上海應用技術大學展出陶瓷材料3D打印，一顆假牙打出來

2017年11月7日，南極熊從解放日報獲悉，第19屆工博會正式開啟，在高校展區(qū)2B008展位，一個個玻璃柜前人頭攢動，里面各種動物造型、“?！弊志€條優(yōu)美，雕工精巧。上海應用技術大學材料科學與工程學院教授趙喆領銜的團隊，在這里展示陶瓷材料3D打印的自主創(chuàng)新技術，該項技術目前最大的應用領域之一在于牙齒打印。

據南極熊了解，趙喆，上海應用技術大學教授，碩士研究生導師。先后就讀于天津大學（本科）和清華大學（碩士，博士）無機非金屬材料專業(yè)。后就職于瑞典斯德哥爾摩大學和瑞典皇家工學院，主持完成了瑞典、瑞士、以及歐盟等多項大型科研項目。2002年曾在國際知名期刊《Nature》上發(fā)表文章。研究橫跨結構陶瓷和功能陶瓷兩大領域，重點研究陶瓷材料中材料顯微結構與材料性能之間的相應關系，同時研究如何利用陶瓷工藝來實現所需要的材料精細顯微結構和材料性能。

打印牙齒，新技術提速增效

打印牙齒，不是新鮮事。近年來，3D打印技術日趨發(fā)達，各種材料特別是金屬與高分子材料的3D打印技術迅速發(fā)展并在工業(yè)界得到廣泛實際應用，在醫(yī)療領域的牙科應用也比較多，只不過以前稱作三維成型。比如應用于金屬牙冠、牙橋、支架的制造等，但相對于金屬3D打印，齒科陶瓷打印卻是件難事。

上海應用技術大學趙喆團隊開發(fā)出基于立體光固化技術（SLA）的高精度工業(yè)級陶瓷材料3D打印機，以及與之相配套的高純氧化鋁、氧化鋯、氮化硅、碳化硅和石膏樹脂等打印材料。這樣的高精度3D打印齒科陶瓷技術與傳統(tǒng)的制備技術相比有何不同？“3D 打印技術也叫增材制造技術，原理是將計算機設計出的三維模型分解成若干層平面切片，然后把打印材料按切片圖形逐層疊加，最終堆積成完整的物體?！壁w喆介紹，3D打印技術出現以前，需要假牙定制者自己咬出牙膜，再送到工廠修理雕刻，制作周期通常較長，而3D打印技術提升了效率。同時，陶瓷打印的最大優(yōu)勢就是對復雜材料、結構、功能、應用的一體化設計與制造，產品壽命相較傳統(tǒng)產品延長一倍。

與醫(yī)療機構攜手研發(fā)應用

“該技術特別適用于對打印精度有高要求的全瓷義齒和首飾加工行業(yè)，目前我們已與上海市第九人民醫(yī)院等多家國內一流醫(yī)療機構和大型義齒加工單位開展合作，技術得到應用單位的高度認可。”趙喆介紹，該技術為完全自主創(chuàng)新，掌握了具有自主知識產權的核心關鍵技術與裝備。舉例來說，造一顆假牙，200層切面一層一層打出來，每層厚度僅50微米，比頭發(fā)絲的一半還細。與此同時，由于掌握了核心技術，其成本也將更加接地氣。

3D打印陶瓷材料，特別是這一技術方向在牙齒打印方面的應用，目前國際上還有奧地利LithoZ、荷蘭Admatec和法國3DCERAM三家商業(yè)企業(yè)在國內銷售設備，國內包括北京十維科技、浙江迅實科技等公司也已經推出設備，而趙哲的底層技術路線不同，在打印精度、材料性能和材料適用性方面都有自己的優(yōu)勢。

“目前，我們的技術合作正在申請相關醫(yī)療許可證書，預計半年后可真正落地服務?！壁w喆說，陶瓷3D打印的成果轉化比較順利，原因是團隊在基礎研究時就注重與應用緊密結合，研發(fā)路線上目標是直接做出最終產品。這項技術的未來不僅僅在一顆牙齒上，其材料強度、工藝精度上的優(yōu)勢，有望在更多醫(yī)學領域發(fā)揮作用，比如應用于骨科的硬組織修復、大尺寸特殊結構骨骼部件的制備等。


來源：解放日報
編輯：南極熊