氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

摘要

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性,在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低,烧结效率低,收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题,本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂,并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料,离散了有机物热解区间,有效避免素坯开裂,提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响,并在兼顾成形精度和效率的前提下,选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响,选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂,降低了有机物热解速度,进一步避免素坯开裂,提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%,堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%,在收缩率降低的同时,收缩各向异性也明显得到控制,为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。