Einfluss von Vorwärm- und Gießtemperaturen auf das Ausfließverhalten von EMF - Legierungen

Abstract

Eine optimale Passgenauigkeit des Gussobjektes stellt eine Grundvoraussetzung zum Eingliedern einer qualitativ hochwertigen zahnärztlichen Restauration dar, was den Zahntechniker vor eine große Herausforderung stellt. Dabei nehmen die gießtechnologischen Eigenschaften Fließ- und Formfüllungsvermögen eine besondere Stellung ein. Um den Einfluss der Prozessparameter Vorwärm- und Gießtemperatur auf das Ausfließverhalten dreier EMF – Legierungen für die Modellgusstechnik (WIRONIT, WIRONIT LA, WIRONIUM PLUS; Fa. BEGO) sowie dreier EMF – Legierungen für die Kronen- und Brücken- Verblendtechnik (WIROBOND C, WIROBOND LFC, WIRON 99; Fa. BEGO) zu untersuchen, kam als spezielle Gießprobe der Prüfkörper nach HÄßELBARTH (modifiziertes Wachsretentionsgitter) zur Anwendung. Im Rahmen der Gießversuche wurden im Vakuum-Druckgussverfahren (NAUTILUS CC; BEGO, Bremen, Deutschland) aus den oben genannten sechs EMF – Legierungen in Serien à 6 Prüfkörpern insgesamt 180 Prüfgitter hergestellt, wobei zum einen die Muffeln zu heiß (+ 100 °C) bzw. zu kalt (- 100 °C) vorgewärmt wurden und zum anderen die Gießtemperaturen um + 100 °C erhöht sowie um - 100 °C reduziert wurden. Quantitativ verglichen wurden die Messergebnisse mit Güssen, die gemäß Herstellerangaben verarbeitet und vergossen wurden. Im Ergebnis wurde folgendes festgestellt: \- Der Testkörper nach HÄßELBARTH lässt eine quantitative Bewertung der hier vergossenen EMF – Legierungen unter Variation der Prozessparameter Vorwärm- und Gießtemperatur zu. Es wurden mittlere Formfüllungsraten zwischen 16 % und 86 % erzielt. Kein Gitter floss zu 0 % oder 100 % aus! \- Es zeigt sich eine legierungstypische Gruppenbildung. Die Modellgusslegierungen WIRONIT, WIRONIT LA, WIRONIUM PLUS zeigen bei einer um + 100 °C geführten Gießtemperatur signifikant höhere Formfüllungsraten auf als die untersuchten EMF – Aufbrennlegierungen. \- Die Einstellung der Gießtemperatur ist für den Formfüllungsprozess bedeutender als Veränderungen der Muffeltemperatur, was sich mathematisch mit der Formel zur Berechnung der Erstarrungszeit beweisen lässt. Die hier erzielten Ergebnisse ermöglichen es, das Werkstoffpotential der sechs untersuchten EMF – Legierungen hinsichtlich einer verbesserten Formfüllung unter Variation der Vorwärm- und Gießtemperatur weiter auszuschöpfen, um die Qualität dentaler Präzisionsgüsse zu verbessern. Dabei dürfen jedoch Einbußen in der Qualität des Werkstücks (mechanische Eigenschaften wie Härte, 0,2 % Dehngrenze u. a.) nicht unberücksichtigt bleiben. Es stellt sich die Frage, ob es ein Maß bzw. Schwellenwert für eine gewisse Gieß- oder Vorwärmtemperaturerhöhung gibt, wo es weder zu Verän-derungen im Gefügebild noch zur Herabsetzung mechanischer Parameter kommt? In erster Linie bedeuten die hier ermittelten Erkenntnisse für den Zahntechniker sich stets an die Vorgaben des Herstellers des verwendeten Produktes zu richten.

One of the major parameters that have to be considered when estimating and evaluating the quality of a high-value dental restoration is the optimal fitting accuracy of the die. This however, represents a huge challenge for dental technicians who have to regard many key features of technical casting, especially when it comes to aspects of fluidity and casting capacity. In order to analyze the impact of the process parameters preheating – and casting temperature on the outflow characteristics of three EMF – alloys for partial dentures (WIRONIT, WIRONIT LA, WIRONIUM PLUS; BEGO company) as well as of three PFM alloys (WIROBOND C, WIROBOND LFC, WIRON 99; BEGO company) this work applied a test specimen according to HÄßELBARTH (modified wax retention grid). In the context of the casting experiments with the non precious alloys mentioned above, a series of experiments has been conducted with a set of 6 test – specimen to produce a total of 180 testing meshes. During theses tests the heating muffles have been preheated on the one hand intensely at +100 °C and on the other hand lowly at -100 °C. Furthermore, the casting temperature has been risen to +100 °C as well as lowered to a minimum of - 100°C. The tests conducted were compared to results that were made according to manufacturer instructions. Concluding the analysis of the results: \- The reference block according to HÄßELBARTH allows the quantitative comparison of the used non precious alloys with varying process parameters such as preheating – and casting temperatures. Within the experiments intermediate form – filling rates between 16 % – 86 % have been achieved. No test mesh poured out to either 0 % or 100 %! \- The experiments revealed a typical grouping of the alloys according to their formation. At a temperature of +100 °C the EMF – alloys for partial dentures WIRONIT, WIRONIT LA, WIRONIUM PLUS showed significantly higher form – filling rates than the analyzed PFM alloys. \- The configuration of the casting temperature is by far more important to the form filling process than the variation of the muffle temperature. This can be proven mathematically by the formula for the calculation of the cooling time . The results gained from this work show that the construction materials used in the EMF – alloys have a huge potential that can be further exploited in terms of better form fillings through the optimization of preheating and casting temperatures during the casting process. That is why dental precision castings can be improved dramatically. However, other factors that affect the quality of the component parts such as the mechanical characteristic hardness or elastic limit of 0,2 % should not be neglected. The question remains open whether there is a way to estimate the optimal marginal value or proportion that manages to avoid affecting the texture and degrading mechanical parameters of the component parts while casting and preheating temperatures are changed. First and foremost the here gathered information confirm and imply that dental technicians should always stick to the specifications of manufacturers.