מה קורה לזירקוניה במהלך הסינטרינג?

מה קורה לזירקוניה במהלך הסינטרינג?

 

 

אם אי פעם השוו שחזור זירקוניה לפני ואחרי סינטר, קל להבחין בשינוי אחד: השחזור הופך קטן יותר.

אבל שינוי ממדי הוא רק חלק אחד ממה שקורה במהלך סינטר.

לפני הסינטרה, זירקוניה דנטלית מסופקת בדרך כלל במצב- מראש. יש לו מספיק חוזק עבור כרסום CAD/CAM והוא הרבה יותר קל לעיבוד מאשר זירקוניה מחוטאת במלואה. אולם בשלב זה, החומר טרם הגיע לצפיפות, מבנה המיקרו ומאפייני החומר הסופיים הצפויים לאחר סינטר.

במהלך סינטר, הזירקוניה מחוממת באמצעות מחזור טמפרטורה מבוקר. ככל שהטמפרטורה עולה, החלקיקים נקשרים יותר, הנקבוביות נעשות קטנות יותר, החומר הופך צפוף יותר, והשיקום מגיע בהדרגה לממדיו הסופיים.

למי שעובד עם זירקוניה כל יום, כדאי להבין מה קורה בתוך החומר במקום להסתכל על סינטר פשוט כ"חימום הכתר".

איך זירקוניה לפני הסינטרה?

בלוקי זירקוניה דנטליים המשמשים לכרסום CAD/CAM מסופקים בדרך כלל במצב צפוף חלקית או- מראש.

בשלב זה, לחומר יש מספיק חוזק לטיפול וטחינה, אך צפיפותו עדיין נמוכה מזו של זירקוניה מחוטאת במלואה.

קשה לעיבוד זירקוניה מחוטאת במלואה עם ציוד כרסום שיניים קונבנציונלי. קל יותר לחתוך זירקוניה מרוסנת מראש, מה שמאפשר למכונת הכרסום לייצר את השחזור לפני שהחומר מגיע לצפיפות הסופית שלו.

השחזור גם נטחן גדול יותר מהגודל הסופי המיועד לו, מכיוון שהזירקוניה יתכווץ במהלך הסינטרינג.

לדוגמה, לגוש זירקוניה עשוי להיות הצטמקות ליניארית של כ-20% עד 25%, תלוי בחומר. תוכנת CAD/CAM משתמשת במקדם הכיווץ של היצרן כדי לחשב את מידות הכרסום המוגדלות.

הערך בפועל הוא ספציפי-לחומר. אין להתייחס לערך הצטמקות של 20% כהגדרה סטנדרטית עבור כל גוש זירקוניה.

עבור מעבדה העוברת מספק זירקוניה אחד לאחר, בדיקת מקדם הכיווץ החדש לפני הטחינה היא אחד הדברים הראשונים שיש לעשות.

מה קורה כאשר החימום מתחיל?

לאחר שחזור הזירקוניה מוכנס לתנור ומתחיל התוכנית, הטמפרטורה עולה בהתאם לעקומת החימום שנבחרה.

בתחילת המחזור, החומר פשוט מחומם. ככל שהטמפרטורה מתקרבת לטווח הסינטרינג, הדיפוזיה וקשירת החלקיקים הופכים חשובים יותר ויותר.

התנור אינו דוחף את הזירקוניה בצעד אחד.

במקום זאת, החלקיקים יוצרים בהדרגה קשרים חזקים יותר זה עם זה, בעוד שהרווחים ביניהם הופכים קטנים יותר.

קצב הצפיפות מושפע ממספר גורמים, כולל:

הרכב זירקוניה

מאפייני אבקה

צפיפות ראשונית

גודל ופיזור החלקיקים

קצב חימום

טמפרטורת סינטרה

זמן החזקת זמן

תנאי קירור

לדוגמה, תוכנית זירקוניה קונבנציונלית עשויה להשתמש בקצב חימום של כ-5-10 מעלות/דקה, בעוד שחלק ממערכות ההלבנה המהירות- משתמשות בקצבי חימום גבוהים בהרבה. ערכים אלה הם דוגמאות ולא הגדרות אוניברסליות. המחזור הנכון תלוי בהוראות יצרן הזירקוניה.

לכן יש להתאים את תוכנית הסינטר לחומר המעובד.

הזרקוניה הופכת לצפופה יותר

אחד השינויים העיקריים במהלך הסינטרינג הוא צפיפות.

לפני הסינטרה, הזירקוניה מכילה נקבוביות ומרווחים בין חלקיקים. כאשר החומר מחומם לטמפרטורה הנדרשת, הדיפוזיה מאפשרת לחלקיקים ליצור קשרים חזקים יותר זה עם זה.

ככל שהחללים הללו הופכים קטנים יותר, הצפיפות גדלה.

דרך פשוטה לתאר את התהליך היא לדמיין אוסף של חלקיקים היוצרים בהדרגה מבנה רציף וקומפקטי יותר.

הצפיפות של בלוק זירקוניה דנטלי יכולה להשתנות באופן מהותי במהלך תהליך זה. בהתאם לחומר, זירקוניה מרוסנת במלואה עשויה להגיע לצפיפות של בערך 6.0 גרם/ס"מ³ או יותר, בעוד שלחומר המושחת מראש יש צפיפות נמוכה יותר.

הערך המדויק תלוי בהרכב הזירקוניה ובתהליך הייצור.

עלייה זו בצפיפות קשורה קשר הדוק להתכווצות המתרחשת במהלך סינטר.

מדוע השחזור הופך קטן יותר?

ככל שהזירקוניה הופכת צפופה יותר, נפח החומר יורד.

זו הסיבה ששחזור שנראה גדול מדי לאחר כרסום הופך קטן יותר לאחר סינטרה.

לדוגמה, אם לחומר זירקוניה יש הצטמקות ליניארית של 20%, מערכת ה-CAD/CAM צריכה לפצות על השינוי הזה לפני הטחינה.

מערכת היחסים היא לא רק עניין של הפחתת השיקום המוגמר ב-20%. תוכנת ה-CAD/CAM מגדילה את המידות הדיגיטליות לפני הכרסום כך שהשחזור יכול להתכווץ לכיוון המידות המיועדות במהלך הסינטר.

גורם ההתכווצות בפועל משתנה בין מוצרים.

מה קורה במהלך הקירור?

קירור הוא גם חלק ממחזור הסינטר.

בדרך כלל יש לאפשר לשחזור להתקרר בהתאם למחזור המתוכנת ולהוראות יצרן הזירקוניה.

שיטת הקירור המתאימה תלויה בחומר ובהוראות יצרן התנור.

עבור עבודת מעבדה, עדיף לאפשר למחזור המתוכנת להסתיים אלא אם יצרן הזירקוניה או התנור מספק הליך שונה.

פתיחת התנור בטמפרטורה גבוהה יכולה גם לחשוף את השחזורים לשינוי טמפרטורה מהיר שלא היה חלק מהמחזור המתוכנת.

האם סינון מהיר משנה את מה שקורה לזירקוניה?

סינטר מהיר משתמש במחזור תרמי קצר יותר, בדרך כלל על ידי הגדלת קצב החימום והתאמת חלקים אחרים של התוכנית.

המטרה הבסיסית נשארה זהה: ציפוף של הזירקוניה.

ההבדל הוא בהיסטוריית הזמן של-הטמפרטורה שחווה החומר.

לדוגמה, מחזור זירקוניה קונבנציונלי עשוי להימשך 6-10 שעות, בעוד שחלק מתכניות-ההלבנה מהירה יכולות להשלים את המחזור הראשי תוך כשעתיים או פחות. חומרים ותנורים מסוימים מיועדים למחזורים קצרים עוד יותר.

נתונים אלה אינם רלוונטיים לכל מוצר זירקוניה.

מחזור מהיר עשוי להשתמש בקצב חימום של 30-100 מעלות/דקה בתוכניות מסוימות של תנורים, בעוד שמחזורים קונבנציונליים עשויים להשתמש בקצבי חימום נמוכים במידה ניכרת.

קצב החימום המתאים תלוי בניסוח הזירקוניה ובמחזור המאושר או המומלץ עבור החומר הזה.

אין להתייחס לסינטרינג מהיר כאל תנור אוניברסלי.

חלק מחומרי זירקוניה פותחו או נבדקו במיוחד עבור סינטר מהיר, בעוד שלאחרים יש המלצות סינטר קונבנציונליות.

אם מעבדה רוצה להשתמש במחזור מהיר, השאלה הראשונה צריכה להיות האם יצרן הזירקוניה תומך במחזור זה ומציין את התוכנית המתאימה.

מה יכולה הודעת מעבדה להודיע ​​לאחר סינטרה?

לאחר השלמת המחזור והשיקום התקרר, ניתן להבחין במספר שינויים.

הברורים ביותר כוללים:

השחזור קטן יותר מאשר לפני הסינטר.

לחומר יש מבנה הרבה יותר צפוף.

פני השטח והמראה עשויים להשתנות.

הגוון הסופי עשוי להיות שונה מהגוון המוכר- מראש, בהתאם לזירקוניה.

השחזור מגיע למידות הסופיות הצפויות ממקדם ההתכווצות שצוין.

עבור זירקוניה רב-שכבתית או מוצללת מראש, הגוון והשקיפות לאחר הסינטרה יכולים להיות תלויים גם בניסוח החומר ובתנאי הסינטר.

המראה והמאפיינים המדויקים משתנים בין מוצרי זירקוניה.

לשפוט זירקוניה רק ​​על פי המראה שלה לפני סינטר אינו מספק תמונה מלאה של השיקום הסופי.

מה כדאי לבדוק כשמשתמשים בזירקוניה חדשה?

עבור מעבדות ומפיצים, הייתי בודק את הוראות החומר לפני שינוי נוהל הסינטר.

לכל הפחות, חפש את המידע הבא:

1. גורם הצטמקות

בדוק את הערך שסופק על ידי יצרן הזירקוניה וודא שתוכנת ה-CAD/CAM משתמשת בערך הנכון.

הבדל בין, למשל, 20.0% ל-21.0% הצטמקות ליניארית הוא רק נקודת אחוז אחת, אך הוא עדיין יכול להשפיע על הממדים הסופיים אם נעשה שימוש בערך הפיצוי השגוי לאורך תהליך הכרסום.

2. טמפרטורת סינטרה מומלצת

אל תניח שכל הזירקוניה משתמשת באותה טמפרטורה.

מוצר אחד עשוי להמליץ ​​על סביבות 1,500 מעלות, בעוד שמוצר אחר עשוי לציין 1,530 מעלות או טווח טמפרטורות אחר.

3. קצב חימום

בדוק אם לחומר יש המלצה קונבנציונלית או מהירה-להטמעה.

מחזור רגיל עשוי להשתמש בקצב חימום של כ-5-10 מעלות/דקה, בעוד שמחזור מהיר עשוי להשתמש בקצב גבוה בהרבה.

4. זמן החזקה

בדוק כמה זמן החומר צריך להישאר בטמפרטורת היעד.

זמן ההחזקה עשוי להיות מוגדר בדקות או שעות, בהתאם לחומר ולמחזור.

5. דרישות קירור

בדוק אם היצרן מציין הליך קירור מסוים.

יש לראות את שלב הקירור כחלק ממחזור הסינטר השלם ולא כשלב אופציונלי לאחר החימום.

6. תאימות תנור

בדוק אם התנור יכול להפעיל את פרופיל הטמפרטורה הנדרש והאם התוכנית שנבחרה מתאימה לחומר.

לכבשן צריך להיות טווח הטמפרטורות הנדרש, בקרת חימום, קיבולת תא ומחזור שניתן לתכנות עבור הזירקוניה המעובדת.

פרטים אלו הופכים חשובים במיוחד כאשר מעבדה מחליפה ספקי זירקוניה.

דרך פשוטה להבין את התהליך

אם אתה חדש בזירקוניה, אתה יכול לחשוב על התהליך בארבעה שלבים:

כִּרסוּם

הבלוק המוכרע מראש מעוצב לשחזור שגדול מהגודל הסופי.

עבור חומר עם כ-20% הצטמקות ליניארית, מערכת CAD/CAM מפצה על השינוי הממדים הצפוי במהלך שלב התכנון והכרסום.

↓

הַסָקָה

התנור מעלה בהדרגה את הטמפרטורה בהתאם לתוכנית שנבחרה.

תוכנית קונבנציונלית עשויה להשתמש בקצב חימום איטי יחסית, בעוד שתוכנית-ההלבנה מהירה עשויה להשתמש בקצב גבוה בהרבה.

↓

צפיפות

חלקיקי הזירקוניה נקשרים יותר, והחומר הופך צפוף יותר.

השיקום מתכווץ בהדרגה ככל שהרווחים בין החלקיקים מצטמצמים.

↓

הִתקָרְרוּת

השחזור מתקרר בהתאם למחזור התרמי המתוכנת ומגיע למצבו המעובד.

תהליך הסינטרינג בפועל מורכב יותר מהתיאור הפשוט הזה, אך מודל זה שימושי להבנת הקשר בין כרסום, התכווצות, ציפוף, חימום וקירור.

מה זה אומר כשבוחרים תנור סינטר?

מנקודת מבט של ייצור ופיתוח, לא הייתי מסתכל על תנור סינטר רק על ידי שואל כמה גבוהה הטמפרטורה המקסימלית שלו.

השאלות היותר שימושיות הן:

האם הוא יכול להגיע ולשמור על טמפרטורת הסינטר הנדרשת?

לדוגמה, אם יצרן זירקוניה מציין 1,530 מעלות, התנור צריך לפעול בצורה אמינה בטמפרטורה זו למשך תקופת ההחזקה הנדרשת.

האם חלוקת הטמפרטורה בתוך החדר מתאימה לעומס המיועד?

זה הופך להיות רלוונטי יותר כאשר מספר שחזורים או מגשים ממוקמים בתא בו זמנית.

האם ניתן לשלוט בקצב החימום לפי תוכנית הזירקוניה?

תנור המיועד ליישומי סינון- רגילים וגם מהירים זקוק לשליטה מתאימה בעקומת החימום במקום פשוט לטמפרטורה מקסימלית גבוהה.

האם התנור יכול להפעיל מחזורי סינטר שונים?

מעבדה עשויה להשתמש במספר חומרי זירקוניה, כאשר אחד מצריך מחזור קונבנציונלי ואחר מאפשר סינטר מהיר.

האם תהליך הקירור ניתן לשליטה?

שלב הקירור מהווה חלק מהמחזור התרמי השלם וייתכן שיהיה צורך לעקוב אחר הוראות יצרן החומר.

האם ניתן להתאים את התוכנית כאשר המעבדה משתמשת בחומרי זירקוניה שונים?

היכולת לאחסן ולבחור תוכניות שונות יכולה להיות שימושית כאשר המעבדה עובדת עם מספר מוצרי זירקוניה.

נקודות אלו קשורות יותר לעיבוד זירקוניה בפועל מאשר טמפרטורה מקסימלית בלבד.

מעבדה עשויה להשתמש באותו תנור במשך שנים רבות, בעוד חומרי הזירקוניה המעובדים בו יכולים להשתנות. תנור שיכול להכיל פרופילי טמפרטורה ותוכניות סינטר שונות יכול להיות שימושי כאשר המעבדה מחליפה חומרים או מוסיפה מוצרי זירקוניה חדשים.

מחשבות אחרונות

סינטרה היא יותר מחימום שחזור זירקוניה טחון לטמפרטורה גבוהה.

במהלך התהליך, הזירקוניה הופכת צפופה יותר, החלקיקים יוצרים מבנה קומפקטי יותר, והשיקום מתכווץ לקראת מימדיו הסופיים המיועדים.

מחזור זירקוניה דנטלי טיפוסי עשוי לכלול טמפרטורות סביב 1,450-1,550 מעלות, קצבי חימום קונבנציונליים בטווח של מספר מעלות צלזיוס לדקה, תקופת החזקה מוגדרת וקירור מבוקר. חומרי הלבנה מהירים- עשויים להשתמש בקצבי חימום גבוהים במידה ניכרת ובמחזורים הכוללים קצרים יותר.

נתונים אלה הם דוגמאות ולא הגדרות אוניברסליות. הטמפרטורה המתאימה, קצב החימום, זמן ההחזקה והליך הקירור תלויים בחומר הזירקוניה ובהוראות היצרן.

עבור מעבדות, כדאי להתייחס לתוכנית הסינטרינג כחלק ממידע העיבוד של יצרן הזירקוניה ולא כהגדרת תנור גנרית.

כאשר מפיץ משווה בין חומרי זירקוניה שונים או תנורי סינטר, הבנת הקשר בין התכווצות, צפיפות, טמפרטורה, קצב חימום, זמן החזקה, קירור וממדים סופיים גם מקלה להסביר מדוע שני מוצרים עשויים לדרוש תנאי עיבוד שונים, גם כאשר הם משמשים לאותו סוג של שיקום שיניים.