Den tabte voksstøbeproces er meget brugt, da den tilbyder asymmetrisk støbning med meget fine detaljer, der kan fremstilles relativt billigt. Processen involverer fremstilling af en metalstøbning ved hjælp af en ildfast form lavet af et voksreplikamønster. Trinene involveret i processen eller den tabte voksstøbning er:
1- Lav et voksmønster
2- Sprut voksmønsteret
3- Invester voksmønsteret
4- Fjern voksmønsteret ved at brænde det (inde i ovnen eller i varmt vand). Dette vil skabe en form.
5- Tving smeltet metal ind i formen - støbning.
6- Rengør støbningen.
7- Fjern indløbet fra støbningen
8- Afslut og polér støbningen på matricen.
Almindelig defekt ved tabt voksstøbning
En generel beskrivelse af processen er som angivet ovenfor, men den skal muligvis modificeres for at tage højde for forskellige legeringer, der anvendes. Koboltlegeringer har smeltetemperaturer mellem 1250 og 1450 grader, hvilket er højere end investeringen i gipsnedbrydningstemperaturen. Derfor skal gipsinvesteringen erstattes af fosfat- eller silicabundet materiale. Metoden til smeltning af legeringen afhænger også af den anvendte legering, da de krævede temperaturer er højere end dem, der kan opnås med en brænder, eller legeringen kan reagere kemisk med gasser. Nøjagtigheden af denne proces er målrettet til omkring 0,1%. For at opnå denne nøjagtighed skal materialer, der anvendes i processen, vælges for at kompensere for dimensionsændringer, herunder indstillingskrympning af støbegodset, investeringskrympning/-udvidelse, virkning af indeslutningen induceret af støberingen, temperaturinducerede dimensionsændringer osv.
Formålet med støbningen er at give så nøjagtig duplikering af manglende tænder som muligt. Tolerancegrænserne er dog ikke fastsat nøjagtigt, men generelt bør nøjagtigheden være bedre end den kan detekteres med øjet eller konventionelle metoder. Dårlig pasform/nøjagtighed af støbningen kan føre til fejl i restaureringen og føre til yderligere tandproblemer. Fejl i støbning kan elimineres eller minimeres ved streng overholdelse af foreskrevne procedurer.
Generelt kan støbedefekten for investeringsstøbning generelt opdeles i følgende:
- Forvrængning,
- Dårlig overfladefinish,
- finner/rygge
- knuder
- årer og kamme
- ru overflade
- Porøsitet,
- tomrum,
- Ufuldstændig casting.
Forvrængning
I de fleste tilfælde kan forvrængning af støbningen tilskrives forvrængning af voksmønsteret. Voksmønsterforvrængningen kan minimeres ved omhyggelig og korrekt manipulation af voksen og håndtering af mønsteret. Derudover kan en vis forvrængning af voksmønsteret være forårsaget af hærdning af investeringen omkring det, hvorved afbinding og hygroskopisk udvidelse kan føre til ujævn deformation af voksmønstrets vægge. Dette afhænger på den anden side af typen af voks, tykkelse og konfiguration af mønsteret.
Dårlig overfladefinish
Et af kravene til støbegodset er, at dets overflade skal være så nøjagtig gengivelse af voksmønsterets overflade som muligt. Hvis det ikke er tilfældet, kræves yderligere operationer (yderligere efterbehandling og polering). Defekterne under denne kategori kan yderligere opdeles i overdreven overfladeruhed, uventede overfladeujævnheder og uhensigtsmæssig overfladefarve. Overfladeruhed kan beskrives som ufuldkommenheder med fint mellemrum, mens uregelmæssighederne i højere grad relaterer sig til isolerede ufuldkommenheder (såsom knuder). Det bør accepteres, at overfladeruheden af støbningen er større end ruheden af det voksmønster, den er lavet af. Dette kan forklares med en partikelstørrelse af investeringen, som er sådan, at den ikke kan gengive voksmønsteret i fine nok detaljer.
Porøsitet
Porøsiteten af støbegodset kan spredes inden i støbegodset og på dets overflade. Overfladeporøsiteten øger overfladens ruhed, men kan også være et udtryk for den indre porøsitet. Den indre porøsitet kan svække støbningen, kan forårsage misfarvning, hvis den spredes til overfladen og i ekstreme tilfælde kan føre til lækage.
De vigtigste årsager til porøsiteten af legeringsstøbegods er:
1) Størkningsfejl
2) Indespærrede gasser
3) Restluft
1 Størkningsfejl
Størkningsdefekter kulde fører til to forskellige manifestationer af porøsitet; lokaliseret krympeporøsitet og mikroporøsitet.
Lokaliseret krympeporøsitet er forårsaget af utilstrækkelig tilførsel af legeringen under størkning. Efterhånden som legeringen størkner, krymper den også med over 1 %, og der kræves tilstrækkelig tilførsel af smeltet legering i denne fase for at modvirke reduktion i volumenet forårsaget af krympningen. Hvis indløbet ikke er korrekt designet og implementeret, kan det størkne, før tilførslen er færdig, hvilket forhindrer en kontinuerlig tilførsel af smeltet legering. Denne type defekt opstår normalt tæt på indløbs-støbekrydset. Mikroporøsitet er også forårsaget af størkningskrympning, men sker generelt i finkornede legeringer, når størkningen er for hurtig til, at mikrohulrummene kan adskilles. Dette skyldes igen, at formen eller støbetemperaturen er for lav.
2 Indespærrede gasser
Mange metaller opløses eller okkluderer gasser, når de smeltes. Ved størkning presses disse gasser ud af støbningen, hvilket forårsager det, der normalt kaldes pinhole porøsitet. Disse hulrum er ret små. Større hulrum kan være forårsaget af den samme mekanisme, men kan også være forårsaget af gasserne mekanisk fanget i den smeltede legering under støbeproceduren.
3 Restluft
Disse hulrum opstår på den indre overflade af støbegodset og er forårsaget af indesluttet luft, som ikke kan undslippe gennem investeringen. Dette kan forhindres ved passende temperatur under støbningen, tilstrækkeligt højt tryk og korrekt væske/pulver-forhold.
Ufuldstændig casting
Hvis den smeltede legering forhindres i at fylde formen helt eller delvist, kan det resultere i ufuldstændig eller slet ingen støbning. De to mest åbenlyse årsager til dette er utilstrækkelig udluftning af formen og høj viskositet af formen.
Hvis luften i formen ikke kunne udluftes hurtigt, når først det smeltede lod er hældt i formen, vil dets modtryk forhindre konkurrerende fyldning af formen af den smeltede legering. Dette peger i retning af enten utilstrækkeligt højt støbetryk, eller at det ikke har været påført i tilstrækkelig lang tid. I de tidlige stadier af støbningen er metallet stadig ret blødt, men begynder at størkne (og tykne) ret hurtigt. Højt støbetryk bør opretholdes tilstrækkelig længe efter påbegyndelse af størkning.
Hvis elimineringen af voksmønstret ikke var fuldstændig fuldstændig, kan porerne i investeringen blive fyldt med forbrændingsprodukterne og dermed forhindre udluftning af luften, hvilket kan forårsage lignende problemer som ovenstående.
Almindelige årsager til ufuldstændig støbning
Høje varmehastigheder
Hvis du anvender for høje opvarmningshastigheder, kan det føre til forekomst af finner (eller pigge) i støbningen. Mekanismen for dette er som følger:
a) Hvis investeringen er underlagt for høj opvarmningshastighed, bliver det udvendige lag hurtigere varmt end det indre, og temperaturforskellen mellem det udvendige lag og midten af investeringen øges.
b) Som følge heraf har det ydre lag en tendens til at udvide sig mere end de indre dele. Det ydre lag holdes dog tilbage af den indre, køligere del.
c) På grund af dette udsættes det udvendige lag for trykspændinger, mens den indre del er udsat for trækspændinger.
d) Da investeringen er et sprødt materiale, har det en tendens til at revne under trækspændinger. I dette tilfælde er de mest typiske revner radiale, startende fra det indre af investeringen og breder sig udad.
e) Under støbningen files disse revner af støbelegeringen, hvilket viser sig som finner eller pigge.
Lav temperatur
For lav temperatur kan forårsage ufuldstændig fjernelse af voksen. Gasser, der dannes, når den varme legering kommer i kontakt med resterne, kan forårsage porøsitet eller hulrum i støbningen. For lav temperatur kan skyldes for kort opvarmningstid, eller hvis der ikke er tilstrækkelig luft til rådighed i ovnen.
Vandfilm
Voks er et hydrofobt materiale (dvs. det er vandafvisende). Hvis investeringen ikke er i tæt kontakt med voksmønsteret, kan der dannes en vandfilm over overfladen. Dette vand kan forårsage forekomst af små årer og kamme på overfladen af støbningen. Tab af kontakt mellem investeringen og voksmønsteret kan opstå, hvis mønsteret har bevæget sig lidt, hvis det har været udsat for vibrationer, eller hvis malingen ikke er blevet korrekt påført.
Luftbobler
Lejlighedsvis kan små luftbobler blive knyttet til mønsteret under eller efter investeringsproceduren. Under støbningen fyldes boblen med støbematerialet (legering) og viser sig som en knude. Forekomsten af luftboblerne kan forhindres, hvis der anvendes en vakuuminvesteringsprocedure. Der kan også træffes andre foranstaltninger for at forhindre dette, såsom brug af en mekanisk blander med vibrationer eller påføring af et befugtningsmiddel i et tyndt lag.
Væske-pulver-forhold
Både for høje og for lave mængder væske kan føre til en ru overflade af støbegodset.
Langvarig opvarmning
Langvarig opvarmning ved for høje temperaturer vil kunne føre til en opløsning af investeringen med en konsekvens af ru skimmelvægge. Derudover kan produkter fra desintegrationen forurene legeringen og forårsage overfladedefekter.
Legeringstemperatur
Hvis legeringstemperaturen er for høj, kan den angribe overfladen af investeringen svarende til tilfældet med langvarig opvarmning. Som følge heraf kan en lignende overfladeruhed forekomme.
