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光固化快速成型,精准快速定制氧化锆陶瓷牙
2019年07月08日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:369
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牙科全瓷牙修复体优异的力学性能、无牙龈炎症现象极佳的生物相容性、对X光线无任何阻挡、优秀的耐磨、耐腐蚀性无牙龈黑边仿真天然牙的美学性能使之成为目前牙科修复材料的首选材料目前用于全瓷牙修复体的材料种类可以简单分为三种,即氧化锆全瓷牙、铸瓷牙和氧化铝全瓷牙。

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在这三种全瓷牙中,二氧化锆全瓷牙是最为坚固的一种牙齿修复体,其断裂韧性比是氧化铝全瓷的两三倍,用它来修复牙齿不易出现碎裂的情况;其次它可以用于牙齿美容和修复缺失牙齿,它能对多颗牙齿进行修复,即可做连冠的牙齿修复,可完美解决铸瓷材料强度太差不能做连冠的困扰;而且它的色泽完美可调,可作出形态非常逼真的假牙。氧化锆义齿如此优秀的产品,应当受到广大人民群众的宠爱才对,但是因为氧化锆修复体价格高昂,动辄几千甚至上万一个牙冠,让平民百姓难以接受(对于不缺钱的壕动不动就花几十万重建自己的牙齿例如某国民媳妇*涛,哪个小市民敢/愿意)。

氧化锆全瓷牙为啥这么贵?

氧化锆全瓷牙很贵,原因之1:因为氧化锆很贵选择的人少,走不了量价格下不去,只能靠价格支撑(因此某牙医建议组队做牙,医生优惠一丢丢)。原因之2,也是让氧化锆只能这么贵的主要原因:氧化锆牙的整体制作成本是真的贼大。

氧化锆修复体戴入患者口腔,实现其咀嚼、发声及美观功能之前,经历了原料厂家的原料生产,氧化锆块厂家的生产,口腔医生的备牙取模,加工所的设计,选择合适的锆块,切削,染色,烧结,外染,打磨抛光,口腔医生的调磨等那么多过程,只要其中有一个过程发生了差错,就会影响到修复体当前的可见的质量或目前不可见但今后潜在的品质问题。

氧化锆牙冠修复示意图

因为我们是搞材料的,在这里不讨论医生技术问题对造价的影响,只针牙齿这个物体的成型工艺对价格的影响因素展开阐述。

单从材料成本来看,用于全瓷牙的的锆块价值几百到几千不等(举个例子:进口锆块1800/块,能做8-10只义齿,每只出厂价千元以上,国产某锆块180/块也能做8-10只义齿,每只出厂价百来块),从上面分析我们可以看出,其实原料成本占比并不大,只是其加工难度大导致其整体制备成本攀升。

目前,氧化锆全瓷牙冠的成型CNC加工技术为主,该技术在产品精度和加工效率方面占有优势。但同时由于加工时是由切削刀具在锆块(上进行材料去除,材料的浪费及切削车针的磨损使得全瓷牙冠价格居高不下同时切削过程中容易引入微裂纹导致修复体失效。目前氧化锆义齿为半机械加工,经专业铣床快速加工完的氧化锆牙需要用裂钻或小球钻对牙颌面窝沟进行修整,使其达到逼真的效果,若是缺少了人工的匠心,也可以说其在形态和边缘处理上略显无个性。

综上所述,原料的浪费,高级技术工的人工费高昂,不可避免人工加工环节的失误,必然增加了氧化锆牙的制备成本,因此寻求一种新型的牙科陶瓷修复体成型技术是目前牙科陶瓷研究的特点和临床修复的要点。

光固化3D打印技术为氧化锆义齿制备提速降成本

光固化3D打印是市场上最常见的陶瓷3D打印技术,其原理是通过光固化3D打印设备对混合着陶瓷颗粒和光敏树脂的浆料进行固化成形,打印完成后再将陶瓷打印件进行脱脂、热处理,得到具有最终性能和尺寸的致密陶瓷件。

同时光固化3D打印也是目前较为看好的替代CNC加工氧化锆陶瓷牙的技术。利用该项技术可用于快速定制制作高密度、高强度、高精度、高表面光洁度的氧化锆陶瓷牙产品。高分辨率的陶瓷3D打印设备可以精准的成型出形状极为复杂的氧化锆陶瓷牙,大大减少了氧化锆陶瓷牙的加工余量及降低对患者原牙的磨牙量。数字化的精准定做,除了提升了原料的利用率外,其成型流程的简化,人工参与的减少,还可以有效降低人为失误从而提升产率,间接的也使得材料的利用率加大。

在应用中,虽然同样是使用光固化3D打印技术,但制造出的陶瓷件性能却可能截然不同。制件性能的差异,除了与打印设备技术指标及操作有关外,还与陶瓷浆料配方密切相关。设备改造是不太可能了,因此如何配制固相含量较高且黏度较小的陶瓷光固化浆料便成了一个重要话题陶瓷浆料的粒径、pH值、颗粒分布、粘度和添加剂都直接影响打印效果,加大了陶瓷浆料制备的困难度,陶瓷3D打印技术发展与材料制备技术的发展密切相关。

慧瓷科技团队研制的用于3D打印的膏料

如下陶瓷牙样板由慧瓷代理的光固化陶瓷3D打印机Promaker V10打印,打印所用氧化锆膏料由慧瓷公司为该款设备研制的高固含量膏料(体积比48-60%),打印出来的氧化锆制品收缩率在18-22%之间,与等静压制备的锆块所制备牙齿收缩率相当,烧结制品密度可达理论值的99%以上,成型制品强度高。

Promaker V10具有超高的打印精度(42um)及特有的Movinglight-移动光机技术(光机分辨率为1920*1080像素,可以上下左右移动,通过投影的精细无缝拼接可以实现大面积或大尺寸的打印),使之既可以打印精细和微孔陶瓷件,又可以打印大尺寸陶瓷。如果用来打印氧化锆陶瓷牙,排满一个板,可以制作大约340颗全瓷氧化锆牙。关于打印成型效率,根据产品精度需求不同,产品个体不同,大约需要数小时。以每层厚50μm为例,V10打印平台面积为280*320mm,设备曝光32次可以铺满平台(曝光时间每次1s以下,取整为1s),则每小时可打约112.5层,因此每小时最大可打印体积约为504000mm3

光固化陶瓷3D打印氧化锆义齿

据悉,采用光固化3D打印氧化锆陶瓷义齿的材料利用率可达90%以上,义齿内裂纹存在几率低总体成型过程成本较低,十分有利于3D打印陶瓷义齿的推广应用。除了氧化锆陶瓷的打印技术支持,东莞慧瓷科技还能提供其他高稠陶瓷膏料的研制及成型技术支持,例如氧化铝,磷酸三钙等。

粉体圈 作者:小白


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