Eklemeli üretim yönteminde kullanılan lazer cihazı gücünün, metal porselen bağlantı dayanımı ve metalin mikro yapısına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of laser power used in the additive manufacturing method on metal porcelain bond strength and micro structure of metal
Yazar: HÜSEYİN OZAN TEMİZKANLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYDAR ALBAYRAK
Erciyes Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Dental bonding = Dental bonding ; Dental porselen = Dental porcelain ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Faz analizi = Phase analysis ; Lazerler = Lasers ; Nano yapı = Nano structure ; Takma diş tabanları = Denture bases

Özet:
Son yıllarda Cr-Co altyapılı metal seramik (MS) restorasyonların üretiminde geleneksel döküm yönteminin alternatifi olarak Seçici Lazer Ergitme (SLE) yöntemi sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmanın amacı SLE tekniğinde kullanılan farklı üreticilere ait metal tozları ile iki farklı güce sahip lazer ergitme cihazından (100 W, 200 W) üretilen metal altyapıların; mikro yapı ve MS bağlantı dayanımlarını karşılaştırmaktır. 
Toplam 80 adet metal altyapı numunesi ISO 9693 standartlarına göre döküm yöntemi (Grup D, n=16) ve iki farklı metal tozundan (Remanium Star Cl Grup R, n=32; Castco Grup C, n=32) SLE yöntemiyle üretilmiştir. SLE gruplarındaki numunelerin yarısı 100 Watt (n=16; C-100 ve R-100) diğer yarısı ise 200 Watt (n=16; C-200 ve R-200) gücündeki eklemeli üretim cihazında üretilmiştir. Üretilen metal altyapılar 110 µm' lik Al2O3 tozu ile kumlanmış ve oksidasyon işlemi uygulanmıştır. Oksidasyon uygulanan tüm gruplardan 2'şer adet numunenin mikro yapısı X ışını Difraktometresi (XRD) ile incelenmiştir. Geri kalan numunelere porselen yığma işlemi yapılmıştır. Tüm gruplardan porselen işlenmiş 10'ar adet numune rastgele seçilmiş ve MS bağlantı dayanımı 3-nokta bükme testi ile belirlenmiştir. Kalan numunelerin yarısının MS ara yüzü Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) çizgi ve alan analizi ile karakterize edilmiştir.  Numunelerin diğer yarısının faz haritası ve tane boyutu analizi EBSD cihazında belirlenmiştir. Faz haritasından baskın olan faz ve ortalama tane boyutu değerleri ölçülmüştür. Faz haritası incelenen numunelere nano sertlik testi yapılmış ve mikro yapısal özelliklerin nano sertlikle ilişkisi incelenmiştir. MS bağlantı dayanımı verileri, bir istatistik programında varyans analizleri ile değerlendirilmiştir (α=0,05). 
Yapılan tek yönlü analiz sonucu D grubunun (46,20 MPa), C (40,49 MPa) ve R (40,99 MPa) grubundan daha yüksek MS bağlantı dayanımına sahip olduğu görülmüştür (p<0,05). Alt grupların birlikte incelendiği tek yönlü varyans analizi sonuçlarında D grubu (46,20 MPa) C-100 (37,63 MPa) ve R-200 (40,28 MPa) grubundan, C-200 (43,35 MPa) grubu ise C-100 (37,63 MPa) grubundan istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek MS bağlantı dayanımı göstermiştir (p<0,005). Ayrıca MS bağlantı dayanımı en yüksek olan D grubunun tane boyutu diğer gruplardan belirgin derecede düşük, oksit tabakasının elastiklik modülüsünün ise belirgin olarak yüksektir. En düşük bağlantı dayanımına sahip C-100 grubun ise en yüksek tane boyutuna ve baskın faz tipi olarak Heksagonal Sıkı Paket dizilimine sahip olduğu gözlemlenmiştir. 
Bu tez çalışmasının sınırlamaları dahilinde, tüm grupların MS bağlanma dayanımı değerlerinin, klinik olarak kabul edilebilir olduğu (25 MPa'dan yüksek olması) görüldü. Metal alaşım tozunun Yüzey Merkezli Kübik fazını stabilize edemediği durumda, MS bağlantısının kullanılan lazer cihazı gücüyle arttığı görüldü.

Abstract:
In recent years, the Selective Laser Melting (SLM) method is frequently preferred as an alternative to the traditional casting method in the production of metal-ceramic (MC) restorations with Co-Cr substructure. The aim of this study is to compare the microstructure and MC bond strengths of the metal substructure produced from different manufacturers' metal powders, used in SLM technique, by using two laser melting devices of different power levels (100 W, 200 W).
A total of 80 metal substructure samples were produced according to ISO 9693 standards. Control group was produced by using the casting method (Group D, n = 16) while the other groups were produced from two different metal powders, using the SLM method (Remanium Star Cl Group R, n = 32; Castco Group C, n = 32). Half of the samples in the SLM groups were produced in an additive manufacturing device with 100 Watt (n = 16; C-100 and R-100) and the other half with 200 Watt (n = 16; C-200 and R-200) power. The metal substructures produced were sandblasted with 110 µm Al2O3 powder and oxidation process was applied. The microstructures of 2 samples from each of the oxidized groups were examined with X-ray Diffractometer (XRD). Porcelain application process was applied to the remaining samples. 10 pieces of porcelain processed samples were randomly selected from all groups and MC bond strength was determined by putting them through the 3-point bending test. The MC interface of half of the remaining samples was characterized by Energy Dispersive Spectrometry (EDS) line and area analysis. The phase map and particle size analysis of the other half of the samples were determined on the EBSD device. The dominant phase and average grain size values were measured from the phase map. Nano hardness test was performed on samples whose phase maps were examined and the relationship between microstructural properties and nanoshardness was investigated. MC bond strength data were evaluated by analysis of variance in a statistical program (α = 0.05).
As a result of the one-way analysis, it was observed that the group D (46.20 MPa) had higher MC bond strength than the group C (40.49 MPa) and group R (40.99 MPa) (p <0.05). In the one-way analysis of variance, where subgroups were examined together, group D (46.20 MPa) showed statistically significant higher MC bond strength than group C-100 (37.63 MPa) and group R-200 (40.28 MPa), and group C-200 (43.35 MPa) had statistically higher MC bond strength than group C -100 (37.63 MPa) group (p <0.005). In addition, the grain size of group D with the highest MC bond strength is significantly lower than the other groups, and the elastic modulus of the oxide layer is significantly higher. It was observed that the group C-100 with the lowest bond strength had the highest grain size and Hexagonal Close Packed sequence as the dominant phase type.
Within the limitations of this thesis study, it was observed that the MC bond strength values of all groups were clinically acceptable (higher than 25 MPa). It was observed that when the metal alloy powder could not stabilize the Face Centered Cubic phase, the MC bond increased with the power of the laser device used.