DENTAL INVESTMENT

DENTAL INVESTMENT

Dental investment merupakan suatu bahan pendam yang sering dipergunakan untuk mendapatkan mould sewaktu pengecoran logam dalam pembuatan inlay, onlay, crown dan bridge.^{1, 2} Dental investment atau bahan pendam ada tiga yaitu bahan pendam gypsum, bahan pendam fosfat, dan bahan pendam etil-silikat.³

Komposisi dasar dari investment material adalah:¹

1. Substansi pengeras (refractory substance)

Banyaknya substansi pengeras pada umumnya adalah 60-65%

2. Substansi pengikat (binder)

Banyaknya binder 30-35%

3. Zat-zat lain

Banyak sebesar 5%

Silika sebagai substansi pengeras mempunyai bentuk susunan kristal yang bermacam-macam. Ada tiga bentuk yang biasanya dipergunakan dalam dental investment yaitu bentuk quartz, tridimit, dan kristobalit.¹

Sifat-sifat ideal investment material yaitu:^1,2

1. Bahan dasar tidak terurai selama manipulasi

2. Kemampuan untuk berkompensasi terhadap kontraksi dari alloy logam

3. Sebaiknya dicampur dengan air untuk mendapatkan konsistensi yang lebih luas

4. Pengerasan tidak boleh terlalu cepat dan tidak boleh terlalu lambat

5. Mempunyai partikel yang halus agar permukaannya licin

6. Sebaiknya tidak mengandung bahan-bahan yang dapat merusak logam cair

7. Mempunyai setting ekspansi, higroskopis setting ekspansi dan termal ekspansi untuk mengimbangi penyusutan logam cair pada waktu terjadi pendinginan. Setting time yang layak 5-25 menit

8. Harus kuat terhadap tekanan sehingga tidak mudah pecah dan tidak berbau selama pemanasan

9. Temperatur dari termal ekspansi yang maksimal tidak boleh melewati normal

10. Harus cukup poreus agar udara dari mold mudah dilepaskan selama pengecoran dilakukan

11. Mempunyai sifat mudah pecah setelah pengecoran

12. Mempunyai konsistensi yang baik untuk beradaptasi dengan malam

13. Porosity yang cukup untuk jalan keluar udara dari cetakan ketika casting

BAHAN PENDAM GIPSUM

Spesifikasi dari American Dental Association (ADA) No. 2 untuk bahan pendam pengecoran bagi logam campur mencakup tiga jenis bahan pendam. Ketiganya dikelompokkan berdasarkan pada apakah pesawat yang akan dibuat itu cekat atau lepasan, dan meteode yang digunakan untuk mendapatkan ekspansi yang dibutuhkan guna mengkompensasi kontraksi dari logam campur emas yang cair selama pemadatan.³ Bahan pendam gypsum yang digunakan ada 3 macam, yaitu Tipe I, II, dan III campuran emas. Klasifikasi dental investment Tipe I digunakan pada teknik suhu tinggi, digunakan untuk pengecoran inlai atau mahkota jika kompensasi penyusutan pengecoran logam campur didapat khususnya dari ekspansi thermal dari bahan pendam. Bahan pendam Tipe II digunakan pada teknik suhu rendah, digunakan untuk pengecoran inlai atau mahkota, tetapi cara kompensasi utamanya adalah dengan ekspansi higroskopis dari bahan pendam. Bahan pendam Tipe III digunakan untuk pembuatan gigi tiruan sebagian dengan logam campur emas.^{3, 4}

Komposisi

Tipe I dan II mengandung matrix gipsum degan silika yang tahan panas dan modifier kimia tertentu. Matriks gipsum, ct- kalsium sulfat hemihidrat terdiri dari 30%-35% dalam bahan pendam dan berfungsi sebagai bahan pengikat. Bahan tahan panas, baik itu quartz ataupun kristobalit sebanyak 60%-65% pada bahan pendam dan menyediakan ekspansi termal untuk bahan pendam.⁴

Seperti sudah diketahui, bahan dasar utama dari bahan pendam untuk inlai gigi yang digunakan dengan logam cor dari emas konvensional adalah α-hemihidrat dari gipsum dan bentuk silica. Sebagian besar bahan pendam dewasa ini mengandung α-hemihidrat karena member kekuatan yang lebih besar. Produk gipsum ini berfungsi sebagai pengikat untuk menahan bahan-bahan dasar dan memberi kekakuan. Kekuatan bahan pendam tergantung pada jumlah pengikat yang ada. Bahan pendam dapat mengandum produk gipsum 25-45%.³

Gipsum. Bentuk α-hemihidrat dari gipsum secara umum merupakan pengikat untuk bahan pendam yang digunakan pada pengecoran logam campur yang mengandung emas dengan kisaran titik cair dibawah 1000^oC (1800^oF). jika bahan ini dipanaskan ke temperature yang diperlukan untuk melakukan dehidrasi dan cukup tinggi untuk dilakukan pengecoran yang tuntas, akan menyusut cukup besar seringkali patah. Biasanya, hasil cor yang dibuat dalam mold gipsum murni sangat kekecilan. α-hemihidrat yang tidak memerlukan terlalu banyak air waktu pengadukan dan yang menyusut lebih sedikit.³

Silika. Silika (Sio₂) ditambahkan untuk memberikan sifat refraktori selama pemanasan dari bahan pendam dan untuk mengatur ekspansi termal. Biasanya, model malam dihilangkan dari mold dengan memanaskannya. Selama pemanasan, bahan pendam diharapkan memuai secara termal untuk mengkompensasi sebagian atau seluruh penyusutan pengecoran dari logam campur emas. Jika digunakan bentuk silika yang tepat di dalam bahan pendam, kontraksi selama pemanasan ini dapat dihilangkan dan diubah menjadi ekspansi. Silika terdapat dalam empat bentuk alotropik: quartz, tridymite, kristobalit, dan quartz gabungan. Bentuk pertama dan ketiga adalah bentuk yang paling sering digunakan di kalangan kedokteran gigi. Jika quartz, tridymite, atau kristobalit dipanaskan, akan terjadi perubahan bentuk kristal pada temperature transisi yang khas dari bentuk silika tertentu. Sebagai contoh, jika quartz dipanaskan, akan berubah dari bentuk ‘rendah’ yang disebut sebagai α-quartz menjadi bentuk ‘tinggi’ yang disebut β-quartz pada temperatur 575^oC (1067^oF). dengan cara yang sama, kristobalit akan mengalami perubahan yang sama antara 200^oC (932^oF) dan 270^oC (518^oF) dari bentuk ‘rendah’ yang disebut α-kristobalit menjadi bentuk ‘tinggi’ yang disebut β-kristobalit. Dua perubahan tridymite terjadi pada 117^oc (243^oF) dan 163^oC (325^oF). bentuk α-alotropik hanya stabil di atas temperatur transisi dan perubahan dari bentuk rendah atau bentuk α terjadi pada pendinnginan di setiap keadaan. Dalam bentuk bubuk, perubahan terjadi pada kisaran temperatur tertentu bukan secara instan.³

Silika berguna sebagai bahan pengeras dan juga menimbulkan ekspansi cekatan dengan ekspansi termis.¹

Modifier. Selain silika, ada bahan pemodifikasi tertentu, bahan pewarna, dan bahan reduksi seperti karbon dan bubuk tembaga. Bahan reduksi digunakan pada beberapa bahan pendam untuk memberikan atmosfer non-oksidasi pada mold jika dilakukan pengecoran logam campuran emas. Berbeda dengan stone gigi, ekspansi pengerasan biasanya diinginkan guna membantu mengkompensasi kontraksi dari logam campur. Beberapa modifier yang ditambahkan seperti asam borat dan natrium klorida, tidak hanya mengatur ekspansi pengerasan dan waktu pengerasan, tetapi juga mencegah sebagian besar penyusutan gypsum jika bahan dipanaskan di atas 300^oC (572^oF).³

Waktu Pengerasan

Waktu pengerasan dari bahan pendam dapat diukur dengan cara yang sama seperti plaster. Lebih jauh lagi, waktu pengerasan dapat dikontrol dengan cara yang sama. Menurut spesifikasi ADA No. 2 untuk bahan pendam nilai inlai cor, waktu pengerasan tidak lebih singkat dari 5 menit dan tidak lebih lama dari 25 menit. Biasanya bahan pendam inlai modern mengalami pengerasan awal dalam 9-18 menit. Harus ada waktu yang cukup untuk mengaduk dan menanam model sebelum bahan pendam tersebut mengeras.³

Ekspansi Pengerasan yang Normal

Campuran dari silika dan gipsum hemihidrat menghasilkan ekspansi pengarasan yang lebih besar daripada produk gipsum yang tidak dicampur. Partikel silika barangkali mengganggu pembentukan anyaman dan penguncian antar kristal. Jadi kristal-kristal memanjang keluar selama pertumbuhan, dan meningkatkan ekspansi.³

Tujuan ekspansi pengerasan adalah membantu memperbesar mold untuk mengkompensasi sebagian dari penyusutan sewaktu pengecoraan logam emas. Memang ada keraguan apakah semua ekspansi pengerasan dapat efektif pada model malam yang sedang berekspansi. Ekspansi pengerasan normal dari bahan pendam secara tradisonal ditentukan dengan cara yang sama seperti untuk plaster gigi, dimana ekspansi diukur sebagai perubahan dimensi linier yang terjadi waktu bahan pendam mengeras pada salluran berbentuk v. Jadi, ekspansi pengerasan normal dapat terjadi secara tidak terbatas. Bagaimanapun juga, teknik saluran tidak secara tepat mengukur ekspansi sesungguhnya atau ekspansi efektif dari bahan pendam sewaktu bahan mengeras pada lingkungan praktik.³

Ekspansi Pengerasan Higroskopis

Teori ekspansi pengerasan higroskopis mula-mula diuraikan dalam kaitannya dengan pengerasan plaster dan stone gigi. Di sini ditunjukkan bahwa ekspansi pengerasan higroskopis berbeda dengan ekspansi pengerasan normal yang terjadi bila produk gypsum dibiarkan mengeras di dalam atau berkontak dengan air dan bahwa ekspansi ini lebih besar dari pada ekspansi pengerasan normal.³

Bahan pendam komersial mempunyai jumlah ekspansi higroskopis yang berbeda. Meskipun semua bahan pendam mengalami ekspansi higroskopis, ekspansi pada beberapa keadaan tidaklah sebesar keadaan pada keadaan lain. Untuk alasan inilah, bahan pendam tertentu dibuat khusus untuk memberikan ekspansi higroskopis yang cukup besar jika bahan pendam tersebut dibolehkan mengeras dengan berkontak dengan air. Spesifikasi ADA No. 2 untuk bahan pendam Tipe II mengharuskan ekspansi pengerasan minimal dalam air sebesar 1,2%; ekspansi maksimal yang diperbolehkan adalah 2,2% seperti akan dibahas pada bagian berikut, ada sejumlah faktor yang penting dalam mengontrol ekspansi higroskopis.

Efek Komposisi. Besar ekspansi pengerasan higroskopis dari bahan pendam gigi umumnya proporsional dengan kandungan silika dari bahan pendam tersebut, faktor lain setara. Makin kecil ukuran partikel silika, makin besar ekspansi higroskopisnya. Secara umum, α-hemihidrat menghasilkan ekspansi higroskopis yang lebih besar bila ada silika dibanding β-hemihidrat, khususnya bila ekspansi tidak dibatasi. Bahan pendam gigi harus mempunyai cukup pengikat hemihidrat dengan silika untuk mendapatkan kekuatan yang memadai sesudah ekspansi higroskopis. Bila tidak, dapat terjadi penyusutan selama pengeringan lebih lanjut dari bahan pendam yang mengeras. Setidaknya diperlukan pengikat 15% untuk mencegah kekeringan akibat penyusutan.³

Efek Rasio Air:Bubuk. Makin tinggi rasio:bubuk dari bahan pendam asli yang dicampur air, makin rendah ekspansi pengerasan higroskopisnya. Efek ini lebih nyata pada beberapa bahan pendam komersial daripada yang lain.³

Efek Spatulasi. Pada sebagian besar bahan pendam, bila waktu pengadukan dikurangi, ekspansi higroskopis akan berkurang. Factor ini juga penting dalam hubungannya dengan pengontrolan ekspansi pengerasan efektif.³

Umur Bahan Pendam. Makin tua umur bahan pendam, makin kecil ekspansi higroskopisnya. Akibatnya, jumlah bahan pendam yang dibeli jangan berlebihan.³

Efek Waktu Pemendaman. Terlihat jumlah ekspansi pengerasan higroskopis yang paling besar jika bahan pendam dipendam sebelum pengerasan awal. Makin lama penundaan perendaman bahan pendam dalam bak air dalam kaitannya dengan waktu pengerasan awal dari bahan pendam, makin kecil ekspansi higroskopisnya.³

Efek Pembatasan. Baik ekspansi pengerasan higroskopis maupun normal dibatasi oleh tekan yang berlawanan, seperti dinding wadah bahan pendam atau dinding model malam. Meskipun demikian, efek pembatasan pada ekspansi higroskopis jauh lebih nyata daripada efek serupa pada ekspansi pengerasan normal. Oleh karena itu ekspansi pengerasan higroskopis yang efektif cenderung lebih kecil dalam proporsinya terhadap ekspansi yang diharapkan dibanding ekspansi pengerasan normal.³

Efek Jumalh Air yang Ditambahkan. Sudah dibuktikan bahwa besar ekspansi higroskopis adalah berbanding langsung dengan jumlah air yang ditambahkan selama periode pengerasan sampai terjadi ekspansi maksimal. Tidak ada ekspansi lanjut terlepas dari jumlah air yang ditambahkan.³

Ekspansi Termal

Kontraksi dari gpsum akan menjadi lebih seimbang jika kandungan quartz dinaikkan menjadi 75%. Jika ada ekspansi pengerasan dalam jumlah cukup, pengecoran yang dilakukan pada 700^oC (1292^oF) barangkali akan memberi hasil yang cukup baik ketepatannya terhadap die. Sifat lain yang diinginkan pada bahan pendam inlai adalah bahan ini dapat mencapai ekspansi termal yang maksimal pada temperatur tidak lebih tinggi dari 700^oC (1292^oF). Jadi, jika digunakan teknik ekspansi termal, temperatur mold maksimal untuk pengecoran logam campur emas harus kurang dari 700^oC. Seperti disebutkan di atas dan ditunjukkan nanti, logam campur emas harus kurang dari 700^oC. Seperti disebutkan di atas dan ditunjukkan nanti, ogam campur emas dapat terkontaminasi pada temperatur mold yang lebih tinggi dari ini.³

Efek Rasio Air:Bubuk. Besar ekspansi termal berhubungan dengan jumlah bahan padat yang ada. Oleh karena itu, tampak bahwa makin banyak air yang digunakan dalam pengadukan bahan pendam, makin kurang ekspansi termal yang diperoleh selama pemanasan lebih lanjut.³

Efek Modifier Kimia. Kekurangan bahan pendam yang mengandung cukup silika untuk mencegah terjadinya kontraksi selama pemanasan adalah efek melemahkan dari silika dalam jumlah yang terlalu besar. Penambahan sejumlah kecil natrium, kalium, atau litium klorida pada bahan pendam akan dapat menghilangkan kontraksi yang disebabkan oleh gipsum dan meningkatkan ekspansi tanpa perlu silika dalam jumlah yang lebih. Asam borat mempunyai efek serupa. Asam ini juga mengeraskan bahan pendam yang sudah mengeras. Meskipun demikian, asam ini kelihatannya akan terdisentigrasi selama pemanasan bahan pendam dan akan terjadi hasil pengecoran yang mempunyai permukaan kasar. Silika tidak mencegah penyusutan dari gipsum tetapi melawannya, sementara klorida benar-benar mengurangi penyusutan gipsum di bawah temperatur 700^oC (1292^oF).³

Kontraksi Termal

Sesungguhnya, bahan pendam berkontraksi kurang daripada dimensi semula. Kontraksi dibawah dimensi semula ini tidak berhubungan dengan sifat silika; hal ini terjadi karena penyusutan gipsum ketika dipanaskan pertama kali. Jika bahan pendam dipanaskan kembali, bahan tersebut akan berekspansi secara termal ke batas maksimal yang sama seperti ketika dipanaskan pertama kali. Meskipun demikian, pada praktik, bahan pendam tidak boleh dipanaskan dua kali karena dapat terbentuk retak internal.³

Kekuatan

Kekuatan bahan pendam harus cukup untuk mencegah terjadinya fraktur atau gumpil dari mold selama pemanasan dan pengecoran logam campur emas. Walaupun diperlukan kekuatan minimal tertentu untuk mencegah frakturnya mold bahan pendam tidaklah boleh terlalu tinggi. Pada beberapa penelitian mengenai ketepatan pengecoran yang dibuat dengan berbagai macam teknik, ditemukan bahwa semua hasil pengecoran untuk die MOD tha National Institute of Standards and Technology menunjukkan pola distorsi yang konstan. Distorsi ini kelihatannya disebabkan oleh bahan pendam yang menghalangi arah ekspansi termal dari pengecoran sewaktu logam campur mendingin ke temperatur kamar.³

Menurut teori, kekuatan kompresi dari mold bahan pendam dapat menjadi faktor utama yang perlu dipertimbangkan, selain ekspansi, bila mengevaluasi keakuratan dimensional dari hasil pengecoran. Idealnya, bahan pendam harus mempunyai ekspansi yang cukup untuk mengompensasi semua kontraksi termal dari logam campur. Meskipun demikian, sesudah pambakaran dari mold, kekuatan tidak perlu lebih dari yang dibutuhkan untk melawan dampak masuknya logam ke dalam mold.³

Kekuatan bahan pendam dipengaruhi oleh rasio air:bubuk dengan cara sama seperti produk gipsum lainnya; makin banyak air yang digunakan dalam pengadukan, makin rendah kekuatan komprensinya. Pemanasan bahan pendam ke temperatur 700^oC (1292^oF) akan meningkatkan atau menurunkan kekuatan sebanyak 65%, tergantung pada komposisinya. Penurunan kekuatan terbesar sewaktu pemanasan ditemukan pada bahan pendam yang mengandung natrium klorida. Sesudah bahan pendam didinginkan ke temperatur kamar, kekuatannya akan berkurang cukup besar, terutama karena terbentuknya retak kecil-kecil selama pendinginan.³

Faktor Pertimbangan Lain pada Bahan Pendam Gipsum

Kehalusan. Kehalusan bahan pendam akan mempengaruhi waktu pengerasan, kekasaran permukaan hasil pengecoran, dan sifat lainnya. Ukuran partikel yang kecil lebih disukai daripada yang kasar, karena makin halus bahan pendam, makin kecil ketidakteraturan pada permukaan hasil pengecoran.³

Porositas. Selama proses pengecoran, logam cair didorong masuk ke dalam mold dengan tekanan. Sewaktu logam cair masuk ke dalam mold, udara yang harus didorong keluar terlebih dahulu. Jika udara tidak dihilangkan seluruhnya, akan terbentuk tekanan yang mencegah logam campur emas mengisi mold seluruhnya. Metode yang umum digunakan untuk mengosongkan mold adalah melalui pori-pori bahan pendam.³

Umumnya, makin banyak Kristal gipsum yang ada dalam bahan pendam yang mengeras, makin kecil porositasnya. Oleh karena itu, makin rendah kandungan hemihidrat dan makin besar jumlah air yang digunakan untuk mengaduk bahan pendam, makin poros bahan tersebut. Ukuran partikel bahan pendam juga merupakan faktor penting. Mekin merata ukuran partikel, makin besar porositasnya. Faktor ini lebih penting daripada ukuran partikel yang sesungguhnya. Campurtan dari artikel yang kasar dan halus menunjukkan porositas yang lebih sedikit daripada bahan pendam yang terdiri atas partikel berukuran sama.³

Penyimpanan. Persyaratan yang sama untuk penyimpanan bahan pendam juga berlaku untuk plaster dan stone gigi. Pada kelembaban yang tinggi, waktu pengerasan akan berubah. Pada keadaan ini, ekspansi pengerasan dan ekspansi higroskopis dapat berubah sehingga seluruh prosedur pengecoran akan terpengaruh secara negatif. Oleh karena itu, bahan pendam harus disimpan di dalam wadah yang kedap udara dan cairan. Selama pemakaian wadah harus dibuka untuk waktu sesingkat mungkin. Semua bahan pendam terdiri dari sejumlah bahan dasar, masing-masing bahan mempunyai gravitasi khusus yang berbeda-beda. Ada kecendrungan bahwa komponen-komponen ini akan memisah sewaktu stabil, menurut gravitasinya masing-masing, di bawah getaran yang normal, yang terjadi di laboratorium gigi. Pada keadaan tertentu, pemisahan ini akan mempengaruhi waktu pengerasan dan sifat lain dari bahan pendam.

BAHAN PENDAM FOSFAT

Perkembangan yang langsung pesat dari pemakaian restorasi logam-keramik dan meningkatnya penggunaan logam campur yang mempunyai titik cair tinggi menyebabkan meningkatnya penggunaan bahan pendam fisfat dan silika. Walaupun bahan pendam ini lebih sulit dilepas dari hasil pengecoran dibanding gipsum, kendala ini sudah dapat dikurangi dewasa ini dan bahan pendam tersebut membri hasil yang memuaskan untuk logam campus emas konvensional.

Komposisi

Bahan pendam ini, seperti bahan pendam gipsum, terdiri atas bahan pengisi refraktori dan pengikat. Bahan pengisinya adalah silika, dalam bentuk kritobalit, quartz, atau campuran keduanya, dan dalam konsentrasi kira-kira 80%. Tujuan bahan pengisi adalah memberi ketahanan syok termal pada temperatur tinggi (refraktories) dan ekspansi termal yang tinggi. Ukuran partikel bervariasi dari tingkat submikron sampai butiran pasir halus. Bahan pendam yang terasa berbutir-butir seperti pasir tidak terlalu harus mempunyai hubungan dengan kehalusan hasil pengecoran atau mempengaruhi kemudahan melepaskan hasil pengecoran dari bahan pendam.³

Bahan pengisi terdiri atas oksidasi magnesium (dasar) dan fosfat yang bersifat asam. Pada mulanya digunakan asam fosforik, tetapi monoammonium fosfat sudah mulai menggantikannya, karena dapat disatukan ke dalam bahan pendam berbentuk bubuk.³

Karbon sering ditambahkan pada bubuk untuk mendapatkan hasil pengecoran yang bersih dan memudahkan pembongkaran hasil pengecoran dari mold. Penambahan ini dibenarkan jika logam campur yang digunakan untuk pengecoran adalah emas, tetapi efek karbon pada bahan pendam fosfat kurang baik bila digunakan logam campur yang digunakan untuk pengecoran adalah emas, tetapi efek karbon pada bahan pendam fosfat kurang baik bila digunakan logam campur cor perak-palladium, palladium-perak, atau logam dasar. Di sini karbon dianggap dapat membuat logam campur menjadi rapuh, meskipun bahan pendam dipanaskan sampai temperatur yang dapat membakar habis karbon tersebut.³

Secara teoritis, reaksi ini akan melibatkan penyusutan, seperti pada produk gipsum, tetapi pada praktiknya terjadi ekspansi kecil dan ini dapat ditingkatkan cukup besar dengan menggunakan larutan silika koloidal alih-alih dari air. Penggantian ini memberikan pada bahan pendam fosfat sebuah keuntungan tidak biasa yaitu bahwa ekspansi dapat dikontrol dari penyusutan ekspansi yang nyata. Penyusutan termal awal dari bahan pendam fosfat dikaitkan dengan dekomposisi bahan pengikat, magnesium ammonium fosfat, dan disertai dengan pelepasan ammonia, yang mudah diketahui melalui baunya. Untuk bahan pendam gipsum, penyusutan disebabkan oleh perubahan kalsium sulfat dari konfigurasi heksagonal menjadi rombus. Meskipun demikian, beberapa penyusutan tertutupi karena adanya ekspansi bahan pengisi refraktori, khususnya kristobalit.

Sifat. Kekuatan cetakan yang bersuhu tinggi dicapai dalam bentuk yang kompleks silikofosfat yang merupakan reaksi dari beberapa silika dengan dihidrogen fosfat yang berlebih. Liquid disediakan dengan bahan tanam yang dapat digunakan dengan tingkat kekuatan yang maksimal atau dicairkan dengan air untuk menyediakan beberapa derajat kontrol pengaturan yang berlebihan dan ekspansi termal.

Walaupun dasar reaksi ikatan sama untuk semua bahan tanam fosfat, namun ada beberapa perbedaan penting dalam sifat dan komposisi. Ini digunakan untuk casting logam dengan suhu tinggi dan untuk pembuatan die, serta untuk pembuatan veneer porselen yang berisi quartz dan cristobalite untuk mencapai ekspansi, yang mengimbangi penyusutan (kontraksi) dari logam selama pendinginan dari suhu tinggi.⁵

Waktu Kerja dan Pengerasan

Berbeda dengan bahan pendam gipsum, bahan pendam fosfat jelas dipengaruhi oleh temperatur. Makin hangat adukan, makin cepat waktu pengerasannya. Reaksi pengerasan itu sendiri mengeluarkan panas, dan ini akan makin mempercepat laju pengerasan. Meningkatkan waktu pengadukan dan efesiensi pengadukan, seperti ditentukan menurut jenis adonan dan kecepatan pengadukan, akan menghasilkan pengerasan yang lebih cepat dan kenaikan temperatur yang lebih tinggi. Secara umum, makin efesien pengadukan, makin baik hasil pengecoran dalam hal kehalusan dan keakuratannya. Teknik yang ideal adalah mengaduk selama mungkin tapi masih cukup waktu untuk penanaman. Pengadukan mekanis pada keadaan hampa udara lebih disukai. Variabel ketiga yang mempunyai efek cukup besar pada waktu kerja dan pengerasan adalah rasio air:bubuk, yang sering sangat bervariasi menurut selera pemakainya. Kenaikan rasio air:bubuk akan meningkatkan waktu kerja, yang dapat menjadi sangat singkat (2 menit atau kurang) jika bahan pendam diaduk menurut rasio air:bubuk dari pabrik, pada kecepatan tinggi (1750 rpm) selama waktu yang dianjurkan, dan jika keadaan laboratorium hangat serta air yang digunakan tidak dingin.³

Reaksi setting disertai dengan ekspansi analog dengan pertumbuhan kristal gipsum. Ekspansi termis terjadi sewaktu pemanasan. Bahan phospat bonded yang telah mengeras menunjukkan derajat porositas tertentu yang serupa dengan bahan pendam yang mengandung gipsum. Bahan yang telah mengeras bertambah kuat sewaktu dipanaskan.¹

Reaksi kimia yang menyebabkan investment ini mengeras dapat ditulis:¹

NH₄PO4 + MgO + 5H₂O → NH₄ MgPO₄ . 6H₂O

BAHAN PENDAM ETIL-SILIKAT

Bahan pendam etil-silikat tidak lagi populer karena prosedur manipulasinya rumit dan memakan waktu, tetapi masih digunakan pada pembuatan gigitiruan logam dari logam campur high-fusing. Pada keadaan ini, bahan pengikatnya adalah gel silika yang akan berubah menjadi silika (kristobalit) jika dipanaskan. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk memproduksi bahan pengikat silika atau gel asal silika. Jika pH natrium silikat diturunkan dengan menambahkan asam atau garam asam, akan berbentuk gel asam silikat. Penambahan oksida megnesium memperkuat gel ini. Larutan silikal klorodal dalam air juga dapat diubah melalui penambahan aselerator, seperti ammonium klorid. Sitem lain untuk membentuk bahan pengikat adalah degan etil silika. Asam silika koloid mula-mula dibentuk dengan menghidrolisa etil silika pada keadaan ada asam hidroklorik, etil alkhohol, dan air. Bahan pendam jenis ini dirancang untuk mengurangi lapisan gel silika di sekitar partikel. Bahan ini mempunyai gradasi ukuran partikel yang khusus dan harus ditangani dengan cara yang berbeda. Bubuk ditambahkan pada cairan etil silikat yang terhidrolisa, diaduk dengan cepat, dan digetar-getarkan ke dalam mold yang mempunyai kerah ekstra untuk menambah ketinggian. Mold atau beberapa mold diletakkan pada bidang datar dari jenis vibrator khusu yang mempunyai gerak bergoyang, naik-turun yang lambat, atau kadang-kadang disebut juga sebagai aksi tamping. Aksi ini memungkinkan partikel-partikel yang berat mapan dengan cepat sementara kelebihan cairan dan beberapa partikel yang kecil naik kepermukaan. Dalam waktu 30 menit, aselerator dalam bubuk akan membuat bagian yang mengendap menjadi keras, sementara bagian atas yang berlebih bisa dihilangkan. Jadi, rasio air:bubuk pada bagian yang mengendap sangat berkurang, dan penyusutan waktu pengerasan juga berkurang menjadi 0,1%.³

Model yang didapat agak rapuh karena jumlah bahan pengikat cukup sedikit dan pada dasarnya terdiri atas silika. Model malam dibuat pada model dan dipendam dengan cara yang sama seperti bahan pendam lain. Prosedur kerja disini memang sedikit lebih rumit daripada bahan pendam fosfat karena penanganan dan pemanasan harus dilakukan dengan hati-hati, sebab digunakan alkhohol yang mudah terbakar. Jika bahan pendam dipanaskan cukup tinggi, beberapa silika akan berubah menjadi quartz dan memmberikan ekspansi tambahan. Jenis bahan pendam ini dapat dipanaskan dari 1090^oC sampai 1180^oC (200^oF sampai 2150^oF) dan cocok dengan logam campur high-fusing. Ekspansi pengerasannya yang minimal akan memperkecil distorsi.³

Reaksi setting bahan pendam ini terbagi atas tiga yaitu:¹

I. Hydrolisa

Ethyl silika dapat dihidrolisa menjadi asam silicic, dengan pembebasan etil alkhohol:

Si (OC₂H₅)₄ + 4H₂O → Si(OH)₄ + 4C₂H₅OH

II. Pembentukan gel

Sol bercampur dengan kristobalit atau quartz, kemudian pembentukan gel berlangsung di bawah keadaan alkali dengan pertambahan magnesium oksida. Pada tahap ini terjadi sedikit kontraksi.

III. Pengeringan

Sewaktu pemanasan terjadi kontraksi lebih lanjut dan hilangnya alkohol serta air, menyebabkan cetakan yang terbuat dari partikel silika tersusun rapat satu sama lain.

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN INVESTMEN MATERIAL

Setiap jenis bahan tanam masing-masing mempunyai keuntungan dan kerugian, yang ditinjau dari sifat-sifat kimia dan fisis, prosedur pemakaian dan segi ekonomisnya. Dalam hal ini terdapat beberapa keuntungan dan kerugian dari bahan tanam.¹

I. Keuntungan Investment Material

A. Bahan Pendam Gipsum¹

1. Ekspansi total dari mold biasanya cukup untuk mengimbangi besarnya kontraksi alloy emas sewaktu pendinginan (sekitar 1,5% volume)

2. Bahan pendam yang mengandung partikel silika dan kalsium sulfat hemihidrat yang lebih luas, menghasilkan permukaan hasil tuangan yang lebih licin.

3. Bahan pendam gipsum mudah dimanipulasi menghasilkan konsistensi adonan yang halus.

4. Sewaktu setting bahan ini dapat dikontrol dengan mudah seperti halnya pada bahan dental stone dan gyps.

5. Bahan pendam yang telah mengeras dan poreus membantu mencegah timbulnya porositas pada tuangan oleh karena adanya tekanan balik (back-pressure porosity).

6. Kekuatan hal ini ketika dicampur dengan perbandingan air/bubuk yang benar cukup untuk menerima tekanan bahan alloy cair yang masuk ke dalam cetakan. Dengan alasan ini maka lebih cenderung mempergunakan kalsium sulfat hemihidrat daripada yang kalsinet.

7. Dipergunakan pada pengecoran logam tuang emas

8. Harganya murah

B. Bahan Pendam Phospat¹

1. Bahan pendam dapat dipanaskan pada suhu tinggi (1000-1100^oC)

2. Bahan yang telah mengeras bertambah kuat sewaktu dipanaskan.

3. Sebagai bahan pendam dalam pekerjaan casting silver dan palladium (Ag-Pd), kronium molybdenum (Cr-Mo) pada batas kerja gigitiruan sebagian lepasan.

C. Bahan Pendam Etil-Silikat¹

1. Digunakan pada pengecoran kobalt-kromium (Co-Cr) untuk landasan gigitiruan sebagian lepasan.

2. Bahan pendam dapat dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi 1180^oC.

II. Kerugian Investment Material¹

Pada bahan pendam gipsum bahan tidak dapat dipanaskan pada suhu tinggi seperti kobalt-kromium dimana pada suhu 1200^oC terjadi reaksi antara kalsium sulfat dan silika:

CaSO₄ + SiO₂ → CaSiO₃ + SO₃, gas sulfur triksida yang terbentuk dapat:¹

a). Menyebabkan porositas pada tuangan

b). Turut serta dalam proses korosi tuangan

DAFTAR PUSTAKA

1. Lubis O. Kompensasi gypsum bonded investmen terhadap penyusutan logam campur emas pada saat pengecoran. Available from:

http://library.usu.ac.id/index.php/component/journals/index.php?option=com_journal_review&id=4976&task=view. Accessed at: April 18^th 2009.

2. Lusianna H. Pemakaian investment material pada pengecoran logam tuang. Available from:

http://library.usu.ac.id/index.php/component/journals/index.php?option=com_journal_review&id=5055&task=view. Accessed at: April 18^th 2009.

3. Budiman JA. Purwoko S. Ilmu bahan kedokteran gigi. In: Juwono L, editor. Anusavice KJ. Phillip’s of dental materials 10^th ed. Jakarta: EGC. 2003. Pp. 396-412.

4. Shillingburg HT. Hobo S. Whitsett LD. Jacobi R. Brackett SE. Fundamental of fixed prosthodontics 3^rd ed. North Kimberly Drive: Quintessence Publishing Co, Inc. 1997. P. 365.

5. O’brien, William J. Dental materials and their selection 3^rd ed. Carol stream: Quintessence publishing Co,Inc.2002.P.259