2006 Fiscal Year Annual Research Report
複雑曲面形状をもつ純チタン歯科補綴物のレーザ援用インクリメンタル成形
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18360069
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
田中 繁一 静岡大学, 工学部, 助教授 (60197423)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 保 静岡大学, 工学部, 教授 (70023322)
早川 邦夫 静岡大学, 工学部, 助教授 (80283399)
中村 英雄 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助手 (60172425)
本村 一朗 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助手 (60272598)
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| Keywords | 塑性加工 / インクリメンタルフォーミング / 板成形 / チタン / 義歯床 / 歯科補綴 / チタン床 / レーザ成形 |
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| Research Abstract |
本研究では,インクリメンタルフォーミング技術に基づくデジタル歯科技工システムを提案しそれにより得られる補綴物の高精度化を目的とする.とくに当研究では上顎総義歯用の純チタン床を主要な対象物とした.本システムでは,患部の石膏印象などのレーザ非接触形状スキャンなどによりデジタル化した後に歯茎リリーフ部位などを形状モデリングし逐次成形プロセスを実行するために,従来のロストワックス鋳造法で必要であった各工程での型が不要となるとともに不活性雰囲気鋳造法のような特殊な設備と技術が不要となる.
前方逐次張出し形状された製品がトリミング後にスプリングゴー状態にゆがむ現象を三次元の弾塑性有限要素解析により考察した.その結果,工具の素材表面の摺動により裏面側に引張り塑性ひずみが発生するために工具側に引張り,裏面側に圧縮の応力が残留することを明らかにした.このゆがみに関する問題に対して,素材裏面に第二工具を対向して配置する「対向二指インクリメンタル成形プロセス」を提案し,ゆがみ抑制効果等を検討した.
続いて,レーザ援用インクリメンタル成形プロセスを熱連成弾塑性有限要素法により解析・検討するために純チタン素板の熱依存の材料力学モデルを作成した.予計算を行い,従来のステンレス鋼に対するプロセスと比較を行った.さらに,残留ひずみ低減に必要なレーザ出力を見積もった.この結果に基づき,100Wのファイバーレーザを5軸インクリメンタル成形機に組み込み,レーザアシスト・インクリメンタル成形機を試作した.
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