LS6.2 Vorwärmen

Vorwärmen

Ablauf der Erwärmung

Beim Gießen in der Zahntechnik muss die Gussform (Muffel) langsam und gleichmäßig vorgewärmt werden, um die festgelegte Temperatur zu erreichen, die sich nach der Einbettmasse richtet. Die Vorwärmtemperatur ist entscheidend, da eine zu hohe Temperatur den Gusshohlraum vergrößert und zu einem grobkörnigen Gefüge führen kann, während eine zu niedrige Temperatur das Gussobjekt unvollständig ausfüllen lässt.

Die Vorwärmtemperatur für Goldgusslegierungen beträgt ca. 700 °C, für Edelmetall-Aufbrennlegierungen ca. 850 °C und für NEM-Legierungen ca. 950 bis 1100 °C. Der Vorwärmprozess erfolgt kontrolliert in mehreren Stufen. Bei den Umwandlungsprozessen vergrößert sich das Volumen sprunghaft und die Temperatur muss gehalten werden, um Risse zu vermeiden (üblich sind 30 - 60 Minuten). Bei ca. 270 °C wird Wasser abgegeben und Quarzbestandteile wandeln sich um; bei 580 °C erfolgt eine weitere Quarzumwandlung. Im Anschluss wird die Endtemperatur gehalten, um die Muffel vollständig durchzuwärmen (s. Durchwärmung). Die Gießtemperatur der Legierung ist abhängig von der Legierung, z.B. Wironit von BEGO: 1460 °C.

Dentaltechnische Vorwärmöfen, die drei- bis vierseitig beheizt sind, sorgen durch Strahlung und Luftzirkulation für eine gleichmäßige Erwärmung der Gussmuffeln.

Durchwärmung

Jede Wärmebehandlung besteht aus den Phasen (s. Abbildung):

1. Erwärmen (Aufwärmen und Durchwärmen),
2. Halten und
3. Abkühlen

Erwärmen, Halten und Abkühlen

Das Erreichen der Zieltemperatur eines Werkstücks kann auf zwei Arten erfolgen: einerseits durch Wärmeübertragung, bei der die Wärme durch Wärmeübertragung (durch Konvektion (Muffelofen/Backofen/Heizung) oder Strahlung (Infrarotheizung), auf das Werkstück übergeht (normaler Ofen), und andererseits durch im Werkstück selbst erzeugte Wärme mittels Induktionserwärmung (Mehr dazu beim Gießen).

Bei der Wärmeübertragung erfolgt die Erwärmung des inneren Teils des Werkstücks durch Wärmeleitung, was bedeutet, dass der Kern (die Mitte des Werkstücks) später die Zieltemperatur erreicht als der Rand (die Oberfläche). Dies wird als Durchwärmen bzw. Durchwärmzeit bezeichnet (s. Abbildung oben). Eine viel schnellere Erwärmung ist machbar, wenn die Wärme innerhalb des Werkstücks generiert wird, dies geschieht durch Induktionserwärmung (Mehr dazu beim Gießen).

Mit steigender Erwärmungsgeschwindigkeit, größerer Abmessung des Werkstücks / größere Muffel und geringerer thermischer Leitfähigkeit des Materials nimmt der Temperaturunterschied zwischen dem Kern und dem Rand des Werkstücks zu. Obwohl aus ökonomischen Gründen (Zeit, Geld) eine schnelle Erwärmung des Werkstücks angestrebt wird, führt dies zu erhöhten Risiken von Verzug und Rissen aufgrund der beträchtlichen Temperaturdifferenzen zwischen Rand und Kern.