Abstract In this work, the influence of milling strategy and cutter wear on the flexural strength of sintered Y-TZP ceramics machined in a CAD-CAM system, was investigated. Pre-sintered Y-TZP blocks were machined with tungsten carbide (WC) milling cutters and divided into three groups: a) samples machined with New Cutting Tools (NCT); b) samples machined with End-of-life cutting tools (ELCT); and c) samples machined and subsequently polished. The samples were machined parallel and perpendicularly to the diameter of pre-sintered Y-TZP blocks aiming to evaluate the effect of the machining orientation on roughness. After cutting, the specimens were sintered at 1530 °C for 2 h and characterized. After sintering, dense Y-TZP samples presenting grain size average of 0.81 ± 0.23 μm, hardness of 1205 ± 12 HV, KC of 7.7 ± 0.4 MPam1/2 and flexural strength of 1207 ± 199 MPa were obtained. Furthermore, the control roughness (polished surfaces) presented Ra = 0.058 ± 0.011 μm. The surface roughness of the samples was influenced by the machining methodology using NCT mills, with Ra = 0.386 ± 0.149 μm and Ra = 0.292 ± 0.105 μm for samples machined parallel and perpendicularly to the pre-sintered Y-TZP blocks, respectively. The use of ELCT led to a roughness increasing (Ra = 0.582 ± 0.183 μm for samples milled perpendicularly, and Ra = 0.919 ± 0.164 μm for samples cut parallel to the pre-sintered blocks. The flexural strength of the sintered Y-TZP decreases with use of ELCT as consequence of surface roughness increasing, resulting from wear of WC mills, which presented chippings with sizes ranging from 30 to 340 μm in the cutting edge.

中文翻译：

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CAD-CAM铣削对Y-TZP牙科陶瓷抗弯强度的影响

摘要 在这项工作中，研究了铣削策略和刀具磨损对在 CAD-CAM 系统中加工的烧结 Y-TZP 陶瓷弯曲强度的影响。预烧结的 Y-TZP 块用碳化钨 (WC) 铣刀加工并分为三组： a) 用新刀具 (NCT) 加工的样品；b) 用报废刀具 (ELCT) 加工的样品；c) 加工并随后抛光的样品。样品平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块的直径加工，旨在评估加工方向对粗糙度的影响。切割后，将试样在 1530°C 下烧结 2 小时并进行表征。烧结后，致密 Y-TZP 样品的平均晶粒尺寸为 0.81 ± 0.23 μm，硬度为 1205 ± 12 HV，KC 为 7.7 ± 0。获得了 4 MPam1/2 和 1207 ± 199 MPa 的弯曲强度。此外，控制粗糙度（抛光表面）呈现 Ra = 0.058 ± 0.011 μm。样品的表面粗糙度受使用 NCT 铣刀的加工方法的影响，对于平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品，Ra = 0.386 ± 0.149 μm 和 Ra = 0.292 ± 0.105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。此外，控制粗糙度（抛光表面）呈现 Ra = 0.058 ± 0.011 μm。样品的表面粗糙度受使用 NCT 铣刀的加工方法的影响，对于平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品，Ra = 0.386 ± 0.149 μm 和 Ra = 0.292 ± 0.105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。此外，控制粗糙度（抛光表面）呈现 Ra = 0.058 ± 0.011 μm。样品的表面粗糙度受使用 NCT 铣刀的加工方法的影响，对于平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品，Ra = 0.386 ± 0.149 μm 和 Ra = 0.292 ± 0.105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。样品的表面粗糙度受使用 NCT 铣刀的加工方法的影响，对于平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品，Ra = 0.386 ± 0.149 μm 和 Ra = 0.292 ± 0.105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。样品的表面粗糙度受使用 NCT 铣刀的加工方法的影响，对于平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品，Ra = 0.386 ± 0.149 μm 和 Ra = 0.292 ± 0.105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。分别平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品为 105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。分别平行和垂直于预烧结 Y-TZP 块加工的样品为 105 μm。ELCT 的使用导致粗糙度增加（垂直铣削的样品 Ra = 0.582 ± 0.183 μm，平行于预烧结块切割的样品 Ra = 0.919 ± 0.164 μm。烧结 Y-TZP 的抗弯强度随着使用 ELCT 作为表面粗糙度增加的结果，这是由 WC 铣刀磨损引起的，在切削刃上出现尺寸范围为 30 到 340 μm 的碎屑。