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酸化ジルコニア (ZrO2)

過酷な 3D 印刷技術用途向けに、優れた靭性、生体適合性、絶縁性を備えた高性能セラミック。

酸化ジルコニア (ZrO₂) は、卓越した破壊靭性、生体適合性、耐摩耗性で知られる高性能酸化物セラミックです。強度、断熱性、または化学的安定性が不可欠な過酷な用途に最適です。

セラミック 3D 印刷を通じて、酸化ジルコニアは歯科修復物、切削工具インサート、構造用産業部品の製造に使用されます。積層造形により、従来の方法では達成不可能だった小型化、複雑な内部流路、高品質な表面仕上げが可能になります。

酸化ジルコニア類似グレード表

酸化ジルコニアは、バット光重合 (VPP)、マテリアルジェッティング、およびバインダージェッティングを使用して 3D 印刷され、その後脱脂および焼結されます。これらの方法は、微細な形状解像度、高密度、および優れた構造精度を実現します。

技術	精度	表面品質	機械的特性	用途の適性
バット光重合 (VPP)	±0.05–0.2 mm	優れている	優れている	歯科、医療、精密部品
マテリアルジェッティング	±0.1–0.3 mm	非常に良い	良い	バルブ、耐摩耗部品、断熱材
バインダージェッティング	±0.1–0.3 mm	良い	中程度	工業用セラミック、プロトタイプ

VPP は、歯科補綴物や手術用具などの高精度部品における首选であり、焼結後に±0.05–0.2 mm の公差と Ra 2 µm 未満の表面粗さを実現します。

マテリアルジェッティング は、スループットと詳細度のバランスを提供し、バルブシールやセラミックブッシュなどの中小ロットの部品生産に理想的です。

バインダージェッティング は、より大型の部品や低コストのセラミックプロトタイプに効果的であり、制御された焼結後に良好な形状忠実度を提供します。

焼結中の収縮（通常 20～25%）には、CAD スケーリングとプロセス補償が必要です。反復的な焼結プロファイルにより、歪みを最小限に抑え、寸法精度を維持します。

気孔率と強度の低下は、高固形分含有量のスラリーまたは粉末と最適化された脱脂サイクルを使用することで緩和されます。達成可能な密度は理論値の 98% を超え、完全な機械的性能を発揮します。

不適切な乾燥または温度上昇により、表面欠陥や微小亀裂が発生する可能性があります。慎重に制御された熱プロファイルと焼結後の研磨により、Ra を≤1.0 µm に低減し、歯科および生医用途に適応させます。

相転移を避けるため、酸化ジルコニア材料は湿気から完全に保護する必要があります。乾燥中は密閉環境かつ相対湿度 40% 未満が必須です。

酸化ジルコニアの 3D 印刷は以下の分野で使用されています：

最近の歯科用途では、VPP で印刷された 5Y-PSZ 酸化ジルコニアクラウンが±50 µm 未満の精度と審美的な半透明性を実現し、5 日間の切削リードタイムと比較して 48 時間以内の納品を可能にしました。