Menurut spesifikasi ADA(American
Dental Association) No. 2, bahan tanam pengecoran untuk logam campur terdiri
dari tiga jenis bahan. Bahan ini dikelompokkan berdasarkan pesawat yang akan
digunakan(cekat atau lepasan) dan metode yang digunakan untuk mendapat ekspansi
yang dibutuhkan guna mengkompensasi kontraksi logam campur emas yang cair
selama pemadatan. Ini dia..
a. Tipe
I
Bahan tanam yang
digunakan untuk pengecoran logam inlay atau mahkota dengan kompensasi
penyusutan pengecoran logam campur didapat didapat dari ekspansi termal dari
bahan tanam.
b. Tipe
II
Bahan tanam yang
digunakan untuk pengecoran logam inlay atau makota dengan kompensasi penyusutan
pengecoran logam campur didapat dari ekspansi higroskopis dari bahan tanam.
c. Tipe
III
Bahan tanam yang
digunakan untuk pembuaatan gigi tiruan sebagian kerangka logam dengan logam
campur emas dengan kompensasi penyusutan didapat dari ekspansi termal bahan
tanam.
Penggunaan
Digunakan untuk inlay, jembatan,
gigi tiruan sebagian lepasan kerangka logam(gold
alloy) dan low fusing alloy yang
lain.
Suplai
Powder in bulk or preweighed packs.
Komposisi
Silika: 60-65%
Alfa hemihidrat: 30-35%
Chemical modifier: 5%
Fungsi dari masing-masing
komposisi:
1. Alfa
hemihidrat
a.
Mengikat dan mempertahankan partikel silika tetap berikatan
b.
Mudah dituang ke dalam mould
c.
Memberi kekuatan pada
mould
d.
Berkontribusi pada
ekspansi mould(dengan setting expansion)
2.
Silika: Quartz atau Kristobalit
a. Sebagai
refractory selama pemanasan
b. Mengatur
ekspansi termal
c. Meningkatkan
setting expansion dari stone
d. Mengeliminasi
kontraksi gipsum dan mengubahnya menjadi ekspansi selama pemanasan
3.
Modifiers
a. Zat
warna
b. Reducing
agents: mereduksi oksida yang terbentuk pada metal dengan menyediakan adanya
non-oxidizing atmosphere di dalam mould saat alloy masuk, seperti karbon atau
bubuk copper.
c. Modifying chemical(bahan kimia yang dimodifikasi):
mengatur ekspansi saat pengerasan, waktu setting, dan mencegah pengerutan gipsum
saat dipanaskan di bawah 300oC. Contoh bahannya adalah asam borak dan sodium
klorida.
Manipulasi
Bubuk dan air
diaduk dalam rubber bowl dengan
spatula atau di dalam vacuum investment
mixing machine.
Reaksi
pengerasan
Sama seperti dental stone. Saat air dicampurkan,
hemihidrat bereaksi untuk membentuk dihidrat yang kemudian berubah menjadi
massa solid yang berikatan dengan partikel silika.
Waktu
pengerasan
Menurut
spesifikasi ADA No.2 tentang inlay
investment, waktu pengerasan tidak boleh kurang dari 5 menit dan tidak boleh
lebih dari 25 menit. Bahan pendam modern untuk inlay biasanya mempunyai waktu
pengerasan pertama antara 9-18 menit yang merupakan rentang waktu yang efektif.
Faktor yang
mengontrol waktu pengerasan
1.
Proses pabrik
2.
Waktu dan kecepatan pengadukan
3.
Rasio W/P
4.
Suhu
5.
Modifier-akselerator dan retarder
Thermal
behaviour of Silica
Saat dipanaskan,
quartz dan kristobalit mengubah bentuk kristalinnya. Hal ini terjadi pada suhu
transisi. Karakteristiknya adalah:
a.
Quartz: saat dipanaskan berubah dari bentuk “rendah”
alpha-quartz ke bentuk yang lebih “tinggi”
beta quartz pada suhu 375oC.
b.
Kristobalit: saat dipanaskan berubah dari bentuk
“rendah” alpha-cristoballite ke
bentuk yang lebih “tinggi” beta-cristoballite
pada suhu antara 200oC-270oC.
Bentuk beta stabil
hanya di atas suhu transisi. Bentuk tersebut akan berubah kembali ke alfa saat
pendinginan. Kepadatannya akan menurun saat bentuk alfa berubah menjadi beta
sehingga terjadi peningkatan volume dan ekspansi yang cepat dan linier(pada
suatu garis lurus).
Ekspansi
Ekspansi
membantu dalam memperbesar volume mould sehingga dapat mengkompensasi
pengerutan gold alloy casting.
Terdapat tiga tipe ekspansi, yaitu :
1. Normal setting expansion
2. Hygroscopic setting expansion
3. Thermal expansion
Normal setting expansion
Campuran antara
silika dan dental stone menyebabkan
ekspansi pengerasan menjadi lebih besar. Menurut spesifikasi ADA No. 2 untuk
bahan tanam tipe-I ekspansi pengerasan maksimum di udara yang diperbolehkan
adalah 0,5%. Bahan tanam modern mempunyai ekspansi pengerasan 0,4% yang diatur
dengan retarder dan akselerator.
Hygroscopic Setting Expansion(Ekspansi
Higroskopis)
Ekspansi
higroskopis adalah ekspansi yang terjadi saat gipsum berkontak dengan air
sehingga ekspansi yang lebih besar dari pada ekspansi normal(normal setting
expansion). Peningkatan ekspansi disebabkan karena air membantu pertumbuhan
kristal. Oleh karena itu, bahan tanam harus selalu berkontak dengan air sampai
pengerasan awal selesai.
Menurut spesifikasi
ADA No.2 untuk bahan tanam tipe II, besar ekspansi minimal adalah 1,2%,
sedangkan ekspansi maksimum 2,2%.
Faktor-faktor yang
mempengaruhi ekspansi higroskopis:
1.
Komposisi: semakin halus partikel silika,
semakin besar HSE. Alpha-hemihydrate menghasilkan ekspansi yang lebih besar
daripada beta hemihydrate. Semakin tinggi kandungan silika, semakin besar
ekspansi.
2.
Rasio W/P: Semakin tinggi rasio W/P dari
campuran air bahan tanam asli, semakin kecil HSE.
3.
Suhu: semakin tinggi suhu air, semakin rendah
tekanan permukaan sehingga ekspansi semakin besar.
4. Waktu berkontak(immersion) dengan air: imersi
sebelum pengerasan awal menyebabkan ekspansi lebih besar.
5.
Spatulasi:
semakin pendek waktu pengadukan, semakin kecil HSE
6.
Efek waktu paruh bahan tanam: semakin tua bahan
tanam, semakin kecil ekspansi higroskopis
7. Adanya dinding container atau pola malam membuat semacam kurungan untuk bahan
tanam sehingga mengurangi ekspansi
8. Efek penambahan banyak air: semakin banyak air
yang ditambahkan selama periode pengerasan, semakin besar ekspansi
Ekspansi
termal
Ekspansi termal
didapat dengan menempatkan mould di dalam furnace
“tungku perapian” dengan suhu tidak lebih dari 700oC(bahan pendam
bisa patah jika melebihi suhu tersebut sehingga mengkontaminasi gold alloy).
Jumlah ekspansi
termal bergantung pada metode mana yang digunakan untuk mengkompensasi
pengerutan coran. Jika teknik ekspansi higroskopis digunakan, ekspansi termalnya 0,5-0,6%,
sedangkan jika digunakan teknik ekspansi normal maka ekspansi termalnya
1,0-2,0%.
Bahan tanam
tipe I seharusnya mempunyai ekspansi termal tidak boleh kurang dari 1,0% dan
tidak boleh lebih dari 1,6%.
Faktor yang
menyebabkan ekspansi termal
a.
Ekspansi termal berhubungan dengan jumlah dan
tipe silika yang digunakan
b.
Efek rasio W/P: semakin banyak air, semakin
kecil ekspansi termal
c.
Efek chemical
modifier: sejumlah kecil sodium
klorida, potassium klorida, dan litium klorida meningkatkan ekspansi termal dan
mengeliminasi kontraksi disebabkan oleh gipsum.
Kekuatan
Berdasarkan spesifikasi
ADA No.2, kekuatan kompresif untuk bahan tanam inlay tidak boleh kurang dari
2,5 Mpa dan diuji dua jam sebelum pengerasan.
Kekuatannya
dipengaruhi oleh:
1.
Penggunaan alpha-hemihydrate
meningkatkan kekuatan kompresif
2.
Penggunaan chemical
modifier meningkatkan kekuatan
3.
Semakin banyak air yang digunakan pada proses
pengadukan, semakin rendah kekuatannya
4.
Pemanasan bahan pendam sampai 700oC
dapat meningkatkan atau menurunkan kekuatan sebanyak 65% bergantung pada
bergantung pada komposisinya. Penurunan kekuatan terbesar saat pemanasan dijumpai
pada bahan pendam yang mengandung sodium klorida.
5.
Setelah bahan pendam didinginkan sampai suhu
ruang, kekuatannya menurun tajam karena bahan yang halus menyebabkan crack? pada bentuk tersebut selama pendinginan.
Porositas
Semakin banyak
kristal gipsum pada bahan tanam yang telah mengeras, semakin sedikit porusnya. Semakin
sedikit kandungan hemihidrat, semakin banyak air yang dibutuhkan, maka semakin
banyak porus. Campuran antara partikel yang kasar dan halus menghasilkan porus
yang lebih sedikit daripada bahan tanam dengan ukuran partikel yang seragam.
Kehalusan
Semakin halus
bahan pendam, semakin kecil kekasaran permukaan coran.
Penyimpanan
Bahan pendam harus
disimpan dalam wadah yang kedap udara dan tahan lembab. Usahakan pembelian
dalam jumlah yang kecil.
Hygroscopic
Thermal Inlay Casting Investment
Bahan pendam
inlay yang terbaru dapat digunakan sebagai tipe higroskopis maupun termal. Bahan
pendam ini mengandung campuan quartz dan
kristobalit sebagai refractory. Untuk
teknik ekspansi higroskopis, bahan pendam hanya dipanaskan pada suhu sampai 482oC,
sedangkan untuk teknik termal, bahan pendam tidak dicampurkan dengan air, tetapi
hanya dipanaskan sampai 649oC untuk mendapatkan ekspansi.
Bahan pendam untuk pemendaman alloy dengan
titik leleh tinggi
Metal ceramic alloy dan cobalt chromium alloy sebagai bahan
yang mempunyai titik leleh tinggi dipendam pada suhu 850-1100oC. Untuk
tujuan ini, digunakan bahan pendam fosfat dan silikat.
Terjemahan dari J.J. Manappallil: Basic Dental Material