Kapitel 9: Metalle - In-depth Notes

9 Metalle

9.1 Metallische Werkstoffe

  • Geschichte: Verwendung von Metallen seit ca. 10.000 Jahren; Gewinnung aus Erzen seit ca. 6.000 Jahren; Bronzeverarbeitung vor 4.500 Jahren; erste Eisenerschmelzung vor 2.500 Jahren.

  • Einsetzung in der Zahnheilkunde: Alte Ägypter und Etrusker verwendeten Goldbänder zur Zahnstützung. Nutzung der Lost-Wax-Technik zur Metallverarbeitung in der Dentaltechnik – erstmals im 20. Jahrhundert in großem Umfang verwendet.

  • Lieferformen:

    • Halbzeug für Zahntechnik in verschiedenen Formen (

    • Gusslegierungen: Zylinder oder Plättchen,

    • Frässcheiben: Rohlinge, Blanks,

    • Pulver für additive Verfahren wie SLM,

    • Lote in Draht- oder Bandform).

  • Medizinprodukte: Metalle, die als Zahnersatz verwendet werden, sind Medizinprodukte der Klasse IIa, da sie längere Zeit mit dem Körper in Kontakt kommen.

9.2 Definition und Einteilung

  • Bindungszustände: Hauptunterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen; metallische Bindung führt zu hohem Glanz, Duktilität und elektrischer Leitfähigkeit.

  • Einteilung von Legierungen:

    • Legierungen bestehen aus mindestens 2 Komponenten, wobei die Hauptkomponente ein Metall sein muss.

    • Angaben zur Legierungszusammensetzung in Masseprozent, Atomprozent oder Volumenprozent.

    • Legierungsarten:

    • Edelmetalllegierungen: Hauptbestandteil ist ein Edelmetall.

    • Edelmetallfreie Legierungen: Hauptbestandteil ist ein Nichtedelmetall.

  • Anpassung der Legierungen: Elementare Metalle benötigen Legierungen, um für Dentalwerkstoffe geeignet zu sein.

  • Beispielhafte Zusammensetzungen: Gold, Palladium, Kobalt, Nickel, Titan.

9.3 Eigenschaften der Metalle

  • Schmelz- und Erstarrungstemperaturen: Metall hat einen spezifischen Schmelzpunkt, der beim Gießen berücksichtigt werden muss; Schmelz- und Erstarrungstemperatur sind identisch bei reinem Metall.

  • Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK): beschreibt das Verhalten bei Temperaturänderungen, relevante Einheit 10^-6 K^-1.

  • Mechanische Eigenschaften:

    • Zug-, Druck- und Biegekräfte wirken in der Mundhöhle, diese führen zu Spannungen innerhalb der Materialien.

  • Härte: Widerstand gegen Eindringung; Härteprüfung erfolgt meist nach Vickers.

  • Chemische Eigenschaften: Korrosion und Wechselwirkungen mit dem Mundmilieu sind von Bedeutung; Metalle können Ionen abgeben, die gesundheitliche Auswirkungen haben können.

9.4 Herstellung von metallischen Gerüsten

  • Konventionelle Verfahren: Gießen (Lost-Wax-Technik), Galvano-Technik.

  • CAD/CAM Verfahren:

    • Additive Verfahren: z.B. Selective Laser Melting (SLM).

    • Subtraktive Verfahren: Fräsen, Schleifen.

9.5 Einfluss der zahntechnischen Verarbeitung

  • Verarbeitungseinflüsse: Gieß- und Verarbeitungsverfahren beeinflussen mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Härte; zu heißes Gießen mindert mechanische Eigenschaften.

9.6 Verbundsysteme mit Metallen

  • Metall-Keramik-Verbundsysteme: Keramikverblendung auf Metallgerüst zur Verbesserung der Ästhetik; mechanische und chemische Retention wichtig für Haftung.

  • Metall-Kunststoff-Verbundsysteme: Bei herausnehmbaren Prothesen Verblendung mit Kunststoff sinnvoll; Wichtigkeit der korrekten Herstellung zur Vermeidung von Abplatzungen.

9.7 Fügetechniken für Metalle

  • Löten und Schweißen: Löten ist häufig das älteste Verfahren; Schweißen wird bevorzugt aufgrund verbesserter optimaler Eigenschaften.

9.8 Beschichtungen

  • Zweck der Beschichtungen: Schutz vor Verschleiß, Verbesserung von Verbundfestigkeiten und biokompatibler Eigenschaften; Kritische Bewertung der Wirksamkeit.