レーザー溶接によるチタン製補綴物の3次元的変形に関する研究について

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本研究ではブリッジやコーヌステレスコープ義歯外冠のレーザー溶接への応用を想定し、純チタン棒を用いて突き合わせ溶接を行い、出力条件や固定治具の荷重条件について検討し、その結果、適切なレーザー溶接時の固定方法を示唆することを目的としている。本年度は第1段階として2次元的変形に関する研究を行った。方法試料としてJIS第2種Cpチタン棒(神戸製鋼社製,直径3mm,長さ30mm)を使用した.レーザー溶接は,照射距離を一定にするために溶接用治具を製作し,同上にて行った.Cpチタン棒の一端を溶接用治具に固定し,もう一方は0,5,10gの荷重を加えた.各々の溶接面を接合させ,歯科技工用レーザー溶接機(ヘラパルス:Heraus Kulzer社製)にてレーザー溶接を行った.照射回数は1回,スポット径1.1mm,パルス幅14.0msとした.パルス出力は0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0kWの6条件とし,試料数は各条件ともに5組とした.変位量は2直線間の角度(4点法)を測定し,溶接時の変位量とした.得られた値をScheffe testにて統計分析を行った.結果と考察照射深度を測定した結果,0.5kwで0.28mm,1.0kwで0.36mm,1.5kwで0.38mm,2.0kwで0.44mm,2.5kwで0.54mm,3.0kwで0.71mmとなり,パルス出力が上昇するに従って,照射深度は増加する傾向を示した(p<0.01).また溶け込んだ形状は0.5,1.0kWでは熱伝導型,1.5,2.0,2.5,3.0kWではキーホール型を示した.角度変位量を測定した結果,各荷重条件では0gで0.57〜1.33rad,5gでは0.28〜1.03rad,10gでは0.36〜0.89radの値を示し,荷重量が増加するに伴って変位量が減少する傾向を示した(p<0.05).今回得られた値は適合不良を示しているが,照射回数が1回で,溶接部分が試料の中心軸の上部のみであるため,同部で凝固収縮が起こり,角度変位量は大きくなったのではないかと考えられる.今後は多方向から照射を行い,三次元的に変位量の解析をし,変位の少ない溶接・固定条件について詳細に検討を行う必要がある.