什麼是雷射焊接
雷射焊接是將雷射的能量集中在小範圍內熔化金屬,再使其凝固,藉此將金屬與金屬接合為一體的方法。
在牙科,用於大型牙橋、使用金屬支架的假牙等,需要連接金屬零件與金屬零件的時候。
本診所是在氬氣中,使高純度白金加金(鉑金合金)的細線,與要接合的原本金屬融為一體來接合。
用於連接假牙等的金屬零件、開始使用後的修理,以及矯正所用器具前端的加工。
焊接是以診所內技工室中,德國 Heraeus 公司製造的高功率雷射焊接機進行。
雷射焊接的原理
以下將本診所的焊接分為4個階段介紹。
- 充滿氬氣:以氬氣充滿要接合的原本金屬(母材)的接合部位。
- 放上白金加金焊線:將高純度白金加金如細針般的焊線,抵在要接合的地方。
- 照射雷射:照射高功率的雷射,使白金加金焊線與母材融為一體。
- 放大確認:以顯微鏡放大確認完成的狀態。
如照片所示,焊接機上裝有接目鏡,可一邊觀察一邊作業。
在氬氣中焊接的理由
在充滿氬氣的環境中焊接,是為了抑制接合部位產生氧化膜,並使異物不易混入。
一般而言,焊接時會以氣體覆蓋周圍,使熔化的金屬不與空氣中的氧氣或氮氣接觸。
氬氣是不易與熔化的金屬發生化學反應的氣體(惰性氣體),是用於此目的的氣體之一。
母材與添加的金屬
要接合的原本金屬,稱為母材。
本診所在接合時添加的金屬,使用高純度的白金加金。
在連接分開鑄造之支架的例子中,我們使用了與支架相同的金屬進行連接。
關於白金加金這種材料,於白金加金頁面中說明。
一般的特徵
一般認為,牙科的雷射焊接有以下特徵。
- 可以直接在模型上作業
- 接合處不夾入焊料(用來連接金屬與金屬的另一種金屬)
- 由於雷射的能量集中在小範圍內,周圍不易受到熱的影響
本診所使用雷射焊接的理由
因為不希望接合處混入氧化膜或異物
院長認為,接合金屬與金屬時,應避免接合處產生氧化膜或混入異物。
為此,我們在充滿氬氣的環境中,以高功率的雷射接合。
為了將分開製作的零件合而為一
大型的金屬支架,為了補正鑄造(將以蠟做成的形態轉換為金屬的方法)所產生的誤差,有時會分成幾個部分鑄造。
將分開的零件連接成一個支架的,就是雷射焊接。
為了在開始使用後也能加以處理
院長認為,假牙不是做好一次就結束,而是一邊反覆細微的調整、一邊長期使用的東西。
隨著歲月過去,口腔的狀態可能改變,例如原本剩餘的牙齒無法再保留等。
為了在這種時候也能進行添加金屬或添加人工牙的修理,我們使用雷射焊接。
本診所的實際做法
用於製作:將分開鑄造的零件連接為一
曾有將上顎贗復物(補足缺失牙齒的物品)的金屬支架,分成3個區塊鑄造的例子。
在這個例子中,我們在氬氣中使用與支架相同的金屬,以高功率的雷射將3個區塊連接為一。
鑄造的原理,於鑄造頁面中說明。
用於修理:添加金屬、接合附著體
我們會進行在已開始使用之假牙的金屬部分添加白金加金的修理。
添加的地方,表面看起來較粗糙。
也會進行將連接假牙與支撐牙齒的零件(附著體)接合到假牙上的修理。
之後再添加人工牙
讓取戴更容易的做法
加工器具的前端
矯正所用的矯正鉗(夾持細金屬線的器具)的前端,我們也會以雷射焊接白金加金來修整形狀。
詳細內容,於矯正鉗前端加工頁面中說明。
與其他技術搭配
雷射焊接能做到與無法做到的事
雷射焊接能做到的事
- 將分開鑄造的金屬零件連接為一
- 在假牙的金屬部分添加白金加金
- 將附著體接合到假牙上
- 之後添加人工牙的修理(視假牙的材料與結構而定)
- 加工固位裝置的前端,以及矯正所用器具的前端
無法做到的事與本診所的補足方式
| 無法做到的事 | 本診所的補足方式 |
|---|---|
| 對任何假牙都以相同方式修理 | 確認所使用的材料與結構、假牙與口腔的狀態,判斷要修理還是重新製作 |
| 消除接合處產生小空洞或裂縫的可能性(這是一般常被指出的問題) | 在氬氣中作業,並以顯微鏡放大確認完成的狀態 |
| 使修理後的假牙不再變化 | 確認經過,並視需要調整 |
假牙的主要風險與副作用,有適應前的異樣感、需要調整,以及隨著年數而需要重做。
修理後的假牙,也可能受到全身或口腔環境的變化、隨著年數的劣化等影響。
常見問題
- 假牙的金屬部分壞掉時,可以修理嗎?
連接金屬部分或添加白金加金的修理,在診所內的技工室進行。
能進行什麼樣的修理,會在確認材料與結構、假牙與口腔的狀態後判斷。
- 之後可以在假牙上加牙嗎?
在原本剩餘的牙齒無法再保留等情況下,我們會評估添加人工牙的修理。
並非所有假牙都能進行,我們會連同材料與結構一併確認。
- 為什麼要在氬氣中焊接?
是為了抑制接合部位產生氧化膜,並使異物不易混入。
- 如何確認焊接完成的狀態?
以顯微鏡放大確認完成的狀態。
修理之後,也會確認假牙與口腔的狀態,並視需要調整。
- 除了假牙之外也會使用嗎?
連接上顎贗復物的金屬支架時,以及加工矯正所用矯正鉗的前端時,也會使用。
相關技術與治療
- 矯正鉗前端加工:在矯正用器具的前端焊接白金加金
- 鑄造:將蠟的形態轉換為金屬
- 白金加金:焊接時添加的金屬
- 附著體:連接假牙與支撐牙齒的裝置
- 本診所使用的技術一覽
- 假牙(精密義齒)
- 顳顎關節障礙與盡量不拔牙的齒列矯正
參考資料
一般性的說明(雷射焊接的原理、特徵與注意事項,以及焊接時使用氣體的理由),參考了以下的公開資料。關於本診所的做法,則是根據院長的說明。
- Shimakura M, Takeuchi M. Change of hardness in fusion zone of dental metals in laser welding. Journal of Japanese Society for Laser Dentistry. 2010;21(3)(日文)
- Welding Information Center (Japan Welding Engineering Society)「[Joining and welding technology Q&A: why is shielding gas necessary?]」(日文)
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