激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的可行性实验分析

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1、·第四军医大学硕士学位论文随着激光熔覆技术的发展，在快速原型技术的基础之上，逐渐发展形成了激光快速成形技术。该技术是一种数控加工技术，目前主要应用于工业领域，它结合了快速原型和激光熔覆技术各自的优点，以增材制造为特点，应用了CAD/CAM的技术理念，由加工数据引导，在中央控制器的控制下，采用同步送粉方式，将粉末送入激光熔池，熔融粉末立体堆积，直接成形密度与强度均较好的金属零件，避免了材料的浪费，加工柔性度高，能够加工出结构复杂的零件。在修复体制作方面，与其他自动化加工技术相比，具有明显的潜在优势和较好的应用前景。第四军医大

2、学的高勃等人率先将该技术引入口腔修复体的制作领域，并受到国家“863”计划项目的支持，本研究属于该项目的一部分，将主要探讨该技术在镍铬合金基底冠制作方面的可行性。-8-···第四军医大学硕士学位论文文献回顾第一部分口腔金属修复体制作技术的现状和展望口腔修复体主要由不同的人工材料、通过不同工艺制作而成。用于口腔医学领域的材料种类很多，而金属及其合金材料是口腔材料学的基础材料，占有相当重要的地位，因其具有良好的物理、机械性能和一定的生物学性能，目前已广泛用作牙列缺失和牙体缺损的修复、口腔正畸、颌骨缺损的修复、种植牙根以及口腔医

3、疗操作设备等材料[1]。尤其是在口腔修复学领域内，与常用的陶瓷和树脂材料相比，金属及其合金材料的强度、耐磨性、持久性和韧性等物理机械性能更显优越[2]，是修复体制作中不可或缺的材料。自从金属及其合金材料应用于口腔修复体的制作以来，伴随着冶金技术和医学科技的发展，其成形工艺也在不断发展，形成了各种不同的制作工艺。目前，锻造（Swage）技术（利用机械外力使具有良好延展性能的金属材料产生永久变形以制成有关修复体的一种方法[3]）在修复体的制作工艺中基本被淘汰，而精密熔模铸造技术已经发展成为较成熟的技术工艺，普遍被应用于修复体的

4、制作，是利用金属及其合金材料制作修复体的主流技术，但并不十分完善，其技术本身存在局限性。为了改善现有技术、探索新的加工工艺，国内外学者进行了大量的研究工作。20世纪80年代以后，相继出现了电铸技术、粉末冶金技术、电火花加工技术、数控切削技术、快速原型技术和激光快速成形技术等新技术。1．熔模失蜡精密铸造技术铸造（Casting）是将液体金属注入铸型，冷却凝固后获得形成具有型腔形状的金属制品的一种工艺方法[4]。该技术要求铸造金属在受热熔化成液态后具有良好的流动性，在各种力的作用下完全灌注进由包埋材料形成的铸腔内，并且铸造金属

5、不与包埋材料发生反应，这样才能获得较理想的金属制品。-9-···第四军医大学硕士学位论文口腔修复体制作过程中，主要采用的是熔模失蜡精密铸造技术[5]，首先采用滴蜡法按照修复体的外型制备熔模；然后对熔模进行包埋和焙烧，使熔模蜡气化、消失，形成型腔；最后通过离心、加压、负压吸引、电磁吸引等方法，使液态的铸造金属灌注入型腔，形成铸件。熔模失蜡精密铸造技术出现于20世纪早期，首先应用在齿科修复学领域[6，7]。1907年，Taggart[8]首先报道了采用熔模失蜡精密铸造技术制作修复体，并发明了压力铸造机，从此创建了口腔修复体制作

6、的新工艺。经过不断的研究和发展，至今，牙科铸造用材料非常丰富，各种新技术、新工艺的应用使牙科铸造的精度有了很大提高，该技术已经成为现代口腔金属修复体制作的主要工艺。熔模失蜡精密铸造技术与传统锻制技术相比具有明显的优势[9]：①能够满足任何形式修复体的制作要求，能够制作出形状复杂的铸件；②具有较高的精度；③可以满足高硬度、高熔点、高弹性及高粘滞性金属的加工；④劳动强度低，工作效率高。熔模失蜡精密铸造技术按操作方法的不同主要分为脱模铸造和带模铸造两类。脱模铸造是在石膏工作模型上制作熔模，然后将熔模取下，在适当的位置安插铸道，包

7、埋、焙烧后获得铸型，最后灌注成型。此法需要将熔模从工作模型上脱离，对于铸造单位分散、面积大而薄、整体刚性较差的熔模而言，在脱模时容易造成脱模困难或熔模变形，而影响铸造精度。所以主要用于冠、桥修复体或单一支托、单一连接体和个别卡环臂等修复体的制作，其熔模的体积和范围较小，可获得良好的精度。带模铸造是将石膏工作模型翻制成耐火材料模型，并在耐火材料模型上制作熔模、设计安插铸道，然后将耐火材料模型和熔模一并包埋、焙烧获得铸型，最后灌注成型。此法无需将熔模从模型上脱离，在耐火材料模型的支撑下，可以完成铸造单位分散、面积大、整体刚性差

8、的熔模的铸造，其铸造精度也较高，所以常常被用来制作-10-···第四军医大学硕士学位论文可摘局部义齿的金属支架。但此法需要较为昂贵的铸造设备、性能良好的高熔铸造金属或合金和优质的耐高温包埋材料等。目前，针对修复体熔模失蜡精密铸造技术的研究较多，主要集中在铸造材料、熔模材料、包埋材料、熔铸工艺、铸造方式等