DE2712517C2 - 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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DE2712517C2 DE2712517A DE2712517A DE2712517C2 DE 2712517 C2 DE2712517 C2 DE 2712517C2 DE 2712517 A DE2712517 A DE 2712517A DE 2712517 A DE2712517 A DE 2712517A DE 2712517 C2 DE2712517 C2 DE 2712517C2
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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 Nogativform 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 Modeilmaterial beschränkt.
Als Modellwerkstoffe stehen Gips, Kunststoffe, Zemente, leicht schmelzende Legierungen, Amalgame, Galvanometalle sowie Metallspritzlegierungen zur Verfügung. 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.
Als Modellwerkstoffe verwendete leicht schmelzende Gießlegierungen enthalten z. B. Blei, Zinn, Wismut und Cadmium und haben einen Schmelzpunkt von etwa 70° C. 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 ab 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
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 werdet, 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 0,9, 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 Wideirgabegenauigkeit der Spritzle-
K) gierungen festgestellt
Weiterhin zeigen die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nach dem Aufspritzen eine gute Verbindung der einzelnen Schichten untereinander. Auch die Verbindung mit den Hinterfütterungsmateria- > lien ist gut Besonders geeignete Hinterfütterungsmaterialien sind Kunstharze und Metallguß-Legierungen. Ferner kann als Hintenütterungsmaterial auch Gips verwendet werden, wenn bei der Weiterverarbeitung bei Temperaturen von weniger als 100°C gearbeitet
2» wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen haben vorzugsweise einen Schmelzbereich bzw. ein Erstarrungsintervall zwischen etwa 120 und 3000C Da die heutigen Polymerisationsgeräte bei Temperaturen
2r, über 903C, vorzugsweise bei 1200C1 arbeiten, können Legierungen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als Modellmaterialien nicht verwendet werden. Auch die Verwendung von Gips als Modellmaterial ist bei diesen Temperaturen nicht möglich. Eine Überschreitung des
jo 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
η 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
■r> 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
ίο 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.
5r> Wird Cu als weiterer Zusatz verwendet, so beträgt dessen Menge vorzugsweise 0,2 bis 0,8 Gew.-%.
Eine besonders bevorzugte Dentallegierung ist dadurch gekennzeichnet daß sie als Zusätze entweder (a) l,0bis2,5Gew.-%Sboder
bo (V) 0,5 bis 1,0 Gew.-% Ag oder
(c) 2,0bis3,0Gew.-%SbundAg sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) 0,5Gew.-%Cu enthält.
bi Zweckmäßig enthält die Dentallegierung gemäß der Erfindung 36 bis 70 Gew.-% Bi und 63,9 bis 25 Gew.-% Sn, vorzugsweise 36 bis 65 Gew.-% Bi und 63,9 bis 30 Gew.-% Sn.
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.-°/o Sn sowie zwischen 47 bis 53 Oew.-% Bi und 52 bis42Gew.-%SiL
Als besondere geeignete Spritzlegierungen haben sich solche erwiesen, die vom Eulektikum Wismut-Zinn ausgehen. Derartige Legierungen sind durch folgende Zusammensetzungen gekennzeichnet: 565±15Gew.-%Bi, 41±15Gew.-%Sn,
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag, 05±05Gew.-%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±15Gew.-%Bi, 58±l,5Gew.-%Sn,
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag, O5±O5Gew.-°/oCu.
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, 28,5±l,5Gew.-%Sn, 1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag, O,5±O5Gew.-°/oCu.
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: 48,5±l,5Gew.-%Bi, 48,5±l,5Gew.-%Sn, 2,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 0,5 ± 0,4 Gew.-% Ag.
Tabelle Legie- Bi Sn Sb Ag Cu Vickers- Erstarrungs
rung härte Intervall
0,2 kg Liquidus Solidus (kg/mm*) ("C) (°C)
Oberfläche, Wiedergabegenauigkeit
1*) 70 30 5 5
2 66,5 28,5 2,5 2,5
3 68,3 29,2 1 1
4 69,3 29,7 2,5
5 66,5 285 1.0
6 68,3 29,2 15
7 69,3 29,7 25
8 66,5 28,5 1.0 2,5
9 68,6 29,4 3
10 66,5 285 2,5
11 67,9 29,1
12 67,9 29,1
13·) 58 42 5 5
14 55 40 2,5 2,5
15 56,6 40,9 1 1
16 57,4 41,6 2,5
17 55 40 1,0
18 56,6 40,9 0,5
19 57,4 41,6 2,5 1,0
20 55 40 2,5 2,0
21 56 40,5 2,5
22 56,3 40,7 1,0 2,5
23 56,8 41,2 2,5
24 55 40 2,5
25 56,3 40,7
26 56,3 40,7
27") 40 60 5 5
28 38 57 2,5 2,5
29 39 58,5 1 1
30 39,6 59.4 2,5
31 38 57 1,0
32 39 58,5 0,5
33 39,6 59,4 2,5 1.0
34 38 57 2,5
35 38,6 57,9 2,5
36 38,8 58,2 1.0
37 39.2 58.8
0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 0,5
21,5 182 134
28,8 231 137
26,2 197 141
24,6 185 140
25,6 290 133
24,2 225 135
23,1 190 135
28,1 230 134
25,2 195 135
27,1 240 131
26,0 241 140
24,9 239 132
22,0 138 138
34,4 254 140
29,2 188 138
24,0 141 135
27,0 295 131
26,2 234 131
25,5 195 129
33,1 231 138
31,2 190 138
29,1 182 136
25,4 188 133
32,2 235 135
30,3 233 139
28,2 233 139
23,9 177 139
31,2 231 137
29,0 180 140
27,8 179 137
31,5 294 133
31,0 233 133
26,8 159 129
30,8 239 141
29,9 174 137
29,4 158 138
28.0 191 139
matt, porös, verschwommen glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf matt, leicht porös, unsauber glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf matt, porös, verwaschen glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf glänzend, glatt, scharf
Fortsetzung
Legierung
Bi
Sn
Sb Ag Cu Vickers- Erstarrungshärte interyall 0,2 kg Liquidus Solidus (kg/mm*) (0C) (°C)
Oberfläche, Wiedergabegenau igkeit
3* 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 I und 13 sind nicht erfindungsgemäß.
"»Legierung 27 ist nicht erfindungsgemäß.
Das nachstehende Beispiel erläutert die Anwendung 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 1900C erhitzt ist
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 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 Beispie Zähne auf oder fertigt Kronen oder ganze Brücken an Die so auf dem metallbeschichteten Modell hergestellte zahntechnische Arbeit, zum Beispiel eine Brücke, kanr nun mit Verblendkunststoff an den dafür vorgesehener Flächen überzogen werden. Zur Aushärtung de; Verblendkunststoffes wird das metallbeschichtete Mo dell samt Brücke und Verblendkunststoff in eii Polymerisationsgerät gebracht Die Kunststoffmasse wird gewöhnlich bei 1200C unter Druck auspolymeri siert
Nach Beendigung der Polymerisation wird das Gefät
jo geöffnet, worauf das auspolymerisierte Dentalteil ohne Schwierigkeiten von der Metalloberfläche abgelös werden kann. Es wird dann in üblicher Weise von Zahntechniker weiterbearbeitet.
Die Erfindung ist nicht auf das angegebene Anwen
Γ, dungsbeispiel beschränkt; die erfindungsgemäßen Le gierungen können auch für andere Anwendungsgebiete in der Zahntechnik angewendet werden.

Claims (15)

Patentansprüche:
1. Verwendung einer Legierung, die aus 30 bis 74 Gew.-% Bi und 69,9 bis 19 Gew.-°/o 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 Fällen (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 als 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 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) 0,1 bis 2,0 Gew.-% Ag oder
(c) 0,2bis4,5Gew.-%SbundAg
sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) O,2bisO,8Gew.-o/oCu
enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 4, die als Zusätze entweder
(a) l,0bis2,5Gew.-%Sboder
(b) l,0Gew.-% Ag oder
(c) 2,0 bis 3,0 Gew.-% Sb und Ag
sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) O,5Gew.-o/oCu
enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die jedoch 36 bis 70 Gew.-°/o Bi und 63,9 bis 25 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
7. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 6, die jedoch 36 bis 65 Gew.-°/o Bi und etwa 63,9 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 als Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
9. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7, die 38 bis 45 Gew.-% Bi und 61 bis 50 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
10. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7, die 47 bis 53 Gew.-% Bi und 52 bis 42 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
11. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die aus
56,5±l,5Gew.-O/oBi
41±l,5Gew.-%Sn,
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder
1,5 ± 1 Gew.-°/o Ag und
0,5 ±0,5 Ge w.-% Cu
besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
12. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die aus
39±l,5Gew.-°/oBi,
58±l,5Gew.-o/oSn,
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,
28,5±l,5Gew.-°/oSn,
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder
l,5±lGew.-%Agund
O,5±O,5Gew.-°/oCu
besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.
14. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die aus
48,5±l,5Gew.-%Bi,
48,5 ± 1J5 Gew.-% Sn, sowie
23 ± 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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CH280678A CH632529A5 (de) 1977-03-22 1978-03-15 Dentallegierung.
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