LS1.6 Werkstoffkenndaten Gips
Einstiegsszenario
Dir liegt ein Arbeitauftrag vor: Herstellung von Modellen. Beigefügt ist eine Auflistung über die verschiedenen Gipsarten und exemplarisch Produktmerkmal für einen Gipstyp:
Gips ist der wichtigste Bestandteil von Werkstoffen zur Herstellung von Modellen im Zahntechnischen Labor. Die Firma Shera (Förderer der Albrecht-Dürer-Schule in Sachen Dentalgips) bieten auf Ihrer Webseite unter Anderem folgende Gipsarten an:
* Flüssige Sockelgipse * Artikulationsgipse * Spezialgips für die CAD / CAM Technologie * Hartgipse Typ 3 * Superhartgipse Typ 4
Shera gibt für den Typ 4 - Gips SHERAHARD-ROCK auf ihrer Internetseite u.a folgende Produktmerkmale an:
Mischungsverhältnis (P : d W) 100 : 20 Brinellhärte nach 2 h (MPa; N/mm²) 300 Brinellhärte nach 24 h (MPa; N/mm²) 320 Druckfestigkeit nach 1 h (psi) 10.150 Druckfestigkeit nach 1 h (MPa; N/mm²) 70 Abbindeexpansion nach 2 h (%) < 0,10 Verarbeitungszeit (min) 5,0 - 6,0 Entformungszeit (min) ca. 30
Analyse / Information
Analysiere mit Deinen Mitlernenden und mit Unterstützung Deiner Lehrkraft die beschriebene Situation z.B. mit Hilfe einer Online-Kartenabfrage. Alternativ kannst du auch Fragen formulieren, die sich für Dich aus den oben angegebenen Informationen ergeben. Überlege, welche weiteren Informationen oder auch Materialen/Werkstoffe Du benötigst.
Planung
Plane mit Deinen Mitlernenden und mit Unterstützung Deiner Lehrkraft nun Möglichkeiten, wie der Lösungsweg für das dargestellte Problem aussehen könnte.
Diskutiere mit Deinen Mitlernenden mögliche Handlungsprodukte.
Dentalgips
„Dentalprodukt, das hauptsächlich aus Calziumsulfat-Hemihydrat und den notwendigen Stellmitteln besteht.“ EN ISO 6873 (Dentalgipse)
Chemische Grundlage von Dentalgips ist das Calziumsulfatsub- bzw. -halbhydrat. Dazu kommen noch diverse Werkstoffe, die die Verarbeitungsdauer, die Standfestigkeit, das Volumenverhalten und die mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Stellmittel und Kunstoffe zur Stabilisierung (Achtung Allergie!!) sind u.a solche Stoffe, die hier aber nicht weiter vertieft werden sollen.
Arbeitsauftrag 1: Die freie Online-Enzyklopädie Wikipedia enthält einen umfangreichen Artikel zum Thema Gips. Den muss du nicht vollständig lesen. Er ist viel zu umfangreich für die Zahntechnik. Einige wichtige Informationen für dich enthält er allerdings. Sortiere daher schriftlich alle Informationen aus dem Artikel die erklären
- wie Gips definiert ist (Der erste Satz im Artikel enthält die Definition),
- was Gips chemisch gesehen ist (Calziumsulfat-Modifikationen) und
- wie Gips in der Zahntechnik verwendet wird (Gipsverwendung in der Zahntechnik).
Weitere Informationen für Schnellleser*innen findest auch auf der Internetseite des Gipsherstellers Shera in der Broschüre Gips mit Grips zum Thema Dental-Gips.
Calziumsulfatsub- bzw. -halbhydrat bildet beim Kontakt mit Wasser feste Kristalle. Es "bindet ab". Diesen Vorgang bezeichnet man als Rehydratation ("re" für "zurück"(geben), "hydrat" für die Beteiligung von "Wasser", also vereinfacht übersetzt: "Wasserrückgabe"). Die Phasen der Gipsverarbeitung im Dentallabor findet ihr hier und in der oben schon erwähnten Broschüre Gips mit Grips.
Lernvideo zur Rehydratation von Dentalgips
Arbeitsauftrag 2: Im Lernmanagementsystem findest du das Video als Interaktive Übung. Bearbeite nun diese Übung dort.
Interaktives Lernvideo zur Rehydratation von Dentalgips
Eigenschaften von Dentalgips
In der EN ISO 6873 (Dentalgipse) werden für die fünf verschiedenen Dentalgipstypen Mindestanforderungen festgelegt. Außerdem haben sich die Hersteller von Dentalgipsen auf einige zusätzliche Mindestanforderungen geeinigt (in der Tabelle kursiv dargestellt). Nur unter der Bedingung, dass diese Mindestanforderungen eingehalten werden, darf ein Hersteller seinen Gips z.B. als "Dentalgips Typ 4" bezeichnen.
| Typ | Name | Kristallform | Anwendung |
|---|---|---|---|
| 1 | Abdruckgips | beta-Subhydrat | Abformungen (wird heute nicht mehr verwendet) |
| 2 / Klasse 1 | Artikulationsgips | beta-Subhydrat | Einartikulieren von Modellen |
| 2 / Klasse 2 | Modellgips | beta-Subhydrat | Situationsmodelle |
| 3 | Hartgips | alpha-Subhydrat | Situationsmodelle und Arbeitsmodelle für Reparaturen und individuelle Löffel |
| 4 | Superhartgips, niedrige Expansion | alpha-Subhydrat | Gegenbissmodelle, Arbeitsmodelle, CAD/CAM-Modelle, Implantatmodelle |
| 5 | Superhartgips, hohe Expansion | alpha-Subhydrat | Arbeitsmodelle für Totalprothetik zum Ausgleich der Polymerisationsschrumpfung |
| Typ | Erstarrungszeit (min) | Detailwiedergabe | Lineare Expansion in % nach 2h / 24h | Min. Druckfestigkeit (MPa bzw. N/mm²) | Min. Härte (MPa) bzw. N/mm²) | Min. Biegezugfesigkeit (MPa) bzw. N/mm²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 (Abdruckgips) | 2,5 - 5 | Darstellung Linie (c) des Prüfblocks | 0 - 0,15 | - | - | |
| 2 / Klasse 1 (Artikulationsgips) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (c) des Prüfblocks | 0,00 - 0,05 | 9 (15) | 35 | 4 |
| 2 / Klasse 2 (Modellgips) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (c) des Prüfblocks | 0,06 - 0,30 | 9 (15) | 35 | 4 |
| 3 (Hartgips) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | max. 0,20 | 20 (25) | 70 | 6 |
| 4 (Superhartgips, niedrige Expansion) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | 0,00 - 0,15 / 0,00 - 0,18 | 35 | 120 | 7 |
| 5 (Superhartgips, hohe Expansion) | 20% Toleranz zur Herstellerangabe | Darstellung Linie (a) des Prüfblocks | 0,16 - 0,30 | 35 | 120 |
Arbeitsauftrag 3 - Messe Dentalgipse - :
Die oben beschriebene Werbung der Firma Klasse 4 Dental GmbH enthält die Begriffe
- Verarbeitungszeit/Erstarrungszeit,
- Härte,
- Abbindeexpansion,
- Druckfestigkeit und
- Biegezugfestigkeit.
Zusätzlich sieht die Norm für Dentalgipse noch die
als Anforderung vor. Die Firma Shera bietet u.A. Sockelgipse, Artikulationsgipse, Hartgipse Typ 3 und Superhartgipse Typ 4 an. Die Firma Dentona hat zusätzlich einen Superhartgips Typ 5 im Programm.
Bildet sechs Arbeitsgruppen und bereitet einen Messestand vor, an dem ihr den anderen SchülerInnen eurer Klasse eine der Eigenschaften vorstellt. Dazu sollt ihr für die verschiedenen Gipssorten
- die Eigenschaften praktisch prüfen (Versuch!),
- evtl. Fehlerquellen erarbeiten und prüfen (z.B. falschen Mischungsverhältnis von Pulver und Wasser),
- ein ausführliches Informationsblatt erstellen (Kopie für alle!) und
- die Betreuung und Gestaltung des Messestandes vorbereiten.
Abschließend findet die Messe statt, bei der alle SchülerInnen sich an jedem Stand ausführlich informieren können. Jeder Stand muss jederzeit von mindestens einem Mitglied der Gruppe betreut werden, die das jeweilige Thema bearbeitet hat.
Solltest du keine Möglichkeit haben, die Versuche durchzuführen weil du dich z.B. im Distanzunterricht befindest, findest in den einzelnen Artikeln der Werkstoffkenndaten mögliche Versuchsergebnisse, die du verwenden kannst!
Bevor du loslegst, solltest du dir dieses Lernvideo zum Thema Kraft, Spannung, Härte und Festigkeit anschauen. Die Begriffe musst du für die Arbeit an den Gipseigenschaften kennen!
Diese interaktive Übung kannst du an Anschluss an das Video durchführen. Wenn du Schüler*in des ADBK in Düsseldorf bist, dann mache diese Übung bitte unbedingt in deinem Lernmanagementkurs!