FONDERIA E DIFETTI DI FONDERIA ( TECNICA DI FUSIONE )
Introduzione :
La fonderia è un processo di formatura delle leghe dallo stato liquido, che consente la produzione di strutture metalliche per PPAM e infrastrutture per corone e ponti.
1-Fonderia di leghe :
1-1 Prerequisiti:
La fusione di metallo o la fusione di precisione a cera persa richiedono la creazione di un modello in cera della parte metallica desiderata. Dopo aver fissato l’asta di fusione, il modello viene rivestito con un materiale refrattario (o rivestimento) che ne ricalcherà perfettamente la forma. Una volta solidificato il rivestimento, il modello viene completamente rimosso tramite riscaldamento.
La lega fusa viene quindi iniettata nel vuoto così creato. Dopo la solidificazione della lega e la distruzione dello stampo, il pezzo metallico ottenuto deve essere la riproduzione più precisa possibile del modello originale.
Esempio di telaio metallico:
- Studio del parallelizzatore
- Preparazione dei modelli primari per la produzione del duplicato
NB: Nella protesi fissa il modello di lavoro viene fuso in gesso extra duro, successivamente questo modello viene diviso in modo da ottenere singoli modelli positivi che permettono di separare i denti preparati dal resto del modello. Su questo modello verrà realizzato il modello della protesi.
- La produzione del duplicato nel rivestimento.
- Realizzazione del modello del telaio metallico sul duplicato del rivestimento
NB: Nella protesi fissa, il modello di lavoro viene verniciato a livello dei denti preparati, la cera viene poi scolpita in base all’anatomia dei denti.
- Impostazione degli accessori di fusione e del rivestimento
- Riscaldamento degli stampi refrattari e rimozione della cera
1-2 Fonderia delle leghe stesse:
La lega utilizzata nel PPAM è il “Cromo Cobalto”, quella utilizzata nelle protesi fisse è il “Nichel-Cromo”.
Attualmente si utilizzano diversi metodi per fondere le leghe prima di fonderle.
- Fusione a fiamma (con cannello)
- Fusione mediante riscaldamento Joule
- Fusione mediante riscaldamento ad arco elettrico
- Fusione a riscaldamento a induzione
Fusione centrifuga
La massa fusa della lega viene spinta in uno stampo che ruota attorno a un asse, il quale, per forza centrifuga, produce il flusso della lega nelle parti più fini dello stampo.
La forza centrifuga aumenta con una maggiore quantità di lega.
La imbracatura a rotazione orizzontale è il sistema più utilizzato in tutti i laboratori
Fusione sotto pressione e vuoto :
Un gas inerte, solitamente argon, viene iniettato sotto pressione nella camera in cui si trova la lega fusa. Questo viene poi proiettato nel cilindro dove il vuoto viene creato dalla cera fusa.
Questo metodo di fusione è di comparsa relativamente recente. Presenta alcune caratteristiche particolari.
Non è necessario aggiungere tanta lega come per una fusione convenzionale, poiché la spinta della lega avviene tramite pressione/depressione del gas.
Il serbatoio viene posto sotto vuoto, la massa di lega fusa scorre nello stampo per effetto della pressione, sotto il suo stesso peso. Ciò consente di riempire i cilindri con una lega penetrante senza brutalità, evitando qualsiasi schiacciamento e deformazione dei rivestimenti e ottenendo un riempimento completo.
2-Difetti di fusione:
Anche se si prendono tutte le precauzioni, può succedere che le protesi presentino alcuni difetti.
Eterogeneità chimica
- È rappresentato da una differenza nella composizione chimica all’interno della parte protesica.
- La fusione da blocchi di lega metallurgicamente stabili rende praticamente impossibile la presenza di eterogeneità chimica nelle parti protesiche fuse.
- È opportuno notare che durante la fusione la lega non preziosa reagisce con l’ossigeno, modificandone le proprietà chimiche e microstrutturali. Ecco perché il riutilizzo dei pesi recuperati da vecchie fusioni produce parti protesiche porose, le cui proprietà meccaniche e chimiche sono cambiate.
Difetti dovuti alla contrazione
- La contrazione volumetrica è un fenomeno che si verifica durante il raffreddamento delle leghe.
- Il passaggio dallo stato liquido allo stato solido è accompagnato da una significativa perdita di volume
- Gli spazi vuoti causati dalla contrazione da indurimento sono chiamati restringimento o micro restringimento, a seconda delle loro dimensioni.
Fig.: Ritiro in una lega
Parte fusa in modo incompleto
- Quantità di lega insufficiente
- Temperatura troppo bassa o troppo alta della lega durante la fusione
- Tempo di preriscaldamento del cilindro troppo breve: (la temperatura finale deve essere mantenuta per 30-50 minuti prima della colata)
- Spessore dello strato di cera troppo sottile (deve essere almeno 0,4 m)
- Scarsa preparazione del sistema di colata (lunghezza e diametro delle colate, posizionamento e diametro della matrice nonché diametro dei canali di alimentazione devono consentire un rapido riempimento dello stampo)
- Aumento del contenuto di ossido nella lega: durante il riutilizzo
pesi.
Fig.: Getto incompleto rispetto ad un rinforzo in
cera troppo sottile
Inclusioni solide o gassose nella lega
- Inclusioni del rivestimento: le cere devono essere lisce e senza angoli. Il rivestimento deve essere sufficientemente resistente e aver completato la presa. Il versamento non deve essere troppo violento.
- Inclusione di particelle di ceramica e/o grafite: i crogioli devono essere ben mantenuti e sostituiti regolarmente.
- Residui di gas all’interno del rivestimento: i rivestimenti legati con fosfati sono particolarmente densi. Per consentire all’aria di fuoriuscire durante la fusione, è necessario rimuovere la superficie liscia del cilindro.
- Regolazione non corretta della fiamma: quando si fonde con una fiamma ossipropano, la lega deve essere fusa utilizzando la zona riducente della fiamma.
- Surriscaldamento della lega: non surriscaldare la lega poiché potrebbe assorbire gas in eccesso, causando porosità nella fusione.
Frattura dell’oggetto ingessato
- Frattura durante la sformatura: la sformatura deve sempre essere effettuata dopo che la lega si è raffreddata.
- Infragilimento da zolfo: i rivestimenti legati con gesso non devono essere riscaldati oltre i 750 °C altrimenti si decompongono, rilasciando zolfo che rende fragili le leghe contenenti platino e palladio.
Difetti superficiali
- Vuoto insufficiente durante la miscelazione del rivestimento: se il vuoto non è sufficiente, nel rivestimento vengono incorporate bolle d’aria.
- Vibrazioni eccessive durante la colata del rivestimento: l’intensità delle vibrazioni deve essere limitata o, per alcuni rivestimenti, non deve essere utilizzato alcun vibratore per evitare la formazione di bolle.
- La temperatura del rivestimento aumenta troppo rapidamente e si formano delle crepe.
- Posizione del cilindro nel forno di preriscaldamento: il cilindro non deve essere troppo vicino a una parete perché un riscaldamento non uniforme del cilindro può causare crepe.
- Spessore troppo basso dello strato di rivestimento: è necessario lasciare uno spessore minimo di 6 mm in tutti i punti del modello per garantire una sufficiente resistenza meccanica del rivestimento durante la fusione ed evitare perdite di lega dal fondo del cilindro.
- Rivestimento troppo asciutto: per ottenere una buona rimozione della cera è necessaria una certa umidità nel rivestimento.
Conclusione:
La catena di fonderia è costituita da una serie successiva di passaggi basati sulla conoscenza dei principi metallurgici di base.
La padronanza di questi concetti da parte del professionista è essenziale per garantire l’ottenimento di una parte protesica che soddisfi i requisiti chimici, microstrutturali e meccanici previsti.
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