2017 Fiscal Year Research-status Report
補綴歯科用研磨バーの折損を防止する切りくず自己洗浄型工具の開発
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17K11783
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
溝渕 啓 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (70314838)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電気泳動現象 / 本焼結体 / ジルコニアセラミック / 表面粗さ / ダイヤモンド砥粒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目標は，各種歯科用材料の加工において，工具折損の生じない工具を開発するとともに，補綴歯科用材料の高加工品位，高加工能率および低加工コストを実現する加工技術の構築である．工具折損の原因は，切りくず処理対策が不十分であるため，工具へ切りくずが凝着し，切れ味の低下により加工力が増加し，工具がこの力に耐えられないからである．本研究期間においては，切りくず処理が工具自身によってなされ，工具折損が生じない歯科材料加工用新工具の開発を行う．平成29年度は，硬質材料を加工できる工具の開発および工具作製を簡略化する方法について検討を行った．作業現場で簡単に工具を作製できるシステムの検討を行い，同システムで試作した工具で加工実験を行った．本システムは，懸濁液中の粒子が外部電場の力を受けて液体中を移動する現象（電気泳動現象）を利用している．この粒子を電極へ堆積させ，工具の形状を作製するものである．工作物は本焼結ジルコニアセラミックを用いた．工具の刃部はダイヤモンド砥粒が担う．ダイヤモンド砥粒の保持には生体への影響が少ないアルギン酸ナトリウムを結合剤として用いた．電極（超硬合金製シャフト）に砥粒が堆積し，砥粒同士の結合にアルギン酸ナトリウムが必要である．これらの堆積物が砥石（研磨バー）となる．そして，砥石の成長にはコロイダルシリカが欠かせず，大きな砥石を作製するためには，コロイダルシリカの分量を調整しなければならない．作製した数種類のバーで加工実験を行った結果，バーは折損することなく加工を行えたが，砥粒と結合剤の配合で工作物の表面粗さの改善割合に違いがみられた．また，本焼結体材料への加工が可能となり，現状の半焼結体を加工（荒加工）し，これを再焼結する工程を省ける目処が立った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電気泳動現象を用いた研磨バーの作製および研削性能について検討した結果，作製した研磨バーの直径はコロイダルシリカの含有量に影響を受け，これが多いほど成長していくが，作製できる直径に限界値があると予想される．作製した研磨バーで本焼結ジルコニアセラミックを加工でき，表面粗さは小さくなった. 加工を行った後に砥石の直径を測定した結果，砥石の直径低下は生じたが，切りくずの付着は見られなかった．適度な保持力により，加工中の力によって砥粒が脱落するため，砥石の直径は小さくなったと考えられる．そして，脱落のタイミングが適度であるから，加工対象面の研削が適度に行われ，表面粗さは小さくでき，かつ，切りくずの付着は生じにくかったと考えらえる．平成29年度の研究計画はほぼ達成できたものと判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
作製した工具を用いた加工実験を実施し，加工環境および工具寿命について検討を行っていく．項目として挙げると，加工液の種類や量など，加工回数の増加や工具損傷状態の観察などである．試行錯誤の実験になることが予想され，適切な工具形状や実験条件などの検討を行う．
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