3D打印技术制作烤瓷冠金瓷结合性能的实验研究

发布时间：2018-02-27 08:57

  本文关键词： 3D打印技术 金瓷结合强度 表面粗糙度 三点弯曲试验　出处：《西南医科大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的:本实验通过比较3D打印、CAD-CAM切削及包埋铸造三种加工技术制作的不同金属(钴铬和钛)烤瓷冠金瓷结合性能,以探讨不同的加工技术对金瓷结合性能的影响。并评价3D打印技术制作的烤瓷冠金瓷结合强度能否满足临床要求。方法:1.制备试件:运用计算机软件设计出25mm×3mm×0.6mm的虚拟模型,通过数据转换,运用3D打印设备将金属粉末分别打印出钴铬合金、纯钛成品各10个;采用CAD系统设计出25mm×3mm×0.6mm的数字模型,CAM系统通过切削仪将金属盘分别切削出钴铬合金、纯钛成品各10个;将专用蜡片切割为25mm×3mm×0.6mm的长方体,按照传统包埋铸造技术制备出钴铬合金、纯钛试件各10个。砂纸逐级打磨修整试件外形,用电显游标卡尺对其进行多点测量,最终得到尺寸为(25±1)mm×(3±0.1)mm×(0.5±0.05)mm的试件,共计60个。2.试件分组:试件分为6组。A1组为3D打印钴铬组,A2组为3D打印钛组,B1组为切削钴铬组,B2组为切削钛组,C1组为铸造钴铬组,C2为铸造钛组。A1、B1、C1组为钴铬组,A2、B2、C2组为钛组。3.扫描电镜(SEM)观察剖面结构:各组随机抽取一个试件,将其包埋打磨,显露出剖面,碳化硅砂纸打磨抛光,SEM观察内部形貌。4.烤瓷面表面粗糙度的测量:各组剩余的9个试件烤瓷面用氧化铝颗粒(A1、B1、C1组颗粒直径为250μm,A2、B2、C2颗粒直径为110μm)喷除金属表面氧化膜,使其表面粗糙,分别测量各组金属的表面粗糙度并进行统计学分析。5.金瓷结合面SEM和EDS检测:按iso9693-1:2012(e)中试验的要求进行各组试件上瓷烧结,长度(8±0.1)mm,厚度(1.1±0.1)mm。烤瓷完成后从各组随机抽取一个试件包埋,打磨抛光显露金瓷结合部分,sem和eds进行金瓷结合面的形貌观察及元素探查。6.三点弯曲试验:将每组剩余的试件进行三点弯曲试验,测量其断裂-起始强度并进行统计学分析。7.断裂面观察:对瓷剥离后的金属试件肉眼观察,并每组随机抽取一个试件用扫描电镜及能谱仪进行瓷剥离面的形貌观察及元素探查。结果:1.各组试件剖面sem:3d打印组(a1、a2组)剖面可见大小均匀的类似蜂巢状结构分布。切削组(b1、b2组)剖面存在密集的形态不规则虫蚀状凹陷。铸造组(c1、c2组)剖面除可见明显的气泡及微隙外,还可见金属内部散在分布有针尖大小的颗粒。2.各组试件烤瓷面表面粗糙度ra:a1、b1组之间无统计学差异(p0.05),c1组明显大于a1、b1组(p0.05);a2、b2组之间无统计学差异(p0.05),c2组明显大于a2、b2组(p0.05)。3.金瓷结合面sem和eds:a1、a2组金瓷结合边界呈不规则的波浪状,结合较紧密。b1、b2组金瓷结合紧密,边界呈凹凸不平的类线状结构,偶见波浪状结构。c1、c2组金瓷结合疏松,有微裂隙,边界呈直线结构。a1、b1、a2、b2组结合面金属层、瓷层中的元素相互扩散。c1、c2组金属层的元素扩散现象不明显。4.各组试件金瓷结合强度b?:a1组为36.08?2.90n,b1组为36.92?2.97n,c1组28.15?1.91n。前两者之间无统计学差异(p0.05),c1组明显小于a1、b1(p0.05);a2组为38.24?2.19n,b2组为38.48?2.22n,c2组为30.16?2.01n。前两者之间无统计学差异(p0.05),c2组明显小于a2、b2组(p0.05)。5.金瓷断裂面sem和eds:a1、b1组的断裂面上残留了大量的瓷,瓷体分布均匀,均与金属凹陷紧密嵌合在一起,未见气泡及裂隙。c1组断裂面可见金属表面的凹凸不平的结构,未见明显的瓷体残留。A2、B2组的断裂面上残留了大块的瓷,与金属紧密嵌合在一起。在瓷层见大量直径为5-10?m的小气泡。C2组断裂面可见金属表面的虫蚀状的孔隙,孔隙分布不均,未见明显的瓷体残留。A1、B1、A2、B2组断裂面元素提示断裂主要发生在试件的瓷层以及金属表面的氧化层。C1、C2组断裂面元素提示断裂主要发生在试件的金属表面的氧化层。结论:1.3D打印技术制作钴铬合金、纯钛烤瓷冠的金瓷结合强度均符合ISO9693-1:2012(E)要求的标准,大于25MPa,为临床选择加工工艺提供了实验数据。2.3D打印技术与CAD-CAM切削技术制作烤瓷冠的金瓷结合强度无明显差异,均高于传统包埋铸造技术。
[Abstract]:Objective: through the comparison of 3D printing, CAD-CAM cutting and embedding casting three kinds of metal processing technology in the production of (cobalt chromium and titanium) combined with the performance of porcelain, in order to investigate the influence of different processing technology combined with the performance of the porcelain. And evaluation of 3D printing technology of porcelain bonding strength can meet the clinical requirements. Methods: 1. specimen preparation: the use of computer software to design the virtual model of 25mm * 3mm * 0.6mm, through the data conversion, the use of 3D printing equipment of metal powder were printed out cobalt chromium alloy, pure titanium products 10; CAD system using digital model of 25mm * 3mm * 0.6mm design CAM system, through the cutting instrument will respectively cutting out the metal plate cobalt chromium alloy, pure titanium products 10; special wax cutting is 25mm * 3mm * 0.6mm rectangular, according to the traditional investment casting preparation of cobalt chromium alloy, pure titanium specimens of the 10 sand. 绾搁，

本文编号：1542002