9. Formovací hmoty, druhy, složení, vlastnosti, zpracování – Protetická technologie

Protetická technologie

Formovací hmoty, druhy, složení, vlastnosti, zpracování

Formovací hmoty:
o Plastická, aby dokonale přilnula k povrchu voskového modelu
o Musí být pevná, aby nepopraskala
o Musí být průlinčitá = uniknutí vzduchu
o Nesmí obsahovat látky, které by mohly vniknout do slitiny a ovlivnit její vlastnosti
o Expanze = vyrovnává se s kontrakcí kovu

Rok 1904 – v Berlíně Ollendorf – získání duté licí formy
Rok 1907 – lití kovové slitiny pod tlakem
Rok 1897 – Phil Brook – přednáška „lité výplně“

Sádrové formovací hmoty

– pojivem je vždy sádra CaSO4 ∙ ½ H2O
– ostřivem je oxid křemičitý (60-70%)
– 2-3% nutné přísady ovlivňující tuhnutí (dobu), pevnost a expanzi
– nejlepší hmoty obsahují min.hydrokalové pojivo
– expanze při tuhnutí od 0,1% do 0,6%
– kontrakce při 700°C, hodnota smrštění 2% = negativně ovlivňuje celkový objem hmoty
– chemický rozpad při teplotách nad 100°C, k rozpadu pojiva
– od 750°C je kontrakce sádrového pojiva tak velká, že vážně ohrožuje rozměrovou přesnost odlitku
– ostřivo SiO2
– regulující přísady 2-3% – chlorid sodný (NaCl)
– chlorid draselný (KCl), chlorid lithný (LiCl), zvyšující tepelnou expanzi síran sodný (Na2SO4) nebo draselný (K2SO4) , který urychluje tuhnutí, borax (Na2B4O7 ∙ 10 H2O). který zpomaluje tuhnutí

– vlastnosti a použití:
o doba tuhnutí – přidání katalyzátorů
o pevnost formy
§ je určena složením užité hmoty a závisí na mísícím poměru (čím více je sádry ve směsi, tím forma je pevnější a naopak, čím více je vody, tím menší je pevnost).
§ Přerušení vypalovací formy s pozdějším dokončením nebo dvojí vypalování formy, kdysi doporučované ke zvýšení expanze podstatně snižují pevnost formy
o Porozita formovací hmoty =prodyšnost
§ Napomáhá k úniku vzduchu z formy před nárazem roztavené slitiny
§ Je závislá na složení formovací hmoty, na velikosti jejich částic a poměru vody a prášku
§ Prodyšnější hmoty = vyšší podíl ostřiva
o Objemové změny
§ Smrštění voskového modelu – 0,5%
§ Kontrakce kovové slitiny od tuhnutí slitiny až k vychladnutí na pokojovou teplotu – mezi 1,25 a 1,8 %
• Objemové změny při tuhnutí formovací hmoty – expanze (tzv.studená expanze)
• Objemové změny při zahřívání formovací hmoty – tepelná expanze
• Objemové změny při chládnutí zahřáté formovací hmoty – tepelná kontrakce

Expanze při tuhnutí spočívá na chemicko-fyzikálním chování polohydrátu síranu vápenatého při hydrataci. Expanze je tím větší, čím více sádry hmota obsahuje a závisí také na druhu sádry. 0,1-0,4 %

Hydroskopická expanze – přidáním vody k tuhnoucí hmotě lze zvýšit velikost expanze při tuhnutí. Hydroskopická expanze je ovlivňována řadou faktorů. Licí kroužek brání expanzi, použít můžeme i žáruvzdorný materiál, např.azbestový papír, filtrační papír.

Tepelná expanze se podílí na kompenzaci kontrakce vosků a kovové slitiny. Sádra při zahřívání kontrahuje, ostřivo expanduje. K expanzi dojde, když bude expanze oxidu křemičitého větší než síranu vápenatého. Celková tepelná expanze hmot obsahující jako ostřivo křemen dosahuje hodnot 0,4-0,7% při zahřátí formy na 750°C.
Velikost tepelné expanze – faktory:
o Množství ostřiva
o Druh ostřiva
o Chemické přísady
o Poměr vody a prášku

Tepelná kontrakce – forma zahřátá nad 700°C, zchládnout na laboratorní teplotu, dojde ke kontrakci formovací hmoty.

Přesnost odlitku závisí na délce intervalu od vyjmutí formy z pece do okamžiku odlití.

Důležité poznatky pro praxi :
– sádrové hmoty smějí být vyhřívané jen v elektrických pecích a vypalovací teplota nesmí překročit 750°C
– doba vypalování nesmí překročit 45 minut
– licí vosk musí být z formy úplně beze zbytku eliminován
– používat se mají jen takové hmoty = tepelná expanze při 750°C
– pro přípravu licích modelů ve fixní protetice se hodí jen nejtvrdší sádrové hmoty
– k vakuovému zatmelování jsou vhodné jen pomalu tuhnoucí hmoty
– všechny hmoty musí být uchovány tak, aby se zabránilo přístupu vlhkosti
– k odlévání stříbropaládiových slitin lze použít hmota z grafitu

Fosfátové formovací hmoty

– při zahřátí nad 1000°C se sádrové pojivo rozkládá proto se používá fosfátová hmota
– plynný SiO2 naplynuje odlitky, koroduje obecné kovy, pevnost formy klesá a dochází k výrazné kontrakci . proto se sýdrové pojivo nahradilo fosforečnanem hořečnatým, který dobře odolává zvýšené vypalovací teplotě

– složení a výroba :
o ostřivo – křemen, nebo krystobalit
o patří do jednofázových preparátů = obsahují kovové oxidy a fosfáty jako pojivo
o může to být MgO s kyselinou fosforečnanem amonným a oxidem křemičitým SiO2 jako ostřivem
o směs tuhne během 5-8 minut
o při tuhnutí reaguje oxid hořečnatý s fosforečnanem amonným a vzniklý fosforečnan hořečnato-amonný zrnka ostřiva pevně stmelí
o reakce pokračuje při zahřívání formy nad 270°C – pojivo ztrácí vodu a při teplotě 300°C se uvolňuje čpavek
o pojivo se změní na hydrofosforečnan hořečnatý
o ve vyšších teplotách reaguje vznikající oxid fosforečný + oxid křemičitý = silikofosfát – pevnost formy

– vlastnosti a použití:
o vznik fosforečnanu hořečnato-amonného je při tuhnutí provázen expanzí ( 0,5-0,7%)
o při zahřívání = expanze křemičitého ostřiva (0,8 – 1%)
o celková expanze fosfátové formovací hmoty – 1,5%
o všechny vlastnosti fosfátových formovacích hmot závisí na dodržení mísícího poměru
o formy se vypalují na teploty do 1000°C, obsahují více křemene – expanze kolem 600°C – je třeba zahřívat pomalu
o zvlhnutím prášku se zvyšuje mísící poměr
o snížená tepelná expanze = pevnost klesá nad polovinu
o fosfátové formovací hmoty se používají k odlévání vysokotavitelných slitin (např.chromkobaltové – Oralium, Shera, a stříbropaládiové –Palargen)
o při lití konstrukcí ČSN z chromkobaltů se používají k přípravě licího modelu – SILIKAN – příprava licího modelu – poměr 100g:13ml, zatmelení – 100g:15ml
o expanze FM okolo 1,5% nestačí ke spolehlivé kontrakci smrštění používaných slitin (Oralium – 2,3%) – zlepšíme pomocí roztoku 30% křemičitého vodného solu
o jemnozrnný SILIKAN F – jádro kolem voskového modelu a hmota SILIKAN L – zatmelovací hmota nátěrová

Jiné formovací hmoty

– používají se také etylsilikátové

1) fosfátové hmoty ve formě tzv. dvoufázových preparátů
– tekutina je kys.fosforečná, v prášku jsou kromě ostřiva i kovové oxidy – jsou starším typem, nyní už méně používaným, např. Pyrophan

2) etylsilikátové hmoty
– známy od roku 1920, nerozšířily se
– obtížná a složitá příprava
– mají lepší vlastnosti než fosfátové hmoty
– mají větší expanzi, pevnost a velice hladké odlitky
– pojivem jsou zplodiny hydrolýzy tetraetylsilikátu, ostřivem kromě SiO2 je korund nebo sloučeniny zirkonu
– nátěry voskového modelu

3) speciální formovací hmoty
– vyrábějí se pro odlévání slitin ušlechtilých kovů, používaných ve fixní protetice na palování keramiky
– používané slitiny tají mezi 1150 – 1260°C – nelze je lít do sádrových forem
– Deguvest – krystobalitové ostřivo a magnesiové pojivo – mísí se s tekutinou obsahující koloidní roztok kyseliny křemičité
– Aurovest – z čistých silikátů s fosfátovým pojivem – obsahuje grafit – velká expanze 2%