Fatigue and damage accumulation of veneer porcelain pressed on Y-TZP

Objectives: This study compared the reliability and fracture patterns of zirconia cores veneered with pressable porcelain submitted to either axial or off-axis sliding contact fatigue. Methods: Forty-two Y-TZP plates (12 mm x 12 mm x 0.5 mm) veneered with pressable porcelain (12 mm x 12 mm x 1.2 mm) and adhesively luted to water aged composite resin blocks (12 mm x 12 mm x 4 mm) were stored in water at least 7 days prior to testing. Profiles for step-stress fatigue (ratio 3:2:1) were determined from single load to fracture tests (n = 3). Fatigue loading was delivered on specimen either on axial (n = 18) or off-axis 30 degrees angulation (n = 18) to simulate posterior tooth cusp inclination creating a 0.7 mm slide. Single load and fatigue tests utilized a 6.25 mm diameter WC indenter. Specimens were inspected by means of polarized-light microscope and SEM. Use level probability Weibull curves were plotted with 2-sided 90% confidence bounds (CB) and reliability for missions of 50,000 cycles at 200 N (90% CB) were calculated. Results: The calculated Weibull Beta was 3.34 and 2.47 for axial and off-axis groups, respectively, indicating that fatigue accelerated failure in both loading modes. The reliability data for a mission of 50,000 cycles at 200 N load with 90% CB indicates no difference between loading groups. Deep penetrating cone cracks reaching the core-veneer interface were observed in both groups. Partial cones due to the sliding component were observed along with the cone cracking for the off-axis group. No Y-TZP core fractures were observed. Conclusions: Reliability was not significantly different between axial and off-axis mouth-motion fatigued pressed over Y-TZP cores, but incorporation of sliding resulted in more aggressive damage on the veneer. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Development of Servo Hydraulics of Veneer Lathe

Diplomityö tehtiin kansainväliseen, mekaanisen puunjalostusteollisuuden koneita, tuotantojärjestelmiä ja tehtaita toimittavaan yritykseen. Diplomityön tarkoituksena oli kartoittaa syitä viilusorvin teräpenkin asemoinnissa esiintyneisiin värähtelyongelmiin ja tutkia ratkaisuja niiden voittamiseksi, sekä sorvausvoimien määrittäminen. Diplomityön teoreettisessa osassa tutustuttiin viilusorvin, erityisesti sen hydraulisten servojärjestelmien rakenteeseen ja toimintaan sekä viilunsorvaukseen. Teräpenkin syötön servojärjestelmää tutkittiin teoreettisesti johtamalla suljetun piirin siirtofunktiot “asema/käsky” ja “virhe/voima” ja tulostamalla niiden taajuusvaste-kuvaajat, joista tutkittiin parametrien vaikutuksia järjestelmän toimintaan. Tulokset vahvistettiin simuloimalla. Todettiin nykyisen järjestelmän värähtelyongelmien johtuvan pääasiassa hydrauliöljyn joustosta sylinterissä. Parannuksina ehdotettiin suurempaa sylinterin halkaisijaa ja viskoosikitkakertoimen suurentamista. Diplomityön kokeellisessa osassa mitattiin viilusorvin servojärjestelmien toimilaitteissa esiintyviä voimia ja niiden perusteella laskettiin varsinaiset sorvausvoimat. Lisäksi tutkittiin teräpenkin syötön ja muiden servojärjestelmien asemointitarkkuutta sorvauksen aikana. Mittauksia varten diplomityössä suunniteltiin ja hankittiin kannettava mittausjärjestelmä.

Kuusiviilun esikuivaus puristamalla

Tutkimuksen lähtökohtana oli selvittää, voidaanko viilun valmistusprosessiin liittää uusi työvaihe, viilun esikuivaus. Esikuivauksen tarkoituksena on poistaa kosteutta viiluista ennen varsinaista kuivausta ja lisätä näin kuivauskapasiteettia. Tehdyissä tutkimuksissa viilut esikuivattiin nipuissa puristamalla. Muuttujina esikuivauksessa toimivat puristusaika ja -paine. Niiden määrittelyn lähtökohtana pidettiin sitä, etteivät viilun ominaisuudet saa merkittävästi heikentyä esikuivauksen aikana ja samalla viiluista on saatava mahdollisimman paljon kosteutta pois. Aikaisempien tutkimusten avulla selvitettiin vanerin valmistuksen, viilun kuivauksen sekä viilun esikuivauksen teoriaa. Lisäksi selvitettiin puun ominaisuuksien antamia mahdollisuuksia ja rajoitteita esikuivaukseen liittyen. Tutkimus koostui kahdesta osasta: laboratorio- ja tehdastutkimuksista. Laboratoriotutkimuksen tarkoituksena oli toimia tehdastutkimuksen esitutkimuksena. Laboratoriotutkimuksessa tutkittiin ainoastaan esikuivauksen vaikutusta märille viiluille. Tehdastutkimusosiossa esikuivatuista viiluista valmistettiin normaalin vanerinvalmistusprosessin kautta levyjä, joiden ominaisuuksia verrattiin normaaleista viiluista valmistettuihin vanereihin. Viilujen esikuivauksen todettiin pienentävän kuusiviilujen kosteuspitoisuutta. Tämän lisäksi kosteuspitoisuuden muutokset esikuivauksen aikana tapahtuivat tasaisesti niin yksittäisen viilun kuin viilunipunkin sisällä. Esikuivatuista viiluista valmistetut vanerilevyt täyttivät kaikki standardien sekä vanerin laadunvalvontasopimuksen asettamat vaatimukset. Esikuivauksen haitaksi tutkimuksissa todettiin viilun paksuuden pienentymä. Ennen esikuivauksen soveltamista teolliseen käyttöön nähtiin tarvetta lisätutkimukselle, jossa tulisi selvittää suurempien viilunippukokojen esikuivaamista sekä niiden varsinaista kuivaamista heti esikuivauksen jälkeen.

Evaluation of thermal compatibility between core and veneer dental ceramics using shear bond strength test and contact angle measurement

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Survival of zirconia- and metal-supported fixed dental prostheses: a systematic review

Purpose: The aim of this review was to systematically evaluate and compare the frequency of veneer chipping and core fracture of zirconia fixed dental prostheses (FOPS) and porcelain-fused-to-metal (PFM) FDPs and determine possible influencing factors. Materials and Methods: The SCOPUS database and International Association of Dental Research abstracts were searched for clinical studies involving zirconia and PFM FDPs. Furthermore, studies that were integrated into systematic reviews on PFM FDPs were also evaluated. The principle investigators of any clinical studies on zirconia FDPs were contacted to provide additional information. Based on the available information for each FOP, a data file was constructed. Veneer chipping was divided into three grades (grade 1 = polishing, grade 2 = repair, grade 3 = replacement). To assess the frequency of veneer chipping and possible influencing factors, a piecewise exponential model was used to adjust for a study effect. Results: None of the studies on PFM FDPs (reviews and additional searching) sufficiently satisfied the criteria of this review to be included. Thirteen clinical studies on zirconia FDPs and two studies that investigated both zirconia and PFM FDPs were identified. These studies involved 664 zirconia and 134 PFM FDPs at baseline. Follow-up data were available for 595 zirconia and 127 PFM FDPs. The mean observation period was approximately 3 years for both groups. The frequency of core fracture was less than 1% in the zirconia group and 0% in the PFM group. When all studies were included, 142 veneer chippings were recorded for zirconia FDPs (24%) and 43 for PFM FDPs (34%). However, the studies differed extensively with regard to veneer chipping of zirconia: 85% of all chippings occurred in 4 studies, and 43% of all chippings included zirconia FDPs. If only studies that evaluated both types of core materials were included, the frequency of chipping was 54% for the zirconia-supported FDPs and 34% for PFM FDPs. When adjusting the survival rate for the study effect, the difference between zirconia and PFM FDPs was statistically significant for all grades of chippings (P = .001), as well as for chipping grade 3 (P = .02). If all grades of veneer chippings were taken into account, the survival of PFM FDPs was 97%, while the survival rate of the zirconia FDPs was 90% after 3 years for a typical study. For both PFM and zirconia FDPs, the frequency of grades 1 and 2 veneer chippings was considerably higher than grade 3. Veneer chipping was significantly less frequent in pressed materials than in hand-layered materials, both for zirconia and PFM FDPs (P = .04). Conclusions: Since the frequency of veneer chipping was significantly higher in the zirconia FDPs than PFM FDPs, and as refined processing procedures have started to yield better results in the laboratory, new clinical studies with these new procedures must confirm whether the frequency of veneer chipping can be reduced to the level of PFM. Int J Prosthodont 2010;23:493-502

Effects of extreme cooling methods on mechanical properties and shear bond strength of bilayered porcelain/3Y-TZP specimens

Objectives: This study investigated the effect of extreme cooling methods on the flexural strength, reliability and shear bond strength of veneer porcelain for zirconia. Methods: Vita VM9 porcelain was sintered on zirconia bar specimens and cooled by one of the following methods: inside a switched-off furnace (slow), at room temperature (normal) or immediately by compressed air (fast). Three-point flexural strength tests (FS) were performed on specimens with porcelain under tension (PT, n = 30) and zirconia under tension (ZT, n = 30). Shear bond strength tests (SBS, n = 15) were performed on cylindrical blocks of porcelain, which were applied on zirconia plates. Data were submitted to one-way ANOVA and Tukey's post hoc tests (p < 0.05). Weibull analysis was performed on the PT and ZT configurations. Results: One-way ANOVA for the PT configuration was significant, and Tukey's test revealed that fast cooling leads to significantly higher values (p < 0.01) than the other cooling methods. One-way ANOVA for the ZT configuration was not significant (p = 0.06). Weibull analysis showed that normal cooling had slightly higher reliability for both the PT and ZT configurations. Statistical tests showed that slow cooling decreased the SBS value (p < 0.01) and showed less adhesive fracture modes than the other cooling methods. Clinical Significance: Slow cooling seems to affect the veneer resistance and adhesion to the zirconia core; however, the reliability of fast cooling was slightly lower than that of the other methods. © 2013 Elsevier Ltd.

Zirconia-Porcelain Bonding: Effect of Multiple Firings on Microtensile Bond Strength

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of thickness, processing technique, and cooling rate protocol on the flexural strength of a bilayer ceramic system

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Strength of 3Y-TZP and feldspathic porcelain subjected to different cooling methods

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of prosthesis type and retention mechanism on complications with fixed implant-supported prostheses: a systematic review applying multivariate analyses

PURPOSE To identify the influence of fixed prosthesis type on biologic and technical complication rates in the context of screw versus cement retention. Furthermore, a multivariate analysis was conducted to determine which factors, when considered together, influence the complication and failure rates of fixed implant-supported prostheses. MATERIALS AND METHODS Electronic searches of MEDLINE (PubMed), EMBASE, and the Cochrane Library were conducted. Selected inclusion and exclusion criteria were used to limit the search. Data were analyzed statistically with simple and multivariate random-effects Poisson regressions. RESULTS Seventy-three articles qualified for inclusion in the study. Screw-retained prostheses showed a tendency toward and significantly more technical complications than cemented prostheses with single crowns and fixed partial prostheses, respectively. Resin chipping and ceramic veneer chipping had high mean event rates, at 10.04 and 8.95 per 100 years, respectively, for full-arch screwed prostheses. For "all fixed prostheses" (prosthesis type not reported or not known), significantly fewer biologic and technical complications were seen with screw retention. Multivariate analysis revealed a significantly greater incidence of technical complications with cemented prostheses. Full-arch prostheses, cantilevered prostheses, and "all fixed prostheses" had significantly higher complication rates than single crowns. A significantly greater incidence of technical and biologic complications was seen with cemented prostheses. CONCLUSION Screw-retained fixed partial prostheses demonstrated a significantly higher rate of technical complications and screw-retained full-arch prostheses demonstrated a notably high rate of veneer chipping. When "all fixed prostheses" were considered, significantly higher rates of technical and biologic complications were seen for cement-retained prostheses. Multivariate Poisson regression analysis failed to show a significant difference between screw- and cement-retained prostheses with respect to the incidence of failure but demonstrated a higher rate of technical and biologic complications for cement-retained prostheses. The incidence of technical complications was more dependent upon prosthesis and retention type than prosthesis or abutment material.

Vaneritehtaan hyötysuhteen parantaminen ja viilutuotannonohjauksen kehittäminen

Työn tavoitteena oli selvittää syitä vaneritehtaan raaka-aineen käytön hyötysuhteen heikkenemiseen sekä esittää ratkaisukeinoja hyötysuhteen parantamiseksi. Lisäksi tavoitteena oli tuotannonohjauksen kehittäminen viiluosastolla. Teoriaosassa tarkasteltiin kohdeyritystä ja tuotantoyksikköä, vanerin valmistusprosessia, vaneritehtaan hyötysuhteeseen vaikuttavia tekijöitä sekä hyötysuhteen laskemisen teoriaa. Lisäksi käsiteltiin asiakaslähtöisen toiminnan teoriaa, sekä tuotannonohjauksen teoriaa ja tuotannonohjaustapoja. Käytännönosa perustui haastattelututkimuksiin ja tuotannonraportointijärjestelmän tarkasteluun. Haastatteluiden avulla selvitettiin viiluosaston tuotannossa ja tuotannonohjauksessa ilmeneviä ongelmia. Tuotannonraportointijärjestelmän kautta tarkasteltiin tehtaan hyötysuhteen kehittymistä tuotantovaiheittain, sekä tutkittiin määrämittasahattavia mittoja ja määrämittasahauksen onnistumista. Tehtyjen tutkimusten perusteella etsittiin keinoja määrämittasahauksessa syntyvän hukan pienentämiseen, jolloin koko tehtaan hyötysuhde saataisiin paranemaan. Lisäksi esiteltiin keinoja tuotannonohjauksen selkeyttämiseen viiluosastolla. Työn lopuksi annettiin kehitysehdotuksia, joilla tehtaan hyötysuhdetta saataisiin edelleen paremmaksi ja tuotannonohjausta vastaamaan asiakaslähtöisen toiminnan periaatteita.

Viilujen lujuuslajittelun kehittäminen

Työn lähtökohtana on viilujen lujuuslajittelun kehittäminen. Lujuuslajittelun on tarkoitus perustua viilujen paino- ja tiheyseroihin, joilla on vaikutusta viilujen lujuusominaisuuksiin. Viilujen paino- ja tiheyserojen selvittäminen on tarkoi-tus toteuttaa punnituksen avulla ja siihen kuuluva laitteisto oli jo alustavasti suunniteltu. Teoriaosan avulla tutustuttiin viilujen ja vanerin valmistukseen liittyviin pro-sesseihin, puun tiheyteen ja lujuuteen liittyviin tekijöihin ja eri tekijöiden vaikutuksiin viilujen ja vanereiden lujuusominaisuuksissa. Työn kokeellinen osa voidaan jakaa selkeästi kahteen tutkimusalueeseen. Ensimmäisessä oli tarkoitus selvittää viiluissa esiintyvien paino- ja tiheyserojen vaihteluita ja niiden vaikutuksia viilujen lujuusominaisuuksiin ja sitä kautta myös valmiiden levyrakenteiden ominaisuuksiin. Viilutasolla tutkittiin tiheyden vaikutusta poikittaisveto- ja taivutuslujuuteen ja vaneritasolla tiheyden vaikutusta taivutuslujuu-teen. Raaka-aineina tutkimuksissa ja lujuuskokeissa käytettiin koivu-, kuusi- ja poppeliviiluja. Työn toinen osa keskittyi viilujen punnituksen testaamiseen ja kehittämiseen. Tutkittavien puulajien kohdalla viiluista löytyi huomattavia paino- ja tiheyseroja, joiden vaikutukset näkyivät erityisesti viilujen ja vanerien taivutuslujuuksien arvoissa. Punnituksen tulokset osoittivat, että riittävän tuotekehityksen myötä viilujen punnitukseen perustuva lajittelu olisi mahdollista toteuttaa tutkitun menetelmän avulla. Vanerirakenteissa havaittujen taivutuslujuuserojen perusteella lujuuslajittelulle olisi käyttöä ja siitä olisi hyötyä levyrakenteiden suunnittelussa.

Viilun käsittelyn energiankulutuksen minimointi

Vaneritehtaiden suunnittelussa on tulevaisuudessa yhä enemmän keskityttävä energiataloudellisempien laitteiden kehittämiseen. Tämän diplomityön tavoitteena oli löytää keinoja vaneritehtaiden energiankulutuksen minimoimiseksi viilun käsittelyn osalta. Viilun käsittely muodostuu lähinnä viilun syötöstä, kuljettamisesta ja pinkkaamisesta. Tämän työn alkupuolella on esitelty näihin tarkoituksiin suunniteltuja tärkeimpiä laitetyyppejä. Koneita on tarkasteltu vertailemalla niiden ominaisuuksia toisiinsa, varsinkin energiankulutuksen osalta. Työn loppupuolella on tarkasteltu erään ladontalinjan todellista sähkönkulutusta sekä arvioitu moottoreiden mitoituksen onnistumista vaneritehtaalla suoritettujen tehomittausten avulla. Mittausten pohjalta on pyritty löytämään keinoja energiankulutuksen pienentämiseksi. Suurimmat säästöt sähköenergian osalta saavutetaan moottoreiden onnistuneella mitoituksella sekä oikeilla laitevalinnoilla.

Viilun käsittelyn laadullinen saanto

Työn tavoitteena oli selvittää viilun käsittelyn laadullista saantoa vanerin valmistusprosessissa sekä laadulliseen saantoon vaikuttavia tekijöitä viilun käsittelyyn liittyviä työpisteitä tutkimalla. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin vanerin valmistusprosessia, viilun ominaisuuksia erityisesti laadun osalta, standardin mukaisia laatuluokkia, saantoon vaikuttavia tekijöitä sekä tuotannonohjauksen periaatteita viilun valmistuksessa. Kokeellinen osa perustui tuotannonraportointijärjestelmästä saataviin tietoihin sekä haastattelu- ja seurantatutkimuksiin eräällä vaneritehtaalla. Kokeellisessa osassa käytiin läpi viilun käsittelyyn liittyvät työvaiheet viilun leikkauksesta ja lajittelusta viilun liimoitukseen ja ladontaan saakka. Lisäksi tutkittiin käytössä olevan viilun lajittelujärjestelmän tuloksen oikeellisuutta viilun laadutuksessa, saumauksen onnistumista, viilun paikkauksen laadullista onnistumista sekä ladonnan onnistumista viilun käsittelyn nykytilan selvittämiseksi. Tutkimuksen tulosten perusteella pohdittiin lajittelussa tapahtuvaa laadullisen saannon tulosta kohdeyrityksessä sekä esitettiin joukko kehitysehdotuksia, joilla viilutuotantoa voidaan selkeyttää ja parantaa tulevaisuudessa.

Vanerin tuotantoprosessin tehostaminen ja raaka-aineen käyttösuhteen parantaminen

Työn tavoitteena oli vanerin tuotantoprosessin tehostaminen ja raaka-aineen käyttösuhteen parantaminen Schauman Wood Oy:n Kuopion vaneritehtaalla. Tuotannon pitkä läpimenoaika ja välivarastojen suuri määrä sitovat paljon pääomaa. Välivarastot ovat tuotannon kapeikkokohtien seurannaisia, koska yksittäisten konelinjojen kapasiteetti ei ole tasapainossa optimaaliseen materiaalin virtaukseen nähden. Teoriaosuus käsittelee valmistettavaa vanerituotetta, tuotantotaloutta, tuotannon- ja materiaalin ohjausta sekä Kuopion vaneritehtaan tuotantoprosessia, joiden avulla selvitään vanerin valmistukseen liittyviä asioita ja niiden yhteyksiä toisiinsa. Tutkimuksen kokeellisessa osassa poistettiin yksi työvaihe vanerin valmistusprosessista ja samalla kiinnitettiin suurta huomiota viilun valmistuksen mittatarkkuuteen. Vanerin liimauksessa aihion reunat jäävät epätasaisiksi, mikä johtuu viilujen mittavaihtelusta, ladontamenetelmästä ja ladonnan tarkkuudesta. Levyjen reunat puhdistetaan ja oikaistaan sahaamalla niistä pois 30 - 50 mm leveät suikaleet. Useasti levyn ensimmäinen sahaus, eli niin sanottu karsintasahaus, on valmisteleva toimenpide tulevaa jatkokäsittelyä varten. Karsintasahauksen poistamisella saavutetaan nopeampi läpimenoaika, pienempi välivarasto viimeistelyosastolla sekä puumateriaalin säästö jättämällä reunojen oikaisu pois.