Viện Fraunhofer chuyên sản xuất Cơ khí và Tự động hóa (IPA) kiểm nghiệm các hành vi biến dạng vĩ mô của sứ lai VITA ENAMIC sử dụng FEM (Finite Elements Method/ Phương pháp Phần Tử Hữu Hạn). Trong 1 thử nghiệm tải lực ảo, các tình huống tải khác nhau đã được mô phỏng để phục vụ thử nghiệm độ ứng suất và biến dạng với phục hình bằng VITA ENAMIC và những vật liệu làm bằng sứ truyền thống. Giáo sư Oliver Röhrle, Tiến sĩ (Đại học Stuttgart, Viện Cơ học, Stuttgart, Đức và Fraunhofer IPA, Stuttgart,Đức) báo cáo về các kết quả mô phỏng trong bài phỏng vấn sau đây.
Sự phát triển các vết nứt bị cản trở bởi sự biến dạng của mạng lưới polymer
DV : Điểm căng hình thành dưới một lực tải trọng có thể dẫn đến sự hình thành các vết nứt và gây hỏng vật liệu nha khoa. Phương pháp FEM có thể cho thấy được những phát hiện này không?
Giáo sư Oliver Röhrle: Bằng cách phân tích điểm căng, điểm yếu trong cấu trúc có thể được xác định và thử nghiệm cấu trúc bị thất bại có thể xác định tải trọng tối đa. Những dữ liệu này rất hữu ích cho việc thiết kế trên vật liệu và hình thể mà độ phân phối ứng suất hiệu quả hơn trong điều kiện tải bình thường.
DV: Làm thế nào để tác động các ma trận sứ-polymer của VITA ENAMIC trong điều kiện mô phỏng lực tải, và làm thế nào có thể các mạng cấu trúc giảm thiểu sự độ căng?
Giáo sư Oliver Röhrle: Khi áp lực tập trung, nếu không có tăng trưởng vết nứt, có nghĩa các ma trận polymer đã được hấp thụ.
Các hành vi cơ học của sứ lai trong mô phỏng FE về tình trạng tải lực là gì, và khác biệt thế nào so với sứ truyền thống?
Giáo sư Oliver Röhrle: Nhìn chung, có thể nói rằng sứ truyền thống thực sự được trang bị khả năng kháng lực cao, nhưng cũng rất dễ gãy. Ngược lại, VITA ENAMIC có tính năng chịu bền cao nhờ thành phần polymer.
DV: Có phải các kết quả VITA ENAMIC cho phép chúng ta hy vọng sự giảm thiểu nguy cơ việc hình thành vết nứt từ các vật liệu cho thấy một mức độ tương đối cao của vật liệu dưới áp lực kéo căng?
Giáo sư Oliver Röhrle: Đối với một đánh giá mức rủi ro chính xác hơn, một xác định phi tuyến tính cần thực hiện. Nhưng đúng vậy– độ đàn hồi ngăn ngừa phá hỏng cấu trúc đột ngột.
DV: Theo ông, những thành phần đặc biệt nào của vật liệu nha khoa VITA ENAMIC liên quan đến tính chất cơ học của nó?
Giáo sư Oliver Röhrle: Bởi vì thành phần polymer hấp thụ năng lượng mới ra đời phù hợp cho các vết nứt và những biến dạng, sư tiến triển của các vết nứt dưới lực tải sẽ bị cản trở.
GIẢ LẬP PHƯƠNG PHÁP FEM
Hình. 1 Phần tử khối lượng đại diện (RVE) mô hình minh họa cấu trúc mạng kép VITA ENAMIC.
Hình. 2 1 nguyên cứu von-Mises (Chỉ tiêu năng lượng bóp méo cực đại) tạo lực tải giả lập lực tác động lên bề mặt. Mã màu minh họa sử dụng các khối VITA ENAMIC giải thích cách sứ (màu xanh dương) và polymer (màu xanh lá) phản ứng khác nhau với lực tác động.
Hình. 3 Mô hình răng ảo được làm bằng VITA ENAMIC
Đối với mô phỏng này, một chiếc răng hoàn chỉnh của sứ lai và sứ truyền thống đã hầu như được tái tạo. Sau đó, phẩn thử nghiệm lực tải được thực hiện trên mô hình răng, giả định với vật liệu lý tưởng. Lực tác động trên quả bóng đặt trên răng. Ở đây, màu đỏ tượng trưng cho độ căng tối đa, và các khu vực có màu xanh tượng trưng cho độ căng nhẹ hoặc không biến dạng. Việc so sánh trực tiếp cho thấy, trong mẫu thử VITA ENAMIC, trái ngược với mô hình răng sứ, hầu như toàn bộ mão là màu xanh sang màu đỏ, có nghĩa là sứ lai cong lại nhiều hơn và do đó hấp thụ áp lực.
