Зубопротезні лиття

Виготовлення литих зубних протезів почалося вже давно. Відомо,наприклад, що в 1820 р. Філадельфійський зубний лікар Гудсон відливавпротезні платівки з олова. Відомі також так званіхеопластіческіе протези - з олова, срібла, вісмуту і сурми.

Широке поширення литі протези отримали значно пізніше,коли був знайдений спосіб плавки золота і введення його в розплавленому вигляді вливарню форму за допомогою спеціальних пристроїв із застосуваннямтиску пари, газу або відцентрової сили.

Технологія відливання складається з наступних операцій:

1) виготовлення за гіпсової моделі воскової форми,

2) занурення цієї форми в покривну (формувальну) масу вциліндрі для отримання ливарні форми,

3) випалювання воскової моделі,

4) плавка золота,

5) заливка золота в ливарню форму.

Така технологія ще збереглася в багатьох місцях до цьогочасу. Зупинимося на окремих операціях технології трохи докладніше.
Необхідний протез виготовляють спочатку з воску, при цьому вельмиретельно обробляють його вручну, застосовуючи дуже тонкий інструмент
(шпателі та ін.) Якщо воскова модель виявляється в усіх відношенняхбездоганною, її закріплюють на штифті на підставці (рис. 1).

Після цього приступають до занурення воскової форми в «пакувальних»масу. Для цього підбирають циліндр, званий також кюветою (опока),такого розміру, щоб у ньому помістився воскова модель. Пакувальні масаповинна мати високу вогнетривкість і достатню міцність. Нагріта доживого маса не повинна давати тріщин, не повинна плавитися і даватиусадку. Крім того, вона повинна бути досить пористої, щоб пропускатипари повітря і гази від згоряння воску (табл. 1).

Рис.1. Воскова

модель на підставці.

Таблиця 1

Склад пакувальних мас

| Склад | Найменування елементів | Кількість |
| | | Частин |
| 1 | Гіпс | 2 |
| |............... ... ... ... ... ... ... ... ... .. | 1 |
| | Азбест | 1 |
| |............... ... ... ... ... ... ... ... ... | |
| | Кремнезему в порошку | |
| |....... ... ... ... .. | |
| 2 | кремнезем | 3 |
| |............. ... ... ... ... ... ... .. | 1 |
| | Гіпс | |
| |............... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | |
| 3 | Каолін | 1 |
| |.............. ... ... ... ... ... ... ... ... | 1 |
| | Кварцова борошно | |
| |.......... ... ... ... ... .... | |
| 4 | Гіпс | 2 |
| |............... ... ... ... ... ... ... ... ... ... | 1 |
| | Смола в порошку ... ... ... ... ... ... .... | 1 |
| | Мармур в порошку | |
| |......... ... ... ... ... | |

Пакувальні маса замішується з водою до сметаноподібної консистенції.

Воскову модель спочатку покривають за допомогою пензлика тонким шаромпакувальної маси і після її затвердіння надягають циліндр (кювету) намодель, і заповнюють пакувальної масою.

Після повного затвердіння циліндр повертають вгору підставкою,яка легко виймається. Після легкого підігріву виймають і штифт, наякому був посаджений модель на підставку. Залишилося отвір будеслужити літніковим ходом. Тепер залишається випалити воскову модель протеза,щоб отримати ливарню форму. Для цього циліндр поміщають в піч і спочаткув слабкому полум'я пальника повільно просушують масу, а потім підвищуютьтемпературу до повного випалювання воску. У такому вигляді ливарна формастає готовою для заливки.

Заливка золота здійснюється за допомогою різних пристосувань,званих у зубних техніків ливарними апаратами, для забезпечення прогонурідкого металу тиском пари через тонкий ливника. Циліндр, або кювету, зливарні готової формою встановлюють на триніжник (рис 2.) і коли золоторозплавиться за допомогою пальника, циліндр накривають штемпелем - кришкою,обмазаної мольдіном (глина з гліцерином). Від зіткнення мольдіна зрозігрітим циліндром утворюються пари гліцерину створюють тиск, піддією якого рідке золото вганяють у форму.

Крім описаного способу заливки, застосовуються і інші. При литтядеталей зубопротезних конструкцій кількості металу зазвичай недостатньодля того, щоб він силою своєю тяжкістю заповнив ливарню форму. Для цієїмети застосовують апарати, дейсгвіе яких заснована на різниці тиску,тобто створюють підвищений тиск над розплавленим металом абонегативний тиск (вакуум) всередині форми. На рис.3. показаний апарат зтиском від балона стисненого повітря, а на мал.4. - Інший апарат,дія якого заснована на наступному. Заповнюють азбестом

Рис.3. Ливарний апарат Рис.4. Прилад длялиття підз використанням тиску тиском водянихпарів. стисненого повітря.або мольдіном металеву кришку, прикріплену до ручки апарату, акювету встановлюють на підставці під кришкою: коли метал розплавиться,ручкою натискають на кришку, що закриває всю поверхню кювети.
Підвищення тиску створюється при випаровуванні вологого азбесту або мольдіна.

Для цієї ж мети застосовують апарати, що діють за принципомвідцентрової сили. Незважаючи на те, що існує багато відцентровихапаратів, що працюють за допомогою електрики, найбільш широкепоширення набула ручна центрифуга, що має досить простепристрій. У дерев'яній ручці зміцнюють нерухомо гвинт, на якийнадягають за допомогою рухомого гачка залізну дріт товщиною 3-4 мм ідовжиною 15-20 см. На кінці дроту є петля, що з'єднується з рухомодугою, на кінцях якої знаходиться металева чашка для установки кюветипід час відливання. Кювету нагрівають і вставляють у цю чашку, а в воронкукювети поміщають золото. За допомогою паяльного апарату направляють струміньполум'я на золото до його розплавлення. Потім центрифугу наводять урух, і після 3-4 поворотів метал вганяють у кювету.

Під час розплавлення золота до нього, щоб уникнути окислення додаютьпорошок бури.

Останнім часом для заповнення кювети формувальної масою застосовуєтьсявібрація ливарні форми.

Замість золота в зубопротезної справі почали широко застосовувати нержавіючусталь марок Х18Н9 і ЕІ95. Протези із сталі відливають за методом виплавлюванихмоделей.

Для лиття деталей зубопротезних конструкцій необхідно зробитинаступні операції:

1) вклеювання літників з металевого дроту діаметром 2-2,5 мм ізавдовжки 3-3,5 см в неробочу частина воскових моделей;

2) підключення воскових моделей у спільний блок і приклеювання йоголивника до дерев'яного конусу, покритому воском;

3) покриття воскових моделей вогнетривкої оболонкою;

4) покриття металевої опок-кюветою дерев'яного конуса звосковими моделями;

5) заливка формувальної масою на моторі-вібраторі опоки з восковимимоделями;

6) видалення літників з опоки і виплавлення воскових моделей умуфельній печі;

7) випалення форми в опоки;

8) розплавлення сталі і заливка нею форми;

9) видалення відлитих деталей з опоки та очищення їх від формувальноїмаси;

10) відділення літників від деталей і остаточна очистка їх відвогнетривкої маси за допомогою металевої щітки на шліфувальному колі.

У великих лабораторіях воскові моделі роблять у великій кількості іїх комбінують «в ялинку».

формувальної маси для лиття сталі служить склад з 90% корунду
(мінутнік № 10) та 10% гіпсу.

Для покриття воскових моделей вогнетривкої оболонкою перед їх формуваннямв кюветах готують розчин, що складається з 2% целулоїду (рентгенівськаплівка або кіноплівка) і 98% ацетону. До цього розчину додають мінутнік
№ 30 до стану рідкої кашки. Якщо ні тонкого мінутнік, можна застосовуватитонкий кварц.

Може бути також використана суміш із однієї частини гидролізованногоетилсилікати і двох частин маршаліта.

З 1951 р. стали застосовувати суміш з 90% кристалічного кварциту і 9%окису кальцію. Суміш замішують на 1-відсотковому водному розчині рідкогоскла.

виплавлення воскових моделей проводять у муфельних печах притемпературі 600-800 градусів протягом півтора-двох годин.

Апарат для розплавлення і лиття сталі складається з двох основних частин
- Електричної печі і вакуум-насоса (мал. 5).

електричні являє собою металевий каркас 1 з знаходятьсяусередині вогнетривким керамічним циліндром 3. Каркас має знімний кришку.
Між каркасом і керамічним циліндром знаходиться азбест 2. Всерединікерамічного циліндра є поглиблення 4, в яке вставлені електроди
5 і тигель для розплавлення стали 6, що виготовляється з електрокорундукварциту та інших вогнетривких матеріалів. Тигель може бути такожвиготовлений з кварцовою трубки відповідного діаметру і товщини.
Проміжок між тиглі і керамічної футеровкою заповнений кріптолом --дрібними шматочками графітизованих або вугільного електродного боювеличиною 5-6 мм. При включенні струму між шматочками графіту виникаютьвольтові мікродугі і виділяється значна кількість тепла, що веде донагріву вогнетривкої тигля, в якому знаходиться сталь; остання починаєплавитися. Поглиблення в циліндрі закрито керамічної кришкою 7 зотвором в центрі. Електричні укріплена на двох стійких 8, на осіяких з правого боку знаходиться рукоятка 9 для повороту печі при заливцістали в опоку.

Коли сталь в тиглі розплавлена, на керамічну
Рис.5. Схема пристрою кришку встановлюють кювету 12, яку щільнопри -для плавки сталі жиму рухомий дугою 10 циліндричногофланця 11.

системи Д. Н. Цитрин Фланець має трубку, поєднану з вакуум -насосом з

допомогою гумового шланга,через який відсмоктуються гази і створюється негативний тиск у опоки.

Вакуум-насоси можуть бути водоструминної і механічними. Водоструминноїнасос складається з двох гумових шлангів 13, скляної пляшки івакуумметри.

У комплект електропечі входять: понижуючий трансформатор на 30, 45,
60, 75, 90 і в 40, 50 а, реостат, вольтметр, амперметр і термопара згальванометром.

Харчування електропечі здійснюється від електромережі.

Відливання відцентровим способом виробляється спеціальною піччю (рис.6).
Металевий корпус електропечі для відцентрового лиття виготовлений злистової сталі товщиною 2,5 см; товщина дна - 5 мм. Усередині корпусу наазбестового засипання поміщається високоогнеупорні хромомагнезитовихфутеровка, виготовлена з двох половинок, що з'єднуються у вертикальнійплощини, що проходить через вісь печі.

Кільцевій простір між футеровкою і обичайки корпусу заповненоазбестового засипанням.

У циліндричному робочому просторі печі, утворюється половинкамифутеровки, знаходяться два вугільних електрода і тигель для розплавленняметалу, виготовлений з високоогнеупорні матеріалу. Інший об'ємробочого простору заповнений дрібними шматочками гра-фіта.
Рис.6. Електричні для Зверху порожнину печі закритахромомагнезитових кришкою,плавки сталі системи на якій встановлений масивний сталевийфланець; в верх-І. П. Корнєєва. нюю розточування фланцявставляється циліндрична сталь-ва опока, в якійзнаходяться заформувати воскові моделі для відливання.

Зверху піч закривається сталевою кришкою, яка ставиться на шаробмазки і щільно притискається до обичайці корпусу двома замками накиднойтипу.

Для збереження вертикального положення печі, з метою запобігання їївід перекидання, до днища корпуса прикріплений чавунний противагу. У порожнинупротиваги виходять нижні кінці вугільних електродів, від яких йдутьдроти, захищені ізоляційними намистом.

У нижній частині корпуса печі розташовані дві півосі. Для точноговстановлення піввісь на одному діаметрі фланці їх центруються штифтами,закріпленими в обичайці корпусу. Шейки піввісь спираються нашарикопідшипники, що знаходяться в розточування двох литих чавунних стійок.

На праву подовжену піввісь насаджено на шпонки мале зубчасте колесо;воно зчіплюється з великим зубчастим колесом (передавальне відношення 3:5),обертається за допомогою рукоятки. До півосями прикріплені вертикальні планки,з'єднані вгорі стяжкою. В отворі стяжки, розташованому на осі печі,може переміщатися вертикальний стрижень, до нижнього кінця якогоприкріплена кришка опоки.

Всередині підставки, внизу, поміщений трансформатор, встановлений надощаному настилі і прикріплений болтами до каркаса підставки. Нижня частинакаркаса підставки закрита з трьох сторін провідникової сіткою, а з одногобоку - знімним сталевим листом. У верхній частині підставки, праворуч до неї,прикріплений похило розташований кожух, в якому вміщено перемикач.

Електрощит з вимірювальними приладами прикріплюють до стіни.

Для виготовлення тиглів з вогнетривкої маси є спеціальнийрозбірний металевий штамп, що складається з двох половинок, стягується наобох кінцях гайками з накаткою. У вогнетривку масу для виготовленнятиглів входить: 30% корунду № 325, 30% електрокорунду № 100, 40% шамотноїглини. Вказаний матеріал замішують на рідини, що складається з 90% води і
10% відпрацьованого машинного масла. Отриману суміш закладають в штамп тапресують. Потім тигель обережно витягують з прес-форми і ставлять вмуфельні піч для просушування на l ,5-2 години при температурі 300-400 °.

Остаточну прокалку тигля виробляють в ливарні печі перед плавкоюпротягом 15-20 хв. при температурі 1200-1400 °.

У центрі робочого простору печі поміщають тигель, в якийзакладають 1-2 кубика нержавіючої сталі, в залежності від кількостідеталей, що підлягають відливання. Увесь інший простір, як уже зазначалося,заповнюють шматочками графіту і закривають зверху конусної хромомагнезитовихкришкою. На кришку у центрі ставлять верхній сталевий фланець; рештуверхню частину печі покривають шаром обмазки, а кришку печі з'єднують замкамиз кромкою корпусу. Отвір фланця обмазують шаром вогнетривкої маси,товщина якого залежить від діаметра тигля.

1-Термітне суміш;
2-шамотної-магнезитовий тигель;
3-сталевий кожух,
4-магнезитовий склянка;
5 - змінний штепсель;
6 - запірний цвях.

Рис.7. Обертання печі для Рис.8. Тигель для спалювання заливки ливарні форми терміта

Після виплавки воскових моделей у розточування фланця встановлюють опоку -кювету. Через 30-40 хв, коли опока охолоне, її накривають кришкою і весьвузол закріплюють захисної рукояткою. Потім включають електричний струм.
Робоча напруга регулюють за допомогою спеціального реостата вВідповідно до заданим режимом плавки.

Після розплавлення металу в тиглі струм вимикають, розмикаютьштепсельні з'єднання і різким рухом починають обертати ручку,розвиваючи необхідну окружну швидкість (рис.7), при цьому розплавленийметал заповнює порожнину форми і під дією відцентрової силиущільнюється в ній.

Крім зазначених ливарних апаратів, для відливання деталей зубопротезнихконструкцій застосовують ацетилен-кисневі установки, а також виробляютьвиливок за допомогою вольтової дуги. Ці два способи відливання деталей знержавіючої сталі, особливо за допомогою вольтової дуги, мають суттєвийнедолік: сталь під час розплавлення занадто сильно насичується вуглецемвнаслідок чого втрачає необхідні фізичні і хімічні властивості постійкості проти корозії.

Існує також спосіб лиття деталей зубопротезних конструкцій знержавіючої сталі з допомогою Термітне суміші незалежно від наявності джерелаелектроенергії.

Терміт являє собою суміш порошку алюмінію та спеціальнообробленої залізної окалини. Алюміній завдяки великій спорідненості зкиснем здатний відновлювати оксиди металів з виділенням при ційреакції великої кількості тепла.

Реакція тепла протікає всього протягом 10-15 сек., при цьому продуктиреакції розплавляються і перегріваються до температури 2600 - 2700 °. Реакціязалізо-алюмінієвого терміта йде за формулою:

3FeO х Fe Оз + 8Al -> 4А1гОз + 9 Fe + 793,5 кал.

Для порушення Термітне реакції необхідно повідомити Термітне сумішітемпературу не нижче 1250 °; для цієї мети застосовують спеціальнізапальні кошти.

Спалювання терміта роблять у спеціальних тиглях, футерованихмагнезитів (рис.8).

Після закінчення Термітне реакції завдяки значної різниці впитомих вагах шлак (Al O) концентрується вгорі, а метал опускається надно тигля.

Щоб отримати нержавіючу сталь в якості кінцевого продуктуТермітне реакції, до складу Термітне суміші вводять в гранульованому виглядінеобхідну кількість компонентів, що входять до складу нержавіючої сталі.
Отримана таким чином Термітне нержавіюча сталь характеризуєтьсязначною жидкотекучестью, що забезпечує одержаннявисокоякісного лиття деталей зубопротезних конструкцій.
-----------------------< br>

Рис 2. Триніжок, циліндри, штемпелі-кришки для заливки золота.