去年舉行的增材制造用戶端會議上，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，更重要的是，將變得更加方便。

2017年度沃勒斯報告顯示，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，這個領(lǐng)域無疑已經(jīng)是一個不可小覷的市場，但從更長遠的角度來看，口腔器械市場2015年估值是63.423億美元，最新發(fā)布的報告是其市場價值會在2024年預(yù)計會超過100億美元，所以3D打印在口腔的應(yīng)用僅僅是冰山一角，遠未達到普遍的程度。為了開發(fā)這個極具潛力的市場，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。本文提供了行業(yè)最新進展以及與已經(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第一款用于在臺式設(shè)備上生產(chǎn)矯正器材的長期生物相容性樹脂，也是公司迄今為止加工速度最快的一種材料，不到兩小時便可制作最多由七塊夾板組成的完整建造平臺。這家總部位于波士頓的公司還對去年發(fā)布的Dental SG樹脂進行了改進，用Form 2打印機與最新版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，“其公司將憑借全球最大的牙科3D打印機用戶群，在牙科市場計劃每年增長超過600%。Formlabs 還估計其所生產(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)將單層光固化時間縮短至百分之幾秒，打印速度每小時提高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”涵蓋模型用樹脂、功能性托盤用樹脂、鑄模用樹脂、鉆孔模板樹脂和夾板樹脂。

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月開始營業(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，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)板和樹脂牙科模型。

常務(wù)董事Julian Callanan透露：“我們的客戶群迅速擴大，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，但也有產(chǎn)品出口至巴林、巴基斯坦、約旦和其他周邊市場。但Julian認(rèn)為，區(qū)域優(yōu)勢對公司的成功起到了至關(guān)重要的作用，因為迪拜自去年公布3D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)部計劃的實施，技術(shù)應(yīng)用得以快速展開，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，Callanan指出：“我們對數(shù)字化牙科和醫(yī)療領(lǐng)域的最新進展倍感欣喜。我們希望擴展公司產(chǎn)品線，并利用迪拜的戰(zhàn)略和物流優(yōu)勢蛻變?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)，運行速度均高于其他立體光固化成型打印機。該工藝由大量單個光源組成，它們位于Structo“數(shù)字掩模”下方，用于控制任意給定時間照亮的建造平臺區(qū)域。光線照到樹脂上時，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（200 × 150 × 100）mm，可實現(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。此項技術(shù)專注于打印速度的改進；據(jù)Structo報告，其可在92分鐘內(nèi)最多打印30個正畸模型。

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

作為全球規(guī)模最大的牙科技工所，Glidewell迄今為止共購置了五臺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較低的前期成本。

“牙科數(shù)字化代表著行業(yè)內(nèi)的一項巨大變革”，Jonathan指出，“相對于傳統(tǒng)工藝，它不僅幫助牙科專業(yè)人員節(jié)省了寶貴的時間，使節(jié)省出來的時間能夠用于更多臨床情形或與患者交流，而且還可實現(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，但價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。為解決其中一項關(guān)鍵問題，公司最近與Materialise合作開發(fā)Strict PrintWorks Pro軟件，旨在簡化文件準(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）而采取的各項措施，Jonathan補充道：“借助掩膜光固化（MSLA）技術(shù)，我們嘗試通過以下方法解決這一問題，即：設(shè)計高產(chǎn)量的打印機，大大縮短牙科專業(yè)人員獲得投資回報的周期，從而推動牙科數(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

總部位于愛荷華州錫達拉皮茲的Studio 32 Dental Laboratory強勢開拓全氧化鋯材料市場，利用牙科銑削設(shè)備全面實現(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)一個由20多人組成的團隊，由于氧化鋯市場需求爆發(fā)，技工所將展開第二次擴張，屆時將形成一家較大型企業(yè)。

“我們在全氧化鋯市場占據(jù)著強勢地位。這是我們能夠保持人員編制水平并尋求業(yè)務(wù)增長的原因之一”，Williams說道，“我們之前曾將氧化鋯業(yè)務(wù)外包，但后來的數(shù)據(jù)表明，我們自己購入設(shè)備進行生產(chǎn)的性價比遠遠高于外包。”

Roland DG_銑削

配制所于2011年購入第一套羅蘭銑削系統(tǒng)，它們一直運行至今，使團隊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)在共有四臺羅蘭DWX-50五軸牙科銑削設(shè)備、一臺3 Shape D700牙科掃描儀以及其他磨削技術(shù)設(shè)備。

 “第一臺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說道，

除氧化鋯業(yè)務(wù)之外，Studio 32還獨立加工其用于黃金、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DWX銑削設(shè)備均由一臺計算機控制，從清晨開始便投入運行，直至完成最后一項任務(wù)，有時甚至還要通宵運行以滿足需求。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，“我一直從事上蠟工作。而現(xiàn)在，我只需要一臺計算機和羅蘭銑削設(shè)備就能完成上蠟。同樣的過程，不同的工具。”

通過對當(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)生采用此項技術(shù)，從而增加Studio 32的修復(fù)體業(yè)務(wù)量。

放眼未來，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，不過他堅定地認(rèn)為這是大勢所趨。

時間問題

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年來一直引進最新牙科技術(shù)，用于生產(chǎn)定制功能性牙科假體。引進銑削系統(tǒng)之后，公司又在配制所內(nèi)安裝了一臺3D打印機。

Cambicon產(chǎn)品經(jīng)理Kevin Reger指出，“3D打印改變了我們的工作方式，幾年前開始引入銑削設(shè)備，對數(shù)字制作所產(chǎn)生了深遠的影響。當(dāng)今的牙科技師需要掌握計算機基本操作技能，以便利用計算機制作模型取代手工制作。與此同時，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。”

此項技術(shù)在Cambicon最常見的應(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)。公司大約三年前開始嘗試使用3D打印技術(shù)，目前采用Way2Production SolFlex Plus 3D打印機生產(chǎn)夾板，效率和性價比都得到極大提升。

W2P_3D打印模型

“設(shè)計和打印完成的夾板可不斷復(fù)制”，Kevin繼續(xù)說道，“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、技師和患者耗費的時間和精力。”

這家總部設(shè)在奧地利的公司所開發(fā)的桌面光固化系統(tǒng)配備了用于監(jiān)測和控制分離過程的專利型桶偏轉(zhuǎn)反饋系統(tǒng)（VDFS），制造量最多可減少40%。按照Kevin的說法，“時間是一項重要要素”，對于希望為患者提供高品質(zhì)定制產(chǎn)品的獨立企業(yè)而言，縮短作業(yè)時間具有決定性作用。SolFlex采用開放性設(shè)計，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)開始滲透牙科領(lǐng)域的同時，初始投資、運維、材料費用、學(xué)習(xí)時間、都無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使數(shù)字化技術(shù)成為“唯一正確的決定”。對于中小型企業(yè)而言，這種“可及性”最終會幫助它們保持競爭力并獲取利潤。類似于銑削設(shè)備的應(yīng)用，Kevin認(rèn)為3D打印機必將成為繼宮縮的“常規(guī)必需”工具。