一張圖看懂傳統(tǒng)技術、CNC加工和3D打印在義齒工藝中的應用

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隨著年齡的增長，一些老年人的牙齒會慢慢的脫落，即使不脫落也慢慢退化了，硬的食物咬不動，酸的食物受不了，這時候就需要戴上義齒了。義齒就是人們常說的“假牙”。就像把“假腿”、“假肢”稱為“義肢”一樣，“義齒”的意思就是指為人類盡“義務”的牙齒。

傳統(tǒng)的義齒加工離不開牙科技師們制作蠟模和鑄造牙冠的手工技能，這樣的制作方式導致了居高不下的義齒返工率，不僅降低牙科技工所的工作效率，還降低了患者佩戴義齒的舒適度。相比高度依賴人工的傳統(tǒng)義齒加工方式，數(shù)字化牙科技術以掃描、軟件、自動化加工設備替代了大量手工勞動，推動義齒加工從勞動密集型產業(yè)轉型升級為科技型產業(yè)。

數(shù)字化牙科技術主要分為減材制造（CNC加工技術）和增材制造（3D打印）。本期，與網友一起了解一下數(shù)字化牙科技術與傳統(tǒng)技術相比有哪些優(yōu)勢，CNC 加工和金屬3D打印技術各有哪些獨特之處。

手工？機床？還是金屬3D打印？

在本期的“一張圖”中所展示的義齒工藝流程，是以烤瓷牙金屬牙冠的生產為例的。烤瓷牙是牙齒修復時常用的一種義齒修復體。出于對義齒硬度的考慮，大部分烤瓷牙是由金屬內冠和外部的烤瓷部分組成的。金屬內冠制作的是否精密，將直接關系到烤瓷牙佩戴者的舒適度。

“一張圖”

傳統(tǒng)加工方式— 人工為主導

通過傳統(tǒng)手工技術制造義齒金屬內冠，首先是根據(jù)患者的口腔印模灌注出石膏模型，然后用根據(jù)石膏模型制作出烤瓷牙的蠟型。接下來進入到金屬內冠的失蠟鑄造工藝，主要包括鑄道安裝、包埋、失蠟、鑄造四個步驟。最后，經過表面處理、飾面工藝最終完成烤瓷牙的制作。

制造蠟型的蠟在加工過程中容易收縮變形，在接下來的金屬內冠鑄造工藝中，由于是熱加工，金屬會產生變形。由于這些因素導致的偏差，將會給佩戴者帶來不舒適感。一旦需要返工，則將增加加工成本和患者的椅旁時間。傳統(tǒng)的義齒加工過程主要依靠牙科技師個人技能和經驗，屬于一種勞動密集型工作。

CNC 加工— 適合多種材料

CNC 加工技術讓義齒加工進入到了數(shù)字化制造技術階段。從上圖中B圖我們可以看到，使用CNC 加工技術制造義齒金屬冠沒有經過人工制造蠟型和失蠟鑄造牙冠的過程，取而代之的是數(shù)字化口腔模型掃描、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和自動化的牙冠切削流程。

在這一過程中，控制產品精度的任務將全部交給數(shù)字化的掃描、設計和加工設備，人工不需要做過多的判斷和考慮。由此，金屬牙冠的精度得到保障，讓患者擁有一顆高度定制的、舒適的烤瓷牙成為現(xiàn)實。在加工材料方面，CNC 設備除了加工鈦、鈷鉻合金等金屬材料之外，還可用于加工氧化鋯、玻璃陶瓷等牙科材料。

金屬3D打印— 高材料利用率

從上圖中的C圖我們可以看到，金屬3D打印技術與CNC 加工技術的牙冠加工流程非常類似。在口腔模型之后，金屬牙冠的生產全部是由數(shù)字化技術來完成的。那么，兩者之間有沒有什么不同之處呢？ 讓我們通過西安鉑力特公司的數(shù)據(jù)和案例了解一下。

CNC 機床在加工金屬牙冠時，需要使用刀具在一塊金屬坯件上將金屬牙冠銑削出來。一塊用于CNC技術切削的金屬盤平均價格在1200元左右，可切削30-40個單位，加工時間為5-6個小時，每個單位材料成本約30元。

3D打印的金屬牙冠

在上圖中我們看到的金屬牙冠是通過選擇性激光熔化（SLM）金屬3D打印設備制造的。每個單位材料成本僅需5-7元。從這個角度來看，金屬3D打印技術在牙冠生產成本和效率上的優(yōu)勢更為突出。包括CNC加工技術和3D打印技術在內的數(shù)字化牙科技術正成為義齒加工的主流技術。

另外值得一提的是，3D打印蠟模或者用于替代蠟模的3D打印樹脂模型也被應用在牙冠的鑄造中，這些技術也帶有數(shù)字化的特點。每一種不同的數(shù)字化牙科技術各有千秋，未來這些技術是并駕齊驅，還是會出現(xiàn)某種技術獨占鰲頭的局面，讓我們共同來保持關注。

不過可以肯定的是，3D打印技術已經改變了整牙行業(yè)，包括上文提到的金屬打印義齒，還有隱形矯正。并且新技術的到時勢必會降低整個整牙行業(yè)的費用。

本文部分內容來源于3D科學谷

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