齒科3D打印應用：黑格科技Cast 2.0材料支架包埋鑄造方案實現(xiàn)又一突破

南極熊導讀：2018年A輪融資3.25億元的中國3D打印應用企業(yè)黑格科技，又一次推出革新傳統(tǒng)齒科應用的新技術——Cast 2.0材料支架包埋鑄造方案。

行業(yè)應用背景：目前，在口腔修復過程中，可摘局部義齒由于費用相對較低，被大部分患者接受，臨床應用較高。但是，義齒加工所一直面臨著可摘局部義齒鋼托采用傳統(tǒng)蠟型包埋鑄造帶來的困難：生產(chǎn)效率不高、工序較復雜、人工成本較高、對技工的要求較高等，急需支架包埋鑄造數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

據(jù)了解，針對越南合作伙伴DADL及廣州合作伙伴KTJ提出的同樣轉(zhuǎn)型需求，黑格科技開發(fā)出一套從數(shù)據(jù)準備、3D打印到包埋鑄造整套工藝的數(shù)字化支架包埋鑄造方案——“Cast 2.0材料支架包埋鑄造解決方案”。

深度解析：齒科3D打印C

ast 2.0材料支架包埋鑄造解決方案

黑格科技將圍繞支架設計-支撐數(shù)據(jù)準備-3D打印支架-包埋鑄造金屬支架-后處理-驗證成品等步驟來進行。在開始之前，需要明確整個過程需要重點解決的問題——
1、支架設計：參數(shù)的選擇，力學的考慮，不同結構的厚度設計，支撐桿的設計；
2、支撐數(shù)據(jù)準備：支撐設計，找到穩(wěn)定的、易去除的支撐參數(shù)；
3、后處理工藝的確認：確定客戶端易操作的、固化后變形率最小的支架固化方式；
4、包埋鑄造：確認合適的包埋料、包埋液、水粉比例、燒結溫度曲線方案；確定鑄道設計技巧、鑄造溫度及時間把控、鑄造用量；

第一階段：支架設計階段
01、數(shù)據(jù)采集
使用3Shape口內(nèi)掃描儀或UltraScan 200模型掃描儀，精準獲取患者口內(nèi)數(shù)字模型。

02、確定就位道
根據(jù)實際情況設置填倒凹角度參數(shù)，確認義齒就位道，利于后續(xù)佩戴時更好就位。

03、設計支架及支撐桿
使用magics DLP Auto Scaffold設計軟件進行支架設計前處理工作。借助仿真方法和應力分析，添加支撐拉桿以削弱固化變形。

第二階段：數(shù)據(jù)準備階段
01、支架排版
導入文件進行支架排版，按打印需求調(diào)整支架擺放位置，盡量多排以提高生產(chǎn)效益。

02、添加支撐
使用materialise設計軟件為紅蠟支架添加支撐，以提供更強的支撐避免變形。

第三階段：3D打印階段
01、Cast 2.0 UV蠟型材料準備
使用黑格科技UltraPrint系列Cast 2.0 UV牙科鑄造專用樹脂進行包埋鑄造。

02、3D打印過程
使用齒科專用機UltraCraft A2D進行打印，3D打印過程需要50到55分鐘。

03、支架后處理
打印出紅蠟支架，進行后處理工作，包括清洗、烘干、去支撐、后固化和送檢程序。

04、支架密貼性檢查及處理
外觀檢驗蠟型紋理、曝光及缺損情況等，適配在牙模上進行觀察，若需要后固化程序，可在應力集中處增加拉桿。

第四階段：包埋鑄造階段
01、設計鑄道
設計主副鑄道，需要注意直徑選取、鑄道與支架接觸角度、鑄道口高度。

02、包埋料選取及包埋
選擇匹配的包埋料和包埋液，調(diào)整好水粉比例及燒結溫度曲線，然后使用真空攪拌機、振蕩器完成包埋。

03、燒圈和鑄造金屬
鑄圈達到溫度標注后開始鑄造。

04、出爐冷卻
鑄造完成后出爐冷卻，沖砂和打磨拋光。

05、沖砂及打磨拋光
噴砂要干凈，切除鑄道要到位。打磨好后進行高度拋光，如圖是鋼托打磨前的狀態(tài)。

06、佩戴就位檢驗
進行就位測試，測試成品是否合格的三大評判標準（以廣州KTJ為例）

• 大連接體的密貼：支架固化后，佩戴牙模檢查，用手按壓大連接體無明顯感覺形變和對應側撬動，貼合面無空隙；
• 卡環(huán)位置密貼：卡環(huán)與牙齒接觸面貼合，邊緣無松動翹起；鑄造成型后就位輕松，松緊度合適；
• 鑄件表面光滑，觸摸無明顯顆粒感及倒刺；
  

新方案的5大效益

黑格科技搭建數(shù)字化應用和智能設備生產(chǎn)流程，打造全套包埋鑄造的解決方案，革新了鑄造流程和生產(chǎn)，以下從五大方面分析這個方案帶來的效益——

01先進數(shù)字化處理--極大地縮短工藝流程
應用3Shape口腔掃描儀/UltraScan 200倉掃設備采集數(shù)據(jù)、黑格科技Ultra-Hub和Ultra-Net數(shù)據(jù)化管理平臺系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理和傳輸、先進的數(shù)字化前處理技術，免去了填倒凹設計、手工雕蠟等傳統(tǒng)鑄造流程，縮短了工藝流程。

▲傳統(tǒng)鑄造流程VS黑格數(shù)字化包埋鑄造流程

02數(shù)字化3D打印-加快企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
使用3D打印齒科專用設備UltraCraft A2D進行打印，提高支架鑄造精確度；智能剝離技術讓打印全程可控，實現(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定性、提高打印成品率。搭配HeyGears UltraPrint Cast 2.0 UV齒科系列專用鑄造蠟型材料，燃燒后無殘留，即使在大批量鑄造中也穩(wěn)定可控，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

03創(chuàng)新工藝--大幅度提升產(chǎn)能

使用magics DLP Auto Scaffold設計軟件添加支撐切片打印，支撐一鍵生成，去除方便，殘留少；增設應力分析和杠桿設計，保證固化后的良好密貼性同時，以提供更強的支撐避免變形。按照RPD效率計算，一臺A2D打印設備每板可放置3-5個鑄造支架，需要50min 至 55min打印，按每天8小時計算，單臺設備可以打印30-45個支架，生產(chǎn)效能大幅度提升；

04全套方案--降低成本，提升整體工作效能
除了提高成品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效能，還能間接降低各種運營成本；節(jié)省不必要的材料，降低倉庫壓力；避免人工失誤，填補技工師傅的人才缺口；有效從源頭上減少污染，還原一個現(xiàn)代化干凈整潔的生產(chǎn)環(huán)境。同時，黑格科技還為客戶提供健全的人員技術培訓，確保全套包埋鑄造解決方案能夠在客戶端順利落地并快速推進。

05拓展應用--幫助客戶實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)
此次支架包埋鑄造項目從數(shù)據(jù)設計、后處理、包埋鑄造，到最終輸出產(chǎn)品，黑格科技確定了整個支架包埋鑄造流程中的關鍵參數(shù)，幫助Lab端實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)，極大提高Lab端的工作效率。

廣州KTJ客戶全程參與并充分肯定了支架包埋鑄造的實驗結果，黑格科技這一創(chuàng)新支架包埋鑄造方案更多以原理為導向，形成標準規(guī)范化的指導操作流程，將會更好地輸出數(shù)據(jù)，給到其他客戶借鑒使用。