Введение в индустрию стоматологических 3D-печатных смол

В эпоху революции цифровой стоматологической диагностики и лечения технология 3D-печати смолой стала ключевым процессом в ортодонтии, имплантации, реставрации и других областях благодаря своей микронной точности, биосовместимости и способности к быстрому прототипированию. В этой статье будет систематически проанализированы технологические особенности и тенденции развития стоматологической 3D-печати смолой с четырех позиций: технический принцип, система материалов, процесс и применение в промышленности.

Во-первых, технический принцип: прецизионный контроль светоотверждаемого формования

Стоматологическая 3D-печать смолой в основном используется в технологии светоотверждения (SLA/DLP), основным принципом которой является облучение жидкой фоточувствительной смолы ультрафиолетовым или лазерным светом, вызывая реакцию фотополимеризации, благодаря чему она может отверждаться слой за слоем.

SLA (стереолитография): Лазерный луч сканирует поверхность смолы точка за точкой, что подходит для высокоточной печати сложных структур, с точностью ±0,025 мм и толщиной слоя всего 25μм, что позволяет точно восстановить детали окклюзионной поверхности зубов.

DLP (цифровая обработка света): Отверждение всего слоя смолы за один раз с помощью проектора, скорость печати в 3-5 раз выше, чем у SLA, подходит для массового производства стандартизированных стоматологических моделей.

Технология PolyJet: сочетает в себе струйную печать и светоотверждение, поддерживает многоматериальную гибридную печать и может одновременно обеспечивать интеграцию жестких структур и гибких опор, но с более высокими затратами на оборудование.

Ключевое преимущество:

Бесформенное производство: генерирует твердые тела непосредственно из цифровых моделей, исключая традиционный этап переворачивания гипсовой формы и уменьшая ручные ошибки.

Качество поверхности: поверхность напечатанной детали гладкая и не требует последующей полировки для соответствия клиническим стандартам использования.

Использование материала: отверждение по требованию, коэффициент отходов материала составляет менее 5%, что соответствует тенденции экологичного производства.

Во-вторых, система материалов: биосовместимость и функциональные прорывы

Стоматологическая 3D-печать смолой должна соответствовать сертификации биосовместимости ISO 10993 и в то же время разрабатывать специальные материалы для различных клинических потребностей:

Стандартная модельная смола: используется для изготовления диагностических моделей и ортодонтических стоматологических моделей, с точностью ±0,05 мм, умеренной твердостью (твердость по Шору 80-90D) и длительным сроком хранения.

Высокотемпературная смола: устойчива к высокой температуре 120℃, подходит для литья металлических реставраций в производстве литейных форм, низкий коэффициент теплового расширения, высокая точность литья.

Гибкая смола: регулируемый модуль упругости (0,5-2 ГПа), используется для изготовления невидимых ортодонтических аппаратов и челюстных накладок, с высоким комфортом при ношении.

Антибактериальная смола: добавляется ион серебра или нанодиоксид титана для подавления роста бактерий полости рта и снижения риска вторичного кариеса.

Прозрачная направляющая смола: светопропускание >90%, используется для направляющих при имплантации, позволяет достичь точной навигации с помощью изображения CBCT.

Примеры инноваций в материалах:

Серия Kexcelled Dental: Введение смол с низким запахом и низким содержанием золы с шероховатостью поверхности литья Ra <0,8μм, сокращающее последующий процесс полировки.

Биоматериал Graphy TC-85: диапазон эластичности 300%-400%, скорость затухания силы снижена на 60% по сравнению с традиционным материалом PETG, подходит для длительного ношения невидимых элайнеров.

C. Технологический процесс: полный контроль от данных к сущности

Технологический процесс стоматологической 3D-печати смолой охватывает сбор данных, проектирование модели, оптимизацию параметров печати и постобработку:

Сбор данных:

Внутриротовые сканеры (например, 3Shape TRIOS, iTero) получают 3D-данные о зубах пациента с точностью ±0,02 мм.

CBCT сканирует структуру альвеолярной кости для проектирования направляющих для имплантации.

Дизайн модели:

Используйте стоматологическое CAD-программное обеспечение (например, exocad, DentalCAD) для разработки морфологии реставрации, регулировки окклюзионных взаимоотношений.

Сгенерируйте файл формата STL и установите параметры печати (толщина слоя, время экспозиции, поддерживающая структура).

3D-печать:

Предварительно нагрейте ванну со смолой до 25-30°C, чтобы уменьшить вязкость и повысить текучесть.

Мониторинг в реальном времени степени отверждения между слоями во время печати, чтобы избежать деформации, вызванной недостаточным или чрезмерным отверждением.

Постобработка:

Очистка спиртом для удаления неотвержденной смолы, ультразвуковая очистка в течение 5 минут для обеспечения чистой поверхности.

Вторичное отверждение в УФ-световой камере (длина волны 405 нм, 10-15 минут) для улучшения механических свойств материала.

Удаление поддерживающей структуры, обрезка краев, окончательная точность должна соответствовать клинически приемлемому диапазону ошибок (ортодонтическая модель ≤ 0,25 мм, направляющая пластина для имплантации ≤ 0,1 мм).

В-четвертых, применение в промышленности: от вспомогательных инструментов до стандартизированного производства

Стоматологическая 3D-печать смолой проникла