Techniky odlévání kovů

Absolventská práce

Josef Šulc

Vyšší odborná škola zdravotnická a Střední zdravotnická škola

Praha 1, Alšovo nábřeží 6

Studijní obor: Diplomovaný zubní technik

Vedoucí práce: Jan Klička

Datum odevzdání práce: 18. 4. 2014

Datum obhajoby:

Praha 2014

Prohlašuji, že jsem absolventskou práci vypracoval samostatně a všechny použité prameny

jsem uvedl podle platného autorského zákona v seznamu použité literatury a zdrojů informací.

Praha 18. dubna 2014

Podpis

Děkuji mému vedoucímu práce panu Janu Kličkovi za odborné vedení absolventské práce.

Dále bych chtěl poděkovat všem, kteří mi poskytli studijní materiály k tomuto tématu.

Souhlasím s tím, aby moje absolventská práce byla půjčována ve Středisku vědeckých

informací Vyšší odborné školy zdravotnické a Střední zdravotnické školy, Praha 1, Alšovo

nábřeží 6.

Podpis

Abstrakt

Šulc Josef

Techniky odlévání kovů

Vyšší odborná škola zdravotnická a Střední zdravotnická škola, Praha 1, Alšovo nábřeží 6

Vedoucí práce: Jan Klička

Absolventská práce, Praha: VOŠZ a SZŠ, 2014, 49 stran

Odlévání kovových konstrukcí, ať už pro fixní, nebo snímatelnou protetiku, je nedílnou součástí

každodenní náplně práce zubního technika. Na úrovni preciznosti lité konstrukce závisí úspěch

či neúspěch finálního protetického řešení a z toho důvodu by měl každý zubní technik metodiku

lití bezpečně ovládat tak, aby byl vždy schopen vyrobit kvalitní, funkční produkt a šetřil čas a

finance sobě i pacientovi. Svou prací jsem chtěl řádně zdokumentovat hlavní faktory podílející

se na přesnosti litých konstrukcí. Vycházel jsem z teoretických poznatků, jako jsou objemové

změny materiálů vyskytujících se v procesu lití, které jsem zpracoval v první části práce. V

druhé části práce bylo mým cílem popsat způsoby samotného lití, dále možné defekty odlitků

související s nesprávným postupem, jejich možné příčiny, řešení a licí techniku jako takovou

krok za krokem. Zde jsem se kladl důraz především na nejrůznější vtokové soustavy a jejich

umístění v licím kruhu a to hlavně kvůli jejich nepopiratelném vlivu na výslednou přesnost

odlitku. Na závěr jsem se zabýval alternativními metodami, jako jsou technologie laserového

sintrování tzv. Direct Metal Laser Sintering (DMLS) a počítačem řízené frézování, které

umožňuje vytvořit rozsáhlou kovovou konstrukci bez všech nedostatků spojených s klasickou

technikou odlévání, jako jsou nehomogenní struktura, mikroporozita a především vnitřní pnutí

kovových konstrukcí.

Klíčová slova: technika, lití, preciznost, kontrakce,metody

Abstrakt

Šulc Josef

Techniky odlévání kovů

Metal casting techniques

Vyšší odborná škola zdravotnická a Střední zdravotnická škola, Praha 1, Alšovo nábřeží 6

Vedoucí práce: Jan Klička

Absolventská práce, Praha: VOŠZ a SZŠ, 2014, 49 stran

The casting of metal frameworks for both fixed and removable prosthetics is undeniably an

everyday job for dental technicians. The level of precision of said framework determines its

success and for that reason, each and every dental technician should master the casting process

in order to be able to create quality and functional product and by that save his and patient‘s

time and finances. Therefore I tried to gather and summarize all the main factors that contribute

to a precise casting of various metal frameworks. This thesis is based on theoretical facts of

materials in casting process and their volume changes that I analyzed in the first part. In the

second part of this thesis, my goal was to describe various casting techniques, possible casting

defects related to improper execution, their causes, possible solutions and casting technique

itself step by step. I put great emphasis on various influx systems and their location in casting

ring mainly because of their undeniable influence on the final precision. In the end, I analyzed

alternative methods such as the Direct Metal Laser Sintering (DMLS) and computer operated

milling, which allows to create frameworks of all kinds without any flaws of conventional

casting technique, such as inhomogeneous structure, microporosity and mostly contraction

stress of casted frameworks.

Keywords: technique, casting, precision, contraction, methods

Obsah

Úvod ........................................................................................................................................................ 9

1 Historie licí techniky ........................................................................................................................... 11

2 Rozměrová přesnost odlitku .............................................................................................................. 14

2.1 Otiskovací hmoty ......................................................................................................................... 14

2.2 Sádra ............................................................................................................................................ 15

2.3 Vosky a jejich vlastnosti .............................................................................................................. 16

2.3.1 Objemové změny vosků ....................................................................................................... 17

2.3.2 Deformace voskového modelu ............................................................................................ 17

2.3.3 Alternativy vosků jako modelovacích materiálů .................................................................. 18

2.4 Zatmelovací hmoty a jejich vlastnosti ......................................................................................... 18

2.4.1 Objemové změny zatmelovacích hmot ................................................................................ 20

2.4.2 Fosfátové zatmelovací hmoty pro rychlé odlévání .............................................................. 20

2.5 Kovy a jejich slitiny ...................................................................................................................... 21

2.5.1 Slitiny kovů ........................................................................................................................... 21

2.5.2 Struktura slitin ...................................................................................................................... 21

2.5.3 Tavení čistých kovů, slitin a jejich krystalizace ..................................................................... 22

3 Technologie odlévání ......................................................................................................................... 24

3.1 Licí aparáty .................................................................................................................................. 25

3.2 Odstředivé lití .............................................................................................................................. 26

3.3 Nízkotlaké lití ............................................................................................................................... 26

3.4 Vysokotlaké lití ............................................................................................................................ 27

3.5 Vakuově tlakové lití ..................................................................................................................... 28

4 Defekty odlitků ................................................................................................................................... 28

4.1 Vady tvaru a rozměru odlitku ...................................................................................................... 29

4.2 Drsnost a nepravidelnost povrchu .............................................................................................. 29

4.3 Porozita ....................................................................................................................................... 30

4.4 Neúplnost odlitků ........................................................................................................................ 31

5 Licí technika - postup .......................................................................................................................... 32

5.1 Druhy licích čepů ......................................................................................................................... 33

5.2 Připojení licích kanálků ................................................................................................................ 35

5.3 Zatmelení ..................................................................................................................................... 36

5.4 Vyhřívání formy ........................................................................................................................... 36

5.5 Odlití ............................................................................................................................................ 37

6 Alternativy licí techniky ...................................................................................................................... 38

7 Závěr ................................................................................................................................................... 39

8 Seznam použité literatury a zdrojů informací .................................................................................... 40

8.1 Knižní publikace ........................................................................................................................... 40

8.2 Časopisy ....................................................................................................................................... 40

8.3 Webové stránky .......................................................................................................................... 40

8.4 Zdroje obrázků ............................................................................................................................ 41

9 Seznam bibliografických citací ............................................................................................................ 42

11 Přílohy .............................................................................................................................................. 43

9

Úvod

Kovolitectví (slévárenství) patří k nejstarším, nejpoužívanějším a nejrozšířenějším

technologiím získávání kovů z rudy, kovových polotovarů či finálních výrobků ve formě

odlitku. Je to nejekonomičtější metoda pro přeměnu kovu na finální popřípadě polo finální

výrobek. Kovolitectví a kovotepectví patřily spolu s hrnčířstvím a výrobou textilií mezi první

technologie, které lidstvo zvládlo, což v konečném důsledku znamenalo zlepšení životních

podmínek a pokrok obecně. S postupným vývojem se měnily požadavky na vlastnosti

materiálů, kvalitu a materiálovou strukturu samotných odlitků. Vedle toho se vyvíjely i vlastní

technologie odlévání a zpracování kovů jako např. kování, tepání a zlacení. S tím vším se měnil

a zvětšoval sortiment získávaných kovů a jejich slitin. V počátcích hrála hlavní roli měď a její

nejvýznamnější slitina bronz, po níž je pojmenováno celé historické období vývoje lidstva,

vyznačující se dominantním využitím bronzu, tedy slitiny mědi a cínu pro výrobu nejrůznějších

potřeb. Poté přišlo na řadu zpracování zlata a stříbra a zpracování různých slitin, především

mědi se zinkem a olovem. "Převratem bylo získání a zpracování železa v období asi 1500 let

př. n. l., i když lze podle určitých nálezů předpokládat i starší datum (sběr a zpracování

meteoritického železa). Svou dominanci v množství vyrobeného kovu a jeho slitin si železo

udrželo až do současnosti. Postupně byly objeveny i další kovy. Možnost průmyslového

získávání hliníku elektrolýzou na konci 19. století znamenala exponenciální nárůst výroby

tohoto kovu a jeho široké uplatnění (hlavně v dopravě) do takové míry, že hliník a jeho slitiny

se staly druhým nejdůležitějším kovem za železem a jeho slitinami.“(1)

Slévárenství je stále se vyvíjící obor, který od počátků směřuje ke stále kvalitnějším a

přesnějším produktům. Zlepšuje se kvalita povrchu odlitků. Díky novým technologiím a

materiálům je možné odlévat tvarově komplikovanější odlitky s lepší strukturou a omezit vznik

vnitřních defektů. V současnosti se slévání kovů uplatňuje nejvíce ve strojírenství a pak také v

automobilovém průmyslu. Odlitky mají široké uplatnění, jsou to například části čerpadel,

spalovacích motorů, kompresorů, obráběcích a tvářecích strojů, najdeme je v letadlech, lodích,

osobních automobilech. Jen na jeden automobil připadá kolem 100 součástí vyrobených licí

technikou. Přesto, že se slévárenská výroba řadí k jednomu z nejekonomičtějších způsobů

výroby, mnozí na ní nahlížejí s nedůvěrou a to především proto, že s sebou nese jistá rizika.

Odlitky mohou být postiženy celou řadou vad, jako je nestálá vnitřní struktura, proměnlivá

kvalita povrchu a možná rozměrová nepřesnost. Díky technologickým pokrokům je však dnes

již možné většině z těchto vad předejít. Nové poznatky v oblasti metalurgie a výroby forem,

10

systémy řízení jakosti, počítačové simulace k optimalizaci konstrukcí s ohledem na zatížení, ve

stomatologii pak použití CAD/CAM systémů, napomáhají ke snížení výskytu vad a k dosažení

požadovaného produktu s danou jakostí.

Existuje mnoho nejrůznějších technik pro odlévání kovů. Od nejrůznějších průmyslových

technik odlévání, sloužících k výrobě masivních dílů, až po techniky používané ve stomatologii

k odlévání protetických konstrukcí. Každá technika má své klady a zápory, ať už jde o složitost

provedení, či časovou případně finanční náročnost. Ne všechny jsou však vhodné pro náš obor.

Cílem této práce je popsat základní principy, postupy, techniky, licí aparáty a potřebné

materiály pro precizní lití kovů ve stomatologii.

11

1 Historie licí techniky

Nejstarší dochované odlitky se datují do doby před cca 6000 – 7000 lety a byly téměř čistě z

mědi. Už v té době probíhala těžba mědi v dolech a to především na Balkánském poloostrově

(Bulharsko) a na Středním Východě (Turecko, Irán, Irák). Je to právě měď a její slitiny,

především s cínem, které jsou spojeny s počátkem slévárenství. Současně s mědí se získávalo

a zpracovávalo také zlato, což bylo potvrzeno po objevení asi 200 hrobů z neolitického období

na Balkáně (naleziště Varna), kde bylo nalezeno přes 2000 zlatých předmětů, jako jsou náušnice

a prsteny a dále také mnoho dalších měděných nástrojů. Tento objev měl za následek posunutí

historické hranice pro zpracování a poznávání kovů, kde k mědi přibylo zlato jako rovnocenný

kov z hlediska doby zpracování. Slitiny jako takové se objevují kolem 2500 let př. n. l. Během

tohoto období (liší se pro různé oblasti) lidé přišli na to, že smíšením různých rud získáme

materiál, slitinu, s výhodnějšími vlastnostmi, jako je např. větší pevnost, nižší teplota tání (Cu

1084 0C, Cínový bronz 960 0C) a lepší zpracovatelnost. Další významný posun ve zpracování

nastal u Sumerů kolem 3. tisíciletí př. n. l. Zpracovávali měď, bronz, zlato a také stříbro, které

v té době začali používat jako platidlo. O tom svědčí zápisky na hliněných tabulkách z té doby.

Jejich vliv na zpracování kovů dokazuje také fakt, že jejich slovo pro měď ,,urudu", bylo přejato

do indoevropských jazyků jako ,,kov" a ,,ruda". Nejdříve se objevily dvousložkové bronzy,

které byly odlévané do hliněných forem a pak se např. u pravěkých Egypťanů a Asyřanů začali

používat bronzy až ze 4 složek. Obsahovaly měď, cín, olovo a zinek.

Další velký posun ve slévárenství nastal u Keltů během 5. stol. př. n. l., na území západní,

střední a částečně jižní Evropy v oblastech současného Německa, Francie, Švýcarska,

Rakouska, České a Slovenské republiky. Zpracovávali měď a její slitiny s cínem (bronz),

zinkem (mosaz), olovem (potin) a také zlato, stříbro a cizí jim nebylo ani železo. Největším

slévárenským přínosem Keltů však byly různé způsoby odlévání, tzv. moderní způsoby, které

v podstatě používáme dodnes. Byly to hlavně:

1. Odlévání do otevřených forem, tzv. Kadlubů, které byly zahloubeny v zemi, jindy

bývaly vyrobeny z kamene či hlíny. V kadlubech se zpracovávala jen jedna strana

předmětu, druhá bývala plochá a opracovávala se broušením a kladivem. Takto se

vyráběly srpy, dláta a některé druhy nožů.

12

2. Odlévání v dvoudílných či trojdílných kadlubech. Kadlub býval vymazán tukem či

olejem, aby předmět šel z formy lehce vyjmout. V trojdílných kadlubech se odlévali

např. kroužky řetězů z bronzu.

3. Odlévání do ztracené formy. Tato metoda je ještě složitější než předchozí. Nejdříve byl

odlit v pomocném kadlubu odlitek z vosku, který byl vzápětí potažen vrstvičkou hlíny,

aby se v ní zdobení hezky otisklo. Poté byl obalen další vrstvou hlíny, která byla více

porézní a odváděla vzduch. Toto celé se umístilo do pece, kde vosk následně vytekl a

zbyla jen hliněná forma, do které se pak nalila slitina.

4. Odlévání dutých předmětů. U této metody se nejdříve vymodelovalo jádro předmětu,

které pak bylo potaženo voskem v takové tloušťce, jakou měl mít cílový předmět, a celé

se to poté zabalilo hliněným obalem jako u předchozí metody. Jádro a vosková vrstva

byly protkány bronzovými tyčinkami, které zasahovaly až do pláště kadlubu. Tím se

zpevnila poloha hliněného jádra i po odtečení vosku. Jádro i tyčinky poté pohltila

rozžhavená tavenina.

Odlévání do ztracené formy bylo však známé už dříve a to cca před 5000 lety v přední Asii a

Indii. Například bronzová soška tanečnice z kultury Indus, která měří 112 mm, pochází z období

3000 let př. n. l. Je odlita právě touto metodou. V Číně navíc existovala velkosériová výroba již

před 2000 lety. Odlévala se zde litinová ložiska v hliněných stromečkových formách (Wengian)

a nejrůznější nástroje na opracování půdy z temperované litiny (žíhaná slitina železa s uhlíkem

o obsahu větším než 2,14%) již ve 4. stol. př. n. l., zatímco v Evropě se průmyslové zpracování

temperované litiny objevilo až během 19. stol. Můžeme tedy říci, že Čína a Indie měly před

zbytkem světa náskok, co se slévárenských technologií týče.

Dalším významným krokem byla cílená výroba železa z rudy. Ta se objevuje kolem roku 1500

př. n. l. V Sýrii a oblastech dnešního Iránu (Chetitská říše) a v Číně. Výroba železa se rozšířila

teprve s pádem Chetitské říše kolem roku 1200 př. n. l..

Kovové konstrukce zubních protéz se dnes vedle lití zpracovávají i dalšími způsoby. Vedle lití,

se v současné době vlivem rozmachu výpočetních technologií k výrobě kovových konstrukcí

používá také technika laserového sintrování a frézovací technika (systémy CAD/CAM). Proces

zpracování kovových slitin prošel značným vývojem. V minulosti se často používalo ražení a

spájení, ale s postupným vývojem licí techniky začaly tyto postupy z praxe mizet.

13

Od svého zavedení do praxe se ve své podstatě licí technika nemění, pouze se technicky a

materiálově zlepšuje. Základem licí techniky ve stomatologii je tzv. Metoda ztraceného vosku

zavedená do oboru na přelomu 19. a 20. století. Pro získání odlitku musíme splnit tři základní

požadavky a to:

1. Mít voskový model.

2. Získat jeho přesnou formu.

3. Formu poté v licím přístroji vyplnit vhodnou slitinou.

Cílem lití je získat co možná nejpřesnější hustou, pevnou konstrukci bez povrchových

defektů. Ovšem kvůli různým objemovým změnám, kterým materiály (vosky, formovací

hmoty, kovové slitiny) použité v procesu podléhají, stoprocentně přesná nikdy nebude. Za

optimální považujeme odchylku mezi 0,1 – 0,2 % a to jak u fixních, tak i u snímatelných

konstrukcí.

14

2 Rozměrová přesnost odlitku

Abychom byli schopni vytvořit precizní litou konstrukci, měli bychom znát několik základních

faktorů, které se podílejí na její přesnosti. Jsou to:

1. Přesný otisk situace.

2. Přesná modelace technika.

3. Dodržování pracovních postupů – přesný sádrový model situace, šířka licích kanálků,

adekvátní vtoková soustava, správné umístění modelu v kruhu, formovací hmota

odpovídající druhu lité slitiny.

4. Tepelné roztažnosti materiálů – vosky, formovací hmoty, slitiny

Základem všeho je přesný otisk situace v ústech pacienta. Pokud se v otisku situace objeví

defekty, jako například bubliny, neotisklé detaily (v oblasti budoucí náhrady), nemá smysl

pokračovat ve výrobě protetického řešení, neboť nikdy nedosáhneme požadované přesnosti.

Dále je to modelace voskové náhrady, kde klademe důraz na precizní krčkový uzávěr (v případě

korunek a můstků), správnou tloušťku a samozřejmě na anatomickou korektnost a artikulaci,

které ale v procesu lití nehrají žádnou roli a tak nemá smysl je více rozebírat. Při dodržení

všech pracovních postupů, které udávají výrobci, se s jistou nadsázkou dá říci, že to co si

vymodelujeme, máme. Nakonec jsou to fyzikální vlastnosti samotných materiálů v procesu lití,

které určují, jak přesný odlitek nám vznikne. Proto se v následujících kapitolách ve stručnosti

podíváme na otiskovací hmoty, sádry, vosky, formovací hmoty a protetické slitiny.

2.1 Otiskovací hmoty

Otiskovací hmoty jsou protetické materiály, které slouží k zachycení situace v ústech pacienta

v ordinaci a k následné reprodukci modelů v laboratoři pro konstrukci protetického řešení.

Abychom toho byli schopni, je nutné mít otisk situační, otisk antagonální a znát vzájemnou

polohu obou čelistí ve skusu.

Dnes se nejvíce používají alginátové hmoty a elastomery. Alginátové hmoty jsou

dvousložkové. Jedná se o prášek obsahující alginát sodný, draselný nebo trietanoloamoniový a

vodu. Dále je jsou v prášku přítomny další látky, jako například sádra a oxid hořečnatý

(CaSO4.H2O;MgO). Jejich použití se zaměřuje hlavně na pomocné otisky, tedy antagonální a

15

předběžné. Jsou snadno zpracovatelné, dobře se aplikují, jsou přesné a také levné. Protože to

ale jsou hmoty na bázi vody, mají jednu velkou nevýhodu a tou je vysychání, s čímž je spojená

rozměrová nepřesnost zvětšující se s dobou uplynulou od zpracování. V ideálním případě by se

měly zpracovat do 30-60 minut a měly by být uchovávány ve vlhkém prostředí, například sáček

s vlhkou buničinou. Není možné je uchovávat ve vodě, protože by ji nasály a opět by došlo k

objemovým změnám.

Druhou skupinou jsou elastomery, tedy pružné syntetické otiskovací hmoty, tuhnoucí polyadicí

nebo polykondenzací. Jsou to dvousložkové směsi, obsahující tzv. báze a aktivační složku. Jsou

velice přesné, mají zpravidla vysokou pružnou deformaci, jsou schopné reprodukovat i ty

nejmenší detaily a oproti otiskovacím hmotám na vodné bázi mají jednu velkou výhodu a to

sice objemovou stabilitu. Mají podobu pasty a tekutiny (C-silikony) nebo pasty a pasty (A-

silikony). Používají se jak ve fixní, tak i ve snímatelné protetice jako univerzální a přesné

otiskovací hmoty. Jejich jedinou nevýhodou oproti alginátovým hmotám je jejich vyšší cena.

2.2 Sádra

Sádra je nejvíce užívaným materiálem v zubní laboratoři. Slouží především k odlévání

situačních modelů pro zhotovení budoucího protetického řešení. Podle způsobu rozkladu

sádrovce CaSO4 .2H2O vzniká několik typů dentální sádry s různými vlastnostmi. Liší se

mísícími poměry, strukturou krystalů, pórovitostí, velikostí expanze, pevností, dobou tuhnutí a

dobou zpracování. Typy I a II vznikají rozkladem sádrovce v otevřeném reaktoru a vyznačují

se nejmenší pevností. Vzniká b-hemihydrát (otiskovací a alabastrová sádra), která používá se

ke zhotovování předběžných situačních modelů a připojování modelů do artikulátoru. Typ III,

tedy tvrdá hydrokalová sádra vzniká rozkladem sádrovce za přítomnosti vodní páry a tlaku v

autoklávu, vzniká a-hemihydrát, hydrokalová sádra. Vyznačuje se větší pevností než předchozí

typy sádry, kolem 20 MPa. Super tvrdé sádry typu IV a V vznikají rozkladem sádrovce za varu

v přítomnosti chloridu vápenatého (CaCl2). Jsou nejtvrdší, s tvrdostí kolem 60 MPa hodinu po

vytvrzení. Pro rozměrově přesný pracovní model je dodržovat výrobcem dané postupy, tedy

mísící poměry, dobu mísení, a pokud je to možné, upřednostnit mísení ve vakuu.

16

2.3 Vosky a jejich vlastnosti

Vosky spadají do kategorie modelovacích materiálů a jako takové musí splňovat určité

podmínky. Měly by být dokonale tvárné, tak aby se daly dobře zformovat a po ztuhnutí si

udržely svůj tvar, aniž by podléhaly dalším objemovým a tvarovým deformacím. Měly by mít

tmavší barvu, tak aby na pracovním modelu dobře kontrastovaly, a především musí být beze

zbytku spalitelné či vyplavitelné. Při laboratorní teplotě by měli být pevné až křehké. Mezi 30

0C – 50 0C mají měknout a mezi 50 0C – 90 0C tát, aniž by se při tom rozkládaly. V roztaveném

stavu musí mít malou viskozitu a nesmí být vláknité. Dále by měly být lehce leštitelné a

odpuzovat vodu.

Z chemického hlediska jsou vosky tzv. amorfní látky (z Řečtiny: beztvarý), tedy látky v pevném

skupenství, které nemají pravidelnou krystalickou strukturu. Jejich částicové uspořádání je

zcela náhodné. Amorfní látky jsou izotropní (mají ve všech směrech stejné fyzikální vlastnosti:

mechanické, tepelné…), lze je pokládat za kapaliny s velmi vysokou viskozitou. Během

zahřívání postupně měknou, až do teploty, kdy se rozpustí. Jejich teplotu tání nelze určit.

Můžeme ji pouze charakterizovat pomocí oblasti měknutí, což je teplotní interval mezi pevnou

a kapalnou fází.

Vosky jsou estery vyšších mastných kyselin a vyšších alkoholů. Voskové směsi se skládají z

řady látek. Jsou to vlastní vosky (přírodní i syntetické), tuky, oleje, mastné kyseliny, pryskyřice

(přírodní i syntetické) a barviva. Vlastnosti směsí jsou dány poměry výše zmíněných přísad.

Základní součást voskových směsí je parafín, bílá průsvitná krystalická směs vyšších

nasycených alifatických uhlovodíků. Vyrábí se z ropných olejů nebo hnědouhelného dehtu

(přírodní) a vodního plynu za tlaku, teploty a přítomnosti ruthémiových katalyzátorů

(syntetický). Taje v rozmezí 40 0C – 70 0C. Chladnutí je doprovázeno značnou kontrakcí a to

o 11-15 obj. %. Ke zlepšení vlastností parafínu se používá ozokerit nebo cerezin, který zvyšuje

bod tání. Tvrdost a bod tání zvyšuje také karnaubský vosk. Včelí vosk má oproti tomu opačné

vlastnosti, změkčuje a zvyšuje lepivost. Jako změkčovadlo se také používá kyselina stearová

(C17H35-COOH). Oleje snižují bod tání voskových směsí. Většina voskových směsí má po

ztuhnutí krystalickou strukturu. Záleží na chemickém složení, zda budou krystalické nebo

zůstanou amorfní.

17

2.3.1 Objemové změny vosků

Pro přesnost lití je zcela zásadní tepelná expanze vosku. Teplotní objemová roztažnost je jev,

při kterém se látka zahřátá o určitou teplotu zvětší o určitý objem. Objemová roztažnost se

uplatňuje u pevných látek, kapalin i plynů. Vosková směs, jakožto termoplastický materiál, při

zahřívání zvětšuje a při ochlazování zmenšuje svůj objem. Za každý 10C při ochlazování

kontrahuje a při ohřívání expanduje přibližně o 0,033%. Průběh expanze není rovnoměrný,

objem vosku se při stoupající teplotě stále zvyšuje. Během procesu chladnutí je to obráceně. Při

tuhnutí roztaveného vosku dochází k velké kontrakci, která se postupně zmírňuje. Mezi 45 0C

– 20 0C kontrahují některé směsi až o 5%. Abychom mohli vytvořit přesný model, je třeba

používat kvalitní materiály. Ty by v teplotním rozmezí 25 0C – 40 0C neměly mít větší expanzi

než 0,8 %.

2.3.2 Deformace voskového modelu

Vnitřní napětí vosků se odvíjejí od výrobního procesu a způsobují jeden z nejzávažnějších

problémů a to deformaci vosku. Deformace je dána plastickými (lze je formovat do

požadovaných tvarů) a elastickými (vykazují snahu se navracet do původního tvaru)

vlastnostmi vosků a dále také jejich tepelným a mechanickým zpracováním.

Pokud je voskový model náhrady na pracovním modelu, objemové změny se neprojeví, protože

pracovní model působí jako omezující faktor. Sejmeme-li ho, vnitřní pnutí se postupně začne

projevovat a voskový model změní svůj tvar.

Velikost vnitřního pnutí vosku bude záležet na metodě zpracování voskového modelu a na čase

a teplotách, které budou předcházet zatmelení.

Abychom předešli deformacím vlivem vnitřního pnutí, měli bychom se snažit dodržet

následující:

1. Vybrat kvalitní vosk, který splňuje požadavky mezinárodních norem.

2. Neochlazovat prudce vzduchem nebo vodou, aby nevznikala vnitřní napětí deformující

modelaci.

3. Co nejdříve po modelaci zatmelit do licí formy.

18

4. Před zatmelením aplikovat přípravek na snížení povrchového napětí (např. Debbulizer).

2.3.3 Alternativy vosků jako modelovacích materiálů

Vosky nemají vždy ideální vlastnosti a při manipulaci s nimi musíme být opatrní. Z toho důvodu

existují materiály, jako jsou beze zbytku spalitelné samopolymerující pryskyřice, které je

mohou nahrazovat, ať už částečně nebo zcela. Zpravidla se používají k výrobě kapen, které jsou

ve srovnání s vosky mnohem odolnější proti vnějším vlivům a nemusíme se bát o poškození

krčkového uzávěru při manipulaci. Dále disponují minimální kontrakcí a krátkým časem

polymerizace, většinou do několika minut (Pattern Resin 4 min, obr. 1 str. 42 ). Při používání

těchto pryskyřic je třeba dbát na dostatečnou izolaci modelu.

2.4 Zatmelovací hmoty a jejich vlastnosti

Úkolem formovacích hmot je vytvořit přesnou formu kolem modelu, tak aby byl po odlití

konečný produkt rozměrově pokud možno stejný, jako jeho voskový model. Abychom toho

byli schopni dosáhnout, je třeba vědět pár základních faktů o formovacích hmotách a dodržovat

dané postupy.

Podle počtu odlitků, které můžeme reprodukovat, dělíme formy na trvalé a jednorázové. Trvalé

formy jsou zpravidla z kovu a jejich výroba je velmi nákladná, neboť jsou na ně kladeny velké

nároky. Především si musí udržet svou rozměrovou přesnost a detail i po vyprodukování

několika set až tisíců odlitků. Používají se především v průmyslu u velkosériové výroby, např.

části motorů automobilů. Ve stomatologii se běžně používá druhý z výše zmíněných typů forem

a to formy jednorázové. Tyto formy jsou připravené z formovacích směsí, většinou sádrových

(Special Gloria, Expadenta - Dental) a fosfátových (Silikan – Dental, Wirovest – Bego,

Modelcast – Interdent), podle typu odlévané slitiny a je možné z nich reprodukovat pouze jeden

odlitek, protože se při vyjmutí odlitku rozruší.

Složení formovacích směsí

Formovací směsi obvykle tvoří 3 základní složky a to:

Ohnivzdorná složka (ostřiva) : 60-80%

Aglutinující složka (pojiva) : 15-35%

19

Modifikátory: 5%

Ostřiva jsou žáruvzdorné materiály, které tvoří základní kostru formovacího materiálu, zajištují

expanzi a představují až 98% hmotnosti směsi. Ostřiva můžeme podle původu vzniku rozdělit

do dvou kategorií a to ostřiva přirozená a ostřiva uměle vyrobená. Jako přirozená ostřiva se ve

slévárenství používají hlavě křemenné písky, olivín (Mg,Fe)2[SiO4], minerál s proměnlivým

podílem hořčíku a železa v závislosti na podmínkách při jeho vzniku), zirkon (křemičitan

zirkoničitý ZrSiO4). Do umělých ostřiv pak řadíme např. korund (Al2O3) a šamotovou drť

(směs oxidu křemičitého, oxidu hlinitého a dalších příměsí). Ve stomatologii se jako ostřiva

používají různé krystalické formy křemíku (tridymit, křemen, cristobalit). Nejvíce je ve

formovacích směsích používán cristobalit (Cristobalit je vysokoteplotní forma oxidu

křemičitého SiO2) a to hlavně díky jeho tepelné expanzi, která je z výše zmíněných největší.

Dále se jako ostřivo používá křemen. Formovací hmoty zpravidla obsahují směsi křemene a

cristobalitu za účelem přesné kontrolované expanze, která je nezbytně nutná pro kvalitní

odlitek. Při ohřívání alfa-křemene na 5750 C dojde k celkové expanzi o 1,4%. Při zahřívání

cristobalitu dojde za teploty 2250 C k lineárnímu zvětšení o 1,8%. Těchto poznatků o roztažnosti

různých forem oxidu křemičitého se využívá k vyrovnání kontrakce, jež nastává při chladnutí

vosku a hlavně kovu, která podle druhu slitiny představuje 1,4 -/+ 0,2%. Úkolem pojivové

složky je vytvořit pevnou a soudržnou hmotu, jelikož křemík tuto schopnost v žádné ze svých

krystalických forem nemá. V průmyslu se jako pojiva běžně používají speciální teplem

vytvrditelné pryskyřice. U dentálních formovacích hmot se nejčastěji jako pojivo používá

sádrovec ( CaSO4•2H2O, hydratovaný síran vápenatý, dihydrát síranu vápenatého) a

fosforečnan hořečnatý (Mg3(PO4)2).

Směsi se sádrovým pojivem jsou určeny k odlévání vazných slitin s nižší teplotou tání, kde není

třeba formu zahřívat na více než 700 0C. Sádrovec se při teplotách nad 700 0C začíná rozpadat

a uvolňuje sulfurické plyny, které nepříznivě ovlivňují kvalitu slitiny. Slitina pak křehne. Pro

odlévání vysokotavitelných slitin (s bodem tání mezi 1200-14000 C) jsou pak určeny směsi s

pojivem na bázi fosfátu a teplotou vypalování mezi 850-9500 C.

Přísady jsou látky upravující vlastnosti formovacích hmot. Ve směsi jich obvykle bývá mezi 3-

5%. Jejich funkcí ve směsi je např. urychlení tuhnutí (síran draselný), zvýšení tepelné expanze

(chlorid sodný/draselný) a regulace teploty vypalování. Dále se přidávají spalitelná barviva k

rozlišení jednotlivých směsí.

20

Všechny složky se nejprve rozemelou, přetřídí na sítech a nakonec se poměrech určených

výrobcem promísí. Během transportu se mohou těžší složky usadit na dně, doporučuje se proto

před použitím formovací hmotu promísit.

2.4.1 Objemové změny zatmelovacích hmot

Expanze formovacích směsí má za úkol vykompenzovat kontrakci chladnoucího vosku

(průměrně až 0,5 %) a kontrakce chladnoucí slitiny (1,2-1,8 %) tak, aby byl odlitek rozměrově

co nejpřesnější. Probíhá ve dvou fázích a to během tuhnutí formovacích směsí a poté během

zahřívání formy v peci.

Reakce tuhnutí je u fosfátových formovacích hmot doprovázena expanzí od 0,5% - 0,7% podle

použitého mísícího poměru. U formovacích hmot se sádrovým pojivem dosahuje expanze

tuhnutí hodnot mezi 0,2 – 0,5 %. Tepelná expanze probíhající během vypalování formy v peci

je dána změnou stavu plnidel v důsledku dodané teploty. Nejvíce se jako plnidla používají

křemen (expanze při 575 0C), kristobalit (expanze při 2750 C) a jejich směsi, protože se tím

rozloží prudká expanze obou modifikací na větší teplotní úsek (275 – 5750 C). „Všeobecně se

dá říci, že formovací hmoty s křemenem mají tepelnou expanzi při 7500 C od 0,4 do 0,7 %,

krystobalitové dosahují pravidelně 1,2 až 1,4 % a směsné jsou mírně nad 1%." (2)

Pro zvýšení expanze se do formovacích směsí, jak sádrových tak fosfátových přidávají podobné

materiály a to především různé modifikace kysličníku křemičitého. Jsou to pegmatický křemen,

tridymit, křemenné sklo, wolastonit a zirkon. Tepelné expanze nejpoužívanějších plnidel jsou

znázorněny na obr. 2 str. 42. Průběh a velikost tepelné expanze tedy závisí na chemickém

složení směsi a mísícím poměru.

2.4.2 Fosfátové zatmelovací hmoty pro rychlé odlévání

Nevýhodou konvenčních zatmelovacích směsí je nutnost dlouhé doby vyhřívání v peci, které

se podle typu směsi pohybuje kolem 2 až 3 hodin. To má za následek nemalé náklady na

elektřinu a komplikace u zakázek, které potřebujeme vyřídit přednostně. Kvůli těmto důvodům

byly vyvinuty tzv. ,,Speed" formovací směsi, které umožňují umístění formy bezprostředně po

zatmelení do pece vyhřátě na finální teplotu. Díky tomu se značně sníží doba od zatmelení po

odlití a energetické náklady.

21

Pokud bychom umístili konvenční zatmelovací hmotu do pece vyhřáté na finální teplotu, tedy

až 9500 C, došlo by k explozi formy. ,,Je zajímavé, že destrukci prudkým ohřátím formy

nezpůsobuje rychlá přeměna modifikace a-b křemene (zkoušeno u fosfátové zatmelovací hmoty

s křemenným plnivem), ale rozpadové zplodiny tuhnutí fosfátových hmot, které vznikají při

rozkladné reakci MgNH4PO4.6H2O ► MgNH4PO4.H2O a přeměna na MgNH4PO4 spojená s

únikem vodní páry. To vyplývá z měření vývinu vodní páry a amoniaku při uložení ztuhlé

zatmelovací hmoty do pece s teplotou 10000 C.“(3)

2.5 Kovy a jejich slitiny

Kovy a jejich slitiny představují rozsáhlou skupinu materiálů, která má díky svým vlastnostem

široké použití a to nejen ve stomatologii. Kovy jsou obecně chemické prvky s typickými

vlastnostmi, kterými se odlišují od nekovů. Pro stomatologickou protetiku je nejdůležitější

jejich pevnost, zpracovatelnost a biokompatibilita. Dále jsou to lesk, opacita, hutnost, tepelná a

elektrická vodivost. Žádný čistý kov nedisponuje ideálním souhrnem všech výše zmíněných

vlastností, a proto čisté kovy v protetice dnes už nepoužíváme. Místo toho hlavní roli hrají

slitiny. Kombinací různých kovů a jiných prvků získáme žádané vlastnosti.

2.5.1 Slitiny kovů

Použití čistých kovů v technologické praxi je kvůli jejich nevhodným mechanickým a

technologickým vlastnostem až na výjimky značně omezené a z toho důvodu se kovy mísí s

dalšími jak kovovými, tak i nekovovými prvky pro dosažení žádoucích vlastností, jako je

redukovaná teplota tání a různé další mechanické vlastnosti. Ty se mohou značně lišit od

vlastností základního kovu. Podle počtu složek dělíme slitiny na binární, ternární, kvarternární

až komplexní (obsahující větší počet složek). Nejčastěji se připravují roztavením jednotlivých

kovů nebo spékáním práškových kovů v žáru.

2.5.2 Struktura slitin

U čistých kovů, tak i u slitin nacházíme krystalickou mřížku, podle které rozlišujeme dva

základní typy slitin. Jsou to slitiny se substituční krystalickou mřížkou a slitiny s

interstacionální krystalickou mřížkou. U substituční krystalické mřížky jsou přímo v uzlových

bodech atomy jednoho kovu nahrazovány atomy druhého. To je možné pouze, pokud mají oba

22

atomy kovů ve slitině srovnatelnou velikost. V interstacionální mřížce vnikají atomy

rozpuštěného kovu s menším atomovým poloměrem mezi uzlové atomy základního kovu.

2.5.3 Tavení čistých kovů, slitin a jejich krystalizace

U kovů nazýváme přechod z pevného do kapalného skupenství za přísunu tepla tavení a teplotu

k tomu potřebnou nazýváme teplotou tání. Proces tavení u čistých kovů probíhá lehce odlišně,

než je tomu u jejich slitin. Při zahřívání čistého kovu jeho teplota stoupá, až dosáhne teploty

tání, kde kov přejde do kapalného skupenství. Zde však i přes další přísun tepla zůstává teplota

kovu stejná a to do doby, než kov změní skupenství v celém svém objemu. Poté jeho teplota

začne opět stoupat (obr. 3 str. 43). Tavení slitin probíhá odlišně. Během dodávání tepla stoupá

teplota slitiny až do bodu zvaného solidus. Ještě v solidu je slitina v pevném skupenství. Při

dalším dodávání tepla teplota slitiny pomalu stoupá až do bodu zvaného likvidus (obr. 4 str.

43). Nad likvidem je slitina v celém svém objemu v kapalné fázi a její teplota opět začne strmě

stoupat, jako tomu bylo před solidem. Pod solidem a nad likvidem, tedy v pevné a kapalné fázi

mají slitiny homogenní strukturu, ale v intervalu mezi solidem a likvidem vedle sebe existuje

jak tuhá, tak i kapalná fáze a slitina je heterogenní.

Objem kovu a slitiny je při určité teplotě konstantní a při normálním tlaku je funkcí teploty.

Přírůstek objemu při zvyšování teploty se nazývá "koeficient tepelné roztažnosti. Se zvyšující

se teplotou se plynule zvětšuje objem kovového materiálu, ale zároveň klesá jeho hustota.

Během změny skupenství dochází k velkému objemovému skoku, který je následován dalším

plynulým přírůstkem či úbytkem objemu. Úbytek objemu se nazývá smršťování. Smršťování

probíhá za poklesu teploty slitiny a můžeme ho rozdělit do třech fází. Nejdříve probíhá

kontrakce během chladnutí slitiny ještě v tekutém stavu, další smrštění probíhá mezi solidem a

likvidem, tedy při změně skupenství a nakonec slitina kontrahuje od solidu po laboratorní

teplotu. Kontrakci slitiny v kapalném stavu nijak neovlivníme, kontrakci mezi likvidem a

solidem můžeme minimalizovat, pokud použijeme adekvátní licí soustavu a budeme-li působit

dostatečnou odstředivou silou (u rotačních licích přístrojů).

Pokud je slitina v pevném stavu, její atomy jsou drženy v určitém místě v rámci prostorové

mřížky pomocí meziatomových sil. Atomy ve střední poloze prostorové mřížky nejsou v klidu,

ale oscilují až milionkrát za sekundu. Během zahřívání slitiny jim dodáváme energii až do

teploty tavení, kdy překonají meziatomové síly a začnou se náhodně pohybovat v rámci

roztavené slitiny.

23

Při procesu krystalizace přecházejí kovy a slitiny z kapalného stavu do stavu tuhého. Průběh

krystalizace má podstatný vliv na výslednou strukturu a vlastnosti odlitého materiálu.

Krystalizace nastává v tzv. krystalizačních jádrech a probíhají během ní dva děje a to nukleace,

kdy se vytvářejí samotné krystalizační zárodky a růst krystalů. Nuklaci můžeme dále rozdělit

podle způsobu vzniku krystalizačních jader na homogenní a heterogenní. Při homogenní

nukleaci se za určitého podchlazení slitiny vytvářejí nová krystalická jádra bez pomoci cizích

zárodků v tavenině. Tento typ nukleace se v praxi v podstatě neuplatňuje, protože použitá

tavenina není nikdy ideálně čistá. Naproti tomu u heterogenní nukleace začíná krystalizace

slitiny na cizích zárodcích, jako jsou například oxidy a různé nečistoty.

24

3 Technologie odlévání

Technologie odlévání můžeme podle použitého aparátu rozdělit na odstředivé a tlakové. Dále

podle způsobu tavení slitin, na tavení plynem a elektrickým proudem, přičemž dnes je nejvíce

používáno indukční tavení a to jak u odstředivých, tak u tlakových licích přístrojů.

I. plynem

i. zemní plyn

ii. kyslík

iii. acetylén

iv. propan-butan

II. elektrickým proudem

i. el. oblouk

ii. odporová spirála

iii. indukce

Tavením plynem ve směsi se stlačeným vzduchem dosáhneme teploty až 1200 C. V praxi se

tento způsob používá zřídka. Další možností je tavení elektrickým obloukem a odporovou

spirálou, které se dříve užívalo k tavení vysokotavitelných kovových slitin. Elektrický oblouk

vznikne mezi dvěma uhlíkovými elektrodami a dosahuje teplot okolo 2000 0C. Hrozí snadné

přehřátí slitiny, nauhličení a následná křehkost odlitého materiálu. Tavení elektrickým

odporem probíhá na principu topné spirály izolované v keramice. Poslední a dnes díky své

všestrannosti asi nejpoužívanější tavící metodou je tavení pomocí indukce. Slitiny se taví v

žáruvzdorném kelímku a potřebné teplo se vyvíjí vířivými proudy, které vzniknou ve slitině po

nasunutí indukční cívky na tavící kelímek. Tavící cívka vytváří vysokofrekvenční

elektromagnetické pole a v kovovém předmětu se indukují proudy, které jej ohřívají. Kelímky

jsou zpravidla keramické, z oxidu hliníku, křemíku nebo hořčíku a snášejí vysoké teploty

potřebné k tavení vysokotavitelných slitin. Životnost kelímku se pohybuje kolem 30 – 100

tavení. Pro každý typ slitiny bychom měli používat jiný kelímek. Slitiny s nižší teplotou tání a

nízkým elektrickým měrným odporem, tedy slitiny zlata, stříbra a kovů platinové skupiny, se

taví v grafitových kelímcích. Grafit má vysoký měrný elektrický odpor, snadno se během

několika sekund zahřeje na teplotu kolem 1200 0C.

25

Co se samotného lití roztavené slitiny do formy týče, existuje mnoho způsobů. Od obyčejného

odstředivého lití, kam spadá prak a starší licí aparáty až po tlakové lití ve vakuu či v inertní

argonové atmosféře. Argon je inertní plyn a lze jej použít k vytvoření ochranné atmosféry pro

omezení nebo eliminaci povrchové oxidace a plynových inkluzí. Většina dnes vyráběných

moderních licích přístrojů je buď vakuově tlakových, popřípadě pracujících s ochranou

argonovou atmosférou nebo odstředivých. Převážná většina také používá k tavení indukci.

Ceny moderních licích aparátů používajících se ve stomatologii se pohybují od 200. 000,- u

strojů pracujících na bázi odstředivé síly až po 400.000,- až 600.000,- u strojů pracujících na

bázi vakua a tlaku.

3.1 Licí aparáty

Intercast 60: odstředivý licí přístroj s indukčním tavením k lití všech dentálních slitin mimo

titanu.

Výrobce: Interdent

Cena: 199.980,-

Obr. 5 str. 43.

Fornax T: stolní odstředivý licí přístroj s indukčním tavením k lití všech dentálních slitin mimo

titanu.

Výrobce: Bego

Cena: 229.890,-

Obr. 6 str. 43.

26

Nautilus T: jednodušší vakuově tlakový licí přístroj s indukčním ohřevem k lití všech dentálních

slitin mimo titanu.

Výrobce: Bego

Cena: 439.980,-

Obr. 7 str. 44.

Heracast IQ: programovatelný vakuově tlakový licí přístroj s indukčním ohřevem.

Výrobce: Heraeus

Cena: 554.990,-

Obr. 8 str. 44.

3.2 Odstředivé lití

Odstředivé lití jak název napovídá, využívá odstředivé síly, jejíž funkcí je vyplnit dutinu formy

roztavenou slitinou. K tomu je zapotřebí rotační aparát, kde na jednom konci rotačního ramene

je umístěna předehřátá forma s roztavenou slitinou a na druhém je nastavitelné závaží pro

plynulou rotaci. Odstředivá síla může působit svisle (licí prak) nebo vodorovně (většina

rotačních aparátů). Jakost odlitku je u odstředivého lití dána velikostí odstředivé síly a ta je

určena poloměrem otáčení, počtem otáček za minutu a hustotou odlévané slitiny. Při malém

počtu otáček nemusí být dosáhnuto potřebného tvaru, struktury a hladkosti povrchu odlitku,

naopak při velkém počtu otáček hrozí nebezpečí velké odstředivé síly, která může mít za

následek vznik trhlin a nehomogenitu odlitku v důsledku gravitačního odmíšení. Nevýhodou

odstředivého lití je nerovnoměrnost chemického složení ve struktuře odlitku.

3.3 Nízkotlaké lití

Nízkotlaké lití je způsob výroby odlitků, využívající k vyplnění dutiny roztavenou slitinou

tlaku, zpravidla od 0,01 až po 0,07 MPa. Tlak působí na roztavenou slitinu v udržovací peci a

následně ji vtlačuje do formy. Po zaplnění formy se tlak dále udržuje až do ukončení tuhnutí

27

odlitku. Nízkotlakým litím získáme kvalitní odlitky s velkou hustotou stěn a malou porozitou.

Zjednodušený princip nízkotlakového licího aparátu je znázorněn na obrázku níže. Základ tvoří

tlakový stroj, na kterém je upevněna forma a udržovací pec, která je hermeticky uzavřená.

Součástí aparátu je také trubice pro transport roztavené slitiny vedoucí od dna pece až po ústí

formy. Samotný průběh lití můžeme rozdělit na dvě části, a sice nalití a dotlak. Tlak lití je pak

max. do 0,04 MPa a dotlak max. 0,1 MPa. Faktory určující kvalitu odlitku u nízkotlakého lití

jsou rychlost plnění dutiny formy roztavenou slitinou, velikost konečného dotlaku a průřez

plnící trubice. Licí tlak musí být dostatečně velký, tak aby překonal všechny překážky, jakou

jsou odpory způsobené tlakem plynů ve formě a zvětšující se viskozita taveniny se snižující se

teplotou. Rychlost plnění musí být dostatečně velká, tak aby roztavená slitina stihla před

ztuhnutím zaplnit celou formu. Dotlak by se měl poté postupně zvětšovat až k hodnotám kolem

0,1 MPa, tak abychom předešli porozitě v odlitku. I zde platí základní principy přesného lití a

je tedy třeba zajistit usměrněné tuhnutí odlitku pomocí vhodně zvolené licí soustavy a

správného umístění odlitku v licí formě.

3.4 Vysokotlaké lití

Vysokotlaké lití je metoda odlévání, kde na roztavený kov nebo slitinu v tlakové komoře působí

vysoký tlak, zajišťující transport taveniny přes vtokovou soustavu do dutiny formy. Tavenina

potom tuhne při dalším působení tlaku a odlitek dosahuje jemné krystalizace. Pracovní tlak se

u vysokotlakého lití pohybuje od 20 do 120 MPa.

Většina moderních tlakových licích aparátu používaných ve stomatologii pracuje s tlakem

pohybujícím se mezi 4-7 bary, tedy 0,4 až 0,7 MPa, indukčním ohřevem ve vakuu či v ochranné

argonové atmosféře.

V souvislosti s rychlostí transportované taveniny do formy rozlišujeme v rámci tlakového lití

dva druhy plnění formy.

Laminární plnění probíhá při rychlosti taveniny do max. 0,3 m/s. Výsledkem je zhuštění

hutnosti odlitku a snížení podílu bublin a pórů. Plnění laminárním prouděním umožňuje dobré

odvzdušnění formy a používá se k výrobě tvarově jednoduchých odlitků za použití slitin s

velkým intervalem teplot tuhnutí.

Souvislé turbulentní proudění taveniny do formy nastává, pokud se rychlost transportované

taveniny pohybuje mezi 0,5 – 15 m/s. Při těchto rychlostech naráží tavenina na protilehlou stěnu

28

formy a rozděluje se na dvě části, které dále vyplňují formu v opačném směru a mají tedy

turbulentní charakter. V důsledku turbulence se v objemu taveniny hromadí množství plynů,

které již z taveniny nestačí uniknout a nakonec jsou rozptýleny v odlitku.

Na straně 45 a 46 znázorňují obr. 9 a 10 princip tlakového lití a proudění taveniny ve formě.

3.5 Vakuově tlakové lití

Tento způsob lití je dnes ve stomatologii velmi rozšířený, protože umožňuje dosažní kvalitních

výsledků. Licí aparáty pro tlakové lití ve vakuu pracují na stejném principu jako klasické

tlakové aparáty, navíc ale disponují vakuovým systémem. Vakuová pumpa před samotným

odlitím přes vysaje z dutin licí formy vzduch a zbytky plynů. Poté roztavená slitina zajistí

dokonalé vyplnění formy.

4 Defekty odlitků

Stejně jako ostatní výrobní procesy, také výroba dentálních náhrad licí technikou sebou nese

jistá rizika ve formě defektů, které mohou vést k pacientově nespokojenosti či nutnosti opakovat

celý výrobní proces k získání v praxi použitelného výrobku. Při výskytu defektu bychom měly

přijmout taková opatření, která nám umožní eliminovat jeho příčinu a zamezit jeho dalšímu

opakování. Toho lze samozřejmě dosáhnout pouze, pokud umíme defekt identifikovat a určit

jeho příčinu. Při výskytu defektu bychom se měli držet následujícího postupu:

1. Určit o jaký defekt se jedná

2. Vyhledat příčinu

3. Eliminovat faktory podílející se na vzniku defektu

Defekty odlitků jsou každé tvarové, rozměrové a hmotnostní odchylky od předem daných

norem a technických podmínek. Podle závažnosti je můžeme rozdělit na vady přípustné, vady

nepřípustné, vady opravitelné.

Nepřípustné vady neumožnují opravu odlitku, odlitek se svými vlastnostmi liší od povolené

normu a musí být vyřazen z výrobního procesu.

Přípustné vady jsou odchylky v rámci normou povoleného spektra. Odlitek není vyřazen z

výrobního procesu.

29

Opravitelné vady jsou odchylky nad rámec normou povoleného spektra, které lze však podle

daných norem a technických opatření opravit. Odlitky tedy nemusí být vyřazeny z výrobního

procesu.

Vady odlitků upravuje ČSN 42 1240.

Ve stomatologii používáme dělení vad do 4 kategorií a to:

I. Deformace tvaru odlitku

II. Drsnost a nepravidelnost povrchu

III. Porozita

IV. Neúplnost odlitků

4.1 Vady tvaru a rozměru odlitku

Deformace tvaru odlitku bývají zpravidla způsobeny deformací modelu náhrady ve voskové

fázi. Hlavní roli zde hraje vnitřní pnutí vosku, ale také správná manipulace s voskovým

modelem.

Mezi vady tvaru, rozměru a hmotnosti odlitku řadíme například vyboulení – což je deformace

odlitku způsobená velkým metalostatickým tlakem taveniny v důsledku špatně zvolené

formovací směsi.

4.2 Drsnost a nepravidelnost povrchu

Drsný povrch je definován jako menší změna plošného charakteru, která příliš nevybočuje ze

základního tvaru náhrady. Nepravidelný povrch je potom izolovaná nepřesnost, bublina či malý

výstupek na povrchu konstrukce. Tyto defekty se vyskytují v typických formách a jsou dány:

i. Vzduchovými bublinkami, které během zatmelení zůstanou na povrchu voskového

modelu. Závažnost tohoto defektu závisí na množství a umístění. Ojedinělé bublinky na

nedůležitých místech nepředstavují velký problém a lze je jednoduše odstranit. Pokud

jsou však na okrajích náhrady, nebo na vnitřní ploše korunek, hrozí při odbroušení

změna tvaru náhrady. Vzduchovým bublinkám předcházíme řádným odmaštěním

voskového modelu a správně namíchanou formovací směsí.

30

ii. Prasklinami ve formě, které se odlévají ve tvaru zástěrek. Ty jsou způsobeny prudkým

zahříváním formy, kdy se vnější povrch zahřívá rychleji než vnitřní, expanduje a tato

expanze má za následek uvedené praskliny. Těmto defektům předejdeme pomalým

zahříváním forem.

iii. Poměr tekutiny a prášku je další věc, která může zapříčinit drsný povrch odlitku. Směs

s větším poměrem tekutiny, než je doporučeno výrobcem, může být porézní. Příliš hustá

směs na druhou stranu může zadržovat vzduch. Dále bude mít odchylka v mísícím

poměru za následek jinou tepelnou expanzi směsi a tedy i nepřesný odlitek.

iv. Příliš dlouhým vypalováním formy, které vede k přesušení formy, což má za následek

zdrsnění povrchu formy a poté odlitku. U příliš dlouhého vypalování může dále dojít k

rozkladu formovací hmoty a produkty této reakce mohou znečistit odlitek.

v. Přehřátím litiny, podobně jako v předchozím bodě.

4.3 Porozita

Porozitu odlitků můžeme rozdělit do dvou kategorií a to porozitu způsobenou chladnutím a

tuhnutím slitiny a porozitu způsobenou plyny. Porozita narušuje strukturu odlitků, zmenšuje

pevnost (vnitřní porozita), přesnost (povrchová porozita) a může zapříčinit změnu zbarvení. K

defektům vzniklým chladnutím a tuhnutím slitiny řadíme mikroporozitu a podpovrchovou

porozitu.

i. Mikroporozita vzniká litím nedostatečně zahřáté slitiny, kdy se její teplota pohybuje jen

lehce nad likvidem. Tuhnutí a kontrakce proběhnou rychle a následkem toho je odlitek

prostoupen nepravidelnými dutinkami v celém svém objemu. Mikroporozitě se

vyhneme, zahřejeme-li slitinu na dostatečnou teplotu.

ii. Podpovrchová porozita vzniká litím přehřáté slitiny, kdy přehřátý kov na povrchu formy

rychle ztuhne a centrální část odlitku zůstává naopak déle tekutá. Při následné kontrakci

se pod již ztuhlým povrchem objevuje vrstva dutinek.

iii. Plynová porozita vzniká zachycením bublin plynů v roztavené slitině (O2,H2,CO, N2).

To je dáno tím, že většina kapalin má oproti pevným látkám schopnost zadržovat plyny.

Ty se po ztuhnutí objeví ve formě bublinek. Příčinou může být pomalé tavení slitiny

špatně seřízeným plamenem, ale také přehřátí slitiny. Správným a účinným tavením lze

31

plynové porozitě předejít. Výhodou je také tavení ve vakuu nebo v ochranné argonové

atmosféře.

4.4 Neúplnost odlitků

Nezaběhnutí, nebo-li neúplnost odlitku – nedostatečné vyplnění některé části licí formy v

důsledku nízké teploty při lití, malé rychlosti lití nebo špatně prodyšnosti formy. Při použití

licích přístrojů pracujících na bázi odstředivé síly je třeba dbát na její dostatečně dlouhé

působení, neboť´ by se mohl projevit zpětný tlak plynů a odlitek by mohl mít zaoblené a

nedolité okraje.

32

5 Licí technika - postup

Pro získání přesného odlitku je třeba přesně dodržovat postupy během celého procesu lití tak,

abychom byli schopni dosáhnout vzájemného vyrovnání objemových změn vosků, kovů a

zatmelovacích směsí.

Vosky na modelování vybíráme kvalitní tak, abychom se vyhnuli velkým objemovým změnám.

Důležitá je také teplota okolí. Voskový model bychom měli modelovat a zatmelovat v prostředí

se srovnatelnou teplotou. Po vymodelování voskové fáze model neochlazujeme prudkým

vzduchem ani studenou vodou, což by mělo za následek nepředvídanou kontrakci. Voskový

model vyhladíme tak, abychom omezili opracování v kovu na minimum, a opatříme ho licí

soustavou. Ta se skládá z licí prohlubně a licích kanálků (podle rozsahu odlitku máme přívodní,

centrální a spojovací kanálky popř. odvzdušňovací kanálky).

Licí prohlubeň umožňuje průchod roztavené litiny dovnitř formy. Dříve se při tavení slitiny

přímo v licí prohlubni používaly prohlubně miskovitého tvaru (tavení v jednoduchých rotačních

přístrojích: prak). Dnes je většina moderních licích přístrojů univerzální, lze je tedy použít pro

všechny typy slitin a licí prohlubně jsou kuželovitého tvaru. Zhotovujeme je z předtvarů.

Licí kanálky slouží k transportu vosku ven z formy během vyhřívání v peci a k transportu

roztavené slitiny do formy během lití samotného. Vedou od odlitku až na povrch formy, kde

ústí v licí prohlubni. Jejich další funkcí je zásoba roztavené slitiny pro dosycování tuhnoucího

odlitku tak, aby se předešlo kontrakčním defektům během tuhnutí roztavené slitiny a jejímu

dalšímu ochlazení až na pokojovou teplotu. Připojujeme je k voskovému modelu zpravidla v

místě druhé největší tloušťky modelu ve směru dlouhé osy zubů, pod úhlem 450 C a to tak,

abychom zachovali co nejvíce z modelce. Místo největší tloušťky by mělo být opatřeno

chladícím žebrem, které by mělo směřovat ke dnu formy a mělo by být vždy připojeno proti

licímu kanálu. Tím zajistíme řízené tuhnutí, dobrý přísun taveniny do objemnějších částí

korunky a také homogenní strukturu bez poréz. U můstkových konstrukcí je uspořádání licích

kanálů komplikovanější. Zpravidla se používá centrálního kanálu, ke kterému je poté každý

člen můstku připojen samostatným spojovacím kanálkem. Délka centrálního kanálku by neměla

být menší než délka odlévaného objektu, tak aby mohlo dojít ke správnému dosycení taveninou.

Nevýhodou centrálního kanálu jsou jeho možné kontrakce a následné nepřesnosti odlité

konstrukce. Obecně platí, že čím větší a objemnější odlévaný objekt je, tím větší je jeho

kontrakce. To může u velkých můstkových konstrukcí znamenat problémy. Eliminování tohoto

33

nepříznivého vlivu můžeme dosáhnout rozdělením centrálního kanálu do několika segmentů.

Tak zabráníme kontrakčním defektům jak ve voskové fázi, tak následně po odlití ve fázi tuhnutí.

Centrální kanál nebude tuhnout jako jeden celek, ale každá jeho část bude tuhnout samostatně

a kontrakce bude probíhat v každém segmentu zvlášť. Další možné řešení těchto kontrakčních

defektů je použití tzv. Hruškových zásobníků namísto centrálního kanálu, kde objem každého

zásobníku je úměrně velký členu, který má zásobit. Při použití dostatečně velkého zásobníku

není třeba každý člen napojit zvlášť, ale plně stačí jeden velký zásobník na 3 členy můstku.

Zásobníky by měly být umístěny do směru vedoucího do středu formy tak, aby se nacházely co

nejblíže k teplotnímu centru a ke kontrakcím tak nedocházelo v odlitku, ale v licí soustavě. Licí

kanály připojujeme do malé voskové kapky na povrchu modelu a je důležité, aby na přechodech

v jednotlivých částech licí soustavy nebo na přechodech licí soustavy a odlévaného modelu

nebyly ostré úhly. Ty jednak vytváří zóny, kde může dojít k nadměrnému nahromadění tepla,

čímž mohou v odlitku vzniknout místa se zvýšenou porézností a pak také může v důsledku

nárazu taveniny na stěnu formy dojít k odlomení částí formy a dalšímu vzniku defektů. Podle

způsobu tavení zvolíme daný průměr licích kanálků. U tavení mimo licí prohlubeň se

doporučuje šířka přívodních kanálků 3,5 – 4 mm, šířka centrálního 5mm a šířka spojovacích

kanálků potom 2,5-3 mm. Při odlévání samostatných korunek, inlayí, kdy neuplatníme centrální

kanál, můžeme licí kanálek 1-2 mm nad objektem sféricky popřípadě hruškovitě rozšířit tak,

abychom vytvořili zásobník k dosycení odlitku. Ty dovolují kontrolované tuhnutí tím, že slitina

uvnitř zůstává v tekutém stavu delší dobu. V následující části si představíme některé druhy

licích čepů s jejich klady a zápory.

5.1 Druhy licích čepů

Obr. 11 str. 46 zobrazuje různé druhy licích čepů.

Rovný licí kanál do špičky nemá v praxi použití. Na tenkých místech dochází k turbulencím a

tavenina se zúženinou dostatečně nenasává. V důsledku toho dochází v objektu ke vzniku

porozit.

Rovný licí kanál bez zúžení umožňuje přímý tok taveniny do formy bez nežádoucích turbulencí.

Další výhodou je příznivý objemový-množstevní poměr mezi odlévaným objektem a licím

kuželem, kdy vzniká málo starého kovu. Uplatňuje se především u tenkých odlitků, kapniček,

malých inlayí a korunek na konci můstkových konstrukcí, kde slouží spíše jako statická podpora

34

voskového modelu proti deformaci při manipulaci před zatmelením. Tento typ čepu je vhodný

jak u odstředivého tak u tlakového lití.

Rovný licí kanál se ztracenou hlavou disponuje příznivým množstevním poměrem mezi

odlévaným objektem a licím kuželem. Nevýhodou je vznik turbulencí na přechodu mezi

objektem a zásobníkem a dále možný vznik poréz v odlitku následkem přehřátí. Užívá se

především u tenkých odlitků, kapniček a malých inlayí u odstředivého a tlakového lití,

nedoporučuje se používat pro silné a masivní konstrukce.

Rovný licí kanál s hruškou umožňuje přímý tok taveniny do formy bez vzniku nežádoucích

turbulencí. Další výhodou je příznivý poměr mezi odlévaným objektem a licím kuželem. U

tohoto typu čepu se neodlévá licí kanál ani kužel, pouze zásobník tedy licí hruška. Licí hruška

má široké uplatnění, dodává se v několika velikostech a lze ji tedy použít pro malé, tenké odlitky

stejně jako pro velké můstky při odstředivém i tlakovém lití.

Soustava s příčným / centrálním nosníkem je běžně používaná a dosahuje uspokojivých

výsledků u malých a středních konstrukcí. Má však několik nevýhod. Protože soustava

neumožňuje přímý průchod taveniny do formy, vznikají v tavenině turbulence. Dále může dojít

k hromadění tepla mezi nosníkem a jednotlivým členy můstku, což má za následek vznik poréz

a narušení kontrolovaného tuhnutí, tedy nepříznivé kontrakční pnutí. Proto se konstrukce

kolébají. Tuto soustavu je vhodné užívat u inlayí, korunek a menších můstků, především ve

spojení s odstředivým odléváním a lití tlakem navzdory tomu, že tavenina nemá možnost

přímého toku.

Prstencový kanál disponuje dobrými výsledky u malých až středních odlitků. Nevýhodou je u

tohoto kanálu vznik turbulencí při odstředivém lití, kdy tavenina musí částečně proudit proti

směru zatékání do formy, čímž vznikají turbulence. Dále tento systém sdílí některé zápory

soustavy s centrálním kanálem a to především velké kontrakční pnutí během chladnutí, které se

může přenášet na můstkovou konstrukci a vznik oblastí s nahromaděným teplem mezi

prstencem a odlitkem, které opět nepříznivě ovlivňuje kontrolované tuhnutí. Proto je vhodné

tuto soustavu použít především na samostatné inlaye a korunky.

35

5.2 Připojení licích kanálků

Podle odlévaného objektu volíme různá místa připojení licích kanálků. Jinak připojujeme licí

kanálky na frontální korunky, jinak na korunky v laterálním úseku a inlaye.

U jednoploškových inlayí napojujeme licí kanálek bazálně. Podle velikosti inlaye volíme

kanálek tloušťky 2,5 až 3 mm, str. 46 obr. 12.

U MO-, OD- inlayí umisťujeme kanálky na proximální stěny. Je vhodné použít čepy o průměru

3 mm nebo licí hrušky velikosti 1, str. 47 obr. 13.

U MOD inlayí připojujeme licí kanálky na proximálních stranách k části, která má nejmenší

objem. Objemnější část ideálně opatříme chladícím žebrem tak, aby docházelo k řízenému

tuhnutí ode dna formy do jejího středu. Velikost kanálků je stejná jako u dvouploškových inlayí,

tedy kanálek o průměru 3 mm nebo hruška velikosti 1, str. 47 obr.14.

Korunky opatřujeme licími kanálky v druhém nejtlustším místě, kdy nejtlustší místo by ideálně

opět mělo být opatřeno chladícím žebrem. Korunky ve frontálním úseku připojujeme na hranu

incize tak, abychom zajistili ideální tok taveniny a zároveň předešli vzniku míst náchylných k

hromadění tepla, str. 47 obr. 15, 16. (připojení na palatinální a linguální plochu).

Můstkové konstrukce opatřujeme licími kanálky zpravidla na orálních hrbolcích. Pro mezičleny

ideálně použijeme licí hrušky (velikosti 2 – 4 podle objemu mezičlenů) a koncové korunky

opatříme kanálky o průměru 3 mm. V ideálním případě opět připojíme k nejtlustšímu místu

chladící žebro, str. 48 obr. 17.

Před umístěním voskového modelu do kruhu je nutné ho zvážit (včetně licí soustavy) a následně

si vypočítat hmotnost kovu, která bude potřeba pro odlití. K tomu nám stačí jednoduchý vztah:

hmotnost voskového modelu x hustota litého kovu = množství kovu potřebné pro odlití. Někteří

výrobci doporučují k výslednému číslu přičíst 10g kovu k odlití licí prohlubně. ,,Toto množství

kovu prý působí při lití jako píst a dojde k odlití homogenějšího odlitku.“ (4) Obr.18 na straně

48 zobrazuje tabulku s hustotamy některých slitin.

Co se týče umístění objektu v licím kruhu, je nezbytné, aby se model nacházel mimo teplotní

centrum a licí soustava naopak uvnitř teplotního centra, obr 19 a 20 str. 48. Pokud si licí kruh

rozdělíme na třetiny, měl by potom být model situován ve svrchní části, 5-6 mm ode dna kruhu

36

a excentricky, ke kraji licího kruhu, 10 mm od okraje. Centrální kanál a jiné zásobníky potom

v prostřední třetině, tedy v tepelném centru tak, aby tuhly jako poslední a bylo možné dokonalé

dosycení a licí prohlubeň se zbytkem licí soustavy v poslední třetině. Je třeba také dávat pozor

na to, aby nebyla forma příliš hustě zaplněna odlévanými objekty. Ty by svým velkým objemem

při odlití mohly narušit řízené tuhnutí a způsobit nepříznivé kontrakční defekty. Minimální

odstup mezi jednotlivými objekty by měl být alespoň 5 mm.

5.3 Zatmelení

Zatmelení provedeme podle pokynů výrobce, dodržujeme mísící poměry a interval vakuového

míchání stanovený výrobcem. Před samotným zatmelením bychom měli voskový model opatřit

prostředkem ke snížení povrchového napětí. Zatmelujeme na vibračním stole, zatmelovací

směs aplikujeme ke stěně formy mimo voskový model z výšky, tenkým proudem tak, abychom

zamezili výskytu bublin. Do vnitřků kapen a korunek aplikujeme zatmelovací hmotu ručně,

pomocí nakapávacího nástroje tak, abychom zajistili dokonalé vyplnění bez bublin. Pokud

zatmelujeme do kovového kruhu, vyložíme vnitřní část kruhu keramickou páskou v celém

obvodu kruhu. Pásku nenamáčíme. Při použití silikonových kruhů není nutné aplikovat

keramickou pásku, neboť tyto kruhy jsou pružné a umožní bezproblémovou expanzi

zatmelovací směsi. Po ztuhnutí směsi je vhodné lehce seškrábat dno formy, abychom narušili

povrch a umožnily lepší únik plynů při vypalování a lití.

5.4 Vyhřívání formy

Tato fáze je velmi důležitá a její nesprávné provedení může vést k částečnému nebo celkovému

neúspěchu odlití. Ohřívání v peci má za cíl odstranit veškerou vodu a vosk(popř. jiný

modelovací materiál) z formy, ohřát formu na takovou teplotu, aby při lití udržela slitinu

dostatečně dlouho tekutou a také umožnit tepelnou expanzi pro vyrovnání kontrakce slitiny

během chladnutí. Podle velikosti licího kruhu vyhříváme různou rychlostí. U malých kruhů se

rychlost pohybuje kolem 9 0C za minutu, u středních 7 0C za minutu a u velkých 5 0C za minutu.

Zde je třeba vědět, že vnitřní část formy je během vyhřívání v peci teplotně pozadu. Rozdíl

teplot mezi povrchem a jádrem formy může dosahovat několik desítek až stovek stupňů. Proto

je nezbytné nastavit určité prodlevy, které zabrání poškození formy během vyhřívání a to

zpravidla kolem 575 0C, kdy dochází k expanzi vlivem přeměny křemene a poté při dosažení

maximální teploty, kterou by forma měla mít v celém svém objemu a nejenom na povrchu. Obr.

20 str. 49 zobrazuje křivku předehřívání licí formy.

37

Nedostatečně dlouhá doba ohřívání bývá jednou z nejčastějších příčin nesprávného odlití. Licí

formy vyhříváme na teploty o 250 0C – 400 0C nižší, než jsou teploty tání odlévaných slitin.

Abychom dosáhli rovnoměrné teploty v celém objemu licí formy, je nutné, aby po dosažení

maximální teploty forma zůstala v peci alespoň 45 minut (u malých kruhů) 75 minut (u velkých

kruhů).

5.5 Odlití

Poté co je forma vyhřátá podle pokynů výrobce, můžeme odlévat. Podle typu licího aparátu

roztavíme a odlejeme taveninu my, nebo to za nás provede licí stroj, v případě, že disponuje

takovou funkcí. Zde je důležité, abychom ihned po vyjmutí z pece formu odlili, jelikož velmi

rychle ztrácí svou teplotu a to by se mohlo negativně projevit na kvalitě odliktu. Doporučená

manipulační doba je 1 minuta. Abychom tento časový interval co nejvíce snížili, je dobré si

slitinu předtavit k bodu solidu před tím, než do aparátu umístíme licí kruh. Výsledná doba tavení

bude pak o to kratší. Po odlití necháváme kruh řádně vychladnout na laboratorní teplotu.

Předčasné vyjmutí odlitku z kruhu či jeho chlazení např. ve vodě by mohlo mít za následek jeho

deformaci. K vyjmutí odlitku z formy používáme nejlépe kleští, jež jsou k tomu určeny, obr.

21 str. 49. Odlitek nevyťukáváme úhozy kladivem do vtokové soustavy a vtokovou soustavu

oddělujeme od konstrukce rotačními disky.

38

6 Alternativy licí techniky

Vnitřní pnutí se objevuje u všech litých konstrukcí většího rozsahu. V průběhu zpracování licí

technikou prochází slitina velkými teplotními výkyvy, které zapříčiňují prudké změny v jejím

objemu, důsledkem kterých jsou nepřesně dosedající konstrukce. Tento nedostatek zapříčiněný

základním fyzikálním jevem je zčásti kompenzován moderními přístroji a materiály pro licí

techniku, avšak stále nám znemožňuje dosažení takové preciznosti, která by zcela vyhovovala

požadavkům nejmodernějšího protetického ošetření.

Alternativou pro licí techniku je laserové sintrování a CAD / CAM frézování. Metoda

laserového sintrování je založena na principu bodového natavování kovového prachu silným

laserovým paprskem. Během procesu laserového sintrování vznikají konstrukce vrstvu po

vrstvě opakovaným tavením kovového prachu. Jako materiál pro laserové sintrování se používá

CoCr prášek. Podobně jako u frézovací CAD/CAM technologie, tak i u laserového sintrování

je na začátku digitální model konstrukce. Ten je vymodelován podle scanu sádrového modelu

nebo přímo podle intraorálního scanu situace v ústech pacienta. Data se dále přenesou do

sintrovacího stroje, který danou konstrukci vyrobí. Technologií laserového sintrování lze

vyrábět jak konstrukce jednotlivých členů, tak i rozsáhlé konstrukce můstků. Oproti CAD/CAM

frézování je laserové sintrování rychlejší, levnější, bez zbytečného odpadu a vnitřního pnutí.

Výhodou obou zmíněných metod je přesnost konstrukce, které s použitím konvenční licí

techniky jen těžko dosáhneme a minimální vnitřní pnutí dané konstrukce. Orientační cena 1

členu je 300,- při použití laserového sintrování a 450,- při použití CAM frézy.

Konvenční způsoby lití nemusí vždy stát proti novým technologiím jako je např. CAD/CAM

frézování, naopak s nimy často úzce spolupracují. Počítačem řízené frézy vyrábějí přesné

konstrukce z vosků, ale i jiných modelovacích materiálů, které se následně zatmelí a odlijí

klasickou metodou. Ve výsledku jsou přesnější, ale opět se zde nevyhneme kontrakcím, které

nastávají během lití slitiny.

S rozvíjejícími se výpočetními technologiemi lze očekávat, že licí technika jako taková bude

postupně nahrazena metodami jako je DMLS a CAD/CAM, neboť nároky na přesnost

konstrukcí neustále stoupají a licí technika jako taková se výše zmíněným moderním metodám

co se přesnosti, homogenity struktury a minimálního vnitřního pnutí konstrukcí nemůže rovnat.

39

7 Závěr

I když je v poslední době konvenční výroba kovových konstrukcí licí technikou doplňována

moderními metodami jako je CAD/CAM frézování a laserové sintrování, stále tvoří nedílnou

součást pracovní náplně zubního technika. Z tohoto důvodu jsem se v této práci rozhodl zabývat

právě klasickými technikami odlévání kovů a kladl jsem si za cíl pokrýt všechny aspekty

podílející se na konečné přesnosti kovových konstrukcí.

40

8 Seznam použité literatury a zdrojů informací

8.1 Knižní publikace

Doc. Ing. Štefan MICHNA, PhD, Prof. Ing. Iva NOVÁ CSc. . Technologie a zpracování kovových

materiálů. Adin s.r.o. Presov, 2010. ISBN 978-80-89244-38-6

MUDr, Jiří BITTNER, CSc., Ing. Josef SEDLÁČEK. Technologie pro zubní laboranty. Avicenum,

Zdravotnické nakladatelství Praha 1979

Deana HEJNOVÁ, Ludmila ŠTAJNEROVÁ, Petra ZETKOVÁ. Moderní postupy v protetické

technologii. Vyšší odborná škola zdravotnická a střední zdravotnická škola Praha 1, Alšovo

nábřeží 6,

PSČ 110 00, 2012

Ing. Jose Pace Dova. Tecnica para el colado de aleaciones dentales. Macrodent a.s. Ventura,

Buenos Aires, Argentina

8.2 Časopisy

Progresdent, 1/2007

Quintessenz – Zubní laboratoř, 3/2006

StomaTeam, 3/2010

8.3 Webové stránky

Casting procedures and defects. Leenaendodontics [online]. 2011 [cit. 2014-04-16]. Dostupné

z: http://leenadentalcare.wordpress.com/2011/06/05/casting-procedures-and-defects/

Petr Šimčík, DiS – eliminace vnitřního pnutí lité konstrukce. StomaTeam [online]. 2010 [cit. 2014-04-

16]. Dostupné z: http://www.stomateam.cz/cz/vyuziti-laseroveho-svarovani-v-protetice-

kotvene-implantaty/

http://leenadentalcare.wordpress.com/2011/06/05/casting-procedures-and-defects/http://www.stomateam.cz/cz/vyuziti-laseroveho-svarovani-v-protetice-kotvene-implantaty/http://www.stomateam.cz/cz/vyuziti-laseroveho-svarovani-v-protetice-kotvene-implantaty/

41

8.4 Zdroje obrázků

Obr. 1: http://www.gcamerica.com/lab/products/PATTERN_RESIN_LS/

Obr. 2: Ing. Jiří Komrska, CSc., Progresdent, 1/2007, str. 49

Obr. 3,4: MUDr, Jiří BITTNER, CSc., Ing. Josef SEDLÁČEK. Technologie pro zubní laboranty, 1979,

str. 187, 190.

Obr. 5: http://www.interdent.cc/en/products/equipment/intercast-60a/266

Obr. 6: http://almaty.all.biz/indukcionnaya-litejnaya-ustanovka-fornax-t-bego-g231314

Obr. 7: http://www.nicomilling.com/en/nautilus-t/

Obr.8: http://www.heraeus-kulzer.pl/heraeus-kulzer-urzadzenia-protetyczne-heracast-iq-odlewnia,d96,0,pl.html

Obr. 9: Doc. Ing. Štefan MICHNA, PhD, Prof. Ing. Iva NOVÁ CSc. . Technologie a zpracování

kovových materiálů. Str. 137.

Obr. 10: Doc. Ing. Štefan MICHNA, PhD, Prof. Ing. Iva NOVÁ CSc. . Technologie a zpracování

kovových materiálů. Str. 145.

Obr. 11 – 17;20: Quintessenz – Zubní laboratoř, 3/2006.

Obr. 18,19,21: Deana HEJNOVÁ, Ludmila ŠTAJNEROVÁ, Petra ZETKOVÁ. Moderní postupy

v protetické technologii, 2012. Str. 30, 25, 28.

http://www.interdent.cc/en/products/equipment/intercast-60a/266http://almaty.all.biz/indukcionnaya-litejnaya-ustanovka-fornax-t-bego-g231314http://www.nicomilling.com/en/nautilus-t/http://www.heraeus-kulzer.pl/heraeus-kulzer-urzadzenia-protetyczne-heracast-iq-odlewnia,d96,0,pl.htmlhttp://www.heraeus-kulzer.pl/heraeus-kulzer-urzadzenia-protetyczne-heracast-iq-odlewnia,d96,0,pl.html

42

9 Seznam bibliografických citací

1 Doc. Ing. Štefan MICHNA, PhD, Prof. Ing. Iva NOVÁ CSc, 2010, str. 68.

2 MUDr, Jiří BITTNER, CSc., Ing. Josef SEDLÁČEK. Technologie pro zubní laboranty, 1979, str. 120.

3 Ing. Jiří Komrska, CSc., Progresdent, 1/2007, str. 52

4 Deana HEJNOVÁ, Ludmila ŠTAJNEROVÁ, Petra ZETKOVÁ. Moderní postupy v protetické technologii,

2012, str. 30.

43

10 Přílohy

Obrázek 1 Pattern Resin

Obrázek 2 Tepelné expanze 4 forem SiO2

44

Obrázek 3 Tavení čistých kovů Obrázek 4 Tavení slitin

Obrázek 5 Intercast 60

Obrázek 6 Fornax T

45

Obrázek 7 Nautilus T

Obrázek 8 Heracast IQ

Obrázek 9 Tlakové lití

46

Obrázek 10 a) laminární proudění b) turbulentní proudění

Obrázek 11 Systémy licích čepů

Obrázek 12 Připojení jednoploškové inlaye

47

Obrázek 13 Připojení dvouploškové inlaye

Obrázek 14 Připojení tříploškové inlaye

Obrázek 15(vlevo) a 16 Správné a nesprávné připojení licího čepu ve frontálním úseku

48

Obrázek 17 Frontální můstek s licí hruškou a

přímímy kanálky na koncových korunkách. Pro

odlití postačí dostatečně velká hruška umístěná

uprostřed, postraní kanálky mají především

podpěrnou funkci při manipulaci s voskovým

modelem.

Obrázek 18 Hustoty slitin

Obrázek 19 a 20 Správné a špatné umístění objektu v licím kruhu

49

Obrázek 20 Schéma vyhřívání formovací hmoty

Obrázek 21 Správný způsob odstranění zatmelovací hmoty z odlitku