【中關村在線辦公打印頻道原創】 牙齒是人類非常重要的器官之一,擔負着咀嚼食物的重要任務,沒有牙齒人類只能喫流質的食物,不僅影響營養吸收還會影響儀容和發音。牙齒雖然堅硬,一旦損壞就無法自行修復,有數據顯示,我國有牙齒缺損的人大概有 3 億多,佔到人口總數的 25%,牙齒缺損最佳的治療方法就是使用義齒,義齒的咀嚼功能效果可達真牙的 30% 甚至 70%,此外還能減少因牙齒缺損造成的發音以及儀容問題。

日前,由國內技術團隊自主研發的、國內首臺義齒雙激光 3D 金屬打印機正式亮相,填補國內義齒金屬 3D 打印沒有雙激光的空白。同時,新科技的加持,或可讓原來需 2 年左右的牙齒正畸治療,縮短至半年到一年。

義齒雙激光金屬3D 打印機

" 中國智造 " 最亮眼,數字化技術已獲得跨越式大發展,同時也深入到口腔醫療的多個方面,尤其是在口腔手術導航、修復體制備、矯治器製作等方面。口腔醫學數字化已成爲大勢所趨,而 " 中國智造 " 的 3D 打印技術則成爲推動這場產業變革的前沿力量。這次亮相的國內首臺義齒雙激光金屬 3D 打印機,就是其中的代表之一。

研發這套設備及系統的團隊來自南京前知科技,其創始人是國內 3D 打印領域的資深專家,曾擔任西門子事業部 CEO,後回國創業專注於在中國發展 3D 打印技術。在本次展會重點亮相的 TS300,是針對義齒金屬 3D 打印的一次創新,其最大亮點在於,擁有兩套完整的激光系統,且這兩套系統相互獨立、並行運行,其優勢在於高效率高產能,能滿足齒科行業時效性的需要,並同時滿足大型齒科企業固定和活動產品的打印需求。

雙激光製作義齒 TS300 可節省近 20% 耗材

據介紹,相比傳統的義齒製作工藝,TS300 製作成功率爲 80%,使用此 3D 打印機的成功率可達到 99%,節省材料損耗近 20%。" 而現在國內使用的義齒 3D 金屬打印機,基本都是單激光的。在國際市場上,雖然德國的 Concept Laser M2 已經實現了雙激光打印,但它價格昂貴,很難成爲國內義齒加工的主流選項。所以,當下市場迫切需求國內自主研發的高性價比的雙激光系統。

市場有需求,按統計我國至少需要 1000 臺 3D 義齒打印機才能滿足老齡化社會的大量需求,但是我國目前僅有不超過 100 臺的設備,而且其中有 50% 是屬於進口設備。在進口設備普遍需要 500~600 萬不等的高價時,國內自主研發的 TS300 卻只要 300 多萬。其次,在部分產品打印方面,國產的打印效能還優於進口設備。此外,國外設備還存在在售後維修的高成本與時間週期長的硬傷,不如國產設備的售後反應速度快。

目前我國多爲陶瓷義齒 3D 打印技術,在義齒牙冠直接製造中應用的 3D 打印技術目前以粉末牀選區激光熔融金屬 3D 打印技術爲主,主要應用產品爲烤瓷牙金屬冠。金屬牙冠在經過去除支撐、拋光等後處理之後,再經過烤瓷處理即完成烤瓷牙的製作。

我國自主研發高性能陶瓷 3D 打印機,並推出 3D 打印氧化鋯陶瓷義齒生產線,由患者牙模數字化掃描與建模、義齒三維設計、3D 打印義齒生坯、脫脂與高溫燒結、上釉等工序組成。基於光固化 3D 打印技術進行陶瓷加工的典型企業包括 Lithoz, 3D CERAM,ADMATEC。在陶瓷 3D 打印領域還有另一種與衆不同的打印技術 - 納米射流技術。以納米金屬射流技術著稱的 Xjet 公司,將金屬 3D 打印技術 " 複製 " 到了陶瓷領域,其中一個重要應用方向也是陶瓷牙冠製造。

氧化鋯等全瓷牙冠

氧化鋯等全瓷牙冠的加工製造技術以 CNC 加工技術爲主,該技術在產品精度和加工效率方面佔有優勢。但同時由於加工時是由切削刀具在鋯盤上進行材料去除,材料的浪費使得全瓷牙冠價格居高不下。而與之相比,3D 打印技術在材料利用率上更佔優勢。

值得一提的是,目前金屬烤瓷牙冠並沒有被全瓷冠產品所取代,兩種產品是並存的。全瓷冠產品成爲對美學效果要求高,並且對於價格不敏感的用戶的主要選擇。金屬烤瓷牙冠在價格上佔有優勢,也受到一部分消費羣體的歡迎。金屬 3D 打印技術最廣泛的應用是批量定製化製造鈷鉻合金牙冠,基於這類金屬材料的烤瓷牙,憑藉在價格上的優勢,仍具有廣泛的市場空間。

3D 金屬製作過程

金屬 3D 打印技術,在口腔模型之後,金屬牙冠的生產全部是由數字化技術來完成的。金屬牙冠是通過選擇性激光熔化(SLM)金屬 3D 打印設備製造的。每個單位材料成本僅需 5-7 元。從這個角度來看,金屬 3D 打印技術在牙冠生產成本和效率上的優勢更爲突出。另外值得一提的是,3D 打印蠟模或者用於替代蠟模的 3D 打印樹脂模型也被應用在牙冠的鑄造中,這些技術也帶有數字化的特點。

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