Mikä on sintrauksen tarkoitus hammaslääketieteessä?

 

Jos olet uusi hammaszirkoniassa, herää usein yksi kysymys:

Miksi zirkoniumoksidipala täytyy sintrata jyrsinnän jälkeen?

Kun zirkoniumlohko on jyrsitty kruunun, sillan tai muun restauroinnin muotoon, se saattaa näyttää jo läheltä lopullista restaurointia. Materiaali on kuitenkin edelleen esi-sintratussa tilassa. Sen tiheys, lujuus, mitat ja ulkonäkö eivät ole vielä samat kuin suositellun sintrausjakson jälkeen.

Tässä sintrauksesta tulee tärkeä osa zirkoniumoksidin käsittelyä.

Valmistuksen kannalta sintraus on enemmän kuin pelkkä täytteen kuumentaminen korkeaan lämpötilaan. Kuumennusnopeus, tavoitelämpötila, pitoaika, jäähdytysvaihe, uunin kunto, latausjärjestely ja zirkoniumoksidimateriaalin ominaisuudet voivat kaikki vaikuttaa tulokseen.

Hammaslaboratoriolle tämän prosessin ymmärtäminen voi myös helpottaa sen tunnistamista, mistä ongelma on saattanut alkaa, kun lopullinen restauraatio ei suju odotetulla tavalla.

Mitä tapahtuu ennen sintrausta?

Useimmat CAD/CAM-hammaszirkonialohkot toimitetaan osittain sintrattuina tai esi{0}}sintrattuina.

Tässä vaiheessa zirkoniumoksidilla on tarpeeksi lujuutta käsiteltäväksi ja jyrsittäväksi, mutta se ei ole saavuttanut täysin sintratun zirkoniumoksidin tiheyttä.

Tämä ero on tärkeä CAD/CAM-käsittelyssä.

Täysin sintrattua zirkoniaa on paljon vaikeampi työstää. Esi-sintrattua zirkoniumoksidia on helpompi leikata jyrsinkoneella, mikä voi vähentää työkalun kulumista ja työstöaikaa.

Toinen tärkeä kohta on: restauraatio on tarkoituksella jyrsitty lopullisen kokonsa suuremmaksi.

Tämä johtuu siitä, että materiaali kutistuu sintrauksen aikana.

Jos esimerkiksi zirkoniumlohkon lineaarinen kutistuminen on noin 20 %, CAD/CAM-järjestelmän on kompensoitava tämä muutos jyrsintämittoja laskeessaan. Todellinen kutistumisarvo vaihtelee zirkoniumoksidimateriaalien ja valmistajien välillä, joten tulee käyttää kullekin lohkolle annettua arvoa.

Tästä syystä zirkoniumoksidimerkin vaihtaminen ilman uuden materiaalin kutistumistietojen tarkistamista voi aiheuttaa mittaongelmia.

Restaurointi saattaa näyttää oikealta heti jyrsinnän jälkeen, mutta se on silti välituote.

Mikä on sintrauksen tarkoitus?

Sintrauksen päätarkoitus on lisätä zirkoniumoksidin tiheyttä kuumentamalla materiaalia kontrolloidussa lämpötilasyklissä.

Lämpötilan noustessa zirkoniumoksidihiukkaset sitoutuvat vähitellen ja niiden väliset tilat pienenevät. Materiaali tiivistyy ja restaurointi supistuu.

Tämä kutistuminen on syynä siihen, että ylimitoitettu jyrsitty restauraatio voi saavuttaa aiotut mitat sintrauksen jälkeen.

Yksinkertaisesti sanottuna:

Jyrsintä muotoilee restauroinnin.
Sintraus kehittää tiheän zirkoniumoksidirakenteen.

Nämä kaksi prosessia liittyvät läheisesti toisiinsa, kun työskennellään esi-sintratun hammaszirkonia kanssa.

Sintraus vaikuttaa myös materiaalin lopulliseen mikrorakenteeseen. Tuloksena saatavat mekaaniset ja optiset ominaisuudet riippuvat zirkoniumoksidikoostumuksesta, sen lähtötilanteesta ja käytetyistä sintrausolosuhteista.

On tarkempaa ajatella sintrausta osana materiaalin prosessointiprosessia eikä pelkästään viimeistä lämmitysvaihetta.

Miksi zirkoniumoksidi kutistuu sintrauksen aikana?

Tämä on tärkeä seikka sekä laboratorioteknikoille että hammasmateriaalien jakelijoille.

Esi-sintrattu zirkoniumoksidilohko sisältää tiloja zirkoniumoksidihiukkasten välillä. Sintrauksen aikana hiukkasten sitoutuminen ja diffuusio vähentävät näitä tiloja.

Kun rakenne tiivistyy, kokonaismitat pienenevät.

Kutistumisen määrä ei välttämättä ole sama eri zirkoniatuotteissa.

Erot jauhekoostumuksessa, hiukkasten ominaisuuksissa, muovausprosessissa, esi-sintratussa tiheydessä ja valmistusolosuhteissa voivat vaikuttaa määritettyyn kutistumiseen.

Tästä syystä ei ole olemassa yhtä kutistumisarvoa, jota voitaisiin soveltaa jokaiseen hammaszirkonialohkoon.

Jos laboratorio vaihtaa zirkoniummerkistä toiseen, uuden materiaalin mukana toimitettu kutistumiskerroin tulee tarkistaa ennen jyrsimistä. Myös vastaavat CAD/CAM-asetukset on ehkä päivitettävä.

Pieni ero kompensointikertoimessa voi tulla havaittavaksi sintrauksen jälkeen, varsinkin kun restaurointi vaatii tiivistä sovitusta.

Mikä muuttuu sintrauksen aikana?

Sintrausprosessin aikana tapahtuu useita muutoksia.

1. Tiheys kasvaa

Esi-sintratulla zirkoniumoksidilla on suhteellisen huokoinen rakenne. Kun hiukkaset sitoutuvat kuumennettaessa, materiaalin sisällä olevat tilat pienenevät ja tiheys kasvaa.

Lopullinen tiheys riippuu zirkoniumoksidimateriaalista ja käsittelyolosuhteista.

2. Restaurointi pienenee

Restaurointi supistuu materiaalin tiivistyessä.

CAD/CAM-järjestelmä huomioi tämän mittamuutoksen ennen jyrsimistä käyttämällä zirkonialohkolle annettuja kutistumistietoja.

3. Mikrorakenne kehittyy

Sintraus muuttaa zirkoniumoksidin mikrorakennetta.

Koostumuksella, raerakenteella, tiheydellä ja sintrausolosuhteet vaikuttavat kaikki zirkoniumoksidin lopullisiin mekaanisiin ominaisuuksiin.

Tämä on yksi syy, miksi valmistajan suosittelema sintrausjakso on tärkeä. Tavoitelämpötilan saavuttava uuni ei kerro koko tarinaa.

4. Ulkonäkö muuttuu

Zirkoniumoksidin ulkonäkö voi myös muuttua sintrauksen aikana.

Esivarjostetun ja monikerroksisen zirkoniumoksidin lopullinen sävy ja läpikuultavuus liittyvät materiaalin koostumukseen ja käsittelyolosuhteisiin. Ulkonäköä ennen sintrausta ei tule pitää tarkana osoituksena lopullisesta ulkonäöstä.

Kun verrataan kahta zirkoniatuotetta, on hyödyllistä tarkastella niiden käyttöohjeita sen sijaan, että oletetaan, että sama uuniohjelma tuottaa saman tuloksen.

Miksi sintrauslämpötila on niin korkea?

Hammaszirkonia vaatii korkean lämpötilan{0}}sintrausta, koska hiukkaset tarvitsevat riittävästi lämpöenergiaa diffuusiota ja tiivistymistä varten.

Monet hampaiden zirkoniamateriaalit käyttävät sintrauslämpötiloja noin 1500 astetta tai korkeampia, vaikka suositeltu lämpötila riippuu tietystä materiaalista.

Uunin maksiminimellislämpötila voi olla esimerkiksi 1600 astetta tai 1650 astetta.

Tämä eritelmä kertoo uunin ylemmän lämpötilan. Se ei tarkoita, että zirkoniumoksidi pitäisi normaalisti sintrata tässä lämpötilassa.

Suositeltu sintrauslämpötila tulee zirkoniumoksidin valmistajalta.

Tämä ero on syytä pitää mielessä verrattaessa hammaslääketieteellisiä sintrausuuneja:

Uunin maksimilämpötila ≠ zirkoniumoksidin sintrauslämpötila.

Laboratorio saattaa tarvita uunin sopivalla lämpötila-alueella, mutta varsinainen ohjelma tulee valita käsiteltävän zirkoniumoksidin mukaan.

Tarkoittaako korkeampi lämpötila parempaa sintrausta?

Ei välttämättä.

Korkeampi maksimilämpötila voi olla hyödyllinen uunin spesifikaatio, mutta se on vain yksi osa arviointia.

Zirkoniumoksidin sintraussykli sisältää useita parametreja:

Lämmitysnopeus

Tavoitelämpötila

Odotusaika

Lämpötilan tasaisuus

Jäähdytysnopeus

Uunin lastaus

Restaurointien sijainti

Suositeltava ohjelma zirkoniamateriaalille

Jos esimerkiksi zirkoniumoksidin valmistaja suosittelee sintraamista tietyssä lämpötilassa tietyn pitoajan, lämpötilan nostaminen yksinkertaisesti siksi, että uuni voi saavuttaa sen, voi muuttaa materiaalin mikrorakennetta.

Sama koskee pitoaikaa.

Pidempi tai kuumempi sykli ei ole automaattisesti parempi sykli.

Uunin arvioinnissa katsoisin, kuinka hyvin se pystyy toistamaan laboratoriossa käytettävien materiaalien vaatiman lämpötilakierron sen sijaan, että keskittyisin pelkästään maksimilämpötilaan.

Miksi sintrausohjelma on tärkeä?

Sintrausohjelma määrittää, kuinka uuni liikkuu lämmitys-, pito- ja jäähdytysvaiheiden läpi.

Yksinkertainen ohjelma voidaan kuvata seuraavasti:

Lämmitys → Pito → Jäähdytys

Varsinaisissa hammaslääketieteen sovelluksissa ohjelma voi sisältää useita lämpötilavaiheita ja erilaisia ​​lämmitysnopeuksia.

Esimerkiksi tavanomainen zirkoniumoksidisykli voi kestää useita tunteja. Jotkut zirkoniumoksidimateriaalit on myös suunniteltu lyhyempiin-nopeisiin sintraussykleihin.

Nopea{0}}sintraussykli ei ole vain lyhyempi versio perinteisestä syklistä.

Nopea{0}}sintrausohjelma muuttaa tapaa, jolla materiaali kuumennetaan ja jäähdytetään. Sen sopivuus riippuu zirkoniumoksidikoostumuksesta ja materiaalin valmistajan antamista suosituksista.

Tästä syystä laboratorion ei pitäisi olettaa, että yhdelle zirkonialle sopivaa nopeaa ohjelmaa pitäisi käyttää suoraan toiselle zirkoniamerkille.

Kun uusi zirkoniumoksidimateriaali otetaan käyttöön, tarkistan sen suositellun syklin ja vertaan sitä saatavilla oleviin uuniohjelmiin ennen kuin käytän sitä normaaliin tuotantoon.

Mitä tapahtuu, jos sintrausolosuhteet ovat väärät?

Tulos riippuu siitä, mikä parametri jää suositellun alueen ulkopuolelle ja kuinka paljon.

Mahdollisia ongelmia ovat mm.

Lopulliset mitat, jotka poikkeavat odotetusta tuloksesta

Muutokset mekaanisissa ominaisuuksissa

Erot varjossa tai läpikuultavuudessa

Vaihtelu sintrauserien välillä

Vääristymiä joissakin restauraatioissa

Pidempi käsittelyaika

Lisäsäädöt tai remake

Kaikki sintrauksen jälkeen ilmenevät ongelmat eivät johdu uunista.

Esimerkiksi virheellinen kutistumiskerroin CAD/CAM-ohjelmistossa voi vaikuttaa lopullisiin mittoihin, vaikka uuni toimii normaalisti.

Sama pätee jyrsintään.

Myös työkalun kunto, jyrsintätarkkuus, restauroinnin suunnittelu ja zirkoniumlohkon kunto voivat vaikuttaa lopputulokseen.

Sintrausongelmaa tutkittaessa on hyödyllistä tarkastella koko prosessointiketjua sen sijaan, että muuttaisi uunin lämpötilaa välittömästi.

Mitä laboratorion tulisi tarkistaa ennen sintrausta?

Kun käytän uutta zirkoniamateriaalia, tarkistaisin ensin seuraavat tiedot:

1. Suositeltu sintrauslämpötila

Tarkista zirkoniumoksidin valmistajan ilmoittama tavoitelämpötila.

2. Lämmitysnopeus

Joillakin materiaaleilla on määritetty kuumennusnopeus tai suositeltu ohjelma, jossa on useita lämmitysvaiheita.

3. Pitoaika

Tarkista, kuinka kauan materiaalin tulee pysyä tavoitelämpötilassa.

4. Nopea-sintrausvaatimukset

Jos laboratorio haluaa käyttää lyhyempää sykliä, varmista, että zirkoniumoksidi sopii tämäntyyppiseen ohjelmaan.

5. Kutistumiskerroin

Tarkista CAD/CAM-ohjelmistoon syötettävä arvo.

6. Jäähdytysvaatimukset

Joillakin materiaaleilla voi olla erityisiä suosituksia jäähdytysvaihetta varten. Nopeaa jäähdytystä ja luonnollista jäähdytystä ei pidä käsitellä keskenään vaihdettavina prosesseina.

7. Uunien yhteensopivuus

Tarkista, pystyykö käytettävissä oleva uuni pyörimään vaaditulla lämpötila-alueella ja ohjelmalla.

Nämä pisteet ovat yleensä hyödyllisempiä kuin uunien vertailu vain niiden maksimilämpötilan perusteella.

Mitä jakelijoiden tulisi tietää sintrauksesta?

Hammaszirkonia tai hammaslaboratoriolaitteita myyvät jakelijat voivat myös saada kysymyksiä sintraamisesta.

Esimerkiksi:

Miksi kunnostus pieneni?

Miksi lopullinen koko eroaa CAD-suunnittelusta?

Voiko tämä zirkonia sintrata nopeasti?

Miksi tämä zirkoniumoksidi vaatii erilaisen ohjelman?

Voidaanko samaa ohjelmaa käyttää toiselle zirkoniamerkille?

Miksi sävy näyttää erilaiselta sintrauksen jälkeen?

Miksi kaksi zirkoniumoksidimateriaalia käyttäytyvät eri tavalla samassa uunissa?

Sinun ei tarvitse olla sintrausinsinööri vastataksesi näihin kysymyksiin.

Perustiedot zirkoniumoksidimateriaalin, kutistumisen kompensoinnin, jyrsintäprosessin, sintrausohjelman ja lopullisen restauroinnin välisestä suhteesta on hyödyllistä kommunikoitaessa hammaslaboratorioiden kanssa.

Se auttaa myös vertailtaessa eri valmistajien tuotteita.

Jos esimerkiksi kahdella zirkoniumlohkolla on erilaiset suositellut kutistumiskertoimet tai sintrausjaksot, niitä ei tule arvioida vain niiden ilmoitetun lujuuden tai läpikuultavuuden perusteella. Myös käsittelyvaatimukset ovat osa materiaalitietoa.

Sintraus on osa koko CAD/CAM-prosessia

Zirkoniumoksidin käsittelyä on helpompi ymmärtää, kun vaiheita pidetään yhtenä jatkuvana prosessina:

Zirkoniumlohko → CAD-suunnittelu → Jyrsintä → Sintraus → Viimeistely

Jokaisella vaiheella on omat vaatimuksensa.

CAD-ohjelmisto tarvitsee oikeat kutistumistiedot.

Jyrsinkoneen on käsiteltävä lohko materiaalierittelyjen mukaisesti.

Uunissa on suoritettava sopiva sintrausjakso.

Sintrauksen jälkeen restauraatiosta on tarkastettava mitat, istuvuus, sävy, pinnan kunto ja muut tapaukseen liittyvät vaatimukset.

Näin minäkin lähestyisin sintrausongelmaa laboratoriossa.

Jos esimerkiksi kruunu tulee ulos odottamattoman kokoisena, en heti olettaisi, että uuni on vastuussa. Tarkistaisin ensin zirkoniumoksidierän, kutistumiskertoimen, CAD/CAM-asetukset, jyrsintäprosessin, sintrausohjelman, uunin latauksen ja lämpötilatiedot.

Näiden tekijöiden tarkastelu yhdessä tarjoaa käytännöllisen lähtökohdan vianmääritykseen.

Mitä tämä tarkoittaa hampaiden sintrausuunin valinnassa?

Laboratoriossa uunia tulisi harkita suhteessa käytettyihin zirkoniumoksidimateriaaliin.

Tärkeitä teknisiä tietoja voivat olla:

Maksimi käyttölämpötila

Lämmitysnopeus

Lämpötilan säädön tarkkuus

Lämpötilan tasaisuus

Käytettävissä olevat sintrausohjelmat

Ohjelmoitavat lämmitys- ja jäähdytysportaat

Kammion kapasiteetti

Sintrausalusten lukumäärä ja tyyppi

Tuki perinteisille ja nopeille{0}}sintraussykleille

Ohjelman tallennus ja muokkaus

Lämpötilan valvonta ja ohjaus

Kunkin eritelmän todellinen tärkeys riippuu laboratorion työnkulusta.

Pienellä laboratoriolla, joka käsittelee rajoitettua määrää kruunuja, voi olla erilaiset vaatimukset kuin suuremmalla laboratoriolla, joka tuottaa useita siltoja ja täydellisiä -kaaren restauraatioita päivittäin.

Sama periaate pätee nopeaan sintraukseen. Lyhyempi sykli voi olla hyödyllinen tietyissä työnkuluissa, mutta zirkoniumoksidin valmistajan käsittelyvaatimukset on silti otettava huomioon ensin.

Viimeisiä ajatuksia

Sintraus on vaihe, jossa esi{0}}sintrattua zirkoniumoksidia kuumennetaan, jotta muodostuu tiheämpi rakenne ja saavutetaan käsittelyn jälkeen odotettavissa olevat mitat ja materiaaliominaisuudet.

Prosessi voi näyttää ulkopuolelta yksinkertaiselta: aseta restauraatio uuniin, käynnistä ohjelma ja odota sen jäähtymistä.

Käytännössä mukana on useita muuttujia.

Zirkoniumoksidimateriaalilla, kutistuvuuskertoimella, CAD/CAM-asetuksella, jyrsintäprosessilla, kuumennuskäyrällä, tavoitelämpötilalla, pitoajalla, jäähdytysprosessilla ja uunin kuntolla on merkitystä lopputulokseen.

Laboratorioiden osalta en aloittaisi kysymällä vain:

"Kuinka kuuma tämä uuni voi mennä?"

Hyödyllisempi kysymys on:

"Voiko tämä uuni suorittaa käyttämieni zirkoniamateriaalien vaatiman lämpötilasyklin?"

Tämä kysymys antaa paremman lähtökohdan verrattaessa hammaslääketieteen sintrausuuneja ja päätettäessä, sopiiko uuni tiettyyn laboratorion työnkulkuun.