Что выбрать из алмазных стоматологических инструментов - алмазный гальванический или алмазный спеченный?

Сейчас в мире стоматологический рынок предлагает большое разнообразие стоматологических алмазных боров. Спешим обрадовать, что разнообразие стоматологического инструмента, которым пользуются российские и украинские стоматологи, вырос до мирового уровня.

Кто может подсказать, что выбрать в этом изобилии стоматологических инструментов? Какой бренд или вид предпочесть? Гальванический инструмент или алмазный спеченный? К тому же, совсем недавно появились боры, как с однослойным алмазным покрытием, так и с многослойным, винтовые и перекрестные "торнадо".

Стоматолог, независимо от специализации, часто по роду деятельности выполняет разнообразные манипуляции, как то: обтачивать, выравнивать, резать, препарировать, корректировать, отделывать…

Обработке приходится подвергать самые различные материалы: эмаль, дентин, цементы, металлические сплавы, композитные материалы, драгоценные металлы, челюстную кость, амальгаму, керамику, фарфор. Вот поэтому стоматологами и зубными техниками используется разный инструмент для разных видов работ.

Есть два способа нанесения алмазного покрытия на металлические заготовки боров. Первое - "метод спекания". Второе - "метод гальваностегии" (гальванопластики). В обоих вариантах могут использовать синтетические (искусственные) алмазы или натуральные природные алмазы.

Результат отражается на получаемом изделии. Вроде получаемые при использовании этих методов изделия при полной внешней (именно кажущейся) схожести, имеют различия по своим механическим и эксплуатационным свойствам. Эти различия, на первый взгляд, абсолютно не заметны, но выявляются в процессе работы.

 

Cпеченное алмазное покрытие

Метод спекания представляет собой способ изготовления покрытия из порошкообразных металлов с добавлением связки (шихты) и абразивных частиц и последующим спеканием в формах.В основе металлической компоненты используют порошки металлов - медь, серебро, олово; в основе шихты - стекло или аналогичный материал.

Из-за необходимости в процессе использовать большое количество связки и металлического порошка в расплаве, объем алмазных частиц не может превышать 25% от объема используемой для спекания смеси. Получаемые заготовки покрывают этой смесью и спекают в специальных формах в окружении защитной атмосферы. Изделие формируется за счет оплавления слоя материала, который соприкасается со стенками формы и последующего его охлаждения вместе с формой. Толщина спекшегося слоя зависит от температурных режимов, а также состава используемой смеси. После заготовки опрессовывается до нужных размеров. Обработка до точных размеров и геометрии производится механическим способом. Эти процессы неизбежно вызывают возникновение внутренних напряжений в инструменте. Вот почему, после опрессовывания и дальнейшей механической доводки, нужно проводить температурную обработку, т.н. отжиг - для снятия внутренних напряжений. Отжиг позволяет уменьшить количество микротрещин в процессе эксплуатации инструмента.

Многократные ступенчатые нагревы делают металл более хрупким и подверженным излому. Все это ведет к дальнейшей хрупкости покрытия изделия, выкрашиванию алмаза и неравномерному износу бора. Из-за этого сохранять точный размер направляющего стержня становиться крайне трудно. Это один из самых важных критериев в сохранении дорогостоящего наконечника и устранения биения бора в процессе работы.

Помимо этого, в качестве металлической основы покрытия и для связки используют металлы, которые имеют невысокую температуру плавления с добавлением тугоплавких металлов для повышения стойкости алмазного слоя.

Содержание некоторого количества тугоплавких композитов, таких как кобальт, победит - невелико из-за невозможности однородного спекания состава при довольно высоком содержании этих составляющих. Небольшая концентрация алмазных зерен не позволяет сохранить изначальную форму и геометрические параметры изделия, из-за чего износ происходит неравномерно. В этом можно увидеть и преимущество: заметно более длительное время эксплуатации стоматологического инструмента без полной потери алмаза из-за более глубокого слоя алмазного покрытия, чем при гальванической обработке.

При этом нужно знать, что, несмотря на сохранение алмазного зерна - из-за неравномерности износа вскоре меняется геометрия инструмента, а также первичные размеры алмазного бора. Так как у нас происходит объемное распределение зерен алмаза в абразивном слое, мы не можем физически изготовить достаточно мелкие формы или рабочую поверхность сложной конфигурации как на борах типа "торнадо" - по причине более толстого слоя покрытия и дальнейшей доводки размеров и формы.

В мировом производстве алмазных боров чаще всего используется метод гальванопластики.

Гальваническое нанесение алмазного покрытия намного сложнее с позиции химии и физики. Метод основан на упорядочивании теплового броуновского движения частиц под действием электрического тока и дальнейшему осаждению их на поверхности заготовки. При пропускании через раствор электролита электрического тока, на поверхности заготовки происходит осаждение металла "фаза - матрица" и частиц абразивного порошка - фаза "два", которые цементируются матрицей. Частицы алмаза увлекаются осаждаемым металлом, закрепляются в нем и образуют новый единый композитный материал на поверхности заготовки. Фаза "два" проходит при помощи электростатических, адсорбционных и гравитационных сил, которые действуют на частицу, находящуюся на поверхности катода.

Катодом обычно выступает заготовка бора, анодом -стержень из металла, который осаждается на катоде. В виде суспензии в электролите содержится никель, кобальт и алмазные зерна. В данном случае содержание алмазных зерен в два раза больше, чем при спекании.

Существующее современное оборудование и отработанные режимы процесса создают при гальваностегии (гальванопластике) двойной слой зарядов, повышающий адгезию частиц основным слоем материала. Полученный в растворе суммарный электрический заряд образует двойной слой зарядов. Одна часть этого слоя локализуется на поверхности инструмента, а вторая в виде диффузного слоя распространяется внутрь металла заготовки. Возникающая химическая адсорбция частиц на поверхности инструмента, перераспределение (выравнивание) их концентрации, приводит к поглощению частиц поверхностью твердого тела и взаимопроникновению поверхностных слоев соединяемых веществ на молекулярном уровне.

Электропроводящие частицы серьезно увеличивают шероховатость, емкость поверхности. Частицы алмазов приобретают дополнительное ускорение периодическим взмучиванием концентрированного электролита. В конечном результате алмазные зерна цементируются никелем или никелем с кобальтом настолько, что бор получается эксплуатировать до полного износа без изменений его геометрических параметров и форм. Помимо этого при электролизе из суспензии происходит "исправление" дефектов механической подготовки, из чего вытекает дополнительная возможность соблюдать точность размеров и геометрии бора. Соответственно повышается износостойкость инструмента. Используя данный способ, получается за один прием наносить как однослойные, так и 2-х слойные алмазные покрытия.

Получаемые гальваническим методом покрытия отличаются от "спекаемых" отсутствием обязательной последующей термической обработки, т.н. отжига. Из-за чего практически нет внутренних напряжений и стоматологический бор можно многократно стерилизовать в автоклаве без угроз в виде изменения его параметров или размеров. Способ гальванического нанесения алмазного покрытия дает возможность изготовить мелкие формы инструмента для тонких работ и сложные формы рабочей поверхности, такие как винтовые и перекрестные, называемые "торнадо".

Плотность укладки алмазных зерен в инструменте, изготовленном при помощий гальванопластики, превышает аналогичный, полученный способом спекания в 16 раз. Все это серьезно увеличивает режущие свойства стоматологического бора. Давление, которое оказывается на инструмент при рабочем процессе - снижается, увеличивая срок службы турбинного наконечника.

Еще немного информации о различиях.

Хорошо известно, что нет в природе материала, тверже, чем натуральный алмаз. Но натуральный алмаз крайне дорог, при том, что синтетические алмазы также как и натуральный, имеют высокие показатели твердости. Однако, серьезный недостаток синтетического алмазного порошка, который применяется для работ со стоматологическим инструментом - отсутствие самозатачивания. В ходе обработки поверхности изделия, верхняя кромка грани притупляется, при этом возникает сила резания, которая превышает силы физико-химических связей. В итоге происходит микро-скалывание, создающее новую грань. В синтетических алмазных зернах кристаллическая решетка не позволяет образовываться микро сколам, отсюда возникающая сила вырывает зерно из металла целиком.

Такие свойства натуральных алмазов, как высокая твердость, плотностью, высокая чистота без посторонних примесей, октаэдральная форма кристаллов - обеспечивают кристаллам алмаза естественные режущие грани и высокую стойкость к химической и механической агрессии, как части рабочей поверхности, так и всего инструмента в целом.

В нашей статье Вы смогли увидеть все за и против каждого из методов нанесения алмазного покрытия. Выбор стоматологического бора всегда остается за врачем, в какой ситуации использовать тот или иной стоматологический инструмент. Какой бор использовать - спеченный или гальванический, с натуральным или синтетическим алмазом -специалист решает всегда сам, исходя из своих потребностей. Любой из инструментов может быть использован для конкретных работ. Все зависит от того, как удобнее и практичнее в работе использовать тот или иной бор.

Общепризнанными мировыми лидерами в области точной механики и инструментов являются фирмы из Швейцарии. Торговую марку Dia-Tessin без ложной скромности можно отнести к лидерам в этой области. По многолетней традиции, эта компания применяет в производстве только высококлассные материалы и натуральные алмазы высокой чистоты фирмы De Beers. Независимая оценка качества изготовленных инструментов просто поражает точностью выполненных работ. Процесс приемки продукции производится под микроскопом,.Только этому процессу в будущем можно посвятить большую отдельную статью.

Насколько полезна была эта статья?
5.0
Средняя оценка
1 голосов

Мнения специалистов + ПОДЕЛИТЬСЯ СВОИМ МНЕНИЕМ
ПОДЕЛИТЬСЯ СВОИМ МНЕНИЕМ

Комментарии 0

Публикации по теме