Questo studio si propone di valutare le proprietà meccaniche e l'efficienza dei costi della zirconia prodotta mediante Direct Ink Writing (DIW), un processo di stampa 3D, in confronto alla fusione tradizionale e alla fresatura CAD/CAM.
L’obiettivo principale dello studio era quello di confrontare le proprietà meccaniche (come la resistenza alla flessione biaxiale) e l'efficienza dei costi di tre metodi di produzione della zirconia: la stampa DIW, il processo di fusione e la fresatura CAD/CAM. Inoltre, sono stati esaminati diversi parametri, come la temperatura di sinterizzazione e la composizione dell'inchiostro per la stampa DIW, per determinare le condizioni ottimali di fabbricazione della zirconia stampata.
Sono stati prodotti dischi di zirconia utilizzando la stampa DIW e la fusione, suddivisi in sei gruppi (n = 20) in base a tre diverse temperature di sinterizzazione (1350 °C, 1450 °C e 1550 °C) e due diverse composizioni di inchiostro (Inchiostro 1, Inchiostro 2). Un gruppo di riferimento è stato rappresentato dalla zirconia ad alta resistenza fresata tramite CAD/CAM (3Y-TZP). La resistenza alla flessione biaxiale (BFS) è stata misurata utilizzando il test pistone-su-tre sfere. Inoltre, è stata utilizzata la diffrazione a raggi X (XRD) per analizzare la microstruttura dei campioni. L’efficienza dei costi è stata confrontata calcolando i costi di produzione di una corona dentale per ciascun metodo di fabbricazione.
I risultati ottenuti tramite XRD hanno evidenziato la presenza di fasi monocliniche e tetragonali nell'inchiostro 1, mentre nessuna fase monoclinica è stata rilevata negli altri gruppi. La zirconia fresata tramite CAD/CAM ha mostrato una resistenza alla flessione significativamente superiore rispetto agli altri gruppi. L’inchiostro 2 ha presentato una resistenza alla flessione significativamente più alta rispetto all’inchiostro 1, con un valore medio di BFS di 822 ± 174 MPa a 1550 °C. La BFS dei materiali fusi non ha mostrato un miglioramento significativo rispetto ai campioni stampati per nessuno dei parametri testati. Inoltre, i costi di produzione delle corone stampate con DIW sono risultati inferiori rispetto a quelli delle corone fresate con CAD/CAM.
Il processo DIW si è rivelato promettente come alternativa alla fresatura CAD/CAM per le applicazioni dentali, mostrando proprietà meccaniche accettabili e un notevole vantaggio in termini di costi di produzione. La resistenza alla flessione dei campioni stampati con Inchiostro 2 a 1550 °C ha raggiunto livelli compatibili con le applicazioni cliniche, come le protesi dentali fisse a tre unità. L'analisi dei costi ha evidenziato che la produzione tramite stampa DIW è significativamente più economica rispetto alla fresatura tradizionale, rendendo questa tecnologia una scelta interessante per una produzione dentale più efficiente e sostenibile.
Il processo DIW rappresenta una soluzione potenzialmente vantaggiosa per la produzione di restauri in zirconia, in particolare per la sua capacità di ridurre i costi di produzione e il materiale di scarto. Sebbene la fresatura CAD/CAM rimanga un'opzione preferita per la sua precisione, l'uso di inchiostri appropriati e la sinterizzazione ottimale consentono alla stampa DIW di competere con i metodi tradizionali, offrendo una produzione più rapida ed economica. Questo studio apre la strada a ulteriori ricerche sulla personalizzazione della stampa DIW per ottenere risultati estetici e meccanici ancora migliori.
