Intraorálne skenery, CAD/CAM softvér, digitálne spracovanie, CAD/CAM frézovacie jednotky, a v neposlednom rade 3D tlačiarne, znamenajú v stomatológii digitálnu revolúciu. Digitálne technológie sú stále dostupnejšie a rozšírenejšie, a preto sa o túto oblasť viac zaujímame aj my, aby sme vám mohli poskytnúť užitočné informácie. V tomto článku sme sa zamerali na 3D tlačiarne pre vašu stomatologickú prax a laboratórium.
Prečo by ste sa mali zaujímať o 3D tlač pre vašu prax
Využitie 3D tlače, a všeobecne digitalizácia postupov, prináša nesporné výhody ako pre pacientov, tak aj pre ordinácie a laboratóriá v podobe zvýšenia komfortu práce, úspory času, kratších výrobných procesov, a v neposlednom rade, sú tu ekonomické aspekty, kedy je 3D tlač v mnohých prípadoch jednoznačne lacnejšia ako konvenčná výroba. Digitálne postupy sú oproti bežným „manuálnym“ atraktívne aj svojou opakovateľnosťou, kedy zakaždým aj s odstupom času dostanete rovnaký výsledok. 3D tlač tiež rieši niektoré technické limity CAD/CAM frézovacích jednotiek.
Vývoj 3D tlače je naozaj unáhlený – na trhu sa objavujú stále noví výrobcovia zariadení, materiálov a príslušenstva, veľkí hráči v stomatológii nadväzujú spoluprácu s výrobcami 3D tlačiarní a rebrandujú ich, aby aj oni mali 3D tlač vo svojom portfóliu. To značí, že sa z 3D tlače stala už neodmysliteľná súčasť výroby v stomatológii. Tlačia sa dentálne a ortodontické modely, gingiválne masky, chirurgické a implantologické šablóny, spáliteľné modely náhrad, fixné mostíky a skeletové náhrady, provizórne korunky a mostíky, ortodontické dlahy a chrániče, priehľadné tlačidlá, nosiče orto zámkov sterilizovateľné v autokláve.
Podľa čoho si vybrať svoju 3D tlačiareň?
K dostaniu sú už desiatky rôznych zariadení vo veľmi rôznorodých cenových hladinách od stoviek, až po stroje s obstarávacou cenou 40000€. Pre ľahšiu orientáciu vám preto ponúkame prehľad hlavných vlastností 3D tlačového riešenia – nestačí iba 3D tlačiareň, ale potrebujete ucelený set viacerých zariadení.
Je pre mňa vhodná SLA, DLP alebo LCD technológia 3D tlače?
SLA (Stereolithography)
UV laserový lúč postupne obťahuje/šrafuje obraz každej vrstvy. Výhodou je možná väčšia pracovná plocha, neosvetlená plocha je dokonale čierna, takže nedochádza k nechcenému vytvrdnutiu mimo oblasti tlače a je tu zaistený konštantný svetelný výkon. Medzi nevýhody patrí pomalšia tlač, skreslenie rozmerov a znížená ostrosť hrán. Veľkosť ožarovaného bodu je iná pre „stredovú” a iná pre „krajnú pozíciu” lasera. Táto technológia bola vyvinutá najmä na prototypovanie.
LCD (Liquid Crystal Display)
UV LED pole presvieti celú vrstvu naraz cez LCD displej, ktorý prepúšťa svetlo iba v bodoch, kde má dôjsť k vytvrdnutiu. Tlač je tak oveľa rýchlejšia a obstarávacia cena je lákavá vďaka jednoduchosti konštrukcie. LCD displej však starne a znižuje svoju priepustnosť. To mení svetelný tok a je nutné neustále strážiť a ladiť dobu expozície. Kužeľovito osvietená plocha LED poľom potom spôsobuje stratu presnosti tlače. Do neosvietenej plochy je sčasti prepúšťané zvyškové svetlo, vplyvom čoho dochádza k nechcenému čiastočnému vytvrdeniu reťazcov monomérov mimo oblasti tlače, ktoré v materiáli plávajú a nekontrolovane sa prichytia na povrchu vytlačených predmetov. Vzhľadom k tomuto technologickému nedostatku (nekontrolovaná nedokonalá polymerizácia okolitých častí monomérov) nie sú 3D tlačiarne tohto typu také vhodné pre biokompatibilnú tlač.
DLP (Digital Light Processing)
Špeciálny čip podobný tomu z dataprojektora, zložený z miliónov malých zrkadiel presmerováva UV svetlo zo silného zdroja do každého bodu (pixel v tvare štvorca). Opäť je osvietená celá vrstva naraz, všetky body sú rovnako veľké a osvietené sú iba tie zamýšľané, čo prináša veľmi vysokú rýchlosť, presnosť a ostrosť. Neosvietená plocha je dokonale čierna, a teda nedochádza k nechcenému vytvrdnutiu, ktoré sme spomenuli pri LCD technológii. Tieto kvality DLP zariadenia sú však vykúpené vyššou obstarávacou cenou.
Potrebujem tlačiť s vlnovou dĺžkou 405 nm alebo 385 nm?
3D tlačiarne sú vlastne polymerátory, ktoré menia tekutý resin na pevný model. Z produktov vyrábaných technológiou 3D tlače sa môžu v ústnej dutine používať napr. implantačné šablóny, fixačné, bieliace alebo ochranné dlahy, dočasné alebo snímateľné zubné náhrady, neviditeľné rovnátka či odtlačkové lyžice atď. Pri všetkých týchto produktoch je úplne nevyhnutné zaistenie kvalitnej polymerizácie v celom objeme výrobku, aby bolo úplne zabránené cytotoxickým účinkom na organizmus pacientov. Je teda naozaj dôležité mať výrobky dokonale vytvrdené!
Vlnová dĺžka 385 nm, ktorú nájdeme len pri DLP tlačiarňach, je pre vytvrdenie efektívnejšia a umožňuje tlačiť biokompatibilné materiály triedy IIa s nižším obsahom toxických látok. Nespôsobuje nežiaduce žltnutie materiálu (dôležité napr. pre retenčné dlahy a dočasné zubné náhrady, ktoré majú presný odtieň farby podľa vzorkovníka VITA). Je možné pomocou nej tlačiť aj materiály určené pre polymerizáciu pri vlnovej dĺžke 405 nm.
Vlnová dĺžka 405 nm je najrozšírenejšia u LCD technológie 3D tlače a nájdeme ju aj u DLP tlačiarní. Len malé množstvo materiálov pre túto vlnovú dĺžku je biokompatibilné a to iba na povrchu, a aj tak si vyžaduje náročnejšiu a nákladnejšiu postprodukciu.
Chcem otvorený alebo uzavretý systém?
Uzavreté systémy majú výhodu v tom, že výrobca celý systém dokáže viac zjednodušiť, pretože vie, čo a ako bude použité. Materiálové profily sú odladené na dosiahnutie konštantných výsledkov. Takýto systém obvykle býva o niečo jednoduchší na používanie. To je však vykúpené doživotným „putom” na nákup drahšieho materiálu od tohto výrobcu, používaním jediného softvéru, licenciami a stratou možnosti získať konkurenčnú výhodu vďaka novým materiálom na trhu.
Otvorené systémy naopak poskytujú oveľa viac voľnosti v tom, aký materiál používate, môžete si vybrať softvér (slicer), ktorý najviac zodpovedá vašim predstavám a ktorý vám pripadá užívateľsky príjemnejší. Tým máte možnosť svoj systém využívať na stále viac aplikácií. Ako príklad uveďme nové materiály na priamu tlač priehľadných strojčekov. Otvorený systém nemusí nevyhnutne znamenať experimentovanie a prípravu vlastných nastavení. Niektorí výrobcovia k svojim tlačiarňam poskytujú odladené materiálové profily tretích strán a s nimi je možné tlačiť behom okamihu a bez laborovania.
Aké veľké rozlíšenie a presnosť 3D tlače potrebujem?
Na základe technologických odlišností je veľký rozdiel medzi 50 ųm v X/Y na LCD tlačiarni a na DLP. LCD s takýmto rozlíšením s úspechom použijete na ortodontické modely. Pri vynaložení istého úsilia dokážete po niekoľkých pokusoch, po obmedzený čas udržať profil aj na delené dentálne modely, kde je vyžadované, aby piny do bázy precízne zapadli. S DLP tlačiarňou dosiahnete opakovateľný výsledok bez experimentovania. Vo výsledku je dôležitá hlavne veľkosť bodu (pixelu) v X/Y, od ktorej sa podľa rozlíšenia odvíja veľkosť tlačovej plochy a kvalita vyhladenia hrán.
Aký veľký tlačový priestor mi stačí?
Toto je veľmi individuálne, často to zvádza k honbe za čo najväčšou plochou, aby sa dalo vytlačiť čo najviac modelov naraz. Veľká plocha má väčšie tlačové body, je viac namáhaný zdvíhací mechanizmus zaisťujúci správnu hrúbku vrstvy, na ktorý pôsobí vztlak tlačeného materiálu. Mechanizmus musí byť preto dostatočne výkonný a precízne skonštruovaný, aby bola zaistená dostatočná presnosť v osi Z. To sa odráža v obstarávacej cene. Neexistuje univerzálny stroj, preto je dobré si ujasniť, aký je váš prípad. Keď opakovane tlačíte z rovnakého materiálu rovnaký typ produktu, potom je pre vás veľký objem výhodou. Ak máte výrobu zameranú skôr na rôzne typy prác, oceníte napr. dva stroje, kde jeden má väčšiu plochu a druhý vyššie rozlíšenie. Na jednom tlačíte dentálne modely a druhý je pre ultra detailnú tlač dočasných náhrad a skeletov, príp. je k dispozícii, keď je potrebné niečo rýchlo vytlačiť.
Musí to fungovať!
Ak chcete, aby vaše tlačové riešenie jednoducho fungovalo, nechcete si kupovať hračku, nemáte chuť a čas sa s tlačiarňou hrať, aby ste mnohými experimentmi a štúdiom diskusných fór na internete zistili, ako všetko nastaviť, budú vás zaujímať nasledujúce vlastnosti:
- Automatická regulácia výkonu – rovnaký svetelný výkon po celú dobu životnosti tlačiarne zaručí, že nemusíte nikdy ladiť tlačové profily, jednoducho tlačíte a aj s odstupom času získate rovnaký výsledok.
- Rovnomerné podsvietenie – je dôležité, aby bola celá plocha osvetlená rovnomerne, inak dochádza k rozmerovým nepresnostiam naprieč tlačovou plochou. Niektoré LCD tlačiarne používajú na zabezpečenie maximálne rovnomerného osvetlenia optické systémy, tie najlepšie dosahujú rozdiel v intenzite osvetlenia 10 %, najlepšie DLP tlačiarne dosahujú rozdiel iba 0,1 %.
- Regulácia teploty v tlačovej komore – je lepšie tlačiť pri teplote 35 °C, kvalitnejšie materiály sú hustejšie, zníži to ich viskozitu a vplyv prostredia, tlač je kvalitnejšia, spoľahlivejšia a rýchlejšia.
- Presnosť v osi Z – niektoré 3D tlačiarne dostupné na našom trhu disponujú kvalitným mechanizmom doplneným o senzorický systém presnej kontroly výšky tlačovej vrstvy. To je dôležité nielen pre zaistenie vysokej kvality tlače a zachovanie optimálnej mechanickej odolnosti výrobku, ale aj z hľadiska homogénnej a plnej polymerizácie každej tlačovej vrstvy pre zaistenie biokompatibility výrobku.
- Odlepenie – detekcia separácie a následné priblíženie platformy späť – zaisťuje rýchlejšiu tlač a zvyšuje úspešnosť pri tlači uzavretých objemov.
- Materiálové profily – odladené výrobcom obsahujúci všetky premenné prostredia, popri dĺžke expozície tiež tolerancia, zmrštenie, tlačovú teplotu, výkon svetla, viskozitu, vztlak, rýchlosť pohybov a časovanie.
- Vzdialený prístup – 3D tlač si možno významne zjednodušiť a uľahčiť vzdialeným odoslaním úlohy cez internet, jej vzdialeným spustením a sledovaním jej stavu.
- Podpora – každá inovácia vašich procesov prebehne hladko iba vtedy, keď máte k dispozícii partnera, ktorý dodá kompletné vybavenie, dôverne pozná svoje zariadenia vrátane ich limitov, má dostatok skúseností, je schopný vás preškoliť, integruje zariadenie do praxe a je ochotný rýchlo pomôcť, keď sa stretnete s neúspechom alebo zavádzate nový postup či materiál.
- Lokalizácia – väčšina zariadení „hovorí“ hlavne anglicky, niekedy je ale čeština viac než žiadaná.
Kúpiť si 3D tlačiareň alebo využívať služby 3D tlače?
Ak už viete, že 3D tlač je to pravé pre vašu prax alebo laboratórium, je rozumné neľutovať čas venovaný skúšaniu a „ohmataniu si” tejto technológie. Vyvarujete sa tak investície do niečoho, čo funguje iba na papieri alebo s vynaložením neprimeraného úsilia. Veľmi častým prístupom je zaradenie 3D tlačených produktov do procesu najskôr formou zákazkovej tlače v inej spoločnosti. Po nejakej dobe potom dokážete ľahšie zhodnotiť, aký prínos má digitalizácia a 3D tlač práve pre vás. Na trhu sú spoločnosti, ktoré sú schopné doručiť 3D výtlačky z vami zaslaného digitálneho modelu počas 1–2 dní. Používajú na to zariadenia tých najvyšších tried, ktoré im poskytnú istotu dosiahnutia najvyššej možnej kvality a možnosť rýchleho dodania hotových prác.
Chcete zhmotniť svoj nápad? Kontaktujte nás a získajte profesionálne poradenstvo v oblasti SLA 3D tlače. Navrhneme najvhodnejší materiál, postaráme sa o kompletnú výrobu vášho produktu alebo vám dodáme a pomôžeme integrovať výrobný postup vrátane technológie.
Zistite viac o našich službách 3D tlače, preskúmajte ponúkané poradenstvo alebo si rovno dohodnite schôdzku.
