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

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

行業(yè)應(yīng)用背景：目前，在口腔修復(fù)過程中，可摘局部義齒由于費(fèi)用相對較低，被大部分患者接受，臨床應(yīng)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(fù)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(zhǔn)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(shè)計(jì)-支撐數(shù)據(jù)準(zhǔn)備-3D打印支架-包埋鑄造金屬支架-后處理-驗(yàn)證成品等步驟來進(jìn)行。在開始之前，需要明確整個過程需要重點(diǎn)解決的問題——
1、支架設(shè)計(jì)：參數(shù)的選擇，力學(xué)的考慮，不同結(jié)構(gòu)的厚度設(shè)計(jì)，支撐桿的設(shè)計(jì)；
2、支撐數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：支撐設(shè)計(jì)，找到穩(wěn)定的、易去除的支撐參數(shù)；
3、后處理工藝的確認(rèn)：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(rèn)合適的包埋料、包埋液、水粉比例、燒結(jié)溫度曲線方案；確定鑄道設(shè)計(jì)技巧、鑄造溫度及時(shí)間把控、鑄造用量；

第一階段：支架設(shè)計(jì)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(zhǔn)獲取患者口內(nèi)數(shù)字模型。

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

03、設(shè)計(jì)支架及支撐桿
使用magics DLP Auto Scaffold設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行支架設(shè)計(jì)前處理工作。借助仿真方法和應(yīng)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(zhǔn)備階段
01、支架排版
導(dǎo)入文件進(jìn)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(shè)計(jì)軟件為紅蠟支架添加支撐，以提供更強(qiáng)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(zhǔn)備
使用黑格科技UltraPrint系列Cast 2.0 UV牙科鑄造專用樹脂進(jìn)行包埋鑄造。

02、3D打印過程
使用齒科專用機(jī)UltraCraft A2D進(jìn)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(jìn)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(yàn)蠟型紋理、曝光及缺損情況等，適配在牙模上進(jìn)行觀察，若需要后固化程序，可在應(yīng)力集中處增加拉桿。

第四階段：包埋鑄造階段
01、設(shè)計(jì)鑄道
設(shè)計(jì)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(jié)溫度曲線，然后使用真空攪拌機(jī)、振蕩器完成包埋。

03、燒圈和鑄造金屬
鑄圈達(dá)到溫度標(biāo)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(jìn)行高度拋光，如圖是鋼托打磨前的狀態(tài)。

06、佩戴就位檢驗(yàn)
進(jìn)行就位測試，測試成品是否合格的三大評判標(biāo)準(zhǔn)（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(yīng)側(cè)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(yīng)用和智能設(shè)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(jìn)數(shù)字化處理--極大地縮短工藝流程
應(yīng)用3Shape口腔掃描儀/UltraScan 200倉掃設(shè)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸、先進(jìn)的數(shù)字化前處理技術(shù)，免去了填倒凹設(shè)計(jì)、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(shè)備UltraCraft A2D進(jìn)行打印，提高支架鑄造精確度；智能剝離技術(shù)讓打印全程可控，實(shí)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(shè)計(jì)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(shè)應(yīng)力分析和杠桿設(shè)計(jì)，保證固化后的良好密貼性同時(shí)，以提供更強(qiáng)的支撐避免變形。按照RPD效率計(jì)算，一臺A2D打印設(shè)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(shí)計(jì)算，單臺設(shè)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(yùn)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(bǔ)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(shí)，黑格科技還為客戶提供健全的人員技術(shù)培訓(xùn)，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(jìn)。

05拓展應(yīng)用--幫助客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)
此次支架包埋鑄造項(xiàng)目從數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、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(guān)鍵參數(shù)，幫助Lab端實(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(dǎo)向，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的指導(dǎo)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。