3D-tulostetun lasikuitu-nylon-vahvikkeen vaikutus proteesiakryylin taivutuslujuuteen

Abstract

Hammastekniikan alalla lisäävän valmistuksen, eli 3D-tulostuksen käyttö on lisääntynyt viime vuosina. Yksi esille nouseva tulostustekniikka on jatkuvan kuidun tulostus, joka mahdollistaa vahvempien ja kevyempien kappaleiden tulostamisen. Mahdollisuus tulostaa kuituvahvisteisia komposiitteja on huomionarvoista, sillä vastaavia materiaaleja käytetään myös hammaslääketieteen indikaatioissa, kuten irtoproteesien ja kiinteiden proteesien korjaamisessa ja vahvistamisessa.

Tämä opinnäytetyö oli kvantitatiivinen tutkimus 3D-tulostetuista kuituvahvikkeista. Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia 3D-tulostettujen kuituvahvikkeiden vaikutusta proteesiakryylin taivutuslujuuteen. Tavoitteena oli selvittää, voidaanko tulostettuja kuituvahvikkeita käyttää vaihtoehtona markkinoilla saatavilla oleville kuituvahvisteisille komposiiteille.

Tutkimuksen testiryhminä toimivat vahvistamattomat keitto- ja kylmäakryyli (kontrolliryhmät), Stick®-kuiduilla vahvistetut keitto- ja kylmäakryyli, sekä 3D-tulostetulla lasikuitu-nylon-vahvikkeilla vahvistetut keitto- ja kylmäakryyli. 3D-tulostetut vahvikkeet tulostettiin Markforgedin Mark Two -tulostimella, ja materiaaleina käytettiin Nylon White -muovia ja lasikuitua. Testikappaleille tehtiin kolmipistetaivutustesti (ISO-20975-1:2013) ja tulokset analysoitiin tilastollisilla menetelmillä. Testikappaleille suoritettiin myös murtuma-analyysi ja laskettiin kuituvolyymi.

Testitulosten perusteella 3D-tulostetut lasikuitu-nylon-vahvikkeet eivät parantaneet proteesiakryylin taivutuslujuutta. Sen sijaan Stick-kuiduilla vahvistettujen testiryhmien taivutuslujuus oli kaksinkertainen kontrolliryhmiin verrattuna. Tulostettujen vahvikkeiden heikot tulokset voidaan selittää alhaisella kuituvolyymillä sekä vahvikkeiden epäsuotuisalla sijoittelulla. Murtumatyyppi-analyysissä todettiin, että Rocatec™-sidostusmenetelmällä oli saavutettu riittävä sidos lasikuitu-nylon-vahvikkeiden ja proteesiakryylin välille. Lisäksi havaittiin, että joissakin tulostettuja vahvikkeita sisältävissä kappaleissa nylonin ja lasikuitujen välinen sidos oli pettänyt. Tämän tutkimuksen perusteella CFF-tekniikalla 3D-tulostetut vahvikkeet eivät tällä hetkellä sovellu hammasproteesien vahvistamiseen.