牙齒是人類非常重要的器官之一，擔負著咀嚼食物的重要任務，沒有牙齒人類只能吃流質的食物，不僅影響營養(yǎng)吸收還會影響儀容和發(fā)音。牙齒雖然堅硬，一旦損壞就無法自行修復，有數(shù)據(jù)顯示，我國有牙齒缺損的人大概有3億多，占到人口總數(shù)的25%，牙齒缺損最佳的治療方法就是使用義齒，義齒的咀嚼功能效果可達真牙的30%甚至70%，此外還能減少因牙齒缺損造成的發(fā)音以及儀容問題。
日前，由國內技術團隊自主研發(fā)的、國內首臺義齒雙激光3D金屬打印機正式亮相，填補國內義齒金屬3D打印沒有雙激光的空白。同時，新科技的加持，或可讓原來需2年左右的牙齒正畸治療，縮短至半年到一年。
“中國智造”最亮眼，數(shù)字化技術已獲得跨越式大發(fā)展，同時也深入到口腔醫(yī)療的多個方面，尤其是在口腔手術導航、修復體制備、矯治器制作等方面?？谇会t(yī)學數(shù)字化已成為大勢所趨，而“中國智造”的3D打印技術則成為推動這場產業(yè)變革的前沿力量。這次亮相的國內首臺義齒雙激光金屬3D打印機，就是其中的代表之一。
研發(fā)這套設備及系統(tǒng)的團隊來自南京前知科技，其創(chuàng)始人是國內3D打印領域的資深專家，曾擔任西門子事業(yè)部CEO，后回國創(chuàng)業(yè)專注于在中國發(fā)展3D打印技術。在本次展會重點亮相的TS300，是針對義齒金屬3D打印的一次創(chuàng)新，其最大亮點在于，擁有兩套完整的激光系統(tǒng)，且這兩套系統(tǒng)相互獨立、并行運行，其優(yōu)勢在于高效率高產能，能滿足齒科行業(yè)時效性的需要，并同時滿足大型齒科企業(yè)固定和活動產品的打印需求。
雙激光制作義齒 TS300可節(jié)省近20%耗材
據(jù)介紹，相比傳統(tǒng)的義齒制作工藝，TS300制作成功率為80%，使用此3D打印機的成功率可達到99%，節(jié)省材料損耗近20%。”而現(xiàn)在國內使用的義齒3D金屬打印機，基本都是單激光的。在國際市場上，雖然德國的Concept Laser M2已經實現(xiàn)了雙激光打印，但它價格昂貴，很難成為國內義齒加工的主流選項。所以，當下市場迫切需求國內自主研發(fā)的高性價比的雙激光系統(tǒng)。
市場有需求，按統(tǒng)計我國至少需要1000臺3D義齒打印機才能滿足老齡化社會的大量需求，但是我國目前僅有不超過100臺的設備，而且其中有50%是屬于進口設備。在進口設備普遍需要500~600萬不等的高價時，國內自主研發(fā)的TS300卻只要300多萬。其次，在部分產品打印方面，國產的打印效能還優(yōu)于進口設備。此外，國外設備還存在在售后維修的高成本與時間周期長的硬傷，不如國產設備的售后反應速度快。
目前我國多為陶瓷義齒3D打印技術，在義齒牙冠直接制造中應用的3D打印技術目前以粉末床選區(qū)激光熔融金屬3D打印技術為主，主要應用產品為烤瓷牙金屬冠。金屬牙冠在經過去除支撐、拋光等后處理之后，再經過烤瓷處理即完成烤瓷牙的制作。
我國自主研發(fā)高性能陶瓷3D打印機，并推出3D打印氧化鋯陶瓷義齒生產線，由患者牙模數(shù)字化掃描與建模、義齒三維設計、3D打印義齒生坯、脫脂與高溫燒結、上釉等工序組成?；诠夤袒?D打印技術進行陶瓷加工的典型企業(yè)包括Lithoz, 3D CERAM,ADMATEC。在陶瓷3D打印領域還有另一種與眾不同的打印技術-納米射流技術。以納米金屬射流技術著稱的Xjet公司，將金屬3D打印技術“復制”到了陶瓷領域，其中一個重要應用方向也是陶瓷牙冠制造。
氧化鋯等全瓷牙冠
氧化鋯等全瓷牙冠的加工制造技術以CNC加工技術為主，該技術在產品精度和加工效率方面占有優(yōu)勢。但同時由于加工時是由切削刀具在鋯盤上進行材料去除，材料的浪費使得全瓷牙冠價格居高不下。而與之相比，3D打印技術在材料利用率上更占優(yōu)勢。
值得一提的是，目前金屬烤瓷牙冠并沒有被全瓷冠產品所取代，兩種產品是并存的。全瓷冠產品成為對美學效果要求高，并且對于價格不敏感的用戶的主要選擇。金屬烤瓷牙冠在價格上占有優(yōu)勢，也受到一部分消費群體的歡迎。金屬3D打印技術最廣泛的應用是批量定制化制造鈷鉻合金牙冠，基于這類金屬材料的烤瓷牙，憑借在價格上的優(yōu)勢，仍具有廣泛的市場空間。
3D金屬制作過程
金屬3D打印技術，在口腔模型之后，金屬牙冠的生產全部是由數(shù)字化技術來完成的。金屬牙冠是通過選擇性激光熔化（SLM）金屬3D打印設備制造的。每個單位材料成本僅需5-7元。從這個角度來看，金屬3D打印技術在牙冠生產成本和效率上的優(yōu)勢更為突出。另外值得一提的是，3D打印蠟模或者用于替代蠟模的3D打印樹脂模型也被應用在牙冠的鑄造中，這些技術也帶有數(shù)字化的特點。