать изгибанию.


Рис.1 Рис.2

Рис.3 Рис.4


Рис.5
При всех способах и приемах литья расплавленный на поверхности литейной формы сплав нужно подвести к отливке. Это возможно благодаря созданию литниковой системы. При этом добиваются, чтобы все участки отливки находились во время литья в равных условиях, но к более тонким участкам отливок подводился бы наиболее горячий сплав. У толстостенных отливок должны быть дополнительные депо жидкого сплава для предупреждения образованию дефектов (см. рис. 1).
Построение литникообразующей системы в высокоточном литье определяется следующими принципами:
1. все участки отливки должны находиться в равных условиях при литье;
2. все толстостенные участки должны иметь дополнительные депо жидкого металла для устранения усадочной раковины, рыхлости и пористости металла;
3. к тонким участкам должен быть подведен наиболее горячий металл. Литник – это стержень из металла, воска или комбинации, после удаления которого, в форме получается литьевой канал, соответствующий диаметру (см. рис. 1).
На смоделированных из воска деталях литник устанавливается и закрепляется на нерабочую поверхность (на коронках – на небную, зубах – десневую, вкладках – окклюзионную, кламмерах – в отросток). К большим деталям, например, при изготовлении цельнолитого каркаса, бюгельного протеза, возможны разные подходы.
Одни специалисты устанавливают по одному литнику на каждый элемент каркаса, другие в пределах 6–8 литников на весь каркас. Третьи возражают против таких подходов, предлагают лить один литьевой канал, мотивируя тем, что сплав должен течь только в одном направлении, без столкновения потоков, в результате которых на отливке получаются швы (холодный «стык»).
Благодаря этому конструкция протеза находится вне теплового центра опоки, ближе к ее стенкам и охлаждается первой. Это предупреждает образование усадочных раковин. Кроме того, распределительный канал должен быть на 2 мм длиннее с каждой стороны, чем восковая конструкция протеза.
При отливке мостовидного протеза промежуточная его часть требует больше металла. Для этого необходимо смоделировать распределительный канал таким образом, чтобы его объем соответствовал объему промежуточной части (см. рис. 1).
Распределительный канал выполняет роль литьевого резервуара. Он создает достаточное депо металла, как для коронок, так и для промежуточных частей мостовидного протеза. Этим устраняется возможность усадки.
Во избежание усадки, распределительные литьевые каналы для одиночных коронок должны быть диаметром 4 мм и не должны сужаться. Литьевая восковая проволока, связывающая с коронкой, должна быть длиной 1–5 мм и шириной 2,5 мм. Для мостовидных протезов распределительный канал должен иметь диаметр 5 мм.
Восковая проволока диаметром 4 мм достаточна для литников, идущих от воронки резервуара до распределительных каналов.
Если отливается мостовидный протез на весь зубной ряд (по дуге), то распределительный канал разделяется по всему зубному ряду по дуге. Это предотвращает деформацию протеза в ходе остывания (см. рис. 2).
По форме литник лучше делать дугообразным. При кристаллизации он будет распрямляться и в нем не возникнут внутренние напряжения. У места соединения с отливкой делают утолщения – шлакоулавливатели в половину диаметра литника. Для уменьшения усадки вне пределов детали создают «муфты». При затвердевании сплава в последнюю очередь становится твердым тот сплав, который находится в муфте, поэтому затвердевающее изделие как бы пропитывается жидким сплавом.
Снимать восковую конструкцию с модели нужно только после полного формирования и затвердевания всей литниковой системы. При учитывании всех этих факторов снижается вероятность баланса в отлитом металлическом каркасе.
После того, как зубной техник или литейщик обезжирит всю восковую конструкцию специальной жидкостью, нужно дождаться, когда эта жидкость полностью высохнет, иначе на металлическом каркасе будет множество мелких шариков.
Паковка

Паковочная масса и жидкость перемешиваются вручную с помощью шпателя, в соответствии; на 100 г порошка 18–20 мл жидкости 60% концентрата, до образования однородно влажной массы. Полученная масса в течение 60 секунд перемешивается в вакуумном смесителе. Затем масса быстро помещается на вибратор при средней степени интенсивности его работы. Внутренность коронки аккуратно заполняется жидкой массой при помощи канюли (см. рис. 3). Формовочный материал затвердевает наилучшим образом в компрессорной камере в течение первых 10 минут. Затем удаляются муфельные кольца и в течение последующих 20 минут опокам необходимо дать затвердеть перед последующим прогревом. Время схватывания: 30 минут.

Предварительный прогрев

Для получения безупречного литья важное значение имеет точный температурный режим для прогрева печи.
В муфельной печи во время термической обработки скорость подъема температуры нужно регулировать в зависимости от протяженности мостовидного протеза. Чем больше мостовидный протез, тем меньше должна быть скорость подъема температуры. Это снижает вероятность усадки в отлитом протезе. Опоку в печи лучше ставить на бок, чтобы из конуса остатки пыли или крошки опоковой массы (которые могли попасть в конус) вытекали бы вместе с расплавленным воском (см. рис. 4). Тигель, в котором расплавляется металл нужно тщательно очистить от шлаков и пыли, которые остаются от предыдущей плавки. Это также снижает вероятность зашлакованности в отлитом металлическом каркасе. Термическая обработка опоки подбирается индивидуально к каждому типу паковочных масс.
Плавка и обработка отлитых каркасов

Расплавление металла происходит в тигле, где находится необходимое количество металла к каждой опоке (рассчитывается необходимое количество металла по формуле: масса воска умножается на удельную плотность расплавляемого металла). Кусочки металла расплавляются, стекаются в одну каплю, после чего по краям капля начинает светлеть и в середине появляется тень. После исчезновения тени, можно включать центрифугу. В некоторых случаях можно еще выждать несколько секунд. После отливки, если позволяет время, опоку вместе с отлитой конструкцией поставить остывать в муфельную печь, чтобы она остывала медленно и равномерно. Это снижает вероятность усадки протеза.
Нельзя ни в коем случае остужать опоку в холодной воде и разбивать опоковую массу молотком! В этом случае может произойти деформация протеза. Отрезать литниковую систему нужно равномерно, не нагревая металл и не оказывая механического давления на отлитую конструкцию. После того, как опока остынет, отлитую деталь извлекают, производят пескоструйную обработку, отрезают литники и припасовывают (см. рис. 5).
В статье использованы иллюстрации из учебного пособия фирмы «БЕГО» «Неблагородные сплавы для облицовки керамикой».

II. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАЯННЫХ И ЦЕЛЬНОЛИТЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ

История изготовления несъемных конструкций зубных протезов уходит в далекое прошлое. Так, например, золотые зубные протезы, найденные в гробницах этрусков, живших в IX–VI веках до н.э., были изготовлены по относительно высокой технологии того времени и имели большое сходство с современными протезами. К сожалению, техника изготовления протезов того времени до нас не дошла. Она была забыта еще во времена средневековья. В эту эпоху – эпоху общего упадка науки и культуры – изготовленные зубные протезы были примитивными. Лишь только в период Возрождения началось усовершенствование методов изготовления зубных протезов, чему способствовало значительное развитие ювелирного искусства того времени.
Зубопротезирование относится к временному виду помощи. Любой протез, вследствие изнашиваемости и изменения условий протезного ложа, спустя несколько лет после фиксации его во рту, необходимо изготавливать заново. Статистика дает основание утверждать, что пациенты, которым изготовлены несъемные протезы, обращаются к врачу в среднем через 5 лет, а те, которым изготовлены съемные протезы – через 3–4 года. Следовательно, потребность населения в зубных протезах – понятие динамическое. Обеспечить всех нуждающихся при существующей технологии изготовления протезов, судя по отчетным данным, невозможно.
Если же сопоставить данные о преждевременном удалении зубов и данные о восстановлении их с помощью протезов, то оказывается, что в настоящее время в нашей стране при вполне удовлетворительно развитой системе стоматологической помощи зубопротезная помощь оказывается не более чем 15% нуждающихся. Расчеты показывают, что для удовлетворения населения в зубных протезах ежегодно надо изготавливать порядка 50 млн. протезов, из которых около 40 млн. зубных протезов на металлической основе. Фактически же ежегодно изготавливается не более 5 млн., причем качество изготовления протезов зачастую неудовлетворительное и не отвечает современным требованиям.
Вместе с тем, несмотря на то, что в последнее десятилетие в мировой практике в технологиях изготовления различных конструкций зубных протезов достигнут значительный прогресс, в России же до 90% протезов изготавливается по старым технологиям. Когда отдельные конструкционные элементы металлических частей зубных протезов изготавливают штамповкой с последующим соединением их между собой методом пайки с помощью специальных припоев.
В мировой практике уже давно на смену паянным пришли цельнолитые конструкции зубных протезов. При этом стоматологическое литье занимает ведущее место и составляет до 100% в технологии изготовления бюгельных и мостовидных протезов, микропротезов, пластиночных протезов с металлическими базисами, челюстно-лицевых и ортодонтических аппаратов, а также других металлических приспособлений к зубным протезам.
Внедрение литейного производства в стоматологии позволяет ручной трудоемкий без гарантий качества процесс штамповки металлических коронок, заменить высокой механизацией. Естественно, что это приведет к изменению всего технологического процесса изготовления зубных протезов. Вместе с тем это позволит получить значительный экономический эффект а, главное, обеспечить высокое качество изготовления зубных протезов и тем самым значительно улучшить оказание стоматологической помощи населению.
Оценка паянных зубных протезов

Прошло более 70 лет, когда в начале 30-х годов в нашей стране начался промышленный выпуск нержавеющей стали, в том числе марок типа 1Х18Н9Т, ЭИ-95 (25Х18Н9С2), сплав Цитрина. После ряда специальных исследований советскими учеными было предложено использовать эти марки сталей как основу для изготовления металлических элементов зубных протезов.
Характеризуя первые работы того времени по изготовлению зубных протезов из нержавеющей стали, следует с положительной стороны отметить исследования С.С. Асса (1932) и Д.Н. Цитрина (1932, 1934, 1935), которым удалось создать припой для нержавеющих сталей, и предложить технологию соединения конструкционных деталей различных видов зубных протезов методом пайки.
Оценивания с позиции современного уровня возможностей проведения технологического процесса изготовления паянных мостовидных протезов и результаты клинических наблюдений, есть основание считать, что конструкции зубных протезов неудовлетворительны как с технологических, так и механопрочностных позиций и, кроме того, не отвечают биологическим требованиям.
Паяние определяется как технологический процесс соединения металлических частей в единую конструкцию посредством другого сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых деталей на 50.100° С, и иметь максимальное сродство. Для понижения температуры плавления припоя в состав его вводят элементы, имеющие низкую температуру плавления, т.е. вводят присадку.
Так, например, для соединения изделий из нержавеющей стали, используют сплав, в состав которого входят серебро, медь, цинк, висмут, кадмий и другие элементы, не включенные в состав нержавеющей стали.
От характера припоя и спаиваемых деталей зависит структура получаемого в результате пайки шва. Различают три вида структуры шва: механическую смесь, твердый раствор и химическое соединение. Лучшим из них является твердый раствор. Он получается при химическом или физическом сродстве составов спаиваемых деталей и припоя. Поэтому для соединения методом пайки металлических деталей необходимо знать состав сплавов, из которых изготовлены эти детали, и соответственно этому составу подбирать необходимый припой, который при соединении со сплавом образует твердый раствор. Идеальный шов может получиться лишь при паянии тем же сплавом, из которого состоят спаиваемые детали. Однако осуществить это на практике невозможно, так как для обеспечения взаимной диффузии припой следует подогревать до полного расплавления, а при такой температуре расплавляются и теряют необходимую форму спаиваемые детали.
Поэтому припой не может быть идентичен по физико-химическим и механическим показателям основному сплаву, из которого состоят детали протеза. Припой также должен иметь непродолжительный период скрытой теплоты плавления, иначе это приведет к тому, что к моменту спая еще не вся масса припоя расплавиться, или наоборот, перегреется и произойдет выгорание некоторых его компонентов, образуя пористый шов.
Кроме того, припои, имеющие большое поверхностное натяжение, плохо растекаются по поверхности спаиваемых деталей и особенно плохо проникают в узкие щели между деталями, что ухудшает структуру шва и его прочность.
Рис.1
На рис. 1 схематически представлена изготовленная из нержавеющей стали конструкция паянного мостовидного протеза, на котором выделены три участка: коронка 1, припой 2 и литая промежуточная часть 3 зубного протеза.
Гильзу, из которой изготовили коронку 1, протягивали и затем штамповали. Искусственные зубы 3 получали путем отливки. Место соединения между коронкой 1 и промежуточной частью 3 заполняли припоем 2, поэтому структура всех участков не идентична. Из указанных трех участков наиболее неудовлетворительным является припой.
Проведенные еще в 30-е годы в НИИ цветной металлургии испытания припоя с позиции прочности соединения спаянных частей показали, что припой обладает удовлетворительными механическими свойствами, хотя неустойчив к воздействию даже слабых кислот.
Вместе с тем анализ литературных данных, в которых приводятся результаты экспериментальных исследований и клинических наблюдений по изучению воздействия различных сплавов припоя на биологическую среду, дает основание утверждать, что припой с физико-механических позиций не отвечает требованиям, предъявляемым к зубным протезам, находящимся в биологической среде.
Главными недостатками припоев являются низкая их устойчивость к коррозионным разрушениям в полости рта, различие в электропотенциальном отношении со спаиваемыми металлами, а также изменение структуры спаиваемого металла в процессе пайки.
Это обуславливает ряд положений, имеющих отрицательный характер.
1. В полости рта у людей, пользующихся паяными протезами из хромоникелевой стали, происходит образование окислов металлов. В зависимости от характера слюны, состава других металлических изделий, имеющихся в полости рта (протезы, металлические пломбы, вкладки), а также индивидуальных особенностей организма образование окислов может носить более или менее выраженный характер. Почернение мест пайки или наличие резко очерченных пятен на поверхности стальных протезов свидетельствует о наличии таких окислов. При этом в полости рта людей, пользующихся такими протезами, отмечено количественное увеличение микроэлементов в слюне и образование солей тяжелых металлов, что отрицательно влияет на секреторную функцию желудка. Механизм влияния на организм окислов металлов при электролитической диссоциации в полости рта изучен еще недостаточно, однако нефизиологичность их вполне очевидна и несовместима с принципами профилактической медицины.
2. В полости рта лиц, пользующихся паяными протезами, возникает патологическое состояние, получившее название явлений гальванизма, которые связаны с разностью потенциалов и могут возникать как при наличии разнородных металлов, или сплавов, так и вследствие неоднородности структуры одного сплава.
При наличии паяных мостовидных протезов могут возникать оба фактора, обуславливающие разность потенциалов, так как эти протезы состоят из разных сплавов – хромоникелевой стали и припоя, а в процессе их изготовления структура каждого из этих сплавов приобретает неоднородный характер.
При проведении металлографического исследования паяных мостовидных протезов из хромоникелевой стали, выявлено, что даже при тщательном соблюдении технологии по всей линии контакта имеется много непропаяных участков. В разделяющем их слое припоя встречаются микропоры. Уменьшение толщины слоя припоя хотя и обеспечивает более прочное соединение спаянных частей, однако не улучшает структуры сплава у места их соединения, а количество микропор в слое припоя в этом случае даже увеличивается. Как в коронке, так и в промежуточной части наблюдается двухфазная структура стали. Встречаются участки металла с выпадением карбидов хрома по границам зерен металла.
Улучшить структуру сплава путем термической обработки (рекристаллизацией) нельзя, так как для этого протез необходимо нагреть до температуры 1 000–1100.° С, а это приведет к деформации и разъединению его частей.
В результате явлений электролитической диссоциации, пористости и непропаянных участков создается недостаточная их прочность. Это приводит к сокращению сроков пользования такими протезами вследствие отрыва промежуточной части от коронок.
С механических позиций паяные протезы недостаточно прочны. В процессе пайки коронки и искусственные зубы более всего прогреваются в зоне расплавления припоя, а отдельные участки мостовидного протеза нагреваются в меньшей степени. Неравномерный нагрев изменяет строение кристаллической решетки литой промежуточной части протеза. Например, хромоникелевая нержавеющая сталь в месте пайки при температуре 900° С меняет фазовое состояние. В несколько отдаленных участках в интервале температур 600–800° С происходит выпадение растворенных в сплаве карбидов. В участках, расположенных еще дальше, концентрируется соединение углерода и хрома. Металл становится хрупким. Образование двухфазной структуры в свою очередь обуславливает возникновение межкристаллической коррозии, которая усиливается при механической нагрузке зубных протезов в электролитной среде полости рта, вследствие чего мостовидные протезы ломаются. Кроме того, после пайки частей протеза суммарный результат усадки припоя, приводит к значительной деформации каркаса мостовидного протеза, что затрудняет его фиксацию в полости рта.
Из многочисленных литературных данных известно, что с биологической позиции качество паяных протезов также неудовлетворительно. Припой достаточно устойчив только в щелочных средах. В кислой среде, которая зачастую бывает при приеме пищи или вследствие изменения РН слюны, припой неустойчив и из него высвобождаются химически активные элементы. Так концентрация железа, кадмия, меди, висмута и др. элементов в слюне человека зачастую может превышать норму более чем в три раза. В комплексе с другими элементами, входящими в состав слюны, они обуславливают возникновение нефизиологических электролитических процессов в полости рта. Вследствие структурной разновидности участков паяных протезов разница в потенциалах зачастую превышает 100 мА, а это может, является причиной возникновения у пациентов таких симптомо-комплексов, как металлический привкус, чувство жжения слизистой оболочки, извращение вкуса и др. Электролитическая диссоциация в свою очередь усиливает процесс коррозии металлов и приводит к образованию новых окислов. Кроме того, окислы припоя, диффундируют в пластмассовые облицовки коронок искусственных зубов и изменяют их цвет.
С технологических позиций при изготовлении коронок путем штамповки происходит нецелесообразное изменение их толщины в различных участках. В процессе протягивания и штамповки гильз более всего истончаются участки в области перехода жевательной и режущей поверхностей. Затем в этих же участках значительно сошлифовывается металл при механической обработке и полировке. В итоге толщина боковой стенки коронки между экватором и десневым краем почти в 2 раза больше толщины в участке, подвергающемся наибольшей обработке.
Если же рассмотреть клинические этапы изготовления штампованно-паянных протезов, то они предусматривают до 5 посещений пациента к врачу:
1 посещение: Препаровка зубов и снятие слепков для изготовления штампованно-паянных коронок.
2 посещение: Примерка штампованных коронок и их подгонка, а также снятие слепка для изготовления спайки промежуточных частей протеза (литых зубов).
3 посещение: Примерка неполированных штампованно-паянных конструкций мостовидных протезов и их подгонка.
4 посещение. Примерка полированных штампованно-паянных конструкций мостовидных протезов и конструкций с последующей их фиксацией.
5 посещение. При напылении зубных протезов – изготовление протезов составляет от 20 до 30 дней.
Таким образом, анализируя выше сказанное можно сделать следующие выводы, а именно:
1. В настоящее время штампованные коронки и паянные мостовидные протезы не отвечают необходимым современным требованиям, так как методика штамповки не позволяет обеспечить точное изготовление коронки.
2. Наличие разнородных сплавов и металлов в паянном мостовидном протезе приводит к явлению гальванизма в полости рта.
3. По месту пайки элементов зубного протеза очень часто происходит его поломка.
4. Техпроцесс изготовления различных элементов штампованно-паянного зубного протеза предусматривает использование сильнодействующих кислот.

Оценка цельнолитых зубных протезов

Как было сказано выше метод изготовления цельнолитых зубных протезов из золота был известен давно, но из-за дороговизны массового распространения он не получил.
Современное зубное протезирование развивается в двух направлениях:
1. Изыскание и применение материалов, которые обладали бы определенными физико-химическими, механическими и биологическими свойствами, но в, то же время являлись бы дешевыми и доступными для массового применения.
2. Индивидуальное изготовление конструкции зубного протеза, который бы наиболее полно и оптимально возмещал дефект зубного ряда.
В связи с этим в стоматологической практике применяют сплавы металлов, детали из которых изготавливают путем предварительного индивидуального моделирования репродукций из моделировочных материалов с последующей заменой этих репродукций методом точного литья.
Поэтому большая роль в изготовлении зубных протезов, удовлетворяющих предъявляемым к ним современным требованиям, принадлежит литейным процессам по производству стоматологического литья.
Однако следует отметить, что отливка металлических деталей зубного протеза является сложным технологическим процессом, состоящим из следующих этапов:
– изготовление восковой репродукции детали (восковой модели);
– установление литников и создание литьевого блока;
– подготовка смеси, используемой для образования облицовочного слоя модели;
– покрытие восковой репродукции детали облицовочной массой;
– изготовление литьевой формы;
– выплавление воска из литьевой формы с последующей сушкой и обжигом литьевой формы;
– расплавление стоматологического сплава с последующей заливкой расплавленного металла в литьевую форму;
– охлаждение отливки с последующим освобождением ее от формовочной массы и литников;
– при необходимости проведение термической обработки отлитых деталей.
– полировка, подгонка и т.д.
Последовательное и тщательное выполнение перечисленных выше этапов изготовления деталей зубных протезов методом литья по выплавляемым моделям является гарантией обеспечения высокого качества отливаемой детали протеза, которое может быть достигнуто только путем тщательного выполнения перечисленных пунктов в соответствии с существующими методиками.
Следует особо подчеркнуть, что для обеспечения качественного изготовления металлических деталей зубных протезов важное значение имеет способ плавления сплава, из которого отлита деталь.
В зуботехнической практике применяют различные способы плавления металла: плавление электрической дугой, кислородно-ацетиленовым пламенем, электрошлаковое литье, а также высокочастотное литье. Плавление металла электрической дугой и кислородно-ацетиленовым пламенем является открытым видом плавки. В первом случае температурный режим поддерживается при помощи электродов выполненных в виде графитовых углей, во втором – плавление происходит за счет непосредственного соприкосновения с плавящимся металлом пламени горящей смеси ацетилена и кислорода. Плавление же металла в электропечах с помощью токов высокой частоты является закрытым видом плавки.
Однако, несмотря на то, что перечисленные выше способы плавления металла позволяют обеспечить требуемую температуру достаточную для расплавления сплавов, применяемых в стоматологической практике, структура и свойства этих сплавов после литья значительно изменяется.
Так, например, при плавлении хромоникелевой стали электрической дугой увеличивается процентное содержание углерода и кислорода в сплаве, а на микрошлифе обнаруживается много посторонних включений, которые по своей природе можно отнести к кислороду и углеродным соединениям. На микрошлифах деталей, отлитых с помощью высокочастной печи, посторонние включения не обнаруживаются, а структура сплава близка к однородной.
При взаимодействии с 50% раствором соляной, уксусной или молочной кислоты высокую устойчивость имеют отливки после плавления в высокочастотных электропечах. Отливки же после плавления электрической дугой менее устойчивы к кислотам, что объясняется повышенным содержанием углерода и кислорода в этих образцах.
Результаты исследования плавок кобальтохромовой стали с помощью электрической дуги или кислородно-ацетиленовым пламенем показали, что содержание в ней углерода и кислорода увеличивается (содержание углерода часто превышает 0,4%). При плавке этой же марки стали в высокочастотных печах процентное содержание углерода в сплаве существенно не меняется.
Существенное влияние на твердость, пластичность и однородность структуры металла оказывает характер охлаждения сплава после заливки в форму.
Высокая твердость, низкая пластичность и выраженная неоднородность структуры сплавов (наличие карбидных образований) отмечаются при медленном охлаждении отливки. При быстром охлаждении сплавы сохраняют однофазное состояние без видимых углеродных включений, отмечается невысокая твердость и хорошая пластичность. Объясняется это тем, что при медленном охлаждении отливки имеется достаточно времени для протекания диффузионных процессов, способствующих образованию карбидных систем. При быстром охлаждении этот процесс подавляется, карбиды не успевают образоваться. Следовательно, для обеспечения однородной структуры сплава после отливки, сохранения его высоких физико-химических и механических свойств наиболее целесообразно выплавлять металл в высокочастотных литейно-плавильных печах с последующим быстрым охлаждением отлитых деталей.
Высокочастотные индукционные плавильные аппараты обеспечивают более высокое качество литья. Прежде всего, исключается науглероживание и выгорание некоторых компонентов сплава, ликвидируется разрыв между периодом полного плавления металла и заливкой его в форму, а это исключает необходимость более высокого нагрева сплава после расплавления с целью компенсации охлаждения массы в период подключения кюветы к литьевой форме. Расплавленный сплав заполняет горячую форму под большим давлением центробежной силы, что позволяет за счет расширения формовочной массы при ее нагревании компенсировать усадку сплава. Кроме того, постоянное давление центробежной силы, оказываемое на охлаждающийся металл, резко понижает возможность образования усадочных раковин, возникающих вследствие того, что наружная поверхность металла уже отвердела и образовалась твердая корка, а внутренняя еще охлаждается и получается как бы разрыв массы, т.е. раковина. При отливке стоматологических деталей в центробежных литейных установках сплав заливают в форму, подогретую до 800–900° С, поэтому охлаждение его происходит более равномерно. Раковин будет тем больше, чем больше разница в температурном нагреве формы и сплава, при этом допускается перегрев сплава не более чем на 100° С выше точки его плавления.
Таким образом, стоматологическое литье требует максимального внимания даже при тщательном соблюдении всех основных правил литейного производства. Отлитые детали или протезы необходимо подвергать соответствующей дополнительной обработке для повышения их качества.
Как уже указывалось, для обеспечения однородности структуры сплава, отлитые детали следует подвергать быстрому охлаждению. Однако даже при быстром охлаждении отливок при температуре 600–800° С может возникнуть некоторая неоднородность структуры сплава. Во-первых, при этой температуре создаются наиболее благоприятные условия для соединения углерода и хрома (образование карбидов хрома). Это проявляется тем интенсивнее, чем больше процентное содержание углерода в сплаве, Во-вторых, при быстром охлаждении не все железо успевает перейти из $- в - состояние, поэтому находится в положении двухфазности. Все это повышает электрическую активность протезов, понижает их прочность.
Возникшую неоднородность структуры сплава можно устранить термической обработкой детали или протеза, если они не подвергались пайке и процентное содержание углерода в них находится в пределах допустимых величин.
При проведении металлографического исследования беспаечных мостовидных протезов, отлитых их хромоникелевой нержавеющей стали, сразу после отливки и после соответствующей термической обработки в промежуточных звеньях протезов, не подвергшихся термической обработке (особенно в коронках этих протезов), выявляется двухфазная структура стали. Встречаются также участки металла с выпадением карбидов хрома, что понижает механические и физико-химические свойства металла, обусловливает межкристаллическую коррозию и повышает электрический потенциал протезов.
Точность литья, гладкость его поверхности и чистота сплава зависят как от термостойкости, дисперсности и других качеств облицовочного слоя, так и от ряда других факторов. Важную роль играет изменение формы металла при переходе из расплавленного состояния в твердое (усадка). Усадка металла или сплава неизбежна в литейной технике, но ее можно компенсировать путем подбора формовочной массы, имеющей коэффициент расширения, наиболее близкий к коэффициенту расширения сплава. Следует помнить, что коэффициент расширения формовочной массы зависит не только от физических свойств каждого из ингредиентов, но и от степени нагревания, а также от количества пластификатора, взятого для разведения массы.
Формовочные массы, основу которых составляют кварциты, имеют наибольшее расширение при нагреве до температуры 800–900° С. Степень расширения тем больше, чем меньше воды взято для разведения массы, т.е. чем плотнее консистенция теста. При больших разведениях формовочной массы водой максимальное расширение наблюдается при более низкой температуре, но степень расширения значительно ниже по сравнению с густо разведенной формовочной массой.
Для достижения наибольшего термического расширения формы, необходимой для компенсации усадки металла, целесообразно в качестве наружного наполнителя для литьевой формы применять сухой кварцевый песок.
С механических позиций у литых опорных коронок, входящих в состав цельнолитого мостовидного протеза, отсутствует упругая деформация, присущая штампованным коронкам и паянным мостовидным протезам. Литые протезы меньше прогибаются, что создает условия надежной защиты эстетического покрытия из пластмасс или металлокерамики. При изготовлении коронок можно создавать зоны локального утолщения путем наслоения воска, что обеспечивает механическую устойчивость к восприятию функциональной нагрузки.
С биологических позиций цельнолитые конструкции протезов так же имеют преимущества. Однородность структуры металла, отсутствие припоя обеспечивают снижение интенсивности электрохимических процессов в полости рта и уменьшение количества вымываемых в слюну микроэлементов, способных выступать в роли гаптенов и оказывать аллергическое воздействие на организм человека.
Клинические исследования дают основание считать, что у многих пациентов, обращающихся в клинику с явлениями гальваноза, после удаления паяных протезов из полости рта и фиксации цельнолитых протезов, изготовленных из того же сплава, исчезают явления непереносимости металла.
Кроме того, клинические этапы изготовления цельнолитых зубных протезов по сравнению с клиническими этапами изготовления штампованно-паянных зубных протезов предусматривает только три посещения, а именно:
1 посещение: Препаровка зубов, снятие слепков для изготовления временных защитных конструкций и фиксация временных защитных конструкций.
2 посещение: Примерка полированных цельнолитых конструкций и фиксация протеза.
3 посещение. При напылении зубных протезов – изготовление протезов составляет от 3 до 10 дней.
С технологической позиции преимущества цельнолитых мостовидных протезов неоспоримы. Литье по выплавляемым восковым моделям в промышленности всех стран мира является в настоящее время одним из самых перспективных процессов переработки металла в изделия сложной формы. В настоящее время в большинстве зуботехнических производств мира процесс пайки исключен. Уже более 30 лет в учебных программах зарубежных вузов, где готовят специалистов-стоматологов, нет раздела технологии изготовления паяных конструкций зубных протезов.
Таким образом, из приведенного сравнительного анализа изготовления зубных протезов методом штамповки с последующей пайкой и методом литья можно сделать следующие выводы:
1. Получение зубных протезов методом литья позволяет получить более однородные свойства металла зубного протеза, что позволяет исключить электрохимические процессы в полости рта;
2. Зубные протезы позволяют наиболее полно возмещать дефект зубного ряда, так как литые коронки более точны, плотно охватывают шейку зуба и не травмируют ткани десны;
3. Зубные протезы надежно защищаются эстетическими покрытиями из пластмасс или металлокерамики.
4. Увеличивается механическая прочность и химическая стойкость зубных протезов, а, следовательно, и срок их службы.
5. Внедрение технологии литья в стоматологическую практику позволяет сократить число как клинических, так и лабораторных этапов при изготовлении цельнолитых мостовидных протезов, что позволяет не только получить значительный экономический эффект, но и существенно повысить качество изготовления зубных протезов.
6. Технология изготовления цельнолитых мостовидных протезов не предусматривает использование сильнодействующих химических веществ (кислоты, щелочи и т.д.), что позволяет улучшить условия труда зубных техников.
7. При организации должной и качественной подготовке техников-литейщиков изготовление зубных протезов методом литья по выплавляемым моделям позволяет в несколько раз увеличить производительность и эффективность работы зубных техников.

III. ТИТАН – МАТЕРИАЛ ДЛЯ СОВРЕМЕННОЙ СТОМАТОЛОГИИ

В настоящее время титан занял свое достойное место в ряду современных материалов.
У этого материала интересная история, принесшая за собой много открытий, которым он обязан своему сегодняшнему успеху, достигнутому в очень короткое время. Сегодня титан успешно применяется в автомобиле- и авиастроении, в космических кораблях и судостроении, везде, где необходима эффективная защита от коррозии и конечно в медицине.
При росте аллергических реакций на различные металлы и сплавы металлов применяемых в медицине и стоматологии титан рассматривается как решающая альтернатива.
Благодаря замечательной биосовместимости и невероятной стабильности титана, этот металл обратил на себя внимание ортопедии. Сегодня из титана изготавливаются тазобедренные и коленные протезы, различные иглы и винты. Также корпуса для сердечных стимуляторов и слуховых аппаратов тоже из титана.
Высокая биосовместимость обусловлена способностью титана в доли секунды образовывать на своей поверхности защитный оксидный слой. Благодаря которому, он не коррозирует и не отдаёт свободные ионы металла, которые способны вокруг имплантата или протеза вызывать патологические процессы. На сегодняшний день титан даёт нам возможность использования только одного металла в полости рта. Мы можем изготовить практически любые конструкции. Не происходит ни каких электрохимических реакций между различными частями протезов, а окружающие протез ткани остаются свободными от ионов металла.
Вкладки и накладки, цельнолитые и облицованные коронки и мосты, бюгельные протезы и цельнолитые базисы полных съёмных протезов, комбинированные протезы и протезирование на имплантатах (включая сами имплантаты) – вот спектр применения титана, о котором не мечтали и самые большие оптимисты.
Влияние титана на современную стоматологию так всеобъемлюще, что даже скептически настроенные коллеги справедливо отдают должное его особенностям, внимательно следя за его развитием, особенно в современной имплантологии. Поэтому мы сегодня посвящаем эту статью вопросам литья титана и его обработки в условиях зуботехнической лаборатории.
В медицине первые опыты по применению титана начались в 40-х годах с вживления в мягкие ткани животных цилиндриков из титана, которое протекало без реакции со стороны организма.
В стоматологии применение титана началось с использования этого металла в своих исследовательских работах профессором Бренемарком в 1956 году.
Пока титан утверждал себя в зубной импланталогии, росло параллельно желание использовать этот металл так же и в индивидуальном протезировании.
Первые эксперименты литья титана в зуботехнической области были произведены доктором Ватерстраатом в 1977 году.
Тепловое преобразование формы титана в зуботехнических целях стало возможным с применением литейной установки для литья титана японской фирмы Охара с 1981 года.
Методы холодной обработки титана – например фрезерная обработка - изготовление имплантатов или фрезерование каркасов коронок или мостовидных протезов путем, так называемых САD/CAM технологий, не влечет за собой особых сложностей. Проблемы присутствуют в так называемом горячем изменении формы металла, т.е. в литье. Нам интересен этот процесс в первую очередь не очень высокой себестоимостью, по отношению к ещё развивающимся CAD/CAM технологиям, а во – вторых, как единственный на сегодняшний день способ изготовления каркасов бюгельных протезов.
Литьё титана

Как мы уже отметили высокая реакционная способность титана, высокая точка плавления требуют, низкая плотность требуют специальную литейную установку и паковочную массу. В данное время на рынке известны три системы, которые считаются лучшими, для литья титана. Это система Рематитан фирмы Дентаурум (Германия), система Биотан фирмы Шутц-дентал (Германия) и система японской фирмы Морита. Сегодня мы подробно познакомимся с Рематитан – литейной системой. Во-первых, потому, что на наш взгляд это лучшая система, которая позволяет добиться литья очень высокого и стабильного качества, во вторых мы имеем уже 4,5 летний опыт работы.
Что подразумевается под системой для литья титана?
В первую очередь это литейная установка Рематитан - Аутокаст или Аутокаст – Универсал.
Литейные установки Аутокаст основаны на принципе плавки титана в защитной среде аргона на медном тигле посредством вольтовой дуги, точно также в промышленности сплавляют титановую губку для получения чистого титана. Заливка металла в кювету происходит при помощи вакуума в литейной камере и повышенного давления аргона в плавильной - во время опрокидывания тигля.
В начале процесса обе камеры плавильная (в верху) и литейная (в низу) промываются аргоном, затем из обеих камер эвакуируется смесь воздуха и аргона, после чего плавильная камера заполняется аргоном, а в литейной образуется вакуум. Включается вольтова дуга и начинается процесс плавления титана. После прохождения определенного времени резко опрокидывается плавильный тигель и металл всасывается в находящуюся в вакууме форму, собственный вес, а также повышающееся давление аргона на этот момент также способствуют его загонке. Этот принцип даёт возможность получать хорошие, плотные отливки из чистого титана.
Следующим компонентом литейной системы является паковочная масса.
Так как в расплавленном состоянии реакционная способность титана очень высока, то он требует специальных паковочных масс, которые изготавливаются на основе оксидов алюминия и магнезии, которые в свою очередь позволяют снизить реакционный слой титана до минимума. Дентаурум предлагает несколько таких масс, например Рематитан Плюс – паковочная масса для отливки бюгельных протезов, паковочные массы Рематитан Ультра и Тринелл для отливки коронок и мостов. Тринелл, к примеру, это новое поколение паковочных масс для титана. Первая в мире скоростная паковочная масса для титана, которая позволяет значительно экономить время и дает очень чистую поверхность металла, практически без реакционного слоя.

Титан – литейный металл

Тритан 1 и Рематитан М. Химическая чистота минимум 99,5%. Тритан 1 – это титан град 1, пригоден для всех видов работ, очень низкое содержание кислорода в металле. Рематитан М – по прочности относится к титану град 4, значительно повышенный предел прочности и эластичность, делают возможным применение в кламмерных бюгельных протезах и для мостовидных работ большой протяженности.
Что нужно знать при работе с титаном?
Особенности моделирования
Изготавливаемый для облицовки керамикой каркас должен иметь уменьшенную анатомическую форму зуба. Внутренняя поддержка керамики каркасом очень важна, кроме того для благоприятного теплообмена между керамикой и металлом во время обжига обязательно наличие или охладительных ребрышек или гирлянды. На мостовидных протезах большой протяженности наличие гирлянды обязательно также в целях упрочнения каркаса. Толщина колпачков должна быть не ниже 0,4–0,5 мм. Каркасы бюгельных протезов моделируются также несколько толще, по отношению к каркасам из хромокобальтовых сплавов.
Штифтование
Правильное штифтование (установка литников и создание литниковой системы), также как и правильное расположение в кювете играет огромную роль и производится строго по правилам, предложенным фирмой производителем литейных установок. Фирма Дентаурум предлагает следующие требования к литейной системе Рематитан. Для коронок и мостов использование только специального литьевого конуса, который позволяет оптимально направлять металл к отливаемому объекту. Высота входного литникового канала от конуса до питающей балки 10 мм при его диаметре 4–5 мм. Диаметр питающей балки 4 мм.
Подводные литниковае каналы к отливаемому объекту диаметром 3 мм и высотой также не более 3 мм. Очень важно: подводные каналы не должны располагаться напротив входного литникового канала, в противном случае очень высока возможность возникновения газовых пор. Все соединения должны быть очень гладкими, без острых углов и т.д. чтобы максимально снизить возникающую во время заливки металла турбулентность, которая приводит к образованию газовых пор. Литниковая система для бюгельных протезов, а особенно для цельнолитых базисов полных съёмных протезов также отлична, от литниковых систем которые мы применяем для отливки бюгельных протезов из хромокобальтовых сплавов.
Литье
Во всех трёх упомянутых выше литейных установках двух камерный принцип, титан плавится в плавильной камере в среде аргона, на медном тигле при помощи вольтовой дуги, и посредством вакуума или давления аргона загоняется в форму. Отличительными являются способ загонки металла и система штифтования, которые и влияют на количество ошибок во время литья.
Альфа-слой
Посредством реакции и диффузии газообразных и твёрдых элементов (кислород, углерод, силициум и др.) из атмосферы плавильной камеры и паковочной массы, происходит образование реакционной зоны и более твердой поверхности титана. Это изменение твердости зависит от веществ, из которых изготовлена паковочная масса и обусловленных реакций с жидким титаном.
Поверхностный слой или альфированный слой настолько хрупкий и загрязнённый, что во время предварительной обработки титана, особенно под облицовку керамикой, должен быть полностью удален.
Изменение кристаллической структуры
Для зуботехнического применения переход титана при температуре 882,5° С из одного кристолического состояния в другое имеет очень большое значение. Титан переходит при этой температуре из альфа-титана с гексагональной кристаллической решеткой в ветта-титан с кубической. Что влечет за собой, не только изменение его физических параметров, но и увеличение на 17% его объема.
По этой причине также необходимо использование специальных керамик, температура обжига которых должна находиться ниже 880 °С.
Пассивный слой
У титана очень сильное стремление при комнатной температуре с кислородом воздуха образовывать мгновенно тонкий защитный оксидный слой, который защищает его в дальнейшем от коррозии и обуславливает хорошую переносимость титана организмом.
Пассивный слой имеет способность самостоятельно регенерироваться.
Этот слой, на различных этапах работы с титаном, должен гарантироваться.
После пескоструйной обработки, перед чисткой каркаса паром, необходимо оставить каркас минимум 5 мин. пассивироваться. Только что отполированный протез должен пассивироваться не менее 10–15 минут, в противном случае нет гарантии хорошего блеска готовой работы.
Требования к обработке, соответствующие материалу
Физические свойства, фазы оксидации и изменение кристаллической решетки должны учитываться при обработке титана.
Правильная обработка может успешно производиться только специальными фрезами для титана, со специальной крестообразной насечкой. Уменьшенный угол рабочей поверхности, которых дает возможность оптимально снимать достаточно мягкий металл, с одновременно хорошим охлаждением инструмента. Обработка титана должна производиться без сильного давления на инструмент.
При неправильном инструменте, или сильном нажиме возможны локальные перегревы металла, сопровождаемые сильным образованием оксида и изменением кристаллической решетки. Визуально на обрабатываемом объекте происходит изменение цвета и слегка грубеет поверхность. В этих местах не будет необходимого сцепления с керамикой (возможность появления трещин и сколов), если это не облицовываемые участки, то дальнейшая обработка и полировка будет также не соответствовать предъявляемым требованиям.
Фрезы для титана должны храниться отдельно от других инструментов. Они должны регулярно очищаться пароструйным аппаратом и щеточками из стекловолокна от остатков титана.
Использование при обработке титана различных карборундовых дисков и камней, или алмазных головок сильно загрязняет поверхность титана, что приводит в дальнейшем также к трещинам и сколам в керамике. Поэтому использование вышеперечисленных инструментов пригодно только для обработки, например каркасов бюгельных протезов, а использование алмазных головок следует полностью исключить. Шлифовка и дальнейшая полировка открытых участков титана возможна только при помощи адаптированных для титана шлифовальных резинок и полировочных паст. Многие фирмы, занимающиеся производством вращающихся инструментов, выпускают на данный момент достаточный ассортимент фрез и шлифовальных резинок для титана.
Я, например, в своей повседневной работе использую обрабатывающие инструменты фирмы Дентаурум.
Подходящие для титана параметры обработки:
– Низкая скорость вращении наконечника – макс. 15 000 об/мин.
– Низкое давление на инструмент
– Периодическая обработка.
– Обработка каркаса только в одном направлении.
– Избегать острых углов и напусков металла.
– При шлифовке и полировке использовать только подходящие шлифовальные резинки и полировочные пасты.
– Периодическая чистка фрез пароструйным аппаратом и кисточкой из стекловолокна.
Пескоструйная обработка титана
Пескоструйная обработка перед нанесением бондингового слоя при керамическом покрытии также как и при облицовке композитными материалами должна соответствовать следующим требованиям:
– Чистый, только одноразовый оксидалюминия.
– Максимальная величина зерна песка 150 µm, оптимально 110–125 µm.
– Максимальное давление из карандаша 2 бара.
– Направление потока песка под прямым углом к поверхности.
После обработки необходимо оставить обработанный объект на 5–10 мин. пассивироваться, после чего произвести чистку поверхности паром.
Оксидный обжиг или похожие процедуры при работе с титаном полностью исключаются. Использование кислот или травление также полностью исключено.
Во второй части нашей статьи, которая выйдет в одном из ближайших номеров, мы рассмотрим аспекты титан - керамических облицовок, облицовок композитными материалами, возможности изготовления кламмерных и комбинированных бюгельных протезов из титана.
Важная информация:
1.Титан это не сплав – это чистый химический элемент, металл;
2.Порядковый номер в периодической системе 22;
3.Титан обладает способностью, находясь в организме, долгое время оставаться инертным;
4.В зубопротезной технике используется чистый титан в четырёх градациях (от Т1 до Т4);
5.Твёрдость, в зависимости от градации, от 140 до 250 ед.,
6.КТР 9,6 х. 10(–6) К(–1);
7.Для керамических облицовок требуется специальная керамика;
8.Точка плавления 1 668 °С, высокая реакционная способность;
9.Использование специальных литейных установок и паковочных масс;
10.Плотность 4,51 г/см3;
11.Примерно в четыре раза меньшая плотность, а значит и вес, по отношению к золоту, дает пациентам повышенный комфорт во время пользования зубными протезами;
12.Незначительная теплопроводность;
13.Возможность избежать восприимчивых к раздражению твердых и мягких тканей.
14.Биологическая совместимость / устойчивость к коррозии;
15.Титан образует на поверхности необратимый пассивный слой с керамическим характером, который отвечает за биосовместимость;
16.Нейтральный вкус, не вызывает не приятных вкусовых ощущений, отсутствие привкуса металла во рту, как при использовании некоторых сплавов;
17.Титан прозрачен для рентгеновских лучей, что делает возможным, например, легко обнаружить вторичный кариес у зуба, покрытого коронкой, или в зуботехнических целях – рентген-контроль отлитых изделий на предмет литьевых раковин.
18.Все эти достоинства делают возможным и нужным применение титана в современной стоматологии.

Опыт использования ионно-плазменной технологии для изготовления несъемных зубных протезов из сплава титана ВТ1-00

Дефекты коронок зубов различного происхождения, аномалии формы и положения зубов в последнее время являются преобладающими формами поражения зубочелюстной системы, требующими ортопедической коррекции.
Сегодня возросли возможности замещения полных и частичных дефектов коронок зубов и исправления аномалий формы зубов с применением композитных материалов, исправления положения зубов с применением ортодонтических методов лечения. Тем не менее, важное значение в лечении пациентов по-прежнему занимает применение одиночных коронок, позволяющих не только восстановить жевательную эффективность зубного ряда, но и обеспечить надежную защиту от разрушения и хороший эстетический эффект.
Широко применяемые в качестве основных конструкционных материалов искусственных коронок нержавеющие стали, сплавы на основе хрома, кобальта и никеля не соответствуют некоторым требованиям современной стоматологии. При изготовлении каркасов комбинированных коронок на сегодняшний день актуальными задачами остаются: – применение биоинертных конструкционных материалов; – использование металлических сплавов с низкой линейной усадкой, с оптимальными показателями жидкотекучести, модуля упругости, плотности, твердости; – предотвращение возникновения химико-токсического, гальванического и аллергического воздействия на организм пациентов. Кроме этого, важным остается вопрос точного соответствия каркасов протезируемым зубам и качественного соединения каркасов коронок и облицовочного покрытия.
В настоящее время одним из наиболее перспективных конструкционных материалов является титан и его сплавы, которые находят все большее применение в стоматологии.
Наряду с разработкой новых конструкционных материалов, отечественные и зарубежные ученые уделяют разработке новых технологий изготовления зубных протезов. Наиболее распространенной технологией изготовления каркасов комбинированных искусственных коронок на сегодняшний день является метод литья, кроме этого, несмотря на общепризнанные существенные недостатки, продолжает использоваться метод штамповки. В последние годы успешно используются электронно-лучевая технология, изготовление протезов методами порошковой металлургии, гальванопластики, плазменного напыления.
С 1998 года совместно с Республиканским инженерно-техническим центром порошковой металлургии и кафедрой композиционных материалов и покрытий Пермского государственного технического университета, в результате проведенных лабораторных и клинических исследований, нами разработан способ изготовления каркасов комбинированных коронок с пластмассовой облицовкой. При данном методе были исключены такие этапы, как моделировка каркаса и изготовление его методами штамповки или литья, что существенно сократило трудозатраты на производство данных конструкций и позволило добиться минимального расстояния между зубами и искусственными коронками.
Каркасы комбинированных коронок изготавливались из биоинертного материала сплава титана ВТ 1-00, что обеспечило высокое качество протезов, увеличило их функциональную ценность и адаптацию к ним.
Для изготовления каркасов комбинированных коронок была модифицирована установка ионно-плазменного напыления ННВ-6.6-И1 (свидетельство на полезную модель).
Нами разработан метод получения зубных титановых протезов путем вакуумно-плазменного массопереноса титанового катода; путем его испарения низковольтной сильноточной дугой, функционирующей в быстро перемещающихся микропятнах, и конденсации высококонцентрированного ионного потока на формообразующую модель, изготовленную из супергипса, зуба, подготовленного под комбинированную коронку. Отличительной особенностью технологического процесса формирования зубного протеза из титана является отсутствие подачи напряжения на изделие. Это позволяет вести процесс нанесения протезов при достаточно низких температурах, что существенно упрощает как режим управления за процессом формирования изделия, так и оборудование.
Процесс нанесения и формирования титановых зубных протезов осуществлялся путем конденсации ионов титана, генератором – источником которых является электродуговой ускоритель. Гипсовые формы, полученные по оттискам с зубных рядов, устанавливались на штифты и закреплялись на механизм вращения.
Расстояние между формами и источником – генератором ионов составляло 70–90 мм. Такое расстояние позволяло формировать изделия с высокой скоростью и равномерностью, как по высоте, так и по диаметру. Модели располагались таким образом, чтобы в процессе нанесения они находились в центре плазменного потока. Это позволяло осуществлять максимальный массоперенос титана на гипсовую форму и соответственно обеспечивало высокую производительность формирования зубного протеза. Предварительно перед установкой гипсовые формы прокаливали при температуре 800 °К (прим. ред. 527 °С) в течение 10–15 минут, с целью их дегазации. Температура формирования каркасов в начальный момент нанесения составляла 298 °К и возрастала до 778–828 °К по окончании процесса осаждения. После закрепления гипсовых форм в рабочую камеру, камеру герметизировали и производили предварительную и высоковакуумную откачку до давления 5.10-3 Па. По достижению необходимого разряжения включали электродуговой ускоритель и механизм вращения. В начальный момент времени ток дугового разряда устанавливался в пределах 80–100А. Невысокий первоначальный ток позволял уменьшить процесс газовыделения из гипсовых форм и самого источника ионов – титанового катода и тем самым уменьшить толщину титанового слоя, насыщенного примесными газами. Первоначальный момент составлял 5–10 минут. С уменьшением давления в рабочей камере ток увеличивали до 250 А. В дальнейшем давление постоянно уменьшалось и по окончании процесса формирования зубного протеза достигало 5.10-4 Па. Высокое разряжение позволяло формировать зубные титановые протезы высокой чистоты, близкими по фазовому составу к составу распыляемого титанового катода. При скорости нанесения титана 3,5 мкм/мин и при толщине титанового протеза 350–400 мкм весь технологический процесс составил 2 часа. Процесс охлаждения осуществлялся в вакууме при работе высоковакуумной системы. По достижению температуры изделий 478–498 °К камеру разгерметизировали. Гипс, находящийся в зубном протезе, удалялся механическим путем.
Пластмассовая облицовка наносилась на каркасы по традиционной технологии.
По вышеизложенной методике было изготовлено 75 коронок у 50 пациентов в возрасте от 25 до 59 лет. Клиническая оценка эффективности лечения пациентов за 2 года показала: изготовленные конструкции эстетичны, плотно прилегают к шейкам зубов, фиксация коронок не нарушена. Результаты анализов смешанной слюны на предмет выявления микроэлементов у пациентов, которым была оказана ортопедическая помощь титановыми коронками, позволили отметить ее стабильность и соответствие качественного состава норме. Исследование индекса РМА показало, что комбинированные коронки, изготовленные с применением технологии ионно-плазменного напыления, не вызывают увеличения воспалительных изменений со стороны краевого пародонта.
За период с 1999 г. у 4 (5,3%) коронок произошел откол облицовочного материала, что, по всей видимости, связано с изготовлением их в период поиска оптимального технологического режима изготовления каркасов.
Стоимость каркаса, полученного методом ионно-плазменного напыления, в 2 раза ниже стоимости каркаса, полученного методом литья.
Следовательно, анализируя данные экспериментальных и клинических исследований, можно сделать заключение о целесообразности применения комбинированных коронок, изготовленных с применением технологии ионно-плазменного напыления, в практической медицине.

IV. СОВЕТЫ ЛИТЕЙЩИКОВ

1.Часто при моделировании каркаса бюгельного протеза из воска, приходиться формировать на огнеупорной модели отдельные элементы, контактирующие с зубами–антагонистами. Как правило, это литая жевательная поверхность, часто в области гнезда матрицы, или элементы перекидных кламмеров с окклюзионными накладками (типа кламмера Бонвиля ) или просто сами окклюзионные накладки.
В основном большинство специалистов делают это просто «на глаз». Моделируют поверхность с учетом последующей припасовки «по прикусу», затем на металле сошлифовывают лишнее, иногда тратя на подгонку каркаса в металле уйму времени. Мало кто из зубных техников знает, что ф. Бредент предлагает оригинальный и относительно простой способ перевода дубликата модели из паковочной массы в артикулятор с сохранением всех условий окклюзии, позволяющий моделировать все элементы, контактирующие с зубами – антагонистами под контролем окклюзии. Для этого фирма рекомендует воспользоваться специальной кюветой, делающей возможным создать со стороны цоколя модели из паковочной массы условия для ее крепления в артикуляторе, отсоединения от него, установки обратно и тд и тп. Очевидно, что с точки зрения экономии времени при припасовке каркаса непосредственно в металле, да и с точки зрения самого качества работы эта кювета может оказать большую помощь в вашей работе.
2.Многим зубным техникам – литейщикам знакома проблема так называемого остаточного воздуха в опоке после выжигания воска. Воздух, остающийся не только в литьевых каналах, но и в форме самой композиции может явиться одной из причин некачественного литья. Для «выдавливания» остаточного воздуха часто используют дополнительные воздухоотводные каналы в виде множества круглых литьевых профилей малого диаметра. Обычно их устанавливают по контурам всей композиции.
В процессе литья расплавленный металл, испытывающий завихрения заполняет литьевые каналы округлой формы и как поршень давит на остаточный воздух, который в свою очередь под давлением устремляется в воздухоотводные каналы. И чем их больше, тем надежней процесс отвода воздуха. В результате отлитое изделие получается более качественное, но обработка всей конструкции требует массу времени и больше затрат, так кроме литьевых каналов диаметром 3,5–4мм приходиться дополнительно отпиливать и зашлифовывать еще и металл воздухоотводных каналов. Если учесть, что, как правило, подобным методом для подстраховки пользуются при литье объемных конструкций, сложной конфигурации, то подобный метод становится весьма проблематичен.
Решить же подобную проблему можно простым способом. Достаточно использовать при штифтовании композиции литниковую проволоку квадратного сечения. Расплавленный металл будет завихряясь двигаться по каналу квадратной формы, а остаточный воздух под давлением устремиться в оставшиеся треугольные части канала, которые не будут заполняться металлом так стремительно. При хорошем качестве литья вы экономите время на обработку металлической конструкции после отливки.
3.Как известно на качество литья любых конструкций с применением фосфатосодержащих паковочных масс влияет множество факторов. Вот некоторые из них, которые полезно учитывать в работе.
- Короткое время предварительного нагрева опоки.
- Как правило, это влечет за собой неполное или частичное преобразование Кристобаллида и Кварца (основных компонентов фосфатосодержащих паковочных масс) и их резкое изменение объемов, что впрямую влияет на точность отливаемого элемента. Кроме того при поспешном предварительном нагреве не всегда полностью выгорают все компоненты моделировочных восков или пластмасс. Исключение составляют, естественно так называемые «шоковые» или Спид-массы.
- Низкая рабочая температура.
- Делает менее гладкой поверхность литья.
- Ошибочное соотношение жидкостей при замешивании
- Влияет на степень расширения при схватывании, что влечет за собой неравномерное расширение различных участков опоки и как следствие неточность в литье.
- Недостаточная степень вакуумирования (или медленный набор вакуума).
- Может стать причиной так же неравномерной степени расширения при схватывании и, конечно же, причиной большого количества остаточного воздуха в опоке.

Причины неудач при нанесении керамического
покрытия

В настоящее время отечественная стоматология развивается в направлении интенсивного использования металлокерамических технологий. И каждый зубной техник чтобы владеть в совершенстве технологией нанесения керамических покрытий должен знать особенности физических свойств используемых стоматологических сплавов и керамических масс. Так как несоблюдение определенных правил работы изготовления металлического каркаса, и нанесения металлокерамического покрытия приводит порою к нежелательным результатам.
Настоящая статья посвящена проблемам грубых нарушений технологии при использовании никель-хром-молибденовых и кобальт-хром-молибденовых сплавов, и ставит своей целью объяснить причины появления трещин и зеленого оттенка металлокерамических протезов, и дать рекомендации для их недопущения.
Керамическое покрытие «трещит»
Вероятность возникновения подобных нежелательных явлений может быть сведена к минимуму специалистом, знакомым с физическими свойствами материалов, используемых им в работе, и способным учесть такой важный фактор как КТЛР.
В металлокерамических конструкциях используются два несхожих по своим свойствам материала: металл и керамика. Металл – пластичен, имеет высокую прочность, допускает любые схемы напряжений: сжимающие и растягивающие. Керамика – хрупка, может работать только на сжатие. При самых небольших сгибающих или растягивающих усилиях оно разрушается. Чтобы этого не происходило, для снижения внутренних термических напряжений возникающих при образовании переходных слоев, на физические свойства и металла и керамики накладываются определенные условия.
Практически было установлено, что материал металлического каркаса должен иметь коэффициент термического линейного расширения (КТЛР) в области температур от 20 до 600°С приблизительно на 0,3 х 10-6 больше, чем керамика. Подобное различие в КТЛР материалов, приводит к тому, что при охлаждении с высоких температур сплав каркаса уменьшает линейные размеры быстрее, чем керамическое покрытие, которое по этой причине подвергается сжатию.
В случае равномерного охлаждения согласованной металлокерамической конструкции, температура металлического каркаса чуть выше температуры керамического покрытия, и величина возникающих сжимающих керамический слой напряжений невелика и составляет 2–5 кг/мм.
В случае неравномерного или быстрого охлаждения эта величина может возрасти в 10 – 100 раз и керамическое покрытие может разрушиться. Например, при быстром охлаждении в потоке холодного воздуха от вентилятора или в воде.
Если возникающие напряжения не превысили предел прочности керамического слоя, то разрушения не происходит. Но керамический слой остается в сжатом состоянии и при комнатной температуре. И в последствии эти сжимающие усилия, приложенные к керамическому покрытию от металлического каркаса, компенсируют растягивающие силы напряжения, приложенные к керамическому слою при последующем нагреве. Например, когда происходит повторный нагрев протеза в процессе нанесения дентинного или глазуровочного слоя, или в случае готового протеза, когда пациент пьет горячий чай.
Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 20 до 600° С для кобальт-хром-молибденовых сплавов колеблется в пределах от 14,3 х 10-6 до 14,5 х 10-6, а для никель-хром-молибденовых от 13,9 х 10-6 до 14,2 х 10-6. Для этих групп металлических сплавов были разработаны две группы керамических масс. Так, например, фирма IVOCLAR выпускает керамику типа IPS для работы с никелехромовыми и HPS для работы с кобальтохромовыми сплавами соответственно.
Если же вопреки рекомендациям использовать керамику HPS для никелехромовых или керамику IPS для кобальтохромовых сплавов, то с увеличением скорости охлаждения после отжига возрастает вероятность растрескивания покрытия. При медленном охлаждении растрескивания может сразу и не произойти, что не исключает появления этого дефекта впоследствии.
Если соблюдены все условия нанесения керамического покрытия и процессы нагрева и охлаждения протеза в керамической печи производились с заведомо малой скоростью, а керамическое покрытие растрескивается. Неважно, когда это разрушение происходит: в процессе изготовления – при отжиге, или сразу после отжига, или в процессе отделки готового протеза, – или во рту у пациента; всегда, во всех случаях причиной появления этого дефекта является несоответствие КТЛР сплава и керамического покрытия.
Вариантов допущенных технологических ошибок немного:
1. Несовместимость КТЛР сплава и керамики – неверный выбор сплава. Будьте внимательны в выборе сплава и керамики!
2. Использование литейных отходов другого, чаще железосодержащего сплава. Например, остатков от предыдущей плавки нержавеющей стали. Присутствие железа в сплаве усиливает парамагнетизм сплава (никелехромовые сплавы не ферромагнитны) и явление магнитострикции, тем самым резко увеличивает КТЛР сплава. Во всех технических условиях на изготовление никелехромовых сплавов для металлокерамических работ в химическом составе сплавов содержание железа не допускается выше 1–2%!
3. Неоднократные повторные попытки расплавить металл; или увеличение времени нахождения металла в расплавленном состоянии; (рекомендуемое максимальное время расплавления – 90–120 сек.). Здесь уместно рекомендовать литейщикам при любой выплавке плавить быстро, на максимальной мощности, но не перегревать металл. Так как даже в процессе вакуумной выплавки, при высокой температуре, всегда происходит загрязнение сплава окислами и, как следствие, ухудшение его свойств.
Керамическое покрытие «зеленеет»
Это явление в первую очередь относится к никелехромовым сплавам. Все никелехромовые сплавы, используемые в стоматологии для металлокерамических работ, созданы на основе жаростойких сплавов сопротивления, предназначенных изначально для нагревательных элементов печей, электроплит и пр. Это так называемые «НИХРОМЫ». Их высокая коррозионная стойкость обусловлена тем, что при высокой температуре на поверхности никелехромового сплава образуется прочная окисная пленка, состоящая из окислов NiO(8%) и Cr2O3(90%). Технологический процесс нанесения керамического покрытия включает в себя этап предварительного окисления в вакууме. Именно тогда и образуется эта пленка. Изначально она очень тонка (10-6–10-5мм) и выполняет полезную функцию промежуточного адгезивного слоя для грунта керамики. В таких толщинах она имеет матово-серый графитовый цвет.
Но если процесс окисления происходит на воздухе или в недостаточном высоком вакууме, или при повышенной температуре и чрезмерно длительное время (давление в печи выше 60 мбра, температура окисления выше 980°С, а время нахождения при высокой температуре более 10 минут), то эта пленка, утолщаясь, приобретает зеленоватый оттенок, интенсивность которого возрастает по мере увеличения толщины пленки. Это цвет окиси хрома. (Цвет пасты Гои – используется для полировки зубных протезов, стекла и ювелирных изделий).
Следует также обратить внимание на тот факт, что металл каркаса имеет определенное количество растворенного в нем кислорода, обычно это 0,002–0,005% для металла вакуумной выплавки и 0,01–0,01% – для металлов открытой выплавки. Да и сам порошковый грунт и порошковая керамика содержат в себе абсорбированные молекулы кислорода. Поэтому, процесс образования окисной пленки происходит не только на первой стадии вакуумного отжига металлического каркаса, но и при дальнейших процессах нанесения и формирования керамического покрытия, как грунтового слоя, так и дентинных слоев керамики.
Подчеркиваем: утолщение хромосодержащего окисного слоя происходит на всех стадиях формирования керамики.
К нежелательному зеленоватому оттенку протеза приводит чрезмерная толщина окисного слоя. Так как, активизирует диффузное проникновение окислов хрома в поверхностные слои керамики.
Этому явлению может частично содействовать и невысокое качество литейных заготовок: повышенное количество газов в исходном сплаве – открытая выплавка, непосредственная отливка заготовок в атмосфере воздуха и пр. О качестве литейных заготовках можно судить по их внешнему виду.
Рис. 1. Литейные заготовки кобальтохромового сплава “DENT-PD 1000 INGOT” с осевой усадочной раковиной фирмы DENTKO INTERPRISES (США).
Если заготовки для литья производят на заводах, непосредственно разливая металл в виде маленьких слиточков массой 7–10г, то получаемые литейные заготовки всегда могут иметь литейные дефекты и повышенное содержание газов. Такие же дефекты имеют и литейные заготовки, полученные методом отсоса жидкого металла в кварцевые или металлические трубки.
Плохо раскисленный металл, т.е. с повышенным содержанием газов (кислорода), имеет меньшую коррозионную стойкость, и пониженную пластичность – плохо поддается деформации. Поэтому некоторой гарантией, что металл хорошо раскислен и не содержит в своем составе большого количества газов, является прокатанный металл с чистой гладкой поверхностью.
Таким образом, если готовый протез имеет зеленоватый оттенок, то причина этого, однозначно, лежит в большой толщине окисной пленки под керамическим покрытием.
Для предупреждения возникновения подобного явления можно рекомендовать:
1.Использовать для отливки каркасов металлические заготовки вакуумной выплавки.
2.Вести плавку на максимальной мощности, не перегревая металл.
3.Не использовать литейные отходы.
4.Следить за вакуумной системой керамической печи и проверять натекание: спустя 40 сек после выключения откачивающего насоса, величина давления в системе не должна быть выше 70 мбар.
5.На всех стадиях нанесения керамического покрытия всегда поддерживать нормальное давление в печи (20–55 мбар). Периодически производить замену масла в масляном вакуумном насосе. Не допускать «сквозняков» в вакуумной системе печи (случается, что манометр показывает низкое давление, но присутствует натекание воздуха – загрязнилась резиновая прокладка в вакуумной печи и пр.).
6.Регулярно проверять правильность показаний термометра печи, используя хотя бы серебряный тест.
7.Корректировать режим образования поверхностной окисной пленки в сторону снижения температуры и уменьшения времени выдержки.
8.Использовать для керамических покрытий проверенные марки керамики.
9.При нанесении грунта и дентинных слоев использовать свежеприготовленные растворы.
Запрещать использовать литейные отходы, было бы непозволительной роскошью, поэтому в целях экономии можно рекомендовать использовать отходы при выплавке менее ответственных работ: одиночных цельнолитых коронок или под пластмассовую облицовку, с соответствующим изменением прейскурантных цен. Это позволит использовать литейные отходы как никелехромовых, так и кобальтохромовых сплавов без какого-либо риска получения некачественной продукции или нанесения экономического ущерба фирме.

Особенности точного стоматологического литья

В этой статье мы хотим рассмотреть влияние температуры плавления и время выдержки опоки в муфельной печи на качество отлива и также разобрать причины возникновения различных включений, разломов и тепловых трещин.
(продолжение, начало в № 1 и № 2 2004 г).
Температура плавления дентальных сплавов, как правило, строго определена производителем, от которой не рекомендуется отступать. Если температуру нагрева металла значительно увеличить, то возможна реакция горячего сплава с паковочной массой, что приводит к взаимному их разложению. Вследствие чего образуется большое количество газа, которое препятствует полному заполнению объекта литья сплавом. Также возникает опасность поражения сплава вследствие испарения компонентов сплава (например, цинка).
Золотые сплавы с низкой температурой плавления могут быть отлиты в кювете из паковочной массы с содержанием гипса. При этом температура предварительного нагревания должна быть 700 °С. Если температура будет выше указанной, то наступит растрескивание массы, сопровождаемое выделением большого количества газа, что в свою очередь будет препятствовать качественному отливу объекта.
Негативно на отлив сплава влияют и добавки (графит и т.д.), которые обычно добавляют в термические стабильные массы.
Металлические и неметаллические включения отличаются по своим техническим свойствам основных материалов. Чаще всего они возникают в результате механической обработки объектов литья. В качестве источников включений можно рассматривать шероховатые материалы для тиглей (керамика, графит), шлаки, остатки сплавов с высокой температурой плавления и паковочных масс.
При образовании включений решающую роль играет сила, действующая на сплав в момент, когда он направляется из тигля в опоку. Опасность возникновения включений, особенно велика при центробежном литье. Причиной этому большая по величине центробежная сила, которая возникает при литье и действует на расплав и свободные частицы.
Шероховатые включения тигельных материалов
Во время литья остатки тигельных материалов в керамических тиглях могут попасть вместе со сплавом в полость кюветы. Эти легкие частицы плотно внедряются под поверхность объектов литья. Эти включения хорошо видны даже на необработанном литье. Тоже самое касается угольных и графитовых включений. Сильно обгоревшие графитовые тигли имеют на своей поверхности свободные частицы, которые также могут попасть в полость кюветы. Очень шершавые керамические и графитовые тигли необходимо заменить на новые.
Шлаковые включения
При расплавлении дентальных сплавов в керамических тиглях оксиды сплавов вступают в реакцию с присадкой, добавляемой в сплав. В результате этой реакции образуются шлаки (смесь оксидов), которые в силу своей малой плотности плавают на поверхности сплава.
Как правило, в процессе литья эти шлаки остаются в тигле. Но тем, кто работает на центробежных установках следует помнить, что при огромных силах центробежного воздействия, возможно, их попадание непосредственно в сам объект литья.
Загрязнение другими металлами
При многократном использовании одного и того же тигля для литья различных сплавов, как благородных так и не благородных, возникает опасность попадания частичек оставшихся от предыдущих сплавов на новые объекты литья. Впоследствии возможно, что оставшийся металл частично или полностью раствориться в сплаве и повлияет на качество сплава и цвет оксида. Сплавы должны отливаться каждый в отдельном тигле.
Включение материалов, используемых для изготовления паковочных масс
Частички паковочной массы могут попасть в объект литья двумя способами.
Если прочность используемой паковочной массы невелика, то возникает опасность, что стекающий в полость кюветы сплав может растворить хрупкие остроконечные частички паковочной массы и захватить их с собой в объект.
При распространении кварца внутри паковочной массы возможно образование корки на горячей поверхности формы. Эти растворенные частички могут быть подхвачены расплавом и попасть на поверхность объекта.
Нарушение паковочной массы заметно чаще всего лишь при обработке. Работать с паковочными массами следует строго по инструкции производителя. Важно также, чтобы соотношение порошка и затворной жидкости не было нарушено добавкой другой какой-либо жидкости (через мокрую кисточку и т.д.).
Предварительный нагрев следует осуществлять согласно инструкции фирмы-производителя. Слишком быстрый нагрев ведет к термическим напряжениям в кювете, сколам и разрушениям ее стенок.
Сломанные объекты литья
Разлом объекта – разрыв внутри материала, вызванный термическим или механическим напряжением. Следует различать хрупкие изломы, которые возникают без деформации. Деформационные разломы, которые возникают под воздействием пластической деформации (жевательные силы в полости рта пациента).
Излом за счет тепловых трещин
В технике литья возникает проблема работы со сплавом в его жидком агрегатном состоянии. При необходимых высоких температурах, в случае непрофессионального расчета процесса литья, расплав может вступить в реакцию с тигельным материалом или паковочной массой. Образующиеся на границе соединения коронок между собой фосфорно-сернистые загрязнения или загрязнения, появляющиеся на фазе охлаждения под воздействием наступающих напряжений, являются причиной возникновения тепловых трещин. Так же возникновение тепловых трещин может быть вызвано резким различием толщины стенок.
Во избежание образования тепловых трещин, необходимо использовать тигельные и паковочные массы, которые стабильны по отношению к расплаву, а следовательно не вызывают химических реакций сплавов с этими материалами. Следует также следить, чтобы толщина стенок внутри объекта литья была примерно одинаковой.
Трещины могут образовываться и за счет недостаточной системы литьевых каналов. При литье объектов большой величины, имеющих также изящные соединения между собой в виде балок, могут образовываться трещины на интердентальных участках. Недостаточность обеспечения этих участков расплавом первично приводит к пористости структуры литья. При одновременном воздействии напряжений данный участок объекта не в состоянии противостоять этим силам, вследствие чего возникают трещины. Образование трещин между массивными частями можно преодолеть более изящным оформлением этих частей.
Разлом за счет несплавления
Исходя из того, что расплавленный металл втекает в полость формы не единым потоком, а разными и отдельными потоками, которые при благоприятных условиях соединяются в один. Если же температура потоков низкая, то возникают образования «холодных капель». Вследствие чего потоки не могут слиться воедино. Потоки металла застывают на поверхности, не успев смешаться.
Причиной низкой температуры металла может быть низкая температура литья или предварительного нагрева кюветы.
Разлом за счет возникновения оксидных пленок
Оксидные пленки, образующиеся в процессе плавления, могут попасть в процесс плавления в потоке расплава в полость кюветы, а, следовательно, и в сам объект. Они препятствуют полному расплавлению металлов и являются причиной разломов объектов.

Поры в литье

Во время литья в готовом изделии часто появляются поры, что делать, чтобы их не было?
Причин возникновения пор в литьевом объекте может быть много. Основные причины возникновения пор:
– недостаточное количество сплава;
– использование «грязного» сплава (низкокачественный металл или добавление большого
количества примесей вторичного металла);
– перегрев сплава;
– тонкие соединители между объемными деталями;
– недостаточный прогрев опоки.
Огромное влияние на возникновение пор оказывает неправильная установка литниковой системы:

Рисунок 1
Литьевой объект с правильной литниковой системой. Поры в объекте не наблюдаются.

Рисунок 2
Литьевой объект с наличием узкого места и одним литниковым каналом. Поры в участке литьевого объекта, находящемся за узким местом объекта.

Рисунок 3
Литьевой объект с наличием узкого места и двумя литниковыми каналами. Поры в объекте не наблюдаются.

Рисунок 4
Литьевой объект с сужающимся литниковым каналом. Поры в литьевом объекте из-за сильно зауженного места крепления литникового канала.

Рисунок 5
Литьевой объект с расширяющимся в месте крепления литникового канала. Поры в месте крепления литникового канала.
Желтый – жидкий, Красный – застывший, Синий – поры.

V. ПРО «ЛИТЬЁ БЕЗ ПРОБЛЕМ»

С качественными оборудованием и материалами это возможно даже при начальных навыках. Важно четко соблюдать технологическую дисциплину. Оборудование АВЕРОН, кроме того, позволяет получать качественное литье с невысокой себестоимостью.
Работа над качеством литья начинается с первых шагов – от качества литейной формы зависит и точность посадки, и затраты труда и времени на обработку поверхности отливки.


Рис.1 Рис.2

Восковая композиция
В стоматологии используются два способа литья по выплавляемым моделям – материалом для модели будущей отливки служит восковой состав, или моделировочный воск, который при нагреве плавится и вытекает, образуя полость.
Рис.3 Моделировочный воск – восковая смесь, в составе которой могут быть воска различного происхождения: растительные, пчелиный, синтетические, ископаемые, парафин, красители и др. Важными характеристиками являются коэффициент термического расширения и твёрдость. Требования – должен хорошо обрабатываться, сохранять форму, иметь малую усадку, выгорать без остатка (беззольность). Воск может быть в виде специальных профилей для моделирования каркасов бюгельных протезов. Для несъёмного протезирования используют воска: погружной, пришеечный, для промежуточных частей, для фрезерования. Используется также восковая проволока различных диаметров для литейных каналов.
Перед моделированием штампик предварительно подготавливается и покрывается лаком для выравнивания поверхности и компенсации литейной усадки.
Для формирования восковой модели отливаемой коронки используют воскотопку, электрошпатель и набор восков.
Моделирование коронки начинается с получения колпачка обмакиванием штампика в расплав погружного воска, поддерживаемого воскотопкой в консистенции, позволяющей получать требуемую толщину стенки колпачка.
Толщина стенки восковой модели колпачка под облицовку металлокерамикой обычно – 0,3...0,4 мм, согласно инструкции на сплав, и её уменьшение чревато непроливом металла.
Затем электрошпателем добавляются другие воска – пришеечный, моделировочный, фрезеровальный и др. Формируется литниковая система из восковой проволоки соответствующих диаметров.
Количество и размер элементов литниковой системы выбирают так, чтобы обеспечить не только заполнение формы, но и компенсацию уменьшающегося объёма металла из-за усадочных процессов, иначе возможны поры и раковины в литье.
Для определения необходимого количества сплава для заливки восковые композиции взвешиваются, а затем приклеиваются на основании опоки.
Из оборудования АВЕРОН на этом этапе используются воскотопки ВТ, электрошпатели ЭШ, а так же аппарат для индукционного нагрева обычного шпателя УНИ.
Индукционное устройство нагрева УНИ мгновенно нагревает инструмент, максимальная температура 600°С, а также может использоваться для расплавления легкоплавких сплавов типа «Меллот»: 1–2 таблетки плавятся за 1...2 минуты. Температура нагрева электрошпателя ЭШ устанавливается по цифровому дисплею в диапазоне 40...220°С, нагреватель встроен максимально близко к рабочей части. В зависимости от выполняемой операции можно использовать 7 различных форм рабочей части моделировочного ножа. Температура воскотопок ВТ устанавливается по цифровому дисплею в диапазоне 40...110°С с шагом 1°С и поддерживается независимо от колебаний напряжения сети - выбранная консистенция воска стабильна в течение всего периода работы.



Рис.4 Рис.5



Рис.6 Рис.7

При одновременном использовании различных восков востребована комбинированная воскотопка ВТ 3.2: воска в 3 ванночках постоянно под рукой и в требуемой консистенции, электрошпатель нагрет, что минимизирует усадку, повышая точность и качество модели. Температура каждой ванночки и шпателя устанавливаются индивидуально.



Рис.8 Рис.9


Рис.10 Рис.11

Литейная форма

В основном применяется технология, при которой форма с помещенными внутри восковыми моделями отливаемых деталей заполняется огнеупорной массой. Могут использоваться как металлические опоковые кольца с компенсационными вкладками из специального материала, так и силиконовые, удаляемые после затвердевания паковочной массы.
Восковые композиции перед их заливкой паковочной массой должны быть обработаны жидкостью для снятия поверхностного натяжения, улучшающей смачиваемость. Жидкость образует плёнку, благодаря которой краевой угол смачивания значительно уменьшается и формовочный материал заполняет мелкие полости. Без этого паковка затруднена и велика вероятность получить бракованное литьё.
Для улучшения смачиваемости используется специальная жидкость – Vaxit или Picosilk. Излишки удаляются до полного высыхания. Дополнительный эффект: растворитель, составляющий основу смачивающего агента, активно испаряется, и понижение температуры, связанное с испарением, может повлиять на усадку воска.
Восковые модели располагаются в опоке так, чтобы отливаемые детали находились в одной температурной зоне.
От этого зависит ход кристаллизации сплава, её последовательность и продолжительность – факторы, определяющие формирование структуры сплава, его свойства и качество отливки.
Результат несоблюдения этого правила – дефект, обусловленный концентрацией примесей и растворённых газов в середине отливки.
Получение дубликата гипсовой модели из огнеупорной паковочной массы, или дублирование, для отливки каркаса дугового протеза также следует отнести к этапу изготовления литейной формы.
Подготовленная гипсовая модель в специальной кювете заливается дублирующей массой, или силиконовой, или гидроколлоидной (гелин).
После стабилизации полученная дублировочная форма заполняется огнеупорной массой для модельного литья.
На изготовленной огнеупорной модели формируется восковая композиция, которая пакуется по безопочному методу или с применением металлического кольца.
После извлечения из оснастки получается литейная форма.
При дублировании гелином используется аппарат для подогрева дублирующей массы: АПДМ автоматически производит нагрев, расплавление, охлаждение массы до рабочей температуры и поддержание её в готовности сколь угодно долго.
Формовочные массы выпускают различные фирмы, среди которых наиболее известны «Degussa Dental», «Heraeus Kulzer», «N&V». Материалы делятся по назначению:
– на основе гипса для литья сплавов с содержанием благородных металлов – золота, платины, палладия, серебра. Температура нагрева формы не более 750°С, суммарное расширение 1,6%. Особенность свойств этих масс – возможность легкой распаковки под проточной водой;
– на основе фосфатных связующих с добавлением углерода (графита) для литья золотосодержащих сплавов. Массы с большей величиной расширения (2,1%), чем на основе гипса, и более прочные (10 Н/мм), температура нагрева не ограничена. Наличие графита в составе облегчает очистку отливок;
– на основе фосфатных связующих без добавления графита для литья благородных сплавов. Расширение – 2,4%, прочность 4–8 Н/мм;
– для модельного литья, фосфатное связующее. Расширение до 1,8%. Прочность
15–20 Н/мм2 обеспечивает гладкую поверхность литья;
– для литья коронок и мостов из неблагородных сплавов, на основе фосфатных связующих.
Паковочные массы также различают по скорости нагрева форм в муфельной печи:
– классического ступенчатого нагрева. Форма ставится в холодную печь и нагрев ведётся с определённой скоростью, с выдержкой по времени на участках температур 270°С и 580°С; – шоковые. Форма ставится в печь, разогретую до 700...900°С, но может прокаливаться и из холодного состояния, классически.
С универсальной паковочной массой Deguvest Impuls используются две различные жидкости для замешивания и в зависимости от применяемой форма нагревается по шоковой или классической технологии.



Рис.12 Рис.13

Работа с формовочными, или паковочными, согласно принятой терминологии, материалами на основе фосфатных связующих для литья кобальт- и никельхромовых сплавов, а так же паковочными массами для литья благородных сплавов, для получения стабильных качественных результатов при отливке деталей зубных протезов требует обязательного соблюдения рекомендаций инструкции по применению и хранению этих материалов, а так же некоторых правил и приёмов в работе.
Недопустимо отмерять для смешивания компоненты паковочной массы приблизительно, «на глаз». Точность весов в 1 грамм для определения количества порошка достаточна, а мерная посуда для жидкости – это, возможно, пластиковый мерный стаканчик, прилагаемый к паковочному материалу, или приобретённый в магазине химических товаров мерный цилиндр на 1000Ц 200мл с ценой деления 1мл, а для воды – пипетка с ценой деления 0.1мл.
Для получения контролируемого расширения необходимой величины при схватывании и затвердении смешивать порошок и специальную жидкость рекомендуется в следующем порядке: сначала в емкость для замешивания наливается жидкость, потом засыпается порошок.
Перед этим емкость для замешивания можно смочить и вытереть салфеткой для сохранения соотношения «порошок/жидкость». И посуда, и шпатель должны быть чистыми, остатки других материалов могут повлиять как на свойства самой паковочной массы, так и вступить в химическую реакцию с заливаемым металлом. Например, содержащаяся в гипсе сера отрицательно влияет на физические свойства сплава.
Далее – 5–10 с ручного смешивания, предварительное вакуумирование в миксере, смешивание, вакуумирование приблизительно 5 c. Работая с вакуумным смесителем ВС 1.2М, предпочтительнее использовать программу смешивания после набора вакуума.
Время работы с паковочным материалом, в течение которого он сохраняет текучесть, зависит от его температуры. Высокая – значительно сокращает рабочее время паковочной массы, что может быть причиной получения некачественной литейной формы. Температура хранения материалов для паковки: 18–20°С, для этой цели может служить термошкаф. Жидкость для замешивания, представляющую собой коллоидный раствор кремнезоли (SiO2хH2O), нельзя охлаждать до отрицательных температур: после замерзания и оттаивания окись кремния выпадает в осадок и жидкость становится непригодной для использования.
Порошок паковочной массы состоит из фосфата аммония и оксида магния в качестве связующих веществ, кварца и кристобалита – как наполнителей. А так же добавок, регулирующих текучесть, затвердение, прочность и окраску – оксид циркония, диоксид титана, оксид алюминия и другие компоненты.
Для достижения хорошего результата обязательно предварительное ручное смешивание в течение 5–10 с до полного смачивания.
Паковочные массы различны по содержанию мелкодисперсных компонентов, и время замешивания в вакуумсмесителе, обычно рекомендуемое в инструкции, различно.
Высокая мелкозернистость специально разработанных масс для шокового прогрева улучшает текучесть при паковке и обеспечивает гладкую поверхность литейной формы, но, в отличие от обычных, очень прочных по своей рецептуре паковочных масс, способствует некоторому снижению прочности формовочного материала.
Следует упомянуть о паковочных материалах для литья сплавов на основе золота. Связующий компонент таких масс – гипс, разлагается при нагреве свыше 740°С. Общее расширение таких масс составляет максимум 1,5%, что достаточно для золотосодержащих сплавов.
Вакуумный смеситель применяют и для замешивания гипса – модель получается с гладкой, без пор, поверхностью. А при дублировании силиконом вакуумсмеситель существенно сокращает время смешивания, обеспечивая тщательное перемешивание компонентов и получение однородной массы.
Недостаточный уровень вакуума или слишком короткое время замешивания могут стать причиной «перлов» на поверхности отливки.
Остаточное давление в емкости до 0.2 бар при работе миксера – одно из условий получения паковочной массы без воздушных включений. Имеет значение для успешной работы и скорость набора вакуума; нужно следить за состоянием резиновых уплотнительных колец, не допускать их загрязнения. При остаточном давлении 0.3 бар неполно удаляются мелкие пузырьки воздуха, а при дальнейшем уменьшении разрежения поверхность отливки из-за количества шариков не может удовлетворять требованиям по качеству.
Иногда причиной чрезмерного наличия «перлов» на поверхности отливки может быть слишком густая паковочная масса. В таком случае можно несколько, на 2–5 мл, увеличить количество жидкости.
Наибольшие удобства в работе предоставляет полностью автоматический вакуумсмеситель ВС 1.2М класса ПРЕМИУМ.
Имея опцию предварительного замешивания, ВС 1.2М также выполняет 4 программы: смешивание после набора вакуума, смешивание одновременно с набором вакуума и эти же две вариации, но с включением реверса. Длительность смешивания, скорость вращения миксера и периодичность реверса устанавливается пользователем согласно требованиям техпроцесса. Информация о параметрах и ходе самого процесса выводится на двухстрочный ЖК-дисплей.
Параллельно выпускаются модели смесителей ВС 3.1 и ВС 4.0 класса ЭКОНОМ.
В отличие от ВС 1.2М, на этих смесителях вакуумирование, миксер и реверс включаются вручную.
ВС 4.0 внешне выглядит практически так же, как и ВС 3.1. Отличие заключается в способе создания вакуума. ВС 4.0 не требует вакуумнасоса и подключается к стационарной пневмосети или компрессору – разрежение создается за счет потока сжатого воздуха в эжекторе за очень короткий промежуток времени, 3...4с.
Вакуумсмесители комплектуются емкостью 0.25л. Дополнительно можно дозаказать емкость 0.5л.
Для операций, не требующих высококачественного перемешивания, АВЕРОН выпускает два варианта ручных вакуум-миксеров РМ 1.0 и РМ 1.1 емкостью 0,25л и 0,5л соответственно.
Вакуумсмесители могут комплектоваться двумя моделями вакуумнасосов: ВН 2.4 и ВН 3.0. ВН 3.0 разработан специально для вакуумсмесителя, имеет меньшую производительность, которой вполне достаточно для работы и, соответственно, гораздо меньшую цену.
Для заливки паковочных масс и гипсов АВЕРОН предлагает вибростолы ВБ 1.0 и ВБ 1.1, которые имеют два режима вибрации с частотой 3000 и 6000 колебаний в минуту. На ВБ 1.1 также предусмотрена плавная регулировка амплитуды вибрации и установлена вибрационная дуга для удобства заливки зубного ряда в слепочной ложке.

Рис.14 Рис.15

Рис.16 Рис.17

Рис.18 Рис.19


Рис.20 Рис.21

Прогрев литейной формы

Согласно технологии, следующий необходимый элемент оборудования литейной – муфельная печь ЭМП. Нагрев опок осуществляется автоматически по программам с устанавливаемой скоростью 1...10°С/мин до 1050°С. При ступенчатом нагреве программа может содержать до 9 участков типа НАГРЕВ, ВЫДЕРЖКА, ОХЛАЖДЕНИЕ, следующих в задаваемом порядке, длительности участков выдержки могут устанавливаться до 17 часов. ЭМП хранит 12 таких программ нагрева. На дисплее ЭМП отображается вся необходимая информация – этап программы, температура, времена от начала и до конца участка и программы.
В ЭМП 12.Х размещается 6 опок Х6 или 3 типоразмера Х9. Предусмотрены возможности установки таймера включения программ в любое время при работе «через ночь» или через несколько дней, а также немедленный старт двух, наиболее часто используемых, программ.
Важный фактор, требующий учета для точного литья – расширение. Этот процесс для каждой паковочной массы протекает по-разному. Он зависит не только от вида и концентрации жидкости для замешивания, но и от состава наполнителей, пропорции связующих веществ и наполнителей.
Общее расширение обуславливается ходом химических реакций при затвердевании (схватывании) и структурными изменениями при нагреве опок. Для прочности и огнеупорности литейной формы необходима относительно крупная фракция наполнителя. Для получения гладкой поверхности добавляется кварцевый порошок с размером частиц около 5 мкм. Он заполняет пространство между крупными зернами. Разные размеры частиц и точно подобранная пропорция влияют на общее расширение паковочной массы.
Уже на этапе отверждения паковочная масса увеличивается в объёме, образуется новое соединение. Растущие кристаллы и застывший кремнезём влияют на расширение.
Процесс термического расширения проходит в несколько этапов. При нагреве камеры до 230°С наблюдается незначительное расширение вследствие химической реакции между компонентами паковочной массы. При этом выделяется связанная кристаллическая вода, которая испаряется вместе со свободной водой – температура опоки остаётся около 100°С до конца испарения. Из графика экспериментальных данных, полученных на муфельной печи ЭМП 12.Х, видно, что процесс удаления воды продолжается около 50 минут.
Следующее чёткое расширение происходит при температуре между 230°С и 270°С, обусловленное преобразованием кристаллической решетки кристобалита. В этом критическом интервале температур слишком быстрый нагрев вызывает большое механическое напряжение в материале, что приводит к образованию трещин в опоках. Изменение объема вследствие преобразования кристобалита в этом температурном интервале также сопровождается выделением остатков влаги. Из графика можно определить продолжительность этапа нагрева и выдержки при 270°С – около 2-х часов. При наличии сушильной печи опоки выдерживаются в ней при этой температуре 1 час, а затем 1 час – в муфельной печи с последующим продолжением нагрева – такой подход оптимизирует загрузку и использование ресурса оборудования.
Процесс расширения продолжается до преобразования кристаллической решетки кварца при температуре 573°С – после этого термическое расширение, в основном, завершено. Между 573°С и 590°С можно сделать выдержку при температуре 580°С, однако, для процесса расширения преобразование кварца не является столь критическим, как преобразование кристобалита, поэтому эта дополнительная стадия необязательна, если необходимость в ней не указана в инструкции на материал.
Шоковые массы являются хорошей альтернативой классическим с точки зрения экономии времени, поскольку значительно сокращают процесс предварительного нагрева литейной формы. У этих паковочных масс, по сравнению с обычными, расширение в процессе затвердения больше, чем термическое. Благодаря этому давление, дополнительно возникающее при предварительном нагреве за счет термического расширения и выделения водяного пара и аммиака, не повышается. Если при прогреве обычных масс необходимы стадии выдержки, чтобы снизить давление, создающееся при термическом расширении кварца и кристобалита (выдержка также способствует медленному удалению влаги), то для шоковых масс температура в муфельной печи при установке опок намного выше, чем температура кристобалитового или кварцевого скачка наполнителей.
Для предварительной выплавки воска, сушки огнеупорных моделей используют сушильную печь ЭПС с нагревом до 300?С, программа которой предусматривает установку температуры и скорости нагрева, времени выдержки.
Использование сушильной печи служит эффективным дополнением к технологическому процессу, сокращению времени на прокаливание формы в муфельной печи и увеличению срока службы ЭМП, получению более качественных литейных форм.


Рис.22 Рис.23






Литьё

Последующий этап литья так же следует рассмотреть на возможные ошибки, ведущие к браку.
Одна из них – перегрев металла, и одно из следствий этого перегрева – шероховатая поверхность отливки в результате разрушения паковочной массы от воздействия перегретого металла, и проникновения этого металла в поры стенок формы.
При неправильном расположении отливаемой детали относительно направления вращения центрифуги могут не проливаться элементы тонких протяженных конструкций, например каркасов дуговых протезов.
Поскольку стоматологические литейные установки крайне редко оснащены приборами для контроля температуры расплава, момент заливки определяется «на глаз» и, если металл недогрет, возможны недоливы.
Результат будет аналогичным, если между окончанием плавки и началом заливки слишком большой промежуток времени и металл успевает остыть.
Существует специфический дефект литья, характерный для некоторых моделей центробежных литейных установок. Он возникает в результате слишком резкого пуска центрифуги и гидравлического удара, а так же неодинакового времени схватывания металла в различных по толщине частях отливки.
Дефект имеет вид кольцевой трещины с ровными совпадающими краями.
От многих подобных дефектов страхует литейщика работа на индукционной полупроводниковой литейной установке УЛП с версии 2.2 и выше. Контроль и возможность управления мощностью генератора в ходе плавки, наличие системы оповещения о полном расплавлении металла с последующими секундными звуковыми метками позволяют литейщику правильно определить момент перехода к розливу металла. Электропривод опускания индуктора с последующим автозапуском центрифуги позволяют начать розлив не более чем через 0.5с от момента прекращения работы генератора. Управление пуском и скоростью вращения центрифуги позволяют выбрать оптимальный режим заливки расплава в литейную форму.

Рис.24 Рис.25



Инструкция по технике безопасности.

Учитывая повышенную опасность действующего в литейной лаборатории оборудования, особенно при наличии высокочастотной установки, действует отдельная инструкция по технике безопасности.
Общие положения.
Настоящая инструкция составлена с целью обеспечения личной, общественной и имущественной безопасности при эксплуатации высокочастотной центробежной плавильной установки с ламповым генератором токов высокой частоты.
Настоящая инструкция должна быть вручена с момента начала монтажа оборудования на период настройки и эксплуатации. Каждый работник обязан сообщать своему непосредственному начальнику обо всех случаях нарушения данных правил или неисправностях, представляющих опасность.
Настоящая инструкция должна быть вручена под расписку персоналу высокочастотной литейной лаборатории. Персонал должен инструктироваться ответственным лицом, назначенным приказом по учреждению, инженером по ОТ и ТБ, результат регистрируется в книге инструктажа.
За нарушение настоящих правил зубной техник несёт ответственность в административном порядке в зависимости от характера нарушения.
Требования к обслуживающему персоналу.
1) К эксплуатации высокочастотной плавильной литейной установки могут допускаться только лица:
а) имеющие практический навык и прошедшие специальный инструктаж по эксплуатации плавильной литейной установки токов высокой частоты (твч);
б) хорошо знающие правила техники безопасности при эксплуатации плавильных литейных установок токов высокой частоты;
в) обученные тушению пожаров в помещениях с электрическими установками.
Меры безопасности на ремонтных работах и при чистке агрегата.
2) Ремонтно-монтажные работы и чистка внутри высокочастотного литейного агрегата производится лицами, имеющими допуск к установкам высокого напряжения, в соответствии с правилами техники безопасности, установленными для производства этих работ.
3) Ремонтные работы и чистка агрегата при невыключенном напряжении категорически запрещается.
Меры безопасности при эксплуатации установки.
4) Эксплуатация установки для производственных и лабораторных работ разрешается только при её полной исправности и соблюдении правил безопасности.
5) Работа с установкой разрешается только лицам, удовлетворяющим требованиям, указанным в настоящих правилах.
6) Одно лицо из обслуживающего персонала назначается ответственным за:
а) правильную, с точки зрения техники безопасности, эксплуатацию установки;
б) принятие немедленных мер по ликвидации аварий и пожаров;
7) В помещении литейной лаборатории должны быть следующие защитные средства:
а) резиновые коврики на рабочих местах, также вокруг самого агрегата;
б) резиновые галоши, резиновые и кожаные перчатки;
в) защитные очки с тёмными и светлыми стёклами;
г) аптечка со средствами для оказания первой медицинской помощи с соответствующими лекарственными и перевязочными средствами.
8) Во время работы генератора категорически запрещается касаться незаземлённых металлических частей руками или металлическими предметами без эбонитовых ручек.
9) Давление охлаждающей воды в сети агрегата не должно превышать двух атмосфер.
10) Механическое вращение печи от электромотора допускается только при наличии холостой уравновешивающей опоки с весом, равным основной опоки при отклонении последнего не более чем на +_ 5%.
Вращение печи без уравновешивающей опоки ведёт к аварии!
11) Механическое вращение печи производится при закрытой крышке на кожухе печи, что предусмотрено электрической блокировкой.
Выключать электрическую блокировку воспрещается!
12) При постановке холостой рабочей опоки перед пуском вращения необходимо убедиться, что траверза (Траверза – элемент несущей конструкции) поставлена в гнездо и винтовые зажимы осуществляют прочное крепление. Вращение печи при заливке металла должно продолжаться не более 15 сек.
13) Устанавливать горячую опоку разрешается соответствующими клещами, имеющими сферические губки для зажима по форме опоки. При промывочных плавках жидкий металл сливать поворотом печи рукой в брезентовой перчатке в поддон, наполненный сухим песком.
14) Слив металла и чистку печи после плавки проводить в защитных очках.
15) Категорически запрещается:
а) включать установку, если отсутствует заземление корпуса или если оно не исправно;
б) выводить из строя блокировку как механическую, так и электрическую;
в) просовывать какие-либо предметы в щели агрегата;
г) приводить в механическое вращение без установки опок и при открытой крышке.
16) В помещении литейной лаборатории должны быть вывешены на видном месте:
а) важнейшие электрические схемы установки;
б) правила эксплуатации;
в) основные правила безопасности;
г) предостерегающие надписи и плакаты.
Вопросы для самоконтроля
по предмету «Литейное дело в зуботехническом производстве»

1.Устройство литейной лаборатории. Требования техники безопасности в работе литейщика.
2.Оснащение литейной лаборатории. Назначение и основные требования к оборудованию.
3.Металлы и сплавы, используемые для литья в зубопротезном производстве.
4.Требования к металлам, применяемым для ортопедических целей.
5.Сплавы металлов. Твердый раствор, химические соединения, механическая смесь. Условия образования.
6.Нержавеющие стали. Состав, свойства. Достоинства и недостатки, которые надо учитывать при литье.
7.Кобальтохромовые сплавы. Состав, свойства. Достоинства и недостатки, которые надо учитывать при литье этих сплавов.
8.Хромоникелевые сплавы. Состав, свойства. Достоинства и недостатки, которые надо учитывать при литье.
9.Золото и его сплавы, как материалы для литья. Литейные свойства золотых сплавов.
10.Сплавы на основе серебра и палладия. Характеристика, свойства, особенности литья.
11.Механические свойства металлов и сплавов.
12.Физические свойства металлов и сплавов.
13.Технологические свойства металлов и сплавов.
14.Формовочные материалы. Характеристика. Назначение. Требования, предъявляемые к ним.
15.Характеристика способов литья. Литье под давлением. Центробежное литье. Вакуумное литье.
16.Технология высокочастотного центробежного литья.
17.Устройство высокочастотной литейной установки.
18.Требования к обслуживающему персоналу. Техника безопасности при работе с литейной установкой.
19.Подготовка к литью несъемных конструкций протезов.
20.Подготовка к литью каркасов бюгельных протезов.
21.Сравнительная характеристика индивидуального и стандартного литья.
22.Моделирование цельнолитых конструкций протезов.
23.Моделирование цельнолитых съемных протезов.
24.Литниковая система, назначение. Количество, диаметр литников. Правила установки.
25.Этапы литья КХС.
26.Дублирование моделей. Материалы, инструменты, этапы дублирования.
27.Формовка восковых моделей в опоку. Огнеупорная «рубашка, назначение, получение.
28.Правила приготовления формовочных масс, этапы и правила формовки.
29.Современные формовочные массы. Состав. Требования к современным формовочным массам.
30.Ошибки, возникающие при литье: газовые раковины, недолив (неполное заполнение формы), усадочные раковины. Устранение.
31.Ошибки, возникающие при литье: трещины в отливке, коробление металла, холодный стык, шлаковые раковины Устранение.
32.Современное вакуумное литье. Назначение. Особенности. Материалы.
33.Муфельные печи. Назначение. Классификация. Принципы и правила работы.
34.Понятие ликвации сплавов металлов, виды (внутрикристаллическая, зональная). Условия появления ликвации. Предупреждение.
35.Титан. Свойства. Применение в ортопедической стоматологии.
36.Особенности литья титана.
37.Титан в зуботехническом производстве. Положительные и отрицательные качества титана.
38.Режимы и правила просушки и прокаливания опоки.
39.Зависимость нагрева опоки от вида паковочной массы и отливаемого металла.
40.Характеристика восков для моделирования цельнолитых конструкций.
41.Технология литья каркасов бюгельных протезов на огнеупорных моделях. Преимущества, недостатки.
42.Формирование литниковой системы при литье металлокерамических и цельнолитых каркасов. Принципы построения литниковой системы.
43.Понятие формовочной смеси. Облицовочные, наполнительные, единые формовочные смеси.
44.Формовочные материалы. Характеристика основных свойств (огнеупорность, прочность, газопроницаемость, пластичность, дисперсность).
45.Особенности отливки каркасов большой протяженности.
46.Причины и проявления гальванизма в полости рта. Последствия, предупреждение.
47.Выделение металлов из природных соединений (руды).
48.Процесс перехода металла из расплавленного состояния в твердое. Влияние его на структуру металла. Требования, предъявляемые к металлам в зуботехническом производстве.
49.Коррозия металлов. Виды коррозии, способы предупреждения.
50.Влияние обработки металлов на его структуру и свойства.
51.Преимущества и недостатки металлов, как восстановительных материалов в ортопедической стоматологии.
52.Усадка сплавов. Виды усадки (объемная, линейная), способы компенсации объемной и линейной усадки
53.Требования к восковой композиции. Внутреннее напряжение восковой композиции. Причины возникновения, последствия, устранение.
54.Подготовка огнеупорной модели к литью. Назначение и работа вакуумсмесителя, вибростолика, муфельной печи.
55.Правила прогрева в муфельной печи. Значение каждого этапа прогрева опоки. Структурные изменения паковочной массы на каждом этапе прогрева.
56.Методы литья, применяемые в стоматологии (центробежное, вакуумное). Преимущества и недостатки.
57.Правила плавки и литья стоматологических сплавов. Понятие температуры плавления и температуры литья. Возможные ошибки на этом этапе и их последствия. Правила остывания опоки.
58.Методы и правила удаления паковочной массы.
59.Пескоструйные аппараты. Виды, устройство, назначение, Правила работы.
60.Методы удаления литников. Техника безопасности при работе со шлифмотором. Первичная обработка металлических каркасов протезов.
61.Особенности литья сплавов благородных металлов. Особенности изготовления литниковой системы. Паковочные массы и тигли для литья сплавов благородных металлов.
62.Гальванопластика в зуботехнической практике. Преимущества и недостатки метода.
63.Технология изготовления металлических каркасов методом гальванопластики.
64.Этапы и правила моделирования каркасов металлопластмассовых и металлокерамических протезов.
65.Методы плавки сплавов: открытым пламенем, в индукционной печи, вольтовой дугой. Преимущества и недостатки.
66.Современные литейные установки. Классификация. Принципы работы. Сравнительная характеристика.
67.Сравнительная характеристика сплавов благородных и неблагородных металлов.
68.Обзор оборудования литейной лаборатории.
69.Коррозия металлов в полости рта. Последствия.
70.Приспособления в литниковой системе, предназначенные для компенсации усадки металла при отливке.
71.Особенности отливки каркасов большой протяженности.
72.Материально-техническое оснащение литейной лаборатории. Назначение оборудования и материалов.
73.Техника безопасности при работе с открытым пламенем.
74.Техника безопасности при работе с электроприборами.
75.Классификация металлов по химической природе. Краткая характеристика групп.

Контроль знаний.
Тест

Выберите один наиболее правильный ответ.
1.Распределительные литьевые каналы для одиночных коронок должны быть диаметром
1) 4 мм
2) 2 мм
3) 3 мм
4) 1 мм
2.При монтаже высокочастотной литейной установки должна иметь площадь
1) 12 кв.м
2) 24 кв.м
3) 20 кв.м
4) 18 кв.м
3.Моделировочный воск должен быть чистым в работе, чтобы
1) восковой каркас был эстетичный
2) не запачкать отлитую деталь
3) для удобства в работе
4) не было в опоке зольного остатка
4.Толщина колпачка металлокерамической коронки должна быть
1) 2 – 4 мм
2) 2,5 – 5 мм
3) 3 – 5 мм
4) 4 – 6 мм
5.Все толстостенные участки должны иметь дополнительные депо жидкого металла для
1) устранения усадочной раковины
2) устранения перегрева металла
3) устранения охлаждения металла
4) удобства отпиливания литка
6. На смоделированных из воска деталях литник устанавливается и закрепляется на поверхность коронок
1) десневую
2) окклюзионную
3) в отросток
4) небную
7. Во избежание усадки, распределительные литьевые каналы для одиночных коронок должны быть диаметром
1) 4 мм
2) 3 мм
3) 2 мм
4) 1,5 мм
8. Для мостовидных протезов распределительный канал должен иметь диаметр 5 мм.
1) 5 мм
2) 3 мм
3) 4 мм
4) 2,5 мм
9. У места соединения с отливкой делают утолщения – шлакоулавливатели
1) размером диаметра литника
2) размером диаметра распределительного канала
3) в половину диаметра литника
4) 2,3 мм
10.«Муфты» создают для
1) чистого литья
2) устранения пор
3) охлаждения металла
4) уменьшения усадки
11.Если обезжиренная восковая конструкция не высохнет перед паковкой, то
1) на металлическом каркасе будет множество мелких шариков
2) восковая конструкция прилипнет к паковочной массе
3) восковая конструкция расплавится
4) ничего не случится
12.Сплав Цитрина представляет собой
1) ЭИ - 95
2) золотой сплав
3) 1Х18Н9Т
4) серебряно-палладиевый сплав
13. «Вакуумное литьё» - это заполнение формы сплавом за счёт
1) разрежения воздуха в форме
2)избыточного давления на сплав
3) центробежных сил
14. Заполнение формы расплавленным сплавом в высокочастотной литейной установке происходит за счёт
1)создавшегося разреженного воздуха
2) избыточного давления на сплав
3) центробежных сил
15. Первым разработал литьё зубных протезов из золотых сплавов
1) Кармихаэль
2) Олендорф
3) Вильга
16. Печь устанавливается на
1) бетонной подушке
2) кафеле или цементе
3) толстом резиновом ковре
17. Литейная лаборатория обеспечивается трёхфазным током мощностью (кВт)
1) 8
2) 12
3) 16
18. Питающий провод при установке высокочастотной литейной установки имеет внутренний диаметр (мм)
1) 10
2) 13
3) 15
19. Обратные трубы в литейной лаборатории делаются
1) оцинкованными
2) стальными
3) с видимыми сливами в раковину
20. В литейное помещение вводятся стальные шины заземления сечением (кв. мм)
1) 100
2) 50
3) 80
21. С целью обеспечения имущественной, общественной и личной безопасности каждому работнику
1) выдаются доплаты за риск
2) вручается под подпись специальная инструкция
3) придаётся инспектор по охране труда
22. Категорически запрещается в литейной лаборатории
1) курить
2) просовывать какие-либо предметы в щели включённого аппарата
3) сокращать сроки прокаливания опоки
23. Все подготовительные работы перед литьём, начиная с удаления конусной подставки, проводятся в
1) противогазах
2) сухожаровом шкафу
3) прокалочных печах
24. Очень хорошо соблюдаются санитарные нормы, если печь
1) имеет трубу с выводом газов наружу
2) оборудована принудительной системой циркуляции воздуха
3) установлена в другом помещении
25. Число и место литников зависит от
1) почерка и привычек литейщика
2) конструкции, методики литья, квалификации специалиста, вида сплава
3) той технологии, которая используется в данном ЛПУ
26. Вольтова дуга и кислородно-ацетиленовые горелки способны давать температуру порядка (градусов Цельсия)
1) 2000
2) 2500
3) 3000
27. При применении вакуумного литья
1) сплав заполняет форму под воздействием центробежных сил
2) отрицательное давление через поры упаковочной массы втягивает сплав
3) сильный поток воздуха вгоняет сплав в форму
28. При применении литья благородных металлов в небольших количествах можно воспользоваться
1) пневмополимеризатором
2) металлической кюветой, наполненной гипсом
3) ручной центрифугой
29. Вращение ручной центрифуги при заполнении формы сплавом благородных металлов заканчиваются на
1) 11 часах по циферблату
2) 12 часах по циферблату
3) 13 - 14 часах по циферблату
30. При литье золотых сплавов опоку с приподнятым задним краем укладывают в
1) холодную печь
2) печь, разогретую до 200° С
3) печь, находящуюся в любом состоянии
31. Вещество, которым непосредственно покрывают восковую композицию перед литьём КХС называют
1) облицовочным
2) упаковочным
3) формовочным
32. Толщина литника для маленьких деталей
1) 0,5 – 1 мм
2) не менее 1,5 мм
3) 2,0 – 3,0 мм
33. Наилучшим режимом прогрева (прокаливания) опоки при литье стали и КХС считается
1) повышение температуры в печи на 5° С в одну минуту
2) прокаливание до потемнения каналов
3) прогрев и прокаливание в течение 2 часов
34. Материал, которым (в смеси с маршалитом) часто покрывают восковую композицию перед литьём КХС, называют
1) дифенилпропан
2) тетраэтилсвинец
3) этилсиликат
35. Внутрикристаллическая ликвация – это
1) выпадение карбидов между кристаллами
2) неоднородность кристаллов при затвердевании сплава
3) существование сплава в различных кристаллических формах
Эталоны правильных ответов

1 - 1
2 - 2
3 - 4
4 - 3
5 - 2

6 - 4
7 - 1
8 - 1
9 - 3
10 - 4

11 - 1
12 - 4
13 - 1
14 - 3
15 - 1

16 - 3
17 - 3
18 - 2
19 - 3
20 - 1

21 - 2
22 - 2
23 - 3
24 - 2
25 - 2

26 - 3
27 - 2
28 - 3
29 - 3
30 - 1

31 - 1
32 - 2
33 - 1
34 - 3
35 - 2



Литература.

1.Литейное дело в зуботехническом производстве. Зотов В.М., д.м.н., профессор кафедры ортопедической стоматологии СамГМУ Потапов В.П., к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии СамГМУ Пряников В.А., директор ООО «Вавидент», г. Самара.
2.Анциферов В.Н., Косогор С.П. Вакуумно-плазменные методы напыления покрытий и физические процессы распыления материала вакуумной дугой. Пермь: ПГТУ, 1998. –193 с.
3.Большаков Г.В. Применение плазменного напыления в ортопедической стоматологии // Зубной протез и плазменное напыление: Матер. научн.- практ. конф. – М., 2002. – С.18-20.
4.Волков В.В. Штифтово-культевая конструкция с улучшенной фиксации в протезном ложе // Зубной протез и плазменное напыление: Матер. научн.- практ. конф. –М., 2002. – С. 39–41.
5.Конюхова С.Г. Электронно-лучевая технология для изготовления несъемных конструкций зубных протезов из сплавов титана: Дисс. канд. мед. наук. – Пермь, 1998. –127 с.
6.Корнеев В.В. Комбинированные искусственные зубные коронки на плазмонапыленном металлическом каркасе // Зубной протез и плазменное напыление: Матер. научн.-практ. конф. –М., 2002. –С. 41–43.
7.Рогожников Г.И., Буторин А.С. Титановые конструкции в ортопедической стоматологии. – Пермь: Книга, 1997. –182 с.
8.Сравнительная оценка качества изготовления паяных
и цельнолитых зубных протезов. В.П. Зайцев, Н.Н. Степанов, В.Е. Сумкин.
9. Титан – материал для современной стоматологии. Александр Модестов зубной техник – мастер, демонстратор фирм Дентаурум и Еспридент, Германия.
10.Причины неудач при нанесении керамического покрытия
Взгляд литейщика. A.Д. Скоков, кандидат технических наук, Москва.
11. Особенности точного стоматологического литья.
Свирин В.В., доцент, зав. кафедрой ортопедической стоматологии и зубопротезных технологий РМАПО. Косилин А.В., зубной техник. Попов Д.Н., директор клинической базы кафедры ортопедической стоматологии и зубопротезных технологий РМАПО, г. Москва.
12. Спрашивали – отвечаем. Зубной техник, консультант фирмы «Риком» Евгений Дятлов.
13. Про «литьё без проблем» Ю.В. Волченко, инженер-литейщик, С.В. Варнавский, заместитель главного конструктора, АВЕРОН, Екатеринбург.












13PAGE 15


13PAGE 149015





Приложенные файлы

  • doc 26769283
    Размер файла: 5 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий