3D štampanje u zubotehničkoj laboratoriji

2

Kada se kombinuju sa intraoralnim ili stonim digitalnim skenerima tada 3D štampači omogućuju laboratoriji brzo i učinkovito stvaranje trodimenzionalnog proiz-voda iz digitalne datoteke. 3D štampanje se smatra brzom

tehnologijom jer eliminiše nekoliko napornih koraka koji se

koriste kod konvencionalnih dentalnih tehnoloških tehnika

i zahteva gotovo jednaku količinu vremena za proizvodnju

jednog ili više predmeta. Stoga je njegova učinkovitost po-

boljšana štampanjem višestrukih jedinica i oslanjanjem na

ekonomiju razmera.

Predmete koje štampač može proizvesti za laboratoriju ukl-

jučuju modele, konstrukcije krunica i mostova koji potpuno

izgaraju za livenje ili presovanje keramike, privremene kru-

nice, hiruške šablone, splintove, konstrukcijski elementi za jednokomadne metalne odlive

delimičnih proteza, individualne otisne žlice i još mnogo toga. Sa odgovarajućim podeša-

vanjima 3D printeri mogu dosledno proizvoditi akrilatne proizvode izuzetne tačnosti i de-

talja, posebno kada se uporedi sa tehnikom glodanja. Konvencionalne dentalne tehnologije

podložne su visokom stepenu netačnosti, skupom radu i još skupljim materijalima. Izrada

tih predmeta ne zahteva samo znatnu količinu vremena, već i visoko kvalifikovanog teh-

ničara koji potpuno poznaje procese. Najveće ograničenje ručno izrađenih restauracija je

možda nedostatak doslednih rezultata. Zbog tih i mnoštva drugih razloga je aditivna teh-

nologija dobrodošli dodatak i poboljšanje za dentalnu tehnologiju.

Poznavanje vrsta 3D štampača

Postupak 3D štampanja deli digitalni objekt na horizontalne slojeve određene debljine (utiče

na površinu i vreme izgradnje), a zatim ispisuje sekvencijalne slojeve materijala dok se ne

oblikuje potpuni predmet. Postoje dve glavne vrste 3D štampanja u stomatologiji: ekstruzi-

jom i svetlosnom polimerizacijom.

3D štampanje u zubotehničkoj laboratoriji

3D štampanje

Esktruzijsko 3D štampanje Svetlosno polimerizovano 3D štampanje

3

Esktruzijsko 3D štampanje

Ispisivanje filamenata (Fused Filament Fabrication - FFF) – je proces izrade predmeta odoz-

do prema gore, zagrevanjem i izbacivanjem termoplastičnih vlakana sloj po sloj. Ova vrsta

štampanja se najčešće smatra hobi printanjem zbog jednostavnog oblika i niskih ulaznih

troškova. FFF se može koristiti za stvaranje prototipova, alata, igračaka, jednostavnog plas-

tičnog nakita itd. Nažalost, ova vrsta štampača generalno ne štampa sa dovoljno visokom

preciznošću i rezolucijom za dentalnu industriju.

Svetlosno polimerizovano 3D štampanje

Stereolitografija (SLA) – je postupak pretvaranja fotopolimerne tečnosti smole u čvrsti pred-

met. SLA je zapravo prvi izumljeni oblik 3D štampanja koji je i danas široko rasprostranjen.

Unutar SLA štampača nalazimo 3 ključne komponente: radnu ploču, fioku za smolu i laser.

Tokom procesa izgradnje ploča se spušta u fioku sa smolom, gde se nalazi tečna smola te

se u tom trenutku uključuje laser koji crta/polimerizuje sve aspekte delova trenutnog sloja.

Nakon završetka određenog sloja radna ploča se odmiče od lasera na tačnu udaljenost de-

bljine jednog sloja te se započinje sa polimerizacijom sledećeg sloja. SLA je izvrstan i tačan

način trodimenzionalnog štampanja bilo kojeg predmeta i može se koristiti u svim granama

industrije zbog širokog raspona materijala koji se mogu koristiti. Nažalost, SLA štampanje

nije brza metoda 3D štampanja u proizvodnim okvirima.

Selektivna polimerizacija fotoosetljive smole (Digital Light Processing - DLP) – DLP 3D

štampanje je novi oblik SLA štampanja, u kojem je proces i teorija gotovo identična, no

umesto korišćenja lasera radi polimerizacije fotopolimerne smole, ovaj oblik koristi DLP

projektor. Ova tehnologija projektora daje DLP 3D štampanju ogromnu prednost nad stan-

dardnim SLA, jer DLP 3D štampanje može štampati i polimerizovati pojedinačni sloj preko

cele radne ploče u samo nekoliko sekundi, što ga čini znatno bržim. Još jedna prednost koju

DLP ima u odnosu na SLA, kao i većina drugih oblika 3D štampanja, je da troši vrlo malo

materijala, što pomaže u održavanju minimalnih troškova po štampanju. DLP štampanje

se u dentalnoj industriji trenutno koristi za stvaranje modela iz digitalnih otisaka, ljevljive

restauracije, hirurških šablona, splinteva, a čak i kratkotrajnih privremenih nadoknada.

Zbog brzine i tačnosti DLP štampanja će ovaj oblik 3D štampanja nastavljati da raste u

dentalnoj industriji.

4

Otvoreni naspram zatvorenih 3D štampača

Industrija dentalnih laboratorija vrlo je svesna otvorenih nasuprot zatvorenih sistema kada

se radi o skenerima i glodalicama, ali jeste li znali da se to odnosi i na 3D štampače? Sa

zatvorenim sistemom 3D štampača možete koristiti samo smole proizvođača štampača. 3D

Systems i Stratasys su dva primera proizvođača koji su svoje sisteme razvili samo za štam-

panje sa sopstvenim smolama. Na tržištu postoje i drugi sistemi koji koriste mogućnosti

DLP štampanja, koji bi mogli biti otvoreni, ali ne objavljuju datoteke o materijalima ili ne

dopuštaju pristup softveru radi promene parametara štampanja. To je u osnovi zatvoreni

sistem.

Većina laboratorija želi otvoreni sistem. Otvoreni 3D štampači omogućavaju štampanje bilo

kojeg prikladnog materijala od bilo kog dobavljača. Ako se smola može UV polimerizirati na

385 nanometara tada možete proizvesti transparentan predmet.

Koji uređaj je prikladan za vašu laboratoriju?

Digitalizacijom tokom rada Vaše dentalne laboratorije moći

ćete svoje krunice i mostove proizvoditi efikasnije i preciznije

za doktore koji koriste intraoralne skenere (IOS). Vaš 3D štam-

pač će takođe omogućiti štampanje modela na licu mesta za

takve slučajeve. Nadalje, 3D štampanje se može koristiti za iz-

radu individualnih otisnih kašika, hirurških šablona, splintova

i konstrukcijski elementi za izlivene delimične proteze.

Materials Accuraccy Speed Applica-tion for Dental

Price

FFF Fused Filament Fabrication Thermoplastic Poly-mers

- --- -- +++

SLA Stereolitography Polymers + - ++ ++DLP Digital Light Processing Polymers ++ +++ ++ +

5

Poznavanje rezolucije 3D štampača

Rezolucija 3D štampača je razdvojena na dva segmenta; Z

rezolucija (vertikalna) i XY rezolucija (horizontalna). Ta dva

segmenta definišu tačnost 3D štampača i treba ih poznavati

pri odabiru štampača koji će pružiti najbolju tačnost štam-

panja. Počnimo sa rezolucijom Z - osi. Z - rezolucija se obično

odnosi na kontrolisanu visinu sloja štampanog predmeta. To

će definisati kvalitet i detalje površine. Visoka Z - rezoluci-

ja (tanji slojevi) će proizvesti vrlo glatku obradu s visokim

stepenom detalja. Manja rezolucija (deblji slojevi) će proiz-

vesti grubu obradu sa „stepeničastim“ dizajnom. Promenom

Z - rezolucije korisnik će stvoriti kompromis između kvalitete

površine i brzine štampanja. Na primer, niže prikazana fo-

tografija pokazuje isti model u dve izvedbe, ali je levi model štampan u slojevima od 100

mikrona, a desni model od 50 mikrona.

Očigledno je da model na desnoj strani poseduje veći kvalitet površine, ali postoji kompro-

mis: model sa debljinom slojeva od 50 mikrona je dvostruko duže printan od modela sa

100 mikrona. Prilikom poređenja štampača većina specifikacija će prikazati samo Z rezo-

luciju i navesti da predstavlja „tačnost“ štampača. To je obmana, jer ispravna rezolucija/

tačnost štampača nije određena sa Z - osi, već sa XY - osi.

Definisanje XY tačnosti 3D štampača zavisi o vrsti 3D tehnologije štampanja koju koristite.

Započnimo s DLP 3D štampačem, koji je najčešći oblik stonog 3D štampanja koji se koristi

u dentalnoj industriji. Tačnost DLP 3D štampača je definisana veličinom piksela koji se

projektuju. Da bi se najlakše razumelo kako veličina piksela definiše tačnost potrebno ih

je uporediti sa ekranom HD televizora. Ako pažljivo pogledate TV ekran primetićete hiljadu

malih „kvadrata“ ili piksela koji menjaju boju kako bi se stvorila slika koja se prikazuje. Ako

sada uporedite 1080p TV sa ekranom rezolucije 4K odmah ćete primetiti da su pikseli na

4K ekranu mnogo manji, što stvara sliku jasno veće preciznosti. Ovo poređenje je identično

definisanju tačnosti DLP štampanja. Manja veličina piksela će direktno korespondirati sa

većom tačnosti kod DLP 3D štampača.

Veličina piksela će kasnije takođe definisati veličinu elemenata koje štampač može štampati.

Na primer, DLP 3D štampač sa tačnosti XY i veličinom piksela od 75 mikrona moći će ispi-

sati predmete tanke 75 mikrona. Time bi se proizveo vrlo detaljan predmet. Budući da DLP

3D štampači imaju visoku rezoluciju, oni se mogu koristiti za sve primene u stomatologi-

6

ji, uključujući modele krunica i mostova, restauracije, konstrukcijske elemente za levane

metalne osnove (RPD frameworks), hirurške šablone, splintove, individualne otisne kašike,

ortodontske modele, čak i privreme protetske radove.

Stereolitografski laserski štampači (SLA) svoju rezoluciju definišu prečnikom lasera. Na-

jčešći stoni SLA štampač ima rezoluciju lasera od 140 mikrona. Pri toj rezoluciji je na-

jmanja veličina elementa koji se može ispisati 140 mikrona, što ga čini 2 - 3 puta manje

preciznim od DLP 3D lasera. SLA laserski štampači rade dobro na prodručjima gde nije

potrebna velika preciznost, detalji i tačnost, kao što su individualne otisne kašike, splintovi

i hirurški šabloni.

Koliko je vremena potrebno za štampanje?

Nema sumnje da brzina štampanja može uticati na produktivnost laboratorije. Dobra je

vest da se brzina može podesiti prethodnim podešavanjem debljine sloja. Vreme procesa se

takođe smanjuje uključivanjem ekonomije razmera s DLP štampačem. Više jedinica polim-

erizuju u gotovo istom vremenu koje je potrebno za ispis jedne jedinice. Dodavanjem jedi-

nica se povećava produktivnost uz zadržavanje jednakog vremena za izgradnju po jedinici.

Koliko modela mogu ispisati u jednom postupku?

To zavisi od nekoliko faktora. Veličina radne ploče utiče na broj štampanih objekata koji

se mogu postaviti horizontalno (X i Y osa), ali u nekim slučajevima možete povećati obim

štampanih jedinica za izrgradnju vertikalnih slojeva (Z osa).

Na primer, možete postaviti otprilike 3 - 4 modela punog luka ili 8 - 10 kvadrata horizontal-

no. Kako je Z osovina visoka 200 mm, tako možete potencijalno naređati do 4 reda u visini

čime je omogućeno štampanje 12 - 14 modela punog luka ili 32 - 40 kvadrata u jednom

procesu štampanja.

Koji je trošak po jedinici?

Materijal po jedinici proizvodnje nije jako skup. Čak je i manje finansijski značajan kada

uporedite troškove konvencionalno proizvedene jedinice sa onom koja je štampana. Sa kon-

vencionalnom tehnologijom su veći troškovi rada. Prilikom štampanja je stvarno „dodirno

7

vreme“ manje, pa tako i troškovi rada. Sveukupno, štampana krunica je jeftinija od one

ručno modelirane.

Zamena materijala u 3D

Naknadna obrada

Da bi se upravo odštampan predmet učinio spremnim za upotrebu jednostavno ga poprska-

jte izopropil alkoholom, pomerite štampane delove sa radne ploče, uronite u ultrazvučnu

izopropilnu kadicu na 5 minuta, a zatim stavite u UV polimerizacionu kutiju na deset minu-

ta.

VIDA

VIDA je 3D štampač koji je ekonomičan, otvorenog sistema, jed-

nostavan za održavanje i rukovanje za širok spektar profesional-

nih i medicinskih aplikacija.

VIDA ima projektor visoke rezolucije 1920 x 1080 sa prilagođen-

om UV optikom. Kada se rad za štampanje obradi na kompjuteru

sa Perfactory softverom, on se prenosi na mašinu preko Ether-

net-a ili USB-a i može se pokrenuti bez potrebe za kontinuiranom

vezom sa kompjuterom na kojem je obrađen.

Kvalitet površine štampanih modela omogućava proizvodnju ste-

peničastih znakova, za razliku od konkurentskih tehnologija. Raz-

novrsnost VIDA-e omogućava obradu impresivnog raspona ma-

terijala, dajući korisnicima mogućnost 3D printa širokog spektra

dentalnih, ortodontskih, audio i drugih aplikacija.

Dimenzije - 140 k 79 k 100 mm (5.5 k3.1 k 3.95 inča)

8

KSI rezolucija * - 73 mm (0.0029 inča)

Dinamička Z rezolucija (u zavisnosti od materijala) - 25 do 150 mm (0.001 do 0.006

inča)

Izvor svetla - industrijska UV LED

Format fajla - STL

- Kompatibilan sa vodećim zubnim, audio aparatima i drugim profesionalnim dizajner-

skim softverom.

- Može se odštampati bilo koja STL datoteka sa modela dizajniranog iz otiska ili skenera.

Može da štampa širok spektar zubnih, ortodontskih i slušnih aplikacija.

- Prebacivanje između materijala je brzo i lako, bez otpada.

- Ekran osetljiv na dodir i Wi-Fi funkcija poboljšavaju korisnički interfejs.

- Veoma mali pokretni delovi garantuju snažan i pouzdan proizvodni sistem.

- Raspon štampanja (D x Š x V): 39,5 k 35,0 k 82,55 cm (15,6 k 13,8 k 32,5 inča)

- Težina: 34 kg (75 lbs)

Cara Print 4.0

Brža preciznost za savršene polimere.

Cara Verzija 4.0 proizvodi glatku i homogenu površinu od

konkurentskih 3D štampača. Neverovatna preciznost u Z-ose i fino

podešeni parametri za svaki materijal znače da se zubni tehničar

može vratiti u gotovo bilo kom smeru - svaki put sa savršenim ot-

vorom.

Tehnologija polimerizacije: Digitalna projekcija svetlosti (HD DLP

@ 405nm)

Štampani prostor: 103x58x130 mm

Rezolucija: 53.6 mm

Debljina sloja (rezolucija Z-osi): 30-100 mm (varira zavisno od

indikacije i željenoj brzini ili rezolucije)

Prosečna brzina štampanja: 50 mm / h (50 mm)

9

Min./maks. brzina štampanja: 15 - 120 mm / sat

Prosečno trajanje ciklusa štampanja:

10

Pico 2 HD27 (UV) Pico 2 HD27 Pico 2 HD37 (UV) Pico 2 HD37

Veličina piksela X,Y

27 μm 27 μm 37 μm 37 μm

Raspon izrade X,Y,Z*

51.8 x 29 x 75mm*

51.8 x 29 x 75mm*

71.1 x 40 x 75mm*

71.1 x 40 x 75mm*

Izvor svetlosti 385nm 405nm 385nm 405nm

Z rezolucija Varijabilna na 1 μm

Sistem materijala Otvoren – uporaba materijala nezavisno od proizvođača

Ulazna datoteka STL, SLC, STM

Softver COMPOSER (uključene doživotne besplatne nadogradnje softvera)

Mrežna kompatibilnost

WiFi, Wireless i Ethernal

Primenjivost u industriji

Dentalne laboratorije, dentalne klinike

Veličina sistema 260 x 380 x 505mm

Težina sistema 19Kg

Veličina pakovanja/težina

940 x 530 x 500mm / 21.5Kg

Izvor napajanja 12VDC 10A

Pico 2 HD

PICO2 HDTM omogućava izuzetnu rezoluciju i tačnost izrade. S

najbržom izmenom materijala od svih 3D štampača na tržištu,

PICO2 HDTM UV je idealan za izradu transparentnih dentalnih

splintova, modela, hiruških šablona, individualnih kašika, privre-

menih krunica, mostova i delova za livenje parcijalnih proteza.

PICO2 HD koristi ASIGA Slide-and-SeparateTM tehnologiju za

minimalni intenzitet separacije i maksimalnu brzinu izrade.

Dentalne aplikacije

• Krunice i mostovi

• Modela

• Hiruški šabloni

• Inleji/onleji

• Individualne kašike

• Splintovi