В сфере компьютерного моделирования и автоматизированного производства компонентов конструкции для протезирования в стоматологии часто используют сплав кобальта и хрома. Выпускают заготовки различной формы, которые обрабатываются на автоматизированных станках для получения максимально точных конструктивных элементов. С помощью заготовок можно воссоздать любые виды имплантационных систем.
Обязательные параметры Кобальт-хром дисков
CoCr – это твердый металлический сплав, который способен эффективно противостоять всему спектру нагрузок и воздействий, которые сопутствуют установке в ротовую полость готовых изделий.
Материал должен обладать следующим набором качеств:
— невосприимчивость к коррозии, окислению под действием влажной среды, ферментов, при перепадах температуры. Сплав должен сохранять постоянный состав, не меняться с течением времени в отношении кристаллической решетки и его химических компонентов;
— абсолютная безопасность при имплантировании является основным моментом, который определяет успех приживления. В процессе эксплуатации не должны выделяться вредные и потенциально опасные соединения, а так же этого не может происходить за весь период службы протезов;
— гипоаллергенность. Чем ниже риск раздражения мягких тканей, проявления негативных реакций организма, тем большему количеству пациентов можно установить протезы из материала. Разумеется, редкие случаи индивидуальной непереносимости не позволят использовать вещество для всех клиентов, но процент приживления кобальт-хрома высок;
— высокая прочность. Изделия с повышенными прочностными показателями можно устанавливать на жевательный участок, где нагрузки при эксплуатации наибольшие. На переднем ряду протезы так же актуально использовать, но в этом случае необходима облицовка для воссоздания естественного облика компонентов;
— эстетика. Металл обладает слабыми эстетическими показателями, так как без облицовки сильно выделяется на фоне остального ряда. Исправить это можно, используя облицовку из полимеров или керамики.
Особенности кобальт-хрома
Данный сплав часто используют для создания несущих систем, каркасов коронок, комбинированных и мостовидных структур. Стоит отметить, что высокая твердость и сложность притачивания ограничивают использование металла для создания стандартных компонентов конструкций.
Ранее сплав использовался путем литья подготовленной формы, но с появлением компьютерного моделирования и автоматизированных фрезерных станков удалось значительно модернизировать компоненты конструкций. Фрезерование дает максимальную точность, отклонения насчитывают всего несколько микрон, что обеспечивает новый уровень комфорта пациента и качество проведенных работ. Если используется устройства arum cad cam, можно подобрать соответствующие библиотеки, чтобы упростить процесс моделирования.
Метод имеет следующие преимущества:
— исходное сырье не подвержено загрязнению в процессе плавления, заготовки создаются практически в идеальных заводских условиях и структура не меняется на всем протяжении изготовления деталей;
— при обработке нет значительных термических воздействий, которые могут изменить кристаллическую решетку, а значит и физико-химические свойства. Это достигается за счет подачи охлаждающей жидкости или эмульсии в зону фрезерования, либо подбором определенного режима резания. Исключается в этом случае перегрев, как самой заготовки, так и режущего инструмента;
— за счет минимальных изменений поверхностного и глубинных слоев исключаются усадки, расширения, деформации, возникновение напряжений, которые способны привести к появлению микротрещин и разрушению компонента при эксплуатации.
Подчеркнем, что фрезерование заготовок существует в двух формах: сухое и влажное. Причем, второй вариант поддерживают не все системы CAD/CAM. Чтобы подогнать индивидуальные элементы под имплантационные системы корейского производства, нужны библиотеки, содержащие типовые составляющие.
Неблагородные сплавы, используемые в стоматологической практике, чаще всего вызывают негативные реакции организма из-за определенных составных элементов. Потенциально опасными является бериллий и никель, но в рассматриваемых дисках их нет. Тем не менее, для уверенности в результате, с каждым пациентом рекомендуется проводить тест на чувствительность организма к металлу. При превышении допустимой дозы вещества, организм часто реагирует аллергией, что особенно проблемно при постоянном ношении протезных систем.
Химический состав заготовок следующий:
— кобальта 64 процента;
— хрома – 21%;
— вольфрама – около 6-ти;
— молибдена – около 6-ти.
Титановые диски для фрезерования — методы применения
Титан долгое время используется в медицине благодаря уникальному сочетанию качеств.
По Виккерсу сплав демонстрирует высокую твердость – 286 единиц, по данному параметру превосходит нержавеющую сталь в полтора раза. Предел прочности составляет более 570 МПа, а плотность – 8 г/см3. Модуль растяжения материала – 194 ГПа.
Кобальт демонстрирует твердость и тягучесть, не окисляется под действием воздуха без изменения условий среды, но покрывается пленкой при нагреве от 300 градусов. Воздействие растворов кислот приводит к постепенному растворению. Твердость по Бриннелю – 124 кгс/мм2. Применяется для повышения механических характеристик сплавов, в которые вносится в процентной доле от 55 до 70%.
Молибден необходим для улучшения кристаллической решетки, создания сплава с одинаковыми характеристиками по всему объему.
Плавится сплав при температуре от 1400 градусов, при воздействии температуры демонстрирует небольшую усадку – в пределах 1,8-2%. Листовые заготовки хорошо штампуются, что до сих пор используется зуботехническими лабораториями для выпуска недорогих протезных конструкций. Для пайки необходимы припои для золотых сплавов, припой цитрина.
После полировки поверхность длительное время сохраняет приобретенный зеркальный блеск без потускнения. За счет высокой твердости можно точнее передать анатомическую форму компонентов, воссоздать более ажурные и аккуратные протезные структуры. Вес готовых изделий наоборот небольшой, по этому параметру золото уступает сплаву в 2,5 раза.
Материал хорошо приживается в ротовой полости, потому на его основе создают компоненты, контактирующие с мягкими и твердыми тканями, например, абатменты. CAD моделирование подразумевает использование заготовок различной конфигурации.
Формы, размеры
Готовые диски чаще всего выпускаются слитками массой по 30 и 10 грамм. Погрешность соответственно может составлять 2 и 1 грамм в положительную и отрицательную стороны. Стандартные упаковки содержат 5-15 слитков.
Однако, конкретная форма заготовки зависит от целей, выпускающие фирмы создают множество вариантов изделий:
— круглые диски диаметром 95 и 98 мм;
— блоки, в том числе с хвостовиком;
— формы строго определенной конфигурации, как Amann Girrbach.
Выпуск собственных форм. Которые не подойдут для прочих систем производители ведут не всегда только ради поддержания высокой стоимости. Обычно предлагается комплексное решение, которое позволяет получить гарантированный результат, за который марка несет ответственность.
Если совмещать различные варианты, то не исключены отклонения по цвету, деформации, испорченные заготовки. Уникальные формы бренд может выпускать, чтобы избежать подобных проблем и негативных отзывов в свою сторону.
Параллельно существует на рынке множество европейских и китайских брендов, которые создают компоненты протезных конструкций под любую систему. Разумеется, в это число не входят уникальные комплексные решения, на которые производства не имеют лицензии.
Так как материал имеет очень высокую твердость, то и подбирать для него следует соответствующие станки. Необходимо, чтобы система была способна обрабатывать металлы, для работы применяют твердосплавные фрезы, так как они способны при правильной настройке служить достаточно долго. Для обработки в cad cam 3d для начала требуется сбор данных, для чего проводится сканирование.
Работать допускается на малых оборотах без охлаждения участка, в этом случае важно постоянно следить за процессом и правильно выставлять режим резки. При ошибках возможен перегрев поверхности металла, что приводит к негативным изменениям кристаллической решетки заготовки.
Могут происходить деформации, поверхностный слой растрескивается, появляются напряжения в структуре, которые сокращают срок службы готового изделия. Фреза так же страдает, металл аналогичным образом преобразуется, режущие кромки начинают крошиться, ломаются, инструмент не отрабатывает значительную часть ресурса.
Влажное фрезерование требует применения СОЖ для охлаждения, на участок обработки диска подается жидкость с помощью специального оборудования. Эту роль может выполнять обычная вода, либо смеси, обеспечивающие высокую эффективность на определенных режимах или для конкретных материалов, нуждающихся в особых условиях для соблюдения техпроцесса.
Кроме того, жидкость обеспечивает удаление стружки из участка резки. Это позволяет обезопасить оборудование от попадания чужеродных включений и выходы из строя, связанные с этим.
На практике техника, задействующая СОЖ, служит дольше, меньше расходуется фрез, снижена нагрузка на шпиндель станка, а значит ресурс самого оборудования возрастает. Так как не происходит ускоренный износ, связанный с перегрузками, сохраняется прецизионность и готовые компоненты не различаются по допускам, вне зависимости от партии и сроков службы фрезерного центра.
Не так давно появилась альтернатива кобальт-хромовым дискам, которые позволяют работать с данным сырьем при наличии маломощных станков. Это софт-металл, то есть, по аналогии с диоксидом циркония, – заготовки в рыхлом состоянии, которые легко обрабатываются. В этом случае используется кобальт-хром-молибденовый сплав в форме порошка, компоненты которого скреплены связующим органического происхождения.
Все это сформировано в диск, который и обрабатывается на станке. После изготовления необходимо спекание, которое ведется со строгим соблюдением параметров по времени и температуре воздействия, кроме того, необходимо учитывать усадку. Часть синтеризации (ее завершающий этап) проходит в среде аргона, который выполняет защитную функцию и препятствует негативному воздействию окисляющих составных атмосферного воздуха.
В зависимости от состава и качеств обрабатываемых заготовок, подбирается температура, время ее воздействия на каждом этапе, лучше всего за процессами позволяет следить автоматизированная печь. В этом случае параметры выставляются заранее и строго соблюдаются, что позволяет получить точную модель.
Оптимальные показатели производители обычно указывают¸ в частности, процент усадки, на который уменьшится заготовка после спекания. Это необходимо для того, чтобы отфрезерованное изделие с высокой точностью соответствовало подготовленному месту для установки, анатомическим особенностям.
Так как готовый кобальт-хромовый протез совершенно не соответствует природному виду единиц, его необходимо облицевать. Этот метод применяется на эстетическом участке, подразумевается нанесение на поверхность керамики или полимеров, которые имеют вид, идентичный натуральным зубам.
