單秋成Shin, Chow-Shing臺灣大學:機械工程學研究所林正程Lin, Jeng-ChengJeng-ChengLin2010-06-302018-06-282010-06-302018-06-282009U0001-2807200916182800http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/187212良好的切削能力是鎳鈦旋轉器械重要評估項目之一，而提升切削效率的方式除了改變鎳鈦旋轉器械外型設計之外，也有研究針對材料作各種處理。因為超深冷處理對多種材料在耐磨性、尺寸穩定性和壽命方面都有提升的效用，因此本文對鎳鈦旋轉器械作各種溫度曲線的超深冷處理，利用本實驗室開發之切削試驗機來評估超深冷處理各參數對鎳鈦根管銼切削效率的影響，並且透過DSC和靜態彎曲實驗探討超深冷處理對鎳鈦根管銼的變化影響。結果顯示，超深冷處理對鎳鈦根管銼的切削效率有提升作用，並且以降溫速率和持溫時間兩個參數對切削效率有較明顯影響。超深冷處理也使得鎳鈦根管銼的相變化溫度改變、強度增加和最大可恢復應變降低，其中相變化溫度的改變和強度的增加也是切削效率提升的原因。時本文就使用原切削試驗機之經驗，探討改善之方法，設計並製造新型切削試驗機，主要為改善原有的切削試驗機會加速根管銼磨耗的缺點，並且縮小旋轉座的步近角和提升施力大小的準確性，使切削評估更為客觀且合理。Good cutting ability is one important requirement of Ni-Ti endodontic rotary instruments. To improve cutting efficiency, there have been attempts to change shape as well as fabrication procedures. It is well known that cryogenic treatment can improve the wear-resistance, dimensional stability and usable life of tool steels. In the current work, the effect of various cryogenic treatment parameters on the cutting efficiency of Ni-Ti endodontic rotary instruments. We found that the martensitic and austenitic transition temperatures, the stiffness and the cutting efficiency of Ni-Ti endodontic rotary instruments will be affected by cryogenic treatment. Most importantly, the cutting efficiency is improved by cryogenic treatment. Furthermore, the amount of improvement depends very much on the cooling rate and the holding time.n addition to the use of an existing testing machine, this study also designed and fabricated a new cutting test machine that enabled cutting efficiency test to be more accurately controlled and carried out.目 錄試委員審定書 I謝 II文摘要 IIIbstract IV 錄 V目錄 VII目錄 X文縮寫表 XI一章 導論 1-1前言 1-2研究動機 1-3研究方法 2-4論文架構 2二章 文獻回顧 4-1根管治療 4-2鎳鈦旋轉器械 4-2-1鎳鈦記憶合金簡介 4-2-2鎳鈦旋轉器械製造 6-3根管銼切削效率評估 6-3-1切削參數之影響 6-3-2各種切削評估方法 7-4超深冷處理簡介 8-4-1超深冷處理目的 9-4-2超深冷處理特點 9-4-3超深冷處理應用於鎳鈦根管銼之相關研究 10三章 實驗材料與設備 20-1實驗材料 20-2超深冷處理設備 20-3低溫調幅式示差掃描熱量分析儀 (LT-Modulate DSC ) 20-4萬用拉力測試機 21-5紅外線熱像儀(FLUKE TI-25) 21-6原有切削試驗機 21-6-1施力模式 21-6-2切削模式 22-7新型切削試驗機 22-7-1施力模式 22-7-2切削模式 22-8AUW220D微量天秤 23四章 實驗原理與方法 33-1超深冷處理 33-1-1實驗規劃 33-1-2實驗步驟 33-2示差掃描熱量測定(DSC) 33-2-1樣本準備 34-2-2實驗條件 34-3靜態彎曲實驗 34-3-1實驗條件 34-3-2實驗量測 34-4硬度實驗 35-4-1樣本準備 35-4-2區域劃分 35-5鎳鈦根管銼切削實驗 35-5-1實驗規劃 35-5-2根管銼測試區域 36-5-3切削實驗參數 36-5-4切削實驗步驟 36-5-5實驗結果計算 37五章 實驗結果與討論 43-1 DSC 43-2靜態彎曲實驗 44-3硬度實驗 45-4切削實驗 45-4-1超深冷處理對切削效率之影響 45-4-2新型與原有切削試驗機之切削結果比較 49六章 結論 81考文獻 83目錄2.1 牙齒構造圖[25] 112.2 在牙齒內根管銼彎曲狀態[6] 112.3 麻田散鐵與沃斯田鐵轉換溫度 122.4 鎳鈦合金的記憶效應之示意圖1[2] 122.5 鎳鈦合金的記憶效應之示意圖2[26] 132.6 鎳鈦合金的張應力應變曲線[27] 132.7 鎳鈦合金力量卸載前後應力應變曲線示意圖[26] 142.8 周銑刀切削情形[13] 142.9 Felt採用之切削方式[14] 152.10 Felt採用方法之結果-鑽動深度與受力大小[14] 152.11 Shafer採用之切削方式 162.12 Profile在模型中的切削狀態，陰影為被切削的部份[16] 162.13 Yguel-Henry採用之切削方式[17] 172.14 Youssef Haikel切削試驗機[18] 172.15 Youssef Haikel採用之切削方式[18] 182.16 Stenman採用之切削方式示意圖1[19] 182.17 Stenman採用之切削方式示意圖2[19] 193.1 ProTaper Universal F3 243.2 切削用壓克力圓柱 243.3 超深冷處理設備 253.4 萬用拉力測試機 263.5 紅外線熱像儀(FLUKE TI-25) 263.6 原有切削試驗機台 273.7 彎手機組與夾具 273.8 原有切削試驗機之施力機構 283.9 金屬滑塊側面，方形凹痕 283.10 鋁質墊片由左至右度厚度分別為5、2.5、2、1mm 293.11 原有切削試驗機之切削模式 293.12 新型切削試驗機俯視圖 303.13 新型切削試驗機前視圖 303.14 新型切削試驗機之施力機構 313.15 新型切削試驗機之切削模式 313.16 AUX220D精密天秤 324.1 超深冷處理之4.5-30-9 384.2 超深冷處理之9-30-9 384.3 超深冷處理之18-30-9 384.4 超深冷處理之18-5-18 384.5 超深冷處理之18-15-18 384.6 超深冷處理之18-30-18 384.7 超深冷處理之9-30-4.5 394.8 超深冷處理之9-30-18 394.9 典型的DSC曲線 394.10 靜態彎曲實驗之限制點 404.11 靜態彎曲實驗之定義點位置 404.12 硬度實驗區域劃分 414.13 根管銼分段區域 415.1 未超深冷處理之DSC 515.2 超深冷處理4.5-30-9之DSC 515.3 超深冷處理9-30-9之DSC 525.4 超深冷處理18-30-9之DSC 525.5 超深冷處理18-5-18之DSC 535.6 超深冷處理18-15-18之DSC 535.7 超深冷處理18-30-18之DSC 545.8 超深冷處理9-30-4.5之DSC 545.9 超深冷處理9-30-18之DSC 555.10 鎳鈦根管銼轉換為麻田散鐵過程之DSC 555.11 鎳鈦根管銼轉換為沃斯田鐵過程之DSC 565.12 根管銼在切削前的溫度 565.13 根管銼在切削中的溫度 575.14 超深冷處理的降溫速率變化之靜態彎曲實驗結果 575.15 超深冷處理的持溫時間變化之靜態彎曲實驗結果 585.16 超深冷處理的升溫速率變化之靜態彎曲實驗結果 585.17 未超深冷處理之各位置切削量 595.18 超深冷處理4.5-30-9之各位置切削量 605.19 超深冷處理4.5-30-9之切削量提升百分比 605.20 超深冷處理9-30-9之各位置切削量 615.21 超深冷處理9-30-9之切削量提升百分比 615.22 超深冷處理18-30-9之各位置切削量 625.23 超深冷處理18-30-9之切削量提升百分比 625.24 超深冷處理18-5-18之各位置切削量 635.25 超深冷處理18-5-18之切削量提升百分比 635.26 超深冷處理18-15-18之各位置切削量 645.27 超深冷處理18-15-18之切削量提升百分比 645.28 超深冷處理18-30-18之各位置切削量 655.29 超深冷處理18-30-18之切削量提升百分比 655.30 超深冷處理9-30-4.5之各位置切削量 665.31 超深冷處理9-30-4.5之切削量提升百分比 665.32 超深冷處理9-30-18之各位置切削量 675.33 超深冷處理9-30-18之切削量提升百分比 675.34 超深冷處理的降溫速率變化對切削量提升之影響 685.35 超深冷處理的持溫時間變化對切削量提升之影響 685.36 超深冷處理的升溫速率變化對切削量提升之影響 695.37 未超深冷處理之鎳鈦根管銼表面細紋 695.38 超深冷處理9-30-18之鎳鈦根管銼表面細紋 705.39 超深冷處理18-30-9之鎳鈦根管銼表面細紋 705.40 根管銼未切削前 715.41 未超深冷處理之根管銼位置四磨耗情況 715.42 超深冷處理18-15-18之根管銼位置四磨耗情況 725.43 超深冷處理18-30-18之根管銼位置四磨耗情況 725.44 新型切削試驗機之根管銼位置一切削量 735.45 新型切削試驗機之根管銼位置二切削量 735.46 新型切削試驗機之根管銼位置三切削量 745.47 新型切削試驗機之根管銼位置四切削量 74目錄4.1 超深冷處理實驗規劃 424.2 切削實驗控制參數 425.1 鎳鈦根管銼之相變化溫度 755.2 靜態彎曲實驗之各點與斜率之值 755.3 硬度實驗結果 765.4 未超深冷處理之各位置平均切削量 765.5 超深冷處理4.5-30-9之各位置平均切削量 765.6 超深冷處理9-30-9之各位置平均切削量 765.7 超深冷處理18-30-9之各位置平均切削量 775.8 超深冷處理18-5-18之各位置平均切削量 775.9 超深冷處理18-15-18之各位置平均切削量 775.10 超深冷處理18-30-18之各位置平均切削量 775.11 超深冷處理9-30-4.5之各位置平均切削量 785.12 超深冷處理9-30-18之各位置平均切削量 785.13 超深冷處理之切削量提升百分比 785.14 超深冷處理各參數變化對切削量提升影響之ANOVA顯著性分析結果 795.15 新型切削試驗機之根管銼位置一切削量 795.16 新型切削試驗機之根管銼位置二切削量 795.17 新型切削試驗機之根管銼位置三切削量 795.18 新型切削試驗機之根管銼位置四切削量 805.19 新型試驗機與原有試驗機之根管銼各位置切削量比較 80en-US鎳鈦旋轉器械鎳鈦根管銼超深冷處理切削Ni-Ti endodontic rotary instrumentCryogenic treatmentCuttingthesis