주조수축의 보상

치과재료에 쓰이는 주조물의 주조수축 보상에 대해 설명해보겠다.

 

용융된 합금은 주형 내에 용융 상태로 부어져 이것이 응고 될 때 수축이 일어난다. 주조수복물은 수축을 보상하고 또 적절한 시멘트의 두께를 확보해야만 한다.

수축량을 보상하는 데는 납형의 팽창, 매몰재의 경화 팽창, 흡수팽창, 열팽창 등을 이용한다. 그러나 지대치의 인상채득에서 작업모형의 제작, 납형 제작, 매몰, 주조에 이르는 과정에서 사용하는 모든 재료나 기술이 크건 작건 팽창과 수축에 영향을 준다는 것을 항상 고려해야 한다.

 

 

1) 치과재료 주조물 납형의 팽창과 수축

왁스는 치과 재료 가운데 가장 큰 열팽창계수를 가지며 온도 변화에 의한 영향을 민감하게 받는다. 납형을 제작한 경우 납형 내에 잔류 응력을 일으키고, 납형을 다이에서 분리하면 응력완화에 의한 변형을 일으킨다. 따라서 납형의 매몰은 다이에서 분리한 후 즉시 시행해야 하며, 매몰에 사용하는 물은 실온수를 이용하고, 납형에 강한 공기를 세차게 불지 않는 등 될 수 있는 대로 온도 변화를 주지 않는 것이 중요하다. 매몰된 납형을 실온의 물에서 경화되게 하면 같은 온도의 공기 중에서 경화되게 한 것에 비해 팽창이 조금 적게 일어난다. 납형의 열팽창을 이용한 주조수축의 보상법은 납형을 매몰한 뒤 매몰재가 물에 닿지 않도록 즉각 주조링을 봉쇄하고, 40~42℃의 온수에서 매몰재를 경화시키고, 납형을 팽창시키는 것이다. 그러나 왁스의 응력완화에 동반되는 변형이 예측되기 때문에 현재 그다지 사용되고 있지 않다.

 

2) 치과재료 주조물 작업모형의 팽창과 수축

주조수축의 보상에서 작업모형, 특히 다이의 팽창을 이용하는 방법은 채득한 인상을 장시간 방치하거나 팽창률이 높은 다이 재료를 사용하는 것 등으로 달성할 수 있다. 그러나 이것은 다이의 변형을 동반할 위험성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 작업모형의 정확도를 재료나 기술을 관리해서 구강 내의 상황에 가능한 한 유사하게 하고, 매몰재의 팽창을 이용해서 주조수축을 보상하는 쪽이 조절도 용이하고 또 변형 방지도 가능하다.

이를 위해서는 체적 안정성이 양호한 고무계 인상이라도 60분 이내에 한천이나 알지네이트 인상은 될 수 있는 한 빨리 모형재의 주입을 시행해야 한다. 또 모형재는 초경석고나 에폭시레진 등과 같은 팽축량이 적은 것을 사용하는 것이 중요하다.

 

3) 치과재료 주조물 매몰재의 팽창과 수축

주조수축의 보상은 현재로는 매몰재의 팽창을 중심으로 생각되고 있다.

 

(1) 경화 팽창법

매몰재의 경화팽창은 정상적 결정의 성장에 따라 생기는 것이다. 이러한 팽창은 석고의 결정 구조 형성을 방해하는 매몰재 내 규토 입자에 의해 증진되며, 공기 중에서의 이러한 팽창은 약 0.4% 가량 생기는데 금속 매몰재 링에 의해 부분적으로 제한된다.

 

(2) 흡수 팽창법

석고가 경화할 때 물을 더하면 경화팽창이 현저하게 증가한다. 이 현상은 석고계 매몰재에도 생기기 때문에 이것을 이용해서 주형을 팽창시키고 주조수축을 보상하는 방법이다. 흡수팽창량은 1.2~2.2% 가량이다. 방법에는 주로 다음의 두 종류가 있다.

 

⓵ 지수법

매몰을 완료한 주조링을 즉시 38℃의 물속에 30분간 담근다. 이때 발생하는 매몰재의 흡수팽창을 이용하고, 통상 약 0.3%의 경화팽창을 1% 이상으로 증가시킨다. 왁스의 소각은 500℃에서 행하고 이 온도에서 주조한다. 금속을 녹여 주형에 붓는 온도가 낮기 때문에 표면이 매끈한 주조체를 얻을 수 있다.

 

⓶ 가수법

주조링을 물속에 침적시키지 않고 일정량을 물을 더해서 팽창량을 조절하는 방법이다. 이 경우 주조링은 부드러운 고무재를 이용한다. 진공매몰을 시행하기 위하여 이 주조링 바깥쪽에 얇은 금속링을 이용하는 경우도 있지만, 이때는 매몰재가 경화하기 전에 금속링을 없애서 팽창을 방해 하지 않도록 한다. 고무 주조링에 매몰재를 채운다면 상부를 주조링 상단에 맞춰서 평평하게 하고 그 위에 저장용 주조링을 얹는다. 그 내부 시린지에 1~2mL의 범위에서 필요량을 주입한다. 매몰재를 45~60분 경화시킨 뒤 고무링, 원추대나 저장용 주조링을 없애고 왁스 소강으로 옮긴다. 매몰재의 원통은 미리 500℃로 가열한 furnace 내에서 1시간 소각한 뒤 주조한다.

이 방법에 이용하는 석영계 매몰재는 매몰 조작이나 링이 없는 주조에 견디는 강도로 조정된 것이어야만 한다.

 

(3) 가열팽창법

주조수축을 보상하기 위한 주형의 팽창을 주로 매몰재의 가열팽창에 의해 얻는 방법이다. 크리스토발라이트 매몰재는 가열팽창이 220~300℃ 부근에서 약 1.3%의 최고치에 도달하고 그 이상의 가열 시 팽창량을 유지한다.

반면에 석영매몰재의 가열팽창은 약 570℃까지 거의 균등하게 팽창하고 그 팽창량은 약 0.5~0.8%이다. 이 때문에 가열팽창법에서는 일반적으로 크리스토발라이트 매몰재를 이용한다.

중요한 팽창량은 가열팽창으로 얻지만 총 팽창량은 경화팽창과 일반적으로는 주조링 내에 이장재를 축축하게 해서 이용하기 때문에 흡수팽창도 포함된다.

그래서 수분에 의한 흡수팽창의 영향을 없애기 위한 목적으로 마른 이장재 표면에 바셀린을 도포하는 방법도 있다.

 

4) 치과재료 주조물 금속의 주조 수축

융용하고 있는 금속이 응고할 때 대부분의 금속은 수축한다. 이 주조수축은 용융하고 있는 금속이 응고하기 시작할 때까지 생기는 수축, 융점에서 용융 금속이 응고할 때 일어나는 수축 및 응고한 온도에서 실온에 도달할 때까지 일어나는 수축의 총합이다. 실제적으로 응고한 온도에서 실온에 도달할 때 일어나는 것이다.

이 주조수축치는 합금의 조성, 주조체의 크기, 형상이나 주조 방법에 의해 변한다. 금합금의 경우 주조수축은 1.4±0.2%이고 니켈-크롬 합금의 주조수축은 약 2.4%이다.