2016 Fiscal Year Annual Research Report
The building of tooth crown by ceramics-based additive manufacturing based on the temperature control at laser-irradiated area
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26462877
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
古本 達明 金沢大学, 機械工学系, 教授 (60432134)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザ / ハイドロキシアパタイト / 粉末 / Additive Manufacturing |
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| Outline of Annual Research Achievements |
βTCP粉末を用いた造形特性をさらに評価するため，アルミナプレートに対して各条件を変えながら造形を行い，粉末の堆積厚さやレーザ出力と造形可否との関係を詳細に調べた．その結果，βTCP粉末を蒸発させること無くプレート上に造形するためには，適切な堆積厚さとレーザ出力を選定する必要があり，粉末表面のレーザ吸収率が造形可否に大きく影響を及ぼすことを明らかとした．また，造形断面を観察してEDX分析した結果，アルミナ内部にはβTCPとの混合層の下にアルミナプレートの熱影響層が存在することがわかった．混合層の深さは各条件を変えても大きな変化が無いことから，混合層下部の熱影響層を低減する条件選定が必要であることがわかった．
次に，ファイバ導光型赤外線輻射温度計を用いてレーザ照射時の温度測定を実施した．しかしながら，温度計から十分な出力が得られるものの，校正曲線から温度に換算すると粉末の沸点を大きく超える温度域となった．レーザ照射時に粉末表面で生じるプルーム光の温度を測定していると考えられ，粉末の温度を測定するためにはプルーム光を受光しない波長帯で温度測定する必要がある．本件に関しては今後も継続して研究を行い，粉末造形時の温度測定を確立するために取り組んで行く．
さらに，抜去歯のエナメル質や象牙質の上にβTCP粉末を堆積させ，アルミナプレート上で行った実験結果を参考にして造形実験を行った．その結果，歯質上でも粉末の溶融・凝固物が得られることがわかった．エナメル質上に造形したとき，歯質のHApがβTCPに転化した層が確認されたのに対して，象牙質上では歯質の下部に熱影響に起因した炭化層が確認された．レーザ吸収率や組成に起因していると考えられ，条件をさらに検討することでエナメル質上であれば造形が可能であることが示唆された．
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