بهینه سازی سنگ زنی زیرکونیای پایدار شده جهت تولید ایمپلنت دندان

به دلیل برخی از مشکلات در ایمپلنت‌های دندانی در سال‌های اخیر تمایل به استفاده از سرامیک زیرکونیا بجای تیتانیوم ایجاد شده است. از اصلی‌ترین مشکلات در استفاده از تیتانیوم می‌توان به ایجاد حاشیه و سایه سیاه (نازیبایی)، رسانایی حرارتی و حساسیت اشاره کرد. به دلیل سختی و تردی بسیار بالای زیرکونیا، جهت دستیابی به دقتهای ابعادی و هندسی، استفاده از فرایند سنگ‌زنی اجتناب ‌ناپذیر است. در این پژوهش بررسی جامعی بر تاثیر پارامترهای سنگ‌زنی بر زبری سطح، هزینه سنگ‌زنی و تغییر ریزساختار انجام شد. ملاحظه شد افزایش عمق براده و سرعت پیشروی منجر به افزایش تغییر ریزساختار از تتراگونال به مونوکلینیک می‌گردد. . همچنین ملاحظه شد که استفاده از چرخ سنگ‌های با باند رزین بجای چرخ سنگ‌های با باند فلزی، به‌طور متوسط منجر به 8% زبری سطح کمتر می‌شود و استفاده از چرخ سنگ‌ با چگالی ذره ساینده بیشتر منجر به کاهش زبری سطح می‌گردد. معادله ریاضی بین پارامترهای ورودی و خروجی به کمک روش رویه پاسخ به وجود آمد که مقدار ضریب تعیین بزرگ‌تر از 0.9، بیانگر انطباق مناسب مدل ریاضی با داده‌ها می‌باشد. امکان کنترل زبری سطح و ریزساختار زیرکونیا توسط پارامترهای سنگ‌زنی و مشخصات چرخ سنگ وجود دارد و استفاده از چرخ سنگ‌ با چگالی ذره ساینده بیشتر و ذره ساینده بزرگ‌تر، منجر به کاهش هزینه سنگ‌زنی می‌شود.

Optimization of Grinding partially stabilized zirconia (PSZ) for dental Implant application

Titanium is currently widely used as dental implant, but it may cause allergic problems. For this reason, the use of partially stabilized zirconia (PSZ) in dental applications has increased in recent years. Because of extreme hardness and brittleness of ceramic (PSZ) and in order to achieve dimensional and geometrical accuracy, grinding is necessary. In this research, a comprehensive study was carried out to investigate the effect of the grinding parameters of PSZ on surface roughness, grinding cost and PSZ phase transformation. It was observed that, increasing both depth of cut and feed rate results in an increase on tetragonal to monoclinic phase transformation. It was also observed that using a metal bond grinding wheel with higher concentration and larger abrasive size results in lower grinding cost. It was observed that using resin bond grinding wheels instead of metal bond grinding wheels, results in average 8% lower surface roughness. However, an increase in grinding wheel concentration results in a decrease in the surface roughness. Response surface method (RSM) was used to find an optimum condition and create a mathematical model between inputs and outputs and it was shown that the average Rsquare of the model was more than 0.90. PSZ microstructure and surface roughness could be controlled by controlling the grinding parameters. Using a metal bond grinding wheel with higher concentration and larger abrasive size results in lower grinding cost.