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CN111072382B - 一种全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺 - Google Patents

一种全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺 Download PDF

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CN111072382B CN201811214732.5A CN201811214732A CN111072382B CN 111072382 B CN111072382 B CN 111072382B CN 201811214732 A CN201811214732 A CN 201811214732A CN 111072382 B CN111072382 B CN 111072382B
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李亚军
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Suzhou Dingan Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺,属于牙科用陶瓷材料技术领域。该全瓷义齿用氧化锆瓷块的颜色和/或透光率沿一确定方向的一侧到另一侧呈多层准连续梯度变化。该全瓷义齿用氧化锆瓷块采用喷墨增材打印技术制备,将部分稳定化氧化锆粉末作为原料,沿一确定方向周期性逐层铺粉和采用空白墨水和/或不同溶质浓度着色墨水和/或增透墨水选择性逐层喷墨打印叠加而成。本发明采用的喷墨增材打印技术不仅成型速度快、可以实现大批量生产,而且可个性化订制,所生产的产品性能稳定,彻底消除现有全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色和/或透光率变化生硬、不自然逼真等缺陷,满足全瓷义齿美学修复要求。

Description

一种全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺
技术领域
本发明涉及牙科用陶瓷材料技术领域,具体涉及一种颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺。
背景技术
采用CAD/CAM技术制作全瓷义齿修复体已被广泛应用于口腔修复领域。全瓷义齿用氧化锆瓷块因具有良好的生物相容性、高的强韧性、优越的耐磨性和理化性能的稳定性,已成为全瓷义齿修复体制作的主要材料。在口腔修复学中,全瓷义齿用氧化锆瓷块的颜色层次感和透光性是影响全瓷义齿修复体和天然牙齿一致性的一个重要指标。然而,市售的全瓷义齿用氧化锆瓷块多为白色,因此,要生产出自然逼真、层次感更好的全瓷义齿修复体,必须使用遮色瓷和增加饰面瓷厚度。但是,现有全瓷义齿用氧化锆瓷块及人工修饰技术对全瓷义齿修复还存在局限,无法获得自然牙的美学特征,为此迫切需要寻求一种新材料及新工艺。
目前,业界常用的全瓷义齿美学修复办法是对全瓷义齿内冠着色,以确保全瓷义齿内冠本身颜色与自然牙更为接近。全瓷义齿内冠的传统着色技术主要分内染法和外染法两种,内染法是通过添加着色氧化物,首先生产彩色全瓷义齿用氧化锆瓷块,然后,再采用CAD/CAM技术加工烧结成彩色全瓷义齿内冠,但是,所获得的义齿内冠颜色单一、无层次感;外染法是将白色的全瓷义齿用氧化锆瓷块首先加工成全瓷义齿内冠坯体,然后通过浸泡和涂刷染(着)色液,干燥后烧结成彩色全瓷义齿内冠,但是,该方法染色工序繁多,着色性能不稳定和对技师操作技能要求高。这两种方法虽然工艺简单,并且能够一定程度上模拟自然牙的颜色,但生产的彩色全瓷义齿内冠易出现染色不均匀和颜色变化不自然等问题,因此,依然需要上瓷上釉,由于彩色全瓷义齿内冠和饰面瓷结合强度较低,容易发生崩瓷,最终导致修复失败。同时,采用上述传统着色技术并不能同时满足全瓷义齿美学修复临床上对修复体颜色和透光率的变化要求。
为了使染色后的全瓷义齿具备梯度渐变的颜色和透光性,更加接近自然牙的美学特征,CN104337586A公开了一种牙模渐层瓷块及其制造方法,该专利通过将圆形全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体的两面分别浸入不同的染色液中,因毛细管渗透实现颜色渐变。这种技术不但存在染色时间长、工艺复杂和繁琐等缺陷,而且难以控制颜色的均匀渐变程度,产品稳定性和一致性差,更无法满足全瓷义齿颜色和透光性梯度渐变的个性化定制要求。
为了简化或取消全瓷义齿坯体的外染色工艺,并且使内染色法生产的全瓷义齿具备渐变色和梯度透光性,CN105584161A提出了一种透光性渐变彩色氧化锆材料,解决了全瓷义齿坯体生产后期染色工序复杂、着色性能不稳定等问题,同时满足了牙齿切端对透光性的要求。该发明分别将3Y-TZP、3.5~4.5Y-PSZ及4.5~6Y-PSZ三种粉体与着色剂按不同的质量配比制备而成的预制粉体分层置于模腔内,经干压和冷等静压成型后得到了具有透光性渐变彩色五层结构的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体,然后将坯体置于烧结炉中进行预烧结,经切削、二次烧结后,得到透光性渐变彩色全瓷义齿。该专利可以获得颜色和透光性有层次变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块,但是成型工艺复杂,各层厚度偏大,颜色和透光性按层次变化幅度大,颜色和透光性变化生硬、不协调、不自然。同时,由于干压成型时铺粉厚度无法确保均匀,而且成型模腔壁和粉体之间存在摩擦力,结果导致成型坯体中各层间的界面易发生弯曲,颜色和透光性的变化趋势在不同区域存在差异,产品颜色和透光率变化的稳定性和一致性较差。为了解决上述问题,CN104909745A公开了一种均匀渐变色氧化锆瓷块的制备方法,该专利采用内染色法和外染色法结合的方式,首先称取CeO2、Fe2O3、ZrO2、Y2O3、Pr6O11和Er2O3原料制备得到均匀内染色的全瓷义齿用氧化锆瓷块,然后再采用染色液对其进行浸泡,最终得到颜色均匀渐变的全瓷义齿用氧化锆瓷块。这种技术虽然可以获得着色较均匀、颜色连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块,但是,仍存在工艺复杂,外染色工艺控制难度较大,同时,无法同时获得颜色个性化和透光率梯度变化的自然美学效果,产品性能的稳定性和一致性也不理想。
从理论上来说,全瓷义齿用氧化锆瓷块生产过程中设置的层次越多,各层厚度越小,其颜色或透光率的变化则越接近自然,但从成型工艺上来看,过多增加层次,不仅增加加工难度和成本,而且利用现有技术无法进一步减小各层厚度满足更多层次制备要求。因此,目前仍无法生产颜色和透光率兼顾而且准连续或连续梯度变化的全瓷义齿氧化锆瓷块,更无法提供一种工艺简单,并能确保产品性能稳定、一致和个性化订制生产全瓷义齿用氧化锆瓷块的工艺方法。研究开发具有颜色(色饱和度)和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块仍是本领域技术人员所面临的技术难题和研究的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块及其制备工艺。本发明不仅可解决现有全瓷义齿修复体整体颜色和透光率单一、后期染色工序复杂和现有多层透光性渐变彩色全瓷义齿用氧化锆瓷块生产过程中所面临的生产工艺复杂,各层厚度偏大,颜色和透光性按层次变化幅度大,颜色和透光性变化生硬、不协调、不自然等问题;可满足全瓷义齿切端对透光性和颜色(色饱和度)准连续梯度变化的特殊要求,同时能够模拟天然牙色彩和透光率的变化规律,变化平缓自然,而且产品理化性能一致稳定、可精确控制和个性化定制,制备工艺简单、操作方便。
为了达到上述发明目的,本发明还涉及一种颜色(色饱和度)和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块的喷墨增材打印工艺。所述的喷墨增材打印工艺可称为三维打印粘结成型法(Three Dimensional Printing and Gluing,简称3DP),即喷墨沉积,也可称为粘合喷射(Binder Jetting)、喷墨粉末打印(Inkjet Powder Printing),属于“液体喷印成型”工艺。
本发明所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,由下而上依次设置的各层具有准连续梯度变化的颜色和/或透光率,根据个性化应用要求,颜色变化以Vita 16、Vita 26或Vita3D-Master比色板为依据,选择不同着色墨水;并通过计算机进行数据处理,形成瓷块坯二维打印截面数据、打印参数生成及过程控制;透光率变化范围是以样品厚度为1mm,测定波长为600nm或800nm时的透过率为5%到70%。本发明所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块的各层均采用含氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钪(Sc2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化镱(Yb2O3)和/或氧化钙(CaO)稳定剂的部分稳定化氧化锆(ZrO2)粉末为原料,沿一确定方向铺粉和喷墨打印逐层叠加而成。沿全瓷义齿用氧化锆瓷块各层垂直方向铺粉及喷墨打印的各层厚度为5~500μm。
在系统控制下,各粉盒在工作平台上均匀地铺设一层粉末,喷墨打印头可沿X轴和Y轴方向进行运动,并按照模型切片得到的二维打印截面数据,有选择地进行空白墨水和/或着色墨水和/或增透墨水的分别或同时或交替喷射,最终打印成平面图案,使该平面图案中的粉末固化。在完成单个二维打印截面图案打印之后,工作平台再下降一个打印层厚单位的距离,同时粉盒再次进行铺粉及刮平操作,喷墨打印头再次进行二维打印截面图案的打印操作。如此周而复始地铺粉和喷墨打印,最终完成具有颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体打印。坯体打印完成后,取出全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体,清理其表面的浮粉,再将其真空塑封包装后进行冷等静压成型;冷等静压成型坯体放入箱式电炉中缓慢升温脱脂和预烧结得到预烧瓷块;最后,根据产品规格要求,机加工获得沿一确定方向具有颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。
本发明所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块制备方法具体包括:首先,根据全瓷义齿用氧化锆瓷块的颜色和/或透光率准连续变化的具体要求,选择一种空白墨水和/或一种或多种不同溶质浓度的着色墨水和/或一种或多种不同溶质浓度的增透墨水,采用单个喷墨打印头或多个喷墨打印头,每个喷墨打印头的一个供墨盒中按需装入一种空白墨水或一种着色墨水或一种增透墨水;同时,按需选用一种或多种含不同含量氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钪(Sc2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化镱(Yb2O3)和/或氧化钙(CaO)稳定剂的部分稳定化氧化锆(ZrO2)粉末,按其氧化物类型或含量不同分别或混合装入一个或多个粉盒中;确定各粉盒铺粉顺序、工作平台单次下降行程、各层铺粉厚度及各层增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水喷墨打印参数。
通过各粉盒在导轨上依此移动,可在工作平台上均匀铺粉并刮平,随后喷墨打印头按照全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体的二维打印截面图案进行分别或同时或交替打印,喷墨打印头喷射出的着色墨水和/或增透墨水和/或空白墨水使部分稳定化氧化锆粉末层按二维打印截面图案固化,完成一层喷墨打印后,工作平台再下降一打印层厚度的行程,并由计算机程序控制一个粉盒再次移动铺粉并刮平,然后喷墨打印头再次喷墨打印,不断重复上述步骤,直至完成颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体整个厚度的打印。
为了获得颜色(色饱和度)和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块,所采用的喷墨增材制造技术包括下列步骤:
(1)采用一种或一种以上的含不同摩尔百分数的氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钪(Sc2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化镱(Yb2O3)和/或氧化钙(CaO)稳定剂的部分稳定化氧化锆粉末作为全瓷义齿用氧化锆瓷块的主要制备原料;采用一种或一种以上的含有不同浓度CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或含各种浓度的Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4 +、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为着色墨水;采用一种或一种以上的含有不同浓度Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或各种浓度Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为增透墨水;采用一种不含任何纳米金属氧化物粉末和/或任何金属离子,仅含水性、非水性或光固化性的粘结剂、保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂的混合液作为空白墨水;
(2)将一种空白墨水装入专用0#墨盒内;
(3)将一种或一种以上的着色墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(4)将一种或一种以上的增透墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(5)将一种或一种以上的部分稳定化氧化锆粉末装入1个粉盒内或分别装入多个粉盒内;
(6)根据颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的梯度要求(即产品型号不同)和产品规格尺寸(即产品二维打印截面尺寸和厚度H),确定二维打印截面尺寸、工作缸升降平台(简称工作平台)单次下降行程或喷墨打印层厚度(h),并计算喷墨打印层总数量(N=H/h),线性马达带动至少1个盒粉沿水平方向铺粉同时用刮刀整平粉末;
(7)根据颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的梯度要求,确定增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水的类型及浓度、所用墨水个数、喷墨打印参数,如:二维打印截面的像素DPI(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数,0×0~2880×2880DPI)和单层重复打印次数PASS(单层粉的二维打印截面上被墨水重复覆盖打印的次数,1~15次);
(8)根据全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的梯度要求,基于采用的空白墨水和/或各种类型及浓度的增透墨水和/或着色墨水、设置的喷墨打印参数,按全瓷义齿用氧化锆瓷块的打印层单层厚度(h)和二维打印截面尺寸,线性马达带动喷墨打印头往覆移动并分别或同时或交替喷洒空白墨水、各种类型及浓度的增透墨水和/或着色墨水,依次沿二维打印截面垂直方向选择性铺粉和按设置的二维打印截面选择性逐层喷墨打印,完成一层打印后,工作平台下降一个打印层厚度(h),再进行铺粉和喷墨打印并循环交替进行,直至完成整个产品的N层(总厚度H)打印;
(9)经N层喷墨打印结束后取出打印好的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体,清理坯体表面的浮粉,再将其真空塑封包装后进行冷等静压再成型,坯体相对密度超过50%;
(10)将冷等静压再成型后的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,缓慢升温脱脂和预烧结;
(11)根据产品规格要求,机加工后获得沿一确定方向具有颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。
本发明所采用的含不同含量氧化钇(Y2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钪(Sc2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化镱(Yb2O3)和/或氧化钙(CaO)稳定剂的部分稳定化氧化锆(ZrO2)粉末的颗粒尺寸为0.01~200μm,颗粒形态为不规则或球形。将颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、0.1~1μm、1~10μm、10~50μm、50~100μm和100~200μm的不规则颗粒和/或球形颗粒按不同体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体喷墨增材打印专用混合粉末。部分稳定化氧化锆粉末中的不规则颗粒和/或球形颗粒均由纳米晶粒组合而成,晶粒尺寸为5~200nm。
所采用的部分稳定化氧化锆(ZrO2)粉末中稳定剂的总含量小于30mol%,其中氧化钇(Y2O3)含量为0mol%~8mol%,氧化铈(CeO2)含量为0mol%~30mol%,氧化镁(MgO)含量为0~15mol%,氧化钪(Sc2O3)含量为0~15mol%、氧化钐(Sm2O3)含量为0~15mol%、氧化镱(Yb2O3)含量为0~15mol%和/或氧化钙(CaO)含量为0~18mol%,具体比例根据对透光率准连续变化和最高透光率的具体要求来选择和调整。
所采用的着色墨水可以是含多种纳米氧化物混合粉末的水性、非水性悬浮液或光固化树脂悬浮液,其中CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米粉末的含量分别为0.000001wt%~10wt%,各种纳米金属氧化物粉末的颗粒尺寸为10~100nm,颗粒形态为不规则和/或球形。具体组成及含量可根据全瓷义齿用氧化锆瓷块对颜色(色饱和度)的准连续变化和颜色属性要求来进行选择和调整。
所采用的着色墨水也可以是含各种浓度Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性溶液或光固化树脂溶液,其中各种金属离子溶度分别为5~100000ppm。具体组成及含量根据全瓷义齿用氧化锆瓷块对颜色(色饱和度)准连续梯度变化和颜色属性要求来进行选择和调整。
所采用的增透墨水可以是含多种纳米氧化物混合粉末的水性、非水性悬浮液或光固化树脂悬浮液,其中Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末含量分别为0.000001wt%~10wt%,各种纳米金属氧化物粉末的颗粒尺寸为10~100nm,颗粒形态为不规则和/或球形。具体组成及含量根据全瓷义齿用氧化锆瓷块对透光率的准连续变化和最高透光率要求来进行选择和调整。
所采用的增透墨水也可以是含各种浓度Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性溶液或光固化树脂溶液,其中各种金属离子浓度分别为5~100000ppm。具体组成及含量根据全瓷义齿用氧化锆瓷块对透光率的准连续变化和最高透光率要求来进行选择和调整。
所采用的空白墨水是一种不含任何纳米金属氧化物粉末和任何金属离子,但含粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂的水性、非水性或光固化性的溶液,其pH值均为5~9,粘度均为1~500mPa·s。
本发明所述的空白墨水、增透墨水和着色墨水中均含有水性、非水性或光固化性的粘结剂、保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂;空白墨水、增透墨水和着色墨水可以是水性、非水性的或光固化的液体,pH值均为5~9,粘度为1~500mPa·s。
其中,优选的技术方案如下:
步骤(6)中各层厚度为5~500μm;
步骤(9)中冷等静压再成型压强为50~350MPa;
步骤(10)中升温速度小于1℃/min,脱脂温度为200~650℃,保温时间3~10h,预烧结温度为850~1200℃,保温时间1~5h,降温速度小于1℃/min。
本发明的有益效果如下:
采用本发明技术生产的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块不需要现行外染色或内染色工艺便可模拟获得天然牙色彩和透光率的变化规律,在制作全瓷义齿修复体时,不仅可满足全瓷义齿对颜色和透光性自然变化的特殊要求,而且可取消遮色瓷和饰面瓷的应用,使临床医生最大限度地减少牙体的预备量,保存患者的牙体组织,减轻患者的痛苦;由于无需技师进行复杂的染色或增透修饰,简化了全瓷义齿加工过程,提高了生产效率,并可消除现有全瓷义齿切端透光性不自然、颜色不均匀或过渡生硬等缺陷,达到全瓷义齿美学和个性化修复的效果。同时,采用喷墨增材技术生产具有颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体不仅成型速度快、可以实现大批量生产,而且工艺重复性好和性能稳定,通过合理调整喷墨打印参数可获得颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化效果,使全瓷义齿用氧化锆瓷块的颜色和透光率变化更加自然逼真。同时,采用本发明技术生产全瓷义齿用氧化锆瓷块可确保其理化性能一致稳定、精确可控,满足颜色和透光率准连续变化的个性化订制和进一步降低其生产制备的综合运行成本等需求。
附图说明
图1是一种全瓷义齿用氧化锆瓷块制备工艺简图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
以下提供本发明的一种实施方式:
一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块采用部分稳定化氧化锆粉末作为原料,沿一确定方向周期性逐层铺粉并采用空白墨水和/或不同溶质浓度的着色墨水和/或不同溶质浓度的增透墨水选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印叠加而成,所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色和/或透光率沿该确定方向的一侧到另一侧准连续变化。
进一步的,所述的确定方向为铺粉的厚度方向,与各层铺粉方向垂直,沿该方向的一侧到另一侧颜色(色饱和度)由深色至浅色准连续梯度变化)和/或透光率由5%至70%准连续变化,铺粉的各层厚度为5μm~500μm。
进一步的,所述部分稳定化氧化锆粉末由尺寸为0.01~0.1μm、0.1~1μm、1~10μm、10~50μm、50~100μm和100~200μm的不规则形颗粒和/或球形颗粒按不同比例混合配制而成,颗粒尺寸呈多级分布,不规则形颗粒和/或球形颗粒均由纳米晶粒组合而成,晶粒尺寸为5~200nm。
进一步的,所述部分稳定化氧化锆粉末可选择地采用氧化物作为稳定剂,所用氧化物为氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱和/或氧化钙中的一种或多种组成。
更进一步的,所述部分稳定化氧化锆粉末中稳定剂的总含量小于30mol%,其中氧化钇含量为0mol%~8mol%,氧化铈含量为0mol%~30mol%,氧化镁含量为0~15mol%,氧化钪含量为0~15mol%、氧化钐含量为0~15mol%、氧化镱含量为0~15mol%和/或氧化钙含量为0~18mol%。
进一步的,所述增透墨水和着色墨水中含有纳米氧化物粉末和/或金属离子,还含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂,增透墨水和着色墨水的pH值均为5~9,粘度均为1~500mPa·s。
进一步的,所述空白墨水不含任何纳米氧化物粉末和/或任何金属离子,但含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂,空白墨水的pH值为5~9,粘度均为1~500mPa·s。
更进一步的,采用含CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液或含Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为着色墨水;采用含Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液或含Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3 +、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为增透墨水,着色墨水和增透墨水所用的纳米金属氧化物粉末颗粒尺寸小于100nm,着色墨水和增透墨水所用的金属离子来源于氯化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、乙酸盐、戊二酸盐、苹果酸盐、葡萄糖酸盐、富马酸盐、草酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐中的一种或多种。
再进一步的,着色墨水中的CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末含量分别为0.000001wt%~10wt%或着色墨水中的Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子溶度分别为5~100000ppm。
再进一步的,增透墨水中的Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末含量分别为0.000001wt%~10wt%;或增透墨水中的Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2 +、Ca2+和/或Al3+离子溶度分别为5~100000ppm。
请参见图1,一种全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,采用部分稳定化氧化锆粉末作为原料,沿一确定方向周期性逐层铺粉并采用空白墨水和/或不同溶质浓度的着色墨水和/或不同溶质浓度的增透墨水选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印叠加,制得颜色和/或透光率沿该确定方向的一侧到另一侧准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体。
进一步的,所述的具有颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块采用喷墨增材制造技术制备,制备过程包括下列步骤:
(1)采用一种或一种以上的含不同摩尔百分数的氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱、和/或氧化钙稳定剂的部分稳定化氧化锆粉末作为全瓷义齿用氧化锆瓷块的主要制备原料;采用一种或一种以上的含有不同浓度CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或含有不同浓度的Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5 +、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为着色墨水;采用一种或一种以上的含有不同浓度Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或不同浓度Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4 +、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为增透墨水;
(2)将不含任何纳米氧化物粉末和/或任何金属离子,但含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂的空白墨水装入1个专用墨盒内;
(3)将一种或一种以上的着色墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(4)将一种或一种以上的增透墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(5)将一种或一种以上的部分稳定化氧化锆粉末装入1个粉盒内或分别装入多个粉盒内;
(6)根据产品颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,和产品规格尺寸,确定二维打印截面尺寸、工作平台单次下降行程或喷墨打印层厚度,并计算喷墨打印层总数量,线性马达带动至少1个粉盒沿水平方向铺粉同时用刮刀整平粉末;
(7)根据颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,确定增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水的溶质类型及浓度、墨盒个数、喷墨打印参数;
(8)根据全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,基于采用的空白墨水和/或各种溶质类型及浓度的增透墨水和/或着色墨水、墨盒个数、设置的喷墨打印参数,按全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体的打印层单层厚度和二维打印截面尺寸,线性马达带动喷墨打印头往覆移动并喷洒空白墨水和/或各种溶质类型及浓度的增透墨水和/或着色墨水,依次沿二维打印截面垂直方向选择性铺粉和按设置的二维打印截面选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印,完成一层打印后,工作平台下降一个打印层厚度的行程,再进行铺粉和喷墨打印并循环交替进行,直至完成整个产品所有层的打印;
(9)喷墨打印结束后取出打印好的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体,清理坯体表面的浮粉,再将其真空塑封包装后进行冷等静压再成型;
(10)将冷等静压再成型后的坯体放入箱式电炉中,缓慢升温脱脂和预烧结;
(11)根据产品规格要求,机加工后获得沿一确定方向具有颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。
更进一步的,喷墨打印前,根据颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,工作平台下降行程或喷墨打印层厚度为5~500μm,即铺粉单层厚度为5~500μm;线性马达带动粉盒沿水平方向铺粉同时用刮刀整平粉末;喷墨打印前,根据颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,确定增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水喷墨打印二维截面的像素为0×0~2880×2880DPI和重复打印次数PASS为1~15次。
更进一步的,根据颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,将含氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱和/或氧化钙的部分稳定化氧化锆粉末氧化物类型或含量不同分别或混合装入一个或多个粉盒中,通过控制和改变各粉盒铺粉顺序、工作平台单次下降行程、各层铺粉厚度及各层增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水喷墨打印参数获得颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体。
更进一步的,喷墨打印结束后取出的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体需经过50MPa~350MPa的冷等静压再成型,经过冷等静压再成型的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体的相对密度大于50%,然后,将全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体放入箱式炉内进行200~650℃脱脂和850~1350℃预烧结。最后,根据产品规格要求,机加工后获得沿一确定方向具有颜色(色饱和度)和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。
实施例1
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按5、22和73vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;含17700ppmY3+和50ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内。根据透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总厚度为16.4mm;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印82层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像。确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前2层采用空白墨水并均按像素100×100DPI(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数)打印,PASS数为3次;确定增透墨水的喷墨打印参数为:第3层开始二维打印截面的像素为105×105DPI,然后每层像素增加5×5DPI,直至最终二维打印截面的打印像素为500×500DPI;PASS数(单层重复打印次数)均为9次。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水并重复打印3次,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并重复打印3次,依次打印5层后,工作平台继续下降200μm,粉盒再次移动铺粉,并开始采用1#喷墨头进行增透墨水的逐层喷墨打印并重复打印3次,每当200μm厚的粉末层固化后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头再次打印并重复打印3次,不断重复上述打印步骤,直至完成82层(16.4mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经200MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度增至为3.06g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度达到3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该全瓷义齿用氧化锆瓷块为均匀白色,在厚度方向有10%~49%的透光率梯度变化,平均抗弯强度均大于980MPa。
实施例2
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和100~200μm的4mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按10、25和65vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将3192ppmFe3+、9.3ppmMn3+和25047ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入1#喷墨头的墨盒内。根据颜色(色饱和度)准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总厚度为16.5mm;铺粉单层厚度为500μm(即沿厚度方向共需打印33层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像。确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前2层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为5次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:第3层开始二维打印截面的像素为40×40DPI,然后每层像素增加10×10DPI,直至最终打印像素为350×350DPI;PASS数为5次。
启动打印程序,首先工作平台下降500μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水,使500μm厚的粉末层固化并重复打印5次;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降500μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并重复打印5次,依次打印2层后,工作平台继续下降500μm,粉盒再次移动铺粉,并开始采用1#喷墨头进行着色墨水的逐层喷墨打印并重复打印5次,每当500μm厚的粉末层固化后,工作平台再下降500μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头再次打印并重复打印5次,不断重复上述打印步骤,直至完成33层(16.5mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经220MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度达到3.08g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.14g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的颜色准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2色或VITA16色比色板A2色对应的色饱和度由浅至深的渐变色、40%的均匀透光率,平均抗弯强度均大于1020MPa。
实施例3
采用由颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、1~10μm和10~50μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按7、19和74vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含1.32%Y2O3、0.02%MgO、0.01%CaO、0.005%TiO2和0.005%Al2O3纳米混合粉末的水性悬浮溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将11350.3ppmFe3+、22.8ppmMn3+和18828ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为100μm(即沿厚度方向共需打印250层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前10层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为2次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的像素始终保持为500×500DPI,并且PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为1000×1000DPI,并且每隔3层减少20×20DPI直至最终打印像素为200×200DPI;PASS数为4次。从第11层开始,同时采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降100μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水并连续打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并连续打印2次,依次打印10层后,工作平台继续下降100μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印1次,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水并打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成250层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经320MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有40%~10%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板3M2色或VITA16色比色板A3色对应的均匀一致的色饱和度,平均抗弯强度均大于850MPa。
实施例4
采用由颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、1~10μm和10~50μm的5.24mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按7、20和73vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将0.78wt.%Fe2O3、0.00004wt.%MnO2和1.04wt.%Er2O3的水性悬浮液着色墨水装入1#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为100μm(即沿厚度方向共需打印250层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前10层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为2次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为500×500DPI,并且每隔3层减少20×20DPI直至最终打印像素为200×200DPI;PASS数为2次。从第11层开始,采用1#喷墨头按着色墨水的喷墨打印参数逐层打印。
启动打印程序,首先工作平台下降100μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水并连续打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并连续打印2次,依次打印10层后,工作平台继续下降100μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头再次喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成250层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经320MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有VITA 26或VITA 3D-Master比色板3M2色或VITA 16色比色板A3色对应的色饱和度由浅至深的渐变色、45%的均匀透光率,平均抗弯强度均大于950MPa。
实施例5
采用由颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、1~10μm和10~50μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按7、19和74vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含44800ppmY3+、350ppmCe4+、220ppmMg2+、120ppmCa2+、50ppmTi4+和100ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将3252ppmFe3+、10.3ppmMn3+和26500ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为100μm(即沿厚度方向共需打印250层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前10层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为2次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,并且每3层增加10×10DPI,直至最终打印像素为900×900DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的像素始终保持为500×500DPI,并且PASS数为4次。从第11层开始,同时采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降100μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水并连续打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并连续打印2次,依次打印10层后,工作平台继续下降100μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印1次,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水并打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成250层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经320MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有45%的均匀一致透光率和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2R1.5色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由浅至深的渐变色,平均抗弯强度均大于960MPa。
实施例6
采用由颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、1~10μm和10~50μm的3.5mol%Y2O3部分稳定化氧化锆粉末按4、21和75vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含27000ppmY3+、50ppmTi4+和100ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将11.4ppmMn3+、3141ppmFe3+、和6138ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为100μm(即沿厚度方向共需打印250层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前10层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为2次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为200×200DPI,并且每3层增加10×10DPI,直至最终打印像素为1000×1000DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为1000×1000DPI,并且每隔3层减少10×10DPI直至最终打印像素为200×200DPI;PASS数为4次。从第11层开始,同时采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降100μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水并连续打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印并连续打印2次,依次打印10层后,工作平台继续下降100μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印1次,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水并打印2次,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成250层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经320MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有45%~10%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2L1.5色或VITA 16色比色板B2色对应的色饱和度由浅至深的渐变色,平均抗弯强度均大于850MPa。
实施例7
采用由颗粒尺寸分别为10~50μm、50~100μm和100~200μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按9、23和68vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将12700ppmY3+、150ppmCe4+、120ppmCa2+和100ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将2.3wt.%Fe2O3、0.0075wt.%MnO2和14.6wt.%Er2O3的水性悬浮液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为16.5mm;铺粉单层厚度为500μm(即沿厚度方向共需打印33层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数)为10×10DPI,并且逐层增加30×30DPI直至最终打印像素为1000×1000DPI;PASS数(单层重复打印次数)为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为1000×1000DPI,并且逐层减少30×30DPI直至最终打印像素为10×10DPI;PASS数为9次。采用1#、2#喷墨头同时按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层打印。
启动打印程序,首先工作平台下降500μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印1次,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水并打印2次,使500μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降500μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成33层(16.5mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经250MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体的平均密度为3.12g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.16g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有46%~10%的透光率梯度和VITA 26或VITA3D-Master比色板2R2.5色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由浅至深的渐变色,平均抗弯强度均大于880MPa。
实施例8
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按8、22和70vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将含42000ppmY3+、40ppmCe4+、50ppmMg2+、30ppmCa2+、12ppmTi4+和25ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将1863.2ppm Fe3 +、5.44ppmMn3+和14620ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为34m;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印170层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数)为1800×1800DPI,并且每层减少10DPI直至最终打印像素为20×20DPI;PASS数(单层重复打印次数)为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为0×0DPI,并且每2层增加10×10DPI直至最终打印像素为840×840DPI;PASS数为4次。采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成170层(34mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.08g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.16g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚25mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有12%~48%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由深至浅的渐变色,平均抗弯强度均大于980MPa。
实施例9
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的5mol%CeO2部分稳定化氧化锆球形粉末按7、21和72vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将含12300ppmY3+、50ppmTi4+和100ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将464ppm Fe3+、1.36ppm Mn3+和3641.3ppm Er3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印125层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数)为2880×2880DPI,并且逐层减少20×20DPI直至最终打印像素为380×380DPI;PASS数(单层重复打印次数)为2次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为0×0DPI,并且每2层增加10×10DPI直至最终打印像素为620×620DPI;PASS数为9次。采用1#、2#喷墨头同时按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水并打印2次,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水并打印2次,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成125层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经350MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.15g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和990℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.18g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有5%~40%的透光率梯度和VITA26或VITA 3D-Master比色板2R1.5色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由深至浅的渐变色,平均抗弯强度均大于945MPa。
实施例10
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的8mol%MgO部分稳定化氧化锆球形粉末按8、22和70vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将含39850ppmY3+、450ppmCe4+、和20ppmTi4+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将931.6ppm Fe3+、2.72ppmMn3+和7310ppmEr3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为34mm;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印170层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素(每英寸二维打印截面上分布的喷墨点数)为1800×1800DPI,并且逐层减少10×10DPI直至最终打印像素为20×20DPI;PASS数(单层重复打印次数)为2次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为0×0DPI,并且每2层增加10×10DPI直至最终打印像素为840×840DPI;PASS数为4次。采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层分别或同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行分别或同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水和2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,并且1#、2#喷墨头分别或同时或交替各打印2次,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次分别或同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成170层(34mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度达到3.08g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度达到3.16g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚25mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有12%~45%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由深至浅准连续变化,平均抗弯强度均大于950MPa。
实施例11
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的6mol%CaO部分稳定化氧化锆球形粉末按8、22和70vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将含8700ppmY3+、40ppmCe4+、20ppmMg2+、300ppmCa2+和50ppmTi4+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将1.0wt.%Fe2O3、0.0033wt.%MnO2和6.5wt.%Er2O3的水性悬浮液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为34mm;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印170层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为1000×1000DPI,并且逐层减少5×5DPI直至最终打印像素为150×150DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为0×0DPI,并且每2层增加10DPI直至最终打印像素为840×840DPI;PASS数为9次。采用1#、2#喷墨头同时按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行分别或同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水和2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,并且1#、2#喷墨头分别或同时或交替打印1次,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次分别或同时或交替喷墨打印;不断重复上述打印步骤,直至完成170层(34mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度达到3.10g/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和1010℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度达到3.18g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚25mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有12%~55%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2色或VITA16色比色板A2色对应的色饱和度由深至浅的渐变色,平均抗弯强度均大于1100MPa。
实施例12
采用由颗粒尺寸分别为0.01~0.1μm、0.1~1μm、1~10μm的3mol%Y2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按8、20和72vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨打印专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含4.64wt.%Y2O3、0.05wt.%MgO、0.25wt.%CaO、0.01wt.%TiO2和0.01wt.%Al2O3复合纳米粉末的水性悬浮溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将1562.4ppm Fe3+、5.7ppm Mn3+和3068.9ppm Er3+离子的水性溶液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为16.4mm;铺粉单层厚度为50μm(即沿厚度方向共需打印328层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为180×180DPI,并且每2层增加5×5DPI,直至最终打印像素为1000×1000DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为1000×1000DPI,并且每4层减少10×10DPI直至最终打印像素为190×190DPI;PASS数为4次。采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降50μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行分别或同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,并且1#、2#喷墨头分别或同时或交替打印,使50μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降50μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次分别或同时或交替喷墨打印;不断重复上述打印步骤,直至完成328层(16.4mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经350MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.10/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和1020℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.12g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有48%~15%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2L1.5色或2L2.5色或VITA 16色比色板B2色对应的色饱和度由浅至深的渐变色,平均抗弯强度均大于1202MPa。
实施例13
取分别含3mol%、4mol%、5mol%、6mol%Y2O3的4种部分稳定化氧化锆球形粉末,每种粉末又按颗粒尺寸不同分为0.01~0.1μm、0.1~1μm、1~10μm三种规格。将每种粉末依据三种颗粒尺寸规格分别按8、20和72vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的4种部分稳定化氧化锆喷墨打印专用混合粉末,并分别装入1#、2#、3#和4#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含有0.00080wt.%Fe2O3、0.0000075wt.%MnO2、0.000008wt.%Co3O4和0.222wt.%Er2O3纳米金属氧化物粉末的水性着色墨水装入1#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为16.4mm;铺粉单层厚度为50μm(即沿厚度方向共需打印328层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定四种部分稳定化氧化锆喷墨打印专用混合粉末的铺粉程序,每间隔70层依次更换1#、2#、3#和4#粉盒进行铺粉;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为:120×120DPI,PASS数为1次,前10层采用空白墨水并均按像素120×120DPI打印;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为160×160DPI,并且每2层增加10×10DPI,直至最终打印像素为1800×1800DPI;PASS数为1次。从第11层开始,采用1#喷墨头按着色墨水的喷墨打印参数逐层打印。
启动打印程序,首先工作平台下降50μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水,使50μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降50μm,1#粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印,依次重复打印10层后,工作平台继续下降50μm,1#粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头开始按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,使50μm厚的粉末层固化。当开始第83层铺粉时,2#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第164层铺粉时,3#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第246层铺粉时,4#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;每层铺粉完成后,1#喷墨头即按喷墨打印参数进行打印,二维打印截面(直径132mm的圆形图像)的起始像素为100×100DPI,并且每2层增加10DPI,直至最终打印像素为1800×1800DPI;PASS数为1次。每完成一层粉末(50μm厚)的喷墨打印后,工作平台下降50μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头再次打印,不断重复上述打印步骤,直至完成328层(16.4mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,500℃保温5小时脱脂和980℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.15g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有10%~55%的透光率梯度变化和VITA 26或VITA 3D-Master比色板3R1.5、4R1.5色或VITA 16色比色板D3色对应的色饱和度由浅至深的准连续渐变色,平均抗弯强度均大于1110MPa。
实施例14
取分别含3mol%、5mol%、7mol%、9mol%、11mol%、13mol%、15mol%CaO的7种部分稳定化氧化锆球形粉末,每种粉末又按颗粒尺寸不同分为0.01~0.1μm、0.1~1μm、1~10μm三种规格。将每种粉末依据三种颗粒尺寸规格分别按8、20和72vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的7种部分稳定化氧化锆喷墨打印专用混合粉末,并分别装入1#、2#、3#、4#、5#、6#和7#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含有1.4wt.%Fe2O3、0.004wt.%MnO2和8.7wt.%Er2O3纳米金属氧化物粉末的光固化着色墨水装入1#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为16.8mm;铺粉单层厚度为100μm(即沿厚度方向共需打印168层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定7种部分稳定化氧化锆喷墨打印专用混合粉末的铺粉程序,每间隔24层依次更换1#、2#、3#、4#、5#、6#和7#粉盒进行铺粉;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为120×120DPI,前8层采用空白墨水并均按像素120×120DPI打印,PASS数为1次;确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的像素始终保持为100×100DPI;起始PASS数为1次,每打印完成20层,PASS数增加1次,最终PASS数为8次。从第9层开始,采用1#喷墨头按着色墨水的喷墨打印参数逐层打印。
启动打印程序,首先工作平台下降100μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水,使100μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降100μm,1#粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印,依次打印8层后,工作平台继续下降100μm,1#粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头开始按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,使100μm厚的粉末层固化。当开始第25层铺粉时,2#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第49层铺粉时,3#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第73层铺粉时,4#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第97层铺粉时,5#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第121层铺粉时,6#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;当开始第145层铺粉时,7#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末。每层铺粉完成后,1#喷墨头即按喷墨打印参数进行打印,二维打印截面(直径132mm的圆形图像)的像素始终保持为120×120DPI;起始PASS数为1次,每打印完成20层,PASS数增加1次,最终第140层开始PASS数为8次。从第9层开始,采用1#喷墨头按着色墨水的喷墨打印参数逐层打印。
每完成一层粉末(100μm厚)的喷墨打印后,工作平台下降100μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头再次打印,不断重复上述打印步骤,直至完成168层(16.8mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.08/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,500℃保温5小时脱脂和1000℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.12g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚12mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有5%~65%的透光率梯度变化和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2、2R1.5、2R2.5色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由浅至深的准连续渐变色,平均抗弯强度均大于860MPa。
实施例15
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的10mol%Sc2O3部分稳定化氧化锆球形粉末按7、19和74vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含39800ppmY3+、220ppmMg2+、520ppmCa2+、150ppmTi4+和100ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将0.26wt.%Fe2O3、0.00084wt.%MnO2和/或1.64wt.%Er2O3纳米金属氧化物粉末的水性悬浮液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为25mm;铺粉单层厚度为200μm(即沿厚度方向共需打印125层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前10层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为1次。确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为75×75DPI,并且每1层增加15×15DPI,直至最终打印像素为1800×1800DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为800×800DPI,并且每2层减少10×10DPI直至最终打印像素为225×225DPI;PASS数为4次。从第11层开始,采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层分别或同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降200μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印,依次打印10层后,工作平台继续下降200μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行分别或同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,使200μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降200μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次分别或同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成125层(25mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经300MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.10/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和995℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.16g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有55%~24%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板2M2色或VITA 16色比色板A2色对应的色饱和度由浅至深的准连续渐变色,平均抗弯强度均大于940MPa。
实施例16
采用由颗粒尺寸分别为1~10μm、10~50μm和50~100μm的1mol%Yb2O3和1mol%Y2O3复合稳定剂部分稳定化的氧化锆球形粉末按7、19和74vol%的体积比例混合配制成颗粒尺寸呈多级分布的喷墨专用混合粉末,并装入1#粉盒内;将无金属离子和纳米金属氧化物粉末的空白墨水装入0#喷墨头的墨盒内;将含30700ppmY3+和150ppmAl3+离子的水性溶液增透墨水装入1#喷墨头的墨盒内;将3.0wt.%Fe2O3、0.028wt.%MnO2、0.000005wt.%Co3O4和8.3wt.%Er2O3的水性悬浮液着色墨水装入2#喷墨头的墨盒内。根据颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块性能和规格要求,并考虑到氧化锆瓷块坯体经冷等静压和预烧后的收缩,设置氧化锆瓷块坯体直径为132mm,总打印厚度为26mm;铺粉单层厚度为500μm(即沿厚度方向共需打印52层)。同时,经计算机分析计算形成氧化锆瓷块坯体的二维打印截面为直径132mm的圆形图像;确定空白墨水喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为100×100DPI,前2层采用空白墨水并均按像素100×100DPI打印,PASS数为1次。确定着色墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为0×0DPI,并且每1层增加20×20DPI,直至最终打印像素为1000×1000DPI;PASS数为1次;增透墨水的喷墨打印参数为:二维打印截面的起始像素为600×600DPI,并且每隔1层减少10×10DPI直至最终打印像素为50×50DPI;PASS数为9次。从第3层开始,同时采用1#、2#喷墨头按着色墨水和增透墨水的喷墨打印参数逐层同时或交替打印。
启动打印程序,首先工作平台下降500μm,线性马达带动1#粉盒沿水平方向在工作平台上铺粉同时用刮刀整平粉末;随后0#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行打印,0#喷墨头的喷嘴中喷射出空白墨水,使500μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降500μm,粉盒再次移动铺粉,然后0#喷墨头再次喷墨打印,依次打印2层后,工作平台继续下降500μm,粉盒再次移动铺粉,随后1#喷墨头、2#喷墨头按照氧化锆瓷块坯体(直径132mm)的二维打印截面图形进行分别或同时或交替打印,1#喷墨头的喷嘴中喷射出着色墨水,2#喷墨头的喷嘴中喷射出增透墨水,使500μm厚的粉末层固化;完成该层喷墨打印后,工作平台再下降500μm,粉盒再次移动铺粉,然后1#喷墨头、2#喷墨头再次分别或同时或交替喷墨打印,不断重复上述打印步骤,直至完成52层(26mm厚)的整个氧化锆瓷块坯体的打印;清理氧化锆瓷块坯体表面的浮粉,再经320MPa冷等静压使氧化锆瓷块坯体平均密度为3.12/cm3;将氧化锆瓷块坯体放入箱式电炉中,以小于0.5℃/min的升温速度缓慢升温,350℃保温5小时脱脂和970℃,2小时预烧结,随后降温速度小于0.5℃/min,预烧氧化锆瓷块的平均密度为3.12g/cm3;最后,经机加工获得直径98mm±0.5mm,厚18mm±0.5mm规格的颜色和透光率变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。经最终致密化烧结显示,该颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块在厚度方向具有55%~16%的透光率梯度和VITA 26或VITA 3D-Master比色板4R1.5色或VITA 16色比色板D3色对应的色饱和度由浅至深的准连续渐变色,平均抗弯强度均大于990MPa。
最后应说明的是:以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块采用部分稳定化氧化锆粉末作为原料,沿一确定方向周期性逐层铺粉并采用空白墨水和不同溶质浓度的着色墨水和不同溶质浓度的增透墨水选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印叠加而成,所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色和透光率沿该确定方向的一侧到另一侧准连续变化;
所述部分稳定化氧化锆粉末由尺寸为0 .01~0 .1μm、0 .1~1μm、1~10μm、10~50μm、50~100μm和100~200μm的不规则形颗粒和/或球形颗粒按不同比例混合配制而成,颗粒尺寸呈多级分布,不规则形颗粒和/或球形颗粒均由纳米晶粒组合而成,晶粒尺寸为5~200nm;
所述增透墨水和着色墨水中含有纳米氧化物粉末和/或金属离子,还含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂,增透墨水和着色墨水的pH值均为5~9,粘度均为1~500mPa·s;
所述空白墨水中不含任何纳米氧化物粉末和/或任何金属离子,但含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂,空白墨水的pH值为5~9,粘度为1~500mPa·s;
采用含CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液或含Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为着色墨水;采用含Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液或含Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为增透墨水,着色墨水和增透墨水所用的纳米金属氧化物粉末颗粒尺寸小于100nm;着色墨水和增透墨水所用的金属离子来源于氯化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、乙酸盐、戊二酸盐、苹果酸盐、葡萄糖酸盐、富马酸盐、草酸盐、乳酸盐和柠檬酸盐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,所述的确定方向为铺粉的厚度方向,与各层铺粉方向垂直,沿该方向的一侧到另一侧颜色由深色逐渐变为浅色和透光率由5%逐渐变为70%准连续变化,铺粉的各层厚度为5μm~500μm。
3.根据权利要求1所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,所述部分稳定化氧化锆粉末可选择地采用氧化物作为稳定剂,所用氧化物为氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱或氧化钙中的一种或多种组成。
4. 根据权利要求3所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,所述部分稳定化氧化锆粉末中稳定剂的总含量小于30 mol%,其中氧化钇含量为0 mol%~8 mol%,氧化铈含量为0 mol%~30 mol%,氧化镁含量为0~15 mol%,氧化钪含量为0~15 mol%、氧化钐含量为0~15 mol%、氧化镱含量为0~15 mol%和/或氧化钙含量为0~18 mol%。
5. 根据权利要求1所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,着色墨水中的CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末含量分别为0.000001 wt%~10 wt%或着色墨水中的Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子溶度分别为5~100000 ppm。
6. 根据权利要求1所述的一种全瓷义齿用氧化锆瓷块,其特征在于,增透墨水中的Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末含量分别为0.000001 wt%~10 wt%;或增透墨水中的Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子溶度分别为5~100000 ppm。
7.权利要求1至6中任一全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,其特征在于,采用部分稳定化氧化锆粉末作为原料,沿一确定方向周期性逐层铺粉并采用空白墨水和不同溶质浓度的着色墨水和不同溶质浓度的增透墨水选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印叠加,制得颜色和/或透光率沿该确定方向的一侧到另一侧准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块;
具有颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块采用喷墨增材制造技术制备,制备过程包括下列步骤:
(1)采用一种或一种以上的含不同摩尔百分数的氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱和/或氧化钙稳定剂的部分稳定化氧化锆粉末作为全瓷义齿用氧化锆瓷块的主要制备原料;采用一种或一种以上的含有不同浓度CeO2、Fe2O3、Mn2O3、Pr2O3、Er2O3、TiO2、GeO2、ZrO2、Al2O3、CaO、CuO、Co3O4、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、Dy2O3、Eu2O3、Ga2O3、Ho2O3、Tb2O3、RuO2、SnO2、Bi2O3和/或Tm2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或含不同浓度Ce4+、Fe3+、Mn3+、Pr3+、Er3+、Ti4+、Ge4+、Zr4+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Co3+、Ni2+、V5+、Cr3+、In3+、Dy3+、Eu3+、Ga3+、Ho3+、Tb3+、Ru4+、Sn4+、Bi3+和/或Tm3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为着色墨水;采用一种或一种以上的含有不同浓度Y2O3、La2O3、Sc2O3、Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3、Sm2O3、Mn2O3、Er2O3、ThO2、TiO2、CeO2、MgO、CaO和/或Al2O3纳米金属氧化物粉末的水性、非水性或光固化悬浮液,或不同浓度Y3+、La3+、Sc3+、Nd3+、Yb3+、Gd3+、Sm3+、Mn3+、Er3+、Th4+、Ti4+、Ce4+、Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子的水性、非水性或光固化溶液作为增透墨水;
(2)将不含任何纳米氧化物粉末和/或任何金属离子,但含水性、非水性或光固化性的粘结剂和保湿剂、快干剂、润滑剂、促凝剂、增流剂、消泡剂及pH调节剂的空白墨水装入1个专用墨盒内;
(3)将一种或一种以上的着色墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(4)将一种或一种以上的增透墨水装入1个墨盒内或分别装入多个墨盒内;
(5)将一种或一种以上的部分稳定化氧化锆粉末装入1个粉盒内或分别装入多个粉盒内;
(6)根据产品颜色和透光率准连续变化的梯度要求,和产品规格尺寸,确定二维打印截面尺寸、工作平台单次下降行程或喷墨打印层厚度,并计算喷墨打印层总数量,线性马达带动至少1个粉盒沿水平方向铺粉同时用刮刀整平粉末;
(7)根据颜色和透光率准连续变化的梯度要求,确定增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水的溶质类型及浓度、墨盒个数和喷墨打印参数;
(8)根据全瓷义齿用氧化锆瓷块颜色和透光率准连续变化的梯度要求,基于采用的空白墨水和各种溶质类型及浓度的增透墨水和着色墨水、墨盒个数、设置的喷墨打印参数,按全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体的打印层单层厚度和二维打印截面尺寸,线性马达带动喷墨打印头往覆移动并喷洒空白墨水和各种溶质类型及浓度的增透墨水和着色墨水,依次沿二维打印截面垂直方向选择性铺粉和按设置的二维打印截面选择性逐层分别或同时或交替喷墨打印,完成一层打印后,工作平台下降一个打印层厚度的行程,再进行铺粉和喷墨打印并循环交替进行,直至完成整个产品所有层的打印;
(9)喷墨打印结束后取出打印好的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体,清理坯体表面的浮粉,再将其真空塑封包装后进行冷等静压再成型;
(10)将冷等静压再成型后的坯体放入箱式电炉中,缓慢升温脱脂和预烧结;
(11)根据产品规格要求,机加工后获得沿一确定方向具有颜色和/或透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块。
8.根据权利要求7所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,其特征在于,喷墨打印前,根据颜色和透光率准连续变化的梯度要求,工作平台下降行程或喷墨打印层厚度为5~500μm,即铺粉单层厚度为5~500μm;线性马达带动粉盒沿水平方向铺粉同时用刮刀整平粉末;喷墨打印前,根据颜色和透光率准连续变化的梯度要求,确定增透墨水和着色墨水和/或空白墨水喷墨打印二维截面的像素为0×0~2880×2880DPI和重复打印次数PASS为1~15次。
9.根据权利要求7所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,其特征在于,根据颜色和/或透光率准连续变化的梯度要求,将含氧化钇、氧化铈、氧化镁、氧化钪、氧化钐、氧化镱和/或氧化钙的部分稳定化氧化锆粉末按其氧化物类型或含量不同分别或混合装入一个或多个粉盒中,通过控制和改变各粉盒铺粉顺序、工作平台单次下降行程、各层铺粉厚度及各层增透墨水和/或着色墨水和/或空白墨水喷墨打印参数获得颜色和透光率准连续变化的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体。
10.根据权利要求7所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,其特征在于,喷墨打印结束后取出的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体需经过50MPa~350MPa的冷等静压再成型,经过冷等静压成型的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体需进行200~650℃脱脂和850~1350℃预烧结。
11.根据权利要求7所述的全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备工艺,其特征在于,喷墨打印结束后取出的全瓷义齿用氧化锆瓷块坯体经过冷等静压再成型后的相对密度大于50%。
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