Procesul de sinterizare laser

Tehnologia dentară progresează rapid iar tehnologia este importată din diverse alte domenii. O astfel de tehnologie importată este tehnologia directă de sinterizare cu laser a metalului pentru turnarea coroanelor metalice, a protezelor parțiale fixe și a altor lucrări dentare.

Procese și tehnologii stomatologice

Proiectarea asistată de calculator CAD / CAM este acum un teren familiar pentru marea majoritate a medicilor stomatologi și a tehnicienilor dentari. Această inovație a fost urmată de scanare (conceptul de impresie/amprentare digitală) care a apărut ca o consecință a tehnologiei, iar echipamentele din alte industrii sunt adaptate pentru utilizare în stomatologie. Utilizarea tehnologiei dentare digitale este în creștere, iar procesele de producție sunt automatizate. Restaurările dentare care au fost produse de mult timp din metal prin utilizarea tehnicilor de turnare devin astfel automate; această tehnică este un rezultat direct pornit de la tipărirea 3D și tehnologiile de prototipare rapidă utilizate în fabricarea generală.

Tehnologia de frezare CAM este deseori menționată ca proces subtractiv, deoarece frezarea implică preluarea unui bloc de material și tăierea a tot ceea ce nu este necesar până când rămânem cu restaurarea finală. În schimb, procedeele aditive implică adăugarea de material strat peste strat pentru a construi produsul final. Practic, în industria dentară se utilizează patru tehnologii 3D de tipărire (proces aditiv): aparate de litografie stereo, proiecție digitală a luminii, sinterizare cu laser și sinterizare cu laser direct (SLM – Selective Laser Melting sau DMLS – Direct Metal Laser Sintering). Fiecare sistem variază în ceea ce privește materialele disponibile, cum se solidifică aceste materiale și cum pot fi utilizate.

Tehnologia de sinterizare laser

Sinterizarea cu laser este denumită și „printare 3D„, deoarece construiește lucrarea într-o serie de straturi succesive subțiri (0,02-0,1 mm). Un fascicul laser cu putere mare este focalizat pe un pat de metal pulverizat și aceste zone fuzionează într-un strat solid subțire. Un alt strat de pulbere este apoi adăugat și următoarea bucată de cadru este produsă și contopită cu prima. Când toate straturile au fost construite, capele metalice și scheletele de punți solide sunt luate de pe mașină, sunt sablate cu nisip, lustruite, inspectate și curățate cu ultrasunete. Pudra neutilizată care rămâne este filtrată și folosită în următoarea șarjă.

Sinterizarea cu laser este cea mai nouă tehnologie de fabricare a metalelor. DMLS este un proces de fabricație pentru producerea de componente 3D complexe direct din datele 3D CAD fără a se folosi orice altă prelucrare. DMLS necesită trei elemente: material, energie și model CAD.

• Materialul folosit este materialul de lucru pe bază de pulbere. Coroanele MLS au o compoziție primară de aliaj de crom-cobalt. Molibden, tungsten, siliciu, ceriu, fier, mangan și carbon sunt celelalte ingrediente folosite. Ele nu conțin nichel și beriliu. Materialul este un amestec de particule cu dimensiunea de 3-14 μm.
• Energia utilizată este un fascicul laser cu putere mare (laser cu fibră optică de 250 W Ytterbium). Această energie este utilizată pentru topirea pulberii de aliaj.
• Modelul CAD: Mașina citește datele dintr-un desen CAD și stabilește straturi succesive de pulbere de aliaj și construiește astfel modelul dintr-o serie de secțiuni transversale. Aceste straturi corespund secțiunii virtuale a modelului CAD și sunt unite pentru a crea forma finală. Interfața standard de date între software-ul CAD și mașina este formatul de fișier STL. Un fișier STL aproximează forma unei părți utilizând fațete triunghiulare. Fațetele cât mai mici produc o suprafață de calitate superioară.

Procesul de sinterizare cu laser direct (DMLS)

În cabinetul stomatologic, se ia o amprentă de pregătire a dinților, după diagnosticarea de rutină și planificarea tratamentului. Amprenta ar putea fi o impresie convențională sau digitală. În laboratorul dentar intermediar, amprenta dentară este turnată și se pregătește un model.

Partenerul nostru de încredere, Clinica Stomatologică Stomalux dispune de scanner intra-oral 3D, cu ajutorul căruia se poate crea o amprentă digitală foarte rapid, confortabil și de maximă fidelitate. De asemenea, în cadrul clinicii stomatologice funcționează și Laboratorul de Tehnică Dentară Stomalux, ceea ce face procesul și mai fluent.

Imediat ce modelul este scanat/prelucrat la laborator, iar coroana / puntea este proiectată folosind designul CAD și trimis la unitatea centrală de procesare, respectiv Centrul de Frezare și Sinterizare Stoma-Mill. Software-ul special CAM este utilizat pentru a importa un fișier CAD, de obicei furnizat în format STL, dintr-un software de scanare / CAD. Software-ul CAM taie în continuare piesele în straturi orizontale discrete.

Odată ce există un număr suficient de coroane și punți dentare pentru un proiect de lucru, laserul începe producția strat cu strat într-o perioadă de doar câteva ore. Praful de metal este împrăștiat pe platforma de lucru. Un fascicul laser cu putere mare este utilizat pentru a topi un pat de pulbere din aliaj de metal, urmând un traseu predeterminat, strat după strat. Aceast traseu al fasciculului este creat în fișierul CAD. Mașina de sinterizare laser poate produce câteva sute de proteze dentare din pulbere metalică. Viteza acesteia este de aproximativ 3 minute / coroană.

Procesul DMLS se realizează prin două metode diferite, prin metoda depunerii de pulberi și a patului de pulbere; ele diferă în modul în care se aplică fiecare strat de pulbere. Metoda stratului de pulbere este mai populară în prezent, deoarece oferă viteze mai mari. În interiorul mașinii de sinterizare există două platforme, platforma de distribuire a materialelor și platforma de construcție. Platforma de distribuire a materialelor împreună cu o lamă de re-acoperire este utilizată pentru a deplasa pulberi noi pe platforma de construcție. Pulberea de metal este fuzionată într-o parte solidă prin topirea cu ajutorul fasciculului laser concentrat. Componentele sunt construite adițional strat cu strat, de obicei de 20 μm grosime. După ce un strat este construit, un piston coboară platforma de construcție și se aplică următorul strat de pulbere.

Acest proces permite crearea de geometrii extrem de complexe direct de la datele 3D CAD, complet automat fără orice alte unelte, producând componente cu o precizie mai mare și o rezoluție detaliată, o bună calitate a suprafeței și proprietăți mecanice excelente. În cele din urmă, materialul de susținere este îndepărtat de pe cape / coroane / punți.

Sinterizarea cu laser este un proces relativ nou; Această tehnică produce o restaurare exactă, oferă proceduri postprocesare simplificate, lucrări lipsite de porozități spre deosebire de piesele convenționale și caracteristici electromecanice îmbunătățite.

Cuvinte cheie: Sinterizare metalică cu laser, tehnologie de imprimare 3D, coroane cu sinterizare laser, CAD/CAM, frezare, clinica stomatologica, scanare intra-orala, laborator tehnica dentara