SE507545C2 - Gjutning av dentalmaterial - Google Patents

Description

507 545 ett elektriskt ledande material anordnas omedelbart under bågelektroden. Med bågelektroden och degeln kopplade till en katod resp. en anod placeras dentalmetallgötet som skall gjutas först i degeln. Efter evakuering till vakuum fylles smältkammaren därefter med en sådan inert gas som argon tills det inre trycket uppgår till ett tryck, som är i det närmaste lika med atmosfärstryck. Därefter smältes götet med ljusbågar uppträdande från bågelektroden. Slutligen gjutes den smälta metallen i en formkammare genom inloppet hos en form anordnad i formkammaren, som är avskild från smältkammaren med en skiljevägg försedd med ett genomgående hål utformat i den del som är belägen under degeln.

När titan användes med denna gjutningsmetod, bör det gjutas hastigt i formen genom dess inlopp, delvis eftersom smält- punkten hos titan är högre än smältpunkterna för vanliga dentalmetaller och delvis eftersom titan måste gjutas med formen hållen vid rumstemperatur så att det kyles ned och stelnar hastigt - beroende på det förhållandet att det reage- rar med formmaterial vid så höga temperaturer som användes för gjutning av vanliga ädelmetallegeringar. Med andra ord måste titan gjutas under tryck in i formen genom höjning av trycket i smältkammaren för åstadkommande av en tryckskillnad mellan smältkammaren och formkammaren.

Den form som användes är tillverkad av precisionsgjutmaterial sammansatta av en bindemedels/ballast-kombination. Mer spe- ciellt knådas bindemedlet och ballastmaterialet samman med vatten eller en speciell vätska till en uppslamning. Därefter neddoppas en vaxmodell i uppslamningen och härdas vid rums- temperatur, följt av utbränning av vaxet vid c:a 700°C i ugn.

På grund av en viss luftpermeabilitet hos sådana precisions- gjutmaterial kan dessa precisionsgjutmaterial användas för gjutning av ädelmetallegeringar som bildar en del av metall- ramar, etc., vilka användes med kronor eller kronor med porslin smält till metall. Detta beror på att om den sättes 507 545 3 under ett tryck med en tryckskillnad mellan smält- och form- kamrarna, undertryckes en ökning av gastrycket i formen pà grund av dess luftpermeabilitet, så att den smälta dental- metallen kan gjutas väl i formen.

Bland vanliga precisionsgjutmaterial finnes emellertid ett gipsbundet precisionsgjutmaterial med användning av gips såsom bindemedel. Vid 700°C eller högre uppvisar »detta mate- rial ökad luftpermeabilitet och minskad värmebeständighet, eftersom gips sönderdelas termiskt vid denna temperatur och sålunda icke kan bibehålla dess kristallform. När exempelvis en högtemperatur-dentalmetall, såsom titan, gjutes med detta precisionsgjutmaterial, reagerar det med varandra och utvecklar gaser i så stor mängd, att gaserna icke kan bortgå enbart genom den inherenta luftpermeabiliteten som preci- sionsgjutmaterialet har. Detta skulle orsaka en ökning av trycket i gjutomrädet av formen och göra det omöjligt att gjuta den förutbestämda mängden av den smälta dentalmetallen i formen. I annat fall skulle gaser kvarhällas i den smälta metallen och ge upphov till hälrum. För att gjuta en hög- temperatur-dentalmetall har man använt fosfatbundet preci- sionsgjutmaterial med användning av fosfat såsom bindemedel.

Med detta material av fosfattyp, i vilket bindemedlet fosfat kombineras med en metalloxid och bildar en amorf produkt, är gasutvecklingarna begränsade även vid upphettning till höga temperaturer, eftersom materialet icke undergår någon eller endast ringa förändring av tillståndet och har ökad värme- beständighet. Detta leder emellertid till en annan defekt, nämligen att dess luftpermeabilitet är kraftigt begränsad. Av detta skäl har man föreslagit användning av grövre ballast- material för att öka luftpermeabiliteten, varigenom man reducerar tryckstegringen i gjutområdena hos formarna, när den smälta dentalmetallen gjutes i dessa. Denna metod gör emellertid ytorna hos de gjutna produkterna ojämna eller råa men kan trots detta icke ge tillräcklig luftpermeabilitet.

Om sålunda icke tillräcklig luftpermeabilitet erhålles, 507 545 4 kommer det inre trycket i gjutomràdet i formen att bli allt- för högt för gjutning av den förutbestämda mängden smält dentalmetall i formen. Detta ger upphov till sådana olägen- heter som gjutfel och inneslutning av gaser i metallsmältan, som leder till hàlrum i götet.

Bàgsmältning av ett dentalmetallgöt vid omkring atmosfäre- tryck medför att bågarna koncentreras på dessas lokala punk- ter under inverkan av magnetisk bläsning, etc., vilket ofta gör likformig smältning därav omöjlig och härigenom orsakar att dentalmetallgötet lokalt upphettas till höga temperatu- rer. När dentalmetallgötet är helt smält, reagerar metallen med degelmaterialet. För att förhindra detta erfordras ytter- ligare speciella mekanismer för förflyttning av elektroderna.

För att lösa de ovannämnda problemen med tidigare känd teknik àstadkommes enligt föreliggande uppfinning ett förfarande för gjutning av dentalmetaller, som kan ge väl utjämnade göt genom stabil bàgsmältning utan risk för att gjutdefekter eller hálrum skall åstadkommas.

Sökanden har genomfört omfattande undersökningar för att lösa det ovan angivna problemet och har uppfunnit ett förfarande för gjutning av dentalmetaller med en gjutapparat innefat- tande en hermetiskt sluten gjutkammare, i vilken en bägelekt- rod är anordnad däröver, en degel tillverkad av ett elekt- riskt ledande material är anordnad under bàgelektroden samt en form försedd med ett tillslutet ventilationsorgan är anordnad under degeln, varvid förfarandet kännetecknas av att man anbringar ett dentalmetallgöt i degeln, evakuerar gjut- kammaren till vakuum, tillför en ringa mängd av en inert gas in i gjutkammaren för bildning av ett tryck mellan 5 torr och 150 torr i gjutkammaren, inducerar en bágurladdning över hela överytan av götet, varigenom det i degeln anbringade götet smältes genom bàgurladdning fràn bàgelektroden, gjuter den pà detta sätt erhållna smälta metallen i en form genom dess inlopp och tillför omedelbart en ytterligare mängd av 507 545 5 inertgasen till gjutkammaren för att öka dess inre tryck till en nivå som är lämplig för gjutning.

Enligt denna uppfinning kan likformig bågsmältning av dental- metallgöt åstadkommas, eftersom lokal bågurladdning kan förhindras genom upprätthållande av lågt tryck hos gasen i gjutkammaren i vilken de anbringas.

Enligt denna uppfinning orsakas defekter och brister samt hålrum i gjutstycken av att det invändiga trycket i formen ökar, när den smälta dentalmetallen gjutes in i inloppet till formen, eftersom det är svårt att åstadkomma tillräcklig luftgenomtränglighet hos precisionsgjutmaterialet. Defekt- eller hålrumsfria gjutstycken kan åstadkommas genom att man håller det invändiga trycket i gjutkammaren lågt tills den- talmetallgöten är smälta och ingjutna i formen genom dess inlopp samt tillför en ytterligare mängd av den inerta gasen till gjutkammaren omedelbart efter gjutningen av den smälta metallen i formen genom dess inlopp.

Enligt en föredragen utföringsform av denna uppfinning, varvid den ytterligare mängden av den inerta gasen tillföres hastigt till gjutkammaren genom en gastank anordnad i när- heten av gjutkammaren, är det möjligt att erhålla göt med ännu högre kvalitet. Detta har aldrig åstadkommits med van- liga inertgascylindrar, som icke kan tillföra stora volymer på en gång.

Uppfinningen beskrives i det följande med exempel med hän- visning till bifogade ritningar, av vilka: Figur l är en vy som åskådliggör en del av en utföringsform av gjutanordningen för genomförande av denna uppfinning, figur 2 är ett diagram som visar tryckförändringar i gjut- kammaren, när förfarandet enligt denna uppfinning genomföres med gjutanordningen enligt figur 1, 507 545 figur 3 är vyer som visar bågtillstånd, när trycket i gjut- kammaren 3(A) är till väsentligen atmosfärstryck, 3(B) har ett föredraget tillstånd och 3(C) är i ett tillstånd nära vakuum.

På figur l visas ett gjutsystem innefattande en gjutkammare 1 för genomförande av förfarandet enligt denna uppfinning.

Såsom visas på figur 1 är denna kammare hermetiskt försluten med en dörr la, som är tillsluten, evakuerad till vakuum med hjälp av en pump 6 och fylld med en inertgas, exempelvis argon, som tillföras med en inertgastillföringskälla 7. I närheten av gjutkammaren l och på något ställe på ett rör som gör förbindelse mellan gaskällan 7 och gjutkammaren l är företrädesvis anordnad en tank 9, som är utformad för att mottaga inertgasen från gasförrådskällan 7 och hastigt till- föra den till kammaren l. I gjutkammaren 1 finnes en båg- elektrod 2 anordnad ovanför och ansluten till en katod samt en degel 3 tillverkad av ett elektriskt ledande material, vilken är anordnad omedelbart under bågelektroden 2 och ansluten till en anod. Under degeln 3 finnes dessutom anord- nad en form 4 försedd med ett tillslutet ventilationsorgan 4c. Företrädesvis är degeln 3 konstruerad för att vridas upp eller ned runt en horisontell axel 3a, såsom visas på figur 1. Andra typer av deglar, exempelvis en sådan med öppningsbar öppning i bottnen (icke visad), kan emellertid användas. Det tillslutna utloppet 4c, som är utformat i formen 4, definie- rar en gasutsläppskanal och står i förbindelse med ett gjut- område 4b, i vilket smält dentalmetall hårdnar, genom ett litet förbindelsehàl samt har en förhållandevis stor volym.

Såsom visas på figur 1 är formen 4 anordnad pà ett tallriks- format formstöd 5 och anordnad under degeln 3.

Gjutning av dentalmetallprodukter med gjutanordningen kan genomföras under reglering av det inre trycket i gjutkammaren l såsom visas på figur 2 såsom ett exempel. 507 545 7 Först placeras formstödet 5 med formen 4 på plats i gjut- kammaren l. Därefter placeras ett dentalmetallgöt 8 på degeln 3 och dörren la tillslutes för att hålla gjutkammaren l lufttät.

I detta stadium evakueras gjutkammaren 1 till vakuum med hjälp av vakuumpumpen 6. Vid denna tidpunkt bringas även det tillslutna ventilationsorganet 4c väsentligen till vakuum, eftersom det står i förbindelse med gjutområdet 4b och ett inlopp 4a genom kommunikationshålet.

Därefter tillföres en mycket ringa mängd inertgas, exempelvis argon, från gaskällan 7 in i gjutkammaren 1 vid sådant tryck, att bågurladdning kan åstadkommas över hela överytan av götet 8. Efterföljande bågurladdning från bågelektroden 2 smälter götet 8, som placerats på degeln 3. Enligt den aktuella utföringsformen är den använda bågelektroden 2 tillverkad av volfram och har diametern 4 mm, och ett titangöt 8 i form av en pelare med en diameter av 40 mm och en höjd av 12 mm placeras på degeln 3. Elektroden 2 anordnas 7 mm från titan- götet 8 och bågurladdningen sträcker sig över hela överytan av götet 8 vid en bågströmstyrka av 250 A i en argongasatmos- fär av 5 till 150 Torr, såsom visas på figur 3(B). Om emel- lertid gjutkammaren 1 hålles vid ett tryck nära lika med atmosfärstrycket, såsom visas på figur 3(A), blir bågarna så fina att de koncentreras på ändarna av götet 8 under inverkan av magnetisk blåsning, etc. och orsakar lokal smältning av götet, och om gjutkammaren 1 hålles vid ett tryck nära lika med vakuum, såsom åskådliggöres på figur 3(C), sprides bågarna så starkt att götet 8 smältes. Enligt denna utfö- ringsform är det möjligt att smälta dentalmetallgötet 8 inom en kort tidrymd men med förbättrad effektivitet och åstad- komma ett lågt eller noggrant trycktillstånd omedelbart före gjutning.

Den på detta sätt smälta dentalmetallen gjutes i formen 4 genom dess inlopp 4a. Om degeln 3 är utformad för att vändas 507 545 3 _ upp och ned genom vridning runt den horisontella axeln 3a, såsom visas på figur 1, är det därvid föredraget att gjuta den smälta metallen in i formen 4 genom dess inlopp 4a, under det att elektrisk ström fortfarande ledes mellan elektroden 2 och degeln 3. Detta beror på att när degeln 3 vändes nedåt, befinner sig bågelektroden 2 på sådant avstånd från den smälta metallen eller den andra elektroden, att bågurladd- ningen kan minska automatiskt. Såsom en följd av detta kan den smälta metallen gjutas in i formen 4 genom dess inlopp 4a omedelbart efter dess upphettning. När degeln 3 som användes är konstruerad så att den har en öppningsbar öppning i dess botten, avbrytes bågurladdningen efter smältningen av metall- götet 8. Omedelbart därefter hålles öppningen öppen för gjutning av den smälta metallen in i formen 4 genom dess inlopp 4a.

Omedelbart efter det att den smälta metallen har gjutits in i formen 4 genom dess inlopp 4a tillföres en ytterligare mängd av inertgasen, exempelvis argon, från gaskällan 7 in i gjut- kammaren 1 för att öka det inre trycket och härigenom pålägga tryck på den smälta metallen från inloppet 4a. Därefter tvingas de gaser som förefinnes i gjutområdet 4a in i det slutna ventilationsorganet 4c, som är utformat i formen 4 och har en förhållandevis stor volym. Eftersom gaserna i formen 4 har varit vid ett mycket lågt tryck före mottagandet av den smälta metallen, är tryckhöjningsgraden i det slutna ventila- tionsorganet 4c mycket mindre än det inre trycket i gjut- kammaren 1, som har höjts genom den ytterligare tillförseln av inertgasen från gaskällan 7. Sålunda åstadkommes ostörd inledning av den smälta metallen i gjutområdet 4. Vid denna tidpunkt gör tanken 9, som har samma volym som gjutkammaren 1 och är anordnad i närheten av gjutkammaren 1 samt någonstans utmed röret som åstadkommer förbindelse mellan denna och gaskällan 7, att en tillräckligt hastig tryckhöjning åstad- kommes i gjutkammaren, så att gjutningen kan avslutas med hög gjutningshastighet och goda gjutningsegenskaper. 507 545 9 Enligt gjutningsförfarandet enligt föreliggande uppfinning, som har beskrivits utförligt, kan dentalmetaller gjutas genom bàgsmältning vid ett tryck hos inertgas, såsom argongas, som är så ringa att ljusbågar sprides likformigt över hela över- ytorna hos dentalmetallgöten och smälter dessa samtidigt i deras helhet. Sålunda elimineras smältningsfel beroende på lokal bågurladdning eller sådana olägenheter som reaktion av dentalmetallerna med deglar samtidigt som speciella medel för förflyttning av elektroder, etc. är överflödiga. Det blir osannolikt att dentalmetallerna undergår oxidation, eftersom deras gjutningsprocess från gjutning till stelnande äger rum i en inert gasatmosfär. Hastig och ostörd gjutning av smält dentalmetall i formar åstadkommas, även när gaser från formen tvingas in i det slutna ventilationsorganet när metallerna tappas in i formerna. Detta beror på att trycket i formen ~hàlles lågt även vid denna tidpunkt. Eftersom den smälta dentalmetallen är avpassad för gjutning i formar vid ett lågt tryck i formen, tvingas gaser från formens inre in i slutna ventilationsorgan, så att de icke kan inneslutas i den smälta dentalmetallen. Om den ytterligare mängden av den inerta gasen tillföres till gjutkammaren genom en gastank som är belägen i dess närhet, är det möjligt att öka gjuthastigheten och härigenom erhålla defekt- eller hålrumsfria gjutstycken.

Sålunda kan gjutstycken med god jämnhet erhållas med använd- ning av ett fosfatmaterial med begränsad luftpermeabilitet såsom precisionsgjutmaterial.

Såsom sammanfattats ovan har förfarandet enligt uppfinningen ett antal fördelar genom att möjliggöra framställning av dentalmetallprodukter på ett lätt och fördelaktigt sätt genom lågtryckssmältning och -gjutning utan att orsaka defekter eller hålrum hos gjutstyckena och innebär sålunda ett väsent- ligt framsteg inom dentalteknikområdet.

Claims (2)

507 545 10 PATENTKRAV

1. Förfarande för gjutning av dentalmetaller med en gjut- apparat innefattande en hermetiskt tillsluten gjutkammare, i vilken en bågelektrod är anordnad upptill, en degel till- verkad av ett elektriskt ledande material är anordnad under bàgelektroden och en form försedd med ett tillslutet ventila- tionsorgan är anordnad under degeln, k ä n n e t e c k n a t av stegen att man; anbringar ett dentalmetallgöt i degeln, evakurerar gjutkammaren till vakuum, tillför en ringa mängd av en inert gas in i gjutkammaren för bildning av ett tryck mellan 5 torr och 150 torr i gjut- kammaren, inducerar en bågurladdning över hela överytan av götet, varigenom det i degeln anbringade götet smältes genom bågurladdning från bágelektroden, gjuter den på detta sätt erhållna smälta metallen i en form genom ett inlopp, samt omedelbart tillför en ytterligare mängd av den inerta gasen till gjutkammaren för att höja dess inre tryck till en nivå som är lämplig för gjutning.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att den ytterligare mängden av den inerta gasen tillföres hastigt till gjutkammaren med en gastank, som är anordnad i närheten av gjutkammaren, för att höja det inre trycket till en nivå som är lämplig för gjutning omedelbart efter tappningen av den på detta sätt erhållna smälta dentalmetallen i formen genom inloppet.