基于光固化树脂基陶瓷浆料的全瓷牙冠成型研究

摘要

通过对牙列缺损患者的调查，发现牙齿的修复率越来越高，运用各种工艺加工义齿已经迫在眉睫。义齿的发展从烤瓷牙冠逐渐过渡到全瓷牙冠，经过对比发现，全瓷牙冠具有更优良的机械性能、形状色泽美观、生物相容性好，用于口腔修复中倍受人们的欢迎。 本文从全瓷牙冠的加工制造出发，应用现在最热门的 3D打印技术，对比了各种快速成型工艺，最后选用成型速度快、成型精度高的光固化成型(SLA)方法打印陶瓷牙冠。 进行光固化成型实验平台的搭建，在自主搭建的熔融沉积(FDM)实验平台基础上，用紫外激光器系统替换了原来的熔融喷头系统，另加载了刮料铺粉升降平台，将所有打印操作进行联动，极大提高了铺粉精度。 在此基础上进行光固化树脂基陶瓷浆料的配备，浆料由树脂基溶剂和纳米氧化锆陶瓷溶质组成，其中树脂基溶剂由低聚物、单体、光引发剂和其他助剂组成。为了降低打印难度、满足烧结后义齿的性能要求，要求配备出低粘度、高固含量、分散性好的陶瓷浆料。浆料粘度过高时，刮料铺粉打印操作难度大，浆料粘度过低，高温烧结时树脂基材料升华，坯体收缩率过大，不能烧结成型。 发现单体官能团个数、陶瓷粉末的粒径对浆料粘度有重要影响；添加油性聚氨酯润湿分散剂浆料得到最佳分散效果；光引发剂吸收波长对陶瓷坯体的打印成型有重大影响，通过实验得到了适合成型的陶瓷浆料配方。 用三维造型软件SolidWorks进行义齿建模，将模型导出为STL格式，并在Cura14.07软件中进行切片和参数设置，将切片模型导入打印机，把配备好的浆料放入成型仓中，进行打印操作。在陶瓷成型工艺中发现，光源波长越接近于光引发剂吸收波长波峰，固化效果越好；光源的曝光量达到临界阀值时，陶瓷浆料才能发生完全固化；随着激光扫描速度的不断增大，陶瓷坯体的固化硬度不断降低，固化厚度逐渐减小，当扫描速度很大时，坯体表面致密度极低，组织样貌变得疏松。此外，激光的打印距离对坯体的成型质量没有影响。 将陶瓷素坯在马弗炉进行高温烧结脱脂，完成晶态转化，得到全瓷牙冠。

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附表索引

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2光固化树脂基陶瓷成型研究现状

1.3义齿加工材料及研究现状

1.4主要研究内容及技术路线

1.5本章小结

第2章 SLA快速成型实验平台的搭建

2.1引言

2.2光固化树脂基全瓷牙冠成型原理及特点

2.3打印机的安装调试

2.4光源的选型和搭载

2.5刮料铺粉升降平台设计

2.6本章小结

第3章 光固化树脂基陶瓷浆料的配备

3.1溶剂组成

3.2纳米氧化锆陶瓷材料的特性

3.3陶瓷浆料制备

3.4本章小结

第4章 光固化成型工艺研究

4.1引言

4.2光固化成型工艺研究

4.3本章小结

第5章 义齿模型建立及打印烧结实验

5.1测试模型打印

5.2 义齿模型建立及打印

5.3义齿素坯烧结

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A（攻读硕士学位期间所发表的学术论文）