کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی
کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی یک روش بسیار سریع در تکنولوژی های دندانپزشکی دیجیتال است که به دلیل قابلیت اطمینان و کیفیت بالای تجهیزات دندان پزشکی شناخته شده است. تغییرات زیادی از زمانِ کشف اولین چاپگرهای سه بعدی رومیزی در صنعت دندانپزشکی صورت گرفته است. طی سالیان گذشته، چاپگرهای سه بعدی فقط برای بزرگترین آزمایشگاه‌های دندانپزشکی مقرون به صرفه بودند؛ اما اکنون آنها جزئی رایج و معمول در انواع آزمایشگاه‌ها هستند. چاپگرهای سه بعدی دندانپزشکی دارای یک نور یا لیزر هستند که با دقت بالا به یک رزین پلیمری تابیده میشود و قسمت‌هایی از آن را منجمد کرده و یک قطعه با دقت ابعادی بسیار بالا را تولید میکنند.
برتری چاپ سه بعدی نسبت به سایر روش‌ها
کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی در چاپ انواع مختلفی از تجهیزات دندان پزشکی استفاده میشود؛ به عنوان مثال، پرینت سه بعدی پروتزهای یکپارچه، ابزارهای جراحی یا ضربه گیرهای دندان، با توجه به اینکه این قطعات تقریبا برای هر شخص منحصربه فرد هستند، می‌تواند تمایز چشمگیری با قطعات تولید شده به شکل انبوه و با روش‌های دیگر داشته باشد؛ انواع مختلف چاپگرهای سه بعدی رومیزی در بازار تکنولوژی های دندان پزشکی موجود است که می‌توانند قطعاتی با طراحی زیبا را تولید کنند.
مراحل چاپ دندان
- اسکن: با استفاده از یک اسکنر داخل دهانی، اطلاعات دیجیتالی برداشت میشود. اسکن‌ها به آزمایشگاه یا ایستگاه طراحی ارسال می‌شوند.
- طراحی: اسکن دیجیتال به نرمافزار طراحی (CAD) منتقل و طراحی انجام میشود.
- چاپ: پس از اتمام طراحی، فایل به نرمافزار آماده‌سازی چاپ منتقل میشود تا فرآیند چاپ انجام گیرد.
- آماده‌سازی: قطعات چاپ شده شسته می‌شوند؛ خشک می‌شوند و تحت مراقبت قرار میگیرند.
کاربردهای چاپ سه بعدی در دندانپزشکی
از پرینت سه بعدی برای تولید محصولات صنعت دندان پزشکی و کمک به روش‌های مختلف دندانپزشکی استفاده میشود. در اینجا چند نمونه را با هم بررسی خواهیم کرد:
ایمپلنت‌های ترمیمی دندانی
تاج‌ها و دندان‌های جایگزین که به عنوان “پروتزهای دیجیتال” نیز شناخته می‌شوند، با چاپ سه بعدی به طور دقیق تولید می‌شوند؛ با تولید پروتز درخواستی، بیماران مجبور نیستند برای مدت طولانی منتظر ایمپلنت‌های ترمیمی بمانند؛ آنها همچنین محصول با کیفیت‌تری در اختیار خواهند داشت.
روکش‌ها و ضربه‌گیرهای دندانی
تاج‌ها و دندان‌های جایگزین که به عنوان “پروتزهای دیجیتال” نیز شناخته می‌شوند، با کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی به طور دقیق تولید می‌شوند؛ با تولید پروتز درخواستی، بیماران مجبور نیستند برای مدت طولانی منتظر ایمپلنت‌های ترمیمی بمانند؛ آنها همچنین محصول با کیفیت‌تری در اختیار خواهند داشت.
تجهیزات دندان پزشکی کمک جراحی
ابزارهای کمک جراحی ، مانند دندان، مخاط و استخوان، در سریعترین زمان و با دقت بالا از طریق چاپ سه بعدی ساخته می‌شوند و بدین طریق هزینه مواد به حداقل می‌رسد.
فناوری های پرینت سه بعدی در تجهیزات دندان پزشکی
از کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی برای کمک به روش‌های مختلف دندانپزشکی استفاده میشود. در اینجا چند نمونه آورده شده است:
۱. استریولیتوگرافی (SLA)
استریولیتوگرافی از یک صفحه ساخت داخل رزین در یک مخزن نیمه‌شفاف، که با رزین فوتوپلیمر مایع پر شده است استفاده می‌کند. هنگامی که صفحه ساخت غوطه‌ور است، یک لیزر تک نقطه‌‌ای در درون دستگاه، سطح مقطع (لایه) یک طرح را از طریق قسمت پایین مخزن که ماده را محکم و جامد می‌کند، ترسیم می‌کند. بعد سکو بالا برده میشود و اجازه میدهد که لایه جدید رزین در زیر قطعه جریان یابد. این فرآیند لایه به لایه تکرار میشود تا قطعه جامد مورد نظر به طور کامل ساخته شود. در مرحله‌ی بعد معمولاً قطعات توسط نور فرابنفش (UV) پخت می‌شوند تا خواص مکانیکی آنها بهبود یابد. شکل زیر شماتیک فرایند SL را نشان میدهد. استریولیتوگرافی بسیار دقیق است و از بین سه فناوری ذکر شده، بهترین عملکرد را دارد. چاپگرهای SLA، طیف گستردهای از مواد را برای کاربردهای مختلف در بر میگیرند. تعویض مواد به آسانیِ تعویض مخزن رزین و کارتریج است. ترکیبی از فضای کم، گردش کار ساده و قیمت پایین باعث میشود چاپگرهای SLA رومیزی، هم برای آزمایشگاه های دندانپزشکی و هم برای کاربردهای پزشکی مناسب باشند.
2. پردازش نور دیجیتال (DLP)
پردازش نور دیجیتال با همان فرآیند شیمیایی SLA عمل می‌کند اما به جای لیزر، از پروژکتور دیجیتال به عنوان منبع نور برای جامد کردن رزین استفاده می‌کند. چاپگرهای DLP، گردش کاری ساده دارند و طیف گستردهای از مواد را شامل می‌شوند؛ اما هزینه آنها به مراتب بیشتر از چاپگرهای SLA رومیزی است. قطعات DLP همچنین تمایل دارند خطوط voxel (لایه‌هایی که به دلیل صفحه دیجیتالی، توسط آجرهای مستطیل شکل کوچک ایجاد شده‌اند) را نشان دهند و به طور کلی کیفیت سطح بالایی دارند.
۳. پوشش مواد(Material Jetting)
پرتوهای سه بعدی (MultiJet و PolyJet) مانند چاپ جوهرافشان کار میکنند ، به این صورت که لایه‌های رزین مایع را روی یک سینی پرتاب می‌شوند و با استفاده از نور بلافاصله آنها را جامد میکنند؛ پاشش ماده یک فوتوپلیمر از صدها نازل ریز در یک سر چاپگر، یک قطعه را به صورت لایه به لایه ایجاد می‌کند. این کار به چاپگرهای MJ اجازه میدهد تا ماده ساختنی را به روش خطی و سریع اعمال کند. فرآیندهای پاشش ماده به تکیه گاه گذاری نیاز دارند. طبیعت فرآیند پاشش ماده، اجازه چاپ چند ماده همزمان را میدهد. پاشش ماده برای نمونه‌های واقعی ایده‌آل است، زیرا که جزییات دقیق، دقت بالا و سطح نهایی یکدستی را تامین می‌کند چندین سالِ پیش در صنایع دندانپزشکی، پرتاب مواد رایج ترین فناوری بود؛ اما به دلیل هزینه بالای آنها، خواص مکانیکی شکننده فوتوپلیمرهای فعال شده با UV و اندازه بزرگ ماشین‌آلات، این روش محدود شد. این روش به بررسی گسترده نیاز دارد و سطح قطعات تولید شده با این فناوری به طور کلی از SLA یا DLP پایینتر است.
دندانپزشکان چگونه از پرینترهای سه‌بعدی استفاده میکنند؟
متخصصان ارتودنسی، جراحان دهان و دندانپزشکان از کاربردهای پرینت سه بعدی در صنعت دندان پزشکی در مراقبت از بیمار، تحقیق و آزمایش استفاده میکنند. با استفاده از پرینتر سه بعدی می‌توان نمونه‌های دقیقی از قسمت‌های مختلف بدن انسان را تولید کرد؛ از جمله دندان‌ها و فک. وقتی اسکن های دقیقی از دندان و دهان داشته باشیم، لوازم اصلاح و کاشت دندان می‌توانند برای عملکرد و ظاهری مناسب‌تر، بهتر طراحی شوند.
از طرف دیگر مواد مورد استفاده برای ایجاد تجهیزات دندان پزشکی سه بعدی نیز به سرعت در حال پیشرفت و افزایش هستند. درحال حاضر بیشتر اشیا با استفاده از پلاستیک چاپ می شوند؛ درحالیکه می‌توان مواد ترکیبی مختلفی را پیدا کرد. از چاپ سه بعدی معمولاً در تولید و کاشت تاج دندان استفاده میشود. این فرآیند محصول نهایی را به گونه‌ای تولید می‌کند که از دندان‌های طبیعی قابل تشخیص نیست.
ایمپلنت دندان
تولیدکنندگان از فناوری چاپ سه بعدی برای ساخت تکنولوژی های دندان پزشکی از جمله ایمپلنت‌های دندان جدیدی، با سطح متخلخل و یا سخت استفاده کرده‌اند؛ پرینت سه بعدی به عنوان روشی برای تولید دست‌‌های از ایمپلنت‌های دندانی پیچیده، قابلیت تولید هندسه‌های پیچیده را به ما میدهد که تنها با تراشیدن ساخته نمی‌شوند؛ هرچند تراشیدن ممکن است برای اصلاح ساختار در صنعت دندان پزشکی استفاده گردد.
مدل‌های دندان برای دندانپزشکی ترمیمی
روند استفاده از اسکنرهای داخل دهان به این صورت است که دندانپزشک‌ها، برای ساختن مدل فیزیکی از فکی که اسکن شده است، به پرینت سه بعدی نیاز دارند.
با اینکه امروزه الزامی به چاپ مدل اصلی نیست، اما چاپ مدل اصلی می‌تواند برای جنبه‌های متعارف ساخت یک ترمیم کننده، مانند اضافه کردن روکش استفاده گردد؛
اطلاعات مدل بیمار ممکن است بصورت دیجیتالی بایگانی شده باشند و فقط در صورت لزوم و جهت کاهش نیازهای ذخیره سازی چاپ شوند.
آینده صنعت دندانپزشکی با پرینت سه بعدی
پرینت سه بعدی تجهیزات دندان پزشکی که سه دهه از عرضه‌ی آن می‌گذرد، درحال متحول ساختن دندانپزشکی است. انتظار می‌رود که بازار محصولات چاپ سه بعدی در حوزه دندانِپزشکی تا اواخر سال 2025 به 930 میلیون دلار برسد.
تولید محصولات تکنولوژی های دندان پزشکی با پرینت سه بعدی، زمانبر و گران قیمت است؛ اما برای آماده سازی و تحویل محصولاتی مانند نگهدارنده‌ها و محافظ‌ها، زمان صرف شده توسط پرینتر سه بعدی بسیار کمتر از روش‌های ساخت سنتی است. فناوری چاپ سه بعدی، درآینده فرایندهای تولید را بهبود خواهد بخشید و گستره وسیع‌تری از مواد را در برخواهد گرفت تا خدمات قابل ارائه خود را گسترش دهد.
پرینت سه بعدی، توانایی تولید محصولات چندگانه را تنها با استفاده از یک دستگاه دارد. همچنین می‌تواند محصولاتی با کمترین زمان پرداختکاری بعد از تولید نهایی تولید کند که منجر به افزایش انعطاف و کارآمدی آنها میشود. چاپ سه بعدی درآینده فرایند غالب تولید محصولات صنعت دندان پزشکی خواهد بود.
