Печи для синтеризации циркония

Наиболее популярные печи во всех стоматологических лабораториях в мире это керамические муфельные печи. Печи для синтеризации   относительно мало распространены в стоматологических лабораториях, но часто используются во фрезерных центрах и лабораториях, которые имеют системы СAD/CAM. Однако, учитывая увеличение спроса на реставрации из диоксида циркония не удивительно, что все больше зуботехнических лабораторий планируют купить печь для синтеризации.

Диоксид циркония

Большая часть диоксида циркония относится к  «полуфабрикату» и часто называется пре-синтеризованным или "предварительно спеченным". Изначально диоксид - это материал в виде порошка из оксида циркония, оксида иттрия, оксида гафния, алюминия, а также ряд других следовых соединений, которые подвергают прессованию при комнатной температуре в блок, цилиндр или диск. В этом состоянии, материал является относительно мягким и податливым, но не подходит для фрезерования. Он должен быть помещен в печь и обожжен при определенной температуре . В это время улетучиваются связующие соединения, материал твердеет и приобретает похожее на мел  состояние, подходящее для обработки на фрезерных обрабатывающих станках. Плотность материала в предварительно спеченном состоянии составляет приблизительно от 40% до 50% от теоретической максимальной плотности (полное спекание).
Горячее изостатическое прессование (ГИП) диоксида циркония начинается с того порошкообразного материала в качестве заготовки или предварительно спеченного диоксида циркония. Это прессование при чрезвычайно высоком давлении и температуре , одновременно формируют и спекает диоксид циркония в одну стадию, придавая ему 99% от теоретической максимальной плотности.


Спекание

Синтеризация (спекание)  -это процесс, в котором тепло, а иногда и давление, трансформируют структуру материала, уменьшая его пористость и повышая плотность частиц. Другие свойства, такие как прочность и полупрозрачность (транслюцентность), обычно усиливается. Предварительно спеченный диоксид циркония в начале находится в моноклинной кристаллической структурой, и по внешнему виду напоминает мел. Около 1100 ° С до 1200 ° C, оксид циркония переходит из моноклинной структуры к политетрагональную кристаллическую структуру. Мелоподобный внешний вид и текстура заменяется чрезвычайно твердой, плотной, и невероятно прочной структурой керамического материала, который даже высокоскоростной наконечник с алмазными борами не сразу возьмет. Спекание также вызывает усадку оксида циркония приблизительно на 25%.
В то время как диоксид циркония переходит из одной структуры в другую в пределах 1100 ° С до 1200 ° С, наиболее агломерационных печей огня при температурах, более близких к 1500 ° C. Конечные температуры спекания могут оказывать глубокое влияние на оксид циркония. Как правило, чем выше температура, тем плотнее оксид циркония приходит, как правило, близка к 99% от теоретической плотности максимальной.
Перед помещением в печь для спекания, пре-синтеризованный диоксид циркония обычно помещается в тигель, заполненный шариками диоксида циркония. Шарики не препятствуют естественной усадке диоксида циркония во время спекания (рис 1)

furnance1.jpg  furnance2.jpg


Температурный профиль синтеризации.

Производители диоксида циркония обычно рекомендуют определенный температурный профиль для спекания их материала. Этот профиль, как правило, включает в себя скорость линейного изменения температуры, конечной температуры, время удержания, а иногда остывания (рис 2).

furnance4.jpg

Отклонения от этого профиля могут вызывать отклонения от заявленных в спецификации показателей плотности, прочности и транслюцентности. При этом температурные профили могут отличаться для различных циркониевые смеси, предназначенных для разных типов реставраций: для каркасов мостовидных протезов , для реставраций полного контура.

Типичный цикл спекания может длиться от 6 до 8 часов в зависимости от темпа изменения сигнала, конечной температуры и времени удержания. Много споров вызывает использование ускоренных режимов спекания . Некоторые производители рекомендуют ускоренный цикл спекания для диоксида циркония, другие производители наоборот не поддерживают его применение. 

Программы печи
Большинство современных керамических печей полностью программируемы. Огромное разнообразие материалов заставили производителей сделать печи легко программируемым и переключаемыми с одной программы на другую.
Раньше печи для синтеризации, как правило, предлагали только один, фиксированный профиль спекания. Некоторые печи имели варианты лишь нескольких заранее запрограммированных циклов, поскольку ранее не было большого разнообразия диоксида циркония, и большинство производителей имели очень сходные профили спекания.
Но на сегодняшний день обходится одной программой стало недостаточно, так как значительно возросло количество поставщиков диоксида циркония и увеличилось разнообразие составов, появилась необхдимость выбирать программируемые печи.

Конечная температура, время удержания, а иногда и скорости охлаждения могут быть запрограммированы вручную, как правило, нажав ряд кнопок на передней панели. Некоторые из более продвинутых печей не только программируемые, но встроенной памяти, так что несколько профилей спекания могут быть сохранены и вызваны для конкретного производственного цикла, так же, как и современные муфельные печи.

Размер в зависимости от скорости обжига
Есть три основных категории размера печей, каждый из которых имеет свои преимущества и предназначен под определенный сегмент рынка. Наиболее крупные из них пригодны для крупного производства в фрезерном центре. Особенности таких печей : большой объем камеры нагрева, мощность от 150 до 200 единиц, и, как правило, обжиг в длинных циклах от 6 до 8 часов. Нагревание большой камеры равномерно с большим объемом диоксида циркония внутри требует много времени, Это, как правило, самые дорогие, но наиболее производительные печи.
Второй тип - это средние печи, подходящие для лабораторий и фрезеровальных центров, которые могут обрабатывать от 60 до 100 единиц продукции в течение 6- 8-часового цикла спекания. Эти печи наиболее часто используемые на сегодня, и, как правило, самые дешевые и доступные.

Некоторые из самых маленьких печей предлагают весьма уникальное преимущество. Хотя большинство обрабатывать только от 20 до 50 единиц продукции за один цикл, многие из них способны работать в укороченном цикле спекания всего за 90 минут. Небольшие нагревательные камеры быстро нагреваются и быстро остывают. Эти печи могут быть очень полезны когда нужно значительно сократить время на изготовление изделия. Тем не менее, несмотря на рекомендации использовать высокоскоростной режим спекания, который согласно некоторым исследованиям обеспечивает незначительное увеличение плотности и прочности, не все поставщики диоксида циркония являются поощряют использование коротких циклов.

Способ нагрева
Два распространенных способа нагрева, используемые при синтеризации- это керамические тены и микроволны. 

Обратите внимание, что платформа обычно полностью поднята во время спекания.
Нагревательные элементы из дисилицида молибдена (MoSi2) являются наиболее распространенным материалом, используемым для нагревательных элементов. Некоторые печи с этими элементами способны достичь температуры до 1800 ° С. Однако это более дорогие нагревательные элементы, чем остальные материалы, зато MoSi2 элементы, как правило, очень стабильны, поддерживают постоянное электрическое сопротивление в течение долгого времени.
Карбид кремниевые (SiC) элементы приобретают все большую популярность. Они имеют самовосстанавливающийся защитный слой и имеют большую зону нагрева, чем MoSi2. Но элементы SiC ограничены температурой около 1600 ° С. Они являются менее дорогостоящими, чем MoSi2, но их электрическое сопротивление имеет тенденцию к увеличению с течением времени, а поэтому они подвержены более частой замене.
Микроволны - один из новейших вариантов спекания. Моноклинный диоксид циркония не реагирует на СВЧ-энергию непосредственно. Микроволновые печи требуют пластину токоприемника и часто токоприемника для материала в агломерационных лотках, которые поглощают энергию микроволнового излучения, преобразуя его в тепло. Этот метод используется и в бытовых микроволновых печах.

Окрашивание циркония
Большая часть диоксида циркония в использовании сегодня подвергается окрашиванию. Иногда диоксид циркония предварительно затонирован поставщиком на производстве, но чаще ему придают необходимый оттенок нанесением специальных красителей. Обычно диоксид циркония остается белым до спекания, но после спекания очевидно проявляется оттенок . Температура, как и температурный режим (профиль)  может повлиять на работу пигмента. Поэтому желательно проводить оттеночные тесты перед изменением профиля спекания.

Печи для синтеризации - это оборудование первой необходимости для фрезерных центров и лабораторий , планирующих приобретние своей собственной системы CAD/CAM. Известно, что сейчас существуют различные варианты с точки зрения метода нагрева, программирования и мощности. Владельцам лабораторий необходимо тщательно изучить, какой тип лучше всего соответствует их требованиям. 

Специалисты Эзадент при необходимости проконсультируют в вопросе выбора печи под конкретные нужды. Напишите свои вопросы или позвоните нам по телефону + 7(495) 380-02-78

Возврат к списку