Аддитивные технологии в клинической стоматологии. Реферат. Реферат по предмету Быстрое прототипирование и аддитивные технологии по теме Аддитивные технологии в клинической стоматологии

• Название: Реферат по предмету Быстрое прототипирование и аддитивные технологии по теме Аддитивные технологии в клинической стоматологии
• Анкор: Аддитивные технологии в клинической стоматологии
• Дата: 16.03.2022
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: Реферат.docx
• Тип: Реферат; #400162

Министерство науки и высшего образования РФ

ФАГОУ ВО «УрФУ им. Первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Кафедра информационных технологий и автоматизации проектирования


Реферат по предмету «Быстрое прототипирование и аддитивные технологии»

по теме «Аддитивные технологии в клинической стоматологии»
Выполнил студент:

Преподаватель: Кугаевский С.С

Группа: НМТ-201507

Екатеринбург

2021

Оглавление

Введение 3

Преимущества аддитивных технологий 4

Аддитивные технологии в клинической стоматологии 5

О 3D сканировании в стоматологии 6

Материалы для АМ-технологий в стоматологии 7

Технологии 9

Ограничения Аддитивных технологий (на сегодняшний день) 11

Заключение 12

Список литературы 13

Введение

Современные темпы развития промышленности требуют выбора технологий производства, требующих наименьших затрат и выполняемых в кротчайшие сроки. Наряду с новыми и передовыми технологиями можно отметить стремительный рост внедрения аддитивных технологий. Однако наряду с развитием и внедрением существует также ряд проблем, связанных с применением данных технологий. Попробуем разобраться, что же такое аддитивные технологии, чем они отличаются от традиционных и каковы их плюсы и минусы. Под аддитивными технологиями понимают (АМ - Additive Manufacturing, AF- Additive Fabrication) технологии, которые позволяют изготавливать изделия за счет послойного синтеза, или послойного выращивания изделий по цифровой 3D-модели. В отличие от традиционных технологий изготовления деталей методом вычитания материала из заготовки, использование аддитивных технологий подразумевает построение детали путем добавления слоя за слоем до получения готового изделия. Если при обработке по традиционным технологиям обработки деталей отходы материала иногда превышают 70%, то при использовании аддитивных технологий этот показатель стремится к нулю.

Преимущества аддитивных технологий

Улучшенные свойства готовой продукции. Благодаря послойному построению изделия обладают уникальным набором свойств. Например, металлические детали, созданные на 3D-принтере, по своему механическому поведению, плотности, остаточному напряжению и другим свойствам превосходят аналоги, полученные с помощью литья или механической обработки.
Снижение себестоимости. Аддитивные технологии используют практически то количество материала, которое нужно для производства изделия, тогда как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80–85 %. Применение аддитивных технологий позволяет значительно сократить сроки проектирования и изготовления детали (изделия).
Возможность изготовления изделий со сложной геометрией. Оборудование для аддитивных технологий позволяет производить предметы, которые невозможно получить другим способом. Например, деталь внутри детали. Или очень сложные системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (этого не получить ни литьем, ни штамповкой).
Мобильность производства и ускорение обмена данными. Больше никаких чертежей, замеров и громоздких образцов. В основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты на другой конец мира и сразу начать производство.

Аддитивные технологии в клинической стоматологии

В стоматологии аддитивные технологии могут использоваться в различных разделах от изготовления ортопедических конструкций до хирургических лицевых имплантатов. Так, перспективным направлением считается моделирование индивидуальных зубных протезов (коронок, мостов). С помощью 3D принтеров изготавливают инструменты для хирургических вмешательств: скальпели, щипцы, зажимы и т.д., что повышает качество оперативной работы. Возможности аддитивных технологий заключаются в создании конструкций необходимой геометрической формы. В области имплантологи воспроизведение оптимальной текстуры тканей челюсти в шаблонах улучшает процесс остеоинтеграции устройств.

Изготовление хирургических шаблонов 3-D способами нашло широкое применение во многих специализированных учреждениях благодаря способности точного позиционирования инструментов при высоком качестве, обеспеченном аддитивной технологией. При этом сохраняется строгая индивидуализированность каждой детали.

О 3D сканировании в стоматологии

Технологии ЗD-сканирования нужны для конвертирования физических моделей в САО)-файлы для последующего моделирования и изготовления отдельных элементов (зубов, коронок, брекетов, десен, виниров и шаблонов) с помощью АМ
Их достоинства:

— быстрое получение информации и ее обработка,

— комфорт для пациента,

— минимум затрат времени и денег,

— эффективное планирование процедуры и ее упрощение,

— лучшие коммуникации,

— углубленное обучение,

— обзор структуры зубов под разными углами.

Из множества существующих методов сканирования

в стоматологии (доля в 17%) используют методы на основе:

— рентгеновское излучение,

— оптические,

— компьютерная томография,

— лазерное сканирование,

— ультразвуковые,

— магниторезонансные (МРТ).

Материалы для АМ-технологий в стоматологии

Материалы для АМ-технологий в стоматологии можно разбить на несколько групп в зависимости от материала (полимеры, включая смолы и термопластики; керамики и металлы), а также от состояния материала (порошок, нить, жидкость).

1. Полимеры

Термопластики для РГОМ-машин, где нить из термопластика нагревается и выдавливается через фильеру, создавая слой за слоем точную структуру. Примеры пластиков: АВS, РLА (пригодный для внутриорального использования). Иногда в термопластик добавляют биоразлагаемый — полиэстер с биоактивной добавкой (трикальцийфосфат) и используют его в качестве строительных структур (скаффолды) в стоматологии. Восковые материалы применяются как модели для последующего литья по выплавляемым моделям. Фотополимерные смолы используются в оборудовании, где отверждение происходит за счет засветки УФ-излучением или излучением лазера. Фотополимеры дают большой выбор по цвету, жесткости, добавкам разных компонентов. В них добавляют биосовместимые и биоактивные добавки, как, например, nбиоактивное стекло. Фотополимеры можно также использовать вместо восковых моделей для литья высокоточных изделий.
2. Керамики

Используются для производства строительных шаблонов или для керамических протезов. Технологии АМ:

— SLS, в том числе цементных порошков, позволяет получить

структуру, подобную керамике и сравнимую с ней по свойствам;

— экструзия порошков керамики со связующим с последующим

спеканием для получения нужной прочности;

— спекание порошков оксида алюминия с получением структуры

высокой плотности и приемлемой прочности — технология Inkjet

3D-печати.

Можно также изготавливать протезы из порошка оксида циркония

со связующим с последующим спеканием.

К сожалению, изделия из керамики, изготовленные методом спекания (АМ), обладают рядом недостатков, как, например, анизотропия усадки при спекании, видимые слои построения на поверхности изделий. Поэтому их можно использовать только

как строительные шаблоны (скаффолды).

3. Комбинация связующего и порошка

Применяется в технологии инжектирования (Inkjet): в ванну с порошком с высокой точностью наносится в жидком виде связующее с помощью матрицы с множеством сопел. Процесс построения послойный. После завершения построения изделие подвергается термообработке, в результате связующее удаляется, а материал изделия спекается. Используется широкий спектр керамик, металлокерамик.
4. Металлы

В основном речь идет о сплавах на основе титана и СоСг. Никелевые сплавы в протезировании в стоматологии сейчас практически не используются из-за риска аллергии на никель. Титановые сплавы типа Тi6Аl4V идеально подходят для изготовления протезов методом SlS: биосовместимые, обладают высокими механическими свойствами и хорошей способностью к остеоинтеграции имплантатов.

Технологии

При выборе технологии нужно учитывать усадки материала при охлаждении расплава при литье, которые могут привести к нарушению геометрии изделия. Исправить их

постобработкой будет непросто из-за высокой твердости сплава. При металлообработке (ЧПУ) образуется много отходов, возможно и появление напряжений при удалении поддержек, и также нужно учитывать усадки в процессе обработки. АМ-технология снимает большинство из указанных проблем. При этом технология прямого лазерного спекания (DMLS) более предпочтительна по сравнению с SLS.

Наиболее широко используются АМ-технологии при создании биомоделей для диагностики, при обучении планированию и проведению хирургических операций с последующим изготовлением и применением имплантатов.




Также увеличивается количество операций с изготовлением с помощью АМ соответствующих челюстно-лицевых протезов и протезов для черепных реконструкций. Можно до проведения самой хирургической операции протестировать и подогнать с помощью модели протеза будущую готовую реконструкцию и уменьшить время проведения операции на 1—1,5 часа.

В имплантологии настоятельно рекомендуется использовать хирургические шаблоны, которые намного снижают риск возможных операционных осложнений. Точность шаблонов очень высока: отклонение по углу не более 2 градусов, линейное отклонение в пределах 1,1 мм.

Еще одно применение АМ — изготовление скаффолдов (строительных пористых конструкций) для последующей остеоинтеграции, выбор материала здесь является определяющим. Поскольку нужно не только обеспечить высокую точность изготовления и биосовместимость протеза, но и его растворение со временем после прорастания ткани внутрь пористой структуры протеза. АМ позволяет получить мелкоячеистую структуру пор

(размер пор от 300 мкм) с правильным их распределением и размерами, что невозможно для традиционных методов. Интраоральные приложения АМ: изготовление керамических моделей по интраоральному сканированию с последующим изготовлением протезов зубов и колпачков (wax-up); изготовление по технологии SlА полной арки зубов верхней и нижней челюстей, в том числе для обучающих целей.

В целом перспективы применения АМ в стоматологии с учетом

снижения цен на оборудование АМ и материалы, а также с учетом

быстрого и кардинального улучшения технологий смотрятся вполне оптимистично.

Ограничения Аддитивных технологий (на сегодняшний день)

— Эффект слоистости (ступеньки) на боковых поверхностях

изделия;
— невозможность использовать для печати изделий из керамики

из-за высокой пористости;
— воспроизводимость или повторяемость изделий находится пока

на низком уровне;
— необходимость построения поддерживающих структур;
— пока немного компаний— производителей АМ-оборудования,

выпускающих машины специально для стоматологии.

Заключение

Цифровое производство — АМ — сегодня является доминирующим по сравнению с традиционной технологией на основе ЧПУ. Пока АМ достаточно дороги для стоматологии, но в перспективе ожидается значительное снижение стоимости оборудования и материалов, в основном из-за окончания сроков действия патентов на АМ- технологии. Сплав СоСг наиболее подходит для изготовления зубных протезов по технологии АМ в силу своих уникальных свойств: невысокая стоимость, хорошие механические свойства. Из-за высокой твердости и низкой вязкости сплав не используется для литья или ЧПУ-обработки. Минимальные отходы АМ и пассивный характер АМ снимают многие проблемы, связанные с постобработкой напечатанных изделий.

Список литературы

1. Текущее состояние и применение ЗО-сканирования в стоматологии Мохд Джавид, Абид Халим, Лалит Кумар, «Клиническая — эпидемиология и глобальное — здоровье», www.elsilvier.com/locate/cegh

2. Мангано Ф., Гандольфи А. Луонго Дж., Логоццо С. Интраоральные сканеры в стоматологии: обзор современной литературы.

ВМС Oral Health. 2017; 17: 2—11.

3. Эберт Дж., Озкол Э., Цайхнер А. и др.: Прямая струйная печать

зубных протезов из диоксида циркония. / J Dent Res 2009; 88: 673—

676.

4. Тамак Э., Токсавул С., Томан М.: Клиническая маргинальная и внутренняя адаптация CAD / САМ-фрезерования, лазерного спекания и литых металлокерамических коронок. J Proshet Dent 2014; 112: 909—913.

5. Abduol, Lyonk, BennaniV и др.: Каркасы имплантатов с фиксацией винтами, изготовленные различными методами: систематический обзор.

Int J Prosthodont 2011; 24: 207—220.