TECHNIKA

DENTYSTYCZNA

KWIECIEŃ

-

CZERWIEC

2/2005

22

nowoczesny technik dentystyczny

zabrakowany, tym ponoszone straty są
większe.

Zapobieganie powstawaniu wad jest

trudne, jednak coraz większa ilość apa-
ratury kontrolno-pomiarowej w odlewni
pozwala na uzyskanie odpowiednio
wcześnie informacji o właściwościach
ciekłego metalu, które mogą być odpo-
wiednio skorygowane co do składu che-
micznego, temperatury podgrzania stopu
lub zalewania formy. Zalewanie formy
stopem, którego temperatura odbiega od
temperatury wymaganej, prowadzi do
wielu wad, takich jak: niedolew, zdarcie,
chropowatość, wżarcie, strup, blizna,
naderwanie, niespawy, a także powo-
duje powstawanie wad materiałowych,
np. nieszczelności tworzywa, wadliwej
struktury i innych (3, 4).

Ogromną rolę w walce z wadami

odgrywają pracownicy kontrolujący
cały proces technologiczny. To od nich
w dużej mierze zależy dokładność i pre-
cyzyjność odlanego elementu.

Warunkiem koniecznym do skutecznego

przeciwstawiania się wadom jest prowa-
dzenie obserwacji i dokumentacji dotyczą-
cej ilości oraz rodzaju braków w odlewni.
Prowadzi to do skutecznego zmniejszania
ilości wadliwych odlewów (5).

Skuteczna walka z wadami odlewów

i ograniczenie czynników wywołują-
cych ich powstawanie pozwalają na
wytwarzanie odlewów o wysokiej jako-
ści, a także na oszczędność finansową
i wyeliminowanie trudności związanych
z tą pracą (6).

W

STĘP

Odlewy to podstawowe elementy

maszyn wykonywane z różnego rodzaju
metali i stopów. Kilkugramowe lub wie-
lotonowe odlewy znalazły zastosowanie
w niemal wszystkich gałęziach prze-
mysłu. Są one także bardzo istotnym
elementem uzupełnień protetycznych.
Metodą tą wykonywane są lane ko-
rony, mosty, klamry lub całe protezy
szkieletowe.

Technologia wytwarzania odlewów

jest trudna i zależy od wielu różnych
czynników. Ich jakość jest uzależnio-
na w znacznym stopniu od jakości
i kosztów wytwarzania. Aby odlew
był dobrej jakości, każdy etap procesu
powinien być ustabilizowany. Nie jest
to jednak możliwe, gdyż kontrolowanie
wielu czynników jednocześnie jest
bardzo trudne.

Wymaganą jakość odlewu określają

warunki techniczne jego odbioru. Po-
winny one odpowiadać rzeczywistym
potrzebom technicznym oraz warunkom
pracy poszczególnych elementów uzu-
pełnień protetycznych.

Odlewy niespełniające wymagań tech-

nicznych uznawane są za wadliwe, klasy-
fikowane (1), odrzucane lub poddawane
dodatkowym procesom naprawczym (2).

Wady powodują zwiększenie kosztów

produkcji. Mogą zostać ujawnione bez-
pośrednio po wybiciu odlewu z formy,
po oczyszczeniu, w trakcie obróbki
lub po całkowitej obróbce. Im później
w procesie technologicznym odlew jest

C

HARAKTERYSTYKA

MAKRO

-

I

MIKROSKOPOWYCH

WAD

ODLEWNICZYCH

PROTEZ

METALICZNYCH

Słowa kluczowe: Wady odlewnicze

protez, badania makro- i mikroskopowe
struktur.

Key words: Casting defects of dentu-

res, macro- and microscopic investiga-
tions of the internal structure.

Streszczenie: Praca zawiera analizę

materiałów dentystycznych biorących
udział w procesie wykonawstwa elemen-
tów metalicznych, a także ich wpływu na
jakość późniejszych odlewów. W jej zakre-
sie mieści się również charakterystyka
metod identyfikacji i klasyfikacji wad od-
lewniczych na podstawie Polskiej Normy.
Na podsumowanie składają się głównie
wnioski dotyczące wykrywania i iden-
tyfikacji wad, a także metod likwidacji
przyczyn ich powstawania. Wykazano, iż
prawidłowe postępowanie kliniczne, jak
i ustabilizowany proces technologiczny
wpływają na wyeliminowanie powstawa-
nia wad odlewniczych.

Summary: The work contains the

analysis concerning dental materials
used in the process of making metallic
elements as well as their influence upon
the quality of the future castings. The
characteristics of the methods of identi-
fication and classification of the defects
based on the Polish Norm System are
put within the scope of the research.
Conclusions concerning detecting and
identification of the defects and also
the methods of eliminating the causes
of their occurrence are included in the
summary. It has been proved that proper
clinical proceedings as well as stabilized
technological process have the influence
upon the eliminating the occurrence of
the casting defects.

pr

of. dr hab. n. t

ech. Macie

j Hajduga,

A

gnieszk

a K

osiba

TECHNIKA

DENTYSTYCZNA

KWIECIEŃ

-

CZERWIEC

2/2005

23

nowoczesny technik dentystyczny

B

ADANIA

WŁASNE

Cel badań
Celem pracy jest przeanalizowanie,

na podstawie konkretnych przykładów
wad odlewniczych, możliwości niedo-
puszczania do ich powstawania poprzez
prawidłowy przebieg procesu technolo-
gicznego oraz przez prawidłowe zasto-
sowanie odpowiednich materiałów do
wyrobu protez metalicznych.

Badania powstałych wad
W związku z częstym występowaniem

wad odlewniczych w procesie wykony-
wania protez metalicznych przeprowa-
dzono badania mające na celu identyfi-
kację powstałych wad i określenie ich
prawdopodobnych przyczyn.

Zgodnie z technologią wykonawstwa

uzupełnień protetycznych wykonano
elementy przeznaczone do badań. Od-
lewy zostały wykonane z następujących
stopów: Biosilu F, Remanium, An.

Badania makroskopowe
Celem badań metalograficznych ma-

kroskopowych była analiza struktury
materiału okiem nieuzbrojonym lub
za pomocą lupy o powiększeniu do
2,5 raza.

Uwolnione z masy osłaniającej

i oczyszczone odlewy zostały poddane
oględzinom zewnętrznym. Miały one
na celu:
• kontrolę jakości odlewu,
• identyfikację wad kształtu,
• identyfikację wad powierzchniowych

i przerw ciągłości,

• identyfikację niektórych wad we-

wnętrznych występujących blisko
powierzchni odlewu.
Defekty wykryte podczas badań zo-

stały przedstawione w atlasie struktur
metalograficznych.

Badania mikroskopowe
Po obserwacji makroskopowej ele-

menty protez zostały poddane obser-
wacji mikroskopowej. Obserwację
i rejestrację struktur przeprowadzono
na mikroskopie Neofod 2 przy po-
większeniu 20-300 razy. Umożliwiło
to dokładniejszą analizę powierzchni
odlewu. W czasie obserwacji zostały
wyeksponowane wady nie zidentyfiko-
wane podczas oględzin zewnętrznych.

Z elementów protez zawierających

wady wycięto próbki o różnej grubości.
Następnie próbki te zostały zainkludo-
wane w celu wykonania szlifu metalo-
graficznego.

Zainkludowane zgłady poddano 3-eta-

powemu szlifowaniu: 1 etap miał na
celu wyrównanie powierzchni i nada-
nie jej płaskości. Podczas szlifowania
wydziela się duża ilość ciepła, należy
więc pamiętać o intensywnym chło-
dzeniu. 2 etap to szlifowanie gładkie
– wykonano je na papierach ściernych,
zwykłych o zmiennej granulacji ziarna.
Szlifowanie rozpoczęto od papierów
o największej ziarnistości do papierów
o ziarnistości coraz mniejszej (od nume-
ru 100 do 800). Po szlifowaniu próbki
umyto starannie pod bieżącą wodą.
3 etapem przygotowania zgładów do
badań było polerowanie ręczne (przy
użyciu dużej ilości wody i twardych
szczotek), mechaniczne lub elektro-
lityczne. Polerowanie miało na celu
uzyskanie zupełnie gładkiej, lustrzanej
powierzchni szlifu, bez rys.

Tak wykonane zgłady zostały poddane

obserwacji mikroskopowej przy powięk-
szeniu 100 razy. Zaobserwowano rysy,
pęknięcia i pory.

Po zakończeniu obserwacji szlify

wytrawiono w celu ujawnienia i umoż-
liwienia obserwacji mikroskopowych
składników strukturalnych.

Badania metodą trawienia polegają na

zwiększeniu widoczności wady w wyni-
ku różnej rozpuszczalności powierzchni
odlewu w miejscach bez wad oraz na
granicach obecności wad.

Granice ziaren ujawniono, stosując

zgodnie z PN-61/H-04503 jako odczyn-
nik trawiący Mi17Fe o następującym
składzie:

10 ml kwasu alkoholowego,
30 ml inhibitora Torodal D,
100 ml kwasu solnego,
100 ml wody destylowanej.

P

ODSUMOWANIE

WYNIKÓW

I

WNIOSKI

Na powstawanie wad odlewniczych

wpływa wiele różnego rodzaju czyn-
ników, a jednoznaczne ich określenie
jest bardzo trudne. Na podstawie
przeprowadzonych badań można
określić prawdopodobne przyczyny

dominujące i pośrednie powstawania
wadliwych odlewów. Wady odlew-
nicze powstają głównie w wyniku
zaniedbania oraz niedotrzymania
parametrów technologicznych i ma-
teriałowych (rys. 3, 6).

Głównymi przyczynami powstawa-

nia wad kształtu są nieprawidłowości
w budowie formy związane także ze
złym rozmieszczeniem układu wlewo-
wego. Układ wlewowy powinien być
tak zaprojektowany, aby metal mógł
dotrzeć do wszystkich części odlewu
jak najkrótszą drogą.Wydłużenie tej
drogi może spowodować wcześniejsze
zastyganie metalu i niewypełnienie całej
formy. Duży wpływ na wystąpienie wady
ma także wielkość kanałów wlewowych.
Aby forma mogła zostać wypełniona
w miarę szybko, ważne jest, by ciekły
metal nie musiał wyhamowywać. Zbyt
mały przekrój kanału może przyczynić
się do tego, że forma nie wypełni się do
końca (rys. 1, 2).

Dominującym czynnikiem może być

również zły dobór materiałów formier-
skich. Masa osłaniająca, z której zostanie
wykonana forma, powinna charakteryzo-
wać się odpowiednimi własnościami, jak:
przewodność cieplna, zdolność do akumu-
lacji ciepła, gazotwórczość i przepuszczal-
ność. Powinna być ona dobrana do stopu,
z którego zostanie odlany element, a ściślej
do temperatury jego topienia. Powstanie
wad kształtu, wad powierzchni surowej,
przerw ciągłości czy wewnętrznych wad
odlewu powodowane jest właśnie przez
złe przygotowanie lub niewłaściwy dobór
masy osłaniającej (rys. 5).

Niewłaściwy proces krzepnięcia meta-

lu, a co się z tym wiąże naprężenia od-
lewnicze są głównymi przyczynami po-
wstawania wad związanych z przerwami
ciągłości (rys. 4). Na powstawanie tych
wad i uszkodzeń grupy 5 duży wpływ
ma także duża zawartość gazów w sto-
pie. Obecność tlenków metali w stopie,
powstałych w trakcie jego wytopu lub
podczas zalewania formy, prowadzi do
obniżenia „lejności”. Następstwem tego
są najczęściej braki w wypełnieniu for-
my, co jest jednoznaczne z powstaniem
zabrakowanego odlewu.

Po przeanalizowaniu konkretnych

przypadków wad odlewniczych wycią-
gnięto następujące wnioski:

TECHNIKA

DENTYSTYCZNA

KWIECIEŃ

-

CZERWIEC

2/2005

24

nowoczesny technik dentystyczny

Rys. 1. Ogólny widok materiałów przeznaczonych do badań

Rys. 2. Materiał „Remanium” po piaskowaniu, pow. makro.

Rys. 3. Materiał „An” po piaskowaniu, widoczne pęcherze,
pow. 10 x

Rys. 4. materiał „Biosil” po piaskowaniu, widoczne przerwy
ciągłości, pęknięcia, pow. 10 x

Rys. 5. Materiał „An” po częściowym piaskowaniu, widoczne
przypalenia i chropowatości, pow. 10 x

Rys. 6. Materiał „Biosil” po piaskowaniu, widoczne przerwy
ciągłości, ospowatość, pow. 10 x

Rys. 7. Struktura materiału „An”, widoczne układy dendrytów
i wady wewnętrzne, trawiono Mi17Fe, pow. 200 x

Rys. 8. Struktura materiału „Biosil”, widoczne przerwy ciągłości,
trawiono Mi17Fe, pow. 150 x

Rys. 9. Struktura materiału „Biosil”, pow. 150 x

Rys. 10. Struktura materiału „An”, pow. 100 x

Rys. 11. szczegół rys. 2, trawiono Mi17Fe, widoczne charakte-
rystyczne układu dendrytów, pow. 300 x

Rys. 12. szczegół rys. 10, struktura po głębokim trawieniu
Mi17Fe, pow. 300 x

Rys. 13. Struktura odlanego stopu „Biosil”, widoczne wady,
pow. 100 x

1. Czynniki powodujące powstanie wady

mogą wystąpić na każdym etapie wy-
twarzania odlewu.

2. Rozwój technologii zapewnia uzyska-

nie wysokiej jakości sprzętu odlew-

niczego i materiałów. Umiejętne ich
wykorzystanie pozwala na uniknięcie
wytworzenia wadliwych produktów.

3. Duży wpływ na powstawanie wad

mają błędy pracowników kierujących

procesem produkcji. Wiąże się to
z niedotrzymywaniem parametrów
technologicznych, a także z niedosto-
sowaniem się do zaleceń producenta
materiałów lub maszyn.

4. Do najczęstszych przyczyn powstawa-

nia wad należą:
• złe wykonanie modelu,
• nieprawidłowe przygotowanie formy,
• przegrzanie metalu.

5. Materiały i procesy technologiczne

powinny charakteryzować się szcze-
gólnymi parametrami. Kontrola tych
parametrów należy do podstawowych
zadań pracowników odlewni.

6. Prawidłowe postępowanie kliniczne,

jak i ustabilizowany proces technolo-
giczny wpływają korzystnie na zmniej-
szenie i wyeliminowanie powstawania
wad odlewniczych.



Katedra Techniki Dentystycznej

WSID w Ustroniu.

Piśmiennictwo

1. Kordasz P., Wolanek Z.: Materiało-

znawstwo protetyczno-stomatologicz-
ne. PZWL, Warszawa 1980.

2. Falęcki Z.: Analiza wad odlewów. Wy-

dawnictwo AGH, 1991.

3. Jura St.: Odlewnictwo i topienie stopów

odlewniczych i ich diagnostyka. Poli-
technika Śląska, Gliwice 1993.

4. Krzemień E.: Wybrane zagadnienia

z odlewnictwa dla kierunku inżynierii
materiałowej. Politechnika Śląska,
Gliwice 1983.

5. Kozakowski St.: Badania odlewów:

technologie odlewnicze, typowe dla
nich wady i metody ich ujawniania.
Biuro Gamma, Warszawa.

6. Rączka J., Tabor A., Haduch Z.: Od-

lewnictwo. Politechnika Krakowska,
1997.