TCMIP-SL: un nuovo processo di stampa 3D ad alta risoluzione e alta velocità

Ogni anno negli Stati Uniti, circa 40 milioni di restauri di denti provvisori avvengono, e i ponti temporanei e le corone usati in queste procedure sono necessari per proteggere i denti di un paziente fino a quando l’hardware permanente è pronto per essere collegato. Questi interventi dentali non sono economici, ma usando  la stampa 3D  per fabbricare i  ponti e coronepossono aiutare a ridurre i costi.

I ponti dentali e le corone più permanenti sono realizzati con materiali come ceramiche, metalli o altri materiali compositi resistenti e richiedono circa due settimane per essere creati, anche se ciò può essere ridotto utilizzando la stampa 3D . Tuttavia, a prescindere dal metodo di produzione utilizzato, i pazienti dentali necessitano di restauri provvisori, in genere fatti di plastica, in attesa che i dispositivi permanenti siano pronti a proteggere i loro denti e impedire loro di spostarsi. Questi sono fatti con gusci che si adattano ai denti originali, o costruiti da zero con stampi, e dovranno essere tagliati un paio di volte nella bocca del paziente prima di essere cementati. Anche con il taglio, questi restauri provvisori possono rompersi a causa dell’uso quotidiano, e uno nuovo deve essere fabbricato, il che mi sembra una colossale perdita di tempo, denaro e fatica.

Non preoccuparti: le tecnologie di progettazione digitale, come la stampa 3D, sono attualmente utilizzate per rendere questa pratica più semplice e meno dispendiosa in termini di tempo. Un gruppo di ricercatori dell’Università della California, Los Angeles ( UCLA ) ha recentemente pubblicato un articolo, intitolato ” Stampa 3D temporanea della corona e del ponte mediante la stereolitografia a proiezione di immagini con maschera a temperatura controllata “, nel giornale Procedia Manufacturing che tratta l’uso di un metodo di stampa 3D SLA per realizzare questi restauri temporanei di denti.

Il diagramma schematico della stampa 3D di una corona temporanea con il processo TCMIP-SL.
L’abstract recita: “Tradizionalmente, la realizzazione di restauri temporanei dei denti deve passare attraverso diversi processi come lo stampaggio, la polimerizzazione e la post-finitura, che richiede una vasta esperienza di dentisti. Inoltre, i restauri temporanei fatti a mano non sono in genere in grado di adattarsi con precisione ai denti del paziente a causa della limitata formabilità del materiale. Per affrontare il problema, una tecnologia di stampa tridimensionale (3D) denominata stereolitografia basata su maschera a proiezione di immagine basata sulla temperatura (TCMIP-SL) è presentata per materiali dentali in questo documento, con l’obiettivo di costruire rapidamente ponti e corone temporanee personalizzati per il suo uso in studi dentistici. Per prima cosa abbiamo studiato le prestazioni di fotopolimerizzazione di materiali commerciali comunemente usati nell’industria dentale. Quindi abbiamo discusso l’effetto della temperatura sulla prestazione di polimerizzazione e la reologia del materiale composito dentale. Sulla base degli studi, abbiamo ulteriormente sviluppato il nostro processo TCMIP-SL integrando un sistema di rivestimento del materiale con riscaldamento controllabile, in modo che il film sottile rivestito di materiale composito dentale possa essere polimerizzato in modo selettivo utilizzando un fascio di luce ad alta risoluzione. Diversi casi di test vengono eseguiti per dimostrare che il processo TCMIP-SL può stampare in 3D materiale per corone provvisorie ad alta viscosità con velocità elevata e alta risoluzione. ”
Il design hardware della stampante temporanea per ponti e corone 3D.
I processi di stereolitografia (MIP-SL) basati su maschera di immagine utilizzano un insieme di piani orizzontali per tagliare un oggetto 3D e ogni sezione viene convertita in un’immagine di maschera 2D. Quindi, un raggio di luce modellato in 2D, controllato da un dispositivo micromirror digitale (DMD), viene proiettato sulla superficie di un materiale fotoinduribile, che viene poi polimerizzato strato per strato per costruire l’oggetto 3D – in questo caso, un provvisorio dentale corona o ponte. Questo processo è ottimo per la stampa 3D di modelli macroscopici con centinaia di strati e materiali compositi come la ceramica multifunzionale sono stati realizzati con successo con MIP-SL.

Sfortunatamente, la tecnologia richiede una lama speciale per ottenere un rivestimento sottile e uniforme di materiali altamente viscosi, che può influire notevolmente sull’efficienza del processo.

Schema schematico del film continuo a strato sottile che si ricopre.
“I materiali dentali provvisori compositi a base di polimeri, che offrono eccezionale resistenza, flessibilità e resistenza all’abrasione, sono ampiamente utilizzati per fabbricare restauri provvisori nell’industria dentale; tuttavia, la scorrevolezza della maggior parte dei materiali compositi dentali è scarsa a causa della sua alta viscosità e può portare difficoltà ai processi di stampa 3D “, hanno scritto i ricercatori.
La temperatura può influire sulla viscosità dei materiali compositi a base di polimeri, poiché la viscosità diminuisce quando la temperatura aumenta.

“Nel documento estendiamo il nostro precedente lavoro sul processo MIP-SL basato sulla ceramica al MIP-SL a temperatura controllata”, hanno spiegato i ricercatori nel documento.

“Per ottimizzare i parametri di processo, abbiamo studiato la reologia del materiale composito a base di polimeri fotoinduribili a diverse temperature. Sulla base del risultato, abbiamo ulteriormente studiato le prestazioni di polimerizzazione dei materiali compositi basati su polimeri fotoinduribili in un ampio intervallo di temperatura al fine di identificare l’impostazione della temperatura appropriata. Inoltre, nel processo TCMIP-SL è stata implementata una nuova progettazione del movimento rotatorio per la diffusione continua del materiale composito viscoso in uno strato sottile uniforme. ”
Il TCMIP-SL 3D ha stampato un guscio molare laterale temporaneo.
La tecnologia TCMIP-SL del team è in grado di stampare ponti e corone dentali temporanei ad alta risoluzione e velocità.

“Il processo TCMIP-SL mostra una forza significativa rispetto ai metodi 3D esistenti di restauro provvisorio utilizzati per i dentisti”, hanno concluso i ricercatori. “Riteniamo che il processo TCMIP-SL sviluppato abbia potenzialità prodigiose e conoscenze acquisite in numerosi campi che vanno dalla fabbricazione di ceramica multi-funzionale ad alta viscosità alla fabbricazione di materiali compositi”.
I coautori del documento sono  Xiangjia  Li,  Benshuai  Xie,  Jie  Jin,  Yang  Chai e  Yong  Chen.

Be the first to comment on "TCMIP-SL: un nuovo processo di stampa 3D ad alta risoluzione e alta velocità"

Leave a comment