Y-TZPのレーザー加工熱援用ミリング加工法に関する研究（第一報）－緑色レーザーを用いたY-TZP に対する加工·加熱現象の解明

摘要

イットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶体(Y-TZP)は高硬度，高靭性を有するセラミックスである．これらの機械特性，化学的安定性及び生体親和性から人工関節，人工骨や人工義歯等の生体インプラント材料として注目されている．現在Y-TZPの主な加工法は，完全に焼結する前の成形及び焼結後の研削·研摩である．焼結前の成形では焼結後の体積変化により精度が低下する．また焼結後の研削·研摩では加工能率が低いこと及び工具側の摩耗が激しく加工コストが高くなるという問題がある．一方Y-TZPは高温環境下で硬度や破壊靭性値の急低下を引き起こすことも知られている．そこで本研究では高精度，高能率，低コストでY-TZPを加工する方法としてレーザー加工熱援用切削法(Laser-assisted machining, LAM)を提案する．これまで当研究において，UVレーザーを用いた準2次元レーザー加工熱援用切削実験を微細な切り込み深さで実施し，その有効性を実証してきた[1]．その結果を踏まえ，カスタムメイドの生体インプラント製造を目的として，3次元自由形状が創成可能なミリング加工に展開することを計画している．