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1997 年度 研究成果報告書概要

コンピュータ制御の複合加工による新しい補綴物製作システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 08457535
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 補綴理工系歯学
研究機関昭和大学

研究代表者

宮崎 隆  昭和大学, 歯学部, 教授 (40175617)

研究分担者 李 元植  昭和大学, 歯学部, 助手 (40276605)
堀田 康弘  昭和大学, 歯学部, 講師 (00245804)
玉置 幸道  昭和大学, 歯学部, 助教授 (80197566)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
キーワードチタン / レーザー / 溶接 / NC(数値制御)
研究概要

歯科技工の省力化と高品位化を目的としたパ-ツの組み立てによる歯科補綴物制作において前回の科学研究費補助による研究に引き続きNC化Nd : YAGレーザ溶接機の開発を行った。NC化にあたり、溶接性が被加工物のプロパティに依存しないようレーザ発振用電源を改造しPWMによるエネルギー制御を行った。被加工物には純チタンを用い単発パルスによる溶け込み特性試験を行いPWMの効果を評価した。その結果、標準的な単発パルスでは溶融池の冷却速度が速すぎ、溶融池の波動が収束する前に溶融池の凝固が始まり、内部に空洞の残存や表面割れなどが観察された。また良好な溶接が得られるエネルギー設定の範囲は狭かった。PWM制御を行い基本パルスの終了後にエネルギーの小さな付加パルスを設定し冷却速度を遅くした場合、溶融池の波動が収束してから凝固が開始するため、内部の気泡や表面割れなどの溶接欠陥は減少した。また、エネルギー設定の自由度が拡大し、様々なプロパティが予想されるNC化運用でも充分に対応出来ると予想された。但し系の持つエネルギーが増した分、蒸散量も増し、溶融部の窪みが大きくなった。次にPWM制御の有無による溶接収縮の比較を行った。厚さ3mmの純チタン板材に径2mm丸棒を突き合わせ溶接し、収縮量を計測した。その結果、制御なしの場合24μmの収縮に対し、制御ありの場合6μmに減少した。溶接部の観察より、制御なしの場合は溶融池の底部と表層より凝固するため中心部は最後に凝固し、巨大な収縮応力が発生するのに対し制御ありの場合、底面が先に凝固し表層は遅れて凝固するため大きな窪みは生じるものの収縮応力は小さく収縮量も小さくなったと推察された。PWM制御は溶接部の残留応力の減少させ、変形・溶接割れなどの防止や耐久性の向上に寄与すると考えられる。これらの予備実験を基にNCテーブルを組み込み、金型上でブリッジのメタルフレームを製作した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] 李 元植 他: "パルス改良型Nd : YAGレーザ溶接機を用いた純チタン溶接における基礎的研究" 歯科材料・器械. 16 (S30). 106- (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 前原 聡 他: "省力化を目的としたNd : YAGレーザ溶接装置の歯科技工への応用に関する研究" 歯科材料・器械. 17 (S31)(印刷中). (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 李 元植 他: "歯科技工学臨床研修講座" 医歯薬出版, 214 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Lee Won-Sik, Maehara Satoshi, Naoi Shigeharu, Miyazaki Takashi: "Basic Students on the welding of titanium using the PWM NdiYAG laser welder" J J DENT Mater. 16(S30). 106 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Maehara Satoshi, Lee Won-Sik, Kishida Toru, Miyazaki Takashi: "Application of NdiYAG laser welder to dental laboratory works for reducing labor" J J DENT Mater. 17(S31).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Lee Won-Sik, Miyazaki Takashi: Clinical Courses of Dental Laboratory Technology I "Application of laser, electroforming, and electric discharge machining to dental laboratory works". Ishiyaku Publishers, INC, 172-180 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1999-03-16  

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