Industrie-Report

Geräteprogrammierung und die Auswirkung auf die Abscheidequalität

Die Welt des Galvanoformings: Teil 4

18.11.2020

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„Kleiner Strom und lange Laufzeit“ war schon immer die Devise von C.HAFNER bei der Herstellung von Galvano-Sekundärteilen. Jeder Hersteller von Galvanogeräten hat seine eigene Philosophie entwickelt, wenn es darum geht, die besten, schönsten und härtesten Galvanokronen abzuscheiden. Das hat sich in der Vergangenheit zum Beispiel im Extremfall des AGC-Speed-Gerätes gezeigt, welches innerhalb einer Stunde galvanisieren konnte, sich aber letztlich nicht durchgesetzt hat. Ist das Grundprinzip bei allen Geräten gleich, gibt es aber doch Unterschiede, die mehr oder weniger Einfluss auf das Ergebnis haben.

Die zahntechnische Galvanotechnik ist ein Bereich der Elektrochemie, bei deren Prozessen es um eine Beschichtung von Gegenständen mit Metall geht. Die Teile sind vollständig von einem Elektrolyten umgeben, in welchem der Stromfluss für die notwendige Ionenabgabe über verschiedene Salze erreicht wird. Zusätzlich sind pH-Puffer, Stabilisatoren und Glanzbildner vorhanden, die für den Aufbau einer gleichmäßigen Goldschicht verantwortlich sind. Unterschiede in der Zusammensetzung dieser Elektrolyte können verständlicherweise auch Unterschiede in der Qualität des Endproduktes bewirken.

Die Goldbäder oder Elektrolyte sind sehr empfindlich gegen Verschmutzung und sollten deshalb sehr sorgfältig behandelt werden. Nur absolut saubere Bäder, die immer mit einer gleichbleibenden Temperatur betrieben werden, gewährleisten reproduzierbare Ergebnisse.

Ein wichtiger Faktor ist die Dauer der Abscheidung, die einen Einfluss auf das Ergebnis hat. Eine lange Laufzeit in Verbindung mit einem kleinen Stromfluss sorgt für die elektrolytschonendste und homogenste Abscheidung. Die für die Härte der Galvanokronen u. a. zuständige „unregelmäßige“ Anordnung der Gold-Atome ist dann deutlich gleichförmiger als eine Abscheidung in einer geringeren Zeit. Werden die Gold-Atome zu schnell angelagert, ist diese unregelmäßige Anordnung zu ungleichmäßig und das Gefüge der Galvanoteile nicht optimal. Wie bereits erwähnt, sorgt diese unregelmäßige Anordnung aber auch für die Härte, was letztlich bei allzu schnellen Abscheidungen auch zu einer Art „Versprödung“ der Galvanoobjekte führen kann.

„Weniger ist mehr“

Alle Hersteller haben für ihre Geräte Parameter entwickelt, die den notwendigen Anforderungen an das Galvanisierergebnis gerecht werden. Viel entscheidender ist dagegen die korrekte Eingabe der notwendigen Parameter beim Bestücken und Programmieren des Galvanogerätes. Vor allem, was die Stromstärke (in mA beim HELIOFORM) oder z. B. das Level (beim AGC Micro Vision) betrifft, ist es wichtig, die „richtige“ Entscheidung zu treffen (Abb. 1 u. 2).

  • Abb. 1: Anhand des Referenzmodells für HELIOFORM ist nur die Stromstärke abzulesen. Die Schichtdicke bestimmt die Laufzeit.
  • Abb. 2: Für das AGC-System gilt ein komplexeres System der Bestimmung mit Stromstufe (Level) und Badvolumen.
  • Abb. 1: Anhand des Referenzmodells für HELIOFORM ist nur die Stromstärke abzulesen. Die Schichtdicke bestimmt die Laufzeit.
  • Abb. 2: Für das AGC-System gilt ein komplexeres System der Bestimmung mit Stromstufe (Level) und Badvolumen.

Sehr viele Anwender entscheiden sich aus „Sicherheitsgründen“ für eine etwas höhere Stromstärke und sind anschließend von der nicht immer schönen Oberfläche der Galvanoteile enttäuscht. Hier gilt ganz klar die Aussage: „Weniger ist mehr“, um schönere und glattere Oberflächen zu erreichen. Ist man sich nicht sicher, welche Stromstärke gewählt werden soll, ist die geringere fast immer die richtige. Wie die Ergebnisse ausschauen, wenn eine Krone mit einer korrekten, einer zu hohen und einer viel zu hohen Stromstärke hergestellt wird, ist deutlich auf den Abbildungen 3–7 zu sehen.

  • Abb. 3: Mit den richtigen Parametern im AGC Micro Vision hergestelltes, qualitativ überzeugendes Objekt.
  • Abb. 4: Bei Fehlern in der Parameterbestimmung (zu hoher Level) entsteht ein qualitativ nicht befriedigendes Resultat.
  • Abb. 3: Mit den richtigen Parametern im AGC Micro Vision hergestelltes, qualitativ überzeugendes Objekt.
  • Abb. 4: Bei Fehlern in der Parameterbestimmung (zu hoher Level) entsteht ein qualitativ nicht befriedigendes Resultat.

  • Abb. 5: Mit korrekter Stromstärke hergestelltes Objekt aus dem HELIOFORM HF 700.
  • Abb. 6: Eine Abweichung nach oben bei der Wahl der Stromstärke erzeugt eine raue und pickelige Oberfläche.
  • Abb. 5: Mit korrekter Stromstärke hergestelltes Objekt aus dem HELIOFORM HF 700.
  • Abb. 6: Eine Abweichung nach oben bei der Wahl der Stromstärke erzeugt eine raue und pickelige Oberfläche.

  • Abb. 7: Der Extremfall – viel zu hoher Strom führt zum sogenannten „Anbrennen“. Das Teil ist nicht verwendbar.
  • Abb. 7: Der Extremfall – viel zu hoher Strom führt zum sogenannten „Anbrennen“. Das Teil ist nicht verwendbar.

Das elektrochemische Äquivalent

Etwas komplizierter hört sich die Sache an, wenn man vom elektrochemischen Äquivalent spricht, welches die Menge des abgeschiedenen Goldes in Gramm an einer Elektrode durch eine elektrische Ladung von einer Amperestunde definiert. Entscheidend ist also der Anteil der elektrischen Ladung, der im Prozess zu einer Abscheidung von Gold führt. Je nach Zusammensetzung des Elektrolyten kann dabei nur ein Teil der elektrischen Gesamtladung als tatsächliche Ladung genutzt werden. Dieses Verhältnis ist die Stromausbeute, die letztlich für die Abscheidung genutzt werden kann. Und darin liegt die Aufgabe der Hersteller eines Galvanogerätes und der dazugehörigen Bäder, dieses Verhältnis so zu bestimmen, dass auf einer definierten Oberfläche (Stumpfgröße) die gewünschte Schichtdicke in einer guten Qualität abgeschieden werden kann.

Einfacher gesagt bedeutet dies, dass die abgeschiedene Feingoldmenge proportional zur Stromstärke (Größe des zu galvanisierenden Objektes) und der Galvanisierzeit ist. Wenn also bei einem Galvanisiervorgang die vorgegebene Schichtstärke nicht erreicht wird, muss die Stromstärke verändert werden.

Natürlich könnte man durch die Veränderung der Stromstärke auch „dickere“ Kronen erhalten, die Qualität der Abscheidung wird allerdings eher schlechter (Abb. 8 u. 9).

  • Abb. 8: Beim AGC Micro Vision sind viele Parameter auf dem Gerätedisplay zu beachten. Das „Level“ steht für die Stromstärke.
  • Abb. 9: Im HELIOFORM-System werden nur Stromstärke und Laufzeit vorgegeben.
  • Abb. 8: Beim AGC Micro Vision sind viele Parameter auf dem Gerätedisplay zu beachten. Das „Level“ steht für die Stromstärke.
  • Abb. 9: Im HELIOFORM-System werden nur Stromstärke und Laufzeit vorgegeben.

Bei allen Systemen – außer beim HELIOFORM – korreliert mit diesen Daten zusätzlich auch noch das Volumen des einzusetzenden Bades, weil hier nur eine begrenzte Menge an Gold für diesen Abscheideprozess zur Verfügung steht. Mit der Verarmung des Bades an Gold zum Ende des Prozesses hin leidet die Qualität der Abscheidung. Das ist auch der Grund, warum diese Bäder nie zu 100 % auszuarbeiten sind und einer Restgoldabscheidung unterzogen werden müssen.

Abschließend kann gesagt werden, dass man mit den allermeisten Galvanogeräten im Dentalmarkt gute Ergebnisse erzielen kann. Differenzen in der Technik der einzelnen Geräte, der Bäder und Materialien sorgen aber dafür, dass es einige Qualitätsunterschiede geben kann. Letztlich liegt es am Anwender selbst, das für ihn „richtige“ System zu testen und sich dafür zu entscheiden.

Zusammenfassung und Fazit

„Die Welt des Galvanoformings“ ist der Name dieser Beitragsreihe, die in den vergangenen drei Ausgaben des Zahntechnik Magazins veröffentlicht wurde*. Ziel war es, einen Überblick über die unterschiedlichen Galvanosysteme sowie die verwendeten Materialien zu verschaffen und auf mögliche Fehler hinzuweisen. Mit einem funktionierenden Gerät, den empfohlenen Materialien und einer korrekten und sauberen Arbeitsweise sind in jedem Fall reproduzierbare und gute Ergebnisse erzielbar.

Passend zum Thema hat C.HAFNER im Oktober auf Facebook eine Diskussionsgruppe gestartet, hier zu finden: www.facebook.com/groups/galvanoforming/ 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZT Uwe Rau



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