电子束熔融或选择性激光熔覆作为一种3D打印技术,可以弥补数控切削技术的不足,还可以避免铸造过程中的繁琐步骤、铸造缺陷及人工误差等,将会是未来极具发展前途的新技术。3D打印的原理为将设计好的修复体三维数据模型导入打印机,用电子束或激光作为热源,采用粉状、丝状、片状等材料,使其完全熔化后凝固并逐层累积叠加,最终形成实体零件的技术。电子束熔融、选择性激光熔覆技术是近年来一种新兴的先进金属快速成型制造技术,作为3D打印重要的一部分,其具有以下优点:不需要模具;数字化、智能化,自由成形任何复杂零件;高真空环境避免了零件污染;其制作的零件的力学性能远优于普通铸造零件;周期短、节省材料、成本低。这两种技术相比,电子束熔融制作纯钛单冠的边缘适合性与选择性激光熔覆技术无差异,而三联冠和六联冠较SLM组差,因此电子束熔融在单冠的制作中显示其优势,而三联冠和六联冠的制作还需进一步研究。
表面粗糙度是指制作的零件表面上具有的较小间距及微小峰谷所形成的不平几何形状特性。修复体表面粗糙度反映了修复体表面微观几何形态误差,是评价修复体表面质量的重要指标,粗糙度的大小影响着修复体的使用性能、寿命以及口腔内细菌的滞留,如果粗糙度越大,菌斑堆积就会越多。
为研究表面粗糙度对修复体性能的影响及度量表面微观不平度的需要,从20年代末到30年代,德国、美国和英国等国的许多专家设计制作了轮廓记录仪,同时也产生出了光切式显微镜及干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平高度的仪器,为在数值上定量评价粗糙度创造了条件。从20世纪以来,国际上制定的评定表面粗糙度的标准是基于二维的评价标准。1940年,美国最先制定表面粗糙度的ASA二维评价标准,之后经过几次修订,1979年,ISO(国际化组织)制定国际标准ISO2632/Ⅲ-1979《表面粗糙度比较样块第Ⅲ部分:铸造表面》。1991年,我国制定国家标准-《铸造表面粗糙度评定方法》,在评定方法中规定了取样长度、评定长度、基准线和评定参数等。为了测量表面粗糙度,需选择能代表试件表面特性的一段长度,此长度即为取样长度,它应根据试件表面纹理和轮廓走向来选取。测量表面粗糙度时须设定评定长度,是因为在试件表面,各部位不一定有均匀的粗糙度,为了全面合理地反映试件表面特性而选择一个至数个取样长度组成评定长度。在表面粗糙度的二维评价标准中需设定一个计算参数时的线,此线即为基准线。主要包括两种:一种为轮廓的最小二乘中线,另一种为轮廓的算术平均中线。在二维评定的理论上,测量表面粗糙度最理想的基准线为最小二乘中线,然而现实测量时无法得到此中线,因此实际中常常选用轮廓的算术平均中线。此算术平均中线与取样长度、基准线相联系,是指在一个或数个取样长度内和表面纹理走向相同的基准线。铸造零件的表面纹理较为复杂,其表面粗糙度的评定参数常采用Ra、Rq、Ry、Rz等纵向参数。Ra为轮廓算术平均偏差,指在取样长度内被测轮廓上各点到轮廓中线偏距绝对值的算术平均值;Rq为轮廓均方根偏差,是指轮廓相对于基准的标准差;Ry为轮廓最大高度;Rz指微观不平度十点最大轮廓平均值。
二维评价其具有局限性,它是以一条线上得到的数据来评定整个平面的粗糙度,并不能准确表示三维表面形貌,因此为了更加准确的观察零件表面形貌需要研究并制定可以精确评价和测量粗糙度的三维评价标准。多年来,众多学者对表面粗糙度的三维评价标准做了大量研究并获得可喜的成果。1996年,余晓芬、俞建卫等人最先提出三维评价参数,将线转换成面并将二维参数扩展到三维表面。1998年,Dong WP等研究开发了一套评价表面粗糙度的三维标准参数,包括空间、幅度、功能参数及综合参数四种。幅度参数包括均方根偏差Sq、十点高度Sz、偏斜度Ssk和陡峭度Sku;空间参数包括最速衰减自相关长度Sal、表面峰顶密度Sds、表面的结构形状比率Str和表面纹理方向Std;综合参数包括均方根斜率SΔq、算术平均顶点曲率Ssc和展开界面面积比率Sdr;功能参数包括表面支承指数Sbi、中心液体滞留指数Sci、谷区液体体积Svi、材料体积Sm、中心液体体积Sc和谷区液体体积Sv。本实验采用的是美国NANOVEA公司研究开发的具有高分辨率的三维非接触式表面形貌仪,能对样品表面进行快速、重复性高的测量。
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