Kas paagutamisahju iga osa saavutab sama temperatuuri?

Kas paagutamisahju iga osa saavutab sama temperatuuri?

 

 

 

 

Kui hammaste paagutamisahi on seatud 1500 kraadi peale, siis on loomulik eeldada, et kambris on kõik 1500 kraadi juures.

Tegelikkuses see päris nii lihtne ei ole.

Ahju näidikul kuvatav temperatuur tähistab tavaliselt ahju juhtimissüsteemi poolt konkreetses mõõtmispunktis mõõdetud temperatuuri. See ei pruugi tähendada, et kambri igas asendis on täpselt sama temperatuur.

See erinevus on oluline tsirkooniumoksiidi paagutamisel.

Hambalaboratoorium võib asetada paagutamisaluse erinevatele piirkondadele mitu restauratsiooni. Kui termilised tingimused ei ole kogu kasutatavas kambris piisavalt ühtlased, võib taastamistel esineda sama tsükli jooksul veidi erinev temperatuuri ajalugu.

Seetõttu tasub hambaravi paagutamisahju hindamisel arutada temperatuuri ühtlust.

See on ka üks spetsifikatsioone, mida võib olla raske mõista ainult toote andmelehe põhjal.

Mida temperatuuri ühtlus tegelikult tähendab?

Temperatuuri ühtsus kirjeldab, kui palju temperatuur erineb ahju kindlaksmääratud piirkonnas antud temperatuuril erinevate asukohtade vahel.

Näiteks kujutage ette, et ahi on programmeeritud 1500 kraadini.

Temperatuurikatse ajal võivad kambris olevad mitmed mõõtmispunktid registreerida:

Mõõtmispunkt	Mõõdetud temperatuur
Esiosa	1499,5 kraadi
Keskus	1500,2 kraadi
Tagasi	1501,0 kraadi
Vasakule	1500,4 kraadi
Õige	1499,8 kraadi

Ekraan võib kogu testi jooksul siiski näidata umbes 1500 kraadi.

Kuid tegelikud mõõtmised näitavad, et kambris ei ole igas punktis täpselt sama temperatuur.

Selle näite erinevus on väike, kuid oluline on see, kuidas andmed saadi.

Temperatuuri ühtlust tuleb mõõta mitmes kohas.

Vaadates ainult ahju ekraani, ei saa teile öelda temperatuuri jaotust kogu kambris.

Ahju näidik mõõdab kindlat punkti

Paagutamisahi kasutab tavaliselt oma juhtimissüsteemi osana temperatuuriandurit, näiteks termopaari.

Kontroller loeb anduri temperatuuri ja reguleerib kütteelemente vastavalt programmeeritud tsüklile.

Näiteks:

Seadistatud temperatuur: 1500 kraadi

↓

Temperatuuriandur tuvastab hetketemperatuuri

↓

Kontroller reguleerib küttevõimsust

↓

Ahi läheneb sihttemperatuurile ja hoiab seda

See süsteem on vajalik ahju juhtimiseks.

Andur ei asu aga kambri igas kohas.

Kui temperatuuri reguleerimiseks kasutatakse ühte termopaari, ei saa see otseselt mõõta kõiki kohti, kuhu võib asetada tsirkooniumoksiidi restauratsiooni.

Sellepärast on erinevus:

Temperatuuri reguleerimine

ja

Temperatuuri ühtlus.

Need on omavahel seotud, kuid need pole samad.

Miks ei ole temperatuur kõikjal täpselt sama?

Põhjuseid on mitu.

Esimene on ahju füüsiline disain.

Kütteelemendid paigaldatakse teatud kohtadesse kambri ümber. Soojus edastatakse nendelt elementidelt kiirguse ja juhtivuse kaudu, samas kui kambri struktuur ja isolatsioon mõjutavad soojuse jaotumist ja säilimist.

Kambri geomeetria on samuti oluline.

Väikese kambri ja suure kambri soojuslik käitumine ei ole täpselt sama.

Kütteelementide paigutus, isolatsiooni paksus, kandiku asukoht, kambri kuju ning koormuse ja kütteelementide vaheline kaugus võivad kõik mõjutada temperatuuri jaotust.

Seetõttu ei anna lihtsalt ahju maksimaalse temperatuuri tõstmine meile teada, kas ahjul on hea temperatuuri ühtlus.

Kütteelemendid on olulised

Hambaravi paagutamisahjus kasutatakse tavaliselt kambri ümber paigutatud kütteelemente.

Nende asukoht ja vahemaa mõjutavad seda, kuidas soojus jõuab tsirkooniumoksiidini.

Kui üks piirkond saab rohkem otsest kiirgussoojust kui teine, ei pruugi temperatuurijaotus olla identne.

See ei tähenda, et teatud asendis nähtavate kütteelementidega ahi oleks tingimata halvasti projekteeritud.

Arvestada tuleb kogu soojussüsteemiga.

Kütteelemendid, isolatsioon, kambri geomeetria, temperatuuriandurid, juhtimisalgoritm ja laadimismeetod töötavad koos.

Arendusperspektiivist vaadatuna ei tähenda see ahju temperatuuri testimine lihtsalt kontrollimist, kas ekraan jõuab 1500 kraadini.

Samuti peame mõistma, mis toimub kasutatavas kambris erinevates kohtades.

Mis on temperatuuri kaardistamine?

Üks praktiline viis temperatuuri ühtluse hindamiseks on temperatuuri kaardistamine.

Selle asemel, et tugineda ühele andurile, paigutatakse kambri kindlaksmääratud alale mitu temperatuuri mõõtmispunkti.

Näiteks:

Esiosa

Keskus

Tagasi

Vasakule

Õige

Ülemine piirkond

Alumine ala

Seejärel kuumutatakse ahi kindlaksmääratud temperatuurini ja mõõtmised registreeritakse.

Seejärel saab tulemusi võrrelda, et näha, kui palju temperatuur mõõtmispunktide vahel erineb.

Lihtsustatud näide võib välja näha selline:

Sihttemperatuur: 1500 kraadi

Madalaim mõõdetud punkt: 1498,8 kraadi

Kõrgeim mõõdetud punkt: 1501,3 kraadi

Kahe mõõtepunkti erinevus on järgmine:

1501,3 − 1,498.8=2.5 kraadi

See on palju informatiivsem kui lihtsalt öelda:

"Ahi ulatub 1500 kraadini."

See räägib meile midagi selle kohta, kui ühtlaselt temperatuur testitavas piirkonnas jaotub.

Tõeline näide uurimistööst

Temperatuuri ühtlus ei ole ainult ahjutootja mure. Seda võetakse arvesse ka hammaste tsirkooniumoksiidi paagutamist käsitlevates uuringutes.

Ühes uuringus, milles uuriti hambatsirkooniumoksiidi paagutamiskäitumist, kasutasid teadlased kontrollitud temperatuuritingimustega laboriahju, et uurida, kuidas erinevad paagutamisgraafikud tsirkooniumoksiidi mõjutavad.

Teadlasi ei huvitanud lihtsalt see, kas ahi suudab programmeeritud temperatuuri saavutada. Nad uurisid seost termilise tsükli ja tsirkooniumoksiidi mikrostruktuuri muutuste vahel, sealhulgas tera suurust ja optilist käitumist.

Näiteks ühes uuringus, milles võrreldi kaubanduslikke hambaravitsirkooniumoksiidi, teatati erinevatest paagutamistingimustest tera suurusest vahemikus umbes 347 nm kuni 1512 nm.

Siin ei ole oluline, et konkreetne ahju temperatuur tekitab igas tsirkooniumoksiidis kindla tera suuruse.

See on see, et materjali termiline ajalugu on oluline.

Kui materjali temperatuuritingimused on erinevad, võib muutuda ka selle paagutamiskäitumine.

Seetõttu väärivad tähelepanu temperatuuri reguleerimine ja temperatuuri jaotus.

Mida see hambalabori jaoks tähendab?

Kujutage ette, et labor paagutab ühe tsükli jooksul 30 krooni.

Mõned restauratsioonid on paigutatud aluse keskkoha lähedale.

Teised on servale lähemal.

Tehnik võib mõistlikult eeldada, et kõik 30 taastamist saavad samad paagutamistingimused, kuna need asuvad samas ahjus ja töötavad sama programmiga.

Praktikas sõltub nende täpne soojuskeskkond ahju konstruktsioonist ja laadimiskorraldusest.

See ei tähenda, et serva lähedale asetatud taastused automaatselt ebaõnnestuvad või neil on nähtav probleem.

Asi on elementaarsem:

Restauratsiooni asend ahju sees võib olla osa soojuskeskkonnast.

Hästi kujundatud-ahju eesmärk on hoida temperatuuri kõikumised ettenähtud laadimisalal vastuvõetavas vahemikus.

Kas ahju laadimine muudab temperatuuri ühtlust?

Saab küll.

Ahju ei katsetata tavaliselt ainult tühja kastina.

Kui labor kasutab ahju, võib see sisaldada:

Paagutamisalused

Tsirkooniumkroonid

Sillad

Suured raamid

Mitmed taastamispartiid

Nendel materjalidel on soojusmass.

Nende olemasolu muudab soojuse neeldumist ja jaotumist tsükli jooksul.

Restaureerimiste arv ja paigutus võivad seetõttu mõjutada kambri siseseid soojustingimusi.

See on üks põhjus, miks kasutajad peaksid järgima ahju tootja soovitatud laadimismeetodit.

Näiteks kui ahjul on kolm alust, tasub aru saada, kas tootja on tavalistes töötingimustes testinud ahju nii, et kõik kolm plaati on laaditud.

Küsimus pole mitte ainult:

"Mitu kandiku sisse mahub?"

Parem küsimus on:

"Milliseid laadimistingimusi kasutatakse ahju temperatuurinäitajate hindamisel?"

Kas suuremal ahjul on hullem temperatuuri ühtlus?

Mitte tingimata.

Kuid suurem kamber tekitab teistsuguse termilise disaini probleemi.

Suurem kamber tähendab, et kütteelemendid peavad jaotama soojust suuremale ruumile.

Samuti suureneb kambri erinevate osade vaheline kaugus.

See tähendab, et lihtsalt ahju suuremaks muutmine ei muuda temperatuurijaotust automaatselt paremaks ega halvemaks.

Kütteelemendi paigutus, isolatsioon, kambri geomeetria, juhtimissüsteem ja soojuskujundus on kõik olulised.

See on eriti oluline, kui laborid võrdlevad ahjusid ainult kambri mahu põhjal.

Näiteks:

Ahi A: 1 L kamber

Ahi B: 2 L kamber

Ei oleks mõistlik järeldada, et ahjul B peab olema parem või halvem temperatuuri ühtlus ainult seetõttu, et kamber on kaks korda suurem.

Tegelikud temperatuuri kaardistamise andmed ütleksid meile palju rohkem.

Miks on temperatuuri ühtlus tsirkooniumoksiidi puhul oluline?

Tsirkooniumoksiidi paagutamine hõlmab tihenemist ja mikrostruktuurilisi muutusi.

Nagu eelmistes artiklites mainitud, läbib materjal temperatuurist{0}}sõltuva protsessi, mille käigus osakesed ühenduvad tihedamalt.

Temperatuur ja hoidmisaeg mõjutavad selle protsessi edenemist.

Uuringud on näidanud, et paagutamistingimused võivad mõjutada tsirkooniumoksiidi terade kasvu.

Näiteks kaubandusliku hambaravi tsirkooniumoksiidi uuringus uuriti erinevaid hoidmisaegu ja leiti mõõdetavaid muutusi tera suuruses erinevates paagutamistingimustes.

Veel ühes hiljutises 4Y-PSZ-i uuringus testiti tipptemperatuure vahemikus 1470–1560 kraadi ja hoidmisaegu 30–180 minutit. Uurijad leidsid, et kõrgemad tipptemperatuurid ja pikemad hoidmisajad olid seotud tera suuruse suurenemisega testitud tingimustes.

Temperatuuri võrdluses mõõdetud tera suurus suurenes testitud temperatuurivahemikus ligikaudu 0, 481 μm-lt 0, 785 μm-ni.

Neid numbreid ei tohiks tõlgendada kõigi tsirkooniumoksiidide universaalse seosena.

Erinevad materjalid reageerivad erinevalt.

Kuid need annavad kasuliku põhjuse pöörata tähelepanu temperatuurile:

Tsirkooniumoksiid reageerib muutustele oma termilises ajaloos.

Kas 5 kraadine erinevus on oluline?

See on koht, kus arutelu vajab ettevaatust.

Oleks eksitav öelda:

"5 kraadine erinevus põhjustab kindlasti ebaõnnestunud taastamise."

Puudub universaalne temperatuuride erinevus, mille juures tsirkooniumoksiidi taastamine muutub ootamatult vastuvõetamatuks.

Tegelik mõju sõltub:

Tsirkooniumoksiidi koostis

Paagutamise temperatuur

Hoidmise aeg

Kütte määr

Taastamise suurus

Ahju disain

Laadimistingimused

Tootja soovitatud töötlemisaken

Väikesel temperatuurimuutusel hästi{0}}juhitud protsessis võib olla vähe praktilist mõju.

Oluline küsimus on, kas ahi suudab säilitada stabiilse ja piisavalt ühtlase soojuskeskkonna kasutatava tsirkooniumoksiidi programmi jaoks.

See on kasulikum viis temperatuuri ühtluse vaatamiseks.

Temperatuuri täpsus ja temperatuuri ühtlus on erinevad

Neid kahte terminit segatakse mõnikord omavahel.

Oletame, et ahi on programmeeritud 1500 kraadile.

Temperatuuri täpsus

See puudutab seda, kui täpselt mõõdetud/kontrolltemperatuur vastab kavandatud temperatuurile.

Näiteks:

Seadepunkt: 1500 kraadi

Mõõdetud kontrolltemperatuur: 1501 kraadi

Erinevus on umbes 1 kraad.

Temperatuuri ühtlus

See puudutab kambri sees olevate erinevate asukohtade erinevust.

Näiteks:

Asend A: 1498 kraadi

Asend B: 1500 kraadi

Asend C: 1502 kraadi

Ahjul võiks andurit hästi juhtida, kuid temperatuuride erinevus asukohtade vahel on siiski erinev.

See eristamine on ahju spetsifikatsioonide lugemisel oluline.

Spetsifikatsioon, näiteks:

Temperatuuri täpsus: ±1 kraad

ei tähenda automaatselt:

Iga asend kambri sees on ±1 kraad.

Need on erinevad mõõdud.

Kuidas saab ostja küsida temperatuuri ühtluse kohta?

Kui olete hambalabor või turustaja, kes võrdleb paagutusahjusid, siis esitaksin tootjale mitu konkreetset küsimust.

1. Kuidas testitakse temperatuuri ühtlust?

Küsige, kas tootja kasutab mitut mõõtmispunkti.

2. Mis temperatuuril seda testitakse?

Ahjul võib 1000 kraadi ja 1500 kraadi juures olla erinev soojuslik käitumine.

3. Mitut mõõtepunkti kasutatakse?

Rohkem mõõtmispunkte annab parema pildi temperatuurijaotusest kambris, kuigi oluline on ka katsemeetod ise.

4. Kas test tehakse tühja või koormatud kambriga?

See on oluline katsetingimuste mõistmiseks.

5. Kus on mõõtmispunktid?

Näiteks, kas need on jaotatud kogu kasutatavale salvealale?

6. Kas testi protokoll on olemas?

Kui tootja on temperatuuri kaardistanud, võib katseandmete vaatamine olla kasulikum kui lihtsalt turundusteatise vaatamine.

Mida peaks turustaja tootjalt küsima?

Edasimüüjate jaoks muutub see veelgi olulisemaks, kuna võite võrrelda mitut tootjat, enne kui soovitate oma klientidele seadmeid.

Selle asemel, et ainult küsida:

"Mis on maksimaalne temperatuur?"

Võite küsida:

"Milline on temperatuuri ühtlus kogu kasutatavas kambris tsirkooniumoksiidi paagutamistemperatuuril?"

Seejärel järgige järgmist:

"Kuidas mõõdeti?"

Need kaks küsimust võivad viia palju sisukama tehnilise aruteluni.

Näiteks kui tootja ütleb:

"Temperatuuri ühtlus on suurepärane."

See väide ei ütle teile palju.

Kui tootja ütleb:

"Tegime 1500 kraadi juures mitme-punkti temperatuuritesti ja registreerisime temperatuuri erinevates kohtades."

Nüüd on midagi, mida saab üle vaadata.

Tegeliku katsemeetodi ja andmetega tuleb veel arvestada, aga vähemalt väidet saab hinnata.

Mida saab tootja tegelikult testida?

Teadus- ja arendustegevuse poole pealt on mitmeid kasulikke teste.

Tühi{0}}kambri kaardistamine

See annab teavet kambri põhilise soojusjaotuse kohta ilma tootmiskoormuseta.

See võib olla kasulik ahju arendamise ja kalibreerimise ajal.

Laaditud kaardistamine

Ahju testitakse kindlaksmääratud kandiku või laadimispaigaga.

See on tegelikule laborikasutusele lähemal.

Erinevad temperatuurid

Ahju saab katsetada temperatuuridel, mis vastavad selle kavandatud rakendusele.

Hambatsirkooniumoksiidi puhul on kõrge{0}}temperatuuri piirkond eriti oluline.

Korratavuse testimine

Sama katset saab korrata, et näha, kas ahi jaotab sarnase temperatuuri ühest tsüklist teise.

See on kasulik, sest üks hea mõõtmine ei pruugi meile öelda, kuidas ahi aja jooksul käitub.

Miks on korratavus oluline?

Kujutage ette, et ahjul on ühe katse ajal hea temperatuurijaotus.

See on kasulik teave.

Kuid tootja peaks hoolitsema ka selle eest, kas tulemus püsib pärast korduvaid kuumutamistsükleid stabiilsena.

Paagutamisahjud töötavad korduvalt kõrgel temperatuuril.

Kütteelemendid vananevad.

Andurid võivad aja jooksul muutuda.

Isolatsiooniomadused võivad muutuda.

Ka mehaanilised osad võivad kuluda.

Seetõttu ei tohiks hooldust ja kalibreerimist tähelepanuta jätta.

Iga päev ahju kasutavate laborite jaoks on aja jooksul ühtlane jõudlus kasulikum kui ühe isoleeritud testi hea tulemus.

Kas temperatuuri ühtlus tagab hea tsirkooniumoksiidi tulemuse?

Ei.

See on veel üks punkt, mida tasub selgelt väljendada.

Hea temperatuuri ühtlus on üks osa protsessist.

See ei kompenseeri:

Valed tsirkooniumoksiidi kokkutõmbumisseaded

Vale paagutamistemperatuur

Vale hoidmisaeg

Sobimatu kiire{0}}paagutamisprogramm

Vale laadimine

Kehv freesimine

Kahjustatud tsirkooniumoksiid

Vale materjali valik

Restaureerimisel võib probleeme tekkida isegi siis, kui ahju temperatuuri ühtlus on hea.

Paagutamine on protsess, mis hõlmab mitut muutujat.

Ahi on selle protsessi üks osa.

Kuidas on lood kiire paagutamisega?

Kiire paagutamine muudab temperatuuri ühtluse ahju soojustõhususe seisukohast olulisemaks.

Tavaline tsirkooniumoksiidi tsükkel võib kesta mitu tundi.

Kiire tsükkel võib soojendamise ja hoidmise etappe oluliselt lühendada.

Kui küttekiirus muutub kiiremaks, peab ahi temperatuurimuutustele kiiremini reageerima.

See muudab kütteelementide, andurite, juhtimistarkvara, kambri disaini ja soojusmassi vahelise seose olulisemaks.

Siiski oleks vale väita, et kiire paagutamine nõuab automaatselt täiuslikku temperatuuri ühtlust või et iga kiire{0}}paagutav ahi annab erinevaid tulemusi.

Tegelik efekt sõltub tsirkooniumoksiidi materjalist ja ahju konstruktsioonist.

Seetõttu tuleks kiiret{0}}paagutamist hinnata koos tootja kinnitatud materjaliprogrammidega.

Praktiline näide laborist

Mõelge kahele laborile.

Laboratoorium A laadib iga päev sama arvu restaureerimisi ligikaudu samadele salvepositsioonidele.

Ahju on testitud sarnastes koormustingimustes ja labor järgib tsirkooniumoksiidi tootja soovitatud tsüklit.

Protsess on suhteliselt ühtlane.

Laboratoorium B muudab sageli tsirkooniumoksiidi kaubamärke, kasutab erinevaid laadimiskorraldusi ja muudab paagutamisprogrammi alati, kui soovib tsüklit lühendada.

Isegi kui mõlemad laborid kasutavad sama ahju mudelit, ei pruugi nende tulemused olla võrdselt järjepidevad.

See näide näitab, miks temperatuuri ühtlus on oluline, aga ka seda, miks ei tohiks seda ülejäänud töövoost eraldi vaadelda.

Mida ma paagutusahju väljatöötamisel või hindamisel vaataksin

Arengu vaatenurgast vaataksin rohkem kui ühte numbrit.

Tahaks teada:

Kas ahi suudab saavutada vajaliku temperatuuri?

Kas see suudab seda temperatuuri hoida?

Kuidas temperatuur kasutatavas kambris varieerub?

Kas jaotus püsib normaalse koormuse korral stabiilsena?

Kas ahi suudab taasesitada erinevaid küttekiirusi?

Kas see saab käivitada erinevaid tsirkooniumoksiidi programme?

Kuidas ahi käitub pärast korduvaid kõrge{0}}temperatuuri tsükleid?

Need küsimused räägivad meile seadmete kohta palju rohkem kui ainult maksimaalne temperatuur.

Kasulik teave on teadmine, et ahi võib ulatuda 1650 kraadini.

Kuid teadmine, kuidas ahi käitub tsirkooniumoksiidi paagutamistemperatuuri pikema aja jooksul hoides, on otsesemalt seotud tegeliku rakendusega.

Lihtne viis temperatuuri ühtlusest mõelda

Kui te pole paagutamisahjude kasutamisel uus, on lihtne viis erinevust meelde jätta.

Temperatuuri täpsus küsib:

"Kas ahi on sellel temperatuuril, nagu me kavatsesime?"

Temperatuuri ühtlus küsib:

"Kas kasutatava kambri erinevates piirkondades on sarnased temperatuurid?"

Temperatuuri stabiilsus küsib:

"Kas ahi suudab neid tingimusi tsükli ajal säilitada?"

Need on kolm erinevat küsimust.

Hea ahju hindamine peaks võtma arvesse kõiki kolme.

Lõplik

Kas paagutamisahju kõik osad saavutavad täpselt sama temperatuuri?

Tavaliselt tegelik soojussüsteem nii ei käitu.

Erinevate asukohtade vahel on teatud temperatuurikõikumised. Oluline on see, kas variatsioon on kontrollitud ja sobiv kavandatud tsirkooniumoksiidi paagutamisprotsessi jaoks.

Labori jaoks tähendab see, et juhtpaneelil kuvatav temperatuur ei tohiks olla ainus spetsifikatsioon, mida paagutusahju valimisel arvesse võtta.

Turustaja jaoks on kasulik küsida, kuidas tootja mõõdab temperatuuri ühtlust ja kas on olemas katseandmed.

Ja arengu vaatenurgast on temperatuuri ühtlus midagi, mida tuleb mõõta, mitte lihtsalt kirjeldada.

Kasulik test peaks meile ütlema:

kus mõõdeti temperatuuri, millisel temperatuuril, mis koormustingimusel ja milline erinevus mõõtmispunktide vahel leiti.

See teave annab laborile palju rohkem tööd kui selline väide nagu "suurepärane temperatuuri ühtlus".

Lõppkokkuvõttes pole paagutusahi lihtsalt kamber, mis saavutab kõrge temperatuuri.

See on soojussüsteem, mis peab kontrollitud temperatuuritsüklit korduvalt taasesitama.

Tsirkooniumoksiidi puhul on see konsistents igapäevases laboritöös oluline.