Co se stane se zirkonem během slinování?

Co se stane se zirkonem během slinování?

 

 

Pokud jste někdy porovnávali náhradu zirkonia před a po slinování, je snadné si všimnout jedné změny: náhrada se zmenšuje.

Ale rozměrová změna je pouze jednou částí toho, co se děje během slinování.

Před spékáním se dentální zirkony obvykle dodávají v před{0}}slinutém stavu. Má dostatečnou pevnost pro CAD/CAM frézování a je mnohem snadněji obrobitelný než plně slinutý oxid zirkoničitý. V této fázi však materiál ještě nedosáhl hustoty, mikrostruktury a konečných materiálových charakteristik očekávaných po slinování.

Během slinování je oxid zirkoničitý zahříván řízeným teplotním cyklem. Se zvyšující se teplotou se částice těsněji spojují, póry se zmenšují, materiál se stává hustším a náhrada postupně dosahuje konečných rozměrů.

Pro někoho, kdo pracuje s oxidem zirkoničitým každý den, je užitečné porozumět tomu, co se děje uvnitř materiálu, spíše než se na slinování dívat jako na pouhé „zahřívání koruny“.

Jaký je oxid zirkoničitý před slinováním?

Dentální zirkonové bloky používané pro CAD/CAM frézování se obvykle dodávají v částečně zhuštěném nebo předslinutém stavu.

V této fázi má materiál dostatečnou pevnost pro manipulaci a frézování, ale jeho hustota je stále nižší než u plně slinutého oxidu zirkoničitého.

Plně slinutý oxid zirkoničitý je obtížné obrábět konvenčním dentálním frézovacím zařízením. Před-slinutý oxid zirkoničitý se snáze řezá, což umožňuje frézce vyrobit náhradu dříve, než materiál dosáhne své konečné hustoty.

Náhrada je také frézována na větší velikost, než je její zamýšlená konečná velikost, protože oxid zirkoničitý se během slinování smršťuje.

Například zirkoniový blok může mít specifické lineární smrštění přibližně 20 % až 25 %, v závislosti na materiálu. Software CAD/CAM používá pro výpočet zvětšených rozměrů frézování faktor smrštění výrobce.

Skutečná hodnota je -specifická pro materiál. Hodnota 20% smrštění by neměla být považována za standardní nastavení pro každý zirkoniový blok.

Pro laboratoř, která přechází od jednoho dodavatele oxidu zirkoničitého k jinému, je kontrola nového faktoru smrštění před frézováním jednou z prvních věcí, kterou je třeba udělat.

Co se stane, když začne topení?

Jakmile je náhrada oxidu zirkoničitého umístěna do pece a program začne, teplota stoupá podle zvolené topné křivky.

Na začátku cyklu se materiál jednoduše zahřívá. Jak se teplota blíží slinovacímu rozsahu, difúze a vazba částic nabývají na důležitosti.

Pec nezajistí hustotu oxidu zirkoničitého v jednom kroku.

Místo toho částice postupně vytvářejí silnější spojení, zatímco prostory mezi nimi se zmenšují.

Rychlost zahušťování ovlivňuje několik faktorů, včetně:

Zirkonové složení
Vlastnosti prášku
Počáteční hustota
Velikost a distribuce částic
Rychlost ohřevu
Teplota spékání
Doba držení
Podmínky chlazení

Například konvenční program na bázi zirkonu může používat rychlost ohřevu kolem 5–10 stupňů/min, zatímco některé rychlé-slinovací systémy používají mnohem vyšší rychlosti ohřevu. Tyto hodnoty jsou spíše příklady než univerzální nastavení. Správný cyklus závisí na pokynech výrobce oxidu zirkoničitého.

Proto je třeba program spékání přizpůsobit zpracovávanému materiálu.

Zirkonie se stává hustší

Jednou z hlavních změn během slinování je zhuštění.

Před slinováním obsahuje oxid zirkoničitý póry a mezery mezi částicemi. Když se materiál zahřeje na požadovanou teplotu, difúze umožňuje částicím vytvořit pevnější spojení mezi sebou.

Jak se tyto prostory zmenšují, hustota se zvyšuje.

Jednoduchý způsob, jak si tento proces představit, je představit si sbírku částic, které postupně vytvářejí souvislou a kompaktnější strukturu.

Hustota dentálního zirkoniového bloku se může během tohoto procesu podstatně změnit. V závislosti na materiálu může plně slinutý oxid zirkoničitý dosáhnout hustoty přibližně 6,0 g/cm³ nebo více, zatímco předslinutý materiál má nižší hustotu.

Přesná hodnota závisí na složení oxidu zirkoničitého a výrobním procesu.

Toto zvýšení hustoty úzce souvisí se smrštěním, ke kterému dochází při slinování.

Proč se restaurování zmenšuje?

Jak se oxid zirkoničitý stává hustším, objem materiálu se zmenšuje.

To je důvod, proč se náhrada, která po frézování jeví jako příliš velká, se po slinování zmenšuje.

Pokud má například materiál z oxidu zirkoničitého specifikované lineární smrštění 20 %, musí systém CAD/CAM kompenzovat tuto změnu před frézováním.

Vztah není jen otázkou snížení hotové náhrady o 20 %. CAD/CAM software zvětší digitální rozměry před frézováním tak, aby se výplň mohla během slinování smrštit směrem k zamýšleným rozměrům.

Skutečný faktor smrštění se u jednotlivých produktů liší.

Vhodný způsob chlazení závisí na materiálu a pokynech výrobce pece.

Pro laboratorní práci je lepší nechat naprogramovaný cyklus dokončit, pokud výrobce oxidu zirkoničitého nebo výrobce pece neposkytne jiný postup.

Otevření pece při vysoké teplotě může také vystavit náhrady rychlé změně teploty, která nebyla součástí naprogramovaného cyklu.

Změní rychlé slinování, co se stane se zirkonem?

Rychlé slinování využívá kratší tepelný cyklus, obvykle zvýšením rychlosti ohřevu a úpravou dalších částí programu.

Základní účel zůstává stejný: zhuštění oxidu zirkoničitého.

Rozdíl je teplotní{0}}časová historie materiálu.

Například konvenční cyklus s oxidem zirkoničitým může trvat 6–10 hodin, zatímco některé rychlé-spékací programy mohou dokončit hlavní cyklus za přibližně 2 hodiny nebo méně. Některé materiály a pece jsou navrženy pro ještě kratší cykly.

Tyto údaje neplatí pro každý výrobek z oxidu zirkoničitého.

Rychlý cyklus může v některých programech pece používat rychlost ohřevu 30–100 stupňů/min, zatímco konvenční cykly mohou používat výrazně nižší rychlosti ohřevu.

Vhodná rychlost ohřevu závisí na složení oxidu zirkoničitého a cyklu schváleném nebo doporučeném pro tento materiál.

Proto by rychlé slinování nemělo být považováno za univerzální nastavení pece.

Některé materiály na bázi oxidu zirkoničitého jsou speciálně vyvinuty nebo testovány pro rychlé slinování, zatímco jiné mají konvenční doporučení pro slinování.

Pokud chce laboratoř použít rychlý cyklus, první otázkou by mělo být, zda výrobce oxidu zirkoničitého podporuje tento cyklus a specifikuje odpovídající program.

Čeho si může laboratoř po slinování všimnout?

Po dokončení cyklu a ochlazení náhrady lze pozorovat několik změn.

Mezi ty nejviditelnější patří:

Obnova je menší než před slinováním.
Materiál má mnohem hustší strukturu.
Povrch a vzhled se mohou změnit.
Konečný odstín se může lišit od pre-slinutého vzhledu v závislosti na oxidu zirkoničitém.
Náhrada dosahuje opracovaných rozměrů očekávaných od zadaného smršťovacího faktoru.

U vícevrstvého nebo předstínovaného oxidu zirkoničitého může odstín a průsvitnost po slinování také záviset na složení materiálu a podmínkách slinování.

Přesný vzhled a vlastnosti se u produktů se zirkonem liší.

To je důvod, proč posuzovat oxid zirkoničitý pouze podle jeho vzhledu před sintrováním neposkytuje úplný obrázek o konečné náhradě.

Co byste měli zkontrolovat při použití nového zirkonu?

Pro laboratoře a distributory bych před změnou postupu spékání zkontroloval pokyny k materiálu.

Hledejte minimálně následující informace:

1. Smršťovací faktor

Zkontrolujte hodnotu poskytnutou výrobcem oxidu zirkoničitého a ujistěte se, že software CAD/CAM používá správnou hodnotu.

Rozdíl například mezi lineárním smrštěním 20,0 % a 21,0 % je pouze jeden procentní bod, ale přesto může ovlivnit konečné rozměry, pokud se během procesu frézování použije nesprávná hodnota kompenzace.

2. Doporučená teplota slinování

Nepředpokládejte, že všechny oxidy zirkoničité používají stejnou teplotu.

Jeden produkt může doporučit kolem 1500 stupňů, zatímco jiný může specifikovat 1530 stupňů nebo jiný teplotní rozsah.

3. Rychlost ohřevu

Zkontrolujte, zda má materiál doporučení pro konvenční nebo rychlé-slinování.

Konvenční cyklus může používat rychlost ohřevu přibližně 5–10 stupňů/min, zatímco rychlý cyklus může používat výrazně vyšší rychlost.

4. Doba držení

Zkontrolujte, jak dlouho by měl materiál zůstat na cílové teplotě.

Doba výdrže může být specifikována v minutách nebo hodinách v závislosti na materiálu a cyklu.

5. Požadavky na chlazení

Zkontrolujte, zda výrobce specifikuje konkrétní postup chlazení.

Fáze chlazení by měla být považována spíše za součást celého slinovacího cyklu než za volitelný krok po zahřátí.

6. Kompatibilita pece

Zkontrolujte, zda pec dokáže spustit požadovaný teplotní profil a zda zvolený program odpovídá materiálu.

Pec by měla mít požadovaný teplotní rozsah, ovládání ohřevu, kapacitu komory a programovatelný cyklus pro zpracovávaný oxid zirkoničitý.

Tyto detaily jsou zvláště důležité, když laboratoř změní dodavatele oxidu zirkoničitého.

Jednoduchý způsob, jak pochopit proces

Pokud jste se zirkony noví, můžete o procesu přemýšlet ve čtyřech fázích:

Frézování

Před-slinutý blok je vytvarován do náhrady, která je větší než konečná velikost.

U materiálu s přibližně 20% lineárním smrštěním kompenzuje CAD/CAM systém očekávanou rozměrovou změnu během fáze návrhu a frézování.

↓

Topení

Pec postupně zvyšuje teplotu podle zvoleného programu.

Běžný program může používat relativně nízkou rychlost ohřevu, zatímco rychlý{0}}slinovací program může používat mnohem vyšší rychlost.

↓

Zahušťování

Částice oxidu zirkoničitého se pevněji spojí a materiál se stane hustším.

Th

Výplň se postupně zmenšuje, jak se zmenšují prostory mezi částicemi.

↓

Chlazení

Náhrada se ochlazuje podle naprogramovaného tepelného cyklu a dosahuje zpracovaného stavu.

Vlastní proces slinování je složitější než tento zjednodušený popis, ale tento model je užitečný pro pochopení vztahu mezi frézováním, smršťováním, zhušťováním, ohřevem a chlazením.

Co to znamená při výběru slinovací pece?

Z hlediska výroby a vývoje bych se na slinovací pec nedíval pouze tak, že bych se zeptal, jak vysoká je její maximální teplota.

Užitečnější otázky jsou:

Dokáže dosáhnout a udržet požadovanou teplotu slinování?

Pokud například výrobce oxidu zirkoničitého udává 1 530 stupňů, musí pec při této teplotě spolehlivě pracovat po požadovanou dobu zdržení.

Je rozložení teploty uvnitř komory vhodné pro zamýšlené zatížení?

To se stává důležitější, když je do komory umístěno několik náhrad nebo táců současně.

Lze regulovat rychlost ohřevu podle programu pro zirkony?

Pec určená pro konvenční i rychlé-slinování potřebuje spíše vhodnou regulaci topné křivky než pouze vysokou maximální teplotu.

Může pec provozovat různé slinovací cykly?

Laboratoř může používat několik materiálů na bázi oxidu zirkoničitého, přičemž jeden vyžaduje konvenční cyklus a druhý umožňuje rychlé slinování.

Je proces chlazení kontrolovatelný?

Fáze chlazení tvoří součást celého tepelného cyklu a může být nutné dodržovat pokyny výrobce materiálu.

Lze program upravit, když laboratoř používá různé materiály zirkonu?

Možnost ukládat a vybírat různé programy může být užitečná, když laboratoř pracuje s několika produkty z oxidu zirkoničitého.

Tyto body souvisejí blíže se skutečným zpracováním oxidu zirkoničitého než samotná maximální teplota.

Laboratoř může používat stejnou pec po mnoho let, zatímco zirkoniové materiály v ní zpracovávané se mohou měnit. Pec, která dokáže pojmout různé teplotní profily a programy spékání, může být užitečná, když laboratoř mění materiály nebo přidává nové výrobky z oxidu zirkoničitého.

Závěrečné myšlenky

Slinování je více než zahřívání frézované zirkonové náhrady na vysokou teplotu.

Během procesu se oxid zirkoničitý stává hustším, částice tvoří kompaktnější strukturu a náhrada se smršťuje směrem k zamýšleným konečným rozměrům.

Typický dentální cyklus oxidu zirkoničitého může zahrnovat teploty kolem 1 450–1 550 stupňů, konvenční rychlosti ohřevu v rozsahu několika stupňů Celsia za minutu, specifikovanou dobu zdržení a řízené chlazení. Rychle-slinovací materiály mohou využívat výrazně vyšší rychlosti ohřevu a kratší celkové cykly.

Tato čísla jsou spíše příklady než univerzální nastavení. Vhodná teplota, rychlost ohřevu, doba výdrže a postup chlazení závisí na materiálu oxidu zirkoničitého a na pokynech výrobce.

Pro laboratoře je program spékání nejlépe považován za součást informací o zpracování od výrobce oxidu zirkoničitého spíše než jako obecné nastavení pece.

Když distributor porovnává různé materiály na bázi oxidu zirkoničitého nebo slinovací pece, pochopení vztahu mezi smrštěním, zhuštěním, teplotou, rychlostí ohřevu, dobou výdrže, chlazením a konečnými rozměry také usnadňuje vysvětlení, proč mohou dva produkty vyžadovat různé podmínky zpracování, i když jsou použity pro stejný typ zubní náhrady.