隱形矯正器制造領(lǐng)域，3D打印牙模成為其中不可或缺的制造工具。用戶友好的隱形矯正器設(shè)計(jì)軟件與易于使用的3D打印機(jī)相結(jié)合，促進(jìn)了隱形矯正器技術(shù)的發(fā)展，也使得牙科診所實(shí)現(xiàn)隱形矯正器椅旁生產(chǎn)成為可能。一位在隱形矯正器設(shè)計(jì)及3D打印椅旁應(yīng)用方面富有經(jīng)驗(yàn)的牙科正畸醫(yī)生 Melissa Shotell的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享，她分享了怎樣為隱形矯正器椅旁應(yīng)用選擇所需的設(shè)計(jì)軟件和3D打印機(jī)，以及矯正器制造所需的3D打印牙模在打印時(shí)怎樣就“水平打印”和“垂直打印”做出選擇。

《3D打印與牙科行業(yè)白皮書3.0》-上篇。來源：3D科學(xué)谷

優(yōu)化的CAD/CAM工作流程

軟件與設(shè)備怎樣選？

軟件的可用性與工作流程的簡(jiǎn)單性對(duì)于推動(dòng)椅旁應(yīng)用是非常關(guān)鍵的，用戶界面已迅速成為選擇軟件或3D打印機(jī)時(shí)的主要定義屬性之一。

在隱形矯正器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一些公司投入大量精力來開發(fā)易于使用的軟件。而軟件與打印機(jī)的集成方式通常是打印機(jī)可用性的關(guān)鍵方面。

SprintRay 軟件截圖。來源：FAST Track

在選擇隱形矯正器設(shè)計(jì)軟件或3D打印機(jī)時(shí)，重要的是要考慮兩者之間如何協(xié)同工作，也就是需要了解打印軟件（CAM）如何與設(shè)計(jì)軟件（CAD）一起工作。CAM軟件控制打印機(jī)和實(shí)際的3D打印過程，其中CAD軟件是啟動(dòng)牙齒模擬運(yùn)動(dòng)并創(chuàng)建牙齒模型的軟件，牙齒模型被用于制造隱形矯正器。CAM 與CAD 一起工作的過程，被稱“ CAD / CAM”或“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造”。

uLab軟件截圖。來源：FAST Track

當(dāng)CAD 與CAM 協(xié)調(diào)并潛在地連接在一起時(shí)（如uLab軟件截圖所示），無縫的工作流程可以增強(qiáng)3D打印應(yīng)用的簡(jiǎn)單性。當(dāng)CAD軟件允許用戶校準(zhǔn)其打印樣式以匹配3D打印機(jī)時(shí)，可以進(jìn)行無縫傳輸，用戶通過一些有效的步驟，就能夠進(jìn)行矯正器牙模的3D打印。

ArchformArchform軟件截圖。來源：FAST Track

如Archform軟件截圖所示，CAD軟件還具有自動(dòng)將模型輸出修改為實(shí)體或空心模型的3D打印的功能。此外，Archform 軟件具有設(shè)置牙模水平打印或垂直打印的功能，這一功能使得牙科用戶可以在設(shè)計(jì)治療計(jì)劃時(shí)就設(shè)置牙模的打印方向。uLab軟件的最新版本也新增了牙模垂直打印的功能，在該軟件中，打印方向是在全局設(shè)置功能中選擇的，牙科醫(yī)生可以在打開患者病歷之前針對(duì)每個(gè)作業(yè)進(jìn)行更改。

 水平打印還是垂直打印？

牙模模型水平打印或垂直打印，是一個(gè)備受爭(zhēng)議的話題。根據(jù)牙科醫(yī)生MELISSA SHOTELL醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)，許多臺(tái)式3D打印機(jī)在水平或垂直打印時(shí)，對(duì)于隱形矯正器牙模都足夠準(zhǔn)確，在操作時(shí)怎樣選擇，主要取決與用戶的偏好。而決定用戶偏好的因素雖多，但其中首要原因是3D打印的速度。

在進(jìn)行牙模打印時(shí)，3D打印機(jī)從模型的底部到頂部逐層構(gòu)建打印，水平放置的模型的打印速度應(yīng)比垂直放置的模型的打印速度快。雖然3D打印機(jī)的類型之間存在一些差異，但是通常對(duì)于基于DLP或cDLP 工藝的3D打印機(jī)來說都是類似的。

通常，打印工作是在患者等待治療期間進(jìn)行的，此時(shí)選擇水平打印方式的優(yōu)勢(shì)是可以獲得更快的速度，縮短等待時(shí)間。但3D打印設(shè)備構(gòu)建平臺(tái)的大小有限，不同的牙模打印方向?qū)⒂绊懙矫看未蛴∷軌颢@得的最大數(shù)量。如果模型是垂直打印的，則它們的占地面積較小，可以在一個(gè)打印循環(huán)中打印更多數(shù)量的模型。

可見層線增加。來源：FAST Track

在打印質(zhì)量方面，垂直打印通常會(huì)導(dǎo)致前牙面部的可見層線增加。這與水平打印相反，水平印刷通常在后牙的咬合表面和前牙的舌表面上產(chǎn)生可見的層線。這些現(xiàn)象是3D打印設(shè)備中的DLP投影機(jī)將樹脂分層形成象素的結(jié)果，盡管這種外觀不會(huì)影響最終制造出來的隱形矯正器的質(zhì)量，但有的患者可能會(huì)介意因此而帶來的外觀問題。

有的3D打印機(jī)在牙模產(chǎn)量提升方面做了優(yōu)化，例如Nextdent 5100 能夠?qū)崿F(xiàn)牙模的自動(dòng)堆疊打印，這一功能可通過內(nèi)置的3D Sprint軟件得以實(shí)現(xiàn)。堆疊打的功能將打印速度與打印的準(zhǔn)確性相結(jié)合，能夠滿足大型技工所的生產(chǎn)需求。在MELISSA SHOTELL醫(yī)生的技工室中，兩臺(tái)這樣的打印機(jī)可以在大約兩個(gè)小時(shí)內(nèi)打印多達(dá)40個(gè)型號(hào)。此外，打印機(jī)還具有特殊的平滑功能，可改善垂直打印的牙模所產(chǎn)生的階梯式堆疊外觀。

醫(yī)生手中的堆疊式3D打印牙模。來源：FAST Track

當(dāng)牙科醫(yī)生或技師需要對(duì)模型的水平打印和垂直打印做出決定時(shí)，重要的是選擇基于快速打印所需模型的單獨(dú)打印時(shí)間與大規(guī)模生產(chǎn)所需的大批量打印時(shí)間。選擇軟件并評(píng)估打印選項(xiàng)時(shí)，評(píng)估牙科診所的打印需求非常重要，然后再選擇要用于治療計(jì)劃和隱形矯正器設(shè)計(jì)的軟件。

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