Главная

Новая технология производства алмазного инструмента «МонАлиТ»

(Патент №2319601)

С 1992 года в России фирмой «Рус-Атлант МК» на базе бывшего космического производства (бортовые системы станции «Мир») производится не имеющей аналогов в мире алмазный инструмент «МонАлиТ». Инструмент успешно используется не только в СНГ, он прошел проверку требовательными рынками таких стран, как Германия, Швейцария и Испания. И в ряде случаев продается под брендами известных компаний, даже таких, как SchutzDentalGroup.

Краткая справка о технологии «МонАлиТ»

Схема заполнения алмазами

В настоящее время существует три вида алмазно-абразивного инструмента на металлической связке: гальванический однослойный инструмент, прессованный объёмно-заполненный инструмент «Sinter» и новый вид инструмента «МонАлиТ». Гальванический инструмент изготавливается путем осаждения на поверхность оправки одного (реже – двух) слоя алмаза. Инструмент типа «Sinter» изготавливается по давно известной  технологии методом горячего прессования. Для этого берётся порошок металлической связки (как правило, это бронза) и тщательно перемешивается с порошком алмаза. Затем эту смесь засыпают в металлическую пресс-форму и под давлением при температуре около 660оС прессуют и одновременно спекают. Получается композит, в котором внутри металлической матрицы механически запрессованы алмазные зёрна по всем объёму.

Изготовление алмазного инструмента

Инструмент  «МонАлиТ» изготавливают по новой технологии. Сначала берут алмазные зёрна и готовят их специальным образом, чтобы они в дальнейшем могли быть приварены друг к другу. Подготовка заключается в покрытие зёрен специальным металлом – тонкой «рубашкой» в 1-3 мкм. Затем в форму вставляют снизу хвостовик (1), засыпают алмаз без всякой связки (2).

После этого над формой помещается литник со специальной шихтой (3). Собранная конструкция помещается в вакуумную печь, в которой постепенно создается высокое разрежение. Затем медленно (в течение нескольких часов) производится нагрев  форм до температуры более 1000о С. Шихта расплавляется и буквально пропитывает пустые промежутки между алмазными зёрнами. Но при этом все зёрна продолжают контактировать друг с другом. Возникает  монолитная конструкция, в которой нет места даже для одного дополнительного алмазного зерна. В этой конструкции все зёрна приварены друг к другу и пространство между ними заполнено металлической связкой. В результате достигается предельно возможная концентрация алмазных зёрен внутри рабочей части головки. И предельная прочность их соединения – адгезионные, сварные мостики. После нескольких часов остывания формы достаются из печи и раскалываются. У головки отрезается литник, и она доводится до требуемой чистоты поверхности по специальной технологии (4). Итак, «Sinter» изготавливается методом прессования и спекания при температуре около 660 о С. «МонАлиТ» изготавливается методом вакуумного жидкостного спекания металлизированных алмазных порошков  при температуре более 1000о С. Несмотря на общее название – спечённый инструмент, их объединяет лишь одно – объёмное заполнение всей рабочей части алмазными зёрнами. Но при этом концентрация зёрен в «МонАлиТ» в 3 раза выше, чем в «Sinter», алмазные зёрна в «Sinter» закреплены за счёт механического обжатия, а в «МонАлиТ» – за счет прочных адгезионных сил.

Зёрна алмаза заполняют весь объём рабочей части с предельной плотностью.

МонАлиТМонАлиТ

Предельная концентрация и жидкостное спекание зёрен в вакууме обеспечивает уникальную долговечность инструмента. При использовании головок только для обработки керамики, они в отдельных случаях служат более 12 лет, о чём опубликована статья в журнале «Зубной техник» (см. Публикации). Эти новшества дают инструменту ряд уникальных эксплуатационных особенностей.

Универсальность

Все материалы прекрасно обрабатываются зачастую одной головкой. Напомним, что традиционный (гальванический алмазный инструмент) эффективен только при обработке керамики.

Приятно держать в лаборатории практически один вид инструмента на все случаи жизни. Головки «МонАлиТ» прекрасно шлифуют капризный нейлон, легко (как с гипсом) обходится с циркониевой керамикой. При обработке металлов не рвёт поверхность, не оставляет зазубрин. Чем твёрже металл, тем легче его обрабатывать с помощью инструмента «МонАлиТ».

Стабильность и долговечность

Долговечность алмазного инструмента определяется тремя факторами. Количеством алмазных зёрен, их стойкостью к истиранию и прочностью удержания зёрен в связке. Возможность использования различных по свойствам алмазных зёрен (вплоть до природных) не является проблемой для любой фирмы. Другое дело – количество алмазных зёрен. В одной и той же форме у гальванического инструмента их в несколько раз меньше, чем у «Sinter», а у «МонАлиТ» в 3 раза больше, чем у «Sinter». Здесь работают разные принципы наполнения алмазом, поэтому количество алмазных зёрен при равной форме максимально возможно достижимое – только у «МонАлиТ». Более того, технология производства «МонАлиТ» такова, что внутрь головки невозможно вставить даже одно дополнительное алмазное зерно. Заполнение по этой технологии предельно плотное. На технологической схеме это стадия заполнения (2) с виброуплотнением.

Еще один фактор – способ удержания. В прессованном инструменте «Sinter» зерна удерживаются за счет механических сил, поэтому зёрна изношенные больше половины уже не могут удерживаться в связке и просто выкрашиваются. В «МонАлиТе» зёрна приварены друг к другу. Это видно из схемы технологического процесса (стадия 3).

Следовательно, даже при равной цене головки типа «МонАлиТ» существенно более экономичны, чем прессованные.

Стойкость формы и кромкостойкость

Что такое кромкостойкость? В отдельных инструментах очень важно сохранение в процессе эксплуатации острой режущей части (кромки). Как можно получить острую кромку (толщиной в одно алмазное зерно) разными технологиями? Элементарная геометрия расположения зёрен показывает различие стойкости таких кромок.

МонАлиТа)                                                         б)                                                       в)

Даже если удастся прикрепить к металлическому основанию одно алмазное зерно гальваническим методом, поскольку оно удерживается только за счет металлической матрицы, то положение такого зерна будет крайне неустойчивым (а) и при первом же прикосновении с обрабатываемой поверхностью оно слетит и обнажится металл основания. Прессование же вообще исключает возможность создания кромки толщиной в одно зерно (б). И только технология «МонАлиТ» позволяет приварить одно зерно на самой кромке, создавая по сути дела алмазное лезвие (в). При этом прочность удержания зерна будет предельна – ведь оно приваривается. Благодаря этому инструменты «МонАлиТ» обладают великолепной кромкостойкостью, что повышает их функциональные возможности по сравнению с обычным инструментом.

Регулярность поверхности и сколы

МонАлиТМонАлиТ

Обрабатываемая поверхность повторяет рабочую поверхность инструмента. Гальванический инструмент всегда имеет неровную поверхность, которая создает такую же ответную поверхность обработки. Инструмент «МонАлиТ» изготавливается в гладких керамических формах, которые выравнивают все зерна по своей внутренней поверхности. Поэтому после его обработки изделие имеет регулярную поверхность.

Казалось бы, максимально ровная поверхность должна образовываться при работе твердосплавными фрезами, ведь у них как бы ровные лезвия. Но на микроуровне ровные лезвия выглядят как пилы. Более того из-за того, что материал фрезами снимается слоями, эти слои попадают между лезвиями и поверхностью и создают неровности. Кроме того, грани фрез настолько много захватывают материала, что трудно удержать фрезу рукой в постоянном усилии, происходит время от времени срыв, и образуются на поверхности ступени. При грубой обработке это не имеет принципиального значения. Но при тонкой работе и при окончательной шлифовке задиры и ступеньки причинят техникам немало хлопот по их дальнейшему устранению.

МонАлиТ

Это особенно проявляется при обработке таких материалов как кость. Исследования, проведенные в Тверской медицинской академии, показали разительное отличие в качестве кромки кости, после её обработки фрезой (зарубежный аналог) и головкой «торнадо» изготовленной по технологии «МонАлиТ».

При обработке кости фрезой из неё выкрашиваются кусочки (слева), остаются прижоги (по центру) и множественные вырывы (справа).

 

МонАлиТ v МонАлиТ g МонАлиТ d

И совершенно другая картина была обнаружена после резания кости головкой «МонАлиТ». Справа виден идеальный край, кость розовая, не подгоревшая, посторонних включений нет.

После обработки алмазным стоматологическим инструментом

Также разительно отличается и стружка. После фрезы (слева) она имеет множество включений – отходов от самой фрезы. После инструмента «МонАлиТ» – стружка идеальная.

МонАлиТ a МонАлиТ b

Аналогичная разница возникает и при сравнении поверхности эмали зуба после обработки обычным гальваническим бором (импортным) и бором «МонАлиТ».

Исследования, проведенные в Воронежской академии наук, показали, что поверхность эмали зуба после первой (слева), 5-й (по центру) и 10-й обработки гальваническим бором известной зарубежной компании становится предельно разрушенной и дефектной.

МонАлиТ МонАлиТ МонАлиТ

Стоит сравнить эти снимки с поверхностью эмали, полученной после 10-го использования (внизу) алмазного бора «МонАлиТ».

Микрофотография амазного бора

Регулярность укладки алмазных зёрен даёт ещё одно преимущество. Если необходимо обработать край керамической коронки, чтобы он при этом не скололся, то это трудно сделать гальваническим инструментом, у которого отдельные зёрна создают ударные нагрузки на край. А вот края, обрабатываемые головками «МонАлиТ» получаются равномерными и без сколов.

Описание: 304Описание: 131016Методы работы с алмазным стоматологическиим инструментомОписание: 131Описание: 249Описание: 249

Разнообразие форм

Формы алмазного стоматологического интсрумента

Безусловно, максимальное разнообразие форм в настоящее время достигнуто для гальванического инструмента. Но благодаря тому, что спрос на инструмент «МонАлиТ» возникает в самых разных отраслях, за счёт того, что часть инструмента изготавливается по заказам, в том числе и иностранных компаний, к настоящему времени успешно освоен выпуск более 100 форм головок. Метод вакуумного жидкостного спекания позволяет выпускать формы, которые методом прессования в принципе невозможно изготовить. Например, торнадо. Ясно, что извлечь такую спираль после ее прессовки будет очень трудно. А по технологии «МонАлиТ» форма просто разбивается и  спираль извлекается.

VIP-уровень и экономичность

Любая работа, даже такое искусство, как изготовление зубных протезов – это ещё и расчёт рентабельности. Инструмент может быть очень хорошим, но если он увеличивает затраты техника на обработку единицы протезирования, его могут позволить себе лишь избранные.

Как правило, за качество всегда приходится платить больше. Невозможно купить «Мерседес» по цене «Запорожца». Но это правило опровергает инструмент «МонАлиТ». За счёт уникальной технологии на изготовление одной головки «МонАлиТ» используется в среднем столько же алмаза, сколько и на 100 гальванических головок. И одна головка «МонАлиТ» поэтому заменяет до 100 гальванических головок. В результате своей долговечности инструмент «МонАлиТ» является самым экономичным инструментом. Он в три раза экономичнее фрез и инструмента типа «Sinter», в 10 раз экономичнее гальванического инструмента и в сотни раз экономичнее абразивных головок. Поэтому те, кто поработал инструментом «МонАлиТ» хотя бы несколько месяцев, уже точно знают, что сэкономили немало денег, поэтому у фирмы в настоящее время сотни постоянных заказчиков, работающих с ней многие годы.

Три в одном

Итак, если обобщить все преимущества инструмента «МонАлиТ» перед другими инструментами, то невозможно обойтись без рекламного штампа «три в одном». Общеизвестное преимущество спечённых головок «Sinter» перед гальваническими – объёмное заполнение алмазными зёрнами. Общеизвестное преимущество гальванических над спечёнными головками «Sinter» – более плотная упаковка алмазных зёрен на рабочей поверхности. Оба эти достоинства соединены в инструменте «МонАлиТ». А за счёт технологии «МонАлиТ»  добавлено ещё и третье – стойкость формы.