N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

54

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

Utwardzanie
warstwy powierzchniowej
modeli gipsowych

W 1756 r. Pfaff po raz pierwszy

opisał pobieranie wycisku w jamie
ustnej pacjenta i wykonanie modelu
gipsowego. Natomiast w 1840 roku
wykonano pierwszy wycisk przy uży-
ciu gipsu (4).

C

EL

I

ZAKRES

PRACY

Celem pracy było przedstawienie
wyników dotyczących wpływu pro-
cesu utwardzania powierzchniowego
próbek wykonanych z gipsu mode-
lowego (gipsu II klasy twardości).
Następnie porównano je z wynika-
mi twardości gipsu utwardzonego
fabrycznie przez producenta gipsu
IV klasy twardości.

Do utwardzenia zastosowano:

– roztwór parafiny,
– szkło wodne sodowe,
– zimną kąpiel Fino Hardener,
– spray firmy Fino Hardener.

Próbki ważono i mierzono w po-

szczególnych etapach. Przeprowa-
dzono także pomiar twardości przy
użyciu twardościomierza Shore’a
typu D wg Polskiej Normy PN-EN ISO
868:2005.

M

ATERIAŁY

PRZEZNACZONE

DO

BADAŃ

W badaniu wykorzystano gips mode-
lowy biały.

Parametry:

– STODENT II firmy Zhermack,

II klasa twardości,

– całkowity czas wiązania (23°C):

14-18 min,

Gips jest powszechnie stosowanym
materiałem w budownictwie (m.in.
jako materiał wiążący – spoiwo mi-
neralne), w modelarstwie, stomato-
logii i chirurgii, w sztukaterii, jako
alabaster stosowany do produkcji
elementów dekoracyjnych, jak rów-
nież jest używany jako surowiec
rzeźbiarski (1, 2). Naturalny gips
we wszystkich swych postaciach
był stosowany od zarania cywili-
zacji dzięki dostępności, łatwości
obróbki i przetwarzania, niskiej
cenie oraz urodzie. Śledząc rys hi-
storyczny stosowania gipsu, należy
zacząć od Anatolii (Azja Mniejsza).
Prowadzone badania archeologicz-
ne wykazały, że naturalny gips zasto-
sowano około 9000 r. p.n.e., nakłada-
jąc na ściany skalne tynk gipsowy,
by przygotować podłoże pod freski.
Malowano na nich krótkie historie
polowań (3). Palony gips, z natural-
nymi domieszkami gliny i związków
żelaza, tzw. rancz, stosowano w Azji
Środkowej do wypraw wewnętrz-
nych i zewnętrznych dekoracji rzeź-
bionych.

W X-XII wieku zaprawy gipso-

we czyste i mieszane z wapnem,
domieszkami piasku oraz pyłu ce-
glanego stosowano bardzo często
w budownictwie paryskim. Zapra-
wy gipsowe z tego okresu ma także
kościółek Najświętszej Marii Panny
na Wawelu. Pierwsze historyczne
zapisy na temat zastosowania gipsu
w stomatologii pochodzą z XVIII w.

TITLE



Hardening of the surface flake

of plaster models

SŁOWA KLUCZOWE



gips,

utwardzanie, twardość

STRESZCZENIE



W opracowaniu

przedstawiono wyniki badań dotyczące
wpływu procesu utwardzania
powierzchniowego próbek wykonanych
z gipsu modelowego (gips II klasy
twardości). Następnie porównano
je z wynikami twardości gipsu
utwardzonego fabrycznie przez
producenta (gips IV klasy twardości).
Do utwardzenia zastosowano: roztwór
parafiny, szkło wodne sodowe, zimną
kąpiel Fino Hardener, spray firmy Fino
Hardener.

KEY WORDS



plaster, hardening,

hardness

SUMMARY



An article presents the

results concerning the influence of the
process of surface hardening samples
made of a kind of model plaster (the
second-class of hardness plaster).
Afterwards they were compared with
the outcomes of the hardness of the
factory – hardened plaster, the fourth-
class of hardness. For the process
of hardening: paraffin solution, water
glass sodium, Fino Hardener’s cold
bath, Fino Hardener’s spray were used.

inż. tech. dent. Paweł Sporysz

1

, prof. zw. dr hab. n. tech. Maciej Hajduga

2

C

elem pracy było

przedstawienie

wyników dotyczących
wpływu procesu utwar-

dzania powierzchniowego

próbek wykonanych
z gipsu modelowego.

1

/ 2 0 1 3

– czas mieszania: 1,5 min,
– odporność na ściskanie (ISO 6873): min. 10 MPa,
– proporcje mieszania: 50/100,
– rozszerzalność linowa (maks. %) (ISO 6873): 0,2.

Zastosowano również gips utwardzony fabrycznie.
Parametry:

– STODENT IV firmy Zhermack, IV klasa twardości,
– całkowity czas wiązania (23°C): 8-12 min,
– czas mieszania: 1,5 min,
– odporność na ściskanie (ISO 6873): min. 42 MPa,
– rozszerzalność linowa (maks. %) (ISO 6873): 0,10.

Do utwardzenia gipsu II klasy twardości zastosowano:

– roztwór parafiny Tauchhärter producenta ORBIS’ DEN-

TAL,

– utwardzacz do namaczania Fino Hardener 1L 14307,
– spray do utwardzania modeli Fino Hardener Modell-

härterspray, 300 ml 14300,

– szkło wodne sodowe BATO R-145.

Norma zakładowa: ZN-02/Z.Ch. „Rudniki” SA/257 [b].

Sposób przygotowania próbek
Początkowo próbki wykonano za pomocą silikonowej
formy w kształcie modeli anatomicznych szczęki udo-
stępnionej przez laboratorium techniki dentystycznej
Wyższej Szkoły Inżynierii Dentystycznej i Nauk Huma-
nistycznych prof. Meissnera w Ustroniu.

Dalszą serię próbek wykonano przy użyciu uprzednio

sporządzonej silikonowej formy (fot. 1). Forma została
wykonana z silikonu technicznego. Pierwowzór próbki
przygotowano z wosku modelowego przy użyciu palnika
gazowego i noża do wosku.

W obu przypadkach do gumowej miski odważono gips

II klasy twardości i odmierzono odpowiednią proporcjo-
nalnie ilość wody demineralizowanej. Przed zarobieniem
gipsu w mieszadle próżniowym dodano do proszku wa-
gowo 3% barwnika.

Gotową papkę gipsową za pomocą mieszadła wlewa-

no po ściankach do formy umieszczonej na wibratorze
elektrycznym w celu lepszego zapłynięcia gipsu do for-
my. W próbkach wykonanych z gipsu IV klasy twardości
pominięto dodanie barwnika (gips ten jest barwiony fa-
brycznie).

Po związaniu gipsu próbkę pozostawiono na pewien

czas w celu lepszego odparowania wody, a następnie
uwolniono z sylikonowej formy. Po odlaniu odpowied-
niej ilości próbek wszystkie poddano suszeniu w dwóch
etapach:
1. Wszystkie próbki po odlaniu zostały poddane suszeniu

w temperaturze otoczenia (20°C) przez 48 godzin.

2. Następnie suszono w temperaturze 60-65°C przez

30 minut.

N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

56

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

Po odlaniu wszystkich próbek

i wysuszeniu w pierwszym etapie
każdą próbkę ważono na wadze la-
boratoryjnej. Ważenie powtórzono
po utwardzeniu i kolejno po wy-
suszeniu próbek w drugim etapie.
Wyniki przedstawiono w tab. 1, na-
tomiast mierzenie wykonano tylko
dla próbek o geometrii prostopadło-
ścianu po wysuszeniu w tempera-
turze otoczenia w czasie 48 godzin
oraz po utwardzeniu i wysuszeniu
w elektrycznym piecu w temperatu-
rze 60-65°C w czasie 30 minut. Wy-
niki przedstawiono w tab. 2.

M

ETODY

UTWARDZANIA

POWIERZCHNIOWEGO

PRÓBEK

Sposób przeprowadzenia utwar-
dzania roztworem parafiny
Parafinę w postaci płynnej odlano
do gumowej miski w ilości wystarcza-
jącej do zanurzenia próbek o geome-
trii prostopadłościanu oraz w kształ-
cie modelu anatomicznego szczęki.

Utwardzane próbki to: Po; Po I;

Po II; Po III; Po IV; Po V.

Próbki umieszczono w elektrycz-

nym piecu i wygrzewano w tempera-
turze 200°C przez 2 godziny. Następ-

:\PLDU\
K PP
a PP
E PP

K

E

a

ĝUHGQLDWZDUGRĞüSUyEHN]JUXS\%U XWZDUG]DQ\IDEU\F]QLH

ĝUHGQLDWZDUGRĞüSUyEHN] JUXS\%L F]\VW\JLSV,,NODV\WZDUGRĞFL

%L

Br

Rys. 1. Schemat próbki przeznaczonej do badań twardości

Rys. 2. Średnia twardość próbek z grupy Po, Bo, Zu, Zi; twardość próbek z grupy Bi i Br oznaczono liniami

Symbol próbki

1 ważenie [g]

2 ważenie [g]

3 ważenie [g]

Bi 24,8318

-

24,3694

Cz

25,1204

-

24,6838

Zu

25,1156

25,6344

24,8238

Zi

24,9576

25,5986

25,0430

Po

24,9360

20,2450

19,8434

Bo

24,3874

25,7280

25,0598

Br

36,1520

-

36,1098

Tab. 1. Średnie wyniki ważenia próbek po pierwszym suszeniu, po utwardzeniu i po drugim suszeniu

Symbol

próbki

Średnie wymiary próbki po pierw-

szym suszeniu w temperaturze

otoczenia (20°C) przez 48 godzin

Średnie wymiary próbki po utwar-

dzeniu w temperaturze otoczenia

(20°C) po 30 minutach

Średnie wymiary próbki po drugim

suszeniu w temperaturze 60-65°C

w czasie 30 minut

a [mm]

b [mm]

h [mm]

a [mm]

b [mm]

h [mm]

a [mm]

b [mm]

h [mm]

Zu

34,26

34,94

15,50

34,26

34,94

15,50

34,21

34,94

15,49

Zi

35,06

35,88

14,97

35,78

36,04

15,05

35,62

35,82

14,96

Po

34,89

34,91

14,93

34,83

34,85

14,87

34,80

34,85

14,87

Bo

34,79

34,84

14,96

34,79

35,04

14,96

34,76

34,76

14,94

Br

34,60

34,59

14,92

-

-

-

34,59

34,57

14,91

Bi

34,65

34,63

15,93

-

-

-

34,60

34,57

15,92

Tab. 2. Średnie wymiary próbek po pierwszym suszeniu, po utwardzeniu i po drugim suszeniu

1

/ 2 0 1 3

57

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

nie każdą próbkę zanurzano w przy-
gotowanej przez producenta parafi-
nie przez 15 sekund i umieszczono
ponownie w piecu na 15 minut.

Sposób przeprowadzenia utwar-
dzania zimną kąpielą Fino
Hardener
Próbki przeznaczone do utwardzania
to: Cz; Bo I; Bo II; Bo III; Bo IV; Bo V.

Przygotowane próbki za pomocą

pęsety zanurzano w zimnej kąpieli
(temperatura pokojowa około 20°C)
przez 60 sekund, a następnie odłożo-
no na gumową podkładkę.

Sposób przeprowadzenia utwar-
dzania sprayem Fino Hardener
Utwardzane próbki to: Zu; Zu I; Zu II;
Zu III; Zu IV; Zu V.

Przygotowane próbki oczyszczono

z pyłu. Następnie, kładąc na podkład-
ce ze szkła, spryskano preparatem
Fino Hardener, zachowując odle-
głość od dyszy spryskującej około

20 cm. Napyloną próbkę odłożono
delikatnie na gumową podstawkę,
starając się nie dotykać spryskanej
powierzchni.

Sposób przeprowadzenia utwar-
dzania szkłem wodnym sodowym
Próbki przeznaczone do utwardza-
nia tą metodą to: Zi; Zi I; Zi II; Zi III;
Zi IV; Zi V.

Próbki zanurzano przez 15 minut,

a następnie umieszczono na gumo-
wej podkładce. Przy pomocy pędzla
usunięto nadmiar szkła wodnego so-
dowego spływającego z próbki na jej
obrzeżach.

B

ADANIA

STRUKTUR

MIKROSKOPOWYCH

Do badań przeznaczono próbki
w kształcie modeli anatomicznych
szczęki, wykonanych z gipsu II klasy
twardości (Bi; Zi1; Zu; Zi; Po; Cz) i gip-
su IV klasy twardości (Br). Wszystkie
poddano suszeniu w dwóch etapach

(w temperaturze pokojowej i w pie-
cu elektrycznym). Próbki Zu; Zi; Po;
Cz zostały poddane procesowi utwar-
dzania warstwy wierzchniej, pomię-
dzy etapami suszenia.

Obserwacji poddano przełomy pró-

bek na mikroskopie świetlnym. Wy-
niki przedstawiono na fot. 2-9.

B

ADANIA

TWARDOŚCI

WARSTWY

WIERZCHNIEJ

W pracy poddano badaniu twardości
próbki o geometrii prostopadłościanu
wykonane z gipsu II klasy (gipsu mo-
delowego) i utwardzone za pomocą
roztworu parafiny, szkła wodnego
sodowego oraz specjalnie przezna-
czonymi do utwardzania modeli gip-
sowych substancjami.

W celu porównania jakości war-

stwy wierzchniej zmierzono twar-
dość w ocenie gipsu IV klasy.

Pomiar został wykonany przy użyciu

twardościomierza Shore’a typu D, a wy-
niki badań przedstawiono na rys. 2.

N

O W O C Z E S N Y

T

E C H N I K

D

E N T Y S T Y C Z N Y

58

T E C H N I K A

D E N T Y S T Y C Z N A

fot. autor

1

Kształt próbki przeznaczonej do badań mikroskopowych

2

Próbka Bi – przełom ciągliwy pow. 7,5x

3

Próbka Zi1 – przełom ciągliwy pow. 7,5x

4

Próbka

Zu – przełom ciągliwy, widoczne ziarna krystaliczne, pow. 7,5x

5

Próbka Cz – przełom ciągliwy pow. 7,5x

6

Próbka Zi – przełom ciągliwy pow. 7,5x

7

Próbka

Po – przełom ciągliwy pow. 7,5x

8

Próbka Br – przełom ciągliwy pow. 7,5x

9

Próbka Br – przełom ciągliwy pow. 7,5x

P

ODSUMOWANIE

Na podstawie przeprowadzonych
badań oraz otrzymanych wyników
można wnosić, co następuje:
1. Preparaty Fino Hardener zastoso-

wane w badaniu poprawiły twar-
dość próbek wykonanych z gipsu
modelowego (II klasy twardości),
zbliżając ich twardości do grupy
próbek z gipsu IV klasy twardości.

2. Zmiany wymiarów próbek gipso-

wych utwardzonych preparatami
Fino Hardener zarówno w postaci
zimnej kąpieli, jak i sprayu są zni-
kome.

3. Fino Hardener w sprayu napylany

na próbki z gipsu II klasy twardości
zmniejsza ich skurcz, przybliżając

jego wielkość do skurczu, jakim
ulegają próbki wykonane z gipsu
IV klasy twardości.

4. Szkło wodne sodowe w niewielkim

stopniu powoduje wzrost twardości
warstwy powierzchniowej próbek
gipsowych.

5. Gotowy roztwór parafiny podczas

procesu utwardzania i suszenia
dopro wadza do największej utraty
masy.



1

tech. dent. Paweł Sporysz,

Katedra Techniki Dentystycznej,

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej

2

prof. zw. dr hab. n. tech. Maciej Hajduga,

Akademia Techniczno-Humanistyczna

w Bielsku-Białej, Zakład Inżynierii Materiałowej;

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej

w Ustroniu, Katedra Inżynierii Materiałowej.

KONTAKT

Paweł Sporysz

32-620 Brzeszcze

ul. Przyłogi 16

tel. kom. 605 521 533

Piśmiennictwo
1. Spiechowicz E.: Współczesne postępowanie

laboratoryjne w protetyce stomatologicznej.
Wydanie II poprawione i unowocześnione,
Państwowy Zakład Wydawnictw Lekar-
skich, Warszawa 1980.

2. Kordasz P., Wolanek Z.: Materiałoznawstwo

protetyczno-stomatologiczne. Państwowy
Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa
1983.

3. Raszewski Z.: Własności fizykochemiczne

oraz najczęściej popełniane błędy podczas
pracy z gipsami dentystycznymi. „Nowocze-
sny Technik Dentystyczny”, Wydawnictwo
Elamed, 2/2004, str. 4-8.

4. http://www.zchrudniki.com.pl/download.

1

2

3

4

5

6

7

8

9