Julien De Nys Kwaliteitscontrole van lassen in tandprotheses Academiejaar 2008-2009 Faculteit Ingenieurswetenschappen Voorzitter: prof. dr. Guy De Pauw Vakgroep Tandheelkunde Voorzitter: prof. dr. ir. Patrick De Baets Vakgroep Mechanische constructie en productie Master in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde-elektrotechniek Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van Begeleider: Stefan Vandeweghe Promotoren: prof. dr. ir. Wim De Waele, prof. Hugo De Bruyn
153
Embed
Kwaliteitscontrole van lassen in tandprotheses Julien De Nys
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Voorzitter: prof. dr. Guy De PauwVakgroep Tandheelkunde
Voorzitter: prof. dr. ir. Patrick De BaetsVakgroep Mechanische constructie en productie
Master in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde-elektrotechniekMasterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van
Begeleider: Stefan VandeweghePromotoren: prof. dr. ir. Wim De Waele, prof. Hugo De Bruyn
Deze pagina is niet beschikbaar omdat ze persoonsgegevens bevat.Universiteitsbibliotheek Gent, 2021.
This page is not available because it contains personal information.Ghent University, Library, 2021.
Overzicht
Het doel van deze thesis is te onderzoeken hoe we de kwaliteit van gelaste tandprothesen
kunnen controleren. De auteur heeft hiervoor eerst en vooral, in hoofdstuk 1, bespro-
ken wat tandprothesen zijn en hoe ze opgebouwd zijn. Voor deze thesis spitsen we ons
meer specifiek toe op het cresco-systeem. Men werkt hier met een laserlasproces en als
materiaal wordt titanium aanbevolen. We behandelen de eigenschappen van titanium en
bespreken het cresco-systeem meer in detail. Daarna wordt er gekeken wat er in de lite-
ratuur kan gevonden worden omtrent tandbelastingen, sterktes van tandprothesen en het
cresco-systeem.
Hoofdstuk 2 gaat specifiek over het lassen van titanium en de maatregelen die we hierbij
moeten nemen. Het afschermen van de las tijdens het lassen en de verchillende mogelijke
lasprocessen worden behandeld. Het laserlassen lichten we iets meer in detail toe omdat
dit lasproces bij het cresco-systeem gebruikt wordt.
Hierna worden in hoofdstuk 3 de mogelijke lasfouten die kunnen optreden besproken. We
maken een onderscheid tussen algemene lasfouten en lasfouten eigen aan titanium. De
hoofdstukken 4 en 5 gaan respectievelijk over de niet-destructieve en destructieve testen
die voor het onderzoeken van de laskwaliteit en het opsporen van fouten kunnen gebruikt
worden. Bij het niet-destructief onderzoek wordt kort enige praktijkervaring met pene-
tranten testen en CT-scans aangehaald.
Ten slotte geeft hoofdstuk 6 een voorstel voor een kwaliteitsborgingsprocedure; deze pro-
cedure is gebaseerd op de kennis die voortvloeit uit de voorgaande hoofdstukken en op
normen over titanium en klassieke smeltlasprocessen. De kwaliteitsborgingsprocedure is
een praktische richtlijn voor kwaliteitsonderzoek van lasergelaste, titanium tandprothesen.
We zijn met andere woorden vertrokken van een breed onderwerp, om te eindigen bij een
zeer specifiek eindresultaat.
De doelstellingen van deze thesis zijn grotendeels bereikt, alleen is er onvoldoende experi-
menteel onderzoek die de kwaliteitsborginsprocedure ondersteunt. Dit wordt aangekaart
in het besluit van deze thesis.
iii
Quality control of welds in dental restorationsJulien De Nys
Supervisor(s): prof. dr. ir. Wim De Waele, prof. Hugo De Bruyn
Abstract—In this thesis an extensive study was performed concerning allthe aspects of the cresco system, (laser) welding titanium and destructiveand non-destructive evaluation methods. The result is a proposition for aninspection method for quality control of welds in dental restorations.
ASTRA Tech Dental developed a new method for implantsupported dental restorations: the cresco Ti precision
method. With this method we can create abutment-free, cast tita-nium (other alloys, such as precious metal or cobalt-chromium,can also be used) superstructures with passive fit. Even whenthe implants are positioned under extremely different angula-tions, no abutments are needed.The cresco system has an important new feature. Misfits in thecast framework (due to distortion in the cooling phase or im-proper handling at the laboratory) can be corrected directly afterthe casting procedure (even for titanium). Standard bridge sup-ports and the casted framework are placed in a computerizedmilling machine. Each framework leg is then cut to a predefinedhorizontal level; the bridge support is cut at a horizontal levelautomatically calculated by the machine in order to maintain theoriginal framework height (figure 1). The parallel-cut surfaces
Fig. 1. Cutting framework and bridge supports . [1]
are assembled by laser welding, resulting in an abutment-free,passively fitting framework.The quality of these welds has never been examined; the goal ofthis thesis is to make a proposition for an inspection procedure.
II. WELDING TITANIUM
In order to be able to make a proper quality inspection proce-dure it is useful to know which welding processes are possibleand what their specific drawbacks are. The possible weld pro-cesses for titanium are discussed; distinction is made betweenprocesses where filler materials are needed and those processesthat can be used without them. Laser welding is discussed morein detail, because this is the process used in the cresco system.Besides studying the possible welding methods, it is useful to
J. De Nys is with the Mechanical Engineering Department, Ghent University(UGent), Gent, Belgium. E-mail: [email protected] .
know which types of weld flaws are possible. An overview isgiven of all possible weld flaws; flaws characteristic for wel-ding titanium are handled separately. Titanium is a part of thegroup reactive metal, so it reacts very easily with gases like oxy-gen, nitrogen or carbides. Therefore measurements have to betaken to avoid contamination of the weld (which causes embrit-tlement). Welding of titanium has to be executed under an inertgas atmosphere.Most studies (for example [2], [3], [4]) point out porosities asthe biggest problem of laser welding. Porosities decrease thecross section of the weld, therefore the loading (static loading)capacity of the welded joint is decreased. Under dynamic load-ing the instant crack advance into the porosity is compensatedby the high plasticity around the porosity and the notch blunt-ing by the porosity. Welds with porosities are thus weaker understatic than under dynamic loading.
III. TESTING
The quality of the laser welds will have to be tested destruc-tively and non-destructively. The main goal of non-destructivetests is the detection of flaws.
A. Flaw detection
Eddy current tests, penetrant testing, radiography (classic andCT) and ultrasonic testing are studied. We can conclude thatfor the size of specimens we work with, CT-scans give the bestresult (in the matter of resolutions). Penetrant testing and CThave been evaluated experimentally. Figure 2 gives an exampleof the possibilities with this detection method; on the left is theoriginal piece and on the right is a detail of a section from one ofthe welds. It is clear that there are porosities present in the weld
Fig. 2. Original part and close up section weld .
(marked with the red arrows). One of the goals of the qualityinspection procedure is to determine whether or not these flawsare acceptable.
iv
B. Destructive tests
We distinguish four types of destructive tests: tensile test,bend test, micro hardness test and macro examination. Ten-sile tests are executed to determine strength and failure mode.Bend testing will give more information about the ductility ofthe weld and the impact hereon of existing surface flaws. Microhardness tests give us more information about the hardness inthe weld, the heat affected zone (HAZ) and the base material.Macro examination will supply information about the geometryand the microstructure of the weld and its surroundings, embed-ded flaws will also be exposed.
IV. RESULT
The result of this thesis is a proposition for a quality inspec-tion procedure. This procedure is made based on several stan-dards (for example [5], [6], [7], [8]). The procedure includes:preliminary welding procedure, test specimens, welder qualifi-cation and quality inspection.
A. Preliminary Welding Procedure Specification (pWPS)
The pWPS contains information about the materials thatshould be used, the dimensions of the work piece, the form ofthe weld seam, the weld preparations, welding parameters andthe shielding gas that should be used. This information is aguideline for welding dental restorations with a laser; if thesespecifications are not followed it can not be guaranteed that theacceptance criteria will be fulfilled.
B. Test specimens
In order to test weld properties as close as possible to practice,two types of test specimens are suggested (figure 3). Type A
Fig. 3. Test specimens .
specimen imitates regular practice, while type B specimen rep-
resents the connections that are difficult to weld (specimen sizesare based on the dimensions of dental restorations [9], [10]).
C. Welder Qualification
All test specimens that are tested should be made by a qual-ified welder (who possesses a welding certificate). The spe-cifications for obtaining a welding certificate are stated in thissection.
D. Quality inspection
The quality inspection includes the testing techniques to beused and the criteria that should be met are listed in this sec-tion. It may be clear that all non-destructive testing should becarried out before the destructive tests. This section contains thefollowing parts:• Visual inspection and penetrant testing: detection of surfaceflaws.• CT-scan: detection of imbedded flaws.• Tensile test: determination of the strength.• Bend test: gives extra information about ductility and flaws inthe weld.• Micro hardness test: determine hardness in weld, HAZ andbase metal.• Macro test: gives more information about the microstructureof the weld.Based on these test results, in comparison with the acceptancecriteria, the weld is accepted or not.
V. CONCLUSION
It is important to notice that this quality inspection procedureis put up without any practical experience and without any ex-periments being carried out, but only based on the informationobtained out of standards and other literature. Further researchand experiments should determine whether or not the mentionedvalues are acceptable.
[2] J.Liu, I.Watanabe, K.Yoshida, and M.Atsuta, “Joint strength of laser-welded titanium,” Dental Materials, vol. 18, no. 2, pp. 143–148,—2002—.
[3] V.I.Murav’ev, “Problems of pore formation in welded joints of tita-nium alloys,” Metal Science and Heat Treatment, vol. 47, no. 7-8, pp.282–288, —2005—.
[4] G.Davik E.Berg, W.C.Wagner and E.R.Dootz, “Mechanical-properties of laser-welded cast and wrought titanium,” Journal ofProsthetic Dentistry, vol. 74, no. 3, pp. 250–257, —1995—.
[6] CEN, “Het beschrijven en kwalificeren van lasprocedures voor met-allische materialen - deel 3: Lasmethodebeproeving voor het boo-glassen van staal,” —1997—.
[7] CEN, “Specification and qualification of welding procedures formetallic materials - welding procedure test - part 5: arc weldingof titanium, zirconium and their alloys (iso/fdis 15614-5:2002),”—2002—.
[8] DIN, “Welding-guidelines for a metallic material grouping system(iso/tr 15608rev:2004),” Tech. Rep., —2004—.
In de praktijk stuurt men een wisselstroom met hoge frequentie door een spoel. Het
bestudeerde oppervlak zorgt voor een wisselende impedantie van de spoel. Fouten in en
net onder het oppervlak worden gedetecteerd door vaste patronen in de verandering van
de impedantie. De penetratiediepte van deze testmethode is afhankelijk van de wissel-
stroomfrequentie en is beter bij non-ferro materialen zoals titanium. We kunnen met deze
techniek fouten opsporen, de diepte ervan opmeten, de geleidbaarheid van het materiaal
en de doordringbaarheid ervan. Deze laatste twee kunnen interessant zijn om de HAZ
vast te leggen, gezien we daar meestal te maken hebben met een ietwat andere materiaal-
configuratie. Enkele nadelen van deze NDT methode voor onze toepassing zijn dat het
veel ervaring en training vereist, fouten die parallel liggen met het oppervlak worden niet
waargenomen, het oppervlak moet toegankelijk zijn, de indringdiepte is beperkt en de
oppervlakteafwerking en de ruwheid ervan kunnen de meting belemmeren.
4.1.6 Ultrasone testen
Ultrasone ’pulse echo’ inspectie is gebaseerd op de reflectie van ultrasone geluidsgolven
door imperfecties, zoals caviteiten, scheuren en lasfouten in het materiaal. De pulsen van
ultrasone golven worden uitgezonden (pulse) en ontvangen (echo) door piezo-elektrische
probes. Ultrasone golven kunnen loodrecht in het oppervlak gezonden worden. Dit zorgt
ervoor dat we diktes kunnen meten en dat we fouten kunnen opsporen waarvan de hoofd-
dimensies parallel met het oppervlak liggen.
63
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.10: Basisprincipe ultrasoon onderzoek [30].
De pieken A en B die we op de osciloscoop zien van figuur 4.10 zijn de reflecties van de
golf op respectievelijk een fout en de wand. De afstand (in de tijd) van de pieken tot de
oorsprong geven respectievelijk de diepte van de fout en de dikte van de plaat weer. Als
de reflectie niet perfect spiegelend is zullen we nog vele kleine piekjes waarnemen door de
verstrooiing van het signaal. Dit kan de aflezing en interpretatie behoorlijk bemoeilijken.
We kunnen de golven ook onder een hoek in het oppervlak zenden, hiervoor worden hoek-
contact probes gebruikt (figuur 4.11). Deze laatste staan ons toe fouten op te sporen die
niet parallel met het oppervlak georienteerd zijn.
Figuur 4.11: Bestraling onder een hoek [30].
Pulse echo ultrasoon onderzoek is een relatieve methode, dit betekent dat de resul-
taten altijd gerelateerd moeten worden aan een gekende situatie. Er wordt dus altijd een
vergelijking gemaakt met signalen van referentie reflectoren zoals gaten en kerven die ge-
kend zijn.
64
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Het succes van deze methode hangt af van de nauwkeurigheid waarmee de probe, die de
reflecties van de fouten ontvangt, geplaatst wordt. Bij een fout parallel aan het oppervlak
lopen we de kans deze fout niet te zien of het kan zijn dat deze fout een te zwak signaal
terugstuurt. Vlakke fouten die zeer nauw of gesloten zijn kunnen ook vaak mislopen wor-
den doordat het geluid doorheen de fout getransporteerd wordt, in plaats dat het geluid
gereflecteerd wordt. Dit is vaak het geval bij vermoeiingsscheuren. De reflectie van niet
planaire fouten is zwakker dan deze van vlakke fouten maar de kans dat we een dergelijke
fout over het hoofd zien is kleiner aangezien we meer kans hebben een signaal te ontvan-
gen ondanks de zwakte ervan. Dit betekent dat we eigenlijk zorgvuldig onze probehoeken
moeten kiezen voor het zenden en ontvangen. Als we pulsen zenden met een aantal probes
onder verschillende hoeken hebben we meer kans om fouten waar te nemen en correctere
schattingen te leveren.
Voor de inspectie en detectie van fouten in de fusielijn van een las is de locatie van de
probe en diens instralingshoek van kritisch belang. We moeten ook een minimum afstand,
afhankelijk van plaatdikte en de gekozen probehoek, tussen de probe en de las houden.
De straal die uitgezonden wordt heeft een zekere diameter; dit zorgt ervoor dat de hoofd
reflectiepiek vergezeld wordt van een aantal kleinere piekjes die de interpretatie bemoei-
lijken.
Ultrasone inspectie is naast radiografie een van de meest gebruikte methodes voor het
inspecteren van een volledig volume materiaal. Meestal worden frequenties tussen 0.25 en
25 MHz gebruikt (beperkt door filterbereik) [80]. Het wordt zeer veel toegepast voor het
inspecteren van lassen. Het is toepasbaar op de meeste materialen; materialen met een
grove korrelstructuur of een zeer anisotroop gedrag kunnen moeilijk inspecteerbaar zijn
door akoestische ruis. Aangepaste probes kunnen hier een oplossing bieden. De resultaten
van de inspectie worden rechtstreeks van het scherm afgelezen. De signaalamplitude geeft
een idee van de ernst van de fout relatief ten opzichte van referentiefouten. De amplitude
geeft echter geen expliciete informate over de werkelijke hoogte van een fout gezien de
amplitude afhangt van enkele factoren en niet enkel van de foutgrootte. De lengte van de
fout kunnen we tamelijk nauwkeurig schatten aan de hand van de verzwakking van het
signaal als we de probe over de lengte van de fouten bewegen. Hoe breder de ultrasone
geluidsbundel, hoe onnauwkeuriger onze meting. Een varierende orientatie van de discon-
tinuıteit leidt ook vaak tot een verkeerde interpretatie van de foutlengte. Het interpreteren
en valideren van fouten hangt grotendeels van de operator af en het vereist veel ervaring
en kennis van materiaalstructuren.
65
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
4.1.7 Resoluties
Hieronder (tabel 4.2) wordt kort een overzicht gegeven van de haalbare resoluties met
elk van de hoger beschreven methodes. Deze tabel is grotendeels gebaseerd op de richt-
lijnen die de NASA geeft over de mogelijkheden van de verschillende testmethodes [31],
FITNET 2006 [30] bevestigt deze waarden. De tabel is enkel geldig voor stukken met een
dikte kleiner dan 1.27 mm; de lassen in de tandprothesen behoren zeker tot de groep. De
gebruikte symbolen worden verduidelijkt in figuur 4.12. We maken een verschil tussen
doorgaande fouten (through, T), niet volledig doorgaande fouten (partially through crack,
PTC), hoekfouten (corner, C) en ingebedde fouten (embedded, E).
Tabel 4.2: Minimaal waarneembare fout met verschillende NDT-technieken.
Testmethode Locatie fout Soort foutFoutgrootte:
a (mm)
Foutgrootte:
c (mm)
Eddy Current Open oppervlak T t 1.27
Rand of hoek T t 2.54
Penetranten Open oppervlak T t 2.54
Rand of hoek T t 2.54
Radiografie Open oppervlak PTC 0.7t 1.91
E 2a = 0.7t 0.7
Ultrasoon Open oppervlak E 0.43 2.21
0.99 0.99
De NASA-richtlijn stelt dat ultrasoon onderzoek standaard pas haalbaar is vanaf
2.54 mm plaatdikte [31]. De ingebedde fouten bij het ultrasoon onderzoek mogen af-
metingen hebben tussen de vermelde grenzen op voorwaarde dat een equivalent opper-
vlakte bekomen wordt. Deze tabel is enkel een richtlijn voor de grootteordes van enkele
beproevingsmethodes. De tabel vermeldt ook geen vereiste diktes van de fouten; enige
voorzichtigheid is dus aan de orde.
66
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.12: Verklaring gebruikte symbolen [31].
In onderzoekslabo’s zijn grotere resoluties experimenteel haalbaar. Zo weten we bij-
voorbeeld dat met CT-scans fouten kunnen waargenomen worden met een grootte tot een
duizendste van de proefstukafmetingen [79]. Hatsukade et al hebben met een geavanceerde
testmethode (SQUID, gebaseerd op eddy current testen) hebben succesvol oppervlakte-
fouten met een doorsnede van 103 µm2 en een minimale lengte van 8 mm gedetecteerd.
Men voorspelt echter dat men met deze techniek in de toekomst fouten met een diepte
van 5µm en een breedte van 50µm of een diepte van 2.5µm en een breedte van 100µm
(maar met een zelfde lengte, ongeveer 8 mm) zal kunnen waarnemen [81].
4.1.8 Praktijkervaring
In deze paragraaf bespreken we twee niet-destructieve proeven die we hebben uitgevoerd op
het zelfde proefstuk, zie figuur 4.13. Beide proeven geven een idee van de toepasbaarheid
van deze testmethodes.
67
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.13: Beproefd stuk.
Penetranten test
Eerst werd het oppervlak grondig schoon gemaakt met een ontvettend solvent en vervol-
gens werd het afgekuist met wat industrieel reinigingspapier. De opgekuiste lassen mogen
nu niet meer met de hand aangeraakt worden. Na reiniging werd een rode, fluorescente
vloeistof op het stuk gespoten; we laten deze vloeistof vijf minuten in het oppervlak trekken
(resultaat zie figuur 4.14 links). Vervolgens werd het oppervlak afgekuist met industrieel
reinigingspapier en werd er ontwikkelaar op het oppervlak gespoten (resultaat zie figuur
4.14 rechts).
Figuur 4.14: Proefstuk onder fluorescente vloeistof en na ontwikkeling.
Het is belangrijk niet te lang te wachten, na het aanbrengen van de ontwikkelaar, met
de evaluatie van het stuk aangezien de resterende fluorescente vloeistof uit de inkepingen
en scheuren loopt en zo het beeld beınvloedt.
68
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
We zien op een detailopname van het stuk, figuur 4.15, een zone met een rode schijn. Dit
kan wijzen op de aanwezigheid van een scheur maar het kan even goed komen door de
kerfwerking van de lasnaad ten opzichte van het oppervlak (een te steile overgang tussen
lasnaad en basismateriaal die de indruk geeft een kerf te zijn).
Figuur 4.15: Detailopname mogelijke scheur.
Het mag duidelijk zijn dat het niet vanzelfsprekend is een scheur te vinden met de
penetranten test, het geeft ons wel een idee van de plaats waar een scheur zou kunnen
zitten. Deze gebieden moeten wel altijd meer in detail bestudeerd worden om scheuren
uit te kunnen sluiten. We kunnen met penetranten testen ook niets zeggen over fouten
aan de binnenzijde van de prothesen.
Computed Tomogragraphy
Een titanium brug werd gescand met X-stralen en nadien driedimensioneel gereconstrueerd
met de computer. De computerreconstructie is op figuur 4.16 afgebeeld. We kunnen nu,
met gespecialiseerde software, snedes maken in de reconstructie zoals bijvoorbeeld op
figuur 4.17. Op deze afbeelding kunnen we al direct enkele slinkholtes in het gietstuk
waarnemen (aangeduid met de rode pijlen). Het grote voordeel van CT-scans is dat we
de vrijheid bezitten de plaatsen van interesse meer in detail te bestuderen. Zo hebben
we de brugondersteuningen en de lassen uit vergroot en hier hebben we dan ook snedes
genomen. Hieronder, figuur 4.18, staan een reeks opeenvolgende snedes (tussen afstand ±25µm) van een van de lassen afgebeeld. Het valt dadelijk op dat er fouten, porositeiten
en insluitsels, in deze las aanwezig zijn. Er dient opgemerkt te worden dat het verschil
tussen de verschillende fouten aanwezig in de las moeilijk te onderscheiden valt. Er is
69
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.16: Reconstructie oorspronkelijk stuk.
Figuur 4.17: Doorsnede volledig stuk.
dus een geoefend oog nodig voor bijvoorbeeld het onderscheiden van slakinsluitsels van
porositeiten. Het duurt ook vrij lang (enkele uren) om een volledige brug te scannen.
Op basis van de snedes in figuur 4.18 heb ik de het oppervlakte percentage van de
porositeiten ten opzichte van het geprojecteerde oppervlak berekend: ± 1%. De diameter
70
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.18: Opeenvolgende snedes las.
van de grootste porositeit is ± 0.15 mm. Passen we de criteria uit paragraaf 6.6 toe, is de
las aanvaardbaar hoewel het lijkt of deze veel fouten bevat.
De resoluties die in bij het testen van voorgaand stuk behaald werden waren niet optimaal,
dit is het gevolg van de grootte van het stuk. De haalbare resolutie is ongeveer 1/1000
van de afmetingen van het proefstuk. Hebben we een groot proefstuk dan is de resolutie
vanzelfsprekend minder. Hieronder, figuur 4.19, zijn drie beelden van een CT-scan van
een implantaat gegeven; links het volledige implantaat, in midden een snede van het im-
plantaat en rechts een detail opname van de snede. Het gaat hier om een ongelast stuk
maar het mag duidelijk zijn dat de resolutie en scherpte van de beelden zeer hoog liggen.
Figuur 4.19: CT-scan implantaat .
We hebben nog een stuk onder X-stralen beproefd, het ging hier om een prothese uit een
spaarlegering (palladium-aluminium legering). Het origineel en een detailopname van een
71
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
van de lassen zijn hieronder afgebeeld, figuur 4.20. Deze legering was veel minder geschikt
voor onderzoek met X-stralen; het gaf veel artefacten en was moeilijk te doorstralen.
We kunnen echter direct opmerken dat, op basis van de criteria van paragraaf 6.6, de
las verworpen moet worden door de grote porositeit(en) die aanwezig zijn (aangeduid op
figuur 4.20 met de rode pijl).
Figuur 4.20: Origineel en detailopname las van prothese uit spaarlegering.
4.2 Technieken gebaseerd op vervorming
We kunnen vervormingen op verschillende manieren meten; rechtstreeks met rekstrookjes
of met meer geavanceerde technieken. Bij elke methode moeten we een externe belasting
(in het elastische of plastische gebied) aanbrengen waardoor we vervorming kunnen op-
meten. De technieken die in deze paragraaf beschreven staan, worden in eerste instantie
aangewend om de rek in een bepaalde zone te bepalen. Deze methoden zijn allen in staat
de vervormingen van een werkstuk op te meten; waar al dan niet fouten in aanwezig zijn.
Zijn er fouten aanwezig dan zal dit een invloed hebben op de meetresultaten. Omgekeerd
kunnen afwijkende meetresultaten dus een indicatie geven dat er fouten aanwezig zijn in
het werkstuk.
4.2.1 Rekstrookmetingen
Rekstrookjes zijn een heel betrouwbare manier om vervormingen te meten. Ze worden
gekleefd op de plaats van het oppervlak waar we de rek willen opmeten. De grootte ervan
is echter een groot nadeel. Onze proefstukken zijn amper 1 cm hoog en een van de kleinst
beschikbare rekstrookjes heeft een hoogte van 3 mm, hierbij is de aansluiting nog niet bij
gerekend. Op figuur 4.21, foto en technische tekening, is een voorbeeld gegeven van een
72
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
zeer klein formaat van rekstrookje (afmetingen zijn vermeld op de figuur).
Figuur 4.21: Grootte rekstrookje [32].
Trial and error moet uitwijzen of deze methode al dan niet bruikbaar is. Het nadeel van
rekstrookjes is dat ze een uitmiddeling geven van verlengingen onder het oppervlak van
het rekstrookje. De exacte verlenging in een punt kan dus niet bepaald worden, daarvoor
zou een oneindig klein rekstrookje nodig zijn. Willen we de rek opmeten over een stuk
met een fout in, is er altijd de kans dat ons rekstrookje niet de volledige fout omvat en
onze metingen bijgevolg niet relevant zijn. Hieronder is een voorbeeld van een rekstrookje
gekleefd op een buis weergegeven, figuur 4.22.
Figuur 4.22: Voorbeeld rekstrookje [33].
73
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
4.2.2 Speckle interferometry en digital image correlation
Hoewel de traditionele manier van trek/rek metingen met behulp van rekstrookjes goed-
koop en effectief is, meten ze enkel lokale vervormingen op. Ze kunnen dus geen totaalbeeld
geven van een bepaalde belaste regio en ze vragen meestal veel tijd om ze nauwkeurig aan te
brengen. Moderne optische meettechnieken, gebaseerd op Speckle Interferometry en Digi-
tal Image Correlation, kunnen wel de vervormingen van een hele regio weergeven. Hierdoor
verruimen ze de mogelijkheden om bepaalde componenten te onderzoeken. Bovendien zijn
ze gemakkelijk en snel toe te passen en vereisen ze geen contact met het proefstuk in
kwestie.
Electronic Speckle Pattern Interferometry [7]
Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) of laser shearography is een techniek
gebaseerd op het verschijnen van lichtere en donkere vlekjes wanneer een (diffuus) opper-
vlak met een laser belicht wordt. Deze techniek kan op een zeer nauwkeurige manier de
drie verplaatsingscomponenten van een oppervlak bepalen en zodoende is deze methode
dus zeer geschikt om het globale vervormingspatroon weer te geven. De werking ervan is
beschreven in wat volgt.
Een laserstraal wordt in twee gesplitst: de ene straal wordt op het oppervlak van het proef-
stuk gericht, de andere dient als referentiestraal. Na reflectie op het oppervlak worden
beide stralen weer samengevoegd. Dit resulteert in een interferentiepatroon dat vastgelegd
wordt door een CCD camera. Vooraleer het proefstuk belast wordt, is het faseverschil,
tussen de weerkaatste straal en de referentiestraal, ϕ. Na belasting is het faseverschil
(ϕ + ∆) geworden, waarvan ∆ de nettobijdrage door vervorming is. Door het verschil
te nemen van beide faseverdelingen bekomen we dus de faseverandering die gerelateerd
is aan de vervorming in een bepaalde richting. Uit de golflengte van het licht en de fa-
severandering kunnen we dan de grootte van de vervorming berekenen in die bepaalde
richting, we bekomen dus een vector; de gevoeligheidsvector (zie figuur 4.23). Deze vector
is afhankelijk van de orientatie van de meetapparatuur. Om de volledige 3D verplaatsin-
gen van het object te bekomen, hebben we vanzelfsprekend 3 metingen nodig, waarbij de
laserbelichting telkens vanuit een andere richting gebeurt. We krijgen op deze manier de
verschillende gevoeligheidsvectoren S1, S2 en S3 . Met 3D-ESPI kunnen we dus op een
nauwkeurige manier de 3 verplaatsingscomponenten u,v en w aan het oppervlak van een
object bepalen volgens een vooropgesteld cartesiaans assenstelsel: x, y, z. De rekken voor
een vlakvervormingstoestand bekomen we dan uit volgende eenvoudige formules:
εx =∂u
∂x, εy =
∂v
∂yen γxy =
12
(∂v
∂x+∂u
∂y)
74
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.23: Werkingsprincipe van ESPI [7].
Dit levert ons de rekken in geheel het opgemeten gebied. We krijgen dus, in tegenstelling
tot metingen met rekstrookjes, informatie over een hele regio. In onderstaande figuur 4.24
worden beide meetmethodes met elkaar vergeleken voor een welbepaald belastingsgeval.
Een composieten plaatje met een elliptische uitsparing wordt in trek belast; langs de ene
kant van het gat worden vier rekstrookjes in de belastingsrichting aangebracht, aan de
andere kant worden de verplaatsingen met ESPI opgemeten. De verschillen in rek tussen
beide methodes is te wijten aan het uitmiddelend effect van de rekstrookjes. Integreren
we de rekken bekomen met ESPI over de lengte van de rekstrookjes, komen de resultaten
uitstekend overeen zoals te zien op figuur 4.24. De afwijking wordt echter groter in de
buurt van de spanningsconcentratie.
75
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.24: Verglelijking ESPI met rekstrookjes [7].
Het volledige beeld wordt in ongeveer 1 seconde gegenereerd. De resolutie van de
gemeten verplaatsingen is een fractie van de golflengte van de laser (tussen ± 500 en
1000 nm) en bedraagt typisch 30 tot 100 nm.
Digital Image Correlation
De ESPI-techniek geeft fantastische resultaten voor kleine vervormingen en rekken. Als we
echter verplaatsingen van enkele millimeters willen opmeten, zou deze laatste methode een
aanzienlijke hoeveelheid informatie moeten verwerken. Voor dergelijke applicaties gebruikt
men een techniek gebaseerd op de correlatie van digitale beelden (Digital Image Corre-
lation, DCI). Men brengt een stochastisch patroon aan op het oppervlak, bijvoorbeeld
een witte verf met zwarte spikkels in. Het aanbrengen van dit patroon neemt tamelijk
wat tijd in beslag en vereist nogal wat ervaring. We leggen dit patroon vast met twee
hoge resolutie camera’s, doordat we de exacte positie weten van de camera’s ten opzichte
van elkaar, kunnen we elk punt van het oppervlak identificeren in een assenstelsel. Op
deze manier is de vorm en positie van het object volledig bepaald. Figuur 4.25 brengt dit
beter in beeld. Als we ons proefstuk belasten, filmen beide camera’s de verplaatsing van
het aangebrachte patroon. Zo kunnen we met correlatieprocedures de 3D vervorming van
het object bepalen. Met dezelfde formules als voor ESPI kunnen we dan gemakkelijk de
bijhorende rekken berekenen.
76
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Figuur 4.25: Het vastleggen van vorm en positie in een assenstelsel [7].
Vergelijking van beide methodes
ESPI en Digital Image Correlation zijn allebei verplaatsing/rek meetmethodes die een
volledig veld bestrijken. Het gebruik ervan hangt vooral af van de gewenste nauwkeurigheid
en van de te verwachten afmetingen van het proefstuk. Onderstaande figuur 4.26 geeft
een idee van de praktische meetgebieden van beide methodes.
Figuur 4.26: Praktische meetgebieden voor verplaatsing en rek voor ESPI en DIC [7].
In het algemeen worden voor vervorming/rek metingen bij toepassingen in het elastisch-
plastisch gebied de ESPI techniek met hoge gevoeligheid verkozen. Digital Immage Cor-
relation wordt verkozen voor metingen in het plastische gebied, voor grote meetvelden en
voor hoge meetsnelheden. Samengevat geeft dit onderstaande tabel 4.3. Beide methodes
bieden dus een snelle, driedimensionele spanning/rek analyse aan op proefstukken en op
componenten die in gebruik zijn. ESPI heeft de mogelijkheid te meten met hoge resolu-
ties en daardoor een nauwkeurig spanning/rek analyse te bekomen. DIC legt de nadruk
op het meten van grotere vervorming en rekken. Beide methodes bieden bovendien een
77
Hoofdstuk 4. Niet Desctructief Onderzoek
Tabel 4.3: Vergelijking van de mogelijkheden van ESPI en DCI[7] .
gemakkelijke overgang naar eindige elementen methoden aan. Een nadeel is dat de ap-
paratuur duur is en dat deze methodes enkel in laboratorium omstandigheden kunnen
gebruikt worden; elke trilling die het proefstuk (of het licht) verstoord geeft aanleiding tot
ruis.
4.2.3 Thermografie
Als een proefstuk mechanisch belast wordt, veroorzaakt dit een temperatuursverandering.
Dit kom door de energiedissipatie bij hysteresischeffecten en thermo-elasticiteit. Deze
laatste is een reversibel verschijnsel dat optreedt bij een verandering in inwendige ener-
gie tijdens een elastische vervorming van het materiaal. De variatie in rek is verwant
met een thermo-elastische temperatuur variatie. In metalen kunnen we een toename van
temperatuur waarnemen voor drukbelasting en een afname voor belasting in trek. Met
een infrarood camera kunnen we dan de temperatuursverdeling van ons belast proefstuk
waarnemen. Aanwezige fouten zorgen voor een discontinuıteit in de temperatuursverde-
ling, aan de hand van de temperatuursverdeling kunnen we dus afleiden of er zich al dan
niet fouten in ons object bevinden. De voordelen van deze techniek zijn dat er geen direct
contact is met het oppervlak voor onze meting, anderzijds dienen we wel ons proefstuk
te belasten dus is contact onvermijdelijk. Bovendien is de apparatuur duur en zijn de
metingen eerder benaderend.
78
Hoofdstuk 5
Destructieve testen
Dit hoofdstuk en het hoofdstuk 6 zijn hoofdzakelijk gebaseerd op normen voor klassieke
smeltlasprocessen en normen over titanium; met name: ISO/TR 15608rev:2004 [49], ISO
5817:2003 [50], ISO/FDIS 15614-5:2002 [10], ISO 15614-11:2002 [82], EN 288-3 [42] en ISO
15609-1:2004 [83].
5.1 Trekproef
Bij een trekproef wordt een gestandaardiseerd proefstuk ingeklemd in een proefbank en
vervolgens wordt er aan het proefstuk getrokken (meestal met een constante snelheid) tot
faling optreedt, figuur 5.1 geeft een mogelijke opstelling.
Figuur 5.1: Voorbeeld trekproef. [34]
Een trekproef is een van de meest fundamentele mechanische beproevingsmethoden;
79
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
het geeft ons informatie over de sterkte, de vloeigrens, oppervlakte reductie, de verlenging
en het breukgedrag van het materiaal. De aangelegde kracht wordt meestal bepaald met
een lastcel en de verlenging over de las met een extensometer (er kunnen ook rekstrookjes
aangebracht worden in gebieden van interesse). Deze laatste wordt gebruikt om kleine
veranderingen in lengte uitvergroot weer te geven; figuur 5.2 geeft een voorbeeld van een
extensometer (er bestaan vele mogelijke werkingsprincipes).
Figuur 5.2: Voorbeeld extensometer [35].
Voor breuk gaat men de extensometer verwijderen, vanaf dat ogenblik gaat men de
overige verlenging bepalen uit de positie van de klemmen van de trekbank. Het resultaat
is een grafiek die de spanning in functie van de opgelegde verlenging geeft. Meestal wordt
de kracht gedeeld door de originele oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de proefstaaf
en de verlenging wordt gedeeld door de originele lengte van het stuk, zo bekomen we een
trek-rek curve (stress-strain curve). Het resultaat is een grafiek zoals op figuur 5.3. Op
de figuur 5.3 zijn ook de vloeigrens (E op figuur 5.3) en de treksterkte (U op figuur 5.3)
aangeduid. De vloeigrens wordt bij metalen meestal arbitrair vastgelegd als de spanning
bij 0.2 % permanente verlenging, de treksterkte is de maximale spanning die kan optreden.
We dienen er op te letten dat in realiteit de spanning steeds oploopt tot breuk, we houden
bij de metingen immers geen rekening met de insnoering die optreedt voor breuk (we delen
dan om de spanning te bekomen door de oppervlakte van de werkelijke dwarsdoorsnede in
plaats van de originele oppervlakte; ook de ware rek is ander, logaritmisch, gedefinieerd).
Men spreekt dan van de ware trek-rek curve en van de ingenieurs trek-rek curve. Het
verschil is hieronder nog eens verduidelijkt, figuur 5.4. Uit de plaats waar breuk optreedt
(las, HAZ of basismateriaal) en het uitzicht van het breukoppervlak kunnen we afleiden
80
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
of we met een brosse of ductiele breuk te maken hebben.
Zoals reeds vermeld (zie paragraaf 1.4) worden tanden meestal belast onder druk. Al-
gemeen worden dezelfde vloeigrens en treksterkte gebruikt in druk als in trek. Normaal
gezien zijn echter grotere krachten toelaatbaar in druk dan in trek gezien aanwezige fouten
onder druk samen geperst worden en dus minder aanleiding zullen geven tot spanningscon-
centraties.
Figuur 5.3: Voorbeeld resultaat trekproef [36].
Figuur 5.4: Verschil ware en ingenieurs trek-rek curve [36].
81
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
5.2 Buigproef
Buigtesten zijn relatief goedkope kwalitatieve testen die gebruikt worden om zowel de
ductiliteit als de stevigheid van een lasverbinding te controleren. Voor deze test zijn geen
kostelijke installaties nodig. De teststukken zien er als volgt uit (figuur 5.5).
Figuur 5.5: Typisch vorm proefstuk voor en na buiging [37].
Deze stukken worden voor grote componenten uit buizen gesneden (voor de evaluatie
van stompe lassen van buizen) en zijn normaal gezien gemakkelijk te vervaardigen. Het
snijproces mag geen invloed hebben op de materiaalstructuur door warmte-inbreng, koeling
is dus noodzakelijk. De las wordt ook meestal vlak geslepen om spanningsconcentraties
aan scherpe hoeken te vermijden.
De twee meest gebruikte opstellingen voor een buigproef zijn hieronder afgebeeld, figuur
5.6.
Figuur 5.6: Mogelijke manieren voor buigproeven uit te voeren [38].
Het proefstuk wordt door een stempel in een mal gedrukt of men gaat het proefstuk
82
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
rond een buigvorm heen plooien. De stempel (met mal) en buigvorm hebben welbepaalde
voorgeschreven afmetingen afhankelijk van het materiaal, de dikte ervan en de gebruikte
verbindingstechniek. Dit wordt meestal uitgedrukt in een veelvoud van de dikte van het
proefstuk. De hoek waarover gebogen wordt is ook vooraf bepaald (90°, 120° of 180° [3])
door dezelfde parameters als de diameter van de stempel of buigvorm.
We kunnen het proefstuk testen met de laswortel aan de concave kant van het proefstuk
of aan de convexe kant, we spreken dan respectievelijk van een ’face’ of een ’root’ buiging
(figuur 5.7).
Figuur 5.7: Verschil buigstukken [38].
De convexe kant van het proefstuk wordt sterk plastisch vervormd zodat aanwezige
fouten (bijvoorbeeld porositeiten) of een verbrossing kunnen leiden tot scheurvorming of
vroegtijdig falen van het proefstuk. De toelaatbare waarden voor dergelijke fouten worden
meestal in de normen vermeld. Aan de concave zijde van het proefstuk kunnen lasfouten
zoals ondersnijding, te weinig penetratie of een gebrek aan versmelting onthuld worden
met een buigtest.
In ons geval zal het echter niet vanzelfsprekend zijn stukken te snijden uit de proefstaven,
door de kleine afmetingen van onze proefstukken (zie paragraaf 6.3). We gaan daarom
de volledige proefstaven aan een buiging onderwerpen; dit vereist een aangepaste proefop-
stelling en stempel (zie paragraaf 6.5.1). Een mogelijke opstelling is hieronder gegeven,
figuur 5.8. We kunnen besluiten dat een buigtest niet altijd vereist is maar ons toch extra
informatie verschaft over de ductiliteit van de las en invloed op de lasintegriteit van de
aanwezigheid van fouten.
83
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
Figuur 5.8: Voorbeeld opstelling voor buigen volledige buizen [39].
5.3 Microhardheidsmeting
Bij een hardheidstest wordt een vreemd materiaal (liefst zo hard mogelijk) in het werkstuk
gedrukt gedurende een bepaalde tijd; daarna meet men de diepte of het oppervlak van de
indrukking op. Naargelang de vorm van het indrukelement onderscheiden we verschillende
beproevingsmethoden. We bespreken verder enkel de Vickers hardheidstest omdat deze
representatief is voor de meeste normen.
Bij de Vickers hardheidstest wordt een diamanten piramide (tophoek 136°) in het materiaal
gedrukt, dit laat een vierkante indruk achter. De kracht waarmee men de piramide in het
oppervlak drukt moet zeer accuraat zijn, deze wordt een 10 tot 15 seconden aangehouden.
De oppervlakte van de vierkante indruk die hierdoor achterblijft in het materiaal wordt
optisch gemeten door de diagonalen op te meten. De hardheid (HV) kan hieruit berekend
worden; ze is evenredig met de verhouding van de toegepaste kracht en de oppervlakte
van de indrukking. Voor metalen varieert dit normaal van 100 HV tot 1000 HV [40].
Microhardheidsmetingen zijn hardheidsmetingen op een zeer kleine schaal. De belasting
varieert hier van 1 tot 1000 gram [3]. De bekomen indrukken worden opgemeten onder
een microscoop. Er bestaan ook automatische meetsystemen hiervoor die werken aan
de hand van beeldanalyse. Voor microhardheidsmetingen kunnen we ook een ultrasone
hardheidstest uitvoeren. Men brengt bij deze methode een staaf, met aan het uiteinde een
Vickers-diamant, in trilling met een instelbare frequentie. Men varieert de frequentie tot de
staaf in resonantie trilt. Deze resonantiefrequentie is afhankelijk van de mate waarmee het
oppervlak vervormt. Men kan dan die frequentie omrekenen naar een hardheidswaarde.
84
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
Op figuur 5.9 is nog eens kort schematisch de theorie, de praktijk en het resultaat geschetst.
Figuur 5.9: Vickers hardheidstesten [3, 40].
Doordat de permanente vervormingen die optreden bij microhardheidsmetingen zeer
klein zijn beschouwt men dit meestal als een niet-destructieve testmethode. De auteur
heeft deze testmethode echter uit veiligheid toch bij de destructieve methodes geplaatst
gezien we met zeer kleine werkstukafmetingen te maken hebben.
Hardheidstesten worden gebruikt bij het controleren van lassen omdat de hardheid een
maat kan zijn voor de taaiheid en de treksterkte van het materiaal. Klassiek voert men
een reeks hardheidsmetingen uit over de las, de HAZ en het basismateriaal. Deze metingen
geven meestal tamelijk wat variatie over de verschillende gebieden, dit is te wijten aan het
verschil in microstructuur tussen deze gebieden. Hieronder, figuur 5.10, is een voorbeeld
gegeven van een dergelijke meting.
Figuur 5.10: Hardheidsmeting over een las [3].
Men legt meestal een grens op voor de toelaatbare hardheden in de HAZ en de las
om te sterke verbrossing van het materiaal tegen te gaan. Te grote hardheden zouden
immers kunnen leiden tot het plotse falen van de las onder belasting door een te brosse
microstructuur.
85
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
5.4 Macro-onderzoek
Bij een macro-onderzoek wordt een klein stukje uit de lasverbinding gesneden, daaruit
wordt dan een sectie gesneden dwars op de las (figuur 5.11). We dienen hierbij op te let-
ten dat de gebruikte snijprocessen een beperkte warmte-inbreng in het proefstuk hebben
(plasmasnijden of vlamsnijden zijn bijvoorbeeld niet toelaatbaar). De HAZ van het snij-
proces zou immers onze resultaten kunnen beınvloeden; is er toch een HAZ van het snij-
proces aanwezig dient deze eerst verwijderd te worden. Het teststuk wordt vervolgens
klaar gemaakt voor een microscopisch onderzoek, dit gebeurt als volgt [84].
• Het werkstukoppervlak en de las worden vlak gemaakt; door te slijpen, frezen of
vijlen. Als een voldoende vlak oppervlak bekomen is, gaat men het oppervlak schuren
met steeds fijner schuurpapier (een speciaal type voor metalen). Het beste resultaat
voor deze laatste stap wordt bekomen door het schuurpapier op een vlak oppervlak
te leggen, het papier te bevochtigen (met water of een ander gepast smeermiddel) en
vervolgens met een matige druk het werkstuk over het papier te schuren (best altijd
in dezelfde richting) tot de groeven van het vorig schuurpapier volledig verwijderd
zijn (bij overgang naar een fijner type schuurpapier wordt telkens haaks op de vorige
schuurrichting gewerkt).
Na het glad en vlak maken wordt het oppervlak geetst. Voor een goed resultaat dient
het oppervlak voor het etsen gereinigd te worden (met het gepaste solvent) van vet,
olie of ander vuil. De etsvloeistof wordt vervolgens in het oppervlak gewreven (het
is belangrijk het oppervlak niet meer met de blote hand aan te raken) tot een goede
zichtbaarheid van de metaalstructuur bekomen is. Het stuk wordt nadien met water
gewassen en vervolgens met alcohol gespoeld. Hierna wordt het stuk zo snel mogelijk
gedroogd. Het is belangrijk de gebruikte reinigingsmiddelen en de etsvloeistof af te
stemmen op het materiaal van het teststuk.
Bekijken we nu het geetste oppervlak onder een microscoop geeft dit ons een duidelijke kijk
op de interne structuur van de las, de fusielijn, de indringdiepte en eventuele ingebedde
fouten. Er moet wel opgemerkt worden (bij foutenevaluatie) dat het gaat over een op-
name uit een bepaalde doorsnede van de las, we kunnen wel stellen dat de waargenomen
microstructuren in deze dwarsdoorsnede representatief zijn voor de hele las. Hieronder,
figuur 5.11, is een voorbeeld van een macro-onderzoek gegeven. Kort gesteld wordt deze
test vooral gebruikt voor de evaluatie van de microstructuren die in de las, de HAZ en het
basismateriaal aanwezig zijn en voor het waarnemen van eventuele ingebedde fouten.
86
Hoofdstuk 5. Destructieve testen
Figuur 5.11: Voorbeeld van een macro-onderzoek van een T-lasverbinding [41].
87
Hoofdstuk 6
Kwaliteitsborging
6.1 Doelstelling
Dit deel heeft als doel een voorstel van een richtlijn op te stellen voor de kwaliteitscon-
trole van lasergelaste, titanium tandprothesen volgens het cresco-systeem (zie paragraaf
1.3). De procedures en variabelen beschreven in dit deel beınvloeden de kwaliteit van de
lasverbinding en dienen bijgevolg gevolgd te worden.
We behandelen achereenvolgens:
• De manier waarop de las dient gemaakt te worden (pWPS).
• De criteria waaraan de lasser moet voldoen (Kwallificatie lasser).
• De beproevingsmethoden (Kwaliteitscontrole).
• De criteria waaraan de las dient te voldoen (Aanvaardbaarheidscriteria).
6.2 Voorlopige lasprocedure specificatie (pWPS)
In de voorlopige lasprocedure specificatie wordt een eerste aanbeveling gedaan waaraan
het lasproces moet voldoen. Het is een voorlopige specificatie; praktijkervaring zal moeten
uitwijzen of er veranderingen moeten gemaakt worden in deze specificatie. De lasprocedure
specificatie is opgesteld aan de hand van de Europese norm EN ISO 15609-1 [83].
6.2.1 Fabrikant
Bij het indienen van de proefstukken dient een fiche bezorgd te worden, bijvoorbeeld zoals
op figuur 6.1. Op deze fiche staat onder andere vermeld wie de lasser van het stuk is, wie de
fabrikant van het lasertoestel is en wat de gebruikte lasparameters zijn. Vooraleer stukken
88
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
van een bepaalde lasser getest mogen worden, dient deze eerst de kwalificatieprocedure
met succes te hebben doorstaan (zie paragraaf 6.4).
Figuur 6.1: Voorbeeld invulfiche [42].
89
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
6.2.2 Basismateriaal
Deze specificatie gaat enkel op voor titanium en zijn legeringen; de groepen 51, 52, 53
en 54 zoals beschreven in norm CEN ISO/TR 15608rev:2004 [49]. Een meer gedetaileerd
overzicht vindt u in paragraaf 1.2.
6.2.3 Dimensies materiaal
De diameter van het contact oppervlak van het implantaat met het abutment, de kroon
of de brug varieert tussen ongeveer 3.5 mm en 6.5 mm [12, 11, 85]. De wanddikte van de
te lassen onderdelen bedraagt typisch 0.5 mm tot 1 mm. Om enige speling te hebben is
deze kwaliteitsborging geldig voor buisjes met een nominale diameter van 3 mm tot 7 mm
en met een dikte van 0.4 mm tot 1.2 mm.
6.2.4 Lasnaadvorm
De verbinding dient een stompe lasverbinding te zijn, er mag in de voorbereiding een
afschuining aangebracht worden (zoals op figuur 6.2) met als doel aan de specificaties in
paragraaf 6.2.7 en 6.6 te voldoen. De aan elkaar te lassen oppervlakken worden met elkaar
in contact gebracht (zie figuur 6.2).
Figuur 6.2: Stompe las.
6.2.5 Oplassen
Na het werkstuk gelast te hebben zonder toevoegmateriaal mag er een extra laspas opge-
last worden; hiervoor dienen de toevoegmaterialen vermeldt in paragraaf 1.2 gebruikt te
worden. Deze oplassing is niet noodzakelijk; er moet wel aan de specificaties uit paragraaf
6.2.7 voldaan worden, daarom is het wel soms aan te raden.
90
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
6.2.6 Lasvoorbereiding [8, 1, 9]
Grof geslepen te lassen oppervlakken worden best eerst droog gevijld om het oppervlak
gladder te maken; fijn gedraaide, gefreesde, geschaafde of lasergesneden oppervlakken
hebben deze stap niet noodzakelijk nodig. Het blijft toch aangeraden om het oppervlak
zo glad mogelijk te maken en zeker nog aanwezige oxides op het oppervlak weg te vijlen
of weg te slijpen (fijn). We kunnen deze oxides ook verwijderen door te beitsen met
een waterige oplossing van 2 tot 4% waterstoffluoride (HF) en 30 tot 40% salpeterzuur
(HNO3), erna wordt gespoeld met gedeıoniseerd water en een droging (duur hangt af van
de samenstelling).
Daarna wordt het oppervlak ontvet en ontdaan van contaminanten. Dit gebeurt best met
een ontvettend product zoals aceton of Metyl Ethyl Ketone (MEK); water, chloriden en
schoonmaakmiddelen mogen niet gebruikt worden gezien ze aanleiding kunnen geven tot
scheuren in het oppervlak. Hierna wordt het oppervlak gedroogd; het oppervlak mag voor
het lassen nu enkel nog met een stofvrije handschoen aangeraakt worden. Hoe schoner en
gladder het oppervlak, hoe minder kans op contaminatie en porositeiten.
Om de vereiste fusiediepte (zie paragraaf 6.2.7) te bekomen mag er eventueel een kleine
afschuining aangebracht worden (zie figuur 6.2) op voorwaarde dat deze niet afdoet aan
de sterkte van de verbinding beschreven in paragraaf 6.6.
6.2.7 Lasparameters
De lasparameters dienen zodanig gekozen te worden dat de diepte van de verbinding
minimaal 70% (gebruikt in de praktijk [86]) bedraagt van de dikte van het buisje. Uit
ervaring weten we dat er wel altijd een optimale parametercombinatie (pulslengte, fre-
quentie, energie en brandvlekdiameter) mogelijk is [24, 65, 68]. We moeten er ons echter
van vergewissen dat een laserlamp in intensiteit afneemt en bijna jaarlijks dient vervangen
te worden, de optimale parameters varieren dus met de slijtage van de lamp [86]. Een
maandelijkse herijking van de gebruikte lasparameters is aangewezen.
6.2.8 Afschermingsgas
Voor de gasafscherming tijdens het lassen dienen in de eerste plaats de aanbevelingen
van de lastoestelfabrikant gevolgd te worden. Daarnaast is het belangrijk de gebruikte
instellingen nog eens proefondervindelijk te testen. Las een stuk met het gebruikte gas
en debiet; controleer daarna of de kleur van de las aanvaardbaar is (zilver tot strokleurig
is aanvaardbaar, zie paragraaf 3.3.2). Wang et al gebruikten een zuiver argongas aan
een debiet van 5.4 l/min [23], dit kan een richtlijn zijn voor het vinden van het gepaste
91
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
gasdebiet. Dit debiet hangt vanzelfsprekend af van het gebruikte toestel of de gebruikte
couveuse.
6.3 Proefstukken
Er zijn twee soorten proefstukken, type A en type B (figuur 6.3). Het doel van beide proef-
stukken is zo goed mogelijk de praktijk te benaderen. Type A geeft een normaal te lassen
verbinding in de prothese weer, type B heeft als doel moeilijker te lassen verbindingen na
te bootsen ( gebaseerd op 2.3.2).
Figuur 6.3: Proefstukken.
• D: buitendiameter van de buisjes is 4.5 mm.
• a: minimale lengte is 35 mm.
• t: de dikte bedraagt 0.9 mm [87].
• b: maximaal 9.5 mm.
• c: maximaal 5 mm.
92
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
• e: minimaal 4.5 mm.
• f: minimaal 2.25 mm.
• g: minimaal 2.25 mm.
• h: minimaal 13 mm.
De lassen aangeduid met het cijfer 1 in figuur 6.3 dienen gemaakt en voorbereid te worden
zoals beschreven staat in het pWPS, zie paragraaf 6.2. De lassen met het nummer 2 in
figuur 6.3 moeten eerst gemaakt worden, deze verbindingen mogen naar believen uitge-
voerd worden. De verbindingen van de buisjes met het plaatje dienen wel bij benadering
90° te zijn. Hoeken met een afwijking groter dan 3° worden afgekeurd. De lasoverdikte aan
de binnenzijde van beide types proefstaven hoeft niet verwijderd te worden voor verder
beproevingen.
6.4 Kwalificatie lasser
Deze kwalificatietest dient om na te gaan of de lasser wel degelijk over de juiste vaardighe-
den beschikt. De lasser dient hiervoor 10 proefstukken type A en 2 teststukken type B
te lassen (proefstukken zijn beschreven in paragraaf 6.3, de lasspecificaties in paragraaf
6.2). Deze proefstukken worden allen volgens de procedure beschreven in paragraaf 6.2
getest, zowel niet-destructief als destructief. Indien alle proefstukken voldoen aan de aan-
vaarbaarheidscriteria uit 6.6, verkrijgt de lasser zijn kwalificatiecertificaat. Dit certificaat
blijft twee jaar geldig, tenzij een strengere kwaliteitsborgingprocedure ontwikkeld wordt;
dan dient de lasser in kwestie zich te kwalificeren volgens deze nieuwe procedure.
6.5 Kwaliteitscontrole
6.5.1 Testen
De testen omvatten zowel destructieve (DT) als niet-destructieve testen (NDT). De niet-
destructieve testen dienen vanzelfsprekend allen verricht te worden voor het destructief
onderzoek. Onderstaande tabel 6.1 geeft de verschillende testen weer. Beide types proef-
stukken worden aan dezelfde testen onderworpen, de buisjes uit proefstuk type B worden
net onder het plaatje losgesneden vooraleer ze getest worden.Voor de verschillende be-
proevingsmethoden staan de aanvaardbaarheidscriteria opgesomd in paragraaf 6.6.
93
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Tabel 6.1: Testen.
Testtype Omvang test Type
Visuele inspectie 100% NDT
Oppervlaktescheuronderzoek (pene-
tranten)100% NDT
Radiografisch onderzoek: CT-scans 100% NDT
Trekproef 5 proefstaven DT
Buigproef 5 proefstaven DT
Hardheidsmetingen 2 proefstaven DT
Macro-onderzoek 2 proefstaven DT
Trekproef
De trekproef wordt uitgevoerd op het volledige buisje. Langs weerszijden van de las is een
vrije ruimte van 20 mm vrijgehouden (± 4D), verder is er dan nog minimaal 15 mm over
die gebruikt kan worden voor de inklemming in de trekbank.
Buigproef [10]
De buigproef wordt uitgevoerd op een volledige proefbuisje; door de kleine afmetingen van
de proefstukken is het te moeilijk stukken uit de proefbuisjes te snijden doordat deze zo
klein zijn (een te grote warmte-inbreng zou ook de resultaten kunnen beınvloeden). Voor
materialen waarvan de verlenging van het basismateriaal meer dan 20% bedraagt dient
de buighoek 180° te bedragen. De diameter van de stempel of de buigvorm dient 6 D te
zijn behalve voor groep 51 (zie paragraaf 6.2.2) waar een diameter van 4 D dient gebruikt
te worden. Voor de andere materialen wordt de diameter van de stempel of buigvorm als
volgt berekend:
d = (100D)/A−D (6.1)
• d: diameter van de stempel of buigvorm (in mm).
94
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
• D: diameter van het proefstuk (in mm).
• A: minimum verlenging in trek volgens de materiaalspecificaties (in mm2).
Een vereiste voor een correcte buigproef is dat het proefstuk uniform rond het vormings-
stuk buigt en dat de binnenstraal (U-vorm) van het resulterend gebogen proefstuk dicht
aanleunt tegen deze van de stempel of de buigvorm.
6.5.2 Hardheidsmeting
De Vickers methode dient toegepast te worden in de las, de HAZ, het basismateriaal
en het opgelaste materiaal (indien deze te onderscheiden valt van de rest van de las).
De hardheidsmetingen in elk van de delen moeten uitgevoerd worden op een lijn zoals
bijvoorbeeld in figuur 6.4. Iedere rij indrukkingen moet tenminste drie metingen bevatten.
In de HAZ moet de eerste indrukking zo dicht mogelijk bij de smeltlijn geplaatst worden.
Figuur 6.4: Plaatsen hardheidsmetingen [42].
6.5.3 Macro-onderzoek
Voor het macro-onderzoek wordt de proefstaaf doormidden gesneden (onder koeling zo-
dat de warmte-inbreng van het snijproces minimaal is). Beide randen van een van de
helften worden voorbereid (zoals bijvoorbeeld beschreven wordt in paragraaf 5.11) zodat
de structuur van de smeltlijn, de HAZ, de las en het basismateriaal duidelijk zichtbaar zijn.
Hardheidsmetingen mogen na het macro-onderzoek op hetzelfde staal uitgevoerd worden.
95
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
6.6 Aanvaardbaarheidscriteria
6.6.1 Trekproef
Het proefstuk wordt goedgekeurd indien het stuk buiten de las breekt. Zoniet mag de
treksterkte van de proefstaaf niet kleiner zijn dan de overeenkomstige gespecifieerde mini-
mumwaarde van het moedermateriaal. Dit is normaal gezien altijd haalbaar [24, 65, 66].
6.6.2 Buigproef
Het proefstuk wordt afgekeurd indien er na uitvoering van de buigproef scheuren aanwezig
zijn groter dan 3 mm en als er scheuren aanwezig zijn die dwars door de las heen gaan.
6.6.3 Hardheid
De toelaatbare hardheid in de las, de HAZ en het basismateriaal zullen in de toekomst
proefondervindelijk bepaald moeten worden. De hardheid van opzettelijk foutief (niet in
overeenstemming met de pWPS) gelaste stukken kan bijvoorbeeld getest worden en op
basis van deze waarden kunnen we eventueel limieten opstellen voor de hardheid.
6.6.4 Macro en CT-scan
Aan de hand van de norm NBN EN ISO 5817, kunnen we ons een idee vormen van de
toelaatbare fouten in de las. Deze norm geeft een overzicht van de toelaatbare fouten
in smeltlasverbindingen van platen met een dikte vanaf 0.5 mm in staal, nikkel, titanium
of hun legeringen. Er dient opgemerkt te worden dat expliciet vermeld wordt dat deze
norm niet geldt voor laserlassen en elektronenbundellassen. Er bestaat een norm voor
de fouttoelaatbaarheid bij het laserlassen, maar enkel voor staal en aluminium (en hun
legeringen), respectievelijk de normen ISO 13919-1 en -2 . Vandaar dat ik mij toch baseer
op de norm NBN EN ISO 5817.
Het kwaliteitsniveau van een las in pijpleidingen (onder druk) wordt aangeduid met een
letter B, C of D. Onder elk van deze niveaus vallen welbepaalde categorieen van toepassin-
gen [88]:
• Categorie A: gekoeld water, drinkwater, afvalwater en warm water.
• Categorie B: onbrandbare gassen op omgevingstemperatuur.
• Categorie C: brandbare gassen op omgevingstemperatuur.
• Categorie D: cryogene vloeistoffen.
96
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Het is vanzelfsprekend dat naargelang het kwaliteitsniveau er strengere of minder strenge
eisen worden gesteld. Voor categorieen C en D moet er voldaan worden aan de eisen van
niveau D uit de norm (strengste eisen), voor categorie B aan de eisen van niveau C en
voor categorie A aan de eisen van niveau D uit de norm (minst streng).
Het kwaliteitsniveau die de auteur zal hanteren als leidraad is het niveau D, dit niveau
wordt gebruikt onder andere voor lassen in leidingen met drinkwater waar ophopingen van
bacterien ook ten stelligste dienen te vermeden worden. De ander niveaus zijn strenger
omdat het daar gaat over brandbare gassen en dergelijke, dit zou leiden tot te strenge
eisen voor onze lassen. De toelaatbare foutgroottes staan hieronder opgelijst; we maken
een onderscheid tussen oppervlaktefouten en ingebedde fouten. De vermelde groottes zijn
een richtlijn, verder onderzoek moet uitwijzen of de vooropgestelde waarden al dan niet
realistisch zijn. De gebruikte tekens staan onder de tabel opgelijst (zie paragraaf 6.6.4).
We moeten er op letten dat als er meerdere fouten samen voorkomen, dit geval apart dient
bekeken te worden en het al dan niet verwerpen van de las afhangt van de opinie van de
inspecteur.
97
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Oppervlaktefouten
Tabel 6.2: Oppervlaktefouten [50].
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
Scheuren en krater-
scheuren- Ontoelaatbaar
HolteMaximum dimensie voor een enkele
holted ≤ 0.3 s
Onvolledige penetratie in
de laswortel
korte onvolkomenheden:
h ≤ 0.3 t
Ondersnijding (continu of
onderbroken)
Een gladde overgang is vereist.
korte onvolkomenheden:
h ≤ 0.2 t
Overtollig lasmateriaal h ≤ 0.2 t
Niet vol gelaste naad
Een gladde overgang is vereist.
korte onvolkomenheden:
h ≤ 0.25 t
98
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Interne fouten
Tabel 6.3: Interne fouten. [50]
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
ScheurenAlle sheurtypes buiten mi-
croscheuren en kraterscheurenOntoelaatbaar
MicoscheurenScheuren die enkel zichtbaar zijn on-
der een microscoop (50x)Toelaatbaar
Porositeiten
De maximum afmeting van het op-
pervlak beslaan door imperfecties in
vergelijking met het geprojecteerde
oppervlak.
enkele laag: ≤ 2.5 %
meerder lagen: ≤ 5 %
De maximum afmeting van het op-
pervlak beslaan door imperfecties
in het breukoppervlak (indien van
toepassing).
≤ 2.5 %
Maximum afmeting van een enkele
porositeit.d ≤ 0.4 s
Wormgaten -h ≤ 0.4 s
l ≤ s
Krimp caviteit -korte onvolkomenheden:
h ≤ 04 s
Vaste insluitsels
Slakinsluitsels
Ingesloten oxides
-h ≤ 0.4 s
l ≤ s
Metalen insluitsel
(ander dan basismetaal)- h ≤ 0.4 s
99
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
Onvoldoende fusie
Te weinig fusie aan de zijkant.
Te weinig fusie tussen de verschil-
lende laspassen.
Te weinig fusie aan de laswortel.
korte onvolkomenheden:
h ≤ 0.4 s
100
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Verkeerde uitlijning
Tabel 6.4: Fouten door verkeerde uitlijning [50].
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
Verkeerde uitlijning
De correcte positie is deze waarbij
de centerlijnen van de te lassen op-
pervlakken samenvallen (tenzij an-
ders vermeld).
h ≤ 0.2 mm + 0.25 t
Meerdere fouten samen
Tabel 6.5: Meerdere fouten samen [50].
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
Meerdere fouten in een
snede in de lengte richting
van het buisje
Ontoelaatbaar
Meerdere fouten in een
dwarsdoorsnede van de las
(dwars op de as van het
buisje)
101
Hoofdstuk 6. Kwaliteitsborging
Fouttype Opmerking Toelaatbaarheidsgrenzen
Meerdere fouten in een
snede in de lengte richting
van het buisje De som van de oppervlakken (Σh×l ≤ 16%). Als de afstand D tussen
twee imperfecties kleiner is dan de
lengte van een van de imperfecties,
wordt de het gebied tussen beide
gezien als deel van een grote imper-
fectie.
Σh× l ≤ 16%
Tekens
• b: Breedte van de lasversteviging.
• d : Diameter van de porositeit.
• h: Hoogte of breedte van de imperfectie.
• l : Lengte van de imperfecie in de langsrichting van de las.
• lp: Lengte van het projecteerde oppervlak of van de dwarsdoorsnede.
• s: Nominale lasdikte.
• t : Dikte van het basismateriaal.
• wp: Breedte van de las of de breedte of hoogte van de dwarsdoorsnede.
• α: Hoek van het lashoofd.
• Geprojecteerd oppervlak: fouten verspreid in een volume worden geprojecteerd op
een 2D-oppervlak; het geprojecteerde oppervlak.
102
Hoofdstuk 7
Besluit
Deze thesis is een uitgebreide basis voor verder onderzoek. De verschillende aspecten die
belangrijk zijn voor het verstaan van het cresco-systeem, de mogelijke lasprocessen en
onderzoeksmethoden en een eerste voorstel voor een kwaliteitsborgingssysteem van lassen
in tandprothesen zijn allen uitvoerig besproken. Het is een basis, verder onderzoek is
noodzakelijk. Hieronder is een korte oplijsting gemaakt van de verschillende aspecten die
nog verder onderzocht dienen te worden.
7.1 Laserlassen
Bij het cresco systeem wordt er gewerkt met een lasertoestel voor het aan elkaar lassen van
het gietstuk en de brugondersteuningen. Qi et al vonden, in hun vergelijking met andere
lasprocessen [71], dat laserlassen een aanzienlijk grotere hardheid vertonen dan de lassen
gemaakt met de andere processen. Ze toonden bovendien aan dat een warmtebehandeling
achteraf (temperen) de hardheid in de las kan verminderen. Verder onderzoek zou kunnen
uitwijzen of een dergelijke warmtebehandeling nodig is. Men kan zich nu ook de vraag
stellen of er geen geschiktere lasmethode bestaat voor het lassen van tandprothesen.
Qi et al concludeerden dat voor het lassen van titanium platen (dikte 0.5 mm) TIG-lassen
de meest geschikte lasmethode is [71]. Ook Wang en Welsch concludeerden dat TIG-lassen
betere resultaten gaf dan het laserlassen; onder andere de treksterkte bij TIG-gelaste
proefstaven was groter dan bij lasergelaste stukken [23]. Deze laatste bevinding kan te
wijten zijn aan de beperkte fusiezone bij de lasergelaste staven en de volle doorlassing
die met het TIG-lassen wel mogelijk was. Gezien we in praktijk te maken hebben met
buisvormige stukken is er procentueel gezien een grotere doorlassing mogelijk met de laser
dan bij het lassen van volle proefstaven. Niettegenstaande is een bijkomende vergelijkende
studie interessant, op voorwaarde dat we holle proefstaafjes gebruiken zoals beschreven
103
Hoofdstuk 7. Besluit
in paragraaf 6.3; dit zal ook aantonen welke lasprocessen praktisch haalbaar zijn voor
buisjes. TIG-lassen is een vrij onbekend proces in de tandheelkundige branche maar biedt
misschien veel opties naar de toekomst toe (misschien meer dan laserlassen).
7.2 Materiaal
Voor het maken van suprastructuren wordt soms chroom-cobalt gebruikt; dit is een goed-
kopere legering (dan bijvoorbeeld goudlegeringen en titanium). Men gebruikt chroom-
cobalt ook voor suprastructuren die met de laser achteraf nog gelast dienen te worden, zoals
bij het cresco-systeem. Bertrand et al en Zupanic et al bestudeerden lasergelast chroom-
cobalt, beiden constateerden dat chroom-cobalt goed lasbaar is met de laser [89, 90]; deze
laatsten stelden wel een beperkte treksterkte vast in vergelijking met gebraseerd chroom-
cobalt.
Srimaneepong et al bestudeerden de torsiesterkte van lasergelast titanium (CpTi en Ti-
6Al-7Nb) en van cobalt-chroom en kwamen tot de vaststelling dat laserlassen misschien
geen geschikte verbindingstechniek was voor chroom-cobalt [91]. Alle lasergelaste proef-
stukken die zij bestudeerden bevatten scheuren, braken in de las en vertoonden een bros
scheurgedrag. Dit zou kunnen te wijten zijn aan het argongas dat gebruikt werd en een
negatief effect kan hebben [69]. Verder onderzoek naar het gebruik van lasers voor het
lassen van chroom-cobalt is wenselijk.
7.3 Kwaliteitsborging
Het is belangrijk op te merken dat er bij het opmaken van de kwaliteitsborging nog geen
experimenten zijn uitgevoerd. Er is wel reeds een voorbereidende CT-scan gemaakt van
een las, om de mogelijkheden van deze techniek te onderzoeken en er is reeds een pene-
tranten onderzoek uitgevoerd. De resultaten van beide zijn opgenomen in de paragraaf
4.1.8.
Het deel kwaliteitsborging is opgemaakt gebaseerd op normen die gerelateerd zijn aan
laserlassen, het lassen van platen tot 0.5 mm en het fusielassen van titanium. Er bestaat
echter nog geen norm over bijvoorbeeld toelaatbare lasfouten in lasergelast titanium. On-
derzoek zal dus moeten uitwijzen of de vermelde waarden (zoals voor de toelaatbare fout-
groottes) aanvaardbaar zijn. Hetzelfde geldt voor de opgelegde fusiezone; het kan bijvoor-
beeld zijn dat een fusiezone van 60% volstaat; onderzoek zal hierover duidelijkheid moeten
brengen.
We hebben bij de opstelling van het kwaliteitsborgingssysteem ook geen rekening gehouden
104
Hoofdstuk 7. Besluit
met vermoeiing, een van de belangrijkste soorten belasting bij tanden. Onder dynamische
belasting kunnen fouten, die toelaatbaar zijn onder statisch belasting, toch aanleiding
geven tot falen. Het zou interessant zijn om proefstukken te maken met (wel begrootte)
fouten in en deze vervolgens dynamisch te gaan belasten tot breuk en aan de hand van
deze gegevens de kwaliteitsborging bij te schaven. We dienen bovendien op te merken
dat voor zowel chroom-cobalt als voor titanium er een verschil is in vermoeiingsweerstand
tussen droge belasting of belasting in water of speeksel [92, 93]. Deze factor mag zeker niet
buiten beschouwing gelaten worden. Een uitvoerige studie naar de belasting van tanden
zou hier ook op zijn plaats zijn, in paragraaf 1.4.1 wordt aangetoond dat de belasting van
tanden nog niet eenduidig bepaald kan worden. Er zijn ook weinig gegevens beschikbaar
over de impactbelasting die kan optreden tijdens het kauwen; er zou kunnen bestudeerd
worden welk effect impactbelastingen hebben op de prothesen.
Door verschillende proeven uit te voeren en met verschillende technieken te werken, zal
snel duidelijk worden wat de (in praktijk) haalbare resoluties zijn van de verschillende test-
methodes. Hieronder staan enkele suggesties opgesomd voor onderzoek naar uitbreiding
van het kwaliteitsborgingssysteem:
• Toepasbaarheid op andere materialen.
• Toepasbaarheid voor andere lasprocessen.
Naar de toekomst toe zou er een manier van steekproeven uitgewerkt moeten worden.
Bruggen zijn stukken die liefst zo snel mogelijk gemaakt worden en liefst zo nauwkeurig
mogelijk zijn, op die manier ondervindt de patient het minst ongemak van zijn tandher-
stelling. Het testen van de kwaliteit van een brug kan enkel niet-destructief gebeuren,
gezien dit stuk later nog in de mond geplaatst moet worden. We kunnen echter niet
elk stuk die geplaatst wordt controleren, anders zou het maken van een brug nog duur-
der worden en zou de tijd die nodig is voor een brug te maken (en te controleren) snel
oplopen. Een van de mogelijkheden zou kunnen zijn om de lasser (gekwalificeerd) iedere
week (periode moet uit praktijk volgen) een proefstuk type A (zie paragraaf 6.3) te laten
maken, soms wordt ook een proefstuk type B (zie paragraaf 6.3) gevraagd ter representatie
van de moeilijker te lassen verbindingen. Die proefstukken worden zowel niet-destructief
als destructief getest; blijkt nu een proefstuk niet aan de aanvaardbaarheidscriteria (zie
paragraaf 6.6) te voldoen, dan worden al de stukken die de lasser die week gemaakt heeft
niet-destructief getest. We zouden ook de een opvolging kunnen doen van de geplaatste
prothesen en deze steeds na een bepaalde, vaste periode te controleren op vervormingen
en eventuele groei van fouten. Dit geeft ons nog meer zekerheid dat falen van de tandher-
stelling vermeden wordt.
105
Hoofdstuk 7. Besluit
Op die manier kunnen we een zeker kwaliteitsniveau uitbouwen van het lasproces. Deze
methode is maar een voorstel van de auteur, onderzoek zou moeten uitwijzen of deze
manier effectief is of niet.
106
Bijlage A
Cresco
A.1 Inleiding
In dit hoofdstuk hoofdstuk wordt uitgelegd hoe de brug gemaakt wordt, van afdruk tot
finale restauratie. De auteur baseert zich hiervoor volledig op de informatie van de Astra
Tech website [15]. Stap voor stap wordt elke fase in het fabricatieproces van een cresco-
brug overlopen. De speciale onderdelen maken allen deel van het Cresco API Kit. Het is
aangewezen enkel de onderdelen van deze kit te gebruiken, gezien de producent niet kan
garanderen dat onderdelen van andere merken compatibel zijn.
A.2 De afdrukprocedure
Het healing abutment of tijdelijke restauraties dienen hiervoor eerst verwijderd te worden.
We maken een afdruklepel klaar, deze is liefst zo
aangepast dat de afdrukstiften de afdruk niet belem-
meren.
107
BIJLAGE A. CRESCO
We plaatsen de afdrukstiften op het restauratie plat-
form, gevormd door de implantaten, en we schroeven
deze vast met de bijhorende schroeven. Bijkomende
controle met X-stralen kan ons de juistheid van hun
positie waarborgen.
We passen onze afdruklepel in de mond. We moeten
zeker zijn dat de afdruklepel mooi past en dat de af-
drukstiften niet in de weg zitten.
De voorziene opening in de afdruklepel dekken we af
met een fijn laagje was.
We brengen een aangepaste lijm aan in de lepel.
De lepel wordt gevuld met een elastomerisch afdruk-
materiaal.
Om zeker te zijn van een goede afdruk, spuiten we nog
wat extra elastomerisch afdrukmateriaal toe rond de
af te drukken elementen.
108
BIJLAGE A. CRESCO
De afdruk wordt in de mond geplaatst.
We lokaliseren de afdrukstiften en we zorgen dat de
top van stiften door het was gedrukt zijn. Zodat we
ze, na harding van het afdrukmateriaal, kunnen los-
schroeven. We laten het afdrukmateriaal uitharden.
We schroeven de afdrukstiften los. Vooraleer we de
lepel opheffen moeten we er zeker van zijn dat de af-
drukstiften volledig los zitten.
De afdruklepel wordt verwijderd en we controleren
of de afdruk aanvaardbaar is. De afdruk, met de
bijhorende afdrukstiften en schroeven, worden nu
doorgespeeld naar de tandtechnieker.
A.3 De creatie van het mastermodel
We controleren of de afdrukstiften goed ingebed zijn
in het afdrukmateriaal.
109
BIJLAGE A. CRESCO
Met de schroeven bevestigen we aan elke afdrukstift
een replica.
Om de positie van de afdrukstiften in de afdruk niet
te verstoren dienen we de replica stevig vast te houden
bij het aandraaien van de schoef. We moeten ook con-
troleren dat de afdrukstiften horizontaal en verticaal
goed vast zitten in het afdrukmateriaal.
We isoleren nu de afdruk met behulp van een zelf-
hardende vloeistof. We letten er speciaal op dat het
isolatiemateriaal het bevestigingsoppervlak voor de
replica’s niet beınvloedt en we dus geen vloeistof op
de replica’s zelf aanbrengen. Het is belangrijk dit zeer
nauwkeurig te doen, dit is nodig voor de stabiliteit
tijdens het afstelproces.
110
BIJLAGE A. CRESCO
We brengen een verwijderbaar zacht weefsel aan.
Wanneer het materiaal zich gezet heeft, snijden we
het weefstel bij zodat het gemakkelijk verwijderd kan
worden.
Het zachte weefstel moet de helft van de schacht van de
replica vullen om te stabiliteit tijdens het afstelproces
te garanderen.
We vullen de afdruklepel nu met een gips van hoge
kwaliteit. Het is belangrijk om gips te gebruiken met
een perfecte stroming, lage expansie en een exacte re-
productie van kleine details. Het is hierbij belangrijk
goed de instructies te volgen van de gipsfabrikant; dit
garandeert een goeie expansie en zorgt tevens voor een
goeie stabiliteit van onze replica’s in het master model.
Nadat de gips volledig uitgehard is, draaien we de af-
drukstiften helemaal los. Vervolgens verwijderen we
de afdruklepel voorzichtig van het master model.
111
BIJLAGE A. CRESCO
We slijpen het master model bij; lateraal van de
replica’s moeten we minstens 10mm over houden om
de sterkte van het master model tijdens het afstelpro-
ces te verzekeren.
Indien we ons model in verschillende delen moeten op-
splitsen, mogen we dit nooit doen tussen replica’s die
gebruikt worden als basis voor eenzelfde constructie.
We vergewissen ons ervan dat de replica’s goed in het
model verankert zijn.
Voor het gemak in de volgende stappen van het fabri-
catieproces, mag het zachte weefsel verwijderd worden
zodat we beter aan de replica’s kunnen.
112
BIJLAGE A. CRESCO
We werken het master model af. Deze wordt met gips
bevestigt op de magnetische schijven van de articu-
lator. Groeven onder het master model vergemakke-
lijken het herpositioneren in de articulator na het af-
stelproces. In volgende stap moet het zacht weefsel
terug op zijn plaats gezet worden als hulp voor het
bepalen van het verband tussen tandvleesrand en de
componenten van onze bouwstructuur.
Voor het bepalen van de kaakrelaties en de ruimtelijke
parameters, monteren we nu ook het master model van
tegenovergesteld kaak in de articulator.
A.4 Creatie van het frame
We kunnen nu de hele zaak plannen, rekening houdend
met de maximale vervorming van de wassen buisjes.
Het kan handig zijn om een geleiding te gebruiken;
hiervoor kunnen we bijvoorbeeld de schroeven van de
eerste stappen gebruiken.
113
BIJLAGE A. CRESCO
De wassen buisjes brengen we aan op de replica’s en
we zetten deze vervolgens vast met een schroeven-
draaier. We bepalen nu de hoek voor de wassen
buisjes zodat we een optimale toegang bekomen voor
de brugschroeven. De buisjes kunnen 360° graden
gedraaid worden om de beste positie te vinden.
De wassen buisjes brengen we aan op de replica’s en
we zetten deze vervolgens vast met een schroeven-
draaier. We bepalen nu de hoek voor de wassen
buisjes zodat we een optimale toegang bekomen voor
de brugschroeven. De buisjes kunnen 360° graden
gedraaid worden om de beste positie te vinden.
Als we een bepaalde hoek nodig hebben in onze buisjes
dan verwezenlijken we dit met het waswerktuig. In
dit toestel worden de wassen buisje boven een vlam
verwarmd onder constante rotatie.
We buigen het buisje. De maximum haalbare hoek
is 17°, de benodigde hoek hangt uiteraard af van het
ontwerp van de uiteindelijke restauratie.
114
BIJLAGE A. CRESCO
De maximum hoek van het buisje hangt natuurlijk ook
af van de hoogte van de opbouw.
We vijzen nu de wassen buisjes losjes terug op de
replica’s. Een laatste wijziging aan de richting van de
buisjes wordt aangebracht om zo uiteindelijk een es-
thetisch en functioneel optimale opbouw te bekomen.
De platte schroevendraaier is zodanig ontworpen dat
deze bij de vervormde wassen buisjes de schroefjes nog
altijd kan aandraaien en dit tot en met een kromming
van 17°.
We passen de hoogte van de wassen buisjes aan met
een gepast slijpinstrument. De hoogte moet ongeveer
gelijk zijn aan de hoogte van de uiteindelijke structuur.
We maken nu onze brug structuur in was.
We verwijderen het teveel aan was; de onderrand van
de was moet ten minste 3 mm boven de onderkant van
het wassen buisje gelegen zijn.
115
BIJLAGE A. CRESCO
We werken de was modellering af en we bereiden het
gietproces voor.
A.5 Het gieten van de brugondersteuning
Als we een titanium brug maken, dan moet de ondersteuning vanzelfsprekend ook van
titanium zijn. Bovendien moet men ook dezelfde legering gebruiken om een optimaal re-
sultaat te bekomen. De brugondersteuningen kunnen op voorhand gemaakt worden en ze
worden dan samen met de opbouw naar het afstellabo gestuurd. Om de beste resultaten
te bekomen moeten we de gietinstructies nauwgezet volgen.
We plaatsen de wassen gietmond aan de onderkant van
de ondersteuning. De gietmond mag de fijne groef in
de ondersteuning niet raken. Na het gieten wordt de
ondersteuning immers afgesneden op deze groef en het
is belangrijk dat ons resultaat geen overtollig materi-
aal bevat.
116
BIJLAGE A. CRESCO
We bevestigen de gietmond, samen met de brugonder-
steuning, op de gietkegel om het gieten te vergemak-
kelijken. Dit betekent dat we de ondersteuning zo ver-
ticaal mogelijk plaatsen om zo in deze laatste een opti-
maal gietresultaat te krijgen. De voorbereidingen kun-
nen verschillen naargelang de gebruikte giettechniek.
Het is aan te raden de instructies van de leverancier
van het gietmateriaal te volgen. De ondersteuning en
de opbouw zouden in een gietproces kunnen gemaakt
worden, maar soms vereisen de expansie eigenschap-
pen twee verschillende stappen.
We gieten de inbedmassa in de mal, we zorgen er hier-
bij voor dat het materiaal de toegangsgaten voor de
schroeven van beneden naar boven kan vullen. Dit
doen we om zeker te zijn dat deze gaten volledig
opgevuld worden. We vermijden het gebruik van
snelle giettechnieken en snel hardende vullingsmate-
rialen omdat deze ons wassen model kunnen doen
scheuren ten gevolge van het uitzettende acrylaat. Na
harding van de inbedmassa wordt ons stuk gegoten
met de verloren-was-techniek.
We verwijderen ons gietstuk uit de inbedmassa en
reinigen het met aluminiumoxide bij een lage druk.
117
BIJLAGE A. CRESCO
We snijden de ondersteuning op de dunne groef, dit
geeft de brugondersteuning de correcte hoogte. Het is
belangrijk dat er geen overtollig materiaal op de on-
dersteuning aanwezig is. We controleren dat er geen
inbedmassa achter gebleven is op ons gietstuk en dat
er geen gietfouten aanwezig zijn zoals porositeiten en
uitwendige bellen. De brugondersteuning ondergaat
hierna nog een reinigingsproces in het afstellabo. Deze
kan enkel kleine fouten corrigeren, het is dus de be-
doeling dat we het afstellabo een zo goed mogelijk
afgewerkt product leveren.
De opbouw wordt op een gelijkaardige manier ver-
vaardigd. We slijpen het frame bij tot we het gewen-
ste design bekomen. Dit vergemakkelijkt ook het
hanteren na het afstelproces.
Vervorming van het gietstuk (hier de opbouw) is
meestal eigen aan het gieten van een frame in een stuk
en is een gevolg van de koelfase in het gietprocede. Op
dit moment houden we nog geen rekening met deze
vervorming. In het afstelproces wordt deze afwijking
gecompenseerd en zal de opbouw een perfecte passieve
passing hebben.
118
BIJLAGE A. CRESCO
A.6 Overbrenging van de plaatsverbanden
We draaien de opbouw zachtjes vast op ons mas-
ter model; we gebruiken hiervoor tenminste twee
schroeven.
We brengen een kleverige was aan tussen de opbouw
en het master model om hun positie ten opzicht van
elkaar vast te leggen.
We verwijderen de schroefjes nu, maar we laten de was
intact.
119
BIJLAGE A. CRESCO
We monteren het master model met gips op de mag-
netische schijven. Vervolgens plaatsen we deze in de
bovenste houder van de articulator. Een tweede mag-
netische schijf vullen we met plaaster, deze plaatsen
we in de onderste houder van de articulator.
Door de articulator te sluiten laten we het master
model zakken tot een bepaalde hoogte. Hierbij dom-
pelen we onze opbouw onder in het gips. Na het
uitharden van het gips verwijderen we de was.
We openen de articulator. Het frame werk zit nu
vast in de tegenovergestelde gipssokkel. De articulator
behoudt echter het verticaal en horizontaal verband
tussen de opbouw en de replica’s in het master model.
Indien nodig verwijderen we wat gips zodat er toch
3mm aan de bovenzijde van het frame vrij is.
120
BIJLAGE A. CRESCO
A.7 Het afstelproces
Het doel van het afstelproces is om afwijkingen van de opbouw, die tijdens het gietproces
optraden, te corrigeren. Het afstellabo levert dus een opbouw af waarvan de passieve
passingeigenschappen gegarandeerd zijn.
We schroeven de brugondersteuningen vast op het
master model en vervolgens plaatsen we de twee mag-
netische schijven (uit voorgaande productiestap) in de
houders van de cresco precisie machine.
We stellen de machine in op de gewenste snijhoogtes
voor de uiteinden van de opbouw. Elk uiteinde wordt
afgesneden tot het gewenste transversale vlak, zo
creeren we de vereiste ruimte voor onze brugonder-
steuningen.
De individuele lengtes van de ondersteuningen worden
automatisch berekend en vervolgens worden de onder-
steuningen gesneden op de juiste hoogte door de cresco
precisie machine. Tijdens dit proces worden ook de
gietfouten gecompenseerd. De machine werkt met een
afmetingen tot 0.001 mm nauwkeurig, dit om zo een
optimaal resultaat te bekomen.
121
BIJLAGE A. CRESCO
Het eindresultaat is een perfecte passing tussen de
twee transversale platen. We hebben dus de ideale si-
tuatie gecreeerd om een laserlasverbinding te maken.
Vooraleer we beide delen aan elkaar lassen zorgen we
ervoor dat al het gips van de te lassen onderdelen ver-
wijderd is.
We lassen beide delen aaneen. We volgen hierbij
zorgvuldig het lasprocede. Hierna wordt alles terug
naar het tandlabo gezonden.
A.8 Afwerking van het frame
Vooraleer het geheel naar de clinicus gestuurd wordt voor een eerste pasbeurt, controleren
we het slijpwerk, de lassen en de passieve passing.
122
BIJLAGE A. CRESCO
We controleren de occlusale ruimte van de opbouw.
Indien er nog moet bijgeslepen worden mag er in geen
geval direct op de las geslepen worden. Dit leidt im-
mers tot een verlaagde sterkte ervan en dit kan lei-
den tot falen. De schroefjes moeten ook correct en
vlot functioneren. Als we moeten bijslijpen, doen we
dit met een ronde boor en we slijpen de binnenkant
van de schroefingang bij waar nodig. Door te slijpen
langs de onderkant zorgen we er voor dat de schroef-
zittingen niet beschadigd raken. We vermijden het
gebruik van conische boren omdat deze types groeven
kunnen maken in de wanden.
De afgewerkte opbouw wordt aan de prosthodontist
afgeleverd voor een eerste pasbeurt. Een passing is aan
te raden wanneer grote restoraties worden gedaan. De
passing gebeurt met de uiteindelijke metalen opbouw
vooraleer we de restauratie gaan afwerken. Bij kleine
werken is het een optionele stap.
A.9 Passing van het framewerk
We verwijderen het healing abutment van de tijdelijke
restauratie.
123
BIJLAGE A. CRESCO
We passen de brug in de mond, we draaien deze met
een lichte vingerkracht vast op het restauratieve plat-
form. De passing zou moeten bevestigen dat we inder-
daad een passieve passing hebben en dat het ontwerp
van de functionele oppervlakken in orde is alsook de
weefsel condities. Een X-stralen foto kan de integriteit
van de verbinding tussen de opbouw en het restau-
ratieve platform verifieren. De brug wordt na deze
stap teruggestuurd naar de tandtechnieker.
A.10 Afwerking van de restauratie
Vooraleer we het frame afwerken zien we de anatomische richtlijnen en het uiteindelijke
ontwerp na.
We kijken of er genoeg plaats is voor het oplegma-
teriaal, indien nodig slijpen we wat bij. Er mag
voorzichtig geslepen worden in de nabijheid van de
las om een schuiner vlak te maken met de bedoeling
een geleidelijkere overgang te krijgen tussen metaal en
het oplegmateriaal. Er mag echter niet op de las zelf
geslepen worden, dit resulteert in een verzwakking van
zijn sterkte.
We kunnen materiaal opleggen helemaal tot de on-
derkant van de opbouw zodat we de las bedekken. We
dienen er wel op te letten dat we geen materiaal aan-
brengen op de onderkant zelf. Dit zou immers leiden
tot een slechte verbinding van onze opbouw met het
restauratieve platform waar we de opbouw moeten op
aanbrengen. Voor een optimaal resultaat moeten we
bij het opleggen van het materiaal goed de richtlijnen
van de fabrikant volgen.
124
BIJLAGE A. CRESCO
We moeten er ook op letten dat het oplegmateriaal
de hoek van de toegangsgaten voor de schroeven niet
vergroot of verkleint. Dit heeft immers een negatieve
invloed op het aandraaien van de schroeven.
De fabricatie is nu voltooid en de uiteindelijke restau-
ratie wordt opgestuurd naar de prosthodontist.
A.11 Uiteindelijke restauratie
Vooraleer we de uiteindelijke restauratie installeren dienen we deze grondig te reinigen en
te steriliseren. Het reinigen gebeurt liefst in een ultrasone eenheid met een mengsel van
vaatwasproduct en water. We plaatsen alles in een autoclaaf en volgen de producent zijn
instructies.
We plaatsen de uiteindelijke restauratie met de
voorziene schroeven. We verifieren de passieve pas-
sing, het functioneel oppervlak en de zachte weef-
sel situatie. We draaien de schroefjes aan met een
vingerkracht, 20 Ncm. Voor een laatste aanspanning
van de schroefjes kunnen we in plaats van een gleuf
schroevendraaier ook een momentsleutel gebruiken.
Het aanbevolen moment bedraagt 35 Ncm. Hierna be-
dekken we de schroefkoppen met rubber, katoen of een
tijdelijk vullingmateriaal, deze laatste is gemakkelijk
te recupereren. We gebruiken geen polytheen materi-
aal als vullingmateriaal omdat deze moeilijk te verwij-
deren kan zijn.
125
BIJLAGE A. CRESCO
We dichten de rest van de schroefingang met het
gepaste composietmateriaal. We doen dit zodanig
dat het composiet materiaal esthetisch het best
overeenkomt met het gewenste resultaat.
126
Bijlage B
Verklarende woorden
B.1 Articulator
De articulator, zie figuur B.1, is een houder voor gipsmodellen waarmee de bewegingen
van het kaakgewricht kunnen nagebootst worden. Dit is nodig voor de tandarts en de
tandtechnicus om deze correlaties in rekening te brengen bij het vervaardigen van een
prothese, kroon of brugwerk. Met dit toestel kan men bij het vervaardigen van een prothese
of kroon er voor zorgen dat deze bij depatient tijdens het kauwen, slikken en spreken perfect
functioneert zonder storende contacten.
Figuur B.1: De articulator [43].
127
BIJLAGE B. VERKLARENDE WOORDEN
B.2 Benaming tanden
In de tandheelkunde heeft elke tand een specifieke benaming. Onderstaande figuur B.2
geeft de engelse benaming van elke tand schematisch weer.
Figuur B.2: Schematisch weergave benaming tanden [44].
De nederlandse terminologie:
• Incisor: snijtand.
• Canine: hoektand.
• Premolar: premolaar of valse kies.
• Molar: molaar of kies.
B.3 Capillariteit
Capillariteit is een natuurlijk verschijnsel. Het gekendste voorbeeld van capilariteit is
water in een fijn buisje; het water aan het contact oppervlak met het buisje staat hoger
128
BIJLAGE B. VERKLARENDE WOORDEN
dan in het midden van het buisje (zoals te zien op figuur B.3). Dit fenomeen is een
interactie van cohesie, adhesie en oppervlaktespanning.
Figuur B.3: Voorbeeld van capillariteit [45].
B.4 Cementeren
Cementeren is een vakterm die men in de tandheelkunde gebruikt voor lijmen. Meer spe-
cifiek maakt men een onderscheid tussen mechanische en chemische verbindingen. Naarge-
lang het soort verbinding worden verschillende bindingsmiddelen gebruikt:
• Mechanische retentie: oxyfosfaatcement.
• Voorlopige cementen: glasionomeercement.
• Chemische retentie: composietcement.
B.5 Dauwpunt
Het dauwpunt is de temperatuur tot waar de lucht, of in ons geval het inerte gas, moet
afgekoeld worden om verzadigd te geraken, bij verdere afkoeling treedt condensatie op.
B.6 Keyhole lassen
Bij lasprocessen met hoge energie-intensiteiten (zoals laserlassen) kan het gebeuren dat het
materiaal lokaal verdampt; de dampdruk die hierbij ontstaat creeert een gat (de keyhole)
in het smeltbad. Dit gat kan tot diep in het materiaal doordringen vandaar dat men deze
lasmanier ook wel dieplassen noemt. Hieronder, figuur B.4, is schematisch het keyhole
lassen afgebeeld.
129
BIJLAGE B. VERKLARENDE WOORDEN
Figuur B.4: Schematisch weergave key hole lassen [46].
Bij het keyhole lassen is de diameter van de keyhole ongeveer 1.5 tot 2 keer zo groot als
de diameter van de lasspot. De ontstane dampdruk in de keyhole is voldoende hoog om
de hydrostatische krachten van de smelt en de oppervlaktespanning te weerstaan, zodat
het gat open blijft. Door de reflecties in het gat hebben we een grotere absorptie bij het
laserlassen (± 80 %), de laserstraling kan dus diep in het materiaal indringen.
B.7 Monochromatisch
Monochromatisch wil zeggen dat het gebruikte licht een enkele golflengte heeft en dat
bovendien de lichtgolven met elkaar in fase zijn.
B.8 Passieve passing
Met een passieve passing bedoelt men een verbinding van twee stukken die perfect in elkaar
passen zonder dat daarbij externe krachten hoeven uitgeoefend te worden en waarbij de
stukken geen noemenswaardige krachten op elkaar uitoefenen als we de stukken op elkaar
zetten. Het belang van een dergelijke passing wordt ondermeer door Sahin et al aangegeven
[94].
B.9 Orientatie in de mond
Om de verschillende posities en plaatsen in de mond aan te duiden maakt men in de
tandheelkunde gebruik van een locaal assenstelsel gebaseerd op het occlusale vlak (zie
figuur B.5
130
BIJLAGE B. VERKLARENDE WOORDEN
Figuur B.5: Het occlusaal vlak [47].
Een eerste as wordt gevormd door de axiale richting hierop. De tweede as is de tan-
gentiale richting rakend aan de tandboog, derde as staat loodrecht op beide voorgaande
assen. Verder gebruikt men vaak volgend jargon om specifieke plaatsen te benoemen:
• apicaal: aan de wortelpunt.
• buccaal: aan de kant van de wang.
• diasteem: ruimtes, welke aanwezig kunnen zijn, tussen de tanden.
• edentaat: geheel zonder tanden.
• distaal: de zijde van de tand of kies van de middellijn af als men zich de tandboog
gestrekt denkt tot een rechte lijn.
• linguaal: aan de kant van de tong.
• mesiaal: de zijde van de tand of kies gekeerd naar de middellijn als men zich de
tandboog gestrekt denkt tot een rechte lijn.
• occlusaal: op het kauwvlak van een kies.
• superior: boven.
• inferior: onder.
• dexter: rechts.
• sinister: links.
131
BIJLAGE B. VERKLARENDE WOORDEN
B.10 Osseointegratie
Osseointegratie is het ingroeien van een tandheelkundig implantaat in het bot. Meer
specifiek bedoelt men hiermee dat de botstructuren vast tegen het implantaat aanliggen
zonder enig tussengroeiend weefsel. Het voordeel van volledige osseointegratie is dat er een
stevige verankering is en dat er dus hoge kauwkrachten op het implantaat kunnen uitgeoe-
fend worden. Osseointegratie kan enkel plaatsvinden bij biocompatibele materialen zoals
titanium. We dienen ook op te merken dat de verankering in de onderkaak beter is dan
in de bovenkaak omdat er in de onderkaak meer compact bot aanwezig is. Tegenwoordig
geeft men implantaten enkele windingen of uitsparingen om de integratie te verbeteren.
Soms brengt met ook een deklaag aan.
B.11 Plasma
Plasma is een mengsel van elektrisch geladen atomaire deeltjes, positief geladen ionen en
negatief geladen elektronen. Plasma wordt gevormd wanneer atomen, in plaats van met
elkaar te combineren om moleculen te vormen, uiteenvallen in ionen en elektronen. Het
ontstaat door atomen op te warmen tot heel hoge temperaturen. Daardoor beginnen de
atomen met grote snelheden te bewegen zodat, telkens ze botsen, de elektronen weggesla-
gen worden uit de atomen. Plasma bestaat dus uit positief geladen ionen en de elektronen
die van de atomen zijn losgekomen. Eens het plasma gevormd is, kan het blijven bestaan
als we de temperatuur hoog genoeg houden. Plasmagas is dus een elektrisch geladen gas,
daardoor kan dit gas elektrische stroom geleiden. Het is deze laatste eigenschap die men
gebruikt bij het lassen. Het gas doet dus eigenlijk dienst als elektrode.
132
Bibliografie
[1] W.Oates en A.Saitta: Materials and applications. In society, American welding (redac-