Druk 3D i mikromodyfikacje stopu Co-Cr-W-Mo. Nowa generacja stomatologii cyfrowej

Abstract

The advent of 3D printing technology in the prosthetics sector makes it possible to accurately reproduce a patient’s specific case of missing teeth, without generating material waste. Due to its precision and accuracy, the technique of selective fusion of metal powders DLMS (direct metal laser sintering) is increasingly being used. The research that was carried out within the scope of the presented work consisted in the evaluation of the influence of 3D printing parameter variation and heat treatment on the properties of a dental Co-Cr alloy with tungsten and molybdenum micro-additives. The metallic specimens used in the study were fabricated in the prosthetic laboratory by a dental technician using DMLS technology from Ador’s Co-Cr-W-Mo Adorbond CC metallic powder with a variable 3D printing parameter, i.e. layer printing thicknesses of 20 μm and 30 μm, respectively. The samples were then heat treated (annealed at 1150°C for 1 h). In this study, microstructural analysis using light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM) was compared and performed along with microanalysis of the chemical composition using energy-dispersive spectroscopy (EDS) for all the tested samples produced with print layer thicknesses of 20 and 30 μm before and after heat treatment.

Zastosowanie technologii druku 3D w sektorze protetycznym umożliwia dokładne odwzorowanie konkretnego przypadku braków uzębienia u pacjenta bez generowania odpadów materiałowych. Dzięki precyzji i dokładności coraz częściej stosowana jest technika selektywnego stapiania proszków metali DLMS (direct metal laser sintering). Badania naukowe wykonane w ramach prezentowanej pracy polegały na ocenie wpływu zmienności grubości warstwy drukowanych próbek (odpowiednio 20 μm i 30 μm) oraz późniejszej obróbki cieplnej na własności dentystycznego stopu Co-Cr z mikrododatkami wolframu i molibdenu. Wykorzystane do badań próbki metaliczne zostały wykonane w pracowni protetycznej przez technika protetyka w technologii DMLS z proszku metalicznego Co-Cr-W-Mo Adorbond CC firmy Ador ze zmiennym parametrem druku 3D, tj. wysokością druku warstwy odpowiednio 20 μm i 30 μm. Kolejno próbki zostały poddane obróbce cieplnej (wyżarzaniu w 1150°C przez 1 h). W pracy dokonano analizy porównawczej badanych próbek otrzymanych techniką addytywną (DLMS) z grubością warstwy druku 20 μm i 30 μm przed obróbką cieplną i po niej. Badania wykonano z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej (LM) oraz elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) wraz z mikroanalizą składu chemicznego z zastosowaniem spektroskopii energodyspersyjnej (EDS), dodatkowo badania uzupełniono o pomiary twardości.