Post on 09-Jul-2016
SKENARIO 3
PENGECORAN LOGAM/ALLOY
Skill lab mahasiswa semester II FKG UNEJ membuat bentukan setengah
lingkaran diameter 1 cm dengan ketebalan 2 cm dari bahan logam/alloy.
Mahasiswa dibagi menjadi 3 kelompok. Kelompok I menggunakan bahan alloy
dari CoCr, kelompok II menggunakan alloy AgCu, dan kelompok III
menggunakan logam Ag. Pada saat casting suhu pembakaran tiap-tiap kelompok
berbeda tergantung dari komposisi dan tipe logam maupun alloy yang dipakai.
Bila manipulasinya dilakukan dengan benar, maka hasilnya tidak porous,
permukaan rata, dan mengkilap. Hal ini diperlukan karena logam alloy di bidang
kedokteran gigi merupakan salah satu bahan restorasi gigi.
1
STEP 1
(Identifikasi kata sulit)
1. Alloy :
Alloy merupakan salah satu contoh campuran. Alloy merupakan paduan
campuran dari dua atau lebih unsur logam. Unsur-unsurnya seperti kalsium
(Ca), kalium (K), perak (Ag) dan emas (Au) termasuk logam. Alloy adalah
bahan yang dicampur dan dileburkan pada suhu yang tinggi.
2. Casting :
Proses penegecoran atau penuangan suatu logam alloy yang sedang
mencair kedalam mould sehingga menjadi suatu tuangan. Pada akhir casting
alloy dapat dihasilkan suatu bentukan yang terbentuk dari logam yang terjadi
di dalam mould. Casting merupakan proses membuat restorasi gigi dengan
logam, untuk mahkota gigi tiruan, jembatan, dan tumpatan.
3. Logam :
Segolongan unsur-unsur yang berasal dari galian tambang yang
mempunyai kemampuan sebagai penghantar panas dan listrik yang baik.
Logam merupakan substansi kimia opak mengkilap yang merupakan
penghantar (konduktor) panas atau listrik yang baik serta bila dipoles,
merupakan pemantul atau reflektor sinar yang baik. Semua logam dan logam
campur yang digunakan dalam kedokteran gigi adalah bahan padat seperti
kristal, kecuali gallium dan merkuri yang berwujud cairan pada temperatur
tubuh. Kebanyakan logam yang digunakan untuk restorasi gigi, gigi tiruan
sebagian rangka logam, dan kawat ortodonti adalah logam campur, dengan
perkecualian lempeng emas murni, titanium murni komersial, dan silver point
endodontik. (Kamus Kedokteran Gigi-F.J Harty & R.Ogston
4. Restorasi Gigi:
Perawatan perbaikan gigi yang berlubang atau rusak, untuk
mengembalikannya kepada fungsi bentuk, dan penampilan normalnya.
2
STEP 2
(Menetapkan permasalahan)
1. Bagaimana komposisi logam/alloy ?
2. Apa saja jenis-jenis dari alloy ?
3. Apa saja syarat dan sifat dari logam ?
4. Bagaimana manipulasi alloy ?
5. Apa saja penyebab dari porous/permukaan kasar ?
6. Apa saja kelebihan dan kekurangan logam ?
7. Apa saja aplikasi alloy/logam dalam kedokteran gigi ?
3
STEP 3
(Analisis masalah)
1. Bagaimana komposisi logam/alloy ?
Tipe Au % Ag % Cu % Pt/Pd % Zn %
1 (low strength) 85 11 3 - 1
2 (medium strength) 75 12 10 2 1
3 (high strength) 70 14 10 5 1
4 (extra high strength) 65 9 15 10 1
2. Apa saja jenis-jenis dari alloy ?
Menurut Philips dalam bukunya yang berjudul Buku Ajar Ilmu Bahan
Kedokteran Gigi, alloy dapat diklasifikasikan berdasarkan :
1. Penggunaan, yaitu dapat digunakan sebagai inlay logam penuh, mahkota
dan jembatan, restorasi logam-keramik, gigi tiruan sebagian lepasan,
dan implan
2. Unsure utamanya, seperti emas, palladium, perak, nikel, kobalt atau
titanium
3. Kandungan logam mulianya, yaitu sangat mulia, mulia, atau dominan
logam dasar
4. Tiga unsure utama, yaitu emas-paladium-perak, palladium-perak-timah,
nikel-kromium-berilium, kobalt-kromium-molibdenum, titanium-
aluminium-vanadium, atau besi-nikel-kromium
5. System fase yang dominant, yaitu isomorfus (fase tunggal), eutetik,
peritetik, atau antarlogam.
Menurut ADA, alloy dapat diklasifikasikan berdasarkan angka kekerasan
dan komposisinya, yaitu sebagai berikut :
a. Klasifikasi alloy berdasarkan angka kekerasannya :
1. Tipe I (lunak) angka kekerasan Vickers (VHN) 50-90
2. Tipe II (sedang) angka kekerasan Vickers (VHN) 90-120
4
3. Tipe II (keras) angka kekerasan Vickers (VHN) 120-150
4. Tipe IV (ekstra keras) angka kekerasan Vickers (VHN) >150.b.
Klasifikasi alloy berdasarkan komposisinya :
1. High noble, komposisi logam mulianya lebih dari 40%
2. Noble, komposisi logam mulianya >25%
3. Base metal, komposisi logam mulianya <25% dan sisanya ialah logam
dasar.
3. Apa saja syarat dan sifat dari logam ?
Logam memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. Titik didih dan titik leleh yang tinggi
Logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi
karena kekuatanikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang
satu dengan logam yang laintergantung pada jumlah elektron yang
terdelokalisasi pada lautan elektron, dan padasusunan atom-atomnya.
2. Memiliki daya hantar listrik yang baik
Elektron yang terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian struktur
tiga dimensi.Elektron-elektron tersebut dapat melintasi batas butiran kristal.
Meskipun susunan logamdapat terganggu pada batas butiran kristal, selama
atom saling bersentuhan satu samalain, ikatan logam masih tetap ada. Cairan
logam juga menghantarkan arus listrik, hal inimenunjukkan bahwa meskipun
atom logam bebas bergerak, elektron yang terdelokalisasimasih memiliki
daya yang tersisa sampai logam mendidih
3. Logam adalah konduktor panas yang baik.
Energi panas diteruskan oleh elektron sebagaiakibat dari penambahan
energi kinetik (hal ini memnyebabkan elektron bergerak lebihcepat). Energi
panas ditransferkan melintasi logam yang diam melalui elektron
yangbergerak.
4. Dapat ditempa dan diregangkan (Malleability dan Ductility)
Logam mempunyai sifat yang mampu dibentuk dengan suatu gaya, baik
dalam keadaandingin maupun panas tanpa terjadi retak pada permukaannya,
misalnya dengan hammer(palu).
5
5. ToughnessLogam dapat dibengkokan beberapa kali tanpa mengalami retak.
6. HardnessLogam tahan terhadap penetrasi atau penusukan indentor yang
berupa bola baja, intanpiramida, dll.
7. StrengthLogam memiliki kemampuan untuk menahan deformasi.
8. WeldabilityLogam memiliki kemampuan untuk dapat dilas, baik dengan
menggunakan las listrik maupun dengan las karbit (gas).
9. MachinibilityLogam dapat dikerjakan dengan mesin, misalnya : dengan
mesin bubut
10. Tahan impactLogam memiliki sifat yang tahan terhadap beban kejut.
Selain sifat-sifat diatas, logam juga memiliki syarat-syarat logam yang
baik digunakan dalam kedokteran gigi, yaitu sebagai berikut :
1. Syarat kimia Tahan terhadap korosi, tidak larut dalam cairan rongga mulut
atau dalam cairan yangdikonsumsi, tidak luntur dan tidak korosi
2. Syarat biologi Tidak beracun terhadap pasien, dokter gigi, perawat maupun
tekniker, tidak mengiritasirongga mulut dan jaringan pendukungnya, tidak
menghasilkan reaksi alergi dan tidakbersifat mutagen maupun karsinogen
3. Biokompatibilitas Tidak mengandung substansi toksik yang dapat
larut dalam saliva sehingga tidakmembahayakan system tubuh, tidak
membahayakan pulpa dan jaringan lunak, bebas daribahan yang berpotensi
dalam menimbulkan sensitifitas atau respon alergi dan tidakmemiliki
potensi karsinogen
4. Mekanis Harus mampu menerima beban yang tinggi
5. Estetik Sesuai dengan perkembangan zaman dan memberi penampilan
yang natural pada gigi
6. Tahan suhu panas dan dingin
7. Mudah disolder dan dipoles
8. Titik leleh tinggi
9. Tahan abras
6
4. Bagaimana manipulasi alloy ?
Manipulasi logam dan alloy:
A. Pembuatan model sprue, ventilasi dan kawah
Tujuan dari pembuatan sprue adalah menyediakan saluran dimana
logam cair akanmengalir ke cetakan yang sudah ada didalam cincin cor
setelah model malamnyadibuang, untuk tambalan yang besar / protesa
misalnya gigi tiruan sebagian lepasandari logam dan untuk gigi tiruan
cekat. Sedangkan tujuan diberikannya ventilasiadalah untuk
menghindari terjadinya back pressure, sehingga mengurangi
hasiltuangan dan mungkin juga akan menghindari ledakan, sehingga
aman bagi operator.Pada ujung sprue dibuat bentukan yang disebut
reservoir. Reservoir pada ujung spruebertujuan untuk mencegah
terjadinya porositas yang dapat terbentuk oleh karenaadanya kontraksi
bila ruangan untuk reservoir yang ditempati oleh malam mempunyai
ukuran melintang sebesar atau lebih besar dari ukuran ruangan, maka
alloy yang adadalam reservoir akan lebih lambat mengeras dari pada
ruangan utama dan berlakusebagai cadangan alloy cair yang siap untuk
mengisi ruangan atau mould space.
B. Tahap Penanaman
Pada tahap penanaman model malam harus dibersihkan dari
kotoran, debu, danminyak. Untuk itu dapat digunakan pembersih model
malam komersial atau deterjensintetik yang diencerkan. Sisa cairan dapat
dihilangkan dengan dikibaskan dan modeldibiarkan mengering diudara
terbuka, sementara bahan tanam disiapkan. Lapisan tipispembersih yang
tertinggal pada permukaan model malam dapat mengurangi
teganganpermukaan dari malam dan pembasahan yang lebih baik dari
bahan tanam sehinggaterjadi perlekatan yang sempurna, termasuk pada
bagian – bagian model yang kecildan tipis. Sementara model malam
dikeringkan di udara terbuka, jumlah air destilasi(bahan tanam gipsum)
atau cairan silika koloiadal khusus (bahan tanam fosfat)diukur.
Cairan ini dituang kedalam mangkuk karet yang bersih dan kering,
7
kemudianbubuk ditambahkan ke dalam cairan secara bertahap dan hati –
hati untuk mencegahterjebaknya udara didalam adukan. Pengadukan
dilakukan dengan lembut sampai semua bubuk basah, atau bubuk yang
tidak tercampur terdesak keluardari mangkuksecara tidak sengaja.
Bahan tanam ditunggu sampai mencapai final setting, lalu kawah di
lepas dari bumbung tuang dan dibiarkan selama 24 jam.
C. Tahap burning out dan Preheating
Tahap burning out dimulai dengan menghidupkan kompor gas dan
letakkan bumbung tuang diatas dengan bagian kawah menghadap ke api,
biarkan hingga semua malam terbuang dan pastikan seluruh mould space
bersih dari malam. Sememtara itu siapkan furnice, lalu naikkan
suhunya hingga mencapai 700 º C kemudian masukkan
bumbung tuang kedalam furnice, lalu dilanjutkan dengan tahap
preheating naikkan suhu furnice hingga mencapai suhu 900º C, pada saat
bahan tanam sudah terlihat membara, model sudah siap di casting.
Selama pembakaran, sejumlah malam yang mencair akan diserap oleh
bahan tanam dan sisa karbon akibat pembakaran malam cair menjadi
terperangkap di dalam bahan tanam yang berpori – pori. Burning outakan
mengubah karbon menjadi karbon monoksida atau karbon dioksida. Gas
– gas ini akan keluar melalui celah sisa malam yang mencair.
d. Tahap Casting
Casting menggunakan 2 logam Cuprum alloy. Logam campur
dicairkan dengansemburan api dalam crucible yang terpisah.
Kemudian dituang kedalam moulddengan gaya centrifugal. Setelah
bumbung tuang telah mencapai suhu normal, lalu
logam dikeluarkan dengan cara membongkar bahan tanam. Hasil
logam dicuci dandibersihkan sampai sisa bahan tanam tidak ada. Setelah
pencucian, terlihat adanyabitik-bintik tidak teratur pada logam (logam
masih kasar) dan tidak sesuai denganukuran semula. Bitik-bintik ini
disebabkan oleh beberapa hal terutama kesalahandalam penuangan.
Terjadinya oksidasi pada logam sebelum penuangan
8
dapatmenyebabkan permukaan logam menjadi kasar. Adapun oksidasi ini
dapat disebabkanbeberapa hal yaitu penggunaan api yang bukan
berwarna biru atau kehijauan ataulogam yang terlalu lama
dipanaskan sehingga terjadi over heating.Dapat terjadi beberapa
kesalahan / kegagalan lain selama proses pembuatan logamini, antara lain
adanya gelembung udara pada pola malam oleh karena busa sabunyang
dapat menjadikan bentuk permukaan logam kasar, dapat pula bentuk
permukaanmould space retak atau pecah-pecah. Hal ini disebabkan oleh
karena adonan gips danair yang terlalu encer sehingga gips tidak
terlalu kuat atau dapat pula karenapemanasan pada oven terlalu
lama sehingga permukaan mould space retak.Casting atau yang
sering disebut proses pengecoran atau penuangan
dalamkedokteran gigi dapat diartikan suatu proses pendorongan
logam yang sedangmencair ke dalam mould sehingga menjadi suatu
tuangan yang sering disebut logamtuang. Sehingga pada akhir dari
casting alloy dapat dihasilkan suatu bentukan yang terbentuk dari logam
yang terjadi di dalam mould. (Kamus Kedokteran Gigi-F.JHarty &
R.Ogston). Pengecoran adalah suatu proses manufaktur yang
menggunakanlogam cair dan cetakan untuk menghasilkan parts dengan
bentuk yang mendekatibentuk geometri akhir produk jadi. Logam cair
akan dituangkan atau ditekan kedalam cetakan yang memiliki rongga
sesuai dengan bentuk yang diinginkan. Prosespengecoran sendiri
dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting dan non-
traditional/contemporary casting.
e. Tahap Finishing dan Polishing
Pada tahap ini dilakukan perapian model kasar logam dan
disesuaikan dengan ukuran semula. Kemudian logam dipoles
dengan menggunakan arkansas stone sampai permukaan model
terlihat halus. Lalu dilanjutkan dengan rubber warna merah danterakhir
dengan rubber warna hijau. Setelah permukaan logam terlihat halus
9
danmengkilat potong sprue dengan menggunakan diamond disk
kemudian dirapikan dandipulas pada daerah bekas potongan.
5. Apa saja penyebab dari porous/permukaan kasar ?
Porositas dapat terjadi pada permukaan dalam maupun luar dari
hasil casting. Porositas yang disebabkan karena ketidaksempurnaan.
(Annusavice, 2003,pg.342). Porositas bisa terlihatsebagai permukaan lubang
pada casting. Bagian pecah pada investment atau partikel kotordimana bisa
menjatuhkan sprue, mungkin menjadi perlekatan di dalam casting dan
menghasilkanlubang pada permukaan. Untuk alasan ini, semua mould pada
casting dapat diatasi dengan sprueyang lebih kebawah. Bubbling di casting
muncul sebagai bulatan- bulatanbanyak yang menempel pada permukaan dari
casting. Ini mencerminkan adanya porositas padainvestment, suatu masalah
dimana dapat terisi alloy cair pada investment kosong tadi.
Pada proses pengerasan dibagi menjadi dua, yaitu localized
shrinkage porosity danmicroporosity. Porositas karena gas yang
terjebak dibagi menjadi: pinhole porosity, casinclusions, dan subsurface
porosity serta Entrapped air porosity.
Localized shrinkage porosity terjadi pada persimpangan pada
pemasangan sprue danmunkin terjadi dimana saja diantara dendrite,
dimana itu merupakan bagian terakhir dari castingpada titik lebur logam
yang rendah yang dapat memperkuat percabangan dari dendrite
Microporosity juga terjadi akibat dari penyusutan pada saat
pengerasan tetapi umumnyahadir dalam casting fine-grain saat proses
pengecoran ini terlalu cepat. Fenomena seperti inidapat terjadi ketika
pengerasan alloy terlalu cepat karena suhu mould terlalu rendah.
Pinhole dan inklusi gas dapat terkadi karena adanya gas yang
terjebak saat prosespengerasan. Porositas akibat inklusi gas berukuran
lebih besar daripada pinhole. Inholedihasilkan ketika alloy mencair
sedangkan inklusi gas disebabkan oleh penggunaan api mixingzone atau zona
oksidasi
10
6. Kekurangan dan kelebihan Alloy
Kekurangan
o Tidak estetik karna warnanya yang kontras dengan gigi
o Muncul rasa sensitive terhadap panas dan dingin
o Menimbulkan reaksi alergi
o Reaksi toksisitas , contohnya kalau amalgam ada kandungn mercury.
Kelebihan
o Lebih kuat
o Tahan karat
o Mudah dimanipulasi (amalgam)
o Ketahanan terhadap keausan sangat tinggi
7. Apa saja aplikasi alloy dalam kedokteran gigi ?
Logam ataupun alloy dalam kedokteran gigi dapat digunakan untuk
berbagai kegunaan dalam bidang prosthodonsia, orthodonsia ataupun
konservasi gigi.
Aplikasi tersebut dapat dibedakan berdasarkan bahan penyusunnya
maupun berdasarkan klasifikasi tipenya. Aplikasi logam atau alloy
berdasarkan bahan penyusunnya yaitu:
1. Emas : inlay, onlay, mahkota dan gigi tiruan jembatan
2. Ag – Pd, Ni – Cu : inlay, onlay, mahkota dan jembatan
3. Emas, Nu – Cr, Co – Cr : digunakan dalam bentuk kawat
4. Co – Cr : gigi tiruan sebagian tuangan.
Sedangkan aplikasi logam atau alloy berdasarkan klasifikasi tipenya
yaitu :
1. Tipe I : inlay satu permukaan
2. Tipe II : inlay beberapa permukaan, ex : bukal dan lingual
3. Tipe III : digunakan untuk semua mahkota dan jembatan
4. Tipe IV : kerangka gigi tiruan sebagian.
11
STEP 5
(Learning Objective)
1. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan mengenai klasifikasi dan
komposisi alloy
2. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan mengenai sifat dan syarat
alloy
3. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan mengenai proses manipulasi
alloy
4. Mahasiswa mampu memahami dan menjelaskan mengenai aplikasi alloy
dalam bidang kedokteran gigi.
13