Koja je svrha sinterovanja u stomatologiji?

 

Ako ste tek počeli sa dentalnim cirkonijumom, često se postavlja jedno pitanje:

Zašto se restauracija od cirkonija treba sinterovati nakon glodanja?

Nakon što je blok od cirkonijevog dioksida brušen u oblik krunice, mosta ili druge restauracije, možda već izgleda blizu konačnog nadomjestka. Međutim, materijal je još uvijek u prethodno-sinterovanom stanju. Njegova gustina, čvrstoća, dimenzije i izgled još nisu isti kao oni nakon preporučenog ciklusa sinterovanja.

Ovdje sinteriranje postaje važan dio obrade cirkonija.

Sa proizvodne tačke gledišta, sinterovanje je više od jednostavnog zagrijavanja restauracije na visoku temperaturu. Brzina zagrijavanja, ciljna temperatura, vrijeme zadržavanja, stupanj hlađenja, stanje peći, raspored punjenja i karakteristike cirkonijum materijala mogu utjecati na rezultat.

Za zubotehničku laboratoriju, razumijevanje ovog procesa također može olakšati identifikaciju gdje je problem mogao početi kada konačna restauracija ne izađe kako se očekivalo.

Šta se dešava prije sinterovanja?

Većina CAD/CAM dentalnih cirkonskih blokova isporučuje se u djelimično sinterovanom ili prethodno{0}}sinterovanom stanju.

U ovoj fazi, cirkonijum ima dovoljno čvrstoće da se može rukovati i mleveti, ali nije dostigao gustinu potpuno sinterovanog cirkonija.

Ova razlika je važna za CAD/CAM obradu.

Potpuno sinterovani cirkonijum je mnogo teže obrađivati. Pre-sinterovani cirkonij je lakši za rezanje glodalicama, što može smanjiti habanje alata i vrijeme obrade.

Postoji još jedna važna stvar: restauracija je namjerno brušena veća od svoje konačne veličine.

To je zato što će se materijal skupiti tokom sinterovanja.

Na primjer, ako blok od cirkonijuma ima specificirano linearno skupljanje od približno 20%, CAD/CAM sistem treba da kompenzira ovu promjenu prilikom izračunavanja dimenzija glodanja. Stvarna vrijednost skupljanja varira između cirkonijum materijala i proizvođača, tako da treba koristiti vrijednost predviđenu za određeni blok.

To je također razlog zašto promjena marke cirkonija bez provjere informacija o skupljanju novog materijala može uzrokovati probleme u dimenzijama.

Restauracija može izgledati ispravno odmah nakon glodanja, ali je još uvijek međuproizvod.

Koja je svrha sinterovanja?

Glavna svrha sinterovanja je povećanje gustine cirkonija zagrijavanjem materijala pod kontroliranim temperaturnim ciklusom.

Kako temperatura raste, čestice cirkonija se postupno spajaju i razmaci između njih postaju manji. Materijal postaje gušći, a restauracija se skuplja.

Ova kontrakcija je razlog zbog kojeg velika brušena restauracija nakon sinteriranja može postići željene dimenzije.

Jednostavno rečeno:

Glodanje oblikuje restauraciju.
Sinterovanjem se razvija gusta struktura cirkonija.

Ova dva procesa su usko povezana kada se radi sa prethodno-sinterovanim dentalnim cirkonijumom.

Sinterovanje takođe utiče na konačnu mikrostrukturu materijala. Rezultirajuće mehaničke i optičke karakteristike ovise o formulaciji cirkonija, njegovom početnom stanju i korištenim uvjetima sinteriranja.

Preciznije je razmišljati o sinterovanju kao o dijelu procesa obrade materijala, a ne samo o završnom koraku zagrijavanja.

Zašto se cirkonijum skuplja tokom sinterovanja?

Ovo je važna tačka i za laboratorijske tehničare i za distributere zubnog materijala.

Pre-sinterovani cirkonijum blok sadrži razmake između čestica cirkonija. Tokom sinterovanja, vezivanje čestica i difuzija smanjuju ove prostore.

Kako struktura postaje gušća, ukupne dimenzije se smanjuju.

Količina skupljanja nije nužno ista za različite proizvode od cirkonija.

Razlike u sastavu praha, karakteristikama čestica, procesu formiranja, pred-gustini sinterovanja i uslovima proizvodnje mogu uticati na specificirano skupljanje.

Iz tog razloga, ne postoji jedinstvena vrijednost skupljanja koja se može primijeniti na svaki zubni blok od cirkonija.

Ako laboratorij prelazi s jedne marke cirkonija na drugu, faktor skupljanja koji se isporučuje s novim materijalom treba provjeriti prije mljevenja. Odgovarajuće CAD/CAM postavke će takođe možda morati da se ažuriraju.

Mala razlika u faktoru kompenzacije može postati primjetna nakon sinteriranja, posebno kada restauracija zahtijeva čvrsto prianjanje.

Šta se menja tokom sinterovanja?

Nekoliko promjena se dešava tokom procesa sinterovanja.

1. Povećava se gustina

Prethodno-sinterovani cirkonijum ima relativno poroznu strukturu. Kako se čestice spajaju tokom zagrijavanja, prostor unutar materijala se smanjuje, a gustina se povećava.

Konačna gustina zavisi od materijala od cirkonija i uslova obrade.

2. Restauracija postaje manja

Restauracija se skuplja kako materijal postaje gušći.

CAD/CAM sistem uzima u obzir ovu promenu dimenzija pre glodanja primenom informacija o skupljanju datih za blok cirkonijuma.

3. Mikrostruktura se razvija

Sinterovanjem se mijenja mikrostruktura cirkonija.

Sastav, struktura zrna, gustina i uslovi sinterovanja imaju ulogu u konačnim mehaničkim svojstvima cirkonija.

Ovo je jedan od razloga zašto je važan ciklus sinterovanja koji preporučuje proizvođač. Peć koja dosegne ciljnu temperaturu ne govori cijelu priču.

4. Izgled se mijenja

Izgled cirkonija se takođe može promeniti tokom sinterovanja.

Za prethodno obojeni i višeslojni cirkonijum, konačna nijansa i translucencija su povezani sa formulacijom materijala i uslovima obrade. Izgled prije sinteriranja ne treba tretirati kao tačnu indikaciju konačnog izgleda.

Kada uspoređujete dva proizvoda od cirkonija, korisno je pogledati njihova uputstva za upotrebu, a ne pretpostaviti da će isti program peći dati isti rezultat.

Zašto je temperatura sinterovanja tako visoka?

Dentalni cirkonij zahtijeva visoko-sinterovanje jer je česticama potrebno dovoljno toplotne energije da bi se izvršila difuzija i zgušnjavanje.

Mnogi dentalni cirkoni materijali koriste temperature sinterovanja oko 1500 stepeni ili više, iako preporučena temperatura zavisi od specifičnog materijala.

Peć može imati maksimalnu nazivnu temperaturu od 1.600 stepeni ili 1.650 stepeni, na primer.

Ta specifikacija vam govori o gornjoj temperaturnoj sposobnosti peći. To ne znači da se cirkonijum normalno treba sinterovati na toj temperaturi.

Preporučena temperatura sinteriranja dolazi od proizvođača cirkonija.

Ovu razliku vrijedi imati na umu kada upoređujete peći za dentalne sinteriranje:

Maksimalna temperatura peći ≠ temperatura sinterovanja cirkonija.

Laboratoriju može biti potrebna peć s odgovarajućim temperaturnim rasponom, ali stvarni program treba odabrati u skladu s cirkonijumom koji se obrađuje.

Da li viša temperatura znači bolje sinterovanje?

Nije nužno.

Viša maksimalna temperatura može biti korisna specifikacija peći, ali to je samo jedan dio procjene.

Ciklus sinterovanja cirkonija uključuje nekoliko parametara:

Stopa grijanja

Ciljna temperatura

Vrijeme čekanja

Ujednačenost temperature

Stopa hlađenja

Utovar peći

Položaj restauracija

Preporučeni program za materijal od cirkonijuma

Na primjer, ako proizvođač cirkonija preporučuje sinteriranje na određenoj temperaturi za određeno vrijeme držanja, povećanje temperature jednostavno zato što peć može postići može promijeniti mikrostrukturu materijala.

Isto se odnosi i na vrijeme zadržavanja.

Duži ili topliji ciklus nije automatski bolji ciklus.

Kada procjenjujem peć, pogledao bih koliko dobro može reproducirati temperaturni ciklus koji zahtijevaju materijali koji se koriste u laboratoriji, umjesto da se fokusiram samo na maksimalnu temperaturu.

Zašto je program sinterovanja važan?

Program sinterovanja određuje kako se peć kreće kroz faze grijanja, držanja i hlađenja.

Jednostavan program se može opisati kao:

Grijanje → Držanje → Hlađenje

U stvarnim stomatološkim aplikacijama, program može sadržavati nekoliko temperaturnih stupnjeva i različite stope zagrijavanja.

Na primjer, konvencionalni ciklus cirkonija može trajati nekoliko sati. Neki materijali od cirkonija su također dizajnirani za kraće brze-cikluse sinteriranja.

Brzi{0}}ciklus sinterovanja nije samo kraća verzija konvencionalnog ciklusa.

Brzi-program za sinteriranje mijenja način na koji se materijal zagrijava i hladi. Da li je prikladno ovisi o formulaciji cirkonija i preporukama proizvođača materijala.

Iz tog razloga, laboratorij ne bi trebao pretpostaviti da se brzi program prikladan za jedan cirkonij treba koristiti direktno za drugu marku cirkonija.

Kada se uvede novi materijal od cirkonija, provjerio bih njegov preporučeni ciklus i uporedio ga s dostupnim programima peći prije nego što ga koristim za redovnu proizvodnju.

Šta se dešava ako su uslovi sinterovanja pogrešni?

Rezultat ovisi o tome koji parametar je izvan preporučenog raspona i za koliko.

Mogući problemi uključuju:

Konačne dimenzije koje se razlikuju od očekivanog rezultata

Promjene mehaničkih svojstava

Razlike u nijansi ili prozračnosti

Varijacije između serija za sinterovanje

Distorzija kod nekih restauracija

Duže vrijeme obrade

Dodatna prilagođavanja ili prerade

Nije svaki problem koji se pojavi nakon sinteriranja uzrokovan peći.

Na primjer, netačan faktor skupljanja u CAD/CAM softveru može utjecati na konačne dimenzije čak i kada peć radi normalno.

Isto važi i za glodanje.

Stanje alata, tačnost glodanja, dizajn restauracije i stanje cirkonijum bloka takođe mogu uticati na konačni rezultat.

Kada se istražuje problem sinterovanja, korisno je sagledati cijeli lanac obrade umjesto da odmah mijenjate temperaturu peći.

Šta treba laboratorijski provjeriti prije sinteriranja?

Kada koristim novi materijal od cirkonija, prvo bih provjerio sljedeće informacije:

1. Preporučena temperatura sinteriranja

Provjerite ciljnu temperaturu koju je odredio proizvođač cirkonija.

2. Stopa grijanja

Neki materijali imaju određenu brzinu zagrijavanja ili preporučeni program s više stupnjeva grijanja.

3. Vrijeme zadržavanja

Provjerite koliko dugo materijal treba ostati na ciljnoj temperaturi.

4. Zahtjevi za brzo{1}}sinteriranje

Ako laboratorij želi da koristi kraći ciklus, potvrdite da je cirkonijum pogodan za tu vrstu programa.

5. Faktor skupljanja

Provjerite vrijednost koju treba unijeti u CAD/CAM softver.

6. Zahtjevi za hlađenje

Neki materijali mogu imati posebne preporuke za fazu hlađenja. Brzo hlađenje i prirodno hlađenje ne treba tretirati kao zamenljive procese.

7. Kompatibilnost peći

Provjerite da li dostupna peć može raditi u traženom temperaturnom rasponu i programu.

Ove tačke su obično korisnije od poređenja peći samo po njihovoj maksimalnoj temperaturi.

Šta distributeri treba da znaju o sinterovanju?

Distributeri koji prodaju dentalni cirkonijum ili opremu za zubotehničku laboratoriju takođe mogu dobiti pitanja o sinterovanju.

na primjer:

Zašto je restauracija postala manja?

Zašto se konačna veličina razlikuje od CAD dizajna?

Može li se ovaj cirkonij brzo sinterirati?

Zašto ovaj cirkonijum zahteva drugačiji program?

Može li se isti program koristiti za drugu marku cirkonija?

Zašto nijansa izgleda drugačije nakon sinteriranja?

Zašto se dva materijala od cirkonija različito ponašaju u istoj peći?

Ne morate biti inženjer za sinteriranje da biste odgovorili na ova pitanja.

Osnovno razumijevanje odnosa između cirkonijevog materijala, kompenzacije skupljanja, procesa mljevenja, programa sinteriranja i finalne restauracije korisno je u komunikaciji sa dentalnim laboratorijima.

Pomaže i pri usporedbi proizvoda različitih proizvođača.

Na primjer, ako dva cirkonija bloka imaju različite preporučene faktore skupljanja ili cikluse sinterovanja, ne treba ih ocjenjivati ​​samo prema njihovoj navedenoj čvrstoći ili prozračnosti. Zahtjevi obrade također su dio materijalnih informacija.

Sinterovanje je dio cijelog CAD/CAM procesa

Lakše je razumjeti obradu cirkonija kada se koraci posmatraju kao jedan kontinuirani proces:

Blok cirkonija → CAD dizajn → Glodanje → Sinterovanje → Završna obrada

Svaka faza ima svoje zahtjeve.

CAD softveru su potrebne ispravne informacije o skupljanju.

Glodalica treba obraditi blok u skladu sa specifikacijama materijala.

Peć treba da radi odgovarajući ciklus sinterovanja.

Nakon sinteriranja, restauraciju je potrebno provjeriti u pogledu dimenzija, pristajanja, boje, stanja površine i drugih zahtjeva relevantnih za slučaj.

Ovako bih pristupio i problemu sinterovanja u laboratoriji.

Ako, na primjer, izađe kruna neočekivane veličine, ne bih odmah pretpostavio da je za to odgovorna peć. Prvo bih provjerio šaržu cirkonija, faktor skupljanja, CAD/CAM postavke, proces mljevenja, program sinteriranja, punjenje peći i temperaturne zapise.

Gledanje ovih faktora zajedno pruža praktičnu polaznu tačku za rješavanje problema.

Šta to znači pri odabiru peći za dentalno sinteriranje?

Za laboratorij, peć treba uzeti u obzir u odnosu na materijale od cirkonija koji se koriste.

Važne specifikacije mogu uključivati:

Maksimalna radna temperatura

Stopa grijanja

Preciznost kontrole temperature

Ujednačenost temperature

Dostupni programi za sinterovanje

Programabilne faze grijanja i hlađenja

Kapacitet komore

Broj i vrsta posuda za sinterovanje

Podrška za konvencionalne i brze{0}}cikluse sinterovanja

Pohrana i uređivanje programa

Praćenje i kontrola temperature

Stvarna važnost svake specifikacije zavisi od toka rada laboratorije.

Mala laboratorija koja obrađuje ograničeni broj krunica može imati različite zahtjeve od veće laboratorije koja svaki dan proizvodi više mostova i potpunih{0}}nadoknada.

Isti princip važi i za brzo sinterovanje. Kraći ciklus može biti koristan za određene tokove rada, ali zahtjeve za obradu cirkonija i dalje treba prvo razmotriti.

Final Thoughts

Sinterovanje je faza u kojoj se prethodno-sinterirani cirkonij zagrijava kako bi se razvila gušća struktura i dostigla dimenzije i karakteristike materijala koje se očekuju nakon obrade.

Proces može izgledati jednostavno izvana: stavite restauraciju u peć, pokrenite program i pričekajte da se ohladi.

U praksi je uključeno nekoliko varijabli.

Materijal cirkonija, faktor skupljanja, CAD/CAM postavke, proces glodanja, kriva grijanja, ciljna temperatura, vrijeme držanja, proces hlađenja i stanje peći imaju ulogu u konačnom rezultatu.

Za laboratorije, ne bih počeo tako što bih pitao samo:

"Koliko se ova peć može zagrijati?"

Korisnije pitanje je:

"Može li ova peć raditi temperaturni ciklus koji zahtijevaju cirkonijski materijali koje koristim?"

To pitanje daje bolju polaznu tačku kada se porede dentalne peći za sinterovanje i kada se odlučuje da li je peć prikladna za određeni laboratorijski radni tok.