DENTAL INVESTMENT MATERIAL (Bahan Tanam Tuang/Bahan Pendam)

• Pendahuluan Dental Investment Material merupakan bahan dalam bentuk Bubuk/Powder, menyerupai Dental Stone, tetapi mempunyai komposisi, sifat dan kegunaan yg berbeda. Dalam penggunaannya, Bahan Pendam ini dicampur air, diaduk dlm Bowl dgn memakai Spatula. Campurannya menghasilkan suatu adonan yg halus dan beberapa saat kemudian akan menjadi keras serta tahan terhadap pemanasan yang tinggi.

Bahan Pendam ini digunakan sebagai bahan PENANAMAN MODEL MALAM untuk proses Penuangan Logam (dental casting), misalnya pada pembuatan INLAY, ONLAY, CROWN, CROWN and BRIDGE, dan PROTHESA KERANGKA LOGAM.

Persyaratan Bahan Pendam

1. Harus mengandung substansi pengeras dan substansi pengikat Substansi Pengeras (refraktory substance) : yaitu bahan yg tdk akan terurai atau terpisah sewaktu pemanasan Substansi Pengikat (binder material) : yaitu bahan yg akan setting dan bergabung bersama dengan partikel-partikel substansi pengeras

2. Campuran bahan pendam harus mempunyai expansi yg cukup untuk mengimbangi kontraksi dari logam/alloy cair yg dituang sewaktu pendinginan.

3. Partikel-partikel bubuknya harus cukup halus agar dapat memperoleh hasil tuangan yg halus dan licin.

4. Bahan yg telah dicampur harus mempunyai konsistensi yg cukup halus sebelum setting.

5. Bahan harus mempunyai waktu setting yang cukup.

6. Bahan yg telah setting harus permeable atau cukup mempunyai pori-pori untuk dapat mengalirkan udara keluar sewaktu alloy cair masuk ke dalam ruang model.

7. Bahan harus mempunyai kekuatan yg cukup untuk menerima tekanan dari alloy cair yg memasuki ruang model.

TIPE-TIPE BAHAN PENDAM

Menurut ADAS no.2 bahan pendam terdiri dari 3 type dan semua type mengandung SILICA (SiO₂) sebagai substansi pengeras. Perbedaan utama antara ketiganya terletak pada type substansi pengikat yg digunakan. Type 1 : GYPSUM BONDED INVESTMENT (Bahan Pendam Gypsum-Bonded), merupakan bahan pendam tertua yg paling sering digunakan untuk alloy emas, tetapi tdk cocok untuk alloy yg mencair pada suhu yg mendekati 1200°C.

Type 2 : PHOSPHATE BONDED INVESTMENT (Bahan Pendam Phosphat Bonded) : digunakan untuk penuangan alloy COBALT-CHROMIUM, karena bahan ini sanggup menerima suhu yg lebih tinggi (> 1300°C). Type 3 : SILICA BONDED INVESTMENT (Bahan Pendam Silica Bonded) : merupakan pilihan lain untuk bahan pendam phosphat bonded, untuk penuangan alloy pada suhu tinggi.

GYPSUM BONDED INVESTMENT (Bahan Pendam Gypsum Bonded)

• Bahan utama dari Gypsum Bonded Investment ini adalah HEMIHYDRATE GYPSUM dan SILICA.

• Umumnya type ini mengandung α-hemihydrate karena kekuatannya besar. Hemihydrate ini berfungsi sebagai bahan pengikat untuk memegang bahan-bahan lainnya sehingga kekuatan dari bahan pendam ini tergantung dari jumlah bahan pengikat tsb.

• KOMPOSISI 1. Calcium Sulfat hemihydrate autoclaved (α-hemihydrate) 25-40%. Berfungsi sebagai bahan pengisi atau bahan pengikat karena dapat bereaksi dgn air sehingga dpt bergabung dgn silica dan mampu memadat. Juga berperan untuk memberi kekuatan yg cukup pada campuran dan turut serta memberi pengaruh expansi pada mould, dengan adanya expansi selama setting.

2. SILICA dalam bentuk allotropica, misalnya CRISTOBALITE atau QUARTZ 60-75%. Berfungsi sebagai bahan pengeras dan tahan terhadap temperatur tinggi. Type ini ada yang mengandung cristobalite, ada yg mengandung quartz atau kombinasi keduanya dalam bentuk murni. Berdasarkan type dari silica yg utama terdapat dalam bahan pendam ini, maka ada yg mengklasifikasikan sebagai CRISTOBALITE INVESTMENT dan QUARTZ INVESTMENT.

3. Bahan-bahan kimia pemodifikasi seperti BORIC ACID/BORAX dan NATRIUM CHLORIDA yg berfungsi untuk menghalangi kontraksi sewaktu pemanasan, dan untuk mengatur waktu setting.

4. Sedikit zat pewarna OXIDE PIGMENT

• SETTING TIME Setting time bahan pendam type ini dapat diukur sama seperti dengan cara pada Dental Plaster, selanjutnya dapat dikontrol juga dengan cara yg sama. Menurut ADAS no.2, untuk Dental Inlay Casting Investment atau bahan pendam Gypsum Bonded, Setting time tidak boleh kurang dari 5 menit dan tidak lebih dari 25 menit. Biasanya bahan pendam yg sekarang ini mempunyai Setting Time antara 9-18 menit. Waktu ini sudah cukup untuk mengaduk dan menanam (investing) model malam, sebelum bahan ini mengeras.

• SETTING EXPANSION ada 2 : -Normal Setting Expansion : 0,4% silica berkontak dengan kristal-kristal gypsum -Hygroscopic Setting Expansion : 1,2% gypsum hemihidrat berkontak dengan air.

• Faktor-faktor yg mempangaruhi besarnya hygroscopic setting time adalah : 1. Komposisi, pada α-hemihidrat lebih besar dari β-hemihidrat.

2. W/P Ratio, bila w/p ratio besar, maka expansi higroscopic menjadi berkurang 3. Pengadukan/Spatulasi, bila waktu pengadukan pendek, exp.hygros. berkurang 4. Usia bahan pendam, bahan pendam yg sudah tua, exp.hygros. Berkurang 5. Waktu pencelupan, waktu pencelupan yg panjang akan mengurangi exp. hygros

• THERMAL EXPANSI, exp yg terjadi pd saat pemanasan. Berhubungan dengan jumlah dan jenis silica yg ada dlm bahan.

• QUARTZ mengurangi penyusutan gypsum hemihidrat yg terdapat di dalam bahan pendam. Jumlah quartz yg cukup agar dapat mengimbangi penyusutan gypsum hemihidrat selama proses pemanasan berlangsung adalah 75%, dan penuangan logam dapat dilakukan pada temp.500-900°C.

• CRISTOBALITE memberi expansi thermal yg lebih besar dibanding dengan quartz.

• Umumnya bahan pendam gypsum bonded yg dipakai sekarang ini mengandung kedua jenis silica ini.

• Besarnya expansi thermal ini tergantung pula dari type bahan tanam tersebut. Untuk type I, dimana tumpuan utama untuk mengimbangi penyusutan ada pada expansi thermal, maka ADAS menganjurkan agar expansi thermal dari bahan pendam ini tidak boleh kurang dari 1% dan tidak lebih dari 2%

• Untuk type 2, dimana tumpuan utama untuk mengimbangi penyusutan ada pada expansi higroskopik, maka menurut ADAS, expansi thermal yg layak adalah sebesar 0,6%.

• Faktor-faktor yg mempengaruhi expansi thermal : 1. W/P Ratio, bila W/P Ratio besar maka akan menghasilkan expansi thermal yg kecil

2. Modifikasi kimia, jumlah quartz harus cukup banyak, untuk itu dapat ditambahkan SODIUM, POTASIUM CHLORIDE atau ASAM BORAX dalam jumlah 0,4%,dimana zat ini dapat mengurangi penyusutan hemihidrat dan memperbesar expansi thermal tanpa adanya jumlah quartz yg besar.

• KEKUATAN Bahan pendam harus cukup kuat agar tidak pecak/retak selama proses pemanasan. Kekuatan bahan pendam biasa diukur dari COMPRESIVE STRENGHTnya, dimana menurut ADAS no.2, comp.stre. Bahan pendam tidak boleh kurang dari 25kg/cm² bila diukur 2 jam setelah setting.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan : 1. W/P Ratio, bila w/p ratio besar, maka akan mengahasilkan adonan yg lebih encer sehingga mengurangi kekuatan. 2. Pemanasan, sampai suhu 700°C atau lebih tidak akan mengurangi kekuatan kecuali setelah suhu turun sampai suhu kamar maka bahan pendam akan kehilangan kekuatannya.

• KEHALUSAN BUBUK kehalusan bubuk berpengaruh pada setting time dan hasil penuangan logam. Bahan yg halus, hasil permukaan tuangan jadi rata dan halus, sedangkan silica yg halus menyebabkan expansi lebih tinggi dari silica yg halus. ADAS memberikan persyaratan : - Dapat melalui standar saringan no.30 - 90% bubuk harus dapat melalui saringan no.100 - 85% bubuk harus dapatmelalui saringan no.200

• POROUSITAS bahan pendam harus punya porousitas yg cukup untuk dapat mendorong udara keluar pada saat proses casting. Besarnya porousitas ini dapat dipengaruhi oleh: 1. Jumlah air yg digunakan untuk mencampur. Bila camp. terlalu padat maka porinya kurang 2. Partikel-partikel yg lebih besar akan menghasilkan pori yg lebih besar pula.

• PENYIMPANAN harus disimpan pada : tempat tertutup rapat, kering dan tidak lembab. Bila disimpan di tempat yg kurang baik akan mempengaruhi proses pengerasan dan kekuatan bahan atau bahan menjadi rusak

• MANIPULASI - cara mencampur dan mengaduk sama dengan pada gips keras - sebelum menanam, model malam perlu dibasahi dengan sabun yg tidak berbusa untuk menghilangkan adanya lemak atau minyak - bumbung tuang dapat dilapisi dengan asbestos untuk exp. Cetakan dan exp. higroskopik

- penanam model malam dapat dilakukan dengan cara memulas atau mengecat dengan adonan bahan pendam (memakai kuas kecil) untuk mencegah terperangkapnya udara pada permukaan pola malam. Kemudian dengan hati-hati dimasukkan dalam bumbung tuang ya sudah berisi bahan pendam - cetakan dipanaskan untuk mengeringkan kelebihan air dan mengeluarkan malam.

Phosphate-Bonded Investment (bahan pendam Phosphate-Bonded)

• KOMPOSISI mengandung : - Bahan tahan panas : Silica dalam bentuk Cristobalite atau Quartz atau gabungan keduanya - Bahan Pengikat : Magnesium Oxide (MgO) sebagai bahan dasar dan Phosphate dalam bentuk asam atau Mono-amonium Phosphate - Carbon : untuk membantu menperoleh hasil tuangan yg bersih dan memudahkan pengeluaran hasil tuangan. penambahan carbon cocok untuk alloy emas tetapi tidak cocok untuk silver-paladium alloy dan base metal alloy karena paladium tidak dapat bereaksi dgn carbon pd temp. di bawah 1504°C

• SETTING EXPANSI dan THERMAL EXPANSI - expansi kecil dan ini dapat dinaikkan dengan menggunakan lar. Koloidal silica menggantikan air. - setting exp. Dan thermal exp. Yg normal sebesar 2%

• SETTING TIME - pada tipe ini, setting time sangat dipengaruhi oleh temperatur - w/p ratio harus sesuai petunjuk pabrik

• MANIPULASI beberapa hal yg harus diperhatikan pada saat manipulasi : - Karena kuat maka tidak dibutuhkan bumbung tuang logam. Dapat gunakan bumbumg tuang plastik yg akan dilepas setelah bahan pendam setting, sebelum pemanasan. - Dipanaskan sampai 1000-1100°C. - Derajat porousitas = bahan pendam gypsum - Kekuatan bahan yg telah setting akan bertambah kuat sewaktu dipanaskan karena interaksi kimia antara silika dan bahan pengikat yg menghasilkan senyawa silikofosfat - Banyak digunakan untuk penuangan base metal alloy (Co-Cr dan Ni-Cr alloy) dan gold casting alloys

Silica-Bonded Investment (bahan pendam silica-bonded)

• Jarang digunakan, kurang popular, prosedur sulit, kadang-kadang digunakan untuk base metal alloy

• Menghasilkan ethanol pada liquidnya dapat menyebabkan terjadinya ledakan dan terbakar pada pemanasan dengan suhu tinggi

• Bahan pengikatnya silica gel dan dapat diperkuat dengan penambahan magnesium oxide

• Zat tambahan accelerator yaitu amonium chloride

• SIFAT-SIFAT 1. expansi thermal cukup besar karena persentase silika sangat besar. Expansi ini cukup untuk mengimbangi penyusutan pada pengerasan bahan pendam dan penyusutan dari alloy yg dituang 2. partikel-partikel saling mengikat dengan erat sehingga porositas kurang, dapat menyebabkan hasil tuangan tidak sempurna. Harus dibuatkan ventilasi

3. dapat dipanaskan pada suhu 1090-1180°C, dan dapat dipakai untuk alloy dengan titik lebur yg tinggi 4. setting expansi dan thermal expansi 1,5-1,7% 5. kekuatan melintang pada 2 jam pertama 0,5 N/mm² 6. kekuatan melintang pada suhu 1000°C 0,2-0,5 N/mm²