去年舉行的增材制造用戶端會(huì)議上，執(zhí)業(yè)于弗吉尼亞州的牙科醫(yī)生Perry E. Jones提出可利用3D技術(shù)取代牙科“粘膏”。這種“粘膏”是一種應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)牙印模制作工藝，而且還將繼續(xù)在世界各地牙科診所和牙科配制所中廣泛使用。然而，此項(xiàng)工藝正逐漸被桌面生產(chǎn)系統(tǒng)所取代，3D掃描儀和材料日益先進(jìn)，更重要的是，將變得更加方便。

2017年度沃勒斯報(bào)告顯示，醫(yī)療和牙科領(lǐng)域目前支撐起了增材制造行業(yè)的11%。由此看來(lái)，這個(gè)領(lǐng)域無(wú)疑已經(jīng)是一個(gè)不可小覷的市場(chǎng)，但從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，口腔器械市場(chǎng)2015年估值是63.423億美元，最新發(fā)布的報(bào)告是其市場(chǎng)價(jià)值會(huì)在2024年預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)100億美元，所以3D打印在口腔的應(yīng)用僅僅是冰山一角，遠(yuǎn)未達(dá)到普遍的程度。為了開(kāi)發(fā)這個(gè)極具潛力的市場(chǎng)，設(shè)備制造商紛紛推出更具成本效益的解決方案和材料，使3D技術(shù)成為面向中小型企業(yè)極具吸引力的賣點(diǎn)。本文提供了行業(yè)最新進(jìn)展以及與已經(jīng)作出轉(zhuǎn)變的日常牙科專業(yè)人員的交流內(nèi)容。

最新動(dòng)態(tài)！

Formlabs最近推出了一款名為Dental LT Clear的牙科輔助材料，用于打印夾板和固位器。這是Formlabs第一款用于在臺(tái)式設(shè)備上生產(chǎn)矯正器材的長(zhǎng)期生物相容性樹(shù)脂，也是公司迄今為止加工速度最快的一種材料，不到兩小時(shí)便可制作最多由七塊夾板組成的完整建造平臺(tái)。這家總部位于波士頓的公司還對(duì)去年發(fā)布的Dental SG樹(shù)脂進(jìn)行了改進(jìn)，用Form 2打印機(jī)與最新版PreForm軟件配合，最多可將手術(shù)導(dǎo)板打印速度提高50%。

Formlabs首席產(chǎn)品官Dávid Lakatos說(shuō)，“其公司將憑借全球最大的牙科3D打印機(jī)用戶群，在牙科市場(chǎng)計(jì)劃每年增長(zhǎng)超過(guò)600%。Formlabs 還估計(jì)其所生產(chǎn)的一款設(shè)備上打印的手術(shù)導(dǎo)板已用于“50000多”次手術(shù)。

在硬件方面，意大利3D打印機(jī)制造商Sharebot在2017年TCT展上推出一款名為Sharebot 3Delux的新型牙科專用設(shè)備，適合打印各種經(jīng)認(rèn)證的生物相容性LuxaPrint打印材料。類似于Formlabs技術(shù)，此款基于數(shù)字光處理（DLP）的系統(tǒng)采用Sharebot專有WARP系統(tǒng)將單層光固化時(shí)間縮短至百分之幾秒，打印速度每小時(shí)提高100mm左右。

3Delux是Sharebot與其經(jīng)銷商DMG合作推出的第一款牙科專用設(shè)備，后者是一家擁有50多年從事牙科專業(yè)的公司。DMG還為3Delux相容性材料提供支持，其第一款“增材數(shù)字假體”涵蓋模型用樹(shù)脂、功能性托盤用樹(shù)脂、鑄模用樹(shù)脂、鉆孔模板樹(shù)脂和夾板樹(shù)脂。

迪拜牙科應(yīng)用

總部設(shè)在迪拜的Sinterex公司專業(yè)從事定制3D打印產(chǎn)品生產(chǎn)，自今年2月開(kāi)始營(yíng)業(yè)后便一直專注于牙科領(lǐng)域。Sinterex位于杰貝阿里的工廠安裝了一套EOS的金屬系統(tǒng)和3D Systems多噴嘴打印機(jī)，目前可為客戶提供金屬3D打印牙冠、牙橋、可摘局部義齒、手術(shù)導(dǎo)板和樹(shù)脂牙科模型。

常務(wù)董事Julian Callanan透露：“我們的客戶群迅速擴(kuò)大，并且更值得關(guān)注的是，一旦用了我們公司數(shù)字化3D打印工藝之后，企業(yè)便不會(huì)再去使用手工生產(chǎn)技術(shù)。

目前公司主要服務(wù)阿聯(lián)酋市場(chǎng)，但也有產(chǎn)品出口至巴林、巴基斯坦、約旦和其他周邊市場(chǎng)。但Julian認(rèn)為，區(qū)域優(yōu)勢(shì)對(duì)公司的成功起到了至關(guān)重要的作用，因?yàn)榈习葑匀ツ旯?D打印戰(zhàn)略后宣布將把迪拜打造成3D打印中心?；谝幌盗辛钊擞∠笊羁痰呐e措（例如3D打印“未來(lái)辦公室”和迪拜水電局與通用公司關(guān)于增材制造的合作諒解備忘錄），隨著迪拜衛(wèi)生局牙科服務(wù)部計(jì)劃的實(shí)施，技術(shù)應(yīng)用得以快速展開(kāi)，牙科應(yīng)用將備受關(guān)注。

位于迪拜的EOS金屬增材制造中心

談及Sinterex和迪拜3D打印的未來(lái)，Callanan指出：“我們對(duì)數(shù)字化牙科和醫(yī)療領(lǐng)域的最新進(jìn)展倍感欣喜。我們希望擴(kuò)展公司產(chǎn)品線，并利用迪拜的戰(zhàn)略和物流優(yōu)勢(shì)蛻變?yōu)橐患业貐^(qū)性企業(yè)。”

基于應(yīng)用的方法

總部位于新加坡的Structo公司于2014年首次以牙科3D打印解決方案提供商身份亮相。公司已向市場(chǎng)推出兩款設(shè)備，包括OrthoForm和最近推出的DentaForm；兩款設(shè)備均采用公司專有的掩膜光固化（MSLA）技術(shù)，運(yùn)行速度均高于其他立體光固化成型打印機(jī)。該工藝由大量單個(gè)光源組成，它們位于Structo“數(shù)字掩模”下方，用于控制任意給定時(shí)間照亮的建造平臺(tái)區(qū)域。光線照到樹(shù)脂上時(shí)，單次曝光可形成完整的一層。

DentaForm硬件采用“基于應(yīng)用的方法”，專門用于牙科修復(fù)，打印精度50微米，建造體積高達(dá)（200 × 150 × 100）mm，可實(shí)現(xiàn)較高的假體（牙冠和牙橋）制作速度和批量成型。OrthoForm可為透明矯正器等矯正應(yīng)用提供100微米的準(zhǔn)確度。此項(xiàng)技術(shù)專注于打印速度的改進(jìn)；據(jù)Structo報(bào)告，其可在92分鐘內(nèi)最多打印30個(gè)正畸模型。

 “OrthoForm完全是為新加坡當(dāng)?shù)匾患铱蛻粼O(shè)計(jì)”，Structo營(yíng)銷經(jīng)理Jonathan Lim透露說(shuō)，“自那之后，我們的一家早期客戶Glidewell Dental購(gòu)買了幾套設(shè)備，并使其在生產(chǎn)線上夜以繼日（7天/24小時(shí)）地運(yùn)行。我們與Glidewell保持著良好的合作關(guān)系。他們的工程團(tuán)隊(duì)在過(guò)去幾年間提供了大量反饋意見(jiàn)，促使我們第二款打印機(jī)DentaForm在設(shè)計(jì)階段能獲得長(zhǎng)足改進(jìn)。可以說(shuō)，Glidewell在DentaForm推向大規(guī)模市場(chǎng)之前一直扮演著啟始客戶與測(cè)試用戶的角色。”

作為全球規(guī)模最大的牙科技工所，Glidewell迄今為止共購(gòu)置了五臺(tái)Structo設(shè)備，甚至選擇替換其加州新港灘工廠的其他現(xiàn)有3D打印硬件設(shè)備。Glidewell工程總監(jiān)David Leeson將該技術(shù)描述為“完美滿足行業(yè)需求的創(chuàng)新形式”，這主要得益于其批量成型和相對(duì)較低的前期成本。

“牙科數(shù)字化代表著行業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)巨大變革”，Jonathan指出，“相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，它不僅幫助牙科專業(yè)人員節(jié)省了寶貴的時(shí)間，使節(jié)省出來(lái)的時(shí)間能夠用于更多臨床情形或與患者交流，而且還可實(shí)現(xiàn)更好的患者預(yù)后。”

Structo將自身定位于3D打印硬件設(shè)備的中間層次：速度高于其他桌面打印機(jī)，但價(jià)格卻低于尺寸較大的工業(yè)設(shè)備。公司認(rèn)為成本和“認(rèn)知”學(xué)習(xí)曲線是阻礙牙科數(shù)字化廣泛應(yīng)用的兩大主要因素。為解決其中一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，公司最近與Materialise合作開(kāi)發(fā)Strict PrintWorks Pro軟件，旨在簡(jiǎn)化文件準(zhǔn)備流程，減少數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量，降低建造失敗率，提高切割速度和準(zhǔn)確度。

關(guān)于Structo為降低門檻（特別是剛開(kāi)始使用數(shù)字工藝的牙科技工所和牙科診所）而采取的各項(xiàng)措施，Jonathan補(bǔ)充道：“借助掩膜光固化（MSLA）技術(shù)，我們嘗試通過(guò)以下方法解決這一問(wèn)題，即：設(shè)計(jì)高產(chǎn)量的打印機(jī)，大大縮短牙科專業(yè)人員獲得投資回報(bào)的周期，從而推動(dòng)牙科數(shù)字化的廣泛應(yīng)用，最終令更多人受益于牙科用具。”

銑削技術(shù)將生產(chǎn)效率提高一半

總部位于愛(ài)荷華州錫達(dá)拉皮茲的Studio 32 Dental Laboratory強(qiáng)勢(shì)開(kāi)拓全氧化鋯材料市場(chǎng)，利用牙科銑削設(shè)備全面實(shí)現(xiàn)修復(fù)體內(nèi)部制作。公司老板之一兼CAD/CAM 專家Shane Williams領(lǐng)導(dǎo)著配制所內(nèi)一個(gè)由20多人組成的團(tuán)隊(duì)，由于氧化鋯市場(chǎng)需求爆發(fā)，技工所將展開(kāi)第二次擴(kuò)張，屆時(shí)將形成一家較大型企業(yè)。

“我們?cè)谌趸喪袌?chǎng)占據(jù)著強(qiáng)勢(shì)地位。這是我們能夠保持人員編制水平并尋求業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的原因之一”，Williams說(shuō)道，“我們之前曾將氧化鋯業(yè)務(wù)外包，但后來(lái)的數(shù)據(jù)表明，我們自己購(gòu)入設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的性價(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外包。”

Roland DG_銑削

配制所于2011年購(gòu)入第一套羅蘭銑削系統(tǒng)，它們一直運(yùn)行至今，使團(tuán)隊(duì)能夠自由選擇他們喜好的銑削工具和材料。鑒于產(chǎn)量的猛增，配制所現(xiàn)在共有四臺(tái)羅蘭DWX-50五軸牙科銑削設(shè)備、一臺(tái)3 Shape D700牙科掃描儀以及其他磨削技術(shù)設(shè)備。

 “第一臺(tái)DWX投入使用后，我們的產(chǎn)量從每月20套飆升至300-400套，而后再上升至750套，而且這還僅僅是氧化鋯業(yè)務(wù)”，Williams說(shuō)道，

除氧化鋯業(yè)務(wù)之外，Studio 32還獨(dú)立加工其用于黃金、EMAX和烤瓷熔附金屬或PFM以及鑄件及沖壓件用蠟，Shane認(rèn)為這有助于提升配制所的控制能力和配合度。所有四臺(tái)DWX銑削設(shè)備均由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制，從清晨開(kāi)始便投入運(yùn)行，直至完成最后一項(xiàng)任務(wù)，有時(shí)甚至還要通宵運(yùn)行以滿足需求。添置DWX銑削設(shè)備之后，Studio 32的生產(chǎn)周期從兩周縮短到一周，需要時(shí)只需一天便可完成緊急任務(wù)。 

從事上蠟師工作八年的Shane說(shuō)，“我一直從事上蠟工作。而現(xiàn)在，我只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)和羅蘭銑削設(shè)備就能完成上蠟。同樣的過(guò)程，不同的工具。”

通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)匮揽漆t(yī)生作業(yè)狀態(tài)的詳細(xì)了解，配制所發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)牙科醫(yī)生在操作中使用了口內(nèi)掃描系統(tǒng)。為鼓勵(lì)他們積極使用，Studio 32向當(dāng)?shù)匮揽圃\所提供掃描儀，以便牙科醫(yī)生采用此項(xiàng)技術(shù)，從而增加Studio 32的修復(fù)體業(yè)務(wù)量。

放眼未來(lái)，技工所正在研究是否有可能接受數(shù)字文件、打印模型以及制作可摘全口義齒。Shane指出，在上馬這項(xiàng)新技術(shù)之前，必須保證有一定的預(yù)期訂單量，從而確保投資得到合理回報(bào)，不過(guò)他堅(jiān)定地認(rèn)為這是大勢(shì)所趨。

時(shí)間問(wèn)題

在技工所里銑削設(shè)備和3D打印通常是焦不離孟，孟不離焦。西班牙Cambicon牙科事務(wù)所近15年來(lái)一直引進(jìn)最新牙科技術(shù)，用于生產(chǎn)定制功能性牙科假體。引進(jìn)銑削系統(tǒng)之后，公司又在配制所內(nèi)安裝了一臺(tái)3D打印機(jī)。

Cambicon產(chǎn)品經(jīng)理Kevin Reger指出，“3D打印改變了我們的工作方式，幾年前開(kāi)始引入銑削設(shè)備，對(duì)數(shù)字制作所產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)今的牙科技師需要掌握計(jì)算機(jī)基本操作技能，以便利用計(jì)算機(jī)制作模型取代手工制作。與此同時(shí)，我們可以利用新材料和更好的技術(shù)改善最終結(jié)果，從而為患者提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。”

此項(xiàng)技術(shù)在Cambicon最常見(jiàn)的應(yīng)用包括牙科模型和夾板，用于取代以往采用手工制作的產(chǎn)品，利用口內(nèi)掃描和銑削改善品質(zhì)。公司大約三年前開(kāi)始嘗試使用3D打印技術(shù)，目前采用Way2Production SolFlex Plus 3D打印機(jī)生產(chǎn)夾板，效率和性價(jià)比都得到極大提升。

W2P_3D打印模型

“設(shè)計(jì)和打印完成的夾板可不斷復(fù)制”，Kevin繼續(xù)說(shuō)道，“這意味著丟失或損壞的夾板可反復(fù)打印，能有效減少牙科醫(yī)生、技師和患者耗費(fèi)的時(shí)間和精力。”

這家總部設(shè)在奧地利的公司所開(kāi)發(fā)的桌面光固化系統(tǒng)配備了用于監(jiān)測(cè)和控制分離過(guò)程的專利型桶偏轉(zhuǎn)反饋系統(tǒng)（VDFS），制造量最多可減少40%。按照Kevin的說(shuō)法，“時(shí)間是一項(xiàng)重要要素”，對(duì)于希望為患者提供高品質(zhì)定制產(chǎn)品的獨(dú)立企業(yè)而言，縮短作業(yè)時(shí)間具有決定性作用。SolFlex采用開(kāi)放性設(shè)計(jì)，方便用戶使用自己偏好的材料（包括透明、生物相容和填料樹(shù)脂）生產(chǎn)夜間用牙罩、鉆孔模板和根據(jù)患者具體情況制作的模型。

Kevin指出，在數(shù)字技術(shù)開(kāi)始滲透牙科領(lǐng)域的同時(shí)，初始投資、運(yùn)維、材料費(fèi)用、學(xué)習(xí)時(shí)間、都無(wú)法阻止一些牙科技工所和牙科診所積極引入新技術(shù)。這表明數(shù)字化工作流程的改善和耗材成本的降低最終會(huì)使數(shù)字化技術(shù)成為“唯一正確的決定”。對(duì)于中小型企業(yè)而言，這種“可及性”最終會(huì)幫助它們保持競(jìng)爭(zhēng)力并獲取利潤(rùn)。類似于銑削設(shè)備的應(yīng)用，Kevin認(rèn)為3D打印機(jī)必將成為繼宮縮的“常規(guī)必需”工具。