純チタン粉末と付加造形法での補綴装置の製作―機械的性質、耐蝕性、造形精度の検討―

使用纯钛粉末和增材制造方法制造假肢装置 - 机械性能、耐腐蚀性和成型精度检查 -

• 批准号: 21K17014
• 负责人: 石田 祥己
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The Nippon Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17014/
• 关键词: 付加造形; チタン; 3Dプリンター; CAD/CAM; 純チタン

生体親和性の高いチタンは歯科分野においてインプラントや歯冠修復など、様々な用途に用いられている。特に歯冠修復では、鋳造法や切削加工によってチタンの補綴装置が製作されているが、鋳造収縮や材料のロスなどが生じる。これらの問題を克服する補綴装置の製作方法として、付加造形の応用が期待されている。しかしながら、チタン粉末を用いた付加造形により製作された試験片の性質や寸法精度は明らかとなっておらず、不明な点が多い。そこで、造形時のデータの配置方法が造形精度に及ぼす影響を明らかにするために、全部被覆冠を模した円筒形のキャップデータを製作した。造形ステージに対して0、45、90度となるようにキャップデータを配置し、チタン粉末を用い、レーザー粉末焼結積層造形により造形した。造形したキャップの外径、内径、深さを顕微鏡で測定し、設計値と比較することで造形精度を求めた。また、キャップの外側と内側の真円度についても算出した。その結果、その寸法精度は深さについてはデータの配置角度が及ぼす影響は小さいことが明らかとなった。しかしながら、外径や内径、真円度は、造形ステージに平行となるようにデータを配置したもの（90度）では、設計値との誤差が大きく生じ、真円度も大きくなってしまうことが明らかとなった。このことから、造形時のデータ配置方向はその造形精度に大きく影響することが明らかとなった。本実験で造形したデータは解剖学的な形態をしていないため、今後はより臨床に近い形態のデータを造形し、データデザインの違いが造形精度に及ぼす影響についても検討したいと考えている。

钛具有高生物相容性，可用于牙科领域的多种应用，包括种植体和牙冠修复体。特别是对于牙冠修复，钛假体装置采用铸造方法或切割工艺制造，但会出现铸造收缩和材料损失。增材建模有望作为一种制造假肢装置的方法来克服这些问题。然而，使用钛粉增材制造生产的试件的性能和尺寸精度尚未明确，存在许多未知点。因此，为了明确打印过程中数据排列方式对打印精度的影响，我们创建了模仿全覆盖皇冠的圆柱盖数据。在建模阶段将盖帽数据排列成0度、45度和90度，并使用钛粉通过激光粉末烧结增材制造来制造产品。成型精度是通过使用显微镜测量成型盖的外径、内径和深度并将其与设计值进行比较来确定的。还计算了盖子的外部和内部的圆度。结果表明，数据排列角度对深度的影响对尺寸精度的影响很小。但是，如果外径、内径、圆度的数据平行于造型台（90度）排列，则与设计值会有较大误差，圆度也会增加。由此可知，打印时的数据排列方向对打印精度影响很大。由于本实验打印的数据没有解剖形式，未来我们希望以更接近临床情况的形式打印数据，并考虑数据设计的差异对打印精度的影响。