Металлы являются одними из самых распространенных материалов в практике техника. Благодаря сочетанию нескольких составляющих удается получить уникальное вещество, обладающее оптимальным набором характеристик.
В случае с протезированием, изделия должны быть:
— прочными;
— долговечными;
— эстетичными.
Посмотрим, как производители материалов для техников добиваются столь противоречивых свойств от своей продукции.
Классификация
Весь спектр используемых сплавов разделяют на две группы:
— общемедицинские;
— технологические.
Первый класс должен обладать повышенной приживаемостью, не выделять при эксплуатации вредоносных соединений.
Важно минимизировать риски отторжений и аллергических реакций, для чего постоянно ведется поиск еще более качественных металлов.
Параллельно создаются новые технологии обработки и выплавки.
Технологические сплавы должны обладать следующим набором качеств:
— коррозийная стойкость, в том числе при воздействии органических соединений;
— прочность и твердость. Это позволит выдерживать значительные нагрузки на сжатие, изгиб, скручивание в продольном и поперечном направлении;
— при литье усадка должна быть минимальной. В таком случае удастся избежать значительных отклонений параметров отлитой заготовки от изначальной модели. Кроме того, чем меньше меняется объем материала при нагреве, тем меньше возникает внутренних напряжений, которые могут привести к поломке готовой конструкции;
— ковкость и текучесть. Эти параметры обеспечивают высокую восприимчивость металла к механической обработке, а значит удешевляют ее;
— должна обеспечиваться свариваемость и восприимчивость к пайке. За счет таких методик удобно собирать отдельные компоненты в целые протяженные реставрационные системы;
— дополнительным преимуществом будет возможность полировки, электролитической и механической обработки.
В зависимости от характеристик сплава, его состава, меняется комплекс этих параметров.
Свойства и особенности
Свойства материалов выделяют следующие:
— химические;
— технологические;
— физические;
— механические.
К механическим относят способность выдерживать разрушительное воздействие внешних нагрузок. В процессе воздействия материал должен упруго и пластически деформироваться.
Упругое воздействие прекращается после окончания приложения силы.
Пластическое вызывает изменения структуры, вплоть до изменения формы и ее сохранения в дальнейшем. Металл претерпевает изменения структуры, плотности, электрического сопротивления.
В комплекс механических характеристик входят следующие:
— твердость;
— прочность;
— упругость;
— пластичность.
Из физических выделяют плотность, теплопроводность, цвет, плавление, а так же расширение/сжатие при изменениях температуры.
Технологические параметры включают все аспекты, по которым определяется пригодность вещества к обработке. Ковкость, усадка и текучесть из всего спектра наиболее важны для работы техника.
Химические характеристики определяют поведение сплава в различных активных средах, щелочных, кислотных, растворах солей, а так же в классических эксплуатационных условиях, то есть на воздухе, при нормальной влажности. Определить поведение позволяет растворимость, жаростойкость и окисляемость.
Один из неприятных моментов, которые свойственны металлам, является гальванизм. Постоянное воздействие активных сред может вызвать выделение потенциально опасных соединений. В процессе происходит распад самой основы протеза, потому такие материалы из практики техников быстро исключают.
Важно избежать коррозии, которую часто провоцирует адсорбция металлом компонентов ротовой полости. Таким источником проблем может стать пища, слюна, ферменты полости рта, усиливают эффект переменные нагрузки, которые испытывает протез при эксплуатации. Даже титановые основания подвержены этому эффекту.
Выделяют несколько групп коррозии:
— по форме разрушения;
— по механизму процесса.
К первому классу относят равномерную или сплошную коррозию, местную и межкристаллитную.
Механизм позволяет разделить электрохимическое и химическое окисление.
Применение и технологии
Техник использует огромное количество методик обработки изделий в процессе выпуска.
Включают в этот комплекс следующие:
— полировка;
— шлифовка;
— отбеливание;
— пайка;
— закалка;
— отжиг;
— волочение;
— прокатка;
— штамповка;
— ковка;
— литье.
Рассмотрим каждый вариант подробнее.
Литье
Процесс подразумевает заполнение под давлением подготовленной формы, используется металл в расплавленном состоянии. Подается он под давлением, что позволяет равномерно заполнить все полости и естественные неровности модели.
Проводятся операции в несколько этапов:
— изготавливаются восковые модели;
— формируется литниковая система;
— модель покрывается слоем огнеупорного материала;
— в муфеле происходит формовка модели огнеупорным веществом;
— воск выплавляется;
— форма сушится и обжигается;
— сплав разогревается до текучего состояния;
— непосредственно отливается изделие;
— детали освобождаются от литников и огнеупорной массы.
По данной методике можно выпускать весь спектр зуботехнических систем, например, коронок, мостов, абатментов.
Ковка
Процесс подразумевает воздействие на заготовку механическим путем, которое приводит к изменению формы, но без строго определенных контуров. Техник для придания очертаний компонентам использует специальную наковальню, на ней образованы отростки, имеющие форму, близкую к человеческим зубам.
Штамповка
В этом случае изменения формы заготовки происходят только в соответствии с параметрами штампа. Таким образом можно получить гильзы (заготовки для выпуска единичных зубов), коронки, элементы съемных/несъемных конструкций.
Прокатка
Прокатка позволяет обработать слиток произвольной формы до состояния листовой заготовки. Так выпускается сырье для более сложных изделий.
Волочение
Путем волочения из слитка металла получают проволоку. На ее основе создают крепежные элементы, соединительные дуги для некоторых типов протезов, кламмеры съемных структур и аналогичные изделия.
Закалка
Закалка преобразует структуру металла, позволяет усилить определенные свойства: твердость и прочность. Происходит обработка посредством нагрева до высокой температуры с последующим резким охлаждением в воде или масле.
Процесс приводит к падению пластических качеств, росту жесткости и хрупкости. Ухудшается податливость при механических обработках.
Отжиг
Если после закалки сильно проявились негативные качества изделия, то можно провести отжиг, чтобы восстановить характеристики. В этом случае потребуется нагрев до высокой температуры (когда проявляются структурные изменения сплава), но точные значения индивидуальны для каждого сплава.
Температуры в 400-500 градусов достаточно, чтобы в структуре нержавеющей стали произошли изменения и снялись внутренние напряжения.
Паяние
Этот метод позволяет соединить несколько деталей из металла путем расплавления родственного сплава с более низкой температурой плавления. Используемый в качестве расходника материал называют припой.
Отбеливание
Отбеливание нужно, чтобы устранить с поверхности металлов окалину, которая образуется при воздействии кислорода и открытого пламени.
Для реализации процесса применяют растворы нескольких видов агрессивных кислот:
— серной;
— соляной;
— азотной.
Благородные сплавы проще обрабатывать, например, для серебра достаточно 96-процентного спирта, для золота – 40-50-процентный раствор соляной кислоты.
Шлифовка/полировка
Указанные методики родственны по своей сути, но подразумевают различную чистоту.
Шлифовка – это несколько этапов грубой обработки, которая полезна при снятии слоя материала, устранения дефектов.
Для этого применяют абразивные насадки, станки с шлифовальными кругами различной зернистости. Полировка подразумевает использование более тонких материалов, фетровых и войлочных кругов, полировочных паст.
Обычно процесс включает несколько этапов для каждого из которых используется оснастка со своим зерном (частота расположения абразивных крошек на квадратном сантиметре поверхности).
С каждым последующим этапом размеры обрабатывающих фракций уменьшаются для повышения качества.
