CC BY
22
ао-вое -на стоматологическом рш-не
Ю. В. Волченко, инженер-литейщик Зуботехническая лаборатория АВЕРОН Екатеринбург
Опыт работы на литейных установках УЛП 2. X АВЕРОН
Еще сравнительно недавно, лет 15-20 назад, литейное оборудование было редкостью. Немногочисленные литейные лаборатории, оснащенные, как правило, единственной моделью литейной установки отечественного производства, например ламповой типа ЛП или ВЧИ, и реже - импортного, обеспечивали литыми деталями несколько зуботехнических лабораторий каждая. Некоторые зуботехнические лаборатории обходились без литья, используя стандартные заготовки заводского изготовления для мостов со штампованными коронками и кламмерной проволокой для съемных пластмассовых пластиночных протезов.
В настоящее время в отечественной стоматологии широкое распространение получили современные технологии и виды протезирования, основанные на использовании элементов, полученных методами индивидуального литья: мостов под облицовку и металлических каркасов для съемного протезирования, что делает литье все более востребованным. С одной стороны, возможность широкого выбора литейного оборудования позволяет укомплектовать литейную для зуботехнической лаборатории с достаточными объемами работ, а с другой - значимыми становятся требования по эргономичности и экономичности процесса литья при условии функциональности и надежности оборудования.
Компания АВЕРОН, занимающаяся электронной и медицинской техникой, с 2000 года производит индукционную полупроводниковую литейную установку УЛП АВЕРОН собственной разработки, постоянно совершенствуя ее.
Питейная установке УПП 2.x АВЕРОН
Индукционный способ плавления металла имеет вполне очевидные преимущества: при плавке открытым пламенем продукты горения замешиваются и растворяются в расплаве металла, при плавке электрической дугой металл плавится только в месте воздействия дуги при чрезмерно высокой температуре, вызывая заведомый перегрев.
Интенсивность плавления при индукционном способе легко управляется изменением мощности генератора. Под воздействием магнитного поля расплав металла, перемешиваясь, нагревается равномерно по всему объему. Применяемый с первых изделий в УЛП АВЕРОН транзисторный среднечастотный генератор обеспечивает большую глубину скин-эффекта в сравнении с высокочастотными тиристорными, что значительно снижает перегрев металла в процессе плавки при прочих равных. А автоматическая под-
стройка генератора УЛП на резонансную частоту индуктивного контура обеспечивает стабильные результаты в широком диапазоне загрузок и существенно снижает энергопотребление, оптимизируя его.
Система подачи нейтрального газа, аргона, на зеркало расплава в тигле и в литейную форму внедрена с модели УЛП 2.1. Ею снабжена и выпускаемая в настоящее время литейная установка модели УЛП 2.2 АВЕРОН.
Подача аргона 5 тигегъ
Плавка и розлив в среде нейтрального газа сводят к минимуму окислительные процессы в металле. Также аргон имеет свойство растворяться в металлах, улучшая тем их структуру. Это позволяет существенно сократить процент литейного шлама и повторно использовать металл литников и литейного конуса. Вместе с тем избыток растворенного аргона ведет к ухудшению структуры сплава, как это видно по шлифам, полученным для разных величин расхода.
А л/Мин 6 /Ум^
Шлифы, ' 1 ОО
Эксперименты по определению величины оптимального расхода аргона, проведенные нашей лабораторией, показали, что наиболее мелкая и однородная структура для УЛП АВЕРОН соответствует расходу аргона порядка 2 л/мин.
Паковка является одним из существенных этапов подготовки к литью. Литейная форма может быть изготовлена как по технологии с использованием этилсили-ката, так и с применением фосфатных паковочных масс или на основе гипса для золотосодержащих сплавов.
Однако технология с использованием суспензии из гидролизованного этилсиликата и молотого кварца для образования корки путем окунания восковой композиции в эту смесь с дальнейшей формовкой песком в металлической опоке не позволяет получать высокоточные отливки и пригодна для изготовления промежуточных частей для штампованных мостов. В своей работе для точного и «тонкого» литья на УЛП АВЕРОН зу-ботехническая лаборатория АВЕРОН использует фосфатные паковочные массы.
Вакуумные смеситель ВС 1.2 АВЕРОН ВиСростолик ВБ 1.1 АВЕРОН
Современные и технологичные паковочные массы на основе фосфатных связующих обеспечивают получение точных отливок. Достигается это благодаря свойству окиси кремния, который служит наполнителем и подвергается при нагревании полиморфным превращениям с увеличением объема. Изменяя концентрацию затворной жидкости, на которой замешивается паковочная масса, можно управлять величиной термического расширения, что подробно изложено в инструкции по применению паковочного материала. Выпускаются эти массы различными изготовителями под разными названиями и несколько различаются по составу и свойствам. При этом они делятся на материалы для модельного литья - отливки каркасов бюгельных протезов на огнеупорной модели и массы для отливки коронок и мостов.
Несложно представить и то, что опока во время кристаллизации и остывания отливки имеет неодинаковое распределение температуры по своему объему -выше в середине и ниже на поверхности. Этот параметр влияет на структуру металла - чем ниже температура формы, тем быстрее проходит кристаллизация и мельче зерно металла, и наоборот. При последовательной кристаллизации в участках отливки с повышенной температурой образуется концентрированная усадочная раковина (пора). Кроме того, разница температур способствует возникновению деформационных напряжений. Необходимо так расположить восковые модели в опоке, чтобы по возможности отливаемая деталь находилась по всей длине в зоне равной температуры - эти зоны расположены в виде концентрически расходящихся от центра опоки кругов.
При выборе сплава следует ориентироваться на его физико-механические свойства, химический состав, рекомендации по применению. Обычно эта информация помещается изготовителем в инструкции, вкладываемой в упаковку с металлом. Если известен только
-но-вое -на стоматологическом ры-ние
химический состав, то следует исходить из следующих соображений. В разнообразии стоматологических сплавов можно выделить три группы: сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта и золотосодержащие сплавы.
Муфельная печь ЭМП 12 0 АВЕРОН
Никелевые сплавы легко обрабатываются вследствие невысокой твердости порядка 180-220 НУ 10, температуры их плавления и заливки ниже, чем у кобальтовых сплавов, они имеют хорошую жидкотеку-честь и применяются для отливки мостов под облицовку пластмассой и керамикой.
Сплавы на основе кобальта тверже, порядка 310-400 НУ 10, температуры плавления и заливки выше, чем у никелевых. При помощи присадок, снижающих температуру плавления, изготовители стоматологических сплавов добились того, что кобальтовым сплавам для приобретения необходимой жидкотеку-чести не нужен такой значительный перегрев, как при работе с традиционным КХС. Из сплавов на основе кобальта отливаются каркасы для бюгельных протезов, также существуют кобальтовые сплавы для отливки мостов под керамику.
Литейные индукционные центробежные установки УЛП 2. Х могут использоваться и для отливки деталей зубных протезов из золотосодержащих сплавов, например с использованием графитовых вкладышей в тигли. Хотя широко эти сплавы в России не применяются, в европейских странах существует множество разновидностей данных сплавов - и для модельного литья, и под керамику. Температура плавления золотосодержащих сплавов невысока, 700-900 °С, но возможность регулировки мощности генератора УЛП 2. Х позволяет подобрать соответствующий режим плавки практически для любого сплава, а выбор режима пуска центрифуги - избежать ненужного расплескивания сплавов металлов с хорошей текучестью.
Эксплуатация и управление литейных установок УЛП 2. Х АВЕРОН предельно просты.
ПГЩВКА
Пульт УЛП 2.x АВЕРОН
Параметры плавки и литья хранятся в памяти УЛП без дополнительных источников питания и легко переустанавливаются с клавиатуры пульта согласно возникающим требованиям.
82
После установки тигля и литейной формы в центрифугу, подъема электроприводом индуктора и закрывания крышки камеры нагрева со срабатыванием датчика ее положения достаточно нажать кнопку ПЛАВКА для включения генератора - УЛП откроет клапан подачи защитного газа и перейдет к автоматическому выполнению нагрева с заданной мощностью. Для приостановки нагрева УЛП 2.2 на срок до 5 минут (дозагрузка тигля, конец предварительного нагрева) достаточно поднять крышку. После закрывания камеры нагрев продолжится.
Уровень мощности генератора УЛП 2. Х регулируется с пульта и непосредственно во время плавки.
Мощность
Например, начав плавку при увеличенной до 90-100 % мощности, по мере приближения к точке розлива можно снизить мощность до 70-75 %, чтобы уменьшить скорость нагрева и не допустить перегрева металла.
Звуковая индикация времени полного расплавления и готовности металла к заливке - одно из последних эффективных усовершенствований литейной установки АВЕРОН, введенное на модели УЛП 2.2, что позволяет при использовании одинаковых по размеру опок и одного и того же количества металла получать стабильно повторяемые результаты плавки, поскольку литейщик, постоянно работая с определенными материалами, может выбрать в качестве ориентира один из последовательно подаваемых сигналов. Тем самым исключается как перегрев, так и недогрев металла - фактор, существенно влияющий на качество получаемого литья.
Не лишним будет отметить, что литейные установки АВЕРОН обладают очень высоким КПД и при плавке 100 г кобальтового сплава за 90 с потребляют всего 3,5 кВт в пиковом значении от однофазной сети ~220 В 50 Гц.
Переход от плавки к розливу металла на УЛП
моделей 2. Х производится простым нажатием кнопки ЛИТЬЕ: генератор отключается, индуктор автоматически опускается электроприводом до срабатывания датчика положения, и запускается привод центрифуги в соответствии с выбранным режимом розлива.
Литейную установку УЛП 2. Х отличает от отечественных аналогов возможность варьировать характер пуска и величину ускорения центрифуги, что позволяет производить как «безударный» пуск, так и изменять силу давления, с которой расплавленный металл заполняет форму.
Это немаловажно, так как сплавы имеют различные физические характеристики, а отливаемые детали зубных протезов - индивидуальны и отличаются по размерам, толщине и конфигурации. При этом следует учитывать особенность направления сил, действующих на расплавленный металл во время разгона центрифуги.
Кроме центростремительной силы Fс, действующей радиально от центра вращения, на металл действует и сила Fп, вызванная ускорением, направленным по ка-
сательной к окружности вращения. Иными словами, во время разгона центрифуги сила инерции «давит» на расплав в обратную направлению вращения сторону. По достижении центрифугой конечной скорости вращения угловое ускорение ап становится равным нулю, и, следовательно, остается одна центростремительная составляющая Fc.
Если при отливке коронок и мостов влияние такого расклада сил практически не заметно, то при изготовлении каркасов дуговых протезов - конструкций, имеющих тонкие ажурные элементы, эту особенность нужно учитывать и, соответственно, располагать опоку с учетом направления вращения центрифуги.
Как упоминалось выше, в широком диапазоне задается и ускорение разливки металла. Кроме двух режимов пуска центрифуги, плавного и быстрого, производится также установка одного из пяти значений ускорения разгона центрифуги. Выбор режима пуска и величины ускорения производится исходя из свойств применяемого сплава и особенностей отливаемой работы. Хорошие результаты, например, получаются для литья коронок и мостов при плавном пуске и ускорении %.
Плавн.пуск А=3/4
Для литья каркасов кламмерных дуговых протезов может быть использовано и максимальное ускорение А = max при быстром пуске.
Ускорение Быстр.пуск А=шах
Система охлаждения индуктора литейных установок УЛП АВЕРОН замкнутая (или автономная), что делает процесс литья независимым от качества и давления воды в водопроводных сетях. Благодаря циркулирующему объему воды (10-15 л) можно производить до двадцати плавок подряд. Температура охлаждающей воды постоянно измеряется и в ходе плавки непрерывно индицируется, что при больших объемах литья позволяет правильно спланировать частоту проведения плавок.
Более подробно о литейных технологиях, оборудовании для литейной и особенностях его эксплуатации, материалах и приемах работы можно узнать на курсах обучения литейщиков, проводимых на базе зуботехни-ческой лаборатории АВЕРОН.
проблемы СТОМАТОЛОГИИ 2005 № 3
