Lernsituation 4 - Werkstoffkenndaten Gips
Gips ist der wichtigste Bestandteil von Werkstoffen zur Herstellung von Modellen im Zahntechnischen Labor. Die Firma Shera (Förderer der Albrecht-Dürer-Schule in Sachen Dentalgips) bieten unter Anderem folgende Gipsarten an:
* Flüssige Sockelgipse * Artikulationsgipse * Spezialgips für die CAD / CAM Technologie * Hartgipse Typ 3 * Superhartgipse Typ 4
Shera gibt für den Typ 4 - Gips SHERAHARD-ROCK auf ihrer Internetseite u.a folgende Produktmerkmale an:
Mischungsverhältnis (P : d W) 100 : 20 Brinellhärte nach 2 h (MPa; N/mm²) 300 Brinellhärte nach 24 h (MPa; N/mm²) 320 Druckfestigkeit nach 1 h (psi) 10.150 Druckfestigkeit nach 1 h (MPa; N/mm²) 70 Abbindeexpansion nach 2 h (%) < 0,10 Verarbeitungszeit (min) 5,0 - 6,0 Entformungszeit (min) ca. 30
ZahntechnikerInnen müssen diese Informationen verstehen können und mit ihrer Hilfe den richtigen Gips für die jeweiligen Modell aussuchen können. Diese Kompetenz sollst du durch das Bearbeiten der nachfolgenden Arbeitsaufträge erwerben.
Dentalgips
„Dentalprodukt, das hauptsächlich aus Calziumsulfat-Hemihydrat und den notwendigen Stellmitteln besteht.“ EN ISO 6873 (Dentalgipse)
Chemische Grundlage von Dentalgips ist das Calziumsulfatsub- bzw. -halbhydrat. Dazu kommen noch diverse Werkstoffe, die die Verarbeitungsdauer, die Standfestigkeit, das Volumenverhalten und die mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Stellmittel und Kunstoffe zur Stabilisierung (Achtung Allergie!!) sind u.a solche Stoffe, die hier aber nicht weiter vertieft werden sollen.
Arbeitsauftrag 1: Die freie Online-Enzyklopädie Wikipedia enthält einen umfangreichen Artikel zum Thema Gips. Lese den Artikel und entnehme und sortiere schriftlich alle Informationen, die erklären was Gips chemisch gesehen ist, welche Varietäten von Gips es gibt und wie Gips in der Zahntechnik verwendet wird. Weitere Informationen enthält auch die Internetseite des Gipsherstellers Albaum in ihrem Online-Lexikon zum Thema Dental-Gips.
Calziumsulfatsub- bzw. -halbhydrat bildet beim Kontakt mit Wasser feste Kristalle. Es "bindet ab". Diesen Vorgang bezeichnet man als Rehydratation ("re" für "zurück"(geben), "hydrat" für die Beteiligung von "Wasser", als vereinfacht übersetzt: "Wasserrückgabe"). Die Phasen der Gipsverarbeitung im Dentallabor findet ihr hier.
Arbeitsauftrag 2: Betrachtet in der Klasse gemeinsam die Animation zur Rehydratation von Gips. Erstellt dazu an der Tafel ein Ablaufschema der Rehydratation. Klärt anhand der Erkenntnisse über Porenwasser und Kristallwasser deren Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und das Volumenverhalten des abgebundenen Gipses.
Eigenschaften von Dentalgips
In der EN ISO 6873 (Dentalgipse) werden für die fünf verschiedenen Dentalgipstypen Mindestanforderungen festgelegt. Außerdem haben sich die Hersteller von Dentalgipsen auf einige zusätzliche Mindestanforderungen geeinigt (in der Tabelle kursiv dargestellt. Nur unter der Bedingung, dass diese Mindestanforderungen eingehalten werden, darf ein Hersteller seinen Gips z.B. als "Dentalgips Typ IV" bezeichnen.
| Typ | Erstarrungszeit (min) | Detailwiedergabe | Expansion in % nach 2h | min. Druckfestigkeit (MPa bzw. N/mm²) | min. Härte (MPa) bzw. N/mm²) | min. Biegezugfesigkeit (MPa) bzw. N/mm²) |
| 1 (Abformgips) | 2,5 - 5 | Darstellung Linie (c) des Prüfblocks | 0 - 0,15 | 4 - 8 | - | - |
| 2 (Alabastergips) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (c) des Prüfblocks | max. 0,30 | 9 (15) | 35 | 4 |
| 3 (Hartgips) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | max. 0,20 | 20 (25) | 70 | 6 |
| 4 (Superhartgips, niedrige Expansion) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | max. 0,15 | 35 | 120 | 7 |
| 5 (Superhartgips, hohe Expansion) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | 0,15 - 0,30 | 35 | 120 | - |
Arbeitsauftrag 3 - Messe Dentalgipse - :
Die oben beschriebene Werbung der Firma Klasse 4 Dental GmbH enhält die Begriffe Verarbeitungszeit/Erstarrungszeit, Härte, Abbindeexpansion, Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit. Zusätzlich sieht die Norm für Dentalgipse noch die Detailwiedergabe als Anforderung vor. Die Firma Shera bietet u.A. Sockelgipse, Artikulationsgipse, Hartgipse Typ 3 und Superhartgipse Typ 4 an. Die Firma Dentona hat zusätzlich einen Superhartgips Typ 5 im Programm. Bildet sechs Arbeitsgruppen und bereitet einen Messestand vor, an dem ihr den anderen SchülerInnen eurer Klasse eine der Eigenschaften vorstellt. Dazu sollt ihr für die verschiedenen Gipssorten
- die Eigenschaften praktisch prüfen (Versuch!),
- evtl. Fehlerquellen erarbeiten und prüfen (z.B. falschen Mischungsverhältnis von Pulver und Wasser),
- ein ausführliches Informationsblatt erstellen (Kopie für alle!) und
- die Betreuung und Gestaltung des Messestandes vorbereiten.
Abschließend findet die Messe statt, bei der alle SchülerInnen sich an jedem Stand ausführlich informieren können. Jeder Stand muss jederzeit von mindestens einem Mitglied der Gruppe betreut werden, die das jeweilige Thema bearbeitet hat.