49% หรือ 57%? คำถามเกี่ยวกับเซอร์โคเนียที่ไม่มีคำตอบที่ถูกต้อง

49% หรือ 57%? คำถามเกี่ยวกับเซอร์โคเนียที่ไม่มีคำตอบที่ถูกต้อง
แผ่นข้อมูลจำเพาะสองฉบับเปิดอยู่บนโต๊ะของคุณ บล็อก A มีค่าการส่งผ่านแสงระบุไว้ที่ 49% ส่วนบล็อก B ระบุไว้ที่ 57%

บล็อกใดมีความโปร่งใสกว่ากัน?

ICERA 4D Pro Multilayer

4D Pro Multilayer ของคู่แข่ง

ผู้ซื้อส่วนใหญ่จะเลือกตัวเลือก B — และในกรณีส่วนใหญ่ เหตุผลที่พวกเขาให้มาไม่เข้มงวดพอ ในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการจริง บล็อก A และบล็อก B อาจแสดงสมรรถนะที่เหมือนกันอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากทั้งสองชนิดผลิตจากวัสดุเกรด 5Y อย่างไรก็ตาม ตัวเลขที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะแสดงความแตกต่างกันเกือบ 10 เปอร์เซ็นต์ในค่าการส่งผ่านแสง

เครื่องมือสองเครื่อง หนึ่งหน่วย ไม่มีมาตรฐาน
ในตลาดเซรามิกซิคอนเนียสำหรับทันตกรรม ความโปร่งใสได้กลายเป็นหนึ่งในจุดขายที่สำคัญที่สุด ผู้ผลิตหลายรายโฆษณาบล็อกของตนว่าเป็น “มีความโปร่งใสสูง” “มีความโปร่งใสพิเศษ” หรือ “ให้ลักษณะที่ดูเป็นธรรมชาติ” สำหรับห้องปฏิบัติการทันตกรรมและผู้จัดจำหน่าย ข้อมูลความโปร่งใสดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ง่ายในการเปรียบเทียบวัสดุต่างๆ แต่ปัญหาคือ ค่าความโปร่งใสของซิคอนเนียไม่ได้ถูกวัดด้วยวิธีเดียวกันเสมอไป

เครื่องวัดความขุ่น (Haze meters) (วิธี ASTM D1003 ที่ยืมมาจากอุตสาหกรรมพลาสติก) คือสิ่งที่ผู้ผลิตซิคอนเนียส่วนใหญ่ใช้ การวัดด้วยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ เป็นอีกวิธีหนึ่งที่นิยมใช้กันทั่วไป ทั้งสองวิธีให้ผลลัพธ์เป็นร้อยละ และทั้งสองวิธีนี้มักพิมพ์ลงบนแผ่นข้อมูลจำเพาะว่าเป็น “ค่าการส่งผ่านแสง (transmittance)” แต่ไม่มีการระบุวิธีการวัดที่ใช้ไว้กำกับค่าเหล่านั้น

นี่คือภาพลักษณ์ของวัสดุชนิดเดียวกันเมื่อมองผ่านเครื่องมือแต่ละชนิด ที่:
• 3Y — เครื่องวัดความขุ่น 38–42% | สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ประมาณ 42–46%
• 4Y — เครื่องวัดความขุ่น 45–46% | สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ 49–53%
• 5Y — เครื่องวัดความขุ่นประมาณ 49% | สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ประมาณ 57%
อ่านแถวนั้นจากซ้ายไปขวา ปัญหาก็จะชัดเจนทันที

นี่คือเหตุผลที่ข้อมูลความโปร่งแสงอาจทำให้ห้องแล็บทันตกรรมสับสน หากยี่ห้อหนึ่งระบุค่าความโปร่งแสงของเซรามิกเซอร์โคเนียเกรด 5Y ไว้ที่ร้อยละ 49 ในขณะที่อีกยี่ห้อหนึ่งระบุวัสดุที่คล้ายกันไว้ที่ร้อยละ 57 ลูกค้าจำนวนมากอาจเข้าใจผิดว่าวัสดุยี่ห้อที่สองมีความโปร่งแสงมากกว่าอย่างมาก แต่หากตัวเลขแรกได้มาจากการทดสอบด้วยเครื่องวัดความขุ่น (haze meter) และตัวเลขที่สองได้มาจากการทดสอบด้วยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (spectrophotometric testing) การเปรียบเทียบดังกล่าวก็ไม่เท่าเทียมกัน

เครื่องวัดความขุ่น (haze meter) ใช้วัดปริมาณแสงที่ผ่านตัวอย่างและปริมาณแสงที่กระเจิงออกไปเป็นหลัก เครื่องนี้มีประโยชน์สำหรับการควบคุมคุณภาพของวัสดุ เพราะให้วิธีที่เสถียรในการเปรียบเทียบตัวอย่างเซอร์โคเนียที่ได้มาตรฐาน จึงเป็นเหตุผลที่ผู้ผลิตบล็อกเซอร์โคเนียหลายรายใช้ข้อมูลจากการวัดด้วยเครื่องวัดความขุ่นทั้งภายในองค์กรและในเอกสารทางเทคนิค

การทดสอบด้วยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์พิจารณาพฤติกรรมเชิงแสงในรูปแบบที่ต่างออกไป ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าอุปกรณ์ อาจประเมินสี ความคมชัด และการส่งผ่านแสงบนพื้นหลังที่ต่างกัน ซึ่งสามารถใช้ประโยชน์ในการเข้าใจว่าสารนั้นจะปรากฏให้เห็นอย่างไรในเชิงภาพ แต่ค่าตัวเลขสุดท้ายไม่สามารถแทนค่ากันได้โดยตรงกับผลที่ได้จากเครื่องวัดความขุ่น

ทั้งสองวิธีล้วนมีประโยชน์ การปัญหาไม่ได้อยู่ที่ว่าวิธีใดวิธีหนึ่งถูกต้องเสมอไปและอีกวิธีผิดเสมอไป ปัญหาที่แท้จริงคือการระบุวิธีการอย่างชัดเจนหรือไม่

เหตุใดการวัดด้วยสเปกตรัมจึงให้ค่าสูงกว่า
ความแตกต่างนี้ไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนของทั้งสองฝ่าย เครื่องมือทั้งสองชนิดวัดค่าได้ถูกต้อง แต่เพียงแค่วัดสิ่งที่ต่างกันเท่านั้น

การให้ค่าความสำคัญตามความยาวคลื่น เครื่องวัดความขุ่นรายงานค่าการส่งผ่านแสง — ที่มีการถ่วงน้ำหนักตามความไวของตาคนซึ่งสูงสุดที่ความยาวคลื่นประมาณ 555 นาโนเมตร ค่าที่วัดได้จากสเปกโตรโฟโตมิเตอร์มักจะรายงานที่ความยาวคลื่นเดียว หรือเฉลี่ยแบบไม่ถ่วงน้ำหนักทั่วช่วงแสงที่มองเห็นได้ เซอร์โคเนียส่งผ่านแสงได้ดีขึ้นในบริเวณปลายสีแดงของสเปกตรัม ดังนั้นวิธีการใด ๆ ที่ไม่นำการถ่วงน้ำหนักแบบโฟโตปิกมาใช้จึงให้ค่าที่สูงกว่า

เรขาคณิตของการเก็บตัวอย่าง ปริมาณแสงที่กระเจิงไปข้างหน้าซึ่งไปถึงตัวตรวจจับนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของทรงกลม รูปร่างของช่องเปิด และขนาดรูรับแสงของตัวรับ วัสดุเซรามิกที่มีการกระเจิงเป็นหลักจะไวต่อปัจจัยเหล่านี้มาก ในขณะที่ฟิล์มใสจะไม่ไวต่อปัจจัยเหล่านี้

ค่าพื้นฐานและการสะท้อนจากพื้นผิว ไม่ว่าค่าอ้างอิง 100% จะรวมการสูญเสียจากการสะท้อนที่พื้นผิวของตัวอย่างเองหรือไม่ ก็จะส่งผลต่อค่าทั้งหมดที่ตามมา

ปรากฏการณ์ทั้งหมดนี้ไม่ใช่เรื่องที่ขัดแย้งกันในทางฟิสิกส์แต่อย่างใด ปัญหาจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีการเผยแพร่ตัวเลขที่ได้โดยไม่ระบุว่าวิธีการวัดแบบใดที่ใช้ในการหาค่านั้น

ตัวแปรที่สำคัญยิ่งกว่านั้น
วิธีการเป็นประเด็นหลัก แต่ไม่ใช่ประเด็นเดียวเท่านั้น ก่อนเปรียบเทียบค่าการส่งผ่านแสงสองค่าใด ๆ โปรดยืนยันว่าค่าทั้งสองสอดคล้องกันในด้านต่อไปนี้
1. ความหนา — การลดลงของการส่งผ่านแสงมีลักษณะไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้จากความหนา 0.5 มม. และ 1.5 มม. จึงไม่อยู่บนมาตราส่วนเดียวกัน
2. ที่หลบ阴 — ไอออนที่ให้สีดูดซับแสง ในขณะที่ตัวอย่างที่ไม่มีสีจะให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวอย่างที่มีสีเสมอ
3. รอบการเผาแบบเซนเทอร์ริง — อุณหภูมิสูงสุดและระยะเวลาคงที่ที่อุณหภูมินั้นควบคุมขนาดเกรนและปริมาณรูพรุนที่เหลืออยู่ การเผาแบบเร่งด่วนและการเผาแบบดั้งเดิมของบล็อกชนิดเดียวกันให้ผลการวัดที่แตกต่างกัน
4. พื้นผิวขั้นสุดท้าย — ความหยาบของเม็ดขัดและเคลือบผิวส่งผลต่อการกระเจิงของแสงที่ผิวหน้าก่อนที่แสงจะเข้าสู่เนื้อวัสดุ
5. เงื่อนไขของเครื่องมือวัด — รูปทรงเรขาคณิต แหล่งกำเนิดแสง มุมการสังเกตของผู้สังเกต
ค่าการส่งผ่านแสงที่เผยแพร่โดยไม่ระบุเงื่อนไขดังกล่าวข้างต้น ไม่ถือเป็นข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ แต่เป็นเพียงข้ออ้างด้านการตลาดที่สวมฉลากว่า 'ข้อมูลจากห้องปฏิบัติการ'

ตำแหน่งที่ ICERA ยืนอยู่
ICERA ตีพิมพ์ค่าความขุ่นที่วัดได้จากเครื่องวัดความขุ่น ค่าความขุ่นของผลิตภัณฑ์เกรด 5Y ของเราอยู่ที่ร้อยละ 49 ของเกรด 4Y อยู่ที่ร้อยละ 45–46 และของเกรด 3Y อยู่ที่ร้อยละ 38–42 โดยระบุวงจรการเผาอัดแน่นไว้ควบคู่ไปด้วย

ซึ่งหมายความว่าในการเปรียบเทียบโดยตรงจากแคตตาล็อก เราจะเสียเปรียบ

หากนำค่าความขุ่นของเกรด 5Y ของเราที่ร้อยละ 49 ไปวางเคียงข้างกับค่าความขุ่นของเกรด 5Y จากรายการสินค้าของผู้จัดจำหน่ายรายอื่นที่ร้อยละ 57 ผลิตภัณฑ์ของเราจะดูเหมือนวัสดุเชิงศิลปะที่ด้อยกว่า ทั้งที่ความจริงแล้วไม่ใช่เช่นนั้น แต่เป็นเซรามิกชนิดเดียวกันที่วัดด้วยเครื่องมือคนละแบบ และช่องว่างแปดจุดนั้นเกิดจากความแตกต่างของเครื่องมือวัด

เราสามารถตีพิมพ์ค่าใหม่ในวันพรุ่งนี้ภายใต้โปรโตคอลการวัดด้วยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ ซึ่งจะทำให้ได้ค่าเพิ่มขึ้นแปดจุดโดยไม่ฝ่าฝืนกฎใดๆ ทั้งสิ้น แต่เราเลือกที่จะไม่ทำเช่นนั้น เนื่องจากทันทีที่ตัวเลขนั้นถูกพิมพ์ออกมา มันจะกลายเป็นความคาดหวังที่บล็อกนั้นต้องตอบสนองได้ตั้งแต่ครั้งแรกที่ช่างเทคนิคทำการกลึงและติดตั้ง — และข้อกำหนดที่ยังคงรักษาความถูกต้องแม้หลังผ่านกระบวนการกลึง จะมีคุณค่ามากกว่าข้อกำหนดที่ชนะเพียงแค่การเปรียบเทียบในแคตตาล็อก

ดังนั้น หากตัวเลขของเราดูรัดกุมเกินไปเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลขของผู้อื่น ให้ถามพวกเขาสักคำถามเดียวว่า ใช้เครื่องมือใดในการวัด คำถามเพียงข้อนี้มีคุณค่ามากกว่าตัวเลขใด ๆ บนหน้านี้ — รวมทั้งตัวเลขของเราด้วย

คำเชิญ
อุตสาหกรรมนี้จะได้รับประโยชน์มากขึ้นหากมีมาตรฐานเดียว: วิธีการวัดเพียงวิธีเดียว ความหนาที่ระบุอย่างชัดเจน สีที่ระบุอย่างชัดเจน และเปิดเผยไว้ในทุกตัวเลขที่เผยแพร่ จนกว่ามาตรฐานดังกล่าวจะมีอยู่จริง ผู้ซื้อทุกคนยังคงเปรียบเทียบตัวเลขที่ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เปรียบเทียบกันเลย

หากคุณมีแผ่นข้อมูลจำเพาะสองฉบับวางอยู่ตรงหน้า แต่ไม่สามารถเปรียบเทียบหรือสอดคล้องกันได้ โปรดส่งมาให้เรา เราพร้อมที่จะอธิบายให้คุณทราบว่าตัวเลขเหล่านั้นกำลังสื่อความหมายอะไรจริง ๆ — รวมทั้งกรณีที่คำตอบอาจสอดคล้องกับข้อมูลของผู้อื่นด้วย