Λύσεις — Κεφάλαιο 6 (Ερωτήσεις σελ. 101) – ΑΚΙΝΗΤΗ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΗ ΚΑΙ ΠΟΡΣΕΛΑΝΗ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Κεφάλαιο 6 (Ερωτήσεις σελ. 101)
Απαντήσεις στις 22 ερωτήσεις του κεφαλαίου 6.
Ερώτηση 1 — Αγωγός χύτευσης
Ερώτηση: Τι είναι αγωγός χύτευσης;
Απάντηση:
- Αγωγός χύτευσης είναι ο κέρινος (συνήθως) κύλινδρος που συνδέει το κέρινο ομοίωμα με τον κώνο της βάσης του δακτυλίου πυράκτωσης· μετά την αποκήρωση αφήνει στο πυρόχωμα τον δίαυλο μέσα από τον οποίο το λιωμένο κράμα ρέει από τη χοάνη στο καλούπι που άφησε το ομοίωμα, και μέσω του οποίου το χυτό τροφοδοτείται με ρευστό κράμα κατά τη στερεοποίηση. Η σωστή επιλογή των αγωγών εξασφαλίζει την επιτυχία του χυτού. Οι αγωγοί είναι κυλινδρικοί, επειδή έτσι αποφεύγονται οι γωνίες που δημιουργούν εμπόδια στη ροή του λιωμένου κράματος (σελ. 87). Κατασκευάζονται από υλικό που λιώνει πριν τη χύτευση — καταλληλότερο το ίδιο κερί με το ομοίωμα· έχουν καθορισμένο μήκος (≤ 18 mm), διάμετρο (2,5-3,5 mm, ≥ μεγαλύτερη διατομή), ενδεχομένως δεξαμενή, και συγκολλούνται στο ομοίωμα σε σημείο με αρκετό πάχος που δεν βλάπτει την ανατομία, με προσανατολισμό εκτός θερμικού κέντρου. Διακρίνονται από τους αγωγούς απαέρωσης (αεραγωγούς), που χρησιμεύουν για την έξοδο αερίων.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο κυλινδρικός (κέρινος) αγωγός που ενώνει το κέρινο ομοίωμα με τον κώνο του δακτυλίου και, μετά την αποκήρωση, γίνεται ο δίαυλος από τον οποίο το λιωμένο κράμα εισέρχεται και τροφοδοτεί το καλούπι· κυλινδρικός για να μην εμποδίζεται η ροή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 2 — Προϋποθέσεις αγωγών
Ερώτηση: Ποιες προϋποθέσεις πρέπει να τηρούν οι αγωγοί χύτευσης για την εκπλήρωση της αποστολής τους;
Απάντηση:
- Οι αγωγοί χύτευσης πρέπει να τηρούν κάποιες προϋποθέσεις για την εκπλήρωση της αποστολής τους (σελ. 87): α) Κατάλληλο υλικό αγωγού — να λιώνει πριν τη χύτευση (ίδιο κερί με το ομοίωμα). β) Κατάλληλο μήκος αγωγού — ποτέ πάνω από 18 mm (ατελή χυτά, πόροι). γ) Κατάλληλη διάμετρος αγωγού — τουλάχιστον ίση με τη μεγαλύτερη διατομή του ομοιώματος (2,5-3,5 mm, τιτάνιο > 4 mm), με στένωση όχι > 1/3. δ) Ύπαρξη ή μη δεξαμενής στον αγωγό — διάμετρος ≥ μεγαλύτερη διατομή, 16 mm από το σημείο συγκόλλησης, για συνεχή τροφοδότηση. ε) Σημείο και τρόπος συγκόλλησης του αγωγού στο ομοίωμα — σε περιοχές με αρκετό πάχος που δεν βλάπτουν την ανατομία, χωρίς να δυσχεραίνεται η ροή (υποεπιφανειακή πορότητα). στ) Προσανατολισμός του αγωγού μέσα στον δακτύλιο πυράκτωσης — χυτά εκτός θερμικού κέντρου με κλίση προς τα τοιχώματα, δεξαμενές στο θερμικό κέντρο, 6 mm από τον πυθμένα, 3-4 mm από τα πλάγια.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Κατάλληλο υλικό, κατάλληλο μήκος, κατάλληλη διάμετρος, ύπαρξη ή μη δεξαμενής, σημείο και τρόπος συγκόλλησης στο ομοίωμα, προσανατολισμός μέσα στον δακτύλιο πυράκτωσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 3 — Τι ελέγχει το μήκος
Ερώτηση: Τι ελέγχει το μήκος του αγωγού;
Απάντηση:
- Το μήκος του αγωγού επηρεάζει δύο πράγματα: 1. τη δημιουργία ατελών χυτών και 2. τη δημιουργία πόρων στα χυτά (σελ. 87). Το μήκος του αγωγού σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να ξεπερνά τα 18 mm. Εάν το μήκος αυξηθεί περισσότερο, το λιωμένο κράμα θα χρειαστεί αρκετό χρόνο να διασχίσει το μήκος του αγωγού, με συνέπεια να ψυχθεί πρώτα σε αυτόν, πριν ολοκληρωθεί η συμπλήρωση του καλουπιού με το λιωμένο κράμα — δηλαδή ατελής χύτευση, ενώ η πρόωρη στερεοποίηση στον αγωγό διακόπτει την τροφοδότηση του χυτού κατά τη συστολή του και αφήνει πόρους (κενά συστολής). Το μήκος, μαζί με τη διάμετρο, επηρεάζει άμεσα την ταχύτητα ροής του λιωμένου κράματος. Πρακτικά το μήκος καθορίζεται και από τη θέση του ομοιώματος στον δακτύλιο (6 mm από τον πυθμένα, εκτός θερμικού κέντρου).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τη δημιουργία ατελών χυτών και πόρων: ποτέ > 18 mm, γιατί το κράμα ψύχεται στον μακρύ αγωγό πριν γεμίσει το καλούπι και διακόπτεται η τροφοδότηση· επηρεάζει την ταχύτητα ροής.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 4 — Γενική αρχή διαμέτρου
Ερώτηση: Ποια είναι η γενική αρχή που καθορίζει τη διάμετρο του αγωγού;
Απάντηση:
- Η γενική αρχή που καθορίζει τη διάμετρο του αγωγού είναι ότι πρέπει να είναι τουλάχιστον ίση με τη μεγαλύτερη διατομή του κέρινου ομοιώματος, διότι με αυτόν τον τρόπο επιτρέπεται η στερεοποίηση του κράματος πρώτα στο καλούπι και μετά στον αγωγό (σελ. 88, εικ. 6.1) — έτσι το χυτό τροφοδοτείται με ρευστό κράμα όσο συστέλλεται και δεν σχηματίζονται κενά. Η διάμετρος και το μήκος επηρεάζουν άμεσα την ταχύτητα ροής. Πρακτικά η διάμετρος κυμαίνεται από 2,5 έως 3,5 mm και εξαρτάται από τον όγκο του ομοιώματος και τον τύπο του κράματος. Στο σημείο σύνδεσης η διάμετρος πρέπει να μειώνεται (στένωση), ώστε η στερεοποίηση στο καλούπι και στον αγωγό να μη γίνεται ταυτόχρονα (αλλιώς κενά στη μάζα του χυτού), όχι όμως περισσότερο από το 1/3, διαφορετικά το σημείο στένωσης στερεοποιείται πολύ γρήγορα και διακόπτεται η τροφοδοσία.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διάμετρος να είναι τουλάχιστον ίση με τη μεγαλύτερη διατομή του κέρινου ομοιώματος, ώστε το κράμα να στερεοποιείται πρώτα στο καλούπι και μετά στον αγωγό· 2,5-3,5 mm· στένωση στη σύνδεση όχι > 1/3.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 5 — Διάμετροι ανά κράμα
Ερώτηση: Τι διάμετρο πρέπει να έχουν οι αγωγοί χύτευσης α) στα χρυσοκράματα β) στα παλλαδιούχα κράματα και στα κράματα μεταλλοκεραμικής και γ) στο τιτάνιο;
Απάντηση:
- Η διάμετρος κυμαίνεται από 2,5 έως 3,5 mm ανάλογα με τον όγκο του ομοιώματος και τον τύπο του κράματος (σελ. 88): α) Στα παραδοσιακά κράματα χρυσού και σε στεφάνες μπροστινών δοντιών οι αγωγοί έχουν διάμετρο 2,5 mm· στους γομφίους τοποθετούνται διπλοί αγωγοί, ενώ στα γεφυρώματα υπολογίζεται 1,5 αγωγός για κάθε ενδιάμεσο. β) Στα παλλαδιούχα κράματα και στα κράματα μεταλλοκεραμικής η διάμετρος των αγωγών αυξάνεται στα 3,5 mm. γ) Στο τιτάνιο οι αγωγοί χύτευσης είναι περισσότεροι και παχύτεροι από 4 mm, γιατί έτσι μειώνεται η ανάπτυξη του πορώδους: η μεγάλη θερμοκρασιακή διαφορά ανάμεσα στο τήγμα (> 1700 °C) και το πυρόχωμα (< 800 °C) αυξάνει τον ρυθμό απόψυξης, επιταχύνει τη στερεοποίηση και μειώνει τον χρόνο για τη διαφυγή των αερίων· με αυξημένο αριθμό αγωγών αυξάνεται η παροχή υγρού μετάλλου στη μονάδα χρόνου και οι αγωγοί γίνονται θερμική δεξαμενή που ανεβάζει τη θερμοκρασία της περιοχής, μειώνοντας την πρώιμη στερεοποίηση. (Στο τιτάνιο οι αγωγοί χύτευσης και απαέρωσης τοποθετούνται διαμετρικά πάνω από τα όρια κάθε στεφάνης.)
Σύνοψη: (ενδεικτική) α) Χρυσοκράματα-πρόσθιες στεφάνες 2,5 mm (γομφίοι διπλοί, γεφυρώματα 1,5/ενδιάμεσο)· β) παλλαδιούχα και μεταλλοκεραμικής 3,5 mm· γ) τιτάνιο περισσότεροι και παχύτεροι από 4 mm (μείωση πορώδους λόγω ταχείας στερεοποίησης).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 6 — Δεξαμενές
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τις δεξαμενές;
Απάντηση:
- Η δεξαμενή πρέπει να έχει διάμετρο τουλάχιστον ίση με τη μεγαλύτερη διατομή του κέρινου ομοιώματος. Τοποθετείται 16 mm από το σημείο συγκόλλησης του αγωγού στο ομοίωμα. Σκοπός της είναι η συνεχής τροφοδότηση του κενού χώρου (καλουπιού) με λιωμένο μέταλλο — παραμένει ρευστή περισσότερο από το χυτό και συμπληρώνει τη συστολή του (σελ. 89). Εκτός από τον κλασικό σφαιρικό τύπο, υπάρχει και η δεξαμενή με σχήμα δοκού, στην οποία το κράμα παραμένει ρευστό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα· η δοκός συνδέεται με τον κώνο με 2 ή περισσότερους αγωγούς που ενώνονται στην κορυφή του (εικ. 6.2)· η οριζόντια δοκός ως εφεδρική δεξαμενή τοποθετείται κυρίως σε σκελετό μεταλλοκεραμικής γέφυρας (εικ. 6.5). Κανόνες: η απόσταση δεξαμενής-μάζας του ομοιώματος να μην ξεπερνά τα 1,6 mm και η δεξαμενή να βρίσκεται στο κέντρο της μάζας του πυροχώματος (θερμικό κέντρο του δακτυλίου, όπου το μέταλλο μένει ρευστό περισσότερο)· έρευνες δείχνουν ότι η ύπαρξη δεξαμενής βοηθάει στην παραγωγή καλύτερων χυτών· όταν χρησιμοποιούνται περισσότεροι αγωγοί, οι δεξαμενές τους πρέπει να είναι ενωμένες (σελ. 91).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Διόγκωση στον αγωγό με διάμετρο ≥ μεγαλύτερη διατομή, 16 mm από τη συγκόλληση (και ≤ 1,6 mm από τη μάζα), στο κέντρο του πυροχώματος (θερμικό κέντρο)· τροφοδοτεί συνεχώς το καλούπι με ρευστό μέταλλο· σφαιρική ή δοκός (ρευστό περισσότερο)· δεξαμενές πολλών αγωγών ενωμένες· δίνει καλύτερα χυτά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 7 — Σημείο-τρόπος συγκόλλησης αγωγού
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για το σημείο και τον τρόπο συγκόλλησης του αγωγού στο χυτό;
Απάντηση:
- Έχει μεγάλη σημασία το σημείο συγκόλλησης του αγωγού στο κέρινο ομοίωμα. Πρέπει να γίνεται σε περιοχές που δεν βλάπτουν το ανατομικό σχήμα του ομοιώματος (ώστε η κοπή του αγωγού και η λείανση να μην καταστρέψουν φύματα, όρια ή κρίσιμες επιφάνειες). Απαραίτητη προϋπόθεση είναι οι περιοχές αυτές να έχουν αρκετό πάχος (ώστε το κράμα να ρέει από το παχύ προς το λεπτό και το χυτό να τροφοδοτείται). Ο τρόπος συγκόλλησης δεν πρέπει να δημιουργεί δυσμενείς συνθήκες στη ροή του λιωμένου κράματος, γιατί έτσι δημιουργείται υποεπιφανειακή πορότητα στο χυτό (σελ. 89). Συμπληρωματικά (σελ. 91): το άκρο που συνδέει τον αγωγό με το ομοίωμα πρέπει να έχει κωνικό σχήμα· οι αγωγοί δεν πρέπει να συγκολλώνται με μεγάλη ποσότητα συγκολλητικού κεριού — αντίθετα, στο σημείο συγκόλλησης πρέπει να δημιουργείται αυχένας, ώστε να αποφεύγονται οι πόροι (εικ. 6.8)· η στένωση της διαμέτρου δεν πρέπει να ξεπερνά το 1/3.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε περιοχή που δεν βλάπτει το ανατομικό σχήμα και έχει αρκετό πάχος· ο τρόπος να μη δυσχεραίνει τη ροή (αλλιώς υποεπιφανειακή πορότητα): κωνικό άκρο, λίγο συγκολλητικό κερί, αυχένας στο σημείο σύνδεσης, στένωση ≤ 1/3.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 8 — Προσανατολισμός και θέση στον δακτύλιο
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τον προσανατολισμό των αγωγών χύτευσης και τη χωροταξική θέση του κέρινου ομοιώματος στο μεταλλικό δακτύλιο πυράκτωσης;
Απάντηση:
- Το θερμικό κέντρο του δακτυλίου είναι το σημείο στο οποίο συναντώνται όλες οι ευθείες που ξεκινούν από το ψηλότερο χείλος του μεταλλικού δακτυλίου και καταλήγουν στο αντιδιαμετρικό κάτω — η περιοχή που ψύχεται τελευταία. Τα χυτά θα πρέπει να βρίσκονται εκτός του θερμικού κέντρου, ώστε να μπορούν να τροφοδοτούνται με ρευστό κράμα από τις δεξαμενές, οι οποίες αντίθετα θα πρέπει να βρίσκονται στο θερμικό κέντρο (ώστε να παραμένουν ρευστές περισσότερο — κατευθυνόμενη στερεοποίηση). Επίσης τα χυτά θα πρέπει να είναι τοποθετημένα με κλίση προς τα τοιχώματα του δακτυλίου, για να ψύχονται γρηγορότερα και ομοιόμορφα (εικ. 6.3). Το κέρινο ομοίωμα τοποθετείται περιφερικά και σε απόσταση 6 mm από τον πυθμένα του δακτυλίου και 3-4 mm από τα πλάγια τοιχώματά του (εικ. 6.4) — ώστε να υπάρχει αρκετό πυρόχωμα για αντοχή και διαφυγή αερίων. Η τοποθέτηση στον αγωγό και στον κώνο γίνεται σταθερά με συγκολλητικό κερί (σελ. 89-90). Στο τιτάνιο οι αγωγοί χύτευσης και απαέρωσης τοποθετούνται διαμετρικά πάνω από τα όρια κάθε στεφάνης.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Θερμικό κέντρο = τομή των ευθειών από το άνω χείλος στο αντιδιαμετρικό κάτω· χυτά εκτός θερμικού κέντρου, με κλίση προς τα τοιχώματα (γρήγορη-ομοιόμορφη ψύξη), δεξαμενές μέσα στο θερμικό κέντρο· ομοίωμα περιφερικά, 6 mm από τον πυθμένα, 3-4 mm από τα πλάγια, στερεωμένο με συγκολλητικό κερί.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 9 — Αγωγοί απαέρωσης
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τους αγωγούς απαέρωσης (αεραγωγούς);
Απάντηση:
- Οι αγωγοί απαέρωσης (αεραγωγοί) χρησιμεύουν κυρίως για την έξοδο των αερίων που έχουν αθροιστεί στον κενό χώρο του καλουπιού μετά την αποκήρωση. Επίσης χρησιμεύουν και για την απομάκρυνση της θερμότητας από το λιωμένο κράμα και επομένως παίζουν καθοριστικό ρόλο στην κατεύθυνση της στερεοποίησης (σελ. 91). Δύο παράγοντες επιβάλλουν τη χρήση τους: i. η σύσταση του πυροχώματος — στα λεπτόκοκκα πυροχώματα (φωσφορικά, μαγνησίας) παρατηρείται μετά την πήξη εγκλωβισμός των αερίων στο καλούπι, γιατί το πηγμένο πυρόχωμα είναι συμπαγές· ii. η χύτευση εργασιών μεγάλων σε έκταση — στην αποκήρωση εκλύονται πολλά αέρια που πρέπει να βοηθηθούν να απομακρυνθούν· ο εγκλωβισμός μπορεί να οφείλεται και στο σχήμα του ομοιώματος, όπως στον εσωτερικό χώρο των στεφανών. Τοποθέτηση: ώστε να αποβάλλουν τη θερμοκρασία από τις περιοχές του χυτού από τις οποίες είναι δύσκολο να διαφύγει (εικ. 6.9): α) στις στεφάνες, στο κέντρο του εσωτερικού χώρου τους και καταλήγουν στη βάση του δακτυλίου· β) σε μικρά χυτά με λεπτά άκρα λειτουργούν συμπληρωματικά ως δεξαμενές — ξεκινούν από το λεπτότερο άκρο και καταλήγουν στην ελεύθερη επιφάνεια του δακτυλίου. Στο τιτάνιο τοποθετούνται με τους αγωγούς χύτευσης διαμετρικά πάνω από τα όρια κάθε στεφάνης· στα πυροχώματα μαγνησίας είναι άκρως απαραίτητοι.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Λεπτοί αγωγοί για την έξοδο των αερίων του καλουπιού μετά την αποκήρωση και την απομάκρυνση θερμότητας (κατεύθυνση στερεοποίησης)· επιβάλλονται από συμπαγή λεπτόκοκκα πυροχώματα και μεγάλες εργασίες (και εσωτερικό στεφανών)· στεφάνες: κέντρο εσωτερικού → βάση δακτυλίου· μικρά χυτά: λεπτό άκρο → ελεύθερη επιφάνεια (ως δεξαμενές).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 10 — Αγωγοί στο τιτάνιο
Ερώτηση: Πώς τοποθετούνται οι αγωγοί χύτευσης στο κέρινο ομοίωμα, όταν το κράμα εκλογής είναι το τιτάνιο;
Απάντηση:
- Όταν το κράμα εκλογής είναι το τιτάνιο, για την αποφυγή δημιουργίας κενών χώρων, οι αγωγοί χύτευσης και οι αγωγοί απαέρωσης τοποθετούνται διαμετρικά πάνω από τα όρια κάθε στεφάνης (σελ. 90, εικ. 6.6). Επιπλέον οι αγωγοί χύτευσης είναι περισσότεροι και παχύτεροι από 4 mm, γιατί έτσι μειώνεται η ανάπτυξη του πορώδους: η μεγάλη θερμοκρασιακή διαφορά τήγματος (> 1700 °C) και πυροχώματος (< 800 °C) επιταχύνει την απόψυξη-στερεοποίηση και μειώνει τον χρόνο διαφυγής των αερίων· με περισσότερους αγωγούς αυξάνεται η παροχή υγρού μετάλλου προς το στερεοποιούμενο μέταλλο και οι αγωγοί λειτουργούν ως θερμική δεξαμενή που ανεβάζει τη θερμοκρασία της περιοχής, μειώνοντας την πιθανότητα πρώιμης στερεοποίησης (σελ. 88). Η επένδυση γίνεται με πυρόχωμα μαγνησίας (χημικά αδρανές στο Ti) και η χύτευση σε ειδικές συσκευές με αδρανή ατμόσφαιρα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αγωγοί χύτευσης και απαέρωσης διαμετρικά πάνω από τα όρια κάθε στεφάνης (αποφυγή κενών)· περισσότεροι και παχύτεροι από 4 mm, ως θερμική δεξαμενή κατά της πρώιμης στερεοποίησης-πορώδους.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 11 — Σκοπός φύλλου σελλουλόιντ
Ερώτηση: Ποιος είναι ο σκοπός της τοποθέτησης φύλλου σελλουλόιντ στην εσωτερική επιφάνεια του δακτυλίου πυράκτωσης;
Απάντηση:
- Τοποθετείται ενδοτικό φύλλο σελλουλόιντ στην εσωτερική επιφάνεια του δακτυλίου, έτσι ώστε να διευκολύνει τη διαστολή που υφίσταται τόσο το πυρόχωμα όσο και ο μεταλλικός δακτύλιος στη διάρκεια των θερμικών διαδικασιών, λειτουργώντας ενδοτικά σαν «μαξιλαράκι» (σελ. 93) — χωρίς αυτό ο άκαμπτος μεταλλικός δακτύλιος θα εμπόδιζε τη διαστολή πήξης-θερμική του πυροχώματος (που αντισταθμίζει τη συστολή κεριού-κράματος) και θα προκαλούσε τάσεις-ρωγμές. Πρέπει να απέχει περίπου 6 mm από το χείλος του μεταλλικού δακτυλίου, για να μπορεί να κρατηθεί το πυρόχωμα στη θέση του. Παλιότερα γινόταν χρήση φύλλου αμιάντου· επειδή όμως ο αμίαντος είναι καρκινογόνο υλικό, έχει αποσυρθεί και δεν χρησιμοποιείται (εικ. 6.10). Το μέγεθος του δακτυλίου είναι ανάλογο της εργασίας που θα χυτευθεί.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Λειτουργεί ως ενδοτικό «μαξιλαράκι» που επιτρέπει τη διαστολή πυροχώματος και δακτυλίου στις θερμικές διαδικασίες· ~6 mm από το χείλος για συγκράτηση του πυροχώματος· αντικατέστησε τον καρκινογόνο αμίαντο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 12 — Προετοιμασία ομοιώματος για τον δακτύλιο
Ερώτηση: Πώς γίνεται η προετοιμασία του κέρινου ομοιώματος, για να τοποθετηθεί στο δακτύλιο;
Απάντηση:
- Κατά την § 6.3 (σελ. 93-94): 1. Μετά την τοποθέτηση των αγωγών χύτευσης (και απαέρωσης) στο κέρινο ομοίωμα, ακολουθεί η απόσπασή του από το εκμαγείο εργασίας με πολύ προσεκτικούς χειρισμούς, για την αποφυγή στρέβλωσης ή ακόμα και θραύσης. 2. Το χυτό (ομοίωμα) συγκολλάται πάνω στον κώνο της βάσης του δακτυλίου με συγκολλητικό κερί, στη σωστή θέση (περιφερικά, 6 mm από τον πυθμένα, 3-4 mm από τα τοιχώματα, εκτός θερμικού κέντρου, με κλίση). 3. Ψεκάζεται ή επαλείφεται με υγρό που μειώνει την επιφανειακή τάση του κεριού και διευκολύνει τη διαβροχή από το πυρόχωμα, συμβάλλοντας στη δημιουργία καθαρού και λείου χυτού. 4. Στεγνώνεται προσεκτικά, γιατί ατελές στέγνωμα οδηγεί σε χυτό με επιφανειακή τραχύτητα. 5. Εφαρμόζεται ο ανάλογος δακτύλιος (με το φύλλο σελλουλόιντ) στη βάση με τη βοήθεια συγκολλητικού κεριού, και στη συνέχεια ακολουθεί η επένδυση με πυρόχωμα — αμέσως (μέγιστη παραμονή 45 λεπτά).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Προσεκτική απόσπαση από το εκμαγείο (όχι στρέβλωση-θραύση) → συγκόλληση στον κώνο της βάσης → ψεκασμός/επάλειψη με υγρό μείωσης επιφανειακής τάσης (διαβροχή, λείο χυτό) → προσεκτικό στέγνωμα → εφαρμογή δακτυλίου στη βάση με συγκολλητικό κερί → άμεση επένδυση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 13 — Δράση πυροχωμάτων
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τη δράση των πυροχωμάτων;
Απάντηση:
- Τα οδοντιατρικά πυροχώματα είναι ειδικές πυριάντοχες ουσίες που επενδύουν το κέρινο ομοίωμα και αργότερα αποτελούν τα τοιχώματα του καλουπιού μέσα στο οποίο θα χυτευθεί το κράμα. Τα πυροχώματα διαστέλλονται τόσο κατά την πήξη τους όσο και κατά τη θέρμανσή τους, προκειμένου να εξουδετερώσουν τη συστολή του κράματος, που συμβαίνει κατά τη στερεοποίησή του, καθώς και τη συστολή του κεριού εξαιτίας των μεταβολών της θερμοκρασίας. Η συστολή που πρέπει να αντιρροπήσει το πυρόχωμα είναι το άθροισμα της συστολής του κεριού (0,1-0,5 %) και της συστολής του κράματος (1,25-2 %) — άρα μπορεί να φτάσει ή να ξεπεράσει το 2 %. Η δράση τους δίνεται από την εξίσωση: Συστολή κεριού + συστολή κράματος = Διαστολή πυροχώματος (πήξης, υγροσκοπική, θερμική) (σελ. 94-95). Επειδή τα κράματα έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής και διαστήματα τήξης, για κάθε κατηγορία κραμάτων χρειάζεται διαφορετικός τύπος πυροχώματος που αντισταθμίζει τις ιδιότητές του. Σύσταση: πυρίμαχο υλικό, συνδετικό υλικό, χημικές ουσίες. Επιπλέον πρέπει να έχουν ικανοποιητική αντοχή (πρόσκρουση του τήγματος → μικρορωγμές), όχι όμως υπερβολική, ώστε να μην εμποδίζουν τη συστολή του χυτού στην απόψυξη (κακή εφαρμογή).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Επενδύουν το ομοίωμα, σχηματίζουν το καλούπι και με τη διαστολή τους (πήξης + υγροσκοπική + θερμική) αντισταθμίζουν τη συστολή του κεριού (0,1-0,5 %) και του κράματος (1,25-2 %), δηλαδή ≥ 2 %· κάθε κράμα θέλει δικό του τύπο· αντοχή ικανοποιητική αλλά όχι υπερβολική.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 14 — Πυροχώματα από γύψο
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τα πυροχώματα από γύψο;
Απάντηση:
- Τα πυροχώματα από γύψο (απλά) περιέχουν ως συνδετική ουσία γύψο και χρησιμοποιούνται για τα χρυσοκράματα (σελ. 96). Κατά τη χρήση τους πρέπει να δίνεται προσοχή: α) Πρέπει να προθερμαίνονται μόνο σε ηλεκτρικά θερμαινόμενους κλιβάνους και όχι πάνω από τους 750 °C (πάνω από 1100 °C η γύψος αποσυντίθεται και το καλούπι καταστρέφεται)· ο χρόνος προθέρμανσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 45 λεπτά, γιατί ο χρόνος παραμονής ευνοεί τα αναγωγικά φαινόμενα (διάσπαση της γύψου, θειούχα αέρια που προσβάλλουν το κράμα). β) Το κερί πρέπει να απομακρύνεται τελείως από το πυρόχωμα, πράγμα που γίνεται μόνο όταν η αποκήρωση γίνει αμέσως μετά την κρυστάλλωση του πυροχώματος και όσο αυτό είναι υγρό· το στεγνό πυρόχωμα δρα σαν σφουγγάρι — απορροφά το κερί κατά την αποκήρωση (γι' αυτό ο δακτύλιος φυλάσσεται σε υγρασία 100 % ή βυθίζεται σε νερό πριν την αποκήρωση). Για κράματα που λιώνουν πάνω από 1100 °C είναι ακατάλληλα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Συνδετική ουσία γύψος, για χρυσοκράματα· προθέρμανση μόνο σε ηλεκτρικό κλίβανο, ≤ 750 °C και ≤ 45 λεπτά (αναγωγικά φαινόμενα)· αποκήρωση αμέσως μετά την κρυστάλλωση με το πυρόχωμα υγρό — το στεγνό απορροφά το κερί σαν σφουγγάρι.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 15 — Παράγοντες φωσφορικών πυροχωμάτων
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τους παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των πυροχωμάτων φωσφορικού τύπου;
Απάντηση:
- Τα φωσφορικά πυροχώματα (συνδετική ουσία φωσφορικά άλατα: φωσφορικό μαγνήσιο και φωσφορική αμμωνία που με τον χριστοβαλίτη-χαλαζία σχηματίζουν θερμοανθεκτικούς κρυστάλλους φωσφορικού πυριτίου) χρησιμοποιούνται για κράματα που λιώνουν πάνω από 1100 °C — Co-Cr μεταλλοκεραμικής και παλλαδιούχα. Παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά τους (σελ. 96): α) Η σκόνη αναμιγνύεται συνήθως με υδατικό κολλοειδές εναιώρημα ή με νερό· το ποσοστό της σκόνης σε σχέση με το υγρό, καθώς και το μέγεθος των κρυστάλλων του χαλαζία ή του χριστοβαλίτη που περιέχονται, καθορίζουν τη διαστολή πήξης και τη θερμική διαστολή του πυροχώματος. β) Ο χρόνος μίξης, η θερμοκρασία του υγρού και η αναλογία υγρού-σκόνης επηρεάζουν τον χρόνο πήξης. γ) Ο τρόπος μίξης της σκόνης με το υγρό επηρεάζει επιπλέον την ακρίβεια και την απόδοση των λεπτομερειών, καθώς και την απόδοση λείων επιφανειών του χυτού (ανάμιξη σε κενό, δόνηση).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αναλογία σκόνης-υγρού (κολλοειδές εναιώρημα ή νερό) και μέγεθος κρυστάλλων χαλαζία-χριστοβαλίτη → διαστολή πήξης και θερμική· χρόνος μίξης, θερμοκρασία υγρού, αναλογία → χρόνος πήξης· τρόπος μίξης → ακρίβεια, λεπτομέρειες, λείες επιφάνειες.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 16 — Φωσφορικά πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα
Ερώτηση: Πλεονεκτήματα -Μειονεκτήματα πυροχωμάτων φωσφορικού τύπου.
Απάντηση:
- Πλεονεκτήματα των πυροχωμάτων φωσφορικού τύπου (σελ. 97): 1. Έχουν μεγαλύτερη αντοχή στη σύνθλιψη, τόσο στις χαμηλές όσο και στις υψηλές θερμοκρασίες (σύμπλοκοι κρύσταλλοι φωσφορικού πυριτίου — κατάλληλα για κράματα > 1100 °C: Co-Cr, παλλαδιούχα). 2. Είναι λιγότερο πορώδη από τα πυροχώματα γύψου· γι' αυτό επιβάλλεται η τοποθέτηση αγωγών απαέρωσης (τα αέρια δεν διαφεύγουν από τη συμπαγή μάζα). Μειονεκτήματα: Δίνουν πιο ανώμαλες επιφάνειες από τα πυροχώματα γύψου και αυξάνουν τη δημιουργία σφαιριδίων στις επιφάνειες του χυτού (γι' αυτό ο τρόπος μίξης — σε κενό — και η δόνηση έχουν σημασία).
Σύνοψη: (ενδεικτική) +: μεγαλύτερη αντοχή στη σύνθλιψη σε χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες· λιγότερο πορώδη από τα γύψου (→ απαιτούνται αεραγωγοί). −: πιο ανώμαλες επιφάνειες και περισσότερα σφαιρίδια στο χυτό.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 17 — Ιδιότητες πυροχωμάτων μαγνησίας
Ερώτηση: Ποιες είναι οι ιδιότητες των πυροχωμάτων μαγνησίας;
Απάντηση:
- Τα πυροχώματα μαγνησίας σχεδιάστηκαν ειδικά για τη χύτευση του τιτανίου: περιέχουν πολύ μικρή ποσότητα SiO₂ (~2 % κ.β.) και εμπλουτίζονται με οξείδιο του μαγνησίου (MgO), αλουμίνα (Al₂O₃) και οξείδιο του ζιρκονίου (ZrO₂) — το τιτάνιο δεν αντιδρά με τα οξείδια αυτά και έτσι αποφεύγεται η επιφανειακή μόλυνση των χυτών (σελ. 97). Ιδιότητες (σελ. 98): 1. Είναι χονδρόκοκκα. 2. Η διαστολή πήξης είναι μηδενική. 3. Η θερμική διαστολή είναι πολύ μικρότερη. 4. Εμφανίζουν μεγαλύτερη διαπερατότητα στα αέρια, αυξάνοντας την ακρίβεια στα όρια των χυτών — έτσι έχουμε χυτά χωρίς πόρους. ΠΡΟΣΟΧΗ: κατά την πήξη του πυροχώματος μικραίνουν οι πόροι της μάζας του και απομακρύνονται τα αέρια της χύτευσης· γι' αυτό είναι άκρως απαραίτητη η τοποθέτηση αεραγωγών στο κέρινο ομοίωμα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Για τιτάνιο (SiO₂ ~2 %, MgO-Al₂O₃-ZrO₂ που δεν αντιδρούν με Ti): χονδρόκοκκα, μηδενική διαστολή πήξης, πολύ μικρότερη θερμική διαστολή, μεγαλύτερη διαπερατότητα αερίων (ακρίβεια ορίων, χυτά χωρίς πόρους)· απαραίτητοι αεραγωγοί.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 18 — Πυροχώματα για συγκόλληση
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για τα πυροχώματα για συγκόλληση;
Απάντηση:
- Στα πυροχώματα για συγκόλληση η μεταβολή των διαστάσεων πρέπει να γίνεται έτσι, ώστε να μην αλλοιώνεται η θέση των προσθετικών τμημάτων μετά την ακινητοποίησή τους στο εκμαγείο. Γι' αυτό έχουν μικρότερη διαστολή από τα πυροχώματα που προορίζονται για χύτευση (δεν χρειάζεται να αντισταθμίσουν συστολή κράματος). Για να εξασφαλιστεί σταθερή διαστολή, πρέπει η θέρμανσή τους να γίνεται ομοιόμορφα· για μεγάλες σε έκταση συγκολλήσεις προτιμάται ο ηλεκτρικός φούρνος. Επίσης είναι πιο πορώδη, κι έτσι εξασφαλίζουν καλύτερη και ταχύτερη θέρμανση στα τμήματα που πρόκειται να συγκολληθούν (σελ. 98). Χρησιμοποιούνται όταν ο σκελετός μεγάλης γέφυρας χυτεύεται σε κομμάτια και συγκολλάται πριν ή μετά την όπτηση (κεφ. 8).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Πυροχώματα-φορείς των τμημάτων που θα συγκολληθούν: μικρότερη διαστολή (να μην αλλάζει η θέση των τμημάτων), ομοιόμορφη θέρμανση (ηλεκτρικός φούρνος για μεγάλες), πιο πορώδη για καλύτερη-ταχύτερη θέρμανση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 19 — Χρόνος επένδυσης
Ερώτηση: Ποια χρονική στιγμή πρέπει να γίνει η επένδυση του κέρινου ομοιώματος με πυρόχωμα και γιατί;
Απάντηση:
- Η επένδυση του κέρινου ομοιώματος με πυρόχωμα πρέπει να γίνεται αμέσως μετά την τοποθέτηση του συστήματος κέρινου ομοιώματος-αγωγών χύτευσης στη βάση του δακτυλίου πυράκτωσης (μέγιστος χρόνος παραμονής: 45 λεπτά). Σε περίπτωση που αυτό δεν μπορεί να γίνει, πρέπει να τοποθετηθεί σε ψυγείο θερμοκρασίας 3-4 °C. Έτσι αποφεύγεται η παραμόρφωσή του (σελ. 98). Γιατί: το κέρινο ομοίωμα, όταν αφαιρεθεί από το κολόβωμα, δεν στηρίζεται πια και το κερί απελευθερώνει τις εσωτερικές τάσεις που απέκτησε κατά τη διαμόρφωση-απόξεση (κεφ. 5: «το κερί που παραμένει αποκτά τάσεις, τις οποίες απελευθερώνει αργότερα»)· με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και τον χρόνο στρεβλώνει, οπότε ο σκελετός δεν θα εφαρμόζει. Η χαμηλή θερμοκρασία του ψυγείου «παγώνει» το κερί και επιβραδύνει τη χαλάρωση των τάσεων.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αμέσως μετά τη στερέωση ομοιώματος-αγωγών στη βάση του δακτυλίου (το πολύ 45 λεπτά), αλλιώς φύλαξη σε ψυγείο 3-4 °C — για να αποφευχθεί η παραμόρφωση (στρέβλωση) του κεριού από την απελευθέρωση των εσωτερικών του τάσεων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 20 — Τεχνική επένδυσης
Ερώτηση: Πώς γίνεται η επένδυση του κέρινου ομοιώματος με πυρόχωμα;
Απάντηση:
- Κατά την § 6.5 (σελ. 98-99): 1. Το ομοίωμα με τους αγωγούς είναι στερεωμένο στη βάση, ψεκασμένο με υγρό μείωσης επιφανειακής τάσης, στεγνό, και ο δακτύλιος (με φύλλο σελλουλόιντ) εφαρμοσμένος στη βάση· η επένδυση γίνεται αμέσως (≤ 45 λεπτά). 2. Αναμιγνύουμε το πυρόχωμα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή (αναλογία σκόνης-υγρού, χρόνος, κατά προτίμηση σε κενό). 3. Καλύπτουμε αρχικά με πινέλο την περιοχή του κέρινου ομοιώματος, προκειμένου να αποκλείσουμε πιθανή παγίδευση αέρα (φυσαλίδες → σφαιρίδια στο χυτό). 4. Κατόπιν ρίχνουμε από τα πλάγια χείλη του δακτυλίου σιγά σιγά το υπόλοιπο πυρόχωμα, συγκρατώντας τον δακτύλιο πάνω στον δονητή. Για καλύτερα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές ανάμιξης και πλήρωσης του δακτυλίου σε κενό. 5. Το πυρόχωμα πρέπει να καλύπτει το ψηλότερο σημείο του ομοιώματος κατά 6 mm περίπου (κρίσιμο πάχος — αντοχή, διαφυγή αερίων). 6. Μετά την πήξη ο δακτύλιος τοποθετείται σε περιβάλλον σχετικής υγρασίας 100 %, ώστε να διευκολυνθεί η αποβολή του κεριού στην αποκήρωση και να μην απορροφηθεί κερί από το πυρόχωμα. Ακολουθεί, μια ώρα μετά, η αφαίρεση της βάσης και η αποκήρωση.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ανάμιξη κατά τον κατασκευαστή (κενό) → κάλυψη του ομοιώματος πρώτα με πινέλο (όχι αέρας) → γέμισμα σιγά σιγά από τα πλάγια χείλη στον δονητή (ή συσκευή πλήρωσης σε κενό) → κάλυψη ~6 mm πάνω από το ομοίωμα → πήξη και φύλαξη σε υγρασία 100 %.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 21 — Πόσο καλύπτει το πυρόχωμα
Ερώτηση: Πόσο πρέπει να καλύπτει το πυρόχωμα το κέρινο ομοίωμα και γιατί;
Απάντηση:
- Το πυρόχωμα πρέπει να καλύπτει το ψηλότερο σημείο του ομοιώματος κατά 6 mm περίπου. Αυτό θεωρείται κρίσιμο πάχος, διότι εξασφαλίζει την αντοχή του πυροχώματος, ενώ ταυτόχρονα διευκολύνει τη διαφυγή των αερίων κατά το επόμενο στάδιο της αποκήρωσης (σελ. 99). Μικρότερο πάχος → το καλούπι δεν αντέχει την πρόσκρουση του λιωμένου κράματος και τη φυγοκεντρική πίεση (ρωγμές, «φτερά», διαρροή)· μεγαλύτερο → τα αέρια της αποκήρωσης και της χύτευσης δυσκολεύονται να διαφύγουν από την ελεύθερη επιφάνεια (ατελή χυτά, πόροι), και επιβραδύνεται η θέρμανση. Για τον ίδιο λόγο το ομοίωμα τοποθετείται 6 mm από τον πυθμένα και 3-4 mm από τα πλάγια τοιχώματα, ενώ το φύλλο σελλουλόιντ απέχει 6 mm από το χείλος.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Περίπου 6 mm πάνω από το ψηλότερο σημείο του ομοιώματος — κρίσιμο πάχος που εξασφαλίζει την αντοχή του πυροχώματος και ταυτόχρονα διευκολύνει τη διαφυγή των αερίων στην αποκήρωση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση 22 — Δακτύλιος σε υγρασία
Ερώτηση: Γιατί ο δακτύλιος πυράκτωσης μετά την πήξη του πυροχώματος τοποθετείται σε περιβάλλον σχετικής υγρασίας;
Απάντηση:
- Μετά την πήξη του πυροχώματος ο δακτύλιος τοποθετείται σε περιβάλλον σχετικής υγρασίας 100 %. Η διατήρηση αυτή σε υγρό περιβάλλον διευκολύνει την αποβολή του κεριού κατά το στάδιο της αποκήρωσης· ταυτόχρονα εμποδίζεται η απορρόφηση του κεριού από το πυρόχωμα (σελ. 99). Όπως εξηγείται στα πυροχώματα γύψου: το κερί απομακρύνεται τελείως μόνο όταν η αποκήρωση γίνει όσο το πυρόχωμα είναι υγρό — το στεγνό πυρόχωμα δρα σαν σφουγγάρι και απορροφά το κερί (σελ. 96), οπότε υπολείμματα κεριού-άνθρακα στο καλούπι δίνουν ελαττωματικά χυτά. Γι' αυτό, αν η επένδυση έγινε πολλές ώρες πριν χωρίς φύλαξη σε υγραντήρα και το πυρόχωμα έχει χάσει την υγρασία του, ο δακτύλιος τοποθετείται για μερικά λεπτά σε δοχείο με νερό πριν την αποκήρωση (κεφ. 7). Η υγρασία επίσης συμβάλλει στην ομοιόμορφη θέρμανση χωρίς απότομη αφυδάτωση-ρωγμές.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Για να παραμείνει υγρό το πυρόχωμα: έτσι διευκολύνεται η αποβολή του κεριού στην αποκήρωση και εμποδίζεται η απορρόφησή του από το πυρόχωμα (το στεγνό πυρόχωμα δρα σαν σφουγγάρι).
Κριτήρια αξιολόγησης:
