DE2712517B1 - Verwendung einer Wismut-Zinn-Legierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik - Google Patents

Verwendung einer Wismut-Zinn-Legierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik

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    • C22C—ALLOYS
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    • C22C13/02—Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Wismut-Zinn-Legierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik.
Die Bereitstellung von Zahnersatz beginnt damit, daß der Zahnarzt eine Abformung vom Kiefer des Patienten oder vom Einzelzahn mit Hilfe geeigneter Abformmaterialien nimmt. Aus der so erhaltenen Negativform fertigt der Zahntechniker ein Modellpositiv an. Da sowohl die Modellwerkstoffe als auch die Abformmaterialien unterschiedlich expandieren oder schrumpfen können, ist es wichtig, durch werkstoffgerechte
Verarbeitung die Toleranzgrenze möglichst niedrig zu
halten. Es ist somit die Kombinationsmöglichkeit von
Abformmaterial und Modellmaterial beschränkt Ab Modellwerkstoffe stehen Gips, Kunststoffe,
Zemente, leicht schmelzende Legierungen, Amalgame, Galvanometalle sowie Metallspritzlegierungen zur Verfugung. Von diesen sind Gips, Kunststoffe und Zemente mehr oder weniger großen Volumenänderungen ausgesetzt Ferner wird Gips beim Erwärmen über 100° C weich und ist als Modellwerkstoff ungeeignet wenn beispielsweise bei der Herstellung von Brücken höhere Polymerisationstemperaturen angewendet werden. Außerdem besteht die Gefahr der Beschädigung durch Einritzen, Abrieb oder Bruch.
Ab Modellwerkstoffe verwendete leicht schmelzende Gießlegierungen enthalten z. B. Blei, Zinn, Wismut und Cadmium und haben einen Schmelzpunkt von etwa 700C Diese Werkstoffe sind in Kombination mit allen thermoplastischen Abformmassen ungeeignet Außerdem ist die Widergabegenauigkeit feiner Partien wegen der hohen Oberflächenspannung dieser Legierungen nicht sehr gut Schließlich sind die Komponenten Blei und Cadmium wegen ihrer Giftigkeit als Bestandteile von Legierungen für Dentalzwecke abzulehnen.
Kupfer- und Silberamalgame sind als Modellwerkstoffe in der Verarbeitung problematisch, da die Aushärtung 10 bis 12 Stunden beträgt und während der Verarbeitung giftige Quecksilberdämpfe frei werden
/NSPECTED
können. Sie werden deshalb heute nur noch selten verwendet
Galvanometalle werden durch Galvanisierung auf die thermoplastischen oder gummielastischen Abformmaterialien aufgebracht Als Galvanometall wird meistens Kupfer verwendet, wobei die verbleibenden Hohlräume mit Kunststoff oder Gips hintergossen und hinterfüttert werden. Die Dimensionsgenauigkeit dieses Verfahrens schwankt, da das Abformmaterial im Galvanobad quillt und sich verändert Die Herstellzeit von 6 bis 24 Stunden für ein Modell ist außerdem zu groß.
Als weitere Modellwerkstoffe sind Metallspritzlegierungen bekannt Dies sind in der Industrie gebräuchliche Wismut-Zinn-Legierungen, die je nach Zusammensetzung bei 138—1700C schmelzen. Das Dimensionsverhalten kann durch den Gehalt an Wismut gesteuert werden, da reines Wismut sich beim Erstarren ausdehnt Schwierigkeiten ergeben sich jedoch beim Ausspritzen von engen Räumen, z. B. beim Präparieren von unteren Frontzahnstümpfen bezüglich der Oberflächengüte. Ferner ist die Benetzbarkeit der Abformmaterialien durch das Metall nicht in jedem Falle befriedigend. Außerdem können noch Probleme bezüglich der Verarbeitung mit dem Hinterfütterungsmaterial auftreten. Eine gewisse Sprödigkeit der Legierungen birgt die Gefahr in sich, daß beim Bearbeiten Metallteile absplittern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Metallspritz-Legierungen auf der Grundlage Wismut/ Zinn so zu verbessern, daß sie für den speziellen zahntechnischen Gebrauch besonders geeignet sind. So soll die Härte erhöht werden, ohne daß gleichzeitig die Legierungen verspröden. Weiterhin soll eine Verbesserung der Oberfläche erfolgen, wie sie für den Dentalgebrauch besonders gewünscht wird. Die Legierungen sollen sich außerdem leicht von den Abformmaterialien ablösen lassen. Beim Aufspritzen der Legierungen in Schichten sollen sich die einzelnen Schichten gut miteinander verbinden, und gleichzeitig soll eine feste Verbindung mit dem Hinterfütterungsmaterial stattfinden.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß eine Wismut/Zinn-Legierung durch Zusätze von Silber und/oder Antimon und gegebenenfalls von Kupfer die gewünschten Eigenschaften erhält
Aus der DE-AS 11 84 185 ist zwar eine 54 bis 60% Wismut enthaltende Wismut-Zinn-Legierung bekannt, die durch einen zusätzlichen Gehalt an 0,7 bis 03, vorzugsweise 0,8% Antimon, gekennzeichnet ist Diese Legierung soll aber nur als Lot zum Verbinden von Schenkeln aus thermoelektrischen Legierungen für die Kälteerzeugung verwendet werden. Durch den Antimonzusatz soll bei dieser Anwendung eine Verbesserung der Scherfestigkeit, Elastizität und elektrischen Leitfähigkeit erzielt werden. Hinweise darüber, daß diese Legierung für den vorstehend genannten dentalmedizinischen Gebrauch geeignet sein könnte, können dieser Druckschrift nicht entnommen werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung einer Dentallegierung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik.
Bevorzugte Zusätze und deren Mengen sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
Es war nicht vorhersehbar, daß durch die beanspruchten Zusätze zu an sich bekannten Legierungen die Detailgenauigkeit beim Aufsprühen der Legierungen auf ein Abformmaterial verbessert werden kann. Als weitere positive Erscheinung tritt eine Härtesteigerung ein, ohne daß sich das Sprödverhalten der Legierungen verschlechtert Dies wird vom Zahntechniker besonders geschätzt, da das Material sich bei der Weiterbearbeitung als weitgehend kratzfest erweist Ein Ausbrechen von Metallteilen konnte bei der erfindungsgemäßen Verwendung der Legierungen nicht beobachtet werden. Bei visueller und mikroskopischer Begutachtung wurde eine überraschende Widergabegenauigkeit der Spritzlegierungen festgestellt
Weiterhin zeigen die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nach dem Aufspritzen eine gute Verbindung der einzelnen Schichten untereinander. Auch die Verbindung mit den Hinterfütterungsmaterialien ist gut Besonders geeignete Hinterfütterungsmaterialien sind Kunstharze und Metallguß-Legierungen. Ferner kann als Hinterfütterungsmaterial auch Gips verwendet werden, wenn bei der Weiterverarbeitung bei Temperaturen von weniger als 1000C gearbeitet wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen haben vorzugsweise einen Schmelzbereich bzw. ein Erstarrungsintervall zwischen etwa 120 und 3000C. Da die heutigen Polymerisationsgeräte bei Temperaturen über 900C, vorzugsweise bei 1200C, arbeiten, können Legierungen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als Modeilmaterialien nicht verwendet werden. Auch die Verwendung von Gips als Modellmaterial ist bei diesen Temperaturen nicht möglich. Eine Überschreitung des angegebenen Schmelzbereichs ist beim Metallspritzverfahren unzweckmäßig, da bei Temperaturen von mehr als 3000C in der Spritzpistole technologische Schwierigkeiten auftreten.
Der Zusatz von Antimon allein verbessert die Oberfläche und gibt dem Modell die nötige Kratzfestigkeit Der Antimonzusatz kann bis zu 7 Gew.-% betragen, ohne daß der Schmelzpunkt der Legierung allzu hoch ansteigt
Der Zusatz von Silber allein verbessert ebenfalls deutlich die Oberfläche, die völlig glänzend und glatt wird. Dabei verschiebt sich der Schmelzbereich der
Legierung aber nach oben, so daß Ag-Zusätze von mehr
als 5 Gew.-% nicht mehr zweckmäßig sind
Der Zusatz von Antimon und Silber verbindet
vorteilhaft die guten Oberflächeneigenschaften und die günstigen Schmelzbereiche miteinander.
Der Zusatz von Kupfer verbessert die Theologischen Eigenschaften der Legierung beim Spritzen.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß zu
so verwendenden Dentallegierungen die Zusätze in folgenden Mengen:
(a) 0,1 bis 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) 0,1 bis 2,0 Gew.-% Ag oder
(c) 0,2 bis 4,5 Gew.-% Sb und Ag zusammen.
Wird Cu als weiterer Zusatz verwendet so beträgt dessen Menge vorzugsweise 0,2 bis 03 Gew.-%.
Eine besonders bevorzugte Dentallegierung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusätze entweder (a) l,0bis2£Gew.-%Sboder
(b) 0,5 bis 1,0 Gew.-% Ag oder
(c) 2,0 bis 3,0 Gew.-% Sb und Ag
sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) 0,5Gew.-%Cu
enthält
Zweckmäßig enthält die Dentallegierung gemäß der Erfindung 36 bis 70 Gew.-% Bi und 63,9 bis 25 Gew.-% Sa vorzugsweise 36 bis 65 Gew.-% Bi und 633 bis 30 Gew.-% Sa
Weitere bevorzugte Bereiche für die Grundbestandteile liegen bei 52 bis 58 Gew.-% Bi und 47 bis 36 Gew.-% Sn, bei 38 bis 45 Gew.-% Bi und 61 bis 50 Gew.-% Sn sowie zwischen 47 bis 53 Gew.-% Bi und 52 bis42Gew.-%Sn.
Als besondere geeignete Spritzlegierungen haben sich solche erwiesen, die vom Eutektikum Wismut-Zinn ausgehen. Derartige Legierungen sind durch folgende Zusammensetzungen gekennzeichnet:
56,5±13Gew.-%Bi,
41±l,5Gew.-%Sn,
13± 1 Gew.-% Sb und/oder 13± 1 Gew.-% Ag,
03±03Gew.-%Cu.
Der Schmelzpunkt, die Oberfläche und die Härte dieser Legierungen sind gut und den herkömmlichen Legierungen mit der entsprechenden Grundzusammensetzung deutlich überlegen. Beispiele für diese Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 14 bis 26 angegeben.
Besonders geeignete Legierungen, deren Expansion bei der Erstarrung relativ gering ist, sind durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet:
39±13Gew.-%Bi,
58±13Gew.-%Sn,
1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag,
0,5±03Gew.-%Cu.
Derartige Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 28 bis 40 angegeben.
Es haben sich aber auch Legierungen als brauchbar erwiesen, die aufgrund ihres relativ hohen Wismutgehalts bei der Erstarrung etwas stärker expandieren. Bei der Verwendung eines schrumpfenden Abformmaterials, wie es manchmal unumgänglich ist, gleicht sich ι ο dieser Effekt jedoch wieder aus.
Derartige Legierungen sind durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet:
68±2Gew.-%Bi,
283±13Gew.-%Sn,
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag,
03±03Gew.-%Cu.
Beispiele für diese Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 2 bis 12 angegeben.
Es können auch Legierungen Verwendung finden, die durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet sind: 483±13Gew.-%Bi,
483±13Gew.-%Sn,
2^ ± 1 Gew.-% Sb und/oder 0,5 ± 0,4 Gew.-% Ag.
Tabelle
Legie Bi Sn Sb Ag Cu Vickers- Erstarrungs Solidus Oberfläche, Wiedergabegenauigkeit
rung härte intervall CC)
0,2 kg Liquidus 134
(kg/mmJ) CC) 137
1") 70 30 21,5 182 141 matt, porös, verschwommen
2 663 28,5 5 28,8 231 140 glänzend, glatt, scharf
3 683 29,2 2,5 26,2 197 133 glänzend, glatt, scharf
4 693 29,7 1 24,6 185 135 glänzend, glatt, scharf
5 663 283 5 25,6 290 135 glänzend, glatt, scharf
6 683 29,2 23 24,2 225 134 glänzend, glatt, scharf
7 693 29,7 1 23,1 190 135 glänzend, glatt, scharf
8 663 283 23 23 28,1 230 131 glänzend, glatt, scharf
9 68,6 29,4 1,0 1,0 25,2 195 140 glänzend, glatt, scharf
10 663 283 3 13 0,5 27,1 240 132 glänzend, glatt, scharf
11 67,9 29,1 2,5 03 26,0 241 138 glänzend, glatt, scharf
12 67,9 29,1 23 03 24,9 239 140 glänzend, glatt, scharf
13·) 58 42 22,0 138 138 matt, leicht porös, unsauber
14 55 40 5 34,4 254 135 glänzend, glatt, scharf
15 56,6 403 2,5 29,2 188 131 glänzend, glatt, scharf
16 57,4 41,6 1 24,0 141 131 glänzend, glatt, scharf
17 55 40 5 27,0 295 129 glänzend, glatt, scharf
18 56,6 40,9 23 26,2 234 138 glänzend, glatt, scharf
19 57,4 41,6 1 253 195 138 glänzend, glatt, scharf
20 55 40 23 23 33,1 231 136 glänzend, glatt, scharf
21 56 403 23 1.0 31,2 190 133 glänzend, glatt, scharf
22 563 40,7 23 03 29,1 182 135 glänzend, glatt, scharf
23 56,8 41,2 1,0 1,0 25,4 188 139 glänzend, glatt, scharf
24 55 40 23 2,0 03 32,2 235 139 glänzend, glatt, scharf
25 563 40.7 23 03 303 233 139 glänzend, glatt, scharf
26 563 40.7 23 03 28,2 233 137 glänzend, glatt, scharf
27") 40 60 23,9 177 140 matt, porös, verwaschen
28 38 57 5 31,2 231 137 glänzend, glatt, scharf
29 39 583 23 29,0 180 133 glänzend, glatt, scharf
30 39,6 59,4 1 273 179 133 glänzend, glatt, scharf
31 38 57 5 313 294 129 glänzend, glatt, scharf
32 39 583 23 31,0 233 141 glänzend, glatt, scharf
33 39,6 59,4 1 263 159 137 glänzend, glatt, scharf
34 38 57 23 23 303 239 138 glänzend, glatt, scharf
35 38,6 57,9 23 1.0 293 174 139 glänzend, glatt, scharf
36 383 58,2 23 03 29,4 158 glänzend, glatt, scharf
37 39,2 583 1,0 1.0 28,0 191 glänzend, glatt, scharf
Fortsetzung
Legierung
Bi
Sn Sb Ag Cu Vickers- F.rstarrungs-
härte Intervall 0,2 kg Liquidus Solidus (kg/mm?) ("C) ("C)
Oberfläche, Wiedergabegenauigkeit
38 38,4 57,6 2,5 1,0 0,5 30,5 249 138
39 38,8 58,2 2,5 0,5 29.6 245 139
40 38,8 58,2 2,5 0,5 28,9 245 135
glänzend, glatt, scharf
glänzend, glatt, scharf
glänzend, glatt, scharf
*)Die Legierungen 1 und 13 sind nicht erfindungsgemäß.
··) Legierung 27 ist nicht erfindungsgemäß.
Das nachstehende Beispiel erläutert die Anwendung ι > der erfindungsgemäßen Legierungen.
Anwendungsbeispiel
Vom Unterkiefer eines Patienten wird vom Zahnarzt ein Alginatabdruck genommen. Dieser wird vom Zahntechniker mit einer der erfindungsgemäßen Legierungen stoßweise ausgespritzt, bis sich eine relativ dünne, aber wiederstandsfähige Schicht auf dem Abdruck niedergeschlagen hat. Die Dicke der Metallschicht beträgt dabei gewöhnlich etwa 0,5 bis 2 mm. Verwendet man beispielsweise die Legierung Nr. 36 gemäß der Tabelle, so wird eine Spritzpistole verwendet, deren Metallvorrat bis zur Spritzdüse mit Hilfe einer thermostatgesteuerten elektrischen Heizung auf etwa 180 bis 190° C erhitzt ist so
Die Rückseite des Metalls weist Rauhigkeiten auf, die sich gut eignen, mit einem dünnflüssigen kalthärtenden Kunstharz hintergossen zu werden. Nach etwa 20 Minuten ist das Kunstharz ausgehärtet, und das Ganze wird vom Alginatabdruck gelöst. Man erhält ein mit r> Kunstharz hintergossenes, metallbeschichtetes Modell (positives Arbeitsmodell) das eine sehr hohe Widergabegenauigkeit aufweist und bei der Weiterverarbeitung weitgehend unempfindlich gegen Beschädigungen ist. An diesem Modell führt nun der Zahntechniker die entsprechenden Arbeiten aus, d. h., er stellt zum Beispiel Zähne auf oder fertigt Kronen oder ganze Brücken an. Die so auf dem metallbeschichteten Modell hergestellte zahntechnische Arbeit, zum Beispiel eine Brücke, kann nun mit Verblendkunststoff an den dafür vorgesehenen Flächen überzogen werden. Zur Aushärtung des Verblendkunststoffes wird das metallbeschichtete Modell samt Brücke und Verblendkunststoff in ein Polymerisationsgerät gebracht. Die Kunststoffmasse wird gewöhnlich bei 1200C unter Druck auspolymerisiert.
Nach Beendigung der Polymerisation wird das Gefäß geöffnet, worauf das auspolymerisierte Dentalteil ohne Schwierigkeiten von der Metalloberfläche abgelöst werden kann. Es wird dann in üblicher Weise vom Zahntechniker weiterbearbeitet.
Die Erfindung ist nicht auf das angegebene Anwendungsbeispiel beschränkt; die erfindungsgemäßen Legierungen können auch für andere Anwendungsgebiete in der Zahntechnik angewendet werden.
80S 536/417

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verwendung einer Legierung, die aus 30 bis 74 Gew.-% Bi und 693 bis 19 Gew.-% Sn als Grundbestandteile sowie als Zusätze entweder
    (a) Ag in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%; oder
    (b) Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-%; oder
    (c) Ag und Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-%, wobei der Anteil des Ag nicht mehr als etwa 5 Gew.-·* beträgt,
    besteht, zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik.
    2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die zusätzlich 0,1 bis 1 Gew.-% Cu enthält, wobei die Gesamtmenge aller Zusätze im Fall (a) nicht mehr als etwa 5 Gew.-% und in den Fallen (b) und (c) nicht mehr als etwa 7 Gew.-% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.
    3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Menge der Zusätze (b) und (c) bzw. die Gesamtmenge aller Zusätze in der Dentallegierung nicht mehr ab 5 Gew.-% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.
    4. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die jedoch entweder
    (a) 0,1 bis £5 Gew.-% Sb oder
    (b) αϊ bis ZOGew.-tt Ag oder
    (c) 0,2 bis 43 Gew.-·* Sb und Ag
    sowie ab weiteren Zusatz gegebenenfalb
    (d) 02 bis 08 Gew.-·* Cu
    enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 4, die ab Zusätze entweder
    (a) 1,0 bb2£ Gew.-·* Sb oder
    (b) l,0Gew.-* Ag oder
    (c) 2,Obb3jOGew.-<M>SbundAg
    sowie ab weiteren Zusatz gegebenenfalb
    (d) 0,5GcW.-1* Cu
    enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die jedoch 36 bis 70 Gew.-% Bi und 633 bis 25 Gew.-·* Sn ab Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    7. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 6, die jedoch 36 bb 65 Gew.-% Bi und etwa 633 bis 30 Gew.-% Sn enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    8. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7, die jedoch 52 bis 59 Gew.-% Bi und 47 bis 36 Gew.-·* Sn ab Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    9. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7, die38bis45Gew.-% Bi und 61 bis 50 Gew.-% Sn ab Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    10. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7, die 47 bb 53 Gew.-«* Bi und 52 bb 42 Gew.-<* Sn ab Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
    11. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche lbb 7, die aus
    56£±l,5Gew.-%Bi
    41 ± 1,5GeW.-* Sn,
    1,5 ± 1 Gew-% Sb und/oder
    l,5±lGew.-%Agund
    0,5 ±05 Gew.-·* Cu
    besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
    IZ Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche Ibis 7, die aus
    39±UGew.-%Bi,
    58±l,5Gew.-%Sn,
    1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder
    l,5±lGew.-%Agund
    0,5±0,5Gew.-%Cu
    besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
    13. Verwendung die aus
    68±2Gew.-%Bi,
    3U,
    1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder
    l,5±lGew.-%Agund
    0,5±0,5Gew.-%Cu
    besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
    14. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die aus
    G%i
    48,5 ± 1,5 Gew.-% Sn, sowie
    2J5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder
    0,5±0,4Gew.-%Ag
    besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
    15. Verwendung der Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Metallspritzlegierung bei der Herstellung von Modellen in der Zahntechnik.
DE2712517A 1977-03-22 1977-03-22 Verwendung einer Wismut-Zinn-Legierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik Expired DE2712517C2 (de)

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