3D-tulostetun lasikuitu-nylon-vahvikkeen pintakäsittelyn vaikutus proteesiakryylin taivutuslujuuteen
Rättel, Anna-Maria; Termonen, Petra (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061317833
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061317833
Tiivistelmä
3D-tulostaminen, eli lisäävä valmistaminen on menetelmänä kehittynyt valtavasti ja vuonna 2021 sen käyttö hammastekniikan alalla on jo saanut jalansijaa. Nykyään on mahdollista 3D-tulostaa erittäin kevyitä, pienikokoisia, mutta silti kestäviä kuituvahvikkeita, joita voitaisiin hyödyntää myös hammastekniikassa esimerkiksi akryylisten irtoproteesien vahvistamiseen.
Tämä opinnäytetyö oli kvantitatiivinen tutkimus siitä, miten eri menetelmin pintakäsitellyt 3D-tulostetut lasikuitu-nylon-vahvikkeet vaikuttavat proteesiakryylin taivutuslujuuteen. Tarkoituksena oli saada selville, miten pintakäsittely vaikuttaa 3D-tulostettujen kuituvahvikkeiden toimivuuteen proteesiakryylin kanssa ja pystyisikö 3D-tulostettuja vahvikkeita ylipäätään käyttämään hammastekniikan tarkoituksiin muiden perinteisempien ja jo markkinoilla olevien vahvikevaihtoehtojen tilalla.
Opinnäytetyön testiryhminä toimivat monomeerinesteellä käsitellyt 3D-tulostetut vahvikkeet, Rocatec-menetelmällä ja silanoinnilla käsitellyt vahvikkeet, alumiinioksidilla hiekkapuhalletut vahvikkeet sekä täysin käsittelemättömät vahvikkeet. Lasikuitu-nylon-vahvikkeet, jotka muodostuivat Nylon White muovista ja Fiberglass lasikuidusta, tulostettiin Markforged Mark Two 3D-tulostimella. Testikappaleet läpikävivät standardinmukaisen (ISO-20975-1:2013) kolmipistetaivutustestin, jossa mitattiin taivutuslujuutta, kuormankantokykyä ja kimmomoduulia. Lisäksi tuloksiin laskettiin vahvikkeiden kuituvolyymi ja lopuksi analysoitiin testikappaleisiin muodostuneita murtumia murtumatyypeittäin.
Testitulosten perusteella 3D-tulostettujen lasikuitu-nylon-vahvikkeiden pintakäsittely paransi jonkin verran proteesiakryylin taivutuslujuutta. Rocatec-ryhmä oli kontrolliryhmään verrattuna vahvin taivutuslujuudeltaan (96MPa), kun taas hiekkapuhallettu pintakäsittelyryhmä oli heikoin (84MPa). Kuituvolyymi jäi vahvikkeiden osalta odotettua matalammaksi n. 0,89 t%. Keskimäärin jokainen pintakäsittelyryhmä paransi sidoslujuutta kontrolliryhmään verrattuna. Tämän opinnäytetyön perusteella 3D-tulostetut lasikuitu-nylon-vahvikkeet eivät tällä hetkellä sovellu akryylisten irtoproteesien vahvistamiseen ja 3D-teknologiaa on vielä kehitettävä, jotta hammastekniikan alalla saataisiin käyttöön toimivia 3D-tulostettuja vahvikkeita.
Tämä opinnäytetyö oli kvantitatiivinen tutkimus siitä, miten eri menetelmin pintakäsitellyt 3D-tulostetut lasikuitu-nylon-vahvikkeet vaikuttavat proteesiakryylin taivutuslujuuteen. Tarkoituksena oli saada selville, miten pintakäsittely vaikuttaa 3D-tulostettujen kuituvahvikkeiden toimivuuteen proteesiakryylin kanssa ja pystyisikö 3D-tulostettuja vahvikkeita ylipäätään käyttämään hammastekniikan tarkoituksiin muiden perinteisempien ja jo markkinoilla olevien vahvikevaihtoehtojen tilalla.
Opinnäytetyön testiryhminä toimivat monomeerinesteellä käsitellyt 3D-tulostetut vahvikkeet, Rocatec-menetelmällä ja silanoinnilla käsitellyt vahvikkeet, alumiinioksidilla hiekkapuhalletut vahvikkeet sekä täysin käsittelemättömät vahvikkeet. Lasikuitu-nylon-vahvikkeet, jotka muodostuivat Nylon White muovista ja Fiberglass lasikuidusta, tulostettiin Markforged Mark Two 3D-tulostimella. Testikappaleet läpikävivät standardinmukaisen (ISO-20975-1:2013) kolmipistetaivutustestin, jossa mitattiin taivutuslujuutta, kuormankantokykyä ja kimmomoduulia. Lisäksi tuloksiin laskettiin vahvikkeiden kuituvolyymi ja lopuksi analysoitiin testikappaleisiin muodostuneita murtumia murtumatyypeittäin.
Testitulosten perusteella 3D-tulostettujen lasikuitu-nylon-vahvikkeiden pintakäsittely paransi jonkin verran proteesiakryylin taivutuslujuutta. Rocatec-ryhmä oli kontrolliryhmään verrattuna vahvin taivutuslujuudeltaan (96MPa), kun taas hiekkapuhallettu pintakäsittelyryhmä oli heikoin (84MPa). Kuituvolyymi jäi vahvikkeiden osalta odotettua matalammaksi n. 0,89 t%. Keskimäärin jokainen pintakäsittelyryhmä paransi sidoslujuutta kontrolliryhmään verrattuna. Tämän opinnäytetyön perusteella 3D-tulostetut lasikuitu-nylon-vahvikkeet eivät tällä hetkellä sovellu akryylisten irtoproteesien vahvistamiseen ja 3D-teknologiaa on vielä kehitettävä, jotta hammastekniikan alalla saataisiin käyttöön toimivia 3D-tulostettuja vahvikkeita.