Nær sérhver hluti af sintunarofni sama hitastigi?

Nær sérhver hluti af sintunarofni sama hitastigi?

 

 

 

 

Ef tannsintuofn er stilltur á 1.500 gráður er eðlilegt að gera ráð fyrir að allt inni í hólfinu sé líka á 1.500 gráðum.

Í raun og veru er þetta ekki alveg svo einfalt.

Hitastigið sem sýnt er á ofnskjánum táknar venjulega hitastigið sem mælist af stjórnkerfi ofnsins á tilteknum mælipunkti. Það þýðir ekki endilega að allar stöður inni í hólfinu séu við nákvæmlega sama hitastig.

Þessi munur á við um sinrun sirkon.

Tannrannsóknarstofa getur sett nokkrar endurbætur á mismunandi svæði hertubakka. Ef hitauppstreymi eru ekki þokkalega samræmd í hólfinu sem hægt er að nota, geta endurbæturnar upplifað aðeins mismunandi hitastig í sömu lotunni.

Þess vegna er þess virði að ræða einsleitni hitastigs þegar metinn er sintuofni fyrir tannlækningar.

Það er líka ein af forskriftunum sem erfitt getur verið að skilja út frá vörugagnablaði einum saman.

Hvað þýðir hitastigsjafnvægi í raun og veru?

Einsleitni hitastigs lýsir því hversu mikið hitastigið er breytilegt milli mismunandi staða innan afmarkaðs svæðis ofnsins við tiltekið hitastig.

Ímyndaðu þér til dæmis að ofninn sé forritaður í 1.500 gráður.

Meðan á hitaprófi stendur gætu nokkrir mælipunktar inni í hólfinu skráð:

Mælipunktur	Mældur hitastig
Framan	1.499,5 gráður
Miðja	1.500,2 gráður
Til baka	1.501,0 gráður
Vinstri	1.500,4 gráður
Rétt	1.499,8 gráður

Skjárinn gæti samt sýnt um það bil 1.500 gráður í gegnum prófið.

En raunverulegar mælingar sýna að hólfið hefur ekki nákvæmlega sama hitastig á hverjum stað.

Munurinn á þessu dæmi er lítill, en mikilvægur punktur er hvernig gögnin voru aflað.

Mæla þarf einsleitni hitastigs á mörgum stöðum.

Að horfa aðeins á ofnskjáinn getur ekki sagt þér hitadreifinguna um hólfið.

Ofnskjárinn mælir ákveðinn punkt

Hertuofn notar venjulega hitaskynjara, eins og hitaeiningu, sem hluta af stjórnkerfi sínu.

Stýringin les skynjarahitastigið og stillir hitaeiningarnar í samræmi við forritaða lotu.

Til dæmis:

Stillt hitastig: 1.500 gráður

↓

Hitaskynjari skynjar núverandi hitastig

↓

Stjórnandi stillir hitunarafköst

↓

Ofn nálgast og viðheldur markhitastigi

Þetta kerfi er nauðsynlegt til að stjórna ofninum.

Hins vegar er skynjarinn ekki staðsettur á öllum stöðum í hólfinu.

Ef ein hitastýring er notuð til hitastýringar getur það ekki mælt beint hvern stað þar sem hægt er að setja sirkon endurreisn.

Þess vegna er munur á:

Hitastýring

og

Hitastig einsleitni.

Þau eru skyld, en þau eru ekki sami hluturinn.

Af hverju er hitastigið ekki nákvæmlega það sama alls staðar?

Það eru nokkrar ástæður.

Í fyrsta lagi er líkamleg hönnun ofnsins.

Hitaeiningar eru settar upp á ákveðnum stöðum í kringum hólfið. Hiti er fluttur frá þessum frumefnum með geislun og leiðni, en hólfsbyggingin og einangrunin hafa áhrif á hvernig hita dreifist og haldist.

Rúmfræði hólfsins skiptir líka máli.

Lítið hólf og stórt hólf hafa ekki nákvæmlega sömu hitauppstreymi.

Fyrirkomulag hitaeininga, einangrunarþykkt, bakkastaða, lögun hólfs og fjarlægð milli hleðslu og hitaeininga getur allt haft áhrif á hitadreifingu.

Þetta er ástæðan fyrir því að það að hækka hámarkshitastig ofnsins segir okkur ekki hvort ofninn hafi góða einsleitni hitastigs.

Hitaefnin skipta máli

Tannsintuofn notar venjulega hitaeiningar sem eru raðað í kringum hólfið.

Staða þeirra og bil hafa áhrif á hvernig hiti nær til sirkonsteinanna.

Ef eitt svæði fær meiri beingeislunarhita en annað getur verið að hitadreifingin sé ekki eins.

Þetta þýðir ekki að ofn með sýnilegum hitaeiningum í ákveðinni stöðu sé endilega illa hannaður.

Það þarf að huga að öllu varmakerfinu.

Hitaeiningarnar, einangrunin, rúmfræði hólfa, hitanemar, stjórnalgrím og hleðsluaðferð vinna allt saman.

Frá þróunarsjónarmiði er þetta ástæðan fyrir því að ofnhitaprófun er ekki bara spurning um að athuga hvort skjárinn nái 1.500 gráðum.

Við þurfum líka að skilja hvað er að gerast á mismunandi stöðum inni í nothæfa hólfinu.

Hvað er hitakortlagning?

Ein hagnýt leið til að meta einsleitni hitastigs er hitakortlagning.

Í stað þess að reiða sig á einn skynjara eru margir hitastigsmælingar staðir á afmörkuðu svæði í hólfinu.

Til dæmis:

Framan

Miðja

Til baka

Vinstri

Rétt

Efri svæði

Neðra svæði

Ofninn er síðan færður í ákveðið hitastig og mælingar skráðar.

Niðurstöðurnar má svo bera saman til að sjá hversu mikið hitastig er breytilegt á milli mælipunkta.

Einfaldað dæmi gæti litið svona út:

Markhiti: 1.500 gráður

Lægsti mældi punktur: 1.498,8 gráður

Hæsti mældi punktur: 1.501,3 gráður

Munurinn á þessum tveimur mælipunktum er:

1.501,3 - 1,498.8=2.5 gráðu

Þetta er miklu fróðlegra en að segja einfaldlega:

"Ofninn nær 1.500 gráðum."

Það segir okkur eitthvað um hversu jafnt hitastigið er dreift á prófaða svæðinu.

Raunverulegt dæmi úr rannsóknum

Einsleitni hitastigs er ekki aðeins áhyggjuefni ofnaframleiðenda. Það er einnig talið í rannsóknum sem fela í sér sinrun zirconia.

Í einni rannsókn sem rannsakaði sintunarhegðun tannsirconia, notuðu vísindamennirnir rannsóknarstofuofn með stýrðum hitastigsskilyrðum til að rannsaka hvernig mismunandi sintunaráætlanir höfðu áhrif á sirkon.

Rannsakendur höfðu ekki bara áhuga á því hvort ofninn gæti náð forrituðu hitastigi. Þeir rannsökuðu tengslin milli varma hringrásarinnar og breytinga á zirconia örbyggingu, þar með talið kornastærð og sjónhegðun.

Til dæmis, ein rannsókn sem bar saman zirconia í verslunarskyni greindi frá kornastærðum á bilinu um það bil 347 nm til 1.512 nm við mismunandi sintunaraðstæður.

Mikilvægi punkturinn hér er ekki að tiltekið hitastig ofnsins framleiðir ákveðna kornastærð í hverjum sirkonsteini.

Það er að hitauppstreymi efnisins skiptir máli.

Ef efnið upplifir mismunandi hitastig getur sintunarhegðun þess einnig breyst.

Þess vegna verðskulda hitastýring og hitadreifing athygli.

Hvað þýðir þetta fyrir tannlæknastofu?

Ímyndaðu þér að rannsóknarstofa sé að sintra 30 krónur í einni lotu.

Sumar endurbætur eru staðsettar nálægt miðju bakkans.

Aðrir eru nær brúninni.

Tæknimaðurinn gæti með góðu móti búist við að allar 30 endurgerðirnar fái sömu sintunarskilyrði vegna þess að þær eru inni í sama ofni og keyra sama forrit.

Í reynd fer nákvæmlega hitauppstreymi þeirra eftir hönnun ofnsins og hleðslufyrirkomulagi.

Þetta þýðir ekki að endurbætur sem eru settar nálægt brúninni muni sjálfkrafa mistakast eða hafa sýnilegt vandamál.

Aðalatriðið er grundvallaratriði:

Staða endurreisnar inni í ofni getur verið hluti af varmaumhverfinu.

Fyrir vel-hannaðan ofn er markmiðið að halda hitastigi innan ásættanlegs bils yfir fyrirhugað hleðslusvæði.

Breytir hleðsla í ofninum hitajafnvægi?

Það getur.

Ofn er venjulega ekki prófaður aðeins sem tómur kassi.

Þegar rannsóknarstofa notar ofninn getur hann innihaldið:

Sintunarbakkar

Zirconia krónur

Brýr

Stórir rammar

Margar endurreisnarlotur

Þessi efni hafa varmamassa.

Nærvera þeirra breytir því hvernig hiti frásogast og dreifast í hringrásinni.

Fjöldi og fyrirkomulag endurgerða getur því haft áhrif á hitaskilyrði inni í hólfinu.

Þetta er ein ástæða þess að notendur ættu að fylgja hleðsluaðferð ofnaframleiðanda sem mælt er með.

Til dæmis, ef ofn hefur þrjá bakka, er vert að skilja hvort framleiðandinn hefur prófað ofninn með öllum þremur bakkunum hlaðna við venjulegar notkunarskilyrði.

Spurningin er ekki bara:

"Hversu margir bakkar rúmast inni?"

Betri spurning er:

"Hvaða hleðsluskilyrði er notað þegar hitastig ofnsins er metið?"

Hefur stærri ofn verri hitajafnvægi?

Ekki endilega.

En stærra hólf býður upp á annað hitauppstreymihönnunarvandamál.

Stærra hólf þýðir að hitaeiningarnar þurfa að dreifa hita yfir stærra rými.

Fjarlægðin milli mismunandi hluta hólfsins eykst einnig.

Þetta þýðir að það að gera ofninn stærri gerir hitadreifinguna ekki sjálfkrafa betri eða verri.

Fyrirkomulag hitaeininga, einangrun, rúmfræði hólfa, stjórnkerfi og varmahönnun skipta öllu máli.

Þetta á sérstaklega við þegar rannsóknarstofur bera saman ofna sem byggjast aðeins á getu hólfa.

Til dæmis:

Ofn A: 1 L hólf

Ofn B: 2 L hólf

Það væri ekki eðlilegt að álykta að ofn B verði að hafa betri eða verri hitajafnvægi bara vegna þess að hólfið er tvöfalt stærra.

Raunveruleg hitakortagögn myndu segja okkur miklu meira.

Af hverju skiptir hitastigsjafnvægi við sirkon?

Zirconia sintering felur í sér þéttingu og örbyggingarbreytingar.

Eins og fjallað var um í fyrri greinum fer efnið í gegnum-hitaháð ferli þar sem agnirnar verða þéttari tengdar.

Hitastig og biðtími hafa áhrif á framvindu þessa ferlis.

Rannsóknir hafa sýnt að sintunaraðstæður geta haft áhrif á zirconia kornvöxt.

Til dæmis rannsakaði rannsókn á zirconia í atvinnuskyni mismunandi vistunartíma og fann mælanlegar breytingar á kornastærð við mismunandi sintunaraðstæður.

Önnur nýlegri rannsókn á 4Y-PSZ prófaði hámarkshita á milli 1.470 gráður og 1.560 gráður og biðtíma frá 30 til 180 mínútur. Rannsakendur komust að því að hærra hámarkshitastig og lengri biðtíma tengdust aukinni kornastærð við þær aðstæður sem prófuð voru.

Mæld kornastærð í hitasamanburðinum jókst úr um það bil 0,481 μm í 0,785 μm yfir prófað hitastig.

Þessar tölur ætti ekki að túlka sem alhliða tengsl fyrir allt sirkon.

Mismunandi efni bregðast mismunandi við.

En þeir veita gagnlega ástæðu til að borga eftirtekt til hitastigs:

Zirconia bregst við breytingum á hitauppstreymi þess.

Skiptir 5 gráðu munur máli?

Hér þarf umræðan að gæta varúðar.

Það væri villandi að segja:

"5 gráðu munur mun örugglega valda misheppnuðum endurreisn."

Það er enginn alhliða hitamunur þar sem endurreisn zirconia verður skyndilega óviðunandi.

Raunveruleg áhrif fer eftir:

Zirconia samsetning

Sintershitastig

Halda tíma

Upphitunarhlutfall

Stærð endurreisnar

Ofnhönnun

Hleðsluskilyrði

Ráðlagður vinnslugluggi framleiðanda

Lítil hitabreyting innan vel-stýrðs ferlis gæti haft lítil hagnýt áhrif.

Mikilvæga spurningin er hvort ofninn geti viðhaldið stöðugu og nægilega samræmdu hitauppstreymi fyrir sirkon-prógrammið sem notað er.

Það er gagnlegri leið til að skoða einsleitni hitastigs.

Hitastig nákvæmni og hitastigsjafnvægi eru mismunandi

Þessum tveimur hugtökum er stundum blandað saman.

Segjum sem svo að ofninn sé forritaður í 1.500 gráður.

Hitastig nákvæmni

Þetta snýst um hversu náið mældur/stýrihiti samsvarar áætluðum hitastigi.

Til dæmis:

Stillipunktur: 1.500 gráður

Mældur stjórnhiti: 1.501 gráður

Munurinn er um 1 gráðu.

Hitastig einsleitni

Þetta varðar muninn á mismunandi staðsetningum inni í hólfinu.

Til dæmis:

Staða A: 1.498 gráður

Staða B: 1.500 gráður

Staða C: 1.502 gráður

Ofninn gæti haft góða stjórn á skynjaranum á meðan enn væri hitamunur á milli staða.

Þessi greinarmunur er mikilvægur þegar forskriftir ofna eru lesnar.

Forskrift eins og:

Hitastig nákvæmni: ±1 gráðu

þýðir ekki sjálfkrafa:

Sérhver staða inni í hólfinu er ±1 gráðu.

Þetta eru mismunandi mælingar.

Hvernig getur kaupandi spurt um hitajafnvægi?

Ef þú ert tannrannsóknarstofa eða dreifingaraðili sem ber saman hertuofna, myndi ég spyrja framleiðandann nokkurra tiltekinna spurninga.

1. Hvernig er einsleitni hitastigs prófuð?

Spyrðu hvort framleiðandinn noti marga mælipunkta.

2. Við hvaða hitastig er það prófað?

Ofn getur haft mismunandi hitauppstreymi við 1.000 gráður og 1.500 gráður.

3. Hversu margir mælipunktar eru notaðir?

Fleiri mælipunktar geta gefið betri mynd af hitadreifingu inni í hólfinu, þótt prófunaraðferðin sjálf skipti líka máli.

4. Er prófið framkvæmt með tómt eða hlaðið hólf?

Þetta er mikilvægt til að skilja prófunarskilyrðin.

5. Hvar eru mælipunktarnir?

Er þeim til dæmis dreift um nothæfa bakkann?

6. Er prófskrá?

Ef framleiðandinn hefur framkvæmt hitakortlagningu getur það verið gagnlegra að biðja um að sjá prófunargögnin en einfaldlega að skoða markaðsyfirlýsingu.

Hvað ætti dreifingaraðili að spyrja framleiðandann?

Fyrir dreifingaraðila verður þetta enn mikilvægara vegna þess að þú gætir verið að bera saman nokkra framleiðendur áður en þú mælir með búnaði við viðskiptavini þína.

Í stað þess að spyrja aðeins:

"Hver er hámarkshiti?"

Þú getur spurt:

"Hver er einsleitni hitastigsins yfir nothæfa hólfinu við sintunarhitastig sirkonsteins?"

Fylgdu síðan með:

"Hvernig var það mælt?"

Þessar tvær spurningar geta leitt til mun þýðingarmeiri tæknilegrar umræðu.

Til dæmis, ef framleiðandi segir:

"Hitastig einsleitni er frábær."

Sú fullyrðing segir þér ekki mikið.

Ef framleiðandinn segir:

"Við gerðum fjöl-punkta hitapróf við 1.500 gráður og skráðum hitastigið á mismunandi stöðum."

Nú er eitthvað sem má rifja upp.

Enn þarf að huga að raunverulegri prófunaraðferð og gögnum, en að minnsta kosti er hægt að meta fullyrðinguna.

Hvað getur framleiðandi í raun prófað?

Frá R&D hliðinni eru nokkur gagnleg próf.

Tómt-hólfskort

Þetta veitir upplýsingar um grunnhitadreifingu hólfsins án framleiðsluálags.

Það getur verið gagnlegt við þróun ofnsins og kvörðun.

Hlaðin kortlagning

Ofninn er prófaður með skilgreindum bakka eða hleðslufyrirkomulagi.

Þetta er nær raunverulegri notkun á rannsóknarstofu.

Mismunandi hitastig

Hægt er að prófa ofninn við hitastig sem skiptir máli fyrir fyrirhugaða notkun hans.

Fyrir sirkon úr tannlækningum er háhitasvæðið sérstaklega viðeigandi.

Endurtekningarprófun

Sama prófið er hægt að endurtaka til að sjá hvort ofninn framleiðir svipaða hitadreifingu frá einni lotu til annarrar.

Þetta er gagnlegt vegna þess að ein góð mæling segir okkur ekki endilega hvernig ofninn hegðar sér með tímanum.

Hvers vegna endurtekningarhæfni skiptir máli

Ímyndaðu þér að ofn sýni góða hitadreifingu í einni prófun.

Það eru gagnlegar upplýsingar.

En framleiðandi ætti líka að hugsa um hvort niðurstaðan haldist stöðug eftir endurteknar upphitunarlotur.

Sinterunarofnar starfa ítrekað við háan hita.

Hitaþættir eldast.

Skynjarar geta breyst með tímanum.

Einangrunareiginleikar geta breyst.

Vélrænir íhlutir geta einnig orðið fyrir sliti.

Þess vegna ætti ekki að hunsa viðhald og kvörðun.

Fyrir rannsóknarstofur sem nota ofn á hverjum degi er stöðug frammistaða með tímanum gagnlegri en góð niðurstaða úr einni einangruðu prófun.

Tryggir hitastigsjafnvægi góða sirkonsýruárangur?

Nei.

Þetta er annað atriði sem vert er að taka skýrt fram.

Góð einsleitni hitastigs er einn hluti af ferlinu.

Það bætir ekki upp:

Rangar rýrnunarstillingar fyrir sirkon

Rangt sintunarhitastig

Rangur biðtími

Óhentugt hrað-sintuforrit

Röng hleðsla

Léleg mölun

Skemmdir sirkonsteinar

Rangt efnisval

Endurreisn getur samt átt í vandræðum, jafnvel þó að ofninn sé með góða einsleitni hitastigs.

Sintering er ferli sem felur í sér nokkrar breytur.

Ofninn er einn hluti af því ferli.

Hvað með hraða sintrun?

Hröð sintun gerir einsleitni hitastigs meira viðeigandi fyrir hitauppstreymi ofnsins.

Hefðbundin sirkon hringrás getur tekið nokkrar klukkustundir.

Hröð hringrás getur stytt upphitunar- og stöðvunarstigin verulega.

Þegar hitunarhraði verður hraðari þarf ofninn að bregðast hraðar við hitabreytingum.

Þetta gerir sambandið milli hitaeininga, skynjara, stýrihugbúnaðar, hönnunar hólfa og varmamassa mikilvægara.

Hins vegar væri rangt að segja að hröð sintrun krefjist sjálfkrafa fullkominnar einsleitni hitastigs eða að hver hraðsintunarofn muni skila mismunandi árangri.

Raunveruleg áhrif eru háð zirconia efninu og ofnhönnuninni.

Þess vegna ætti að meta hraða-sintrunargetu ásamt fullgiltum efnisforritum framleiðanda.

Hagnýtt dæmi frá rannsóknarstofunni

Íhuga tvær rannsóknarstofur.

Rannsóknarstofa A hleður sama fjölda endurgerða í nokkurn veginn sömu bakkastöður á hverjum degi.

Ofninn hefur verið prófaður við svipaðar hleðsluaðstæður og rannsóknarstofan fylgir ráðlagðri lotu zirconia framleiðanda.

Ferlið er tiltölulega stöðugt.

Rannsóknarstofa B skiptir oft um sirkontegundir, notar mismunandi hleðslufyrirkomulag og breytir hertuforritinu hvenær sem það vill stytta hringrásina.

Jafnvel þó að báðar rannsóknarstofur noti sama ofnalíkanið, gætu niðurstöður þeirra ekki verið jafn samkvæmar.

Þetta dæmi sýnir hvers vegna einsleitni hitastigs er mikilvæg, en einnig hvers vegna það ætti ekki að skoða það sérstaklega frá restinni af verkflæðinu.

Það sem ég myndi skoða þegar ég þróa eða meta sintunarofn

Frá þróunarsjónarmiði myndi ég skoða fleiri en eina tölu.

Ég myndi vilja vita:

Getur ofninn náð tilskildu hitastigi?

Getur það haldið þeim hita?

Hvernig er hitastigið breytilegt í nothæfu hólfinu?

Heldur dreifingin stöðug undir venjulegu álagi?

Getur ofninn endurskapað mismunandi hitunarhraða?

Getur það keyrt mismunandi zirconia forrit?

Hvernig hegðar ofninn sér eftir endurteknar háan-hitalotu?

Þessar spurningar segja okkur miklu meira um búnaðinn en hámarkshita einn.

Að vita að ofn getur náð 1.650 gráður eru gagnlegar upplýsingar.

En að vita hvernig ofninn hegðar sér á meðan hann heldur sirconia sintunarhitastigi í langan tíma er meira tengt raunverulegu notkuninni.

Einföld leið til að hugsa um hitajafnvægi

Ef þú ert nýr í sintunarofnum er auðveld leið til að muna muninn.

Nákvæmni hitastigs spyr:

"Er ofninn við það hitastig sem við ætluðum okkur?"

Einsleitni hitastigs spyr:

"Eru mismunandi svæði nothæfa hólfsins með svipað hitastig?"

Stöðugleiki hitastigs spyr:

"Getur ofninn viðhaldið þessum aðstæðum meðan á hringrásinni stendur?"

Þetta eru þrjár mismunandi spurningar.

Gott mat á ofnum ætti að taka tillit til allra þriggja.

Úrslitaleikur

Ná allir hlutar sintunarofnsins nákvæmlega sama hitastigi?

Venjulega er það ekki hvernig raunverulegt hitakerfi hegðar sér.

Það verður nokkur hitabreyting milli mismunandi staða. Það sem skiptir máli er hvort breytileikinn sé stjórnaður og hentugur fyrir fyrirhugað sintunarferli sirkonsteins.

Fyrir rannsóknarstofu þýðir þetta að hitastigið sem birtist á stjórnborðinu ætti ekki að vera eina forskriftin sem tekin er til greina við val á hertuofni.

Fyrir dreifingaraðila er gagnlegt að spyrja hvernig framleiðandinn mælir einsleitni hitastigs og hvort prófunargögn séu tiltæk.

Og frá þróunarsjónarmiði er einsleitni hitastigs eitthvað sem þarf að mæla frekar en einfaldlega að lýsa.

Gagnlegt próf ætti að segja okkur:

hvar hiti var mældur, við hvaða hitastig, við hvaða hleðsluskilyrði og hvaða munur fannst á milli mælipunkta.

Þessar upplýsingar gefa rannsóknarstofu miklu meira til að vinna með en staðhæfingu eins og "framúrskarandi einsleitni hitastigs."

Að lokum er hertuofn ekki bara hólf sem nær háum hita.

Það er hitakerfi sem þarf að endurskapa stjórnað hitastig ítrekað.

Fyrir sirkon er sú samkvæmni það sem skiptir máli í daglegu rannsóknarstofustarfi.