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。

技工室的雷射焊接機。主體前方裝有用來觀察內部的接目鏡
技工室的雷射焊接機

雷射焊接的原理

以下將本診所的焊接分為4個階段介紹。

  1. 充滿氬氣:以氬氣充滿要接合的原本金屬(母材)的接合部位。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。

放在藍色布上的上顎贗復物。排列著白色牙齒,後牙部分可見金屬
上顎贗復物

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

下顎局部假牙。其中1顆是後來添加的人工牙
後來添加了1顆人工牙的下顎局部假牙

製作假牙之後,原本剩餘的牙齒中,可能有部分無法再保留。

這種時候,我們會評估在假牙上添加人工牙的修理。

本診所選擇假牙金屬支架的材料時,也考量到能因應這類修理。

讓取戴更容易的做法

在臨時義齒固位裝置的前端焊接白金加金的樣子(黃色箭頭)
在固位裝置前端焊接白金加金的樣子(臨時義齒)

有時會在將假牙固定於牙齒上的部分(固位裝置)的前端焊接白金加金,讓取戴更容易。

照片是在臨時義齒上進行的例子(黃色箭頭所指處)。

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。

在前端前側的一排焊接了白金加金的矯正鉗(放大)
前端焊接了白金加金的矯正鉗

與其他技術搭配

  • 鑄造:以焊接將分開鑄造的零件連接為一。
  • 白金加金:焊接時添加的金屬。我們將它選為能因應修理的材料。
  • 附著體:以焊接接合連接假牙與支撐牙齒的零件。
  • 技工用實體顯微鏡:放大確認完成的狀態。

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。

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。

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