一張圖看懂傳統(tǒng)技術(shù)、CNC加工和3D打印在義齒工藝中的應(yīng)用

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隨著年齡的增長(zhǎng)，一些老年人的牙齒會(huì)慢慢的脫落，即使不脫落也慢慢退化了，硬的食物咬不動(dòng)，酸的食物受不了，這時(shí)候就需要戴上義齒了。義齒就是人們常說的“假牙”。就像把“假腿”、“假肢”稱為“義肢”一樣，“義齒”的意思就是指為人類盡“義務(wù)”的牙齒。

傳統(tǒng)的義齒加工離不開牙科技師們制作蠟?zāi)：丸T造牙冠的手工技能，這樣的制作方式導(dǎo)致了居高不下的義齒返工率，不僅降低牙科技工所的工作效率，還降低了患者佩戴義齒的舒適度。相比高度依賴人工的傳統(tǒng)義齒加工方式，數(shù)字化牙科技術(shù)以掃描、軟件、自動(dòng)化加工設(shè)備替代了大量手工勞動(dòng)，推動(dòng)義齒加工從勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)為科技型產(chǎn)業(yè)。

數(shù)字化牙科技術(shù)主要分為減材制造（CNC加工技術(shù)）和增材制造（3D打印）。本期，與網(wǎng)友一起了解一下數(shù)字化牙科技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢(shì)，CNC 加工和金屬3D打印技術(shù)各有哪些獨(dú)特之處。

手工？機(jī)床？還是金屬3D打印？

在本期的“一張圖”中所展示的義齒工藝流程，是以烤瓷牙金屬牙冠的生產(chǎn)為例的。烤瓷牙是牙齒修復(fù)時(shí)常用的一種義齒修復(fù)體。出于對(duì)義齒硬度的考慮，大部分烤瓷牙是由金屬內(nèi)冠和外部的烤瓷部分組成的。金屬內(nèi)冠制作的是否精密，將直接關(guān)系到烤瓷牙佩戴者的舒適度。

“一張圖”

傳統(tǒng)加工方式— 人工為主導(dǎo)

通過傳統(tǒng)手工技術(shù)制造義齒金屬內(nèi)冠，首先是根據(jù)患者的口腔印模灌注出石膏模型，然后用根據(jù)石膏模型制作出烤瓷牙的蠟型。接下來進(jìn)入到金屬內(nèi)冠的失蠟鑄造工藝，主要包括鑄道安裝、包埋、失蠟、鑄造四個(gè)步驟。最后，經(jīng)過表面處理、飾面工藝最終完成烤瓷牙的制作。

制造蠟型的蠟在加工過程中容易收縮變形，在接下來的金屬內(nèi)冠鑄造工藝中，由于是熱加工，金屬會(huì)產(chǎn)生變形。由于這些因素導(dǎo)致的偏差，將會(huì)給佩戴者帶來不舒適感。一旦需要返工，則將增加加工成本和患者的椅旁時(shí)間。傳統(tǒng)的義齒加工過程主要依靠牙科技師個(gè)人技能和經(jīng)驗(yàn)，屬于一種勞動(dòng)密集型工作。

CNC 加工— 適合多種材料

CNC 加工技術(shù)讓義齒加工進(jìn)入到了數(shù)字化制造技術(shù)階段。從上圖中B圖我們可以看到，使用CNC 加工技術(shù)制造義齒金屬冠沒有經(jīng)過人工制造蠟型和失蠟鑄造牙冠的過程，取而代之的是數(shù)字化口腔模型掃描、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和自動(dòng)化的牙冠切削流程。

在這一過程中，控制產(chǎn)品精度的任務(wù)將全部交給數(shù)字化的掃描、設(shè)計(jì)和加工設(shè)備，人工不需要做過多的判斷和考慮。由此，金屬牙冠的精度得到保障，讓患者擁有一顆高度定制的、舒適的烤瓷牙成為現(xiàn)實(shí)。在加工材料方面，CNC 設(shè)備除了加工鈦、鈷鉻合金等金屬材料之外，還可用于加工氧化鋯、玻璃陶瓷等牙科材料。

金屬3D打印— 高材料利用率

從上圖中的C圖我們可以看到，金屬3D打印技術(shù)與CNC 加工技術(shù)的牙冠加工流程非常類似。在口腔模型之后，金屬牙冠的生產(chǎn)全部是由數(shù)字化技術(shù)來完成的。那么，兩者之間有沒有什么不同之處呢？ 讓我們通過西安鉑力特公司的數(shù)據(jù)和案例了解一下。

CNC 機(jī)床在加工金屬牙冠時(shí)，需要使用刀具在一塊金屬坯件上將金屬牙冠銑削出來。一塊用于CNC技術(shù)切削的金屬盤平均價(jià)格在1200元左右，可切削30-40個(gè)單位，加工時(shí)間為5-6個(gè)小時(shí)，每個(gè)單位材料成本約30元。

3D打印的金屬牙冠

在上圖中我們看到的金屬牙冠是通過選擇性激光熔化（SLM）金屬3D打印設(shè)備制造的。每個(gè)單位材料成本僅需5-7元。從這個(gè)角度來看，金屬3D打印技術(shù)在牙冠生產(chǎn)成本和效率上的優(yōu)勢(shì)更為突出。包括CNC加工技術(shù)和3D打印技術(shù)在內(nèi)的數(shù)字化牙科技術(shù)正成為義齒加工的主流技術(shù)。

另外值得一提的是，3D打印蠟?zāi)；蛘哂糜谔娲災(zāi)５?D打印樹脂模型也被應(yīng)用在牙冠的鑄造中，這些技術(shù)也帶有數(shù)字化的特點(diǎn)。每一種不同的數(shù)字化牙科技術(shù)各有千秋，未來這些技術(shù)是并駕齊驅(qū)，還是會(huì)出現(xiàn)某種技術(shù)獨(dú)占鰲頭的局面，讓我們共同來保持關(guān)注。

不過可以肯定的是，3D打印技術(shù)已經(jīng)改變了整牙行業(yè)，包括上文提到的金屬打印義齒，還有隱形矯正。并且新技術(shù)的到時(shí)勢(shì)必會(huì)降低整個(gè)整牙行業(yè)的費(fèi)用。

本文部分內(nèi)容來源于3D科學(xué)谷

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