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看全面数字化趋势下,口腔3D打印技术的最新亮点
来源:优速得3D打印店 | 发布时间: 2019-03-25

 三维扫描仪报道:全面走向数字化是国际上口腔加工行业的稳定发展趋势。3D打印技术作为一种带有显著数字化特征的制造技术,不仅成为口腔数字化加工链条中的一环,还通过数据流将口腔诊断、设计、生产流程串在了一起,形成了牙科产品加工的全数字化流程。

   在IDS 2019 科隆口腔展所展示的3D打印技术中,感受到3D打印技术在口腔数字化加工领域的几种发展趋势:

-3D打印技术在牙科最终产品生产中的应用增加,从最常见的3D打印金属牙冠、可摘义齿支架,进一步扩展到3D打印种植牙的制造。光聚合3D打印技术由制造牙模、铸造模型、手术辅助工具等间接性的应用,扩展至生产最终口腔产品的应用,这得主要得益于口腔3D打印新材料的发展。
-老牌著名口腔企业从初期的试水3D打印,进入到发力阶段,他们持续投入3D打印技术,并推出新材料与新设备;
-3D打印速度进一步提升。
本期,盘点了其中几种具有代表性的技术以及技术背后的发展动向。
      “3D打印技术是数字化牙科加工中的“全能选手”,先进的牙科加工企业若要实现全流程数字化,使用某一种或几种3D打印工艺几乎是无法避免的。-《3D打印与工业制造》。”
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3D打印与牙科行业白皮书2.0
制造最终产品的光聚合3D打印技术
BEGO 陶瓷冠、嵌体3D打印技术
      贝格(BEGO)的最新技术亮点是用于制造长期牙冠的3D打印材料-VarseoSmile Crown。这是BEGO 的第一款用于制造永久性单冠、嵌体的3D打印材料,是一种陶瓷填充混合材料。
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图:BEGO 3D打印设备
     BEGO 与合作伙伴Nexa3D 推出了大型牙科3D打印设备Varseo XL,BEGO 表示,与同类设备相比这款设备的打印面积和打印速度都有显著提升。凭借这些功能,BEGO将该系统称为“最具生产力和经济性的牙科3D打印机” 。Varseo XL 采用了Nexa3D专有的润滑剂子层光固化(LSPc)和结构光矩阵技术,以高达1厘米/分钟和2700毫升/小时的速度制造三维产品。Varseo XL 兼容BEGO 的全系列牙科树脂材料,适用于手术导板,托盘,永久性修复体,牙桥,牙冠,手术导板和CAD / Cast 的制造。
      在此之前,Nexa3D推出了大幅面SLA 牙科3D打印设备NXE400 3D打印机。NXE400和Varseo XL都是为牙科技工所的专业人士设计的,他们希望将牙科技工所的生产率提高30倍。由于BEGO和Nexa3D的合作,BEGO将通过其不断增长的牙科经销商网络在未来12个月内将Varseo XL商业化。
Formlabs 数字义齿材料
      如今,全球每年生产5000万只假牙,但只有1%使用数字工具生产。 传统的义齿制造是一项复杂的手工技艺,牙科技工所培养熟练掌握这一技术的技术人员周期很长。Formlabs 针对这项应用推出了数字化解决方案Formlabs 数字义齿(Digital Dentures),希望以高效、经济的3D打印义齿解决方案来扩大义齿的生产。根据Formlabs 的计算结果,3D打印全口义齿的材料成本约为每件10美元,而使用传统义齿卡和丙烯酸则为50美元。
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Formlabs 数字义齿解决方案包括两种II类医学3D打印材料,一种是义齿基托树脂,另一种是义齿树脂。这些材料具有长期生物相容性,可用于全口义齿的3D打印。
除了在经济性方面的优势,数字义齿解决方案与传统义齿制造工艺最显著的不同是,减少对人工经验的依赖,通过数字化技术获得准确、一致、高质量的结果。
Carbon 与口腔企业合作开发新材料
口腔产品制造商Keystone Industries和3D打印独角兽企业Carbon合作优化了Keystone正在申请专利的KeySplint Soft™3D打印树脂。该材料可用于夜间防护和咬合夹板的直接制造。
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图:Carbon KeySplint Soft™材料
     KeySplint Soft™预计将成为第一款用于夜间防护和咬合夹板直接制造的FDA-510k认证3D打印树脂。KeySplint Soft™结合了保护牙齿所需的强度和韧性,增加这类产品定制的灵活性,在保证患者舒适度的情况下兼具透明和美观的外观。根据Carbon, 通过这款材料3D打印的夹板不易碎,并且耐磨、耐污,可抛光并且易于患者进行清洁。该材料具有两年的保质期和长期颜色稳定性。
    除了这款用于生产的3D打印树脂材料,Carbon 还有一款用于义齿制造的树脂材料Dentsply Premium。在口腔加工数字化的趋势下,将牙科3D打印设备与牙科诊所和技工所的数字化扫描设备、设计系统进行衔接,打造自动化工作流程是尤为重要的。Carbon 最近对软件进行了升级,从而优化自动化工作流程,并实现牙科产品加工的可追溯性。Carbon 的工作流程可以和牙科诊所、机工所常用的CAD/CAM 系统相兼容,例如3Shape,exocad和AvaDent。
结合3D打印和铣削优势的种植牙加工技术
     奥地利的口腔种植学家Mario Kern博士开发了创建金属3D打印种植牙基台的专利工艺-扩展解剖平台(EAP)工艺。这种工艺中的涉及的种植牙基台加工方法是GE Additive的牙科混合技术,该技术结合了金属3D打印和CNC铣削,结合了增材制造和铣削技术的优势,可以最大限度地利用两种制造技术。
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图:EAP 工艺制造的3D打印钛合金种植牙基台
    根据Kern博士的说法,越来越多的患者选择通过种植牙进行口腔修复,但这导致了种植体周围炎的增加。这是一种传染性口腔疾病,该疾病将使种植牙周围的牙龈和骨结构发炎,导致植入物周围的组织萎缩,最终导致金属基台暴露出来。
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图:EAP 工艺制造的3D打印钛合金种植牙基台
    为了解决这个问题,牙科技师使用陶瓷基台来覆盖暴露的金属,但这不是永久性的解决方案,因为陶瓷很容易变松。 因此,创建EAP工艺是为了生产具有自然美感的更具生物相容性的基台。Kern博士使用选区激光熔化3D打印设备制造基台,基台中具有窄壁结构。然后使用5轴铣削设备进一步加工基台。 3D打印的钛合金边缘也包含在通过EAP工艺设计的基台上。这一结构是可修改的,并且消除了通过粘合剂基底与植入体相连的需要。
    金属3D打印基台的表面更易于细胞附着。Kern博士表示,光滑的表面使细胞附着困难,粗糙的表面容易滋生细菌。 通过EAP工艺设计与制造的基台,表面的粗糙度为0.2μm,对于细胞生长来说是一种理想的粗糙度。除此之外,Kern博士在EAP 工艺研发中得出的结论是金属3D打印的基台比使用相同材料制造的铸件具有更好的冶金性能,使用EAP制造的基台的最终产品密度为99.6%。
深化3D打印解决方案的传统口腔企业
    如果说在两年前,BEGO、普兰梅卡等著名老牌口腔产品制造商向市场展示的3D打印技术仅是一种市场“试水”行为,那么3D科学谷认为,时隔两年后的今日,这些口腔业巨头企业从对3D打印技术的“试水”期,进入到了发力阶段。
3D科学谷看到了BEGO丰富了3D打印“家族” 中的产品,设备的应用细分更为全面,包括金属3D打印设备和多款针对不同细分应用的光固化3D打印系统、材料。这些技术的应用渗透至口腔修复、口腔正畸产品的设计以及最终产品制造领域,BEGO的3D打印技术呈现出将这些口腔产品的制造全盘“3D化”的趋势。
普兰梅卡椅旁3D打印系统
    口腔设备制造商普兰梅卡将3D打印设备的速度进行了提升,推出了全新3D打印设备 Planmeca Creo™ C5,该设备的定位是牙科诊所椅旁口腔数字化加工技术。这台设备具有较高自动化水平,根据普兰梅卡,该设备预编程和优化的材料参数以及自动嵌套功能,将确保每次都能获得可预测的高质量3D打印结果。由于无需手动设置或校准,打印就像按下按钮一样简单。普兰梅卡希望这一3D打印技术能够成为行业游戏规则的改变者。
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    当然,普兰梅卡作为一个同时拥有口腔影像设备、设计软件和加工设备的老牌综合性口腔产品供应商,最具竞争力的优势不在于推出3D打印设备,而在于能够将其3D打印技术作为数字化加工的一个环节,融入从口腔诊断,到口腔产品设计、加工的完整口腔数字化流程中。根据3D科学谷的市场观察,普兰梅卡的3D打机与Planmeca Romexis®软件能够无缝集成,为牙科应用的3D打印提供了简单的工作流程。(三维扫描仪报道