Лекция 17. Абразивные материалы

Различные ортопедические аппараты, в том числе зубные, челюстные и лицевые протезы требуют тщательной отделки для придания им гладкой, полированной, блестящей поверхности. Помимо удобства и эстетики это повышает гигиенические качества аппарата, облегчая удаление остатков пищи и зубного налета, который вызывает изменения в пародонте различной степени выраженности. Кроме того, количество налета находится в прямой зависимости от шероховатости зубного протеза.

Гладкая поверхность пластмассовых или комбинированных протезов лучше противостоит процессам набухания, старения и разрушения в результате перепада температур и воздействия продуктов жизнедеятельности.

Наконец, проведенные исследования показывают, что должным образом отполированная поверхность способствует коррозийной устойчивости металлов (сплавов) и повышению физико-механических свойств пластмасс различной структуры. Последнее относится и к пломбам, так как установлено, что полированная поверхность содействует правильному формированию свойств полимеров, цементов и даже амальгам.

Абразивные материалы (от лат. abrasio — соскабливание) — мелкозернистые вещества высокой твердости (корунд, электрокорунд, карборунд, наждак, алмаз и др.), употребляемые для обработки (шлифования, полирования, заточки, доводки и пр.) поверхностей изделий из металлов, полимеров, дерева, камня и т. д.

Абразивные материалы подразделяются:

1) по назначению — на шлифовочные и полировочные;

2) по связующему веществу — на керамические, бакелитовые, вулканитовые и пасты;

3) по форме инструмента (материала) — на круги различных размеров, тарельчатые, чашечные, чечевичные фрезы, фасонные головки (грушевидные, конусовидные и др.), а также наждачное полотно и бумагу.

Шлифовочные средства. Шлифование и полирование должны проводиться по четкой схеме, начиная с достаточно грубых абразивов, чтобы удалить большие шероховатости. Частицы любого абразива оставляют царапины на поверхности. Поверхность заглаживается абразивами с последовательным уменьшением размера частиц, заменяя при этом уменьшающиеся царапины до их устранения или уменьшения до микроскопического размера.

Поверхность зубного протеза обрабатывают сначала напильниками, шаберами, штихелями, точильными камнями. За этой грубой обработкой следует шлифовка, то есть заглаживание оставшихся трасс (следов) наждачными бумагой или полотном. После окончательной отделки (полирования) изделие приобретает блестящую поверхность.

Зерна высокой твердости с острыми кромками могут быть в свободном (порошки), в связанном (наждачная бумага, полотно) и цементированном виде (круги, головки, сегменты, конусы, бруски и т. п.). В большинстве случаев шлифование является отде-лочно-доводочной операцией, обеспечивающей высокую точность (иногда до 0,002 мм) и чистоту поверхности (6-10-го классов).

Шлифование также применяют для обдирочной работы (при очистке литья), для заточки режущих инструментов и др. Наибольшее количество шлифовальных работ выполняют с использованием абразивных инструментов.

 

Обработка материалов при помощи абразивов характеризуется участием в процессе резания одновременно очень большого числа случайно расположенных режущих граней зерен абразива. Несмотря на то что форма маленьких "резцов" — зерен абразива — несовершенна, абразивная обработка весьма производительна, так как высокая твердость зерен позволяет применять большие скорости резания, что в соединении с большим числом одновременно работающих "резцов", снимающих тонкие стружки, дает большой объем снятого материала. Важным свойством абразивного инструмента является его способность к частичному или полному самозатачиванию. Восстановление режущей способности объясняется тем, что при затуплении абразивных зерен возрастает усилие резания и зерна разрушаются или выкрашиваются, обнажая другие, расположенные ниже.

Абразивные материалы для шлифования делят на:

а) натуральные (алмаз, корунд, наждак, кварц, минутник, пемза и др.);

б) искусственные (электрокорунд, карборунд (карбид кремния), карбид бора, карбид вольфрама).

Как отделочный материал, абразивы, применяемые для шлифования, должны отвечать определенным требованиям:

— твердость применяемых материалов должна быть не ниже твердости шлифуемого материала; шлифовальный инструмент "засаливается", если его твердость излишне велика для обработки данного материала, или преждевременно изнашивается, если эта твердость мала;

— форма зерен абразива должна быть многогранной для обеспечения острия резания;

— материалы должны быть технологичны в применении; обладать способностью склеиваться (скрепляться) и хорошо удерживаться в связующем веществе.

Самым твердым минералом является алмаз, представляющий собой кристаллическую форму углерода, и предназначен для твердых хрупких веществ, например, эмали или фарфора. При использовании с ковкими веществами, например, золотом, абразивные частицы засоряются шлифуемым материалом, а алмазный круг или головка теряет эффективность. В виде пыли, наклеенной на металлические диски и круги, он служит для препарирования зубов перед покрытием их коронками. Многими фирмами-производителями стоматологической продукции освоен выпуск инструментов, укомплектованных в наборы для проведения конкретных манипуляций (наборы алмазных головок и алмазных дисков для ортопеда и для терапевта).

К шлифовочным материалам также относятся кварц, фарфор и стекло.

Для абразивных инструментов применяются связующие материалы. Назначение их сводится к скреплению (цементированию) абразивных зерен после их измельчения и просеивания через сита с определенным количеством отверстий.

Связующие материалы делят на керамические, бакелитовые, вулканитовые.

Керамические связующие материалы основаны на применении смеси глины с полевым шпатом, тальком и другими веществами, например кварцем. Эта связка огнеупорна и обладает высокой механической прочностью. Применяется для различного рода шлифовальных кругов.

Недостатками изделий на этой основе являются хрупкость и высокая чувствительность к ударам. Поэтому изделия на керамическом связующем материале применяются в установках с малыми оборотами. Достоинствами подобной связки являются влагостойкость и равномерная твердость.

 

Бакелитовые связующие материалы готовятся на основе бакелита, реже — каучука и различных клеевых композиций. Бакелит — искусственная смола, образующаяся при взаимодействии фенолов или крезолов с формальдегидом. После наполнения абразивом и горячего прессования получается достаточно прочный инструмент.

Он нашел широкое применение в зубопротезной технике. Круги либо иные формы абразивов на этой основе отличаются упругостью, ударостойкостью, гладкой поверхностью. Этот вид связки применяется также для наждачной или стеклянной бумаги, наждачного полотна. Недостатком данной связки является меньшая прочность сцепления с абразивными зернами по сравнению с керамическими материалами.

Вулканитовые связующие материалы основаны на применении смеси каучука с серой, которая после введения абразивного порошка подвергается вулканизации. Указанные связки обладают еще большей упругостью и плотностью, чем бакелитовые, но отличаются эластичностью.

Круги на вулканитовой связке являются незаменимыми при шлифовании, когда от круга требуется не только шлифующее, но и полирующее воздействие. Последнее объясняется размягчением связки при температуре около 150°С и выдавливанием абразивных зерен в эту размягченную связку. Абразивный инструмент на бакелитовой и вулканитовой связке очень прочен и дает хорошие результаты.

Некоторые шлифовальные материалы (пемза, наждак) применяются в виде водной суспензии, которая наносится на обрабатываемую поверхность с применением щеток, войлочных кругов (конусов) и других приспособлений.

Процесс шлифования и качество обрабатываемой поверхности зависят от многих факторов. Основными из них являются:

— качество абразива и соблюдение технологии шлифования;

— выбор размера зерен (зернистости);

— скорость движения абразива;

— величина давления абразива на поверхность;

— учет тепловых явлений при шлифовании и др.

Зерна для шлифования сортируются по величине при помощи фракционного просеивания.

По зернистости абразивные материалы делят, как правило, на 3 группы: шлифзерно; шлифпорошки; микропорошки. Чаще применяются зерна величиной 0,15-0,75 мм. Однако для грубого шлифования могут использоваться и более крупные зерна, размер которых доходит до 1,5-2 мм.

Скорость движения абразива в процессе шлифования также имеет большое значение. Чем медленнее движется абразив, тем большую стружку снимает зерно абразива и, следовательно, тем больше разрушающее усилие испытывает абразивное зерно. При быстром движении по поверхности обрабатываемого изделия абразив снимает меньшую стружку и поэтому испытывает меньшее сопротивление, а следовательно, меньше изнашивается.

При одинаковой скорости грубые абразивные частицы снимают больше материала с обрабатываемого изделия, оставляя более глубокие трассы. Оптимальная скорость абразива с сохранением его эффективной абразивной способности зависят от вида абразивного материала. Для большинства из них оптимальная скорость равна 25-30 м/с.

Использование абразивов неотъемлемо связано с применением давления на поверхность. Приложенное давление должно быть умеренным, чтобы не привести к поломке протеза или инструмента. Кроме того, излишнее давление приводит к разогреву инструмента и поверхности объекта, подвергающегося шлифованию. Причиной образования тепла при шлифовании является трение абразивных зерен о поверхность. Так как абразивный круг (либо иная форма) не является теплопроводным, и толщина снимаемого слоя весьма незначительна, возникающее тепло передается массе изделия.

Высокие температуры, хотя их воздействие и кратковременно, способны привести к изменению структуры металла (сплава) или деформациям пластмасс. Все это приводит к снижению прочности и износоустойчивости шлифуемого изделия. Эффект перегрева особенно опасен при отделке пластиночного протеза (аппарата). Перегрева нужно и можно избежать, соблюдая правильный режим шлифования. Сказанное в еще большей степени относится к препарированию зуба. Пренебрежение этим правилом приводит к ожогу пульпы и ее гибели.

Полировочные средства. Полирование — обработка изделий для получения гладкой зеркальной поверхности (12-14-го класса) проводится разными методами:

— механическим (обработкой абразивным инструментом, пластическим деформированием поверхности);

— электрохимическим и др.

Полированием предусмотрено снятие минимального слоя материала, для чего инструменты покрываются специальными пастами. В состав этих паст входят абразивные и связующие материалы. Процессу полирования предшествует тщательное шлифование. При полировании применяются инструменты, аналогичные употребляемым при шлифовании, но с иной, более мелкой структурой.

Полирование съемных и несъемных протезов проводит зубной техник в специально оборудованном помещении. Врач-стоматолог проводит полирование в полости рта пломб, вкладок, а при необходимости и других несъемных протезов после их фиксации на опорных зубах.

К полировочным абразивам, применяемым в зубопротезной технике, относятся оксид железа, оксид хрома, а также гипс и мел. Оксид железа (крокус) получают путем воздействия щавелевой кислоты на концентрированный раствор железного купороса. Он представляет собой мелкодисперсный порошок буро-красного цвета.

Оксид хрома получают путем прокаливания смеси бихромата калия с серой. После тщательной обработки осаждается темно-зеленый осадок, кристаллы которого значительно тверже кристаллов крокуса. Кристаллы указанных окислов служат абразивами при получении полировочных паст. Связующими материалами этих паст являются стеарин, парафин, вазелин и др. подобные вещества.

В настоящее время для полирования металлических каркасов протезов широкое применение нашли специальные пасты, предложенные Государственным оптическим институтом (ГОИ), которые имеют грубую, среднюю и тонкую зернистость. Известны импортные пасты подобного назначения (Диапол, Хай-Лайт и др.).

 

Для повышения эффективности пломбирования путем сохранения свойств пломбировочного материла, то есть увеличения срока сохранности пломб, освоен полировочный материал Полипаст, который состоит из фарфора высокой дисперсности и жировой основы. Полипаст предназначен для полирования поверхности зуба с целью повышения физико-механических и физико-химических свойств пломбы. Кроме того, благодаря жировой основе, пломба на время твердения (полимеризации) оказывается изолированной от агрессивной среды. Материал может также применяться для полирования всевозможных стоматологических изделий при их коррекции врачом.

Для полирования и отделки пломб применяют полировочные пасты (Полипаст, Микро-1, Аустер и др.) и специальные наборы инструментов (например, Соф-Лекс).

Полировочные пасты используют при удалении зубных отложений (Проксит, Детатрин и др.), а также для полирования и обработки зубов фтором (Детатрин Флуоре).

 

Лекция 18. Вспомогательные материалы различного назначения, применяемые в зуботхнической лаборатории.
Отбелы. Правила составления отбелов

 

Вспомогательным материалам относятся такие материалы, которые применяются на определенных этапах изготовления протезов и аппаратов. Сюда относятся асбест, бензин, вода дистиллированная, кислоты и отбелы, электролиты, мольдин, спирт, сургуч, тальк и др.

Отбелы – специальные вещества для растворения окисной пленки. Для отбеливания используют водные растворы кислот или смеси. Отбелы должны хорошо растворять окисную пленку и как можно меньше реагировать с металлом. Отбеливание металлических сплавов производится растворами неорганических кислот. Рецепты отбелов для нержавеющей стали (в процентах по объему): 1) хлористоводородная кислота – 44, серная – 22, вода -34; 2) хлористоводородная кислота – 47, азотная – 6, вода – 47; 3) хлористоводородная кислота – 5, азотная – 10, вода – 85.

Серебряно-палладиевые сплавы отбеливают в 10-15% растворе хлористоводородной кислоты. Сплавы на основе золота после термической обработки покрываются тонким слоем окалины, которая легко удаляется 30% раствором хлористоводородной кислоты.

Азотная кислота – бесцветная твердая жидкость, на воздухе дымит. Растворяются почти все металлы, кроме золота и платины. Применяется при изготовлении царской водки. Техническая азотная кислота имеет концентрацию 70%.

Серная кислота – бесцветная маслянистая жидкость, тяжелее азотной. Обладает небольшой летучестью. Жадно соединяется с водой, образуя большое количество тепла. Поглощает влагу из воздуха, применяется для отбеливания серебра.

Соляная кислота – бесцветная с резким хлорным запахом жидкость, чуть тяжелее воды. На воздухе дымит. 40% соляная кислота отбеливает золото, в сочетании с азотной кислотой и водой - стали КХС. Техническая кислота имеет концентрацию около 40%.

Бензин – бесцветная жидкость, замерзает при температуре 60 , при концентрации 74 123 г/см³. Пары бензина образуют горючую взрывоопасную смесь. Жидкость и пары бензина ядовиты. При работе бензином необходимо соблюдать технику безопасности. В лаборатории можно хранить плотно закрывающее металлическое таре, только дневную норму бензина – все остальное в холодном помещении под замком. Бензин используется в качестве горючего вещества в паяльном аппарате. При заправке аппарата необходимо пользоваться воронкой, заливая не более 100 мл за один прием. Для работы надо брать неокрашенный бензин (этилированный) бензин. Этилированный бензин ядовит. Можно использовать авиационный и автомобильный бензин. Для отбеливания металлических деталей используются кислоты и их растворы - отбелы. Если составляется отбел, в состав которого входит серная кислота, то сначала надо отмерить требуемое количество других компонентов, а затем только вливать серную кислоту. Лить воду в эту кислоту категорически запрещается! Особая осторожность необходима при приготовлении царской водки (1ч. азотная + 2 ч. соляной). Хранятся кислоты во флаконах с притертыми пробками, под замком. Желательно пользоваться такими отбелами, в которые входит меньший процент кислот, при хорошем качестве отбеливания и небольших потерях металла они экономичнее и безопаснее.

 

 

Лекция 19. Новые достижения в зуботехническом материаловедении

План: