什么是激光焊接

激光焊接是把激光的能量集中在很小的范围内,使金属熔化并凝固,从而把金属与金属连接成一体的方法。

在牙科中,大型固定桥、使用金属支架的义齿等在连接金属部件时会用到这种方法。

本院在氩气中,使高纯度铂金合金的细丝与被连接的原有金属融为一体,进行连接。

用于连接义齿等的金属部件、开始使用后的修理,以及矫正所用器械尖端的加工。

焊接使用院内技工室中德国 Heraeus 公司制造的高功率激光焊接机进行。

技工室的激光焊接机。机身前方装有用于观察内部的目镜
技工室的激光焊接机

激光焊接的原理

下面分4个阶段介绍本院的焊接。

  1. 充入氩气:在被连接的原有金属(母材)的接合处充满氩气。
  2. 放置铂金合金丝:把高纯度铂金合金的细针状金属丝抵在要连接的部位。
  3. 照射激光:照射高功率激光,使铂金合金丝与母材融为一体。
  4. 放大确认:用显微镜放大确认完成状态。

如照片所示,焊接机上装有供操作者一边观察一边作业的目镜。

在氩气中焊接的理由

之所以在充满氩气的环境中焊接,是为了抑制接合处形成氧化膜,并使异物不易混入。

一般来说,焊接时会用气体包围周围,使熔化的金属不接触空气中的氧气和氮气。

氩气是一种不易与熔化的金属发生化学反应的气体(惰性气体),是用于此目的的气体之一。

母材与添加的金属

被连接的原有金属称为母材。

本院在连接时添加的金属,使用高纯度的铂金合金。

在连接分开铸造的支架的实例中,使用了与支架相同的金属进行连接。

关于铂金合金这种材料,请参阅铂金合金页面的说明。

一般的特点

一般认为,牙科的激光焊接有以下特点。

  • 可以直接在模型上作业
  • 连接处不夹入焊料(用于连接金属的另一种金属)
  • 由于把激光的能量集中在很小的范围内,热量不易影响周围

本院采用激光焊接的理由

因为我们不希望连接处出现氧化膜或混入异物

院长希望在连接金属时,避免接合处形成氧化膜或混入异物。

为此,我们在充满氩气的环境中,用高功率激光进行连接。

为了把分开制作的部件连成一体

大型的金属支架,为了补偿铸造(将用蜡制作的形态转换为金属的方法)中产生的误差,有时会分成几部分铸造。

把分开的部件连接成一个支架的,就是激光焊接。

为了在开始使用后也能进行修整

院长认为,义齿并不是做好一次就结束了,而是要一边反复进行细微的调整、一边长期使用的东西。

随着岁月流逝,口腔状态可能发生变化,例如原有的余留牙无法保留等。

为了在这种时候也能进行添加金属或添加人工牙的修理,我们使用激光焊接。

本院的实际做法

制作中:把分开铸造的部件连成一体

有过把上颌修复体(弥补缺失牙齿的装置)的金属支架分成3个区块铸造的实例。

在这一实例中,我们在氩气中使用与支架相同的金属,用高功率激光把3个区块连成一体。

关于铸造的原理,请参阅铸造页面的说明。

放在蓝色布上的上颌修复体。排列着白色牙齿,后牙部分可见金属
上颌修复体

修理中:添加金属、连接附着体

我们会对已开始使用的义齿的金属部分,进行添加铂金合金的修理。

添加的部位,表面看起来较粗糙。

我们也进行把连接义齿与起支撑作用的牙齿的部件(附着体)连接到义齿上的修理。

事后添加人工牙

下颌局部义齿。其中1颗是后来添加的人工牙
后来添加了1颗人工牙的下颌局部义齿

制作义齿之后,原有余留牙中的一部分可能无法保留。

这种情况下,我们会研究是否对义齿进行添加人工牙的修理。

为了也能应对这样的修理,本院会选择义齿金属支架的材料。

便于摘戴的改进

在临时义齿固位装置的末端焊接了铂金合金的部位(黄色箭头)
在固位装置末端焊接铂金合金的部位(临时义齿)

有时会在把义齿固定在牙齿上的部分(固位装置)的末端焊接铂金合金,使义齿更容易摘戴。

照片是在临时义齿上进行的实例(黄色箭头所指之处)。

加工器械的尖端

矫正所用的钳子(夹持细金属丝的器械)的尖端,我们也会激光焊接铂金合金来修整形态。

详情请参阅钳子尖端的加工页面的说明。

在尖端前侧一列焊接了铂金合金的钳子(放大)
尖端焊接了铂金合金的钳子

与其他技术的组合

  • 铸造:将分开铸造的部件通过焊接连成一体。
  • 铂金合金:焊接时添加的金属。我们选择它作为能够应对修理的材料。
  • 附着体:连接义齿与起支撑作用的牙齿的部件,通过焊接进行接合。
  • 技工用体视显微镜:放大确认完成状态。

激光焊接能够做到的事与无法做到的事

激光焊接能够做到的事

  • 把分开铸造的金属部件连成一体
  • 在义齿的金属部分添加铂金合金
  • 把附着体连接到义齿上
  • 事后添加人工牙的修理(取决于义齿的材料与结构)
  • 加工固位装置的末端以及矫正所用器械的尖端

无法做到的事与本院的弥补方法

无法做到的事本院的弥补方法
对任何义齿都以同样方式修理确认所用的材料与结构、义齿与口腔的状态,再判断是修理还是重做
消除接合处出现微小空洞或裂纹的可能性(这是一般所指出的问题)在氩气中作业,并用显微镜放大确认完成状态
使修理后的义齿不发生变化确认经过,并根据需要进行调整

义齿的主要风险与副作用包括:适应前的异物感、需要调整,以及长期使用后需要重做。

修理后的义齿,也可能会受到全身及口腔环境的变化、随时间老化等因素的影响。

常见问题

义齿的金属部分损坏时,可以修理吗?

连接金属部分、添加铂金合金等修理,在院内技工室进行。

能进行怎样的修理,需要确认材料与结构、义齿与口腔的状态后再判断。

事后可以在义齿上加牙吗?

在原有余留牙无法保留等情况下,我们会研究是否进行添加人工牙的修理。

并不是所有义齿都能进行,我们会连同材料与结构一并确认。

为什么要在氩气中焊接?

是为了抑制接合处形成氧化膜,并使异物不易混入。

如何确认焊接的完成状态?

用显微镜放大确认完成状态。

修理之后,也会确认义齿与口腔的状态,并根据需要进行调整。

除义齿外也会使用吗?

连接上颌修复体的金属支架时,以及加工矫正所用钳子的尖端时,也会使用。

参考资料

一般性说明(激光焊接的原理、特点与注意事项,以及焊接中使用气体的理由)参考了以下公开资料。关于本院的做法,依据的是院长的说明。

咨询与联系

医疗法人社团 耆婆会 吉见牙科医院
〒194-0001 东京都町田市 Tsukushino 1-29-1 Square 2 302(3楼)
TEL 042-795-1359 FAX 042-795-1398
诊疗日:周一、周二、周四、周五 10:00–13:00 / 14:30–18:00

初诊从进行检查与诊断的初诊咨询(自费诊疗,30分钟~1小时)开始。关于在其他诊所得到的诊断,也可以在初诊咨询中一并咨询。

如无法咀嚼、症状严重等紧急情况,请致电(042-795-1359)咨询。

延伸阅读

诊疗理念 ↗研究活动与论文 ↗时间与交通 ↗