金属3D打印在口腔活动支架中的应用
专栏:新闻资讯
发布日期:2021-06-28
阅读量:70
作者:瑞通增材
口腔医疗因其横跨健康与美学的特性,被认为是医学与消费的“交叉地带”之一,随着中国国民经济的快速增长,人民消费水平持续提高,国内口腔医疗产业近年来发展迅猛,行业受关注度、热度也随之不断攀升。作为世界上最大的工业国与单一消费市场,中国及其口腔医疗产业在未来具有广阔的发展空间和极大的发展潜力。



 口腔行业现状 


口腔医疗因其横跨健康与美学的特性,被认为是医学与消费的“交叉地带”之一,随着中国国民经济的快速增长,人民消费水平持续提高,国内口腔医疗产业近年来发展迅猛,行业受关注度、热度也随之不断攀升。作为世界上最大的工业国与单一消费市场,中国及其口腔医疗产业在未来具有广阔的发展空间和极大的发展潜力。

2020年,受新冠疫情影响,全球口腔医疗产业遭遇了前所未有的挑战。面对挑战和机遇并存的后疫情时代,无数口腔医疗产业从业者提出了同一个问题:疫情对中国口腔医疗产业究竟造成了什么影响?
本文的重点将从义齿加工产业角度进行阐述:


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作为口腔产业的上游支柱之一,义齿加工厂的运作模式早已经不是劳动密集型,随着CAM/CAD技术、口扫、CBCT等数字化设备的广泛应用,义齿制作的时间大幅缩短,义齿加工俨然成为了技术和资金密集型行业,将进一步朝精细化、专业化方向发展。

传统的义齿加工离不开牙科技师们制作蜡模和铸造牙冠的手工技能,这样的制作方式导致了居高不下的义齿返工率,不仅降低了牙科技工的工作效率,还降低了患者佩戴义齿的舒适度。

相比高度依赖人工的传统义齿加工方式,数字化牙科技术以扫描/软件/自动化加工设备替代了大量手工劳动,推动义齿加工从劳动密集型产业转型升级为科技型产业。数字化技术开始应用之后,金属3D打印应用到了义齿生产中,省掉了大量中间环节,减少了人为误差;蜡型、形态、设计的厚薄、连接体的大小、咬合的高低、邻接的松紧情况,都能通过数字化的技术和辅助手段监控到,并且及时给予错误提示。




 口腔活动支架行业从业现状 


就目前整体环境来看,口腔技师在社会上被定义成一个边缘性职业。在口腔这个行业里,技师的地位和作用似乎也很边缘化。当前我国口腔技师行业刚刚处于起步阶段,大多数还是采用师傅带徒弟的培养方式,人才缺乏,工作不被尊重,收入待遇有待提高,如此等等,也都直接或间接造成了口腔技师行业的相关问题。


1、技术人员流失严重,行业发展受限

口腔技师是对实践和操作有较高要求的领域,当下也正值行业急速发展的阶段,急需建设技师人员队伍,加大行业从业规模。然而由于传统印模工作环境不佳,影响员工健康,造成技师流失率高。如此,不仅造成当下几乎无人可用的窘境,更令人堪忧行业未来的生存基础。


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2、内外原因,导致招聘难度大

内部原因:一方面是求职者与企业招聘要求不匹配,另一方面则是企业薪酬福利等现实原因和求职者预期不匹配。

外部原因:一是我国总体的劳动力供给呈下降趋势,调查显示,从2012年开始,劳动年龄的人数呈持续下降,年均减少高达300万人以上,而且减少幅度在增加。二是劳动者受教育的程度越来越高,他们对于工作的要求也相应提高,制造业普遍劳动强度较大、约束较多,吸引力不高,导致了技师用工短缺。

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▲ 据近日《人民日报》调查数据显示,接近75%的企业招不到技术人员



3、行业新鲜血液注入锐减

据调查显示,一个普通口腔技师的工资在3000-6000元/月,加上口腔技师需要承担大量一线制作工作,许多人在还没入行时,就放弃了成为口腔技师的道路,转投其它更为轻松或薪酬更高的专业了,这也就直接导致了该行业新鲜血液的注入锐减。此外,技工培训周期长、待遇低,也是造成人才断层重要原因之一。


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▲ 口腔技师是一份十分需要耐心和精细作业的工作,不受年轻人青睐



4、用人成本水涨船高,企业利润空间进一步压缩

据广东省最新发布的人工成本报告来看,职业技能用人成本最高接近9000元/月,但是受疫情影响,大多数企业的利润是呈下降趋势的。如何在保证人员稳定的情况下,增加利润,是需要面对解决的现实难题。

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▲ 据《中国灵活用工发展报告(2021)》蓝皮书:超过75%的企业有降低用工成本的需求



5、技师水平参差不齐,时效质量均难保障

义齿制作每一个程序以及微小细节处理,都取决于技师的手艺与经验,所以不仅在制作时间上难以保证时效,在工艺和患者佩戴上,也会受到其个体制作上技术差异的影响。


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▲ 图源网络/各口腔技师正在忙碌工作的场景


在这样一个特殊的时间段,如何顺势而为,调整企业的人才战略、发展战略,是每个企业都会面临、亟待解决的问题。数字化、智能化,是风口处的一个转机。




 活动支架采用数字化之后的情况 


1、扫描设计

传统活动支架由技师手工上蜡包埋铸造完成,具有技师技术水平依赖性;数字化设计更具灵活性,流程简单便捷,设计的支架贴合度高,曲线更加完美,卡环合理美观。

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针对3D打印的技术特征,数字化设计活动支架时,部分结构参数应根据设备、材料等适当调整,以设计并打印出美观、容易就位且贴合度高的产品。


2、排版

基于SLM金属3D打印原理,影响活动支架打印质量和效率具有其特殊性,在前期数据处理过程中,添加和去除支撑的具体操作,将影响活动支架的精度;如何摆放活动支架的角度,则会影响其佩戴密贴度和成型效率。针对活动支架3D打印的特殊性,我公司开发专用的3D打印处理软件对支架数据进行前处理,实现高效便捷的排版操作。

▶  打开打印平台,导入所需的stl格式文件。


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▶  调整支架摆放角度,使佩戴面朝上,花纹面朝下,在主体佩戴面翻转角度不超过中轴线的前提下,支架尽量立高,减少悬垂面以减少支撑对支架花纹的破坏。

▶  摆放支架到平台范围内,只要零件在三维空间没有碰触,可尽量紧密地摆放零件,最后可通过“碰撞检测”检查是否有支架相互碰触。


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▶  添加线型、柱状辅助支撑。逐一选择支架零件,进入手动支撑,描绘支架舌板、中额杆、基牙金属板等部位的边缘位置,创建为新的支撑面,点击线型支撑脚本生成线支撑,在零件最处、网状结构等添加一些柱状支撑,以加强零件与基板的连接,防止翘动形变。

▶  添加加智能支撑。合并所有零件后(保留现有支撑),点击支撑智能支撑脚本,对所有零件生成支架专用的智能支撑。 


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▶  3-5秒即可生成切片。整个数据处理流程花费不到30分钟。


3、打印

瑞通增材的DUAL-150金属活动支架专用设备,在保证打印零件的精度的前提下,双激光同时工作,打印效率对比单激光可提升30-40%,15-17个金属支架的打印时间仅需3小时,可适用于钴铬合金、TC4钛合金、TA1纯钛等金属粉末的打印成型,安全高效。


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DUAL-150设备可自动实现开启循环、充入保护气、检测氧含量等操作,当氧含量低于预设阀值后,设备自动开始打印。打印过程中,如出现氧含量过高、激光器报警、电机报警、临时断电等状况时,设备自动监测停止并可实现断定续打,将外部不稳定因素纳入设计范围,从而减少打印失败率。


4、热处理

使用吸尘器吸除支架表面粉末后,放入热处理炉,调用对应金属材料的热处理工艺,对金属支架进行应力去除。钴铬合金一般使用1050°C保温1小时的热处理工艺、TC4钛合金和TA1纯钛一般使用550°C保温1小时的热处理工艺,热处理总耗时约3小时,可得到弹性良好、变形率极低的金属支架。


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 ▲ 左:纯钛支架热处理后  右:钴铬支架热处理后


5、打磨抛光

对于SLM技术,经过优化设置的支撑结构既能保证支架在打印过程中不发生变形,又能在后续环节容易去除。仅需使用切口钳轻轻夹钳即可去除线状、网状、加强杆等支撑,也可借助手磨砂轮片去除较长加强杆。3D打印活动支架的佩戴面一般光顺无砂眼等缺陷。

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等离子抛光机可完全替代后续的传统手工抛光环节,可完成支架的抛光,一步到亮;高效便捷,极大缩减了人工成本。


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针对钴铬合金支架,最后还可通过20分钟的高分子抛光处理,使支架细节亮度进一步锐化,达到极致亮度的镜面效果。


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瑞通增材立足于齿科行业3D打印技术应用,志在发展成为口腔全线方案营运商,不仅在金属3D打印设备研发上推陈出新,还提供数字化设计与培训、产后处理解决方案等技术服务,本期通过分享的双激光DUAL-150金属打印机在口腔活动支架中的应用,与口腔界专业人士共同探讨金属3D打印全套数字化解决方案优异可行性,一起为深入推进齿科数字化发展添砖加瓦,同时,瑞通增材也在积极为后疫情时代下,口腔行业的健康发展提供新思维和新途径。






 关于我们 


广州瑞通公司成立于1997年,是一家以数字化口腔正畸,3D打印,医疗服务创新为技术核心,集自主研发生产和销售于一台的高新技术企业。公司拥有二十多年的激光设备制作经验,是国内最早将金属3D打印技术应用于齿科行业的企业;经过20多年的发展,瑞通增材的金属3D打印技术处于行业领先地位,是广东省高新技术企业,口腔3D打印行业标准制定单位之一,荣获广东省科技进步二等奖,并通过了一系列认证:包含国内ISO9000,欧盟CE及ROHS,北美FCC及IC等;拥有国内发明专利4项,外观专利3项,计算机软件作品著作权12项,实用新型项目25项。

与国内近1000家义齿厂建立深度合作,锦冠桥义齿、富乔义齿、华新义齿、卓越义齿、速诚义齿、康隆义齿丽尔美义齿等,设备出口至50多个国家,全球正在投入使用的金属3D打印设备超过500台,设备销量在行业内遥遥领先,独占鳌头,是中国义齿行业3D打印设备制造领域当之无愧的龙头企业。

数字化、智能化是义齿制造行业的未来发展趋势:3D打印作为一种带有显著数字化特殊的制造技术,是口腔数字化加工链条中的重要一环,瑞通将始终保持义齿3D打印技术的专业性,并积累丰富的支架、牙冠设计经验;公司立足设备制造,逐渐发展成为“齿科数字化方案全栈运营商”,建立瑞通数字化设计管理平台,为义齿厂提供设备、数据处理、设计、软件、操作培训和售后服务全流程服务。





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