การพัฒนาเซอร์โคเนียเซรามิกสำหรับการขึ้นรูปด้วยเทคนิคการพิมพ์สามมิติ

Abstract

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์: เพื่อพัฒนาและศึกษาสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุเซอร์โคเนียสำหรับการขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิดฟิวส์เดพโพสิชั่นโมเดลลิ่ง (FDM)

วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ: เตรียมผงเซอร์โคเนียและตัวประสานผสมเข้าด้วยกันในอัตราส่วนของผงเซอร์โคเนียต่อตัวประสานคือ 25:75 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร แล้วนำไปขึ้นรูปเป็นเส้นฟิลาเมนต์ที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส และเตรียมเส้นฟิลาเมนต์ที่ขึ้นรูปแล้วเป็นวัตถุดิบสำหรับการพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ชนิด FDM  ขึ้นรูปชิ้นงานตัวอย่างด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติแล้วนำมากำจัดตัวประสานทั้งหมดด้วยความร้อนโดยนำไปเผาที่อุณหภูมิ 1510 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ศึกษาสมบัติทางกายภาพประกอบด้วย น้ำหนักที่หายไปหลังเผา ความหนาแน่นรวม ปริมาณรูพรุนปรากฏ การดูดซึมน้ำ การหดตัวเชิงเส้น โครงสร้างทางจุลภาค และความต้านทานการดัดโค้งของชิ้นงาน

ผลการทดลอง: น้ำหนักที่หายไปหลังเผาเท่ากับ 40.60 ± 0.71เปอร์เซ็นต์ ความหนาแน่น เฉลี่ย 4.08± 0.42 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร รูพรุน มีค่า 31.33 ± 6.01 เปอร์เซ็นต์ การดูดซึมน้ำ 7.88 ± 2.20  เปอร์เซ็นต์ การหดตัวเชิงเส้นเฉลี่ย 25.91±5.92 เปอร์เซ็นต์ การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคมีรูพรุนหลังจากที่กำจัดตัวประสานและต้านทานต่อการดัดโค้ง มีค่า 31.77±1.3 เมกะพาสคาล

สรุป: ภายใต้ข้อจำกัดของการศึกษานี้ สมบัติทางกายภาพและความต้านทานต่อการดัดโค้งของเซอร์โคเนียที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิด FDM ยังมีค่าน้อยกว่ามาตรฐาน ISO สำหรับวัสดุเซอร์โคเนียที่ใช้ในการบูรณะทางทันตกรรม โดยมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องคือ ชนิดของเครื่องพิมพ์และอัตราส่วนของผงเซอร์โคเนียต่อตัวประสาน ต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อพัฒนาสมบัติต่างๆต่อไป

คำสำคัญ: การพิมพ์สามมิติ เซอร์โคเนีย เซรามิก ฟิวส์เดพโพสิชั่นโมเดลลิ่ง