什么是铸造
铸造是将用蜡制作的形态转换为金属的方法。
牙科一般使用一种称为“失蜡法”的方法。
将用蜡制作的原型埋入耐热的特殊石膏中,加热使蜡燃烧消失。
将熔化的金属注入石膏中形成的空腔(铸型),就能得到与原型形状相同的金属。
一般认为,这种方法是牙科医师塔格特(Taggart)于1907年发明的。
牙科使用的许多金属制品,例如充填或覆盖在牙齿上的修复物、义齿的金属部分等,都是用这种方法制作的。
本院在院内技工室铸造义齿的金属支架、金属临时牙以及颞下颌关节紊乱病治疗中使用的金属装置等。
铸造的原理
下面以义齿的金属支架为例,介绍本院的铸造流程。
- 用蜡制作形态:在用能耐受铸造高温的材料制作的模型(耐火模型)上,用蜡制作支架的形态(蜡型制作)。
- 制作铸型:在蜡型周围再注入耐火模型材料,制成铸型。以义齿支架为例,铸型的直径为10cm。
- 焚烧去蜡:用6小时缓慢升高铸型的温度,使其中的蜡燃烧消失。原来有蜡的地方,会形成形状相同的空腔。
- 注入金属:在高频与真空的环境中,于短时间内熔化高纯度的铂金合金,加压注入空腔。以义齿支架为例,使用50克铂金合金。
- 取出并精修:从铸型中取出冷却凝固的金属,修整形态并抛光。义齿的金属支架有时会抛光至镜面。
形态的收缩及其补偿
一般来说,铸造中的问题在于铸型石膏凝固时的尺寸变化,以及注入的金属在冷却凝固过程中的收缩。
牙科铸造以10微米(0.01mm)以下的精度为目标。
本院的义齿会预估铂金合金铸造时的收缩(铸造收缩)与义齿树脂固化时的收缩(聚合收缩),加入补偿值进行设计。
大型的金属支架,为了补偿铸造误差,有时会分成几个区块分别铸造。
在上颌修复体(弥补缺失牙齿的装置)的实例中,我们把支架分成3个区块铸造,再使用与支架相同的金属,通过激光焊接连接成一体。
本院采用铸造的理由
为了把用蜡设计的形态原样转移到金属上
检查中了解到的情况,首先表现为蜡的形态。
把这一形态转移到金属上的就是铸造,院长称之为“信息的转写”。
院长认为,要制作精密的牙冠和义齿,就必须讲究把蜡转换为金属的方法本身。
为了不让异物进入金属内部
为了使铸造金属的内部致密,并抑制空气中的尘埃和氧化物混入,我们在高频、真空、加压的环境中进行铸造。
我们通过加热时的升温方式以及在抽除空气的环境中铸造,力求使金属的结晶均匀,防止异物混入。
为了将铂金合金制作成形
本院用于义齿支架的铂金合金,是通过铸造成形的。
本院的实际做法
通过铸造制作的制品
铸造的前后
- 将检查数值设定到咬合架上,在模型上用蜡制作形态(蜡型制作)。
- 制作铸型,焚烧去蜡,注入金属(铸造)。
- 修整取出的金属的形态。义齿的部件根据需要统一方向(平行研磨),分开的部件则进行连接(激光焊接)。
- 确认完成状态后戴入口中,并通过重新记录下颌运动等方式进行确认。
铸造是在院内技工室进行的作业。
铸造能够做到的事与无法做到的事
铸造能够做到的事
- 把用蜡制作的细微形态转换为金属
- 从义齿支架这样的大型制作物,到金属临时牙和装置,都可以制作
- 加入预估收缩的补偿值进行设计
无法做到的事与本院的弥补方法
铸造无法完全消除金属冷却凝固时的收缩等。
此外,也有不适合铸造的材料。
| 无法做到的事 | 本院的弥补方法 |
|---|---|
| 完全消除形态的收缩与误差 | 加入预估收缩的补偿值。大型支架分开铸造,再用激光焊接连接 |
| 统一义齿各部件之间的方向(摘戴方向) | 铸造后,用平行研磨调整方向 |
| 将氧化锆制作成形 | 以光学方式读取,用 CAD/CAM 切削后烧结(氧化锆牙冠) |
| 将钛等难以精密铸造的金属制作成形 | 从大块材料中切削制作(钛) |
| 确认铸造的制作物是否适合患者本人的口腔 | 戴入口中确认。用临时牙、临时义齿试用确认 |
常见问题
- 铸造是什么样的方法?
把用蜡制作的形态埋入耐热的石膏中,加热使蜡燃烧消失。
这是向形成的空腔注入熔化的金属,制作出相同形状金属的方法(失蜡法)。
- 铸造的是什么金属?
义齿的金属支架使用铂金合金。
以义齿支架为例,使用50克高纯度的铂金合金进行铸造。
- 铸造后,形态不会改变吗?
金属在冷却凝固时会收缩。
本院会加入预估收缩的补偿值进行设计,大型支架有时也会分开铸造,再用激光焊接连接。
- 为什么要在真空中铸造?
是为了不让空气中的尘埃和氧化物混入金属内部。
- 铸造在哪里进行?
在院内技工室进行。
相关技术与治疗
参考资料
一般性说明(失蜡法的原理,以及铸造的收缩、钛铸造的难点)参考了以下公开资料。关于本院的做法,依据的是院长的投稿与说明。
- Japan Dental Association, “Theme Park 8020”: “[Dental castings (casting)]”(日文)
- Miyazaki T, et al. [Evolution of dental materials for CAD/CAM]. Journal of The Showa University Society. 2015;75(1):12-20(日文,J-STAGE)
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