Nacera Calibrate: Kalibrierset für Nacera Pearl und Nacera Pearl Q3 Zirkonoxide

Korrekt gesintert?

Woher wissen wir, ob unsere Zirkonoxid-Kronen richtig gesintert sind? In der Regel kennen wir lediglich die vom Zirkonoxid-Hersteller gewünschte Sinterkurve, können unseren Ofen entsprechend programmieren und hoffen, dass im Inneren des Ofens dann auch alles so abläuft. Allerdings wissen wir auch von dem üblichen Verschleiß in Anlagen, der sich allmählich und unbemerkt in schlechteren Ergebnissen manifestieren kann und so zu mangelnder Ästhetik führt. Offensichtlich wird dieses Problem dann, wenn man mehrere Sinteröfen direkt miteinander vergleicht. Dabei zeigt sich, dass nur selten die gleichen Ergebnisse erzielt werden. Doceram Medical Ceramics sorgt hier mit Nacera Calibrate für Prozesssicherheit. Nachfolgend ist beschrieben, wie dies funktioniert.

Hintergrund

Die Qualität der Sinterung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Festigkeit und Transluzenz von Zirkonoxid. Ab einer Sin­tertemperatur von 1450 °C bildet sich ein sehr feines Korngefüge aus. Dieses zeigt eine hohe Festigkeit und sorgt für eine ausreichende Transluzenz. Wird die Temperatur und damit der Energieeintrag gesteigert, setzt ein Kornwachstum ein, das zu steigenden Transluzenzen, jedoch auch zu geringeren Festigkeiten führt (Abb. 1).

01 Das Verhältnis von Festigkeit und Transluzenz bei dentalen Zirkonoxiden. Je fester ein Zirkonoxid ist, desto weniger transluzent ist es und umgekehrt. Dabei hat die Sintertemperatur einen Einfluss auf die Transluzenz, da die Körner bei höheren Temperaturen stärker wachsen

Ursache

Das Sinterergebnis wird durch den Energie­eintrag bestimmt, den das Material im Sinterprozess erfährt. Der Energieeintrag ergibt sich aus den Größen Leistung und Zeit. Somit wird er von dem System „Ofen“ nicht erfasst, da dort nur die Temperatur und die Zeit gemessen und geregelt werden.

Erste Störquelle kann eine fehlerhafte Tem­peraturmessung sein, was durch eine Kali­brierung des Messsystems minimiert werden kann. Eine weitere Störquelle ist in dem allmählichen Verschleiß der Heizleiter oder der Ofenisolierung begründet. Ist dies der Fall, so wird zum Erreichen der gewünschten Temperatur eine höhere Leistung erforderlich.

Dies führt wiederum zu einem höheren Ener­gieeintrag in das Sintergut, bei gleichblei­bendem Temperatur-/Zeit-Verlauf und ist die Ursache dafür, dass unterschiedliche Öfen keine vergleichbaren Ergebnisse liefern können, obwohl die Werte korrekt eingegeben wurden und vom Ofendisplay korrekt angezeigt werden.

Der Energieeintrag in das Zirkonoxid lässt sich am besten mit dem Befüllen eines Wassereimers vergleichen. Ziel ist es, den Eimer immer bis zur Markierung zu befüllen. Der gefüllte Wassereimer steht für den Energieeintrag (Abb. 2a).

Die Öffnung des Wasserhahns beschreibt die Regulierung der Heizleistung. Eine geringe Öffnung erzeugt einen geringen Durchfluss und somit einen schmalen Wasserstrahl. Ein voll geöffneter Wasserhahn erzeugt hohen Durchfluss und einen breiten Wasser­strahl.

Somit bestimmt die Öffnung des Wasserhahns gleichzeitig auch den Zeitraum, in dem der Eimer bis zur Markierung gefüllt ist und entspricht in diesem Beispiel der Sinter­zeit (Abb. 2b und c). Problematisch wird es, wenn der Durchfluss unstetig ist und der Eimer Wasser verliert. Ist dies der Fall, dann kann der Eimer nicht mehr in vorgegebener Zeit befüllt werden (Abb. 2d).

02a Grundszenario steht für normale Heizleistung bei normaler Sinterzeit, der Energieeintrag ist korrekt
02b Szenario „schnell“, das steht für eine hohe Heizleistung bei kurzer Sinterzeit und sorgt für einen korrekten Energieeintrag
02c Szenario „langsam“, also eine geringe Heizleistung bei langer Sinterzeit. Dies führt zu einem korrekten Energieeintrag
02d Szenario „Ofenproblem“ – unstete Heizleistung bei normaler Sinterzeit führt zu einem zu geringen Energieeintrag

Lösung

Zur Lösung dieses Problems hat Doceram Medical Ceramics das Wissen aus dem industriellen Fertigungsprozess in die Zahntechnik übertragen. Dadurch werden präzise Prozesse auch im Labormaßstab möglich. Mit dem Nacera Calibrate Set (Abb. 3) schließt Doceram Medical Ceramics eine weitere Lücke in der Prozesssicherheit. Denn man sieht einer Zirkonoxid-Krone nur bedingt an, ob sie richtig gesintert wurde.

Ein protokolliertes Messergebnis mit Nacera Calibrate ist aussagekräftig und sorgt für die korrekte Verarbeitung des Materials. Zudem dient es der Qualitätssicherung innerhalb des Labors, in dem in Zukunft die gesetzliche Forderung eher in Richtung kleiner „Industrieprozess“ als in Richtung traditionelles Handwerk geht.

Funktionsweise

Das Nacera Calibrate Set wurde entwickelt, um die Energiemenge eines Sinterzyklus von Nacera Pearl oder Nacera Pearl Q3 zu messen. Es erfasst genau die Bedingungen, denen das reguläre Sintergut (Kronen, Gerüste et cetera) auch ausgesetzt ist. Zunächst wird, wie bereits in der dental ­dialogue 08/2017 (Seite 30–34) beschrieben, der Sinterofen gereinigt und, falls nötig, regeneriert. Nach der Reinigung sind die optimalen Voraussetzungen gegeben, um den Ofen mit Nacera Calibrate zu kalibrieren.

Hierzu wird der weiße, ungesinterte PTCR-Ring neben den zu sinternden Objekten in der Mitte der Sinterschale platziert. Die Menge beziehungsweise Masse der Sinterobjekte sollte dabei der täglich zu sinternden Durchschnittsmenge und Restaurationsart entsprechen (Abb. 4).

03 Das Nacera Calibrate Set wurde entwickelt, um genau die Bedingungen zu erfassen, denen das Sintergut im Sinterofen ausgesetzt ist

04 Der weiße, ungesinterte PTCR-Ring wird neben den zu ­sinternden Objekten in der Mitte der Sinterschale platziert

Nun wird der Ofen mit den für Nacera Pearl (Programm mit 1500 °C) oder Nacera Pearl Q3 (1450 °C) programmierten Werten gestartet (Abb. 5).

05 Die von Doceram Medical angegeben Sinterkurven von Nacera Pearl Q3 (Multi-Shade-Zirkonoxid) und Nacera Pearl

Anschließend wird der graue Kalibrierkörper des Nacera Calibrate Sets in das Mess­gerät zwischen den Stiften und der Spitze der Messuhr platziert und die Skala der Messuhr auf den Wert voreingestellt, der auf der Packung der weißen Keramikringe für das jeweilige Material angegebenen ist (Abb. 6). Dieser Wert ist materialspezifisch für Nacera Pearl oder Nacera Pearl Q3 angegeben und ändert sich mit den unterschiedlichen Chargen der Ringe. Nach Programmablauf und anschließender Abkühlung wird nun der gesinterte Keramikring anstelle des grauen Kalibrierkörpers in das Messgerät eingelegt (Abb. 7).

06 Mit dem grauen Kalibrierkörper wird im Nacera Calibrate Messgerät die Messuhr eingestellt

07 Nach der Sinterung wird der PTCR-Kalibrierring im Nacera Calibrate Messgerät gemessen

Erkenntnis

Sofern der Ofen richtig sintert, wird die Messuhr des Nacera Calibrate Sets einen Wert von „Null“ auf der Skala anzeigen. Sollte der Wert nach links von Null abweichen, so ist jede Abweichung um einen Teilstrich auf der Skala gleichbedeutend mit einer um 2 °C zu hohen Temperatur. Das hat zur Folge, dass die Temperatur im Programm um den abgelesenen Wert nach unten korrigiert werden muss. Bei einer Abweichung nach rechts ist dies umgekehrt, das heißt die Temperatur am Ofen muss erhöht werden (Abb. 8). Im Laboralltag ist es nicht selten, eine Abweichung von +/- 30 °C bis 100 °C zu verzeichnen.

08 Jede Abweichung am Messgerät um einen Teilstrich auf der Skala ist mit einer um 2 °C zu hohen oder zu niedrigen Temperatur gleichbedeutend und zeigt somit an, ob die Temperatur am Sinterofen nach oben oder unten korrigiert werden muss

Sind die Korrekturen im künftigen Sinterprogramm berücksichtigt, wird der nächste Sinterzyklus optimale Ergebnisse produzieren. Somit können auch unterschiedliche Öfen, sofern diese intakt sind, gleichmäßige Resultate erzielen. Sie lassen sich also gleichschalten – ähnlich wie bei Artikulatoren. Somit sind im Produktionsprozess immer gleichbleibende Sinterergebnisse zu erwarten. Eine Tabelle zur regelmäßigen Dokumentation der Messergebnisse und Korrekturen steht im Downloadbereich der Nacera Website unter „Nacera Calibrate“ kostenlos zur Verfügung.

Mit dieser Tabelle kann die regelmäßige Kalibrierung dokumentiert und kontrolliert werden. Darüber hinaus kann zum Beispiel ein Sinterzertifikat erstellt und bei großspannigen Arbeiten als Qualitätsnachweis mitgeliefert werden.  ■

 

 

 

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