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stampanti 3d copertina

Come scegliere la stampante 3D più adatta a te

L’odontoiatria digitale è l’attività verso cui studi dentistici e laboratori odontotecnici si stanno muovendo da anni. E’ un ambito in cui i flussi di lavoro si trasformano da tradizionali a digitali, in cerca di risparmio dei tempi di produzione, ottimizzazione dei costi e standardizzazione della qualità

 

Ξ  Stampante 3D nel settore dentale


Il settore dentale è ideale per le applicazioni della stampante 3D: modelli, bite, dime chirurgiche, provvisori, basi full-denture, prototipi in resina calcinabile, prove estetiche, porta impronte, sono tutti elementi che il tecnico può produrre ‘in casa’ in maniera rapida, mantenendo invariata la qualità artigianale ma investendo in riproducibilità e riduzione dei tempi di lavorazione.

La tecnologia 3D nel settore dentale si sta velocemente espandendo, trovando terreno fertile in chi ha capito la trasformazione in atto ed è pronto ad adeguarsi.

La stampa 3D non è una prerogativa dei laboratori specializzati ma può anche essere utilizzata dagli stessi studi professionali stampando in tempo reale ciò che il tecnico ha modellato tramite il software CAD.

Il report SmarTech Publishing evidenzia questo trend della stampa 3D nel settore dentale, sottolineando come oggi sia comune per un laboratorio mettere in pratica soluzioni sia sottrattive che additive, in una strategia di flusso digitale.

La crescita annuale del mercato della stampa 3D per il settore dentale registra un +35% per effetto della possibilità di realizzare una varietà di forme complesse in volumi importanti, con utilizzo di svariati materiali.
Nel 2021 la crescita del settore sarà esponenziale. Si quantifica in 3,5 miliardi di dollari il valore dei prodotti dentali che verranno realizzati attraverso la produzione additiva, grazie soprattutto alla realizzazione di sottostrutture di corone PFM, modelli dentali e guide chirurgiche. Le vendite di materiali per la stampa 3D come polveri metalliche e fotopolimeri ammonteranno a 310 milioni $ mentre il service aumenterà di 2,7 miliardi $, con l’Europa in testa.
Entro il prossimo anno, le vendite di software nel settore dentale per stampa 3D raggiungeranno la soglia dei 150 milioni $.

 

 Ξ Come si integra la stampante 3D nel flusso di lavoro quotidiano e quali vantaggi porta ai professionisti dentali


La transizione dal workflow analogico a quello digitale in odontoiatria prevede 3 fasi:

  1. Scansione

  1. Design

  1. Stampa 3D

stampante-3d-flusso

1. Scansione

Può avvenire tramite l’utilizzo di uno scanner intraorale che garantisce ottimi risultati e un processo di lavoro fluido oppure tramite uno scanner ‘da banco’ normalmente da parte dell’odontotecnico. Nel primo caso l’odontotecnico riceverà telematicamente dal medico un file digitale (file .stl), nel secondo caso il medico dovrà spedire fisicamente l’impronta del paziente che dovrà poi essere digitalizzata dall’odontotecnico.

Notare come la digitalizzazione che origina dalla nascita del processo (cioè nello studio del dentista) tende ad accorciare tempi, costi ed errori.

 

2. Design

Il modello scansionato viene importato in software dedicati che consentono di pianificare la chirurgia 3D e i trattamenti ortodontici. I software di trattamento dei dati 3D in odontoiatria sono molti. Noi consigliamo due software in particolare: Exocad e DentalCad.

Exocad

Oltre ad essere uno dei programmi più diffusi al mondo, è in costante aggiornamento, come testimonia la recente uscita sul mercato del DentalCAD 2.4 Plovdiv.

Il software di progettazione Yndetech Designer di exocad® è il cuore del sistema digitale. Permette di progettare il proprio modello con un’interfaccia semplice e intuitiva. Una buona soluzione sia per i neofiti che per gli utenti avanzati di CAD. Anche la versione base è fornita di una vasta gamma di funzioni che permettono di effettuare gran parte delle progettazioni dentali più comuni.

EGS DentalCad

Basato su una tecnologia proprietaria solida e facile da usare, presenta una serie di strumenti automatici in grado di suggerire un flusso di lavoro semplice per accelerare il lavoro quotidiano con alta efficienza. 

Egs DentalCad offre un’ampia scelta di formati di importazione ed esportazione come STL, PLY, OBJ, ASC. Può essere integrato con scanner di terze parti, sia da scrivania che intra-orale. La licenza è ‘perpetua’ e ti consente di continuare ad apprezzarne le caratteristiche e la qualità nel tempo. Puoi trarne profitto senza costi di manutenzione obbligatori. 

 

3. Stampa 3D

I modelli virtuali progettati con software appropriati vengono caricati all’interno di stampanti 3D (che possono essere utilizzate nel laboratorio odontotecnico oppure nello studio odontoiatrico dal medico). Queste macchine consentono di realizzare fisicamente un gran numero di manufatti quali modelli dentali, guide chirurgiche, splints, wax-up, modelli sterolitografici e altro.

 

Ξ  Stampante 3D per odontotecnici e dentisti: quali vantaggi?


Sia i laboratori odontotecnici che gli studi dentistici possono trarre molti benefici dall’utilizzo di una stampante 3D “in-house”.

Laboratori Odontotecnici: una stampante 3D in un laboratorio odontotecnico dà la possibilità di produrre un elevato numero di prodotti dentali con un’elevata precisione, marcata riduzione degli errori umani e una più fluida gestione dei processi. Tra i prodotti che un laboratorio odontotecnico può ottenere con una stampante 3D ci sono le protesi calcinabili, guide chirurgiche, splint, modelli per allineatori dentali, allineatori dentali.

La stampa 3D può essere complementare alle normali frese da laboratorio che consentono di lavorare materiali ormai consolidati per la produzione di corone, ponti, denti provvisori o permanenti.

Uno dei grandi vantaggi offerti dalla stampa 3D è il miglioramento dell’ambiente di lavoro: basta polveri, materiali di scarto e lavorazioni pericolose. La salute prima di tutto. Quella dei pazienti, come quella dei tecnici.

Studi Odontoiatrici: le principali applicazioni che la stampante 3D può svolgere in uno studio odontoiatrico sono sicuramente la produzione di guide chirurgiche paziente-specifiche a disposizione del medico con costi e tempi molto limitati. In questo caso il medico può davvero realizzare in casa un processo completo di chirurgia guidata che parte dalla scansione, passa per la pianificazione software 3D dell’impianto e termina con la stampa, in house, della guida chirurgica da usare direttamente sul paziente.

 

Ξ  Come scegliere la stampante da acquistare


La scelta della stampante 3D da acquistare per il proprio studio o per il proprio laboratorio non è certamente facile né immediata.

Il medico o il tecnico possono ritrovarsi ad avere a che fare con dati, parametri e metri di valutazione e di giudizio che non conoscono adeguatamente bene. Cerchiamo quindi di fare chiarezza.

 

La differenza tra i termini: risoluzione, precisione e accuratezza

Attenzione a questi tre termini: sono quelli che mettono in crisi la scelta di una stampante 3D e la consultazione delle schede tecniche fornite dai rivenditori.

 

Risoluzione

Nella nostra vita quotidiana tutti noi abbiamo avuto a che fare con il concetto di “risoluzione”. Pensiamo alla risoluzione della fotocamera del telefonino, oppure a quella del televisore. Nel caso della stampa 3D, poiché la stampa avviene in tre dimensioni, dovrai considerare almeno due numeri: le dimensioni minime dei dettagli del piano XY e la risoluzione dell’asse Z (spessore dello strato). La risoluzione dell’asse Z può essere determinata facilmente e quindi viene ampiamente indicata, anche se è meno legata alla qualità di stampa. La risoluzione XY è più importante (dimensioni minime dei dettagli) e viene misurata al microscopio, quindi non sempre è presente nelle schede tecniche. In pratica, significa che dovresti scegliere una stampante con buoni valori in entrambe le categorie.

stampante-3d-risoluzione

Nell’immagine sopra, lo stesso elemento stampato con due risoluzioni differenti

Precisione

Per precisione si intende la “ripetibilità” di stampa che una stampante 3D garantisce. Ossia: la capacità che quella stampante ha di produrre una serie di oggetti di dimensioni il più possibile identiche fra di loro. Non è un dato numerico definito sulla scheda tecnica e quindi non entra in gioco direttamente quando si valuta l’acquisto di una stampante 3D.

Tuttavia sarebbe una buona norma quello di fare dei test di stampa di almeno 4 o 5 modelli identici con una stampante e condurre su questi modelli delle misurazioni per verificarne la corrispondenza in termini di misure.

Noi di Yndetech facciamo testare al cliente la risoluzione e l’accuratezza delle parti stampate, proprio perchè siamo sicuri dell’ottimo risultato raggiunto.

 

Accuratezza

L’accuratezza è la capacità di una stampante di produrre oggetti quanto più possibile identici al file 3D che li ha originati.

Anche in questo caso il parametro non è quantificabile con un valore oggettivo e non può essere riportato in una scheda tecnica.

Tuttavia, prima di acquistare una stampante, si potrebbe fare un test di accuratezza stampando un oggetto noto da file 3D. Successivamente si potrebbe effettuare la scansione 3D del modello stampato e confrontarlo con il file originale.

 

stampante 3d accuratezza

Qui sopra un esempio realizzato con la stampante NextDent 5100.

Ξ  La differenza tra: stampanti SLA, DLP, LCD


 SLA (Stereolitografia)

È la capostipite di tutte le tecnologie di stampa 3D a resina. Brevettata nel 1984, implica l’utilizzo di un laser UV che disegna il layer dell’oggetto 3D oggetto sulla resina liquida, solidificandolo.

Normalmente si mantiene il laser UV fisso e si utilizzano specchi mobili (galvanometri) per orientare il raggio laser esattamente dove serve.

La risoluzione di una stampante 3D sull’asse Z dipende sempre dalla precisione del sistema meccanico dell’asse Z, dal firmware e dal software che ne controllano il movimento. Tuttavia, la risoluzione sull’asse XY, sulle stampanti 3D SLA dipende dal diametro del raggio laser.

Le stampanti 3D SLA possono essere più lente poiché la polimerizzazione di uno strato diventa un percorso che il laser deve percorrere in un modo o nell’altro. Più grande o complesso è l’oggetto da stampare, più tempo impiegherà il laser per completare un singolo strato.

stampante 3d SLA

DETTAGLIO

Il dettaglio delle stampanti SLA è dato principalmente dalle caratteristiche del laser e dalla”finezza” con cui esso riesce a muoversi  nello spazio: più si muoverà grossolanamente e peggiore sarà il risultato ottenuto. Allo stesso modo: più è grande il fascio laser minore sarà la qualità della superficie stampata.

Consente di ottenere dei volumi di stampa abbastanza elevati e di disporre di una buona quantità di materiali.

I prezzi non troppo alti, l’area di stampa adeguata alle produzioni odontoiatriche, l’ingombro contenuto della macchina la rendono una delle stampanti 3D più utilizzate nel settore dentale. Lato negativo: sicuramente il tempo di stampa più lungo rispetto alle stampanti DLP.

 

🆅 Area di stampa maggiore

🆇 Caduta di qualità allontanandosi dal centro del piatto di stampa

🆇 Elevati tempi di stampa in proporzione al numero di pezzi da stampare

DLP (Digital Light Processing)

Utilizza un proiettore digitale per proiettare una singola immagine di ogni strato dell’oggetto 3D. La luce emessa da questo tipo di proiettore ha una lunghezza d’onda nel campo UV.

Nel caso delle stampanti 3D DLP, la risoluzione sull’asse XY dipende dalla dimensione dei pixel quadrati. Quindi da un lato, maggiore è la risoluzione nativa del proiettore, maggiore è la risoluzione del livello proiettato.

Tuttavia, anche la distanza focale tra la lampada del proiettore e l’area di stampa 3D è importante. Più ci allontaniamo, più l’area di stampa diventa più grande, ma anche i suoi pixel. Questo è il motivo per cui nelle stampanti 3D DLP è possibile avere risoluzioni diverse corrispondenti ad aree di stampa inversamente proporzionali.

stampante 3d DLP

DETTAGLIO

Il videoproiettore trasmette, strato dopo strato, un’immagine fissa sulla vaschetta di resina fotopolimerica. L’immagine è così composta da un determinato numero di pixel che, nel layer stampato, assumono la forma di un parallelepipedo (voxel). Maggiore è la dimensione dell’area di stampa e minore è la qualità. Immagina di prendere un proiettore e proiettare una foto su un muro bianco: la foto sarà molto più dettagliata se l’area di proiezione è molto piccola, mentre sarà molto meno nitida se l’area di proiezione è molto grande. La stessa cosa avviene nelle stampanti DLP. 

 

🆅 Alta velocità di stampa

🆅 Elevata qualità

🆅 Ottima ripetibilità delle parti stampate

🆅 Qualità di stampa uniforme su tutta l’area

🆇 Area di stampa minore

 

LCD (o MSLA, masked Stereolithography)

Si chiama così perchè lo schermo LCD funziona come una maschera sopra una fonte di luce UV. Lo schermo LCD è costituito da minuscoli pixel che, attivandosi, generano l’immagine corretta dell’oggetto per ogni layer, lasciando passare la luce UV attraverso di essi.

Le tecnologie DLP e LCD tendono ad essere più veloci della SLA, poiché proiettano uno strato completo alla volta. Non importa quanto sia grande o complesso l’oggetto da stampare, solo la sua altezza e la risoluzione Z selezionate influiranno sul tempo di lavoro.

Una risoluzione della stampante 3D MSLA, o più comunemente LCD, sull’asse XY dipende dalle dimensioni dei pixel dello schermo LCD. Risoluzioni dello schermo più elevate significano una maggiore risoluzione XY dell’oggetto stampato in 3D.

stampante 3d LCD

DETTAGLIO

La sorgente luminosa può essere un singolo modulo di LED UV o può essere una struttura più complessa, che comprende lenti in grado di focalizzare la luce in modo più diretto così da illuminare i pixel dello schermo LCD in modo più accurato, aumentando la risoluzione.

🆅 Buona velocità di stampa

🆅 Qualità di stampa uniforme su tutta l’area

🆅 Elevata qualità

🆇 Area di stampa minore

 

Ξ  Conclusioni: i miei 3 consigli per l’acquisto della stampante 3D


Per concludere questa prima parte della serie di articoli “guida” dedicati alla scelta di una stampante 3D per l’Odontoiatria voglio darti 3 consigli utili da valutare prima dell’acquisto.

  1. non fidarti delle schede tecniche, fai delle prove;
  2. non considerare le stampanti da poche centinaia di euro con le promesse, da parte di chi li vende, di stampe miracolose;
  3. cerca di capire le differenze tra i termini risoluzione, precisione e accuratezza.

Se vuoi saperne di più, contattami, sarò felice di aiutarti nella tua scelta.

 

Francesco Grande Yndetech

 

Francesco Grande
CTO @Yndetech

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