Krom-kobalt nedir? Metal-seramik altyapı, iskelet ve CAD/CAM üretimi

Krom-kobalt alaşımının içinde ne var?

Adı iki ana metalden gelir, ama alaşım yalnız bunlardan ibaret değildir. Örnek olarak Scheftner’in Starbond CoS kazıma diskine bakalım: ağırlıkça yüzde 59 kobalt, yüzde 25 krom, yüzde 9,5 tungsten, yüzde 3,5 molibden ve yüzde 1 silisyum içerir; karbon, demir, mangan ve azotun toplamı yüzde 1’in altındadır. Başka markalarda oranlar değişir, bu yüzden bileşim her zaman kullanılan diskin belgesinden okunur.

Üretici bu diskin nikel, berilyum, kurşun ve kadmiyum içermediğini vurgular. Bu ayrım önemlidir, çünkü değerli olmayan alaşımların bir kısmı nikel esaslıdır ve hekim hangi alaşımla çalışıldığını bilmek ister. Kullanılan alaşım bu yüzden iş emrine ve uygunluk beyanına adıyla yazılır.

Dental metal alaşımları ISO 22674 standardında mekanik değerlerine göre tiplere ayrılır. Scheftner bu diski Tip 4 olarak sınıflandırır ve şu değerleri verir: akma dayanımı 441 MPa, çekme dayanımı 639 MPa, uzama yüzde 14, esneklik modülü 235 GPa, sertlik 281 HV10, yoğunluk 8,8 g/cm³. Yüksek modül, krom-kobaltın ince kesitlerde de rijit kalmasını sağlar. Uzun köprü altyapısında ve parsiyel iskeletin büyük bağlayıcısında aranan özellik budur.

Krom-kobalt hangi yöntemlerle üretilir?

Üç yol var. En eskisi kayıp mum tekniğiyle dökümdür: model mumdan yapılır ya da mum diskten kazınır, revetmana alınır, mum yakılır ve boşluğa erimiş metal dökülür. İkincisi hazır diskten kazımadır. Üçüncüsü metal tozunun katman katman lazerle eritilmesidir, yani seçici lazer ergitme; sitede lazer sinterleme başlığında anlatılıyor.

Hong ve arkadaşlarının 2020 çalışması bu üç yöntemi aynı testlerle karşılaştırır. Kazımayı, fabrikada üretilmiş bir diskin kesilerek şekillendirildiği eksiltmeli bir yöntem olarak, lazer ergitmeyi ise ince metal tozu katmanlarının yüksek güçlü lazerle eritildiği eklemeli bir yöntem olarak tanımlar. Hazır diskin endüstriyel olarak standart üretildiğini ve döküm hatalarını ortadan kaldırdığını not eder.

Pratikte laboratuvarlar bu yolları karıştırır. Tek kron ve kısa köprü altyapısı çoğunlukla kazınır ya da lazerle sinterlenir. Parsiyel iskelet ise karmaşık ve ince biçimi nedeniyle geleneksel olarak dökümle yapılır; lazer sinterleme burada dökümün yanına eklenen yöntemdir.

Kazınmış krom-kobalt neden farklı davranıyor?

Hong ve arkadaşlarının ölçümlerinde kazınmış grup ötekilerden ayrıldı. Yüzde 0,2 akma dayanımı dökülmüş örneklerde 568 MPa, lazerle ergitilmiş örneklerde 591 MPa, kazınmış örneklerde ise 324 MPa çıktı. Yazarlar kazınmış grubun kırılmadan önce en çok şekil değiştiren grup olduğunu da not eder. Yani bu çalışmada kazınmış alaşım daha yumuşak ve daha sünekti.

Porselen bağında da benzer bir sıra görüldü. Üç grubun ortalaması ISO standardının istediği 25 MPa’nın üstündeydi, ama kazınmış grupta örneklerin yalnız üçte ikisi bu sınırı tek tek geçti. Bu tek bir çalışmadır ve kazınmış grupta tek bir disk (Scheftner’in Starbond krom-kobalt bloğu) kullanılmıştır; başka bir diskte sonuç farklı çıkabilir. Yine de kazınmış altyapıya porselen yığan teknisyenin, alaşım üreticisinin oksit pişirimi ve kumlama talimatına tam uyması gerekir. Kaplamalı yapının mantığı monolitik ve kaplamalı nedir yazısında.

Parsiyel iskelette lazer sinterleme

Hareketli parsiyel protez iskeleti, krom-kobaltın en tipik işidir. Kroşe, büyük bağlayıcı ve ret yuvaları ince ama rijit olmalıdır; alaşımın yüksek modülü bunu sağlar. Bu iskeletin biçimi kazımaya pek uygun değildir, çünkü ince ve dallı bir yapıyı diskten çıkarmak hem zaman hem malzeme kaybı demektir.

Rues ve arkadaşları 2023’te 30 lazerle sinterlenmiş ve 30 dökülmüş krom-kobalt iskeleti üç farklı tasarımda karşılaştırdı. Uyumsuzluktan doğan kuvvetler iki yöntemde ortalama 3,5 ve 3,4 N ile neredeyse aynıydı ve fark istatistiksel olarak anlamlı değildi. Yazarların hesabına göre iki yöntemde de ortalama uyumsuzluk 40 mikrometrenin altında kaldı. Diş başına 5-10 N tutuculuk hedefi lazerle sinterlenmiş bütün gruplarda tuttu, dökülmüş gruplardan birinde tutmadı. Mikroskopta lazerle sinterlenmiş alaşımın daha ince ve homojen yapılı olduğu, dökülmüş örneklerde çekme boşluklarının daha sık görüldüğü bildirildi. Yazarlar lazer sinterlemeyi parsiyel iskelet için geçerli bir alternatif olarak değerlendirir. Toz yatağı yazıcıların genel mantığı dental 3B baskı sayfasında.

Krom-kobalt kazımak için ne gerekir?

Sert metal kazımak, zirkonyum ve PMMA kazımaktan farklı bir makine ister. Scheftner, Starbond CoS diskinin endüstriyel freze üniteleri için tasarlandığını ve kuru ya da ıslak kazınabildiğini belirtir. Laboratuvar tipi bir makinede metal kazımak için makinenin mil gücü, gövde rijitliği ve soğutma sistemi bu işe göre seçilmiş olmalıdır; ayrıntısı dental freze makinesi nedir yazısında. Metal için üretilmiş uç seti ayrı tutulur ve aşınması zirkonyum setinden daha sık kontrol edilir; frez ucu nedir yazısı bu konuyu açar.

Kazımadan sonra porselen yapılacaksa alaşımın ısıl genleşme katsayısı porselenle uyumlu olmalıdır. Scheftner bu disk için katsayıyı 20-600 °C aralığında 14,2 × 10⁻⁶ K⁻¹ olarak verir ve kullanılan porselene göre yavaş soğutma gerekmeyebileceğini yazar. Diskin lazerle kaynaklanabilmesi, köprü parçalarının birleştirilmesinde ve tamirde kolaylık sağlar.

Krom-kobaltın metal iskelet tarafındaki rakibi daha hafif olan titanyum, metal dışı alternatifi ise PEEK. Hangi işte hangisinin seçileceği ağırlık, rijitlik, porselen uyumu ve laboratuvarın elindeki makineye göre değişir.