超音波を併用した数値制御切削加工による新しいセラミック修復物の成形

采用数控切割结合超声波形成新型陶瓷修复体

基本信息

批准号：
14657509
负责人：
堀田康弘
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657509/
关键词：
CAD CAM 切削加工加工ツール耐久性

项目摘要

前年度までに,本CAD/CAMシステムで採用しているセラミックスの切削加工に用いられる各種加工ツールの改良と試作を行ってきた.また,セラミックスを切削加工した場合の各種試作ツールの消耗について検討したところ,その耐久性に問題があり加工コストの点で不利であることがわかってきた.そこで,本年度は加工方法そのものに焦点を当て,まず本システムの加工機部分に超音波発信装置を組み込むための検討を行なったが,その後の調査で,超音波振動による駆動系の耐久性に問題が生じることが分かった.また,これを回避した上で必要とされるモーターの性能を実現するためには,機械そのものの大型化が必要となるため,現実的な方法ではないことも判明した.そのため,現実的な解決方法として,現在のモーターを利用した研削加工について検討を行った.これまで本システムでは,チタンなどの金属材料も加工の対象としてきたため,加工時間の短縮や,加工精度の向上といった性能を高めるために,低速でも高トルクのモーターを採用してきた.しかし,この切削加工という加工方法の制約上,セラミックでは使える材料が制限されてしまっていた.そこで今回,研削加工用ツールを新たに試作し,歯科用キャスタブルセラミックスのクリセラ(九耐デントセラム(株))を用いたセラミッククラウンの加工を行い,従来の切削加工法ならびに,本システムで加工したワックスパターンを鋳造法で製作したセラミッククラウンとの間での強度の変化について比較を行なった.完成したクラウンの適合に関しては,いずれのクラウンにおいても目視レベルでは十分な適合が得られていたが,同じデータを用いたにもかかわらず,研削加工のものでは,がたつきはないが少し緩めな適合であった.また,破壊強度は,鋳造法で製作したクラウンが一番高い値を示し,研削加工により製作したクラウンではこれにほぼ近い値となった.一方,切削加工により製作したクラウンは有意に低い値を示しており,切削による応力が必要以上に材料表面にかかっていたのではないかと考えられる.これらのことより,精度的な面で問題があるが本システムでの研削加工が,セラミックスの加工に有利であることが分かった.

直到去年，我们已经对用于切割陶瓷的各种加工刀具进行了改进和原型设计，这些刀具用于该CAD/CAM系统。我们还研究了各种原型刀具在切割陶瓷时的磨损情况。其耐用性有问题。因此，今年我们重点关注加工方法本身，首先研究了将超声波发射器并入该系统的加工机械部分的可能性。在调查中，由于超声波振动，驱动系统的耐用性存在问题。。我们还发现，为了避免这个问题并达到所需的电机性能，就必须增加机器本身的尺寸，这不是一个现实的方法，作为一种实际的解决方案，我们考虑使用当前的电机进行磨削。。到目前为止，该系统一直用于加工钛等金属材料，因此为了提高性能，例如缩短加工时间和提高加工精度，我们采用了即使在低速下也具有高扭矩的电机，但存在限制。这种加工方法。然而，可与陶瓷一起使用的材料存在限制。因此，我们创建了一种新的原型磨削工具，并使用牙科浇铸陶瓷 Crycera（Kyuta Dent Ceram Co., Ltd.）来加工陶瓷牙冠，并采用传统的切削方法。然后，我们比较了使用该系统加工的蜡模和使用铸造方法制造的陶瓷牙冠之间的强度变化。至于完成的牙冠的贴合度，两个牙冠在视觉水平上都达到了足够的贴合度，但效果相同。数据尽管采用了磨削工艺，但配合还是有点松，虽然没有游隙。而且，铸造法制作的牙冠的断裂强度最高，磨削工艺制作的牙冠的断裂强度最高。通过机械加工制造的牙冠的值几乎接近于此，而通过机械加工制造的牙冠。所生产的凸度显示出明显较低的值，并且认为由于切削而对材料表面施加了不必要的应力。由于这些原因，在精度方面存在问题，但该系统不进行磨削加工发现对于加工陶瓷来说是有利的。