Что такое литье в стоматологии
Различия в технологии литья на центробежной индукционной литейной установке и вакуумной установке под давлением
Рис. 1. Тигель центробежной индукционной литейной установки.
Рис. 2. Литье на вакуумной индукционной установке под давлением по принципу «раздваивающийся тигель».
Центробежное литье
При центробежном литье (рис. 3) важно, чтобы вливаемый сплав как можно быстрее вытеснил объем воздуха из полой формы опоки. Вытеснение воздуха осуществляется неизбежно через поры соответствующего паковочного материала. При заполнении на вибростолике паковочная масса оседает, т. е. крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие. Более мелкие частицы образовывают на поверхности опоки плотный слой, который при центробежном литье замедляет вытеснение воздуха сквозь опоку. В таком случае рекомендуется отшлифовать поверхность опоки на триммере, чтобы открылись поры материала.
Рис. 3. Процесс литья на центробежной индукционной литейной установке.
Рис. 4. Сплав в тигеле центробежной литейной установки.
Рис. 5. Объект из благородного сплава на центробежной установке.
Вакуумное литье под давлением
Рис. 6. Литье на вакуумной установке под давлением.
Рис. 7. Объект из неблагородного сплава на вакуумной установке под давлением.
При литье массивных объектов на вакуумной установке под давлением необходимо учитывать следующие
факторы:
Условием для успешного процесса литья на вакуумной установке является правильная установка следующих рабочих параметров:
Рис. 8. Вакуумная установка: заполнение под вакуумом.
Рис. 9. Вакуумная установка: нагнетание давления и уплотнение (литьевой конус не требуется).
Рис. 10. Установка литниковой системы.
Указания к точности посадки
Причины неточного прилегания могут быть разными и являются не только следствием ошибок в процессе литья. Для объектов разного объема и геометрической формы (монолитные вторичные конструкции, телескопические супраконструкции и супраконструкции на имплантатах) не всегда достаточно одной величины расширения, регулируемой с помощью концентрации жидкости для замешивания паковочной массы.
Рис. 11. Точное прилегание: плечо распределения смещения из неблагородного сплава.
Общие указания и советы по технологии литья на примере бюгельного протеза
Рис. 12. Каркас бюгельного протеза верхней челюсти — литье на центробежной индукционной литейной установке.
Рис. 13. Плоские литники улучшают вливание сплава в трансверзальную дугу.
Рис. 14. «Противоусадочные муфты» препятствуют образованию пор.
Хеннинг Вульфес, директор международной школы Academia Dental, руководитель учебного центра BEGO по повышению квалификации зубных техников (Германия)
H. Wolfes, Director of the Academia Dental International School, Head of the BEGO Training Center for Advanced Training of Dental Technicians (Germany)
Differences in casting technology between a centrifugal induction casting plant and a vacuum pressure casting plant
Аннотация. Изготовление больших и массивных объектов в большинстве случаев приводит к проблемам в лабораториях. Учитывая, что каждый из таких объектов изготовляется индивидуально и часто они имеют различные геометрию и объем формы, общепринятых и конкретных правил для литья таких объектов не существует. По этой причине необходимо учитывать некоторые существенные различия в технологии литья на центробежной индукционной установке и вакуумной установке под давлением.
Annotation. The fabrication of large and massive objects in most cases leads to problems in laboratories. Considering that each of these objects is made individually and often they have different geometry and volume of shape, there are no generally accepted and specific rules for casting such objects. For this reason, it is necessary to take into account some significant differences in casting technology on a centrifugal induction plant and a vacuum pressure plant.
Ключевые слова: центробежное литье; вакуумное литье под давлением; бюгельный протез.
Keyword: centrifugal casting; vacuum injection molding; clasp prosthesis.
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
В последнее время стоматологическому литью стали уделять особо много внимания, поэтому мы в этой статье решили внести свою лепту в освещении этой темы.
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 толстом резиновым ковре. Около печи и на всех других рабочих местах должны быть изоляционные коврики.
Приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать пятикратный обмен воздуха.
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.
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 апроксимальных 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:
• все участки отливки должны находиться в равных условиях при литье;
• все толстостенные участки должны иметь дополнительные депо жидкого металла для устранения усадочной раковины, рыхлости и пористости металла;
• 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.
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 течении 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 течении первых 10 минут. Затем удаляются муфельные кольца и в течении последующих 20 минут опокам необходимо дать затвердеть перед последующим прогревом.
Время схватывания: 30 минут.
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».
В следующем номере продолжение темы:
«Литье бюгельных протезов на огнеупорных моделях».
Более подробно по вопросам стоматологического литья можно
проконсультироваться по т. (8462) 51-55-45, ООО «Вавидент» Пряников В.А. (г. Самара).
Техника цельного литья
Cогласно системе SILADENT техника цельного литья — это метод, с помощью которого можно экономично изготовить протез, используя технику двойной коронки. В данных протезах первичные и вторичные компоненты состоят из сплава недрагоценных металлов. Первичные коронки изготавливаются обычным способом, после чего вторичные коронки и каркас отливаются одновременно с помощью техники цельного литья.
Для первичных коронок мы рекомендуем использовать LEG-сплав TEK-1, поскольку он достаточно легко поддается фрезеровке. В случае со сплавами из недрагоценных металлов деформация в результате усадки после литья значительно усложняет процесс припасовки телескопов, поэтому мы рекомендуем придать первичным коронкам конусность 2°. Для эффективного литья мы советуем использовать паковочные материалы Premium или Presto Vest II, а для фрезеровки первичных коронок — наждачную бумагу Conofix. Перед началом процедуры дублирования перенесите первичные компоненты на мастер-модель. Вы также можете покрыть их изнутри тонким слоем вазелина или крема для рук. Эта процедура позволит избежать попадания силикона под коронку и сохранить ее положение в области шейки. Затем уберите излишки материала кусочком ткани, изолируйте все заметные поднутрения. Теперь можно приступать к дублированию с использованием соответствующей методики SILADENT. Для дублирования мы рекомендуем использовать силиконовый материал TEK-1 SIL.
Дублирование
Дублирование с использованием системы SILADENT.
Имеется четыре размера стабилизирующих вставок. Выберите подставку, соответствующую размеру модели. Вокруг модели нанесите слой силикона толщиной примерно
10 мм. По контуру вставки прикрепите креповую ленту SILADENT. Нахлест должен располагаться сзади и быть не меньше 10—15 мм. Затем выберите самую большую стабилизирующую вставку из возможных и прикрепите ее винтами к кресту для дублирования или фиксирующему устройству. Вставка не должна касаться ленты. Затем необходимо заполнить кювету таким образом, чтобы в верхней точке модель была закрыта хотя бы на 3 мм.
Далее кювета для дублирования помещается в фиксирующее устройство и стабилизирующую вставку погружают в силикон. Важно, чтобы ее наружная поверхность оставалась свободной от силикона. Это нужно для того, чтобы слой силикона над моделью оставался достаточно толстым.
В качестве альтернативы вы можете оставить силиконовую форму застывать под давлением. Это лучше всего делать с помощью креста для дублирования. Примерно через 30 минут материал полимеризуется и силиконовую форму можно снять с креста для дублирования или фиксирующего устройства. Уберите креповую ленту и аккуратно извлеките модель из силиконовой формы.
Изготовление дублирующей модели
При использовании техники цельного литья нужно решить ту же проблему, что и при изготовлении других конструкций на дублирующей модели: вторичные коронки сидят слишком туго, а остальной каркас — идеально. Или, наоборот, отдельные коронки сидят хорошо, а вся конструкция слишком большая по размерам.
Это заставило нас задуматься над тем, как мы можем увеличить коэффициент расширения паковочной массы с целью обеспечения хорошей припасовки отдельных коронок и всей конструкции в целом. Наше решение заключается в заливке массы в два этапа, когда используются две разные консистенции жидкостей, одна из которых нужна для смешивания паковочной массы для заполнения формы в области коронок, а другая — для основного объема формы.
Определение необходимого коэффициента расширения при застывании
Для начала определите размер или объем отдельной коронки в силиконовой форме. Обычно чем меньше объем первичной коронки, тем больше должен быть коэффициент расширения. Скажем, для коронки премоляра при использовании паковочной массы TEK-1 VEST достаточно 65—75 % раствора жидкости TEK-1. Для коронок меньшего размера необходимо использовать более концентрированный раствор, для коронок большего размера — раствор меньшей концентрации. Помните, что при разбавлении жидкости можно использовать только дистиллированную воду. Для оставшейся части модели вы можете взять ту же жидкость с концентрацией примерно 50 %.
Паковка в два этапа
Смешайте небольшое количество паковочной массы (50 г) с жидкостью TEK-1 в нужной концентрации и влейте смесь в дублирующую форму.
В то же самое время смешайте массу для оставшейся части модели с жидкостью соответствующей концентрации.
Этот метод позволяет вам создать одну дублирующую модель с помощью различных концентраций жидкости. Если имеется значительная разница в объемах коронок (узкие нижние передние зубы и моляры), вам может понадобиться жидкость в нескольких концентрациях. Разумеется, нужен определенный опыт использования метода, описанного выше, однако как только вы освоите его, успех гарантирован.
Моделировка
При телескопическом протезировании и протезировании с использованием двойных коронок необходимо моделировать окклюзионные поверхности.
Чтобы облегчить этот процесс, мы рекомендуем вам перенести дублирующую модель в артикулятор с помощью системы Occlutop.
В качестве альтернативы вы можете смоделировать колпачки на эталонной модели с уже установленными первичными коронками, перенести их на дублирующую модель и заполнить оставшееся пространство воском. Колпачок моделируется из самоизолирующего высокоэластичного воска TEK-1. После этого корректируется пришеечная область и колпачок отделяется.
Толщина стенки колпачка должна равняться примерно 0,5 мм. Затем при помощи скальпеля окклюзионная поверхность колпачка аккуратно отделяется и на модель устанавливается оставшееся восковое кольцо. Поскольку верх колпачка был отделен, восковое кольцо должно установиться без особых проблем.
Благодаря эластичности воска положение кольца можно менять, пока не будет достигнуто идеальное его положение в пришеечной области. Небольшое напряжение на модели, вызванное установкой кольца, не позволит паковочному материалу попасть под коронку.
Затем верхняя часть колпачка крепится к кольцу с помощью воска. После этого проводится создание восковой модели.
Установка литников
Мы рекомендуем следующий способ установки литников. Основное правило: лить от толстого к тонкому. Таким образом, основные литники (3,5 мм) всегда должны крепиться к наиболее толстым частям восковой модели.
Там, где это правило невозможно применить, к более плотным компонентам модели присоединяются дополнительные литники (2—2,5 мм). В нашем случае это двойные коронки. Литье сплава подобным образом предотвращает его усадку по мере охлаждения, а также искажение готовой работы.
Если вы используете для литья центрифугу, мы рекомендуем в дополнение к основным и дополнительным литникам использовать каналы компенсации давления. Далее восковая модель заливается с помощью технологии SILADENT, причем жидкость для расширения обладает той же концентрацией, что и при изготовлении дублирующей модели.
Заливка модели
Для техники цельного литья TEK-1 мы рекомендуем использовать креповую ленту SILADENT для создания опоки. Этот вариант является более экономичным, а также имеет еще одно преимущество по сравнению с другими методами формирования опоки — большая площадь поверхности быстрее нагревается и быстрее остывает после отливки.
Литье и обработка
Предварительный нагрев и литье.
После отверждения паковочного материала поместите опоку воронкой вниз в холодную муфельную печь и прогрейте. Обратите внимание на тепловые циклы для обычного и ускоренного литья, указанные в инструкциях к оборудованию.
Обработка и установка
После завершения процедуры литья и пескоструйной обработки литого каркаса можно переходить к его примерке.
Для начала уберите вспомогательные литники и оставьте основные для устойчивости. Уберите дефекты литья, затем поместите каркас на эталонную модель без первичных коронок для предварительной оценки формы. После подготовьте вторичные коронки, также убрав дефекты литья. Затем обработайте вторичные коронки до необходимой толщины слоя. Телескопы должны быть припасованы на 90—95 % идеально. После этого нанесите маркер на первичные коронки и аккуратно припасуйте вторичные. Теперь возьмите резиновый полир и отполируйте дефекты, что даст оставшиеся 5 % посадки.
Установка и полировка
Окончательное припасовка достигается полировкой. Мы рекомендуем использовать войлочные конусы и алмазную полировочную пасту TEK-1 POL для полировки внутренних поверхностей вторичных коронок.
Если вы хотите достичь зеркальной поверхности, вы можете использовать сначала жесткую, а затем мягкую щетку вместе с пастой TEK-1 POL. Идеальная скорость вращения при полировке составляет 8—10 тыс. оборотов в минуту.
После проверки формы на эталонной модели с установленными первичными коронками уберите основные литники и тщательно отполируйте литье.
Техника цельного литья TEK-1 с использованием системы SILADENT позволяет изготовить комбинированный протез из сплавов недрагоценных металлов с использованием техники двойной коронки без лишних расходов и без риска для припасовки. Как только вы овладеете данной техникой, вы осознаете всю ценность вышеперечисленных методов (бескюветное дублирование, заливка в два этапа, позволяющая увеличить коэффициент расширения паковочной массы, владение техникой литья), применение которых позволяет создать качественный протез.