Impressão 3D de peças densas e translúcidas de zircônia parcialmente estabilizada com 5mol% de ítria: efeito da sobreposição de filamentos

Abstract

A zircônia 5Y-PSZ é amplamente utilizada na manufatura subtrativa de restaurações protéticas, técnica que, contudo, implica no elevado desperdício de material. Para contornar essa limitação, o presente trabalho desenvolveu uma pasta de zircônia 5Y-PSZ para manufatura aditiva por extrusão via Direct Ink Writing (DIW), com o objetivo de produzir componentes cerâmicos densos para aplicações odontológicas, empregando abordagem coloidal com pó nanométrico de zircônia (47 vol%) combinado com agentes dispersantes, espessantes e floculantes. Amostras impressas com diferentes percentagens de sobreposição entre filamentos (20%, 25% e 30%) foram comparadas a um controle prensado uniaxialmente, sinterizadas e caracterizadas quanto à densidade relativa, microestrutura, composição de fases, translucidez e resistência à flexão, sendo que a sobreposição de 30% proporcionou densificação superior a 99%, translucidez comparável ao grupo controle, dureza de 13.33 GPa, tenacidade a fratura de 3.6 MPa.m1/2 e resistência à flexão de 432 ± 37 MPa — com resistência característica de Weibull de 420 MPa e módulo de 7.0, valores próximos aos do grupo prensado (658 MPa; m = 7.3). Nos ensaios tribológicos, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos prensado e impresso, sendo o ambiente de ensaio — seco ou úmido — o fator de maior influência sobre o desgaste. A otimização cromática da pasta, realizada pela adição de 0.05% em massa de Fe₂O₃ e 0.4% em massa de Er₂O₃, resultou em cor compatível com a dentição natural, com ΔE₀₀ ≤ 1.8, dentro do limiar de aceitabilidade clínica; coroas totais coloridas e não coloridas foram impressas com sucesso, apresentando densidade relativa ligeiramente inferior (~96–98%) à das amostras em disco, reflexo da maior complexidade geométrica da estrutura. Em conjunto, os resultados demonstram que a formulação e a rota de processamento desenvolvidas viabilizam a impressão de zircônia 5Y-PSZ por DIW com alta densificação, translucidez adequada e boa confiabilidade mecânica, em conformidade com a norma ISO 6872, além de desempenho tribológico satisfatório e possibilidade de personalização cromática, configurando uma alternativa viável à manufatura subtrativa para aplicações odontológicas.