В новой статье предлагается использовать технологию послойного наплавления гранул на основе переработанных полимеров, что может сделать стоматологические и ортодонтические модели дешевле и экологичнее.
Большинство современных лабораторий, занимающихся печатью зубных дуг, используют фотополимерные смолы, полученные с помощью процессов SLA или DLP. Они обеспечивают превосходную детализацию и гладкие поверхности, что важно при термоформовке прозрачных элайнеров или вакуумной формовке ретейнеров на основе модели. Однако, компромиссы заключаются в более высокой стоимости материалов, липкой постобработке с использованием растворителей и образовании отходов, с которыми сложно бороться.
Представляем технологию послойного гранулирования (Fused Granular Fabrication, FGF), вариант технологии FFF, при котором полимерные гранулы подаются непосредственно через шнековый экструдер. Этот подход полностью исключает использование нити, что позволяет применять обычные или переработанные гранулы и, как правило, обеспечивает гораздо более высокие скорости потока. Гранулы могут быть в 10 раз дешевле нити и, безусловно, дешевле смолы. Исследователи изучали, может ли их метод создавать функциональные стоматологические и ортодонтические модели из переработанных полимеров, одновременно улучшая показатели стоимости, производительности и экологичности.
Экструзия гранул сочетается с точностью, необходимой для стоматологии.
С механической точки зрения, технология FGF довольно проста: экструдер с нагреваемым шнеком перерабатывает гранулы и проталкивает расплав через сопло. По сравнению с технологией FFF, она позволяет использовать сопла большего диаметра и более высокие скорости нанесения, но добиться тонких деталей и качественной обработки поверхности сложнее: обычно получаются шероховатые поверхности. В этом и заключается проблема для моделей зубов. Дуги включают тонкие межзубные промежутки и четкие детали, и любые линии слоев могут нарушить эту детализацию.
В статье описываются эксперименты по использованию переработанных полимеров в процессе FGF для печати стоматологических и ортодонтических моделей, а затем проводится оценка этих моделей по факторам, которые действительно важны для лабораторий: точность размеров, качество поверхности, время печати и экономическая эффективность материала. Хотя исследователи подчеркивают преимущества гранулированного переработанного сырья с точки зрения устойчивого развития, они также признают обычные проблемы FGF — сушку гранул, термоусадку и изменчивость состава переработанных смесей от партии к партии. Конкретные модели принтеров и исчерпывающие данные о допусках здесь не рассматриваются; это скорее исследование осуществимости, чем замена существующим решениям.
Почему это может иметь значение для зуботехнических лабораторий
Преимущества очевидны: гранулы значительно дешевле смолы, и при этом исключается необходимость промывки токсичным изопропиловым спиртом и циклов УФ-отверждения. Если FGF сможет стабильно обеспечивать требуемые стоматологические параметры, машина для производства гранул среднего формата сможет выпускать зубные дуги с низкими затратами и высокой производительностью. Кроме того, расширится и выбор материалов. Можно будет подобрать переработанные смеси PLA, PETG или PP по жесткости или термостойкости, чтобы они выдерживали термоформование без деформации мастер-модели.
Но остается одна серьезная проблема: качество поверхности. Для выравнивания требуются очень гладкие и точные поверхности. Линии слоев будут распространяться через тонкие термоформованные листы, а это значит, что для деталей, изготовленных методом FGF, вероятно, потребуется дополнительный этап сглаживания — галтовка, шлифовка или быстрое нанесение покрытия — что увеличит время обработки. Меньшие сопла и более тонкие слои могли бы помочь, но они также замедляют печать методом FGF. Точность — еще одна проблема. В процессах с использованием смолы обычно обеспечивается повторяемость менее 100 микрон по всей дуге; системам с гранулами потребуется точная калибровка, стабильная температура и сухие гранулы, чтобы соответствовать этим требованиям.
Однако экономические и экологические аспекты трудно игнорировать. Исключение отходов смолы и работы с растворителями упрощает соблюдение нормативных требований и может снизить общую стоимость одной модели. Для крупных ортодонтических клиник, выпускающих сотни зубных рядов ежедневно, может быть целесообразен гибридный подход: использовать технологию SLA/DLP для сложных случаев и переносить изготовление моделей в ячейку FGF, настроенную под геометрию зуба.
Это очень интересный шаг в сторону устойчивого развития для приложения, которое много печатает и много выбрасывает.
Центр 3d печати и 3д сканирования Фидллер в Краснодаре — 3d сканирование, 3d печать, реверс инжиниринг, проекты для ферм 3d печати, обучение, проектирование для строительства. Теперь полный цикл «принцип одного окна». Более 10 лет успешной разработки в сфере аддитивных технологий.
По всем вопросам обращаться (круглосуточно):
телеграм — https://t.me/fidller (лучше max или звонить)
max — https://max.ru/u/f9LHodD0cOIGiBB1zqbYHFbw7XCslKRI5o6aikK4IGNDZtFio4aCgGJ1gUQ
почта — shope@fidller.com
вк — https://vk.com/3d_krd_123
группа в max https://max.ru/join/VFTRpp8v45PETzoL4RDGQi44sSjpSvRz5kDtyeyXiQE
Наши ресурсы:
все о кино тут — https://news.fidller.com
наш магазин — https://fidller.com
мы в телеграм — https://t.me/pechat3dkrd
теперь и max — https://max.ru/join/VFTRpp8v45PETzoL4RDGQi44sSjpSvRz5kDtyeyXiQE
группа 3д печати — https://vk.com/3d_krd_123
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.