Qual é a finalidade da sinterização em odontologia?

 

Se você é novo na zircônia dentária, muitas vezes surge uma pergunta:

Por que uma restauração de zircônia precisa ser sinterizada após o fresamento?

Após um bloco de zircônia ter sido fresado no formato de uma coroa, ponte ou outra restauração, ele já pode parecer próximo da restauração final. No entanto, o material ainda está em estado pré-sinterizado. Sua densidade, resistência, dimensões e aparência ainda não são as mesmas após o ciclo de sinterização recomendado.

É aqui que a sinterização se torna uma parte importante do processamento da zircônia.

Do ponto de vista da fabricação, a sinterização é mais do que simplesmente aquecer uma restauração a uma temperatura elevada. A taxa de aquecimento, a temperatura alvo, o tempo de retenção, o estágio de resfriamento, a condição do forno, o arranjo de carregamento e as características do material de zircônia podem afetar o resultado.

Para um laboratório dentário, a compreensão deste processo também pode facilitar a identificação de onde um problema pode ter começado quando a restauração final não sai conforme o esperado.

O que acontece antes da sinterização?

A maioria dos blocos odontológicos de zircônia CAD/CAM são fornecidos parcialmente sinterizados ou pré{0}}sinterizados.

Nesta fase, a zircônia tem resistência suficiente para ser manuseada e fresada, mas não atingiu a densidade da zircônia totalmente sinterizada.

Essa diferença é importante para o processamento CAD/CAM.

A zircônia totalmente sinterizada é muito mais difícil de usinar. A zircônia pré-sinterizada é mais fácil de ser cortada por uma fresadora, o que pode reduzir o desgaste da ferramenta e o tempo de usinagem.

Há outro ponto importante: a restauração é intencionalmente fresada em tamanho maior que seu tamanho final.

Isso ocorre porque o material encolherá durante a sinterização.

Por exemplo, se um bloco de zircônia tiver uma contração linear especificada de aproximadamente 20%, o sistema CAD/CAM precisa compensar essa alteração ao calcular as dimensões de fresamento. O valor real da contração varia entre os materiais de zircônia e os fabricantes, portanto deve ser utilizado o valor fornecido para o bloco específico.

É também por isso que mudar as marcas de zircônia sem verificar as informações de contração do novo material pode causar problemas dimensionais.

A restauração pode parecer correta imediatamente após o fresamento, mas ainda é um produto intermediário.

Qual é o objetivo da sinterização?

O principal objetivo da sinterização é aumentar a densidade da zircônia aquecendo o material através de um ciclo de temperatura controlada.

À medida que a temperatura aumenta, as partículas de zircónia ligam-se gradualmente e os espaços entre elas tornam-se mais pequenos. O material fica mais denso e a restauração se contrai.

Esta contração é a razão pela qual a restauração fresada superdimensionada pode atingir as dimensões pretendidas após a sinterização.

Em termos simples:

A fresagem molda a restauração.
A sinterização desenvolve a estrutura densa da zircônia.

Os dois processos estão intimamente conectados quando se trabalha com zircônia dentária pré{{0}sinterizada.

A sinterização também afeta a microestrutura final do material. As características mecânicas e ópticas resultantes dependem da formulação da zircônia, de sua condição inicial e das condições de sinterização utilizadas.

É mais correto pensar na sinterização como parte do processo de{0}processamento do material, em vez de simplesmente como a etapa final de aquecimento.

Por que a zircônia encolhe durante a sinterização?

Este é um ponto importante tanto para técnicos de laboratório quanto para distribuidores de materiais odontológicos.

Um bloco de zircônia pré-sinterizado contém espaços entre as partículas de zircônia. Durante a sinterização, a ligação e a difusão das partículas reduzem esses espaços.

À medida que a estrutura se torna mais densa, as dimensões gerais diminuem.

A quantidade de encolhimento não é necessariamente a mesma para diferentes produtos de zircônia.

Diferenças na composição do pó, características das partículas, processo de formação, densidade pré-sinterizada e condições de fabricação podem afetar a contração especificada.

Por esse motivo, não existe um valor único de contração que possa ser aplicado a todos os blocos dentários de zircônia.

Se um laboratório mudar de uma marca de zircônia para outra, o fator de contração fornecido com o novo material deverá ser verificado antes da fresagem. As configurações CAD/CAM correspondentes também podem precisar ser atualizadas.

Uma pequena diferença no fator de compensação pode tornar-se perceptível após a sinterização, especialmente quando a restauração requer um ajuste perfeito.

O que muda durante a sinterização?

Várias mudanças ocorrem durante o processo de sinterização.

1. Aumentos de densidade

A zircônia pré-sinterizada tem uma estrutura relativamente porosa. À medida que as partículas se ligam durante o aquecimento, os espaços dentro do material diminuem e a densidade aumenta.

A densidade final depende do material de zircônia e das condições de processamento.

2. A restauração fica menor

A restauração se contrai à medida que o material se torna mais denso.

O sistema CAD/CAM considera esta alteração dimensional antes do fresamento, aplicando as informações de contração fornecidas para o bloco de zircônia.

3. A microestrutura se desenvolve

A sinterização altera a microestrutura da zircônia.

A composição, estrutura do grão, densidade e condições de sinterização desempenham um papel nas propriedades mecânicas finais da zircônia.

Esta é uma das razões pelas quais o ciclo de sinterização recomendado pelo fabricante é importante. Um forno atingindo a temperatura desejada não conta toda a história.

4. As mudanças na aparência

A aparência da zircônia também pode mudar durante a sinterização.

Para zircônia pré-sombreada e multicamadas, a tonalidade final e a translucidez estão relacionadas à formulação do material e às condições de processamento. A aparência antes da sinterização não deve ser tratada como uma indicação exata da aparência final.

Ao comparar dois produtos de zircônia, é útil observar as instruções de uso em vez de presumir que o mesmo programa de forno produzirá o mesmo resultado.

Por que a temperatura de sinterização é tão alta?

A zircônia dentária requer sinterização-de alta temperatura porque as partículas precisam de energia térmica suficiente para que a difusão e a densificação ocorram.

Muitos materiais odontológicos de zircônia utilizam temperaturas de sinterização em torno de 1.500 graus ou mais, embora a temperatura recomendada dependa do material específico.

Um forno pode ter uma temperatura nominal máxima de 1.600 graus ou 1.650 graus, por exemplo.

Essa especificação informa a capacidade de temperatura superior do forno. Isso não significa que a zircônia deva normalmente ser sinterizada nessa temperatura.

A temperatura de sinterização recomendada vem do fabricante da zircônia.

Vale a pena ter em mente esta distinção ao comparar fornos de sinterização dentária:

Temperatura máxima do forno ≠ temperatura de sinterização de zircônia.

Um laboratório pode precisar de um forno com faixa de temperatura adequada, mas o programa real deve ser selecionado de acordo com a zircônia que está sendo processada.

Uma temperatura mais alta significa melhor sinterização?

Não necessariamente.

Uma temperatura máxima mais elevada pode ser uma especificação útil do forno, mas é apenas uma parte da avaliação.

Um ciclo de sinterização de zircônia envolve vários parâmetros:

Taxa de aquecimento

Temperatura alvo

Tempo de espera

Uniformidade de temperatura

Taxa de resfriamento

Carregamento do forno

Posição das restaurações

Programa recomendado para o material de zircônia

Por exemplo, se um fabricante de zircônia recomenda a sinterização a uma temperatura específica por um tempo de retenção especificado, aumentar a temperatura simplesmente porque o forno pode alcançá-la pode alterar a microestrutura do material.

O mesmo se aplica ao tempo de espera.

Um ciclo mais longo ou mais quente não é automaticamente um ciclo melhor.

Ao avaliar um forno, eu observaria quão bem ele consegue reproduzir o ciclo de temperatura exigido pelos materiais utilizados no laboratório, em vez de focar apenas na temperatura máxima.

Por que o programa de sinterização é importante?

O programa de sinterização determina como o forno se move através dos estágios de aquecimento, retenção e resfriamento.

Um programa simples pode ser descrito como:

Aquecimento → Retenção → Resfriamento

Em aplicações odontológicas reais, o programa pode conter vários estágios de temperatura e diferentes taxas de aquecimento.

Por exemplo, um ciclo convencional de zircónia pode demorar várias horas. Alguns materiais de zircônia também são projetados para ciclos de sinterização-mais curtos e rápidos.

Um ciclo-rápido de sinterização não é simplesmente uma versão mais curta de um ciclo convencional.

Um programa de{0}sinterização rápida muda a forma como o material é aquecido e resfriado. A adequação depende da formulação da zircônia e das recomendações fornecidas pelo fabricante do material.

Um laboratório não deve presumir que um programa rápido adequado para uma zircônia possa ser usado diretamente para outra marca de zircônia.

Quando um novo material de zircônia é introduzido, eu verificaria seu ciclo recomendado e o compararia com os programas de forno disponíveis antes de usá-lo na produção regular.

O que acontece se as condições de sinterização estiverem erradas?

O resultado depende de qual parâmetro está fora da faixa recomendada e em quanto.

Possíveis problemas incluem:

Dimensões finais que diferem do resultado esperado

Mudanças nas propriedades mecânicas

Diferenças de tonalidade ou translucidez

Variação entre lotes de sinterização

Distorção em algumas restaurações

Maior tempo de processamento

Ajustes adicionais ou remakes

Nem todo problema que surge após a sinterização é causado pelo forno.

Por exemplo, um fator de contração incorreto no software CAD/CAM pode afetar as dimensões finais mesmo quando o forno está operando normalmente.

O mesmo se aplica à fresagem.

A condição da ferramenta, a precisão do fresamento, o projeto da restauração e a condição do bloco de zircônia também podem afetar o resultado final.

Ao investigar um problema de sinterização, é útil observar toda a cadeia de processamento, em vez de alterar imediatamente a temperatura do forno.

O que um laboratório deve verificar antes da sinterização?

Ao usar um novo material de zircônia, eu verificaria primeiro as seguintes informações:

1. Temperatura de sinterização recomendada

Verifique a temperatura alvo especificada pelo fabricante da zircônia.

2. Taxa de aquecimento

Alguns materiais têm uma taxa de aquecimento especificada ou um programa recomendado com múltiplos estágios de aquecimento.

3. Tempo de espera

Verifique quanto tempo o material deve permanecer na temperatura desejada.

4. Requisitos-rápidos de sinterização

Caso o laboratório queira utilizar um ciclo mais curto, confirme se a zircônia é adequada para esse tipo de programa.

5. Fator de encolhimento

Verifique o valor que precisa ser inserido no software CAD/CAM.

6. Requisitos de resfriamento

Alguns materiais podem ter recomendações específicas para a etapa de resfriamento. O resfriamento rápido e o resfriamento natural não devem ser tratados como processos intercambiáveis.

7. Compatibilidade do Forno

Verifique se o forno disponível pode operar na faixa de temperatura e no programa necessários.

Esses pontos costumam ser mais úteis do que comparar fornos apenas pela temperatura máxima.

O que os distribuidores devem saber sobre sinterização?

Distribuidores que vendem zircônia dentária ou equipamentos para laboratórios dentários também podem receber perguntas sobre sinterização.

Por exemplo:

Por que a restauração ficou menor?

Por que o tamanho final é diferente do design CAD?

Esta zircônia pode ser sinterizada rapidamente?

Por que esta zircônia requer um programa diferente?

O mesmo programa pode ser usado para outra marca de zircônia?

Por que a tonalidade fica diferente após a sinterização?

Por que dois materiais de zircônia se comportam de maneira diferente no mesmo forno?

Você não precisa ser um engenheiro de sinterização para responder a essas perguntas.

Uma compreensão básica da relação entre o material de zircônia, compensação de contração, processo de fresamento, programa de sinterização e restauração final é útil na comunicação com laboratórios de prótese dentária.

Também ajuda na comparação de produtos de diferentes fabricantes.

Por exemplo, se dois blocos de zircônia tiverem diferentes fatores de contração recomendados ou ciclos de sinterização, eles não deverão ser avaliados apenas pela sua resistência ou translucidez declaradas. Os requisitos de processamento também fazem parte das informações relevantes.

A sinterização faz parte de todo o processo CAD/CAM

É mais fácil entender o processamento da zircônia quando as etapas são consideradas como um processo contínuo:

Bloco de zircônia → Projeto CAD → Fresamento → Sinterização → Acabamento

Cada estágio tem seus próprios requisitos.

O software CAD precisa das informações corretas sobre a contração.

A fresadora precisa processar o bloco de acordo com as especificações do material.

O forno precisa executar um ciclo de sinterização adequado.

Após a sinterização, a restauração precisa ser inspecionada quanto às dimensões, ajuste, tonalidade, condição da superfície e outros requisitos relevantes para o caso.

É também assim que eu abordaria um problema de sinterização em laboratório.

Se uma coroa sair com um tamanho inesperado, por exemplo, eu não assumiria imediatamente que o forno é o responsável. Primeiro, eu verificaria o lote de zircônia, o fator de contração, as configurações de CAD/CAM, o processo de fresamento, o programa de sinterização, a carga do forno e os registros de temperatura.

Analisar esses fatores em conjunto fornece um ponto de partida prático para a solução de problemas.

O que isso significa ao escolher um forno de sinterização dentária?

Para um laboratório, o forno deve ser considerado em relação aos materiais de zircônia utilizados.

Especificações importantes podem incluir:

Temperatura máxima de operação

Taxa de aquecimento

Precisão do controle de temperatura

Uniformidade de temperatura

Programas de sinterização disponíveis

Estágios de aquecimento e resfriamento programáveis

Capacidade da câmara

Número e tipo de bandejas de sinterização

Suporte para ciclos de sinterização-convencionais e rápidos

Armazenamento e edição de programas

Monitoramento e controle de temperatura

A real importância de cada especificação depende do fluxo de trabalho do laboratório.

Um laboratório pequeno que processa um número limitado de coroas pode ter requisitos diferentes de um laboratório maior que produz múltiplas pontes e restaurações de-arcadas completas todos os dias.

O mesmo princípio se aplica à sinterização rápida. Um ciclo mais curto pode ser útil para determinados fluxos de trabalho, mas os requisitos de processamento do fabricante de zircônia ainda precisam ser considerados primeiro.

Considerações Finais

A sinterização é a etapa em que a zircônia pré-sinterizada é aquecida para desenvolver uma estrutura mais densa e atingir as dimensões e características do material esperadas após o processamento.

O processo pode parecer simples visto de fora: coloque a restauração no forno, inicie o programa e espere esfriar.

Na prática, diversas variáveis ​​estão envolvidas.

O material de zircônia, fator de encolhimento, configurações CAD/CAM, processo de fresamento, curva de aquecimento, temperatura alvo, tempo de espera, processo de resfriamento e condição do forno, todos têm um papel no resultado final.

Para laboratórios, não começaria perguntando apenas:

"Quão quente pode ficar esta fornalha?"

Uma pergunta mais útil é:

"Este forno pode executar o ciclo de temperatura exigido pelos materiais de zircônia que uso?"

Essa questão fornece um melhor ponto de partida ao comparar fornos de sinterização dentária e decidir se um forno é adequado para um fluxo de trabalho laboratorial específico.