소결 중 지르코니아에는 어떤 일이 발생합니까?

소결 중 지르코니아에는 어떤 일이 발생합니까?

 

 

소결 전과 후의 지르코니아 수복물을 비교해 본 적이 있다면 한 가지 변화를 쉽게 알 수 있습니다. 수복물이 작아진다는 것입니다.

그러나 치수 변화는 소결 중에 발생하는 현상의 일부일 뿐입니다.

소결 전 치과용 지르코니아는 일반적으로 소결 전 상태로 공급됩니다.- CAD/CAM 밀링에 충분한 강도를 가지며 완전히 소결된 지르코니아보다 가공이 훨씬 쉽습니다. 그러나 이 단계에서 재료는 아직 소결 후 예상되는 밀도, 미세 구조 및 최종 재료 특성에 도달하지 못했습니다.

소결하는 동안 지르코니아는 제어된 온도 사이클을 통해 가열됩니다. 온도가 증가함에 따라 입자는 더 밀접하게 결합되고, 기공은 더 작아지고, 재료는 더 조밀해지며, 수복물은 점차적으로 최종 치수에 도달합니다.

매일 지르코니아를 사용하여 작업하는 사람에게는 소결을 단순히 "크라운 가열"로 보는 것보다 재료 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하는 것이 유용합니다.

소결 전 지르코니아는 어떤가요?

CAD/CAM 밀링에 사용되는 치과용 지르코니아 블록은 일반적으로 부분적으로 치밀화되거나 사전 소결된 상태로 공급됩니다.-

이 단계에서 재료는 취급 및 밀링에 충분한 강도를 가지지만 밀도는 완전히 소결된 지르코니아의 밀도보다 여전히 낮습니다.

완전히 소결된 지르코니아는 기존의 치과용 밀링 장비로 가공하기 어렵습니다. 사전-소결된 지르코니아는 절단이 더 쉽기 때문에 재료가 최종 밀도에 도달하기 전에 밀링 기계로 수복물을 생산할 수 있습니다.

지르코니아는 소결 중에 수축하기 때문에 수복물은 원래 의도한 최종 크기보다 더 크게 밀링됩니다.

예를 들어, 지르코니아 블록은 재료에 따라 약 20% ~ 25%의 지정된 선형 수축률을 가질 수 있습니다. CAD/CAM 소프트웨어는 제조업체의 수축 계수를 사용하여 확대된 밀링 치수를 계산합니다.

실제 값은 재료에 따라 다릅니다.- 20% 수축 값을 모든 지르코니아 블록의 표준 설정으로 취급해서는 안 됩니다.

한 지르코니아 공급업체에서 다른 공급업체로 실험실을 변경하는 경우 밀링 전에 새로운 수축 계수를 확인하는 것이 가장 먼저 해야 할 일 중 하나입니다.

난방이 시작되면 어떻게 되나요?

지르코니아 수복물이 퍼니스에 배치되고 프로그램이 시작되면 선택한 가열 곡선에 따라 온도가 상승합니다.

사이클이 시작될 때 재료는 단순히 가열됩니다. 온도가 소결 범위에 가까워질수록 확산과 입자 결합이 점점 더 중요해집니다.

퍼니스는 지르코니아를 한 단계로 조밀하게 만들지 않습니다.

대신 입자는 점점 더 강한 연결을 형성하고 입자 사이의 공간은 작아집니다.

치밀화 속도는 다음을 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.

지르코니아 구성
분말 특성
초기 밀도
입자 크기 및 분포
가열 속도
소결온도
개최시간
냉각 조건

예를 들어, 기존 지르코니아 프로그램은 약 5~10도/분의 가열 속도를 사용하는 반면, 일부 빠른-소결 시스템은 훨씬 더 높은 가열 속도를 사용합니다. 이러한 값은 범용 설정이 아닌 예입니다. 올바른 주기는 지르코니아 제조업체의 지침에 따라 다릅니다.

이것이 바로 소결 프로그램이 가공되는 재료에 맞춰져야 하는 이유입니다.

지르코니아의 밀도가 높아짐

소결 중 주요 변화 중 하나는 치밀화입니다.

소결 전 지르코니아에는 입자 사이에 기공과 공간이 있습니다. 재료가 필요한 온도로 가열되면 확산으로 인해 입자가 서로 더 강한 연결을 형성할 수 있습니다.

이러한 공간이 작아질수록 밀도는 증가합니다.

과정을 묘사하는 간단한 방법은 점점 더 연속적이고 컴팩트한 구조를 형성하는 입자 집합을 상상하는 것입니다.

치과용 지르코니아 블록의 밀도는 이 과정에서 실질적으로 변할 수 있습니다. 재료에 따라 완전히 소결된 지르코니아는 약 6.0g/cm3 이상의 밀도에 도달할 수 있는 반면, 사전 소결된 재료는 밀도가 더 낮습니다.-

정확한 값은 지르코니아 구성 및 제조 공정에 따라 다릅니다.

이러한 밀도 증가는 소결 중에 발생하는 수축과 밀접한 관련이 있습니다.

수복물이 작아지는 이유는 무엇입니까?

지르코니아의 밀도가 높아질수록 재료의 부피는 감소합니다.

이것이 밀링 후 너무 크게 보이는 수복물이 소결 후에는 작아지는 이유입니다.

예를 들어, 지르코니아 재료의 지정된 선형 수축률이 20%인 경우 CAD/CAM 시스템은 밀링 전에 해당 변경 사항을 보상해야 합니다.

그 관계는 단순히 완성된 수복물의 20%를 줄이는 문제가 아니다. CAD/CAM 소프트웨어는 밀링 전에 디지털 치수를 확대하여 소결 중에 수복물이 의도한 치수로 수축될 수 있습니다.

실제 수축률은 제품마다 다릅니다.

적절한 냉각 방법은 재료와 퍼니스 제조업체의 지침에 따라 다릅니다.

실험실 작업의 경우 지르코니아 또는 용광로 제조업체가 다른 절차를 제공하지 않는 한 프로그래밍된 주기를 완료하는 것이 좋습니다.

고온에서 퍼니스를 열면 수복물이 프로그래밍된 주기의 일부가 아닌 급격한 온도 변화에 노출될 수도 있습니다.

빠른 소결이 지르코니아에 어떤 변화를 가져오나요?

고속 소결은 일반적으로 가열 속도를 높이고 프로그램의 다른 부분을 조정하여 더 짧은 열 주기를 사용합니다.

기본 목적은 동일하게 유지됩니다: 지르코니아의 치밀화.

차이점은 재료가 겪는 온도-시간 이력입니다.

예를 들어, 기존 지르코니아 사이클은 6~10시간이 소요되는 반면, 일부 빠른-소결 프로그램은 약 2시간 이내에 메인 사이클을 완료할 수 있습니다. 특정 재료와 용광로는 더 짧은 주기를 위해 설계되었습니다.

이 수치가 모든 지르코니아 제품에 적용되는 것은 아닙니다.

빠른 사이클은 일부 퍼니스 프로그램에서 30-100도/분의 가열 속도를 사용할 수 있는 반면, 기존 사이클은 상당히 낮은 가열 속도를 사용할 수 있습니다.

적절한 가열 속도는 지르코니아 제제와 해당 재료에 대해 검증되거나 권장되는 주기에 따라 다릅니다.

이것이 고속 소결이 보편적인 퍼니스 설정으로 취급되어서는 안되는 이유입니다.

일부 지르코니아 재료는 빠른 소결을 위해 특별히 개발되거나 테스트되었으며, 다른 재료는 기존의 소결 권장 사항을 따릅니다.

실험실에서 빠른 사이클을 사용하려는 경우 첫 번째 질문은 지르코니아 제조업체가 해당 사이클을 지원하고 해당 프로그램을 지정하는지 여부입니다.

소결 후 실험실에서 무엇을 알릴 수 있나요?

주기가 완료되고 수복물이 냉각된 후 몇 가지 변화가 관찰될 수 있습니다.

가장 확실한 것들은 다음과 같습니다:

수복물은 소결 전보다 작습니다.
이 소재는 훨씬 더 밀도가 높은 구조를 가지고 있습니다.
표면이나 외관은 변경될 수 있습니다.
최종 색상은 지르코니아에 따라 -소결 전 외관과 다를 수 있습니다.
수복물은 지정된 수축률에서 예상되는 가공 치수에 도달합니다.

다층 또는 사전 색상 처리된 지르코니아의 경우 소결 후 색상과 반투명도는 재료 구성 및 소결 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

정확한 모양과 특성은 지르코니아 제품마다 다릅니다.

이것이 소결 전의 외관만으로 지르코니아를 판단하는 것이 최종 수복물의 완전한 그림을 제공하지 못하는 이유입니다.

새로운 지르코니아를 사용할 때 무엇을 확인해야 합니까?

실험실과 유통업체의 경우 소결 절차를 변경하기 전에 재료 지침을 확인했습니다.

최소한 다음 정보를 찾으십시오.

1. 수축률

지르코니아 제조업체가 제공한 값을 확인하고 CAD/CAM 소프트웨어가 올바른 값을 사용하는지 확인하십시오.

예를 들어 선형 수축률 20.0%와 21.0%의 차이는 1%에 불과하지만 밀링 공정 전반에 걸쳐 잘못된 보정 값이 사용되면 최종 치수에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 권장 소결 온도

모든 지르코니아가 동일한 온도를 사용한다고 가정하지 마십시오.

한 제품은 약 1,500도를 권장할 수 있고 다른 제품은 1,530도 또는 다른 온도 범위를 지정할 수 있습니다.

3. 가열속도

재료에 일반 소결 또는 고속 소결 권장사항이 있는지 확인하세요.-

기존 사이클은 약 5~10도/분의 가열 속도를 사용하는 반면, 빠른 사이클은 훨씬 더 높은 속도를 사용할 수 있습니다.

4. 보유시간

재료가 목표 온도에서 얼마나 오랫동안 유지되어야 하는지 확인하십시오.

유지 시간은 재료와 주기에 따라 분 또는 시간 단위로 지정할 수 있습니다.

5. 냉각 요구 사항

제조업체가 특정 냉각 절차를 지정하는지 확인하십시오.

냉각 단계는 가열 후 선택적인 단계가 아니라 전체 소결 사이클의 일부로 간주되어야 합니다.

6. 퍼니스 호환성

퍼니스가 필요한 온도 프로필을 실행할 수 있는지, 그리고 선택한 프로그램이 재료와 일치하는지 확인하세요.

퍼니스는 처리되는 지르코니아에 필요한 온도 범위, 가열 제어, 챔버 용량 및 프로그래밍 가능한 사이클을 갖추어야 합니다.

이러한 세부 사항은 실험실에서 지르코니아 공급업체를 변경할 때 특히 중요해집니다.

프로세스를 이해하는 간단한 방법

지르코니아를 처음 사용하는 경우 프로세스를 4단계로 생각할 수 있습니다.

갈기

사전 소결된 블록은-최종 크기보다 큰 복원 형태로 만들어집니다.

선형 수축률이 약 20%인 재료의 경우 CAD/CAM 시스템은 설계 및 밀링 단계에서 예상되는 치수 변화를 보상합니다.

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난방

퍼니스는 선택된 프로그램에 따라 점차적으로 온도를 높입니다.

기존 프로그램은 비교적 느린 가열 속도를 사용할 수 있는 반면 빠른-소결 프로그램은 훨씬 더 높은 가열 속도를 사용할 수 있습니다.

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치밀화

지르코니아 입자는 더 밀접하게 결합되고 재료는 더 조밀해집니다.

목

입자 사이의 공간이 줄어들면서 수복물도 점차 줄어들게 됩니다.

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냉각

수복물은 프로그래밍된 열 주기에 따라 냉각되어 가공된 상태에 도달합니다.

실제 소결 공정은 이 단순화된 설명보다 더 복잡하지만 이 모델은 밀링, 수축, 치밀화, 가열 및 냉각 간의 관계를 이해하는 데 유용합니다.

소결로를 선택할 때 이는 무엇을 의미합니까?

제조 및 개발의 관점에서 볼 때, 최대 온도가 얼마나 높은지 묻는 것만으로는 소결로를 보지 않을 것입니다.

더 유용한 질문은 다음과 같습니다.

필요한 소결 온도에 도달하고 유지할 수 있습니까?

예를 들어, 지르코니아 제조업체가 1,530도를 지정하는 경우 용해로는 필요한 유지 기간 동안 해당 온도에서 안정적으로 작동해야 합니다.

챔버 내부의 온도 분포가 의도한 부하에 적합한가요?

이는 여러 수복물이나 트레이가 동시에 챔버에 배치될 때 더욱 중요해집니다.

지르코니아 프로그램에 따라 가열속도를 조절할 수 있나요?

기존 및 고속 소결 응용 분야 모두를 위한 용광로는 단순히 높은 최대 온도보다는 가열 곡선을 적절하게 제어해야 합니다.

퍼니스는 다양한 소결 사이클을 실행할 수 있나요?

실험실에서는 여러 가지 지르코니아 재료를 사용할 수 있는데, 하나는 기존 사이클을 필요로 하고 다른 하나는 빠른 소결을 허용합니다.

냉각 과정을 제어할 수 있나요?

냉각 단계는 전체 열 주기의 일부를 구성하며 재료 제조업체의 지침을 따라야 할 수도 있습니다.

실험실에서 다른 지르코니아 재료를 사용할 때 프로그램을 조정할 수 있습니까?

다양한 프로그램을 저장하고 선택하는 기능은 실험실에서 여러 지르코니아 제품을 사용할 때 유용할 수 있습니다.

이러한 점은 최대 온도보다 실제 지르코니아 가공과 더 밀접하게 관련되어 있습니다.

실험실에서는 동일한 용광로를 수년 동안 사용할 수 있지만 그 용광로에서 처리되는 지르코니아 재료는 바뀔 수 있습니다. 다양한 온도 프로필과 소결 프로그램을 수용할 수 있는 퍼니스는 실험실에서 재료를 변경하거나 새로운 지르코니아 제품을 추가할 때 유용할 수 있습니다.

최종 생각

소결은 밀링된 지르코니아 수복물을 고온으로 가열하는 것 이상입니다.

공정 중에 지르코니아는 더 조밀해지고, 입자는 더 조밀한 구조를 형성하며, 수복물은 의도한 최종 치수로 수축됩니다.

일반적인 치과용 지르코니아 사이클에는 약 1,450~1,550도의 온도, 분당 섭씨 수 도 범위의 기존 가열 속도, 지정된 유지 기간 및 제어된 냉각이 포함될 수 있습니다. 고속-소결 재료는 훨씬 더 높은 가열 속도와 더 짧은 총 사이클을 사용할 수 있습니다.

이 수치는 범용 설정이 아닌 예시입니다. 적절한 온도, 가열 속도, 유지 시간 및 냉각 절차는 지르코니아 재료 및 제조업체의 지침에 따라 다릅니다.

실험실의 경우 소결 프로그램은 일반적인 용해로 설정보다는 지르코니아 제조업체의 가공 정보의 일부로 가장 잘 처리됩니다.

유통업체가 다양한 지르코니아 재료 또는 소결로를 비교할 때 수축, 치밀화, 온도, 가열 속도, 유지 시간, 냉각 및 최종 치수 간의 관계를 이해하면 동일한 유형의 치과 수복물에 사용되는 경우에도 두 제품이 서로 다른 가공 조건이 필요한 이유를 더 쉽게 설명할 수 있습니다.