次世代グリーン材料を用いた軽くて丈夫なデジタル義歯用3Dプリント樹脂の開発

使用下一代绿色材料开发用于数字义齿的轻质耐用 3D 打印树脂

• 批准号: 21K21056
• 负责人: 羽田 多麻木
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-08-30 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K21056/
• 关键词: 3Dプリント義歯; セルロースナノファイバー; 次世代グリーン材料; デジタル技術

本研究の目的は，義歯用3Dプリント樹脂に環境負荷が少ないCNFを補強材として添加し，軽量で補強効果の高い義歯の製作を目指すための新規材料の開発である．先行研究として，ジルコニアフィラーを添加後，機械的物性評価試験を行い，フィラー添加によって物性が向上することを確認した．本研究では，環境負荷の少ない次世代グリーン材料を先行研究と同様の3Dプリント樹脂に混合する．従来の義歯破折は床用材料の屈曲疲労による影響が大きく，破折防止のため挿入する補強材の材質，厚さや位置関係に留意する必要があった．一方，本研究では3Dプリンター特有の積層メカニズムを利用してCNFを各プリント層へ均等に分散させることを最終目標とする．まずは3Dプリント樹脂へ混合する最適なCNFの添加率を明らかにするため，先行研究を参考に3Dプリント樹脂にCNFを0.1 wt%ずつ添加した．そのまま混合したところ，CNFが凝集してしまったので，適量の溶媒中にCNFを分散させた溶液を作成した．この溶液をスパチュラを用いて少しずつ3Dプリント樹脂へ混合したが，均質に混合できなかった．そのため，ホモジナイザーを用いて一定時間混合した．混合物中の溶媒はホットプレートを用いて完全に揮発させた．3Dプリンターによる試験片造形の前に，混合物の硬化の程度や物性等を確認するため，テフロン製の鋳型を用いて試験片を造形した．鋳型の中に混合物を流し入れ，気泡の有無を確認した後，405nm波長の紫外線硬化装置を使用して40分間硬化させた．この作業を1 wt%になるまで継続した．

The purpose of this study is to reduce the environmental load of CNF, reinforce the resin, and improve the strength of the resin. After the first step, the mechanical property evaluation test is carried out. In this study, the environmental load of the next generation of polymer materials and the same 3D polymer resin mixture were studied. In the past, the impact of buckling fatigue on the material for bed breaking has been great, and it is necessary to pay attention to the material and thickness of the reinforcing material for breaking prevention. On the one hand, this study aims to make use of CNF to evenly distribute 3D images. The optimum CNF addition rate for 3D resin mixture is 0.1 wt%. CNF is aggregated and dispersed in a suitable amount of solvent to prepare a solution. The solution is mixed with 3D resin and mixed homogeneously. For a certain period of time, the mixture is mixed. The solvent in the mixture is completely released when the tablet is used. Before forming the test piece in the 3D tablet, the degree of hardening and physical properties of the mixture are confirmed, and the test piece is formed in a Teflon shape. After the mixture was poured in and the presence or absence of bubbles was confirmed, an ultraviolet curing device with a wavelength of 405nm was used for 40 minutes curing. This operation is 1 wt%.