Kaj se zgodi s cirkonijem med sintranjem?

Kaj se zgodi s cirkonijem med sintranjem?

 

 

Če ste kdaj primerjali restavracijo iz cirkonijevega dioksida pred in po sintranju, je enostavno opaziti eno spremembo: restavracija postane manjša.

Toda sprememba dimenzij je le del tega, kar se zgodi med sintranjem.

Pred sintranjem je zobni cirkonij običajno dobavljen v pred-sintranem stanju. Ima dovolj trdnosti za rezkanje CAD/CAM in ga je veliko lažje obdelati kot popolnoma sintran cirkonij. Na tej stopnji pa material še ni dosegel gostote, mikrostrukture in končnih lastnosti materiala, pričakovanih po sintranju.

Med sintranjem se cirkonijev oksid segreje skozi nadzorovan temperaturni cikel. Z višanjem temperature se delci tesneje povežejo, pore postanejo manjše, material postane gostejši in restavracija postopoma doseže svoje končne dimenzije.

Za nekoga, ki vsak dan dela s cirkonijem, je koristno razumeti, kaj se dogaja znotraj materiala, namesto da na sintranje gleda kot na preprosto "segrevanje krone".

Kakšen je cirkonij pred sintranjem?

Zobni bloki iz cirkonijevega dioksida, ki se uporabljajo za rezkanje CAD/CAM, so na splošno dobavljeni v delno zgoščenem ali pred-sintranem stanju.

Na tej stopnji ima material dovolj trdnosti za rokovanje in mletje, vendar je njegova gostota še vedno nižja kot pri popolnoma sintranem cirkoniju.

Popolnoma sintran cirkonij je težko obdelovati z običajno opremo za rezkanje zob. Pred-sintrani cirkonij je lažje rezati, kar omogoča, da rezkalni stroj izdela restavracijo, preden material doseže končno gostoto.

Restavracija je prav tako rezkana v večji meri od predvidene končne velikosti, ker se bo cirkonij med sintranjem skrčil.

Na primer, cirkonijev blok ima lahko določeno linearno krčenje od približno 20 % do 25 %, odvisno od materiala. Programska oprema CAD/CAM uporablja faktor krčenja proizvajalca za izračun povečanih dimenzij rezkanja.

Dejanska vrednost je-odvisna od materiala. 20-odstotne vrednosti krčenja se ne sme obravnavati kot standardne nastavitve za vsak cirkonijev blok.

Za laboratorij, ki menja dobavitelja cirkonijevega dioksida k drugemu, je preverjanje novega faktorja krčenja pred rezkanjem ena od prvih stvari, ki jih je treba narediti.

Kaj se zgodi, ko se ogrevanje začne?

Ko je cirkonijeva restavracija postavljena v peč in se program začne, se temperatura dvigne glede na izbrano ogrevalno krivuljo.

Na začetku cikla se material preprosto segreva. Ko se temperatura približuje območju sintranja, postaneta difuzija in vezava delcev čedalje pomembnejša.

Peč ne zgosti cirkonija v enem koraku.

Namesto tega delci postopoma tvorijo močnejše povezave, medtem ko se prostori med njimi zmanjšujejo.

Na hitrost zgostitve vpliva več dejavnikov, vključno z:

Cirkonijeva sestava
Lastnosti prahu
Začetna gostota
Velikost in porazdelitev delcev
Stopnja ogrevanja
Temperatura sintranja
Čas zadrževanja
Hladilni pogoji

Običajni program cirkonijevega dioksida lahko na primer uporablja hitrost segrevanja približno 5–10 stopinj/min, medtem ko nekateri sistemi hitrega-sintranja uporabljajo veliko višje stopnje segrevanja. Te vrednosti so primeri in ne univerzalne nastavitve. Pravilni cikel je odvisen od navodil proizvajalca cirkonijevega dioksida.

Zato je treba program sintranja prilagoditi materialu, ki ga obdelujemo.

Cirkonij postane gostejši

Ena glavnih sprememb med sintranjem je zgoščevanje.

Pred sintranjem vsebuje cirkonij pore in prostore med delci. Ko se material segreje na zahtevano temperaturo, difuzija omogoči delcem, da tvorijo močnejše povezave med seboj.

Ko se ti prostori zmanjšajo, se gostota poveča.

Preprost način za predstavo procesa je predstavljanje zbirke delcev, ki postopoma tvorijo bolj neprekinjeno in kompaktno strukturo.

Gostota zobnega cirkonijevega bloka se lahko med tem procesom bistveno spremeni. Odvisno od materiala lahko popolnoma sintran cirkonijev dioksid doseže gostoto približno 6,0 g/cm³ ali več, medtem ko ima predhodno-sintrani material nižjo gostoto.

Natančna vrednost je odvisna od sestave cirkonijevega oksida in proizvodnega procesa.

To povečanje gostote je tesno povezano s krčenjem, do katerega pride med sintranjem.

Zakaj je obnova manjša?

Ko se cirkonij zgosti, se volumen materiala zmanjša.

Zato se restavracija, ki je po rezkanju videti prevelika, po sintranju zmanjša.

Na primer, če ima cirkonijev material določeno linearno krčenje 20 %, mora sistem CAD/CAM kompenzirati to spremembo pred rezkanjem.

Razmerje ni zgolj vprašanje zmanjšanja končane obnove za 20 %. Programska oprema CAD/CAM poveča digitalne dimenzije pred rezkanjem, tako da se restavracija med sintranjem lahko skrči proti predvidenim dimenzijam.

Dejanski faktor krčenja se med izdelki razlikuje.

Ustrezen način hlajenja je odvisen od materiala in navodil proizvajalca peči.

Za laboratorijsko delo je bolje dovoliti, da se programirani cikel zaključi, razen če proizvajalec cirkonijevega dioksida ali peči ne zagotovi drugačnega postopka.

Odpiranje peči pri visoki temperaturi lahko tudi izpostavi restavracije hitri temperaturni spremembi, ki ni bila del programiranega cikla.

Ali hitro sintranje spremeni, kaj se zgodi s cirkonijem?

Hitro sintranje uporablja krajši toplotni cikel, običajno s povečanjem stopnje segrevanja in prilagajanjem drugih delov programa.

Osnovni namen ostaja enak: zgostitev cirkonijevega oksida.

Razlika je v temperaturni-časovni zgodovini materiala.

Na primer, običajni cikel cirkonijevega dioksida lahko traja 6–10 ur, medtem ko lahko nekateri hitri-programi sintranja dokončajo glavni cikel v približno 2 urah ali manj. Nekateri materiali in peči so zasnovani za še krajše cikle.

Te številke ne veljajo za vse izdelke iz cirkonijevega dioksida.

Hitri cikel lahko uporablja hitrost segrevanja 30–100 stopinj/min v nekaterih programih peči, medtem ko lahko običajni cikli uporabljajo precej nižje stopnje segrevanja.

Ustrezna stopnja segrevanja je odvisna od formulacije cirkonijevega oksida in cikla, potrjenega ali priporočenega za ta material.

Zato hitrega sintranja ne smemo obravnavati kot univerzalno nastavitev peči.

Nekateri cirkonijevi materiali so posebej razviti ali preizkušeni za hitro sintranje, drugi pa imajo priporočila za običajno sintranje.

Če želi laboratorij uporabiti hiter cikel, bi moralo biti prvo vprašanje, ali proizvajalec cirkonijevega dioksida podpira ta cikel in določa ustrezen program.

Kaj lahko opazi laboratorij po sintranju?

Ko je cikel končan in se restavracija ohladi, je mogoče opaziti več sprememb.

Najbolj očitni vključujejo:

Restavracija je manjša kot pred sintranjem.
Material ima veliko gostejšo strukturo.
Površina in videz se lahko spremenita.
Končni odtenek se lahko razlikuje od pred-sintranega videza, odvisno od cirkonijevega oksida.
Restavracija doseže obdelane dimenzije, pričakovane glede na navedeni faktor krčenja.

Pri večplastnem ali predhodno obarvanem cirkonijevem dioksidu sta lahko barva in prosojnost po sintranju odvisna tudi od formulacije materiala in pogojev sintranja.

Natančen videz in lastnosti se med izdelki iz cirkonijevega dioksida razlikujejo.

Zato ocenjevanje cirkonijevega dioksida samo po njegovem videzu pred sintranjem ne zagotavlja popolne slike končne restavracije.

Kaj morate preveriti, ko uporabljate nov cirkonij?

Za laboratorije in distributerje bi preveril navodila za material, preden bi spremenil postopek sintranja.

Poiščite vsaj naslednje podatke:

1. Faktor krčenja

Preverite vrednost, ki jo je zagotovil proizvajalec cirkonijevega dioksida, in se prepričajte, da programska oprema CAD/CAM uporablja pravilno vrednost.

Razlika med na primer 20,0 % in 21,0 % linearnim krčenjem je le ena odstotna točka, vendar lahko še vedno vpliva na končne dimenzije, če se v celotnem procesu rezkanja uporablja napačna vrednost kompenzacije.

2. Priporočena temperatura sintranja

Ne predpostavljajte, da vsi cirkonij uporabljajo isto temperaturo.

En izdelek lahko priporoča približno 1500 stopinj, drugi pa 1530 stopinj ali drugo temperaturno območje.

3. Stopnja ogrevanja

Preverite, ali je za material priporočeno običajno ali hitro{0}}sintranje.

Običajni cikel lahko uporablja hitrost segrevanja okoli 5–10 stopinj/min, medtem ko lahko hitri cikel uporablja precej višjo hitrost.

4. Čas zadrževanja

Preverite, kako dolgo mora material ostati na ciljni temperaturi.

Čas zadrževanja je lahko določen v minutah ali urah, odvisno od materiala in cikla.

5. Zahteve glede hlajenja

Preverite, ali proizvajalec določa poseben postopek hlajenja.

Stopnjo hlajenja je treba obravnavati kot del celotnega cikla sintranja in ne kot neobvezen korak po segrevanju.

6. Združljivost peči

Preverite, ali peč zmore zahtevani temperaturni profil in ali izbrani program ustreza materialu.

Peč mora imeti zahtevano temperaturno območje, nadzor segrevanja, prostornino komore in programabilen cikel za cirkonij, ki se obdeluje.

Te podrobnosti postanejo še posebej pomembne, ko laboratorij zamenja dobavitelja cirkonijevega oksida.

Preprost način za razumevanje postopka

Če se s cirkonijem prvič srečate, si lahko postopek zamislite v štirih fazah:

Rezkanje

Pred-sintrani blok se oblikuje v restavracijo, ki je večja od končne velikosti.

Za material s približno 20-odstotnim linearnim krčenjem sistem CAD/CAM kompenzira pričakovano dimenzijsko spremembo med fazo načrtovanja in rezkanja.

↓

Ogrevanje

Peč postopoma dviguje temperaturo glede na izbrani program.

Običajni program lahko uporablja sorazmerno nizko stopnjo segrevanja, medtem ko lahko program hitrega-sintranja uporablja veliko višjo hitrost.

↓

Zgostitev

Delci cirkonijevega oksida postanejo tesneje povezani in material postane gostejši.

Th

Restavracija se postopoma krči, ko se prostori med delci zmanjšujejo.

↓

Hlajenje

Restavracija se ohladi v skladu s programiranim termičnim ciklom in doseže svoje obdelano stanje.

Dejanski proces sintranja je bolj zapleten od tega poenostavljenega opisa, vendar je ta model koristen za razumevanje razmerja med rezkanjem, krčenjem, zgoščevanjem, segrevanjem in ohlajanjem.

Kaj to pomeni pri izbiri peči za sintranje?

Z proizvodnega in razvojnega vidika peči za sintranje ne bi gledal samo z vprašanjem, kako visoka je njena najvišja temperatura.

Bolj uporabna vprašanja so:

Ali lahko doseže in vzdržuje zahtevano temperaturo sintranja?

Na primer, če proizvajalec cirkonijevega dioksida določi 1530 stopinj, mora peč zanesljivo delovati pri tej temperaturi v zahtevanem času zadrževanja.

Ali je porazdelitev temperature v komori primerna za predvideno obremenitev?

To postane pomembnejše, ko je v komoro nameščenih več restavracij ali žlic hkrati.

Ali je mogoče hitrost segrevanja nadzorovati glede na cirkonijev program?

Peč, namenjena običajnim in hitrim-sintranjem, potrebuje ustrezen nadzor ogrevalne krivulje in ne le visoko najvišjo temperaturo.

Ali lahko peč izvaja različne cikle sintranja?

Laboratorij lahko uporablja več materialov iz cirkonijevega dioksida, pri čemer eden zahteva običajen cikel, drugi pa omogoča hitro sintranje.

Ali je proces hlajenja mogoče nadzorovati?

Stopnja hlajenja je del celotnega termičnega cikla in morda bo treba upoštevati navodila proizvajalca materiala.

Ali je mogoče program prilagoditi, če laboratorij uporablja različne cirkonijeve materiale?

Možnost shranjevanja in izbire različnih programov je lahko koristna, ko laboratorij dela z več izdelki iz cirkonijevega dioksida.

Te točke so tesneje povezane z dejansko obdelavo cirkonijevega oksida kot sama najvišja temperatura.

Laboratorij lahko uporablja isto peč več let, medtem ko se cirkonijevi materiali, ki se v njej obdelujejo, lahko spreminjajo. Peč, ki lahko sprejme različne temperaturne profile in programe sintranja, je lahko uporabna, ko laboratorij spremeni materiale ali doda nove izdelke iz cirkonijevega dioksida.

Končne misli

Sintranje je več kot segrevanje rezkane cirkonijeve restavracije na visoko temperaturo.

Med postopkom se cirkonij zgosti, delci tvorijo bolj kompaktno strukturo, restavracija pa se skrči proti predvidenim končnim dimenzijam.

Tipičen zobni cirkonijev cikel lahko vključuje temperature okoli 1450–1550 stopinj, običajne stopnje segrevanja v območju nekaj stopinj Celzija na minuto, določen čas zadrževanja in nadzorovano hlajenje. Materiali za hitro-sintranje lahko uporabljajo znatno višje stopnje segrevanja in krajše skupne cikle.

Te številke so primeri in ne univerzalne nastavitve. Ustrezna temperatura, hitrost segrevanja, čas zadrževanja in postopek hlajenja so odvisni od materiala cirkonijevega dioksida in navodil proizvajalca.

Za laboratorije je program sintranja najbolje obravnavati kot del proizvajalčevih informacij o obdelavi cirkonijevega oksida in ne kot generično nastavitev peči.

Ko distributer primerja različne materiale iz cirkonijevega dioksida ali peči za sintranje, razumevanje razmerja med krčenjem, zgoščevanjem, temperaturo, hitrostjo segrevanja, časom zadrževanja, hlajenjem in končnimi dimenzijami prav tako olajša razlago, zakaj lahko dva izdelka zahtevata različne pogoje obdelave, tudi če se uporabljata za isto vrsto zobne restavracije.