Einführung in die Dental-3D-Druck-Harzindustrie

Im Zuge der Revolution in der digitalen Zahndiagnostik und -behandlung hat sich die 3D-Druck-Harztechnologie aufgrund ihrer Präzision im Mikrometerbereich, ihrer Biokompatibilität und ihrer Fähigkeit zur schnellen Prototypenherstellung zum Kernprozess in der Kieferorthopädie, Implantation, Restauration und anderen Bereichen entwickelt. Dieser Artikel analysiert systematisch die Prozessmerkmale und Entwicklungstrends von Dental-3D-Druck-Harzen anhand der vier Dimensionen technisches Prinzip, Materialsystem, Prozess und Industrieanwendung.

Erstens, das technische Prinzip: Präzisionskontrolle des lichthärtenden Formens

Dental-3D-Druck-Harz wird hauptsächlich in der Lichthärtungstechnologie (SLA/DLP) eingesetzt, deren Kernprinzip darin besteht, das flüssige, lichtempfindliche Harz mit ultraviolettem Licht oder Laserlicht zu bestrahlen, wodurch die Photopolymerisationsreaktion ausgelöst wird, so dass es Schicht für Schicht ausgehärtet werden kann.

SLA (Stereolithographie): Der Laserstrahl scannt die Oberfläche des Harzes Punkt für Punkt, was für den hochpräzisen Druck komplexer Strukturen geeignet ist, mit einer Genauigkeit von ±0,025 mm und einer Schichtdicke von nur 25 μm, wodurch die Details der Okklusalfläche der Zähne genau wiedergegeben werden können.

DLP (Digital Light Processing): Härtet die gesamte Harzschicht auf einmal durch einen Projektor aus, die Druckgeschwindigkeit ist 3-5 mal höher als bei SLA, geeignet für die Massenproduktion von standardisierten Dentalmodellen.

PolyJet-Technologie: kombiniert Tintenstrahl- und Lichthärtung, unterstützt den Mehrfachmaterial-Hybrid-Druck und kann gleichzeitig die Integration von starren Strukturen und flexiblen Stützen erreichen, jedoch mit höheren Geräteausgaben.

Hauptvorteil:

Formloses Fertigen: erzeugt Festkörper direkt aus digitalen Modellen, wodurch der traditionelle Gipsform-Drehschritt entfällt und manuelle Fehler reduziert werden.

Oberflächenqualität: Die Oberfläche des gedruckten Teils ist glatt und erfordert kein Nachpolieren, um die klinischen Anwendungsstandards zu erfüllen.

Materialausnutzung: Aushärtung nach Bedarf, Materialabfallrate beträgt weniger als 5 %, im Einklang mit dem Trend der umweltfreundlichen Fertigung.

Zweitens, das Materialsystem: Biokompatibilität und funktionelle Durchbrüche

Dental-3D-Druck-Harz muss die Biokompatibilitätszertifizierung nach ISO 10993 erfüllen und gleichzeitig Spezialmaterialien für unterschiedliche klinische Anforderungen entwickeln:

Standardmodellharz: wird zur Herstellung von Diagnosemodellen und kieferorthopädischen Dentalmodellen verwendet, mit einer Genauigkeit von ±0,05 mm, mittlerer Härte (Shore-Härte 80-90D) und langfristiger Erhaltung.

Hochtemperaturfestes Harz: beständig gegen hohe Temperaturen von 120 °C, geeignet für das Gießen von Metallrestaurationen in der Schmelzformherstellung, geringer Wärmeausdehnungskoeffizient, Gießen mit hoher Präzision.

Flexibles Harz: einstellbarer Elastizitätsmodul (0,5-2 GPa), wird zur Herstellung von unsichtbaren kieferorthopädischen Geräten und Kieferpolstern verwendet, mit hohem Tragekomfort.

Antibakterielles Harz: Silberionen oder Nano-Titandioxid werden zugesetzt, um das Wachstum von Bakterien im Mundraum zu hemmen und das Risiko von Sekundärkaries zu verringern.

Transparentes Führungsharz: Lichtdurchlässigkeit >90 %, wird für die Implantationschirurgie verwendet, kann durch CBCT-Bilder eine genaue Navigation erreichen.

Beispiele für Materialinnovationen:

Kexcelled Dental Series: Einführung von geruchsarmen und aschearmen Harzen mit einer Gussoberflächenrauheit Ra <0,8 μm, wodurch der nachfolgende Polierprozess reduziert wird.

Graphy TC-85-Biomaterial: Elastizitätsbereich von 300 %-400 %, Kraftabschwächungsrate um 60 % reduziert im Vergleich zu herkömmlichem PETG-Material, geeignet für das langfristige Tragen von unsichtbaren Alignern.

C. Prozessablauf: Vollständige Kettenkontrolle von Daten bis zur Entität

Der Prozessablauf von Dental-3D-Druck-Harz umfasst die Datenerfassung, das Modelldesign, die Optimierung der Druckparameter und die Nachbearbeitung:

Datenerfassung:

Intraorale Scanner (z. B. 3Shape TRIOS, iTero) erfassen 3D-Daten der Zähne des Patienten mit einer Genauigkeit von ±0,02 mm.

CBCT scannt die Alveolarknochenstruktur für das Design von Implantationsführungen.

Modelldesign:

Verwenden Sie Dental-CAD-Software (z. B. exocad, DentalCAD) für das Design der restaurativen Morphologie, die Anpassung der Okklusionsbeziehung.

Generieren Sie eine STL-Formatdatei und legen Sie Druckparameter fest (Schichtdicke, Belichtungszeit, Stützstruktur).

3D-Druck:

Heizen Sie das Harzbad auf 25-30 °C vor, um die Viskosität zu verringern und die Fließfähigkeit zu erhöhen.

Echtzeitüberwachung des Aushärtungsgrades zwischen den Schichten während des Drucks, um Verformungen durch Unter- oder Überhärtung zu vermeiden.

Nachbehandlung:

Alkoholreinigung zur Entfernung von ungehärtetem Harz, Ultraschallreinigung für 5 Minuten, um eine saubere Oberfläche zu gewährleisten.

UV-Lichthärtungsbox-Sekundärhärtung (405 nm Wellenlänge, 10-15 Minuten), um die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.

Entfernung der Stützstruktur, Kantenzuschnitt, die endgültige Präzision muss den klinisch akzeptablen Fehlerbereich einhalten (kieferorthopädisches Modell ≤ 0,25 mm, Implantationsführungsplatte ≤ 0,1 mm).

Viertens, Industrieanwendungen: von Hilfswerkzeugen zur standardisierten Produktion

Dental-3D-Druck-Harz hat sich durchgesetzt