Lasersintraus - metallirankojen tulevaisuus? : lasersintrattujen ja valettujen metallirankojen istuvuus- ja kestävyyserot vertailussa

Abstract

Osaproteeseja käytetään korvaamaan osaa hampaistosta, kun jäljellä on vielä muutamia jäännöshampaita. Osaproteeseja on muovisia sekä metallirunkoisia. Metallirunkoisilla osaproteeseilla päästään sirompiin rakenteisiin ja kestävämpään lopputulokseen. Hammasteknikot ovat tähän asti valmistaneet metallirungon pääasiassa käsityönä valamalla. Lasersintraus on uusi teknologia, jolla osaproteesin metallirunko 3D-tulostetaan lasersintrauslaitteella tietokoneohjelman avulla, ilman perinteisen valmistuksen lukuisia käsin tehtäviä vaiheita.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia, ovatko lasersintraamalla valmistetut metallirangat istuvampia ja kestävämpiä kuin perinteisellä valmistustavalla valmistetut. Kestävyyttä testattiin valmistamalla molemmilla valmistustavoilla identtisiä tankoja, joita taivutettiin tarkoitukseen tehdyllä koneella samalla voimalla ja tiheydellä. Koekappaleiden katkeamiseen vaadittava taivutusten määrä mitattiin. Istuvuuskokeeseen valmistettiin kipsimallille joukon pelkistettyjä, identtisiä rangan tapaisia koekappaleita molemmilla valmistustavoilla. Elektronimikroskoopin avulla mitattiin koekappaleiden ja kipsimallin väliin jäävä rako.

Rasituskokeiden tulokseksi saatiin lasersintrattujen rankojen parempi kestävyys. Valettujen tankojen murtumistapa tosin viittasi epäonnistumiseen ennen valua tapahtuvassa kanavoinnissa. Istuvuuskokeissa perinteisellä tavalla valmistetut rangat istuivat mallille paremmin. Kuitenkin on otettava huomioon suunnitteluohjelmiston ja lasersintrattuja metallituotteita valmistavan AM Finlandin oman laitteiston mahdollinen epätarkkuus, koska tekniikka on varsin uutta ja kehitysvaiheessa.

Tutkimustulos jossa saatiin selville, että tietokoneavusteisesti tuotettu yksilöllinen työ on laadultaan käsityönä tuotetulle varteenotettava haastaja jo tekniikan varhaisessa vaiheessa, on merkittävä alan tulevaisuuden kannalta.

Metal framed partial dentures are being used to replace part of the dentition if only few teeth are missing. Partial dentures can be made of full plastic or with a metal frame. Metal framed denture has a lighter structure and is more durable than a plastic denture. Until now, dental technicians have been manufacturing metal frames as manually by casting metal. Laser sintering is a new technology where the metal frame is 3D-printed with a metal printer which is supervised by a designing program. This technology manufactures metal frames without the many arduous tasks that are done by hand in the traditional technique.

The goal of our thesis is to examine if the laser sintered metal frames are better fitting and more durable than the ones manufactured in the traditional way. The durability was tested by making identical bars by both manufacturing techniques and then bent with the same force and phase by a bending machine. We calculated how many bends does it takes to brake the bars. In order to compare the fitting we manufactured simplified and identical metal frames by both techniques and measured the gap between the frame and the gypsum model with an electron microscope.

The result of the durability test was that laser sintered metal bars were more durable than the ones manufactured by the traditionally. Although the way that the traditionally made bars broke indicated that there was a failure with the spruing before casting. Traditionally manufactured frames were clearly better in the fitting tests. The possible inaccuracy in the designing program and AM Finlands hardware have to be taken into consideration be- cause of the early stage and development phase of this technology.

The result of examination, which indicated that unique work manufactured computer aided is a true challenger to a handcrafted work in this stage of technology, is significant for dental technology.