In vitro Untersuchung zur Oberflächenbeschaffenheit von funkenerosiv bearbeiteten Implantat-Suprastrukturen: Vergleich der SAE-Funkenerosionsmaschine EDM 2000 mit dem Nachfolgermodell EDM 2005

Abstract

Mit Hilfe von Rauigkeitsmessungen und energiedispersiver Röntgenmikrostrahlanalyse sollte in dieser Studie untersucht werden, wie sich gegossene Titan-, Gold- und Kobalt-Chrom Suprastrukturen durch Nacharbeiten mit dem SAE-Serotec-Funkenerosionsverfahren in der Rauigkeit und im Materialgefüge verändern. Weiteres Ziel war es dabei gerätespezifische Unterschiede zwischen der Funkenerosionmaschine EDM 2000 des Herstellers SAE und seinem Nachfolgermodell EDM 2005 herauszuarbeiten. Mit Hilfe der Rauigkeitsmessungen konnte gezeigt werden, dass es zu keiner einheitlichen Veränderung in den untersuchten Rauigkeitsparametern während des funkenerosiven Prozesses an allen untersuchten Materialproben kommt. In Abhängigkeit von der verwendeten Ausgangslegierung und denen vom Hersteller für die jeweilige Legierung vorgeschlagenen Einstellungsparametern der Funkenerosionsmaschine EDM 2000 und dem technischen Nachfolger EDM 2005 werden unterschiedliche Veränderungen in der Oberflächenmorphologie erreicht. Die Erosion kann die Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes in seiner Oberflächenstruktur glätten, so dass eine glattere Oberfläche als nach dem zahntechnischen Guss entsteht. Die Oberfläche kann aber auch insgesamt rauer werden. Es konnte gezeigt werden, dass es bei der Funkenerosion mit den verwendeten Kupfermodellelektroden zu einem Niederschlag des Kupfers auf das erodierte Werkstück kommt. Es sind unabhängig von der verwendeten Titan-, Gold- und Kobalt- Chromlegierung auf allen Proben Spuren von elementarem Kupfer nach der Erosion nachweisbar. Bei den Probengruppen der beiden Funkenerosionsmaschinen EDM 2000 und EDM 2005 war die Zunahme an Kupfer in der Oberfläche statistisch signifikant. Im energiedispersiven rasterelektronenmikroskopischen Bild ist diese Kupferauflagerung als Schicht sichtbar. Es konnte gezeigt werden, dass die Funkenerosionmaschine EDM 2005 keine deutlichen Veränderungen in der Oberflächenqualität gegenüber dem Vorgänger EDM 2000 erreicht. Diese Studie zeigt, dass eine Nacharbeitung mit der SAE- Funkenerosionstechnik in Abhängigkeit von der verwendeten Ausgangslegierung und denen vom Hersteller SAE für die jeweilige Funkenerosionsmaschine vorgegebenen Einstellungsparametern unterschiedlich raue Oberflächen erreicht werden. Weiterhin zeigt diese Studie, dass das Nacharbeiten mit der SAE- Funkenerosionstechnik zu einer signifikanten oberflächlichen Anlagerung einer elementaren Kupferschicht im Bereich der erosiv nachbearbeiteten Flächen bewirkt. Dies ist unabhängig von der bearbeiteten Legierung.

With the help of roughness measuring and energy dispersve x-ray spectrometry you should examine in this study as poured titanium, gold and cobalt chrome superstructures change by afterwork with the SAE-Serotes spark erosion procedure in the roughness and in the material structure. It was a broader aim to work out equipment specific differences between the spark erosion machine EDM 2000 of the manufacturer SAE and its successor EDM 2005. The roughness of the superstructures was examined and the results evaluated directly before processing after the tooth technical cast and after spark erosion. The structure changes of the superstructures became examines with the energy dispersve x-ray spectrometry before processing and after spark erosion. The layer strength measuring of the metal changed by the erosion was examined with the same method after spark erosion. Both results were evaluated statistically. With the help of the roughness measuring it could be shown that it does not come to any uniform change in the examined roughness parameters during the spark erosiv process at all examined material samples. Into dependence of the used exit alloying and adjusting parameters of the spark erosion machine EDM 2000 and the technical successor EDM 2005 suggested for the respective alloying by the manufacturer these different changes in surface morphology are reached. The erosion can smooth the surface of the finished workpiece in its surface structure so that a more slippery surface than after the tooth technical cast arises. However, the surface can get rougher also altogether. You could point that it comes onto the eroded workpiece at the spark erosion with the used copper model electrodes to a precipitation of the copper. These are traces of elementary copper traceably on all samples independently of the used titanium, gold and cobalt chrome alloying after the erosion. With the sample groups of the two spark erosion machines EDM 2000 and EDM 2005 the increase was significant in the surface statistically to copper. Is grid electron microscopic picture the copper in the energy dispersive on- storage as layer visible. It could be shown that the spark erosion machine EDM 2005 does not reach any clear changes in the surface quality opposite the predecessor EDM 2000. This study points that a processing be reached by adjusting parameters differently rough surfaces provided for the respective spark erosion machine for the manufacturer SAE with SAE spark erosion technology into dependence of the used exit alloying and these. Furthermore this study shows that this causes afterwork with SAE spark erosion technology to a significant superficial accumulation of an elementary copper layer in the area of the erosiv after worked areas. This is independent of the finished alloying