Laserschweißen

 

Die Verträglichkeit der Werkstoffe, mit dem Modewort „biokompatibel“ umschrieben, ist der höchste Anspruch des Patienten an unsere Arbeit.

Schwächster Punkt in der Kette unterschiedlicher Legierungen ist die Lötung. Kompromisse bei der Zusammensetzung des Lotes müssen zugunsten niedriger Arbeitstemperaturen eingegangen werden. Werkstoffmix provoziert Potentialdifferenzen, die Spaltkorrosion begünstigen. Mit der Klebetechnik wurden Teilerfolge erzielt.
Daß Klebeverbindungen Flugkörper zusammenhalten, konnte bislang nicht beweisen, daß sie den Anforderungen im Mundmilieu gerecht werden.

Mit neuen Metallen und Techniken mögen sich Wege abzeichnen, die den Forderungen nach
einem, und dazu noch lösungsresistenten, Material gerecht werden – Titan, gefräst oder gegossen.
Unabhängig, ob diese Technik das Labor der Zukunft dominiert oder nicht:
Das Problem der Fügetechnik hat sich dadurch eher verschärft, weil diese Werkstoffe nur unter absolutem Ausschluß von Sauerstoff heiß bearbeitet werden können.

Entschärft sind die Probleme der Fügetechnik generell, unabhängig vom Materialeinsatz, mit der Einführung des Laserstrahls: Licht wird zu einem energiereichen Strahl gebündelt. Er ist Feuer und Flamme, aber mikrofein beherrschbar. Steuerbar im Durchmesser, in der Energiemenge und der Dauer seines Einwirkens.

Laserschweißen ist ein Schmelzverfahren, d. h. an der Einwirkstelle des Laserstrahls auf die Materialoberfläche wird mehr Energie (Wärmemenge) zugeführt, als durch Wärmeleitung im Material oder Reflexion abgeführt werden kann. Der so entstehende Wärmestau führt zum örtlich begrenzten Schmelzen des Materials am Auftreffpunkt des Laserstrahls.

Die Bildung des Wärmestaus ist abhängig von der Leistungsdichte des Laserstrahls (Pulsleistung pro Fläche), von den Eigenschaften des Werkstoffes und von der Beschaffenheit der Verbindungsstelle. Der Wärmestau wird um so größer, je mehr Energie (Wärmemenge) pro Zeiteinheit (d. h. Pulsleistung) der Laserstrahl während seiner Einwirkdauer in das Material abgibt und je kleiner die Einwirkfläche (Schweißdurchmesser) des Laserstrahls ist.

Der Laser, Abkürzung für „Light amplification by stimulated emission of radiation“
(Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung), wurde 1960 durch
T. H. Maiman/USA technisch umgesetzt.

Eine volle Generation hat es gedauert, bis der gebündelte Strahl so weit entwickelt und die Geräte so konstruiert waren, daß ihr Einsatz in der Zahntechnik möglich und wirtschaftlich vertretbar wurde.    

So betrachtet, kommt die Lasertechnik exakt im richtigen Augenblick:

Die Legierungsvielfalt ist verwirrend. Mit der Schweißtechnik werden gleiche Materialien miteinander verbunden. Kein zusätzliches Risiko. Das allergene Potential steigt, das Publikum (Patient) ist hochsensibilisiert.Die Laserschweißtechnik bietet Lösungsmöglichkeiten. Ein Tor mit neuen, interessanten Perspektiven tut sich auf.

Das BGA forderte in einem Statement "Legierungen in der zahnärztlichen Therapie" vom 4. Mai 1993 den Korrosionsnachweis sowie Verträglichkeitsprüfungen zum Nachweis der Biokompatibilität - eine Forderung, die mit der Löttechnik nicht erfüllbar ist.

Die Laserschweißverbindung einheitlicher Materialien läßt kein deutlich anderes Korrosionsverhalten als das des Ursprungsmaterials erwarten. Bei der Laserverbindung verschiedener Werkstoffe wird der Werkstoffmix auf ein Minimum reduziert.

Die DIN EN 29333 für Dentallote fordert eine mechanische Festigkeit von mehr als 350 MPa. Lasergeschweißte Verbindungen erreichen bei werkstoffgerechter Behandlung 70 - 80 % der mechanischen Festigkeit des Grundwerkstoffes und liegen damit deutlich über den in der Norm beschriebenen Mindestanforderungen.

Quelle: Girrbach-Dental, weitere Informationen unter Links

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