دندانپزشکی و تکنولوژی،قسمت چهارم، پرینترهای سه بعدی

دندانپزشکی و تکنولوژی،قسمت چهارم، پرینترهای سه بعدی

در قسمت چهارم از سری مقالات دندانپزشکی و تکنولوژی، به بررسی نقش پرینترهای سه بعدی در دندانپزشکی خواهیم پرداخت. پرینتر سه بعدی در عصر تکنولوژی جایگاه ویژه ای را در صنعت به خود اختصاص داده و علاوه بر تولیدات صنعتی، در رشته دندانپزشکی نیز جایگاه ویژه ای را داراست. هر چند هنوز در مارکت دندانپزشکی ایران و در بین دندانپزشکان ایرانی آنچنان شناخته شده نیست، اما به زودی و با پیشرفت روزافزون تکنولوژی از اجزای لازم مطبهای دندانپزشکی خواهد بود.

تاریخچه

اولین بار فردی ژاپنی به نام دکتر کوداما در سال 1980 تکنولوژی چاپ پرینترهای سه بعدی را به نام خودش ثبت کرد و آن را نمونه سازی سریع نام گذاری کرد. زیرا برای طراحی سریع و کم هزینه اجسام اولیه در حجم بالا بود. بعد از کوداما نوبت چالرزهال رسید که در سال 1986 استریولیتوگرافی را به نام خود ثبت کرد. البته ناگفته نماند که چالرز دستگاه خود را در سال 1983 اختراع نمود اما در این مدت مشغول راه اندازی کردن شرکت 3D systems بود که به PR Systems شهرت یافت وی هم اکنون در زمینه ساخت پرینتر های سه بعدی مشغول است و همچنین این شرکت اولین مدل دستگاه های چاپ سه بعدی را با نام SLA-1  در سال1987 به بازار عرضه کرد.¹

اصطلاح «چاپ سه‌بعدی» (اختصاراً 3DP) نخست به فرایند ویژه‌ای تخصیص یافت که توسط دانشمندان دانشگاه ام‌آی‌تی در سال ۱۹۹۳ (۱۳۷۲ش) ثبت اختراع شد و سپس طی قراردادهایی اجازهٔ (لیسانس) آن به کارخانه‌داران زیادی واگذار شد. امروزه این اصطلاح به‌مثابهٔ یک عنوان عام برای شماری از فرایندهای مرتبط نیز استفاده می‌شود.مواردی که در بالا به آن‌ها اشاره شد بخشی از مهم‌ترین فعالیت‌ها در تاریخ حوزهٔ چاپ سه‌بعدی بود که هم‌اکنون این فناوری را به مکانی که هست رسانیده. به‌غیر از موارد بالا اتفاقات دیگری نیز در این حوزه رخ داده‌است، مانند ساخت اولین چاپگر رومیزی، اولین چاپگر ارزان‌قیمت و …²

تعریف پرینتر سه بعدی

در صنعت، تولید به دو گونه کاهشی و افزایشی رخ میدهد. در گونه کاهشی که بخش اعظم صنعت را به خود اختصاص داده است، یک ماده را با تکنیکهای مختلف تراش میدهند تا قطعه مطلوب را از دل آن خارج سازند(چیزی شبیه مجسمه سازی). مثلا ر تراشکاری که قطعه ای فلز را می تراشند و از آن یک مهره را تولید میکنند. درواقع تراشکاری و دستگاههای CNC نمونه های از این نوع تولید میباشند. اما در گونه افزایشی تراشی درکار نبوده و محصولات بدون واسطه از ماده اولیه تولید می شوند. در حقیقت دستگاه های پرینتر سه بعدی با فرایند افزایشی به تولید محصول می پردازند. همچنین برخلاف فرایند قالبریزی که محصول بصورت یکجا و تراکمی ایجاد میشود، در فرایند چاپ سه بعدی مواد لایه لایه بر روی هم قرار گرفته و به تولید محصول نهایی منجر میشود. عکس زیر به خوبی فرایند تولید  لایه لایه را نشان داده است. ساز و کار پرینتر های سه بعدی نیز اینگونه است. پرینت سه بعدی میتواند بدین صورت تعریف شود: “فرآیند ساخت فیزیکی یک شی سه بعدی از یک فایل دیجیتال بوسیله دستگاهی که با استفاده از یک متریال، لایه هایی را در سه بعد مختصات با دقت در کنار قرار میدهد تا ساخت یک شی به طور کامل تکمیل شود”.

 

دندانپزشکی و تکنولوژی،قسمت چهارم، پرینترهای سه بعدی

توضیح فرایند تولید سه بعد لایه به لایه

 

 

دستگاه استریو لیتوگرافی (Stereo lithography Aparatus (SLA

این روش نخستین روش در حوزهٔ چاپ سه‌بعدی است، که در سال ۱۹۸۸ میلادی توسط شرکت 3D SYSTEMS آمریکا، بر اساس اختراع آقای چارلز هال (Charles Hull) معرفی شد. در این روش، از رزین فوتوپلیمر برای تولید قطعات استفاده می‌شود، که آن را به‌صورت گزینشی توسط لیزری با طول‌موج خاص سفت می‌کنند. دستگاه استریولیتوگرافی از یک سکوی ساخت تشکیل شده‌است، که قطعهٔ موردنظر بر روی آن ساخته می‌شود و در داخل یک مخزن حاوی رزین در راستای عمودی حرکت می‌کند. همچنین یک سیستم لیزر در بالای دستگاه قرار دارد که به‌همراه یک سیستم اسکن لیزر دوبعدی لکهٔ لیزر را بر روی سطح رزین در قسمت مشخص می‌تاباند و باعث سفت‌شدن آن و تشکیل قطعه می‌شود. قطعه به‌صورت لایه‌لایه بر روی هم ساخته می‌شود و به بالا می‌آید و ضخامت هر لایه در این روش حدوداً ۷۰ تا ۵۰۰ میکرون است.

 

 

Stereo lithography Aparatus

نمونه قطعه تولید شده در لیتوگرافی،پیش از جداسازی ساپورت ها

 

 

در این روش، لازم است تا در زیر قسمت‌هایی از قطعه که دارای زاویهٔ منفی‌اند ساپورت‌گذاری شود، که این کار توسط نرم‌افزارهای مربوطه انجام می‌شود. نیاز به ساپورت‌گذاری در این روش برخی محدودیت‌ها را در قطعات تولیدی ایجاد می‌کند.

 

انواع پرینتر سه بعدی

گونه های مختلفی از پرینترهای سه بعدی وجود دارد که با تکنولوژیهای مختلف فرایند تولید را انجام می دهند(هر چند سازوکار بنیادین آنها یعنی تولید لایه به لایه مشترک است)، اما در این بین دو نوع DLP و LCD  در دندانپزشکی کاربرد دارد که در اینجا به توضیح مختصر آنها می پردازیم.

 

نمونه وکس آپ انجام شده با پرینتر سه بعدی در صنعت جواهرسازی

نمونه وکس آپ انجام شده با پرینتر سه بعدی در صنعت جواهرسازی

 

پردازش نور دیجیتال Digital Light Processing (DLP)

این فناوری مثل استریولیتوگرافی با فوتوپلیمر کار می‌کند. تفاوت عمدهٔ این دو روش در منبع تابش پرتو آن‌هاست. در «فرایند تابش نور» از یک منبع نور معمولی استفاده می‌شود، به‌همراه یک صفحهٔ LCD یا DMD که تمام سطح مخزن حاوی رزین فوتوپلیمر را در یک لحظه تحت‌تأثیر قرار می‌دهد و در واقع هر لایه را در یک لحظه می‌سازد و به‌همین‌دلیل عموماً از فناوری استریولیتوگرافی سریع‌تر است.

 

پردازش نور دیجیتال Digital Light Processing (DLP)

یک نمونه از پرینتر های DLP

 

 

رزین پرینتر - وبسایت دکتر افشین کاوسی

نمونه رزیتهای مورد استفاده در چاپگرهای سه بعدی دندانپزشکی

 

همانند استریولیتوگرافی، فناوری دی‌ال‌پی قطعاتی با دقت بسیار عالی می‌سازد و همچنین مشکلات مشابهی نیز دارند. یکی از مزایای این روش نسبت به استریولیتوگرافی آن است که در فرایند تابش نور به یک مخزن حاوی رزین با عمق بسیار کم نیاز است. این باعث کاهش هزینه و صرفه‌جویی در هدررفت مواد اولیه می‌شود.

در دندانپزشکی پرینترهای سه بعدی از نوع DLP عمدتا در لابراتوارهای دندانسازی مورد استفاده قرار میگیرند.

 

پردازش نمایشگر کریستال مایع (LCD) Liquid crystal display

پرینتر LCD-دکتر افشین کاوسی

پرینتر LCD رومیزی

فناوری LCD، که کمتر از دو فناوری DLP و SLA رایج است، بیشتر شبیه DLP است. در این فرایند هم تمام لایه ها روی مخزن رزین تابیده می شوند؛ اما به جای پروژکتور، از نور UV ناشی از LEDهایی استفاده می شود که از طریق یک LCD می تابند. صفحه نمایش به عنوان یک ماسک عمل می کند و فقط پیکسل های لازم برای لایۀ فعلی را نشان می دهد. در ضمن برخلاف SLA و DLP، هیچ دستگاه خاصی برای هدایت نور لازم نیست. نور پنل های تخت LCD مستقیماً و به صورت موازی روی بستر ساخت تابیده می شوند. از آنجا که در این فناوری نور گسترش پیدا نمی کند، خرابی پیکسل کمتر رخ می دهد. این بدان معنی است که کیفیت پرینت با چاپگر LCD به تراکم LCD بستگی دارد. هرچه پیکسل بیشتری داشته باشد، کیفیت چاپ هم بهتر خواهد بود. مزیت LCD، در مقایسه با SLA یا DLP در قیمت ساخت کمتر و سرعت چاپ بالاتر میباشد چون تصویر کامل یک لایه بصورت یکجا تابانده می شود ولی عیب آن دقت کمتر نسبت به دو فناوری مشابه خود میباشد.³

از این تکنولوژی به دلیل سادگی، کوچک بودن و قیمت مناسبتر، عمدتا در مطبهای دندانپزشکی استفاده می شود که در ادامه به بررسی کاربردهای آن می پردازیم.

 

کاربرد پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی

در دندانپزشکی از پرینتر های سه بعدی عمدتا در موارد زیر استفاده میشود:

  • ساخت روکشها و بریجهای موقت
  • ساخت الاینرهای شفاف ارتودنسی
  • ساخت سرجیکال گایدها یا راهنما های جراحی(بویژه در جراحی ایمپلنت)
  • ساخت کست (مدل) های تشخیصی
  • انجام وکس آپ و تولید کوپینگ ها
  • ساخت برخی قطعات پروتزی ایمپلنت
  • ساخت انواع نایت گارد

برخی از موارد فوق در لابراتوار دندانسازی بیشتر مورد استفاده است مانند وکس آپ ها. اما بسیاری از موارد دیگر مانند ساخت روکشهای موقت و … را می توان با کمک پرینتر های سه بعدی در مطب انجام داد. این فرایند در واقع بخشی مهم از مسیر دندانپزشکی دیجیتال است که در یک مطب دندانپزشکی مدرن امروزی رخ میدهد و در ادامه آن را به شما توضیح میدهیم.

 

نایت گارد-دکتر افشین کاوسی

استفاده از پرینتر سه بعدی در ساخت نایت گارد سخت

 

 

سرجیکال گاید-وبسایت دکتر افشین کاوسی

استفاده از “سرجیکال گاید” ساخته شده با پرینتر سه بعدی برای جراحی ایمپلنت

 

 

 

چایگاه پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی دیجیتال

در یک مطب دندانپزشکی دیجیتال و مجهز به پرینتر سه بعدی، دندانپزشک می تواند برخی از خدمات دندانپزشکی را بدون ارجاع به لابراتوار و با سرعت بسیار بالا ارایه نماید. تصور کنید که بعد از تراش دندان برای انجام روکش، تنها چند ساعت بعد از انجام تراش به شما یک روکش موقت خوب و زیبا و بادوام ارایه گردد که تا زمان ساخته شدن روکش نهایی از آن استفاده کنید وعلاوه بر عملکرد آن برای جویدن، سلامت انساج لثه ای شما نیز تامین گردد. این یک نمونه از کاربرد پرینتر سه بعدی در دندانپزشکی می باشد.

برای به ثمر رسیدن این پروسه در ابتدا مطب می بایست مجهز به اسکنر داخل دهانی باشد تا بتواند اسکن درست و دقیقی از دندان تراش خورده را به انجام رساند. عمل اسکن کردن جایگزین روش قالبگیری سنتی از دندانهاست که اکنون با کمک تکنولوژی این عمل به سرعت و با دقت بالا انجام می پذیرد.

 

اسکنر داخل دهانی-دکتر افشین کاوسی

اسکنر داخل دهانی ساخت کمپانی کداک

 

اسکن دیجیتالی دندانها

 

اسکنر پس از انجام اسکن،نتیجه اسکن انجام شده را بصورد یک فایل با پسوند STL ارایه میکند و این فایل STL در فرایند های گوناگون بعدی مورد استفاده قرار میگیرد. بدین صورت که فایل اسکن انجام شده توسط ایمیل به همراه توضیحات لازم به لابراتوار ، جهت ساخت پروتز نهایی ارسال میگردد و در این میان همان اسکن در نرم افزار های طراحی (مانند EXOCAD) برای طراحی پروتز موقت مورد استفاده قرار میگیرد. پروتز طراحی شده در نرم افزار دیگری که مختص پرینترهای سه بعدی می باشد (مانند CHITUBOX) برای پرینت اماده شده و ساپورت گذاری میشود.

 

چیتوباکس-دکتر افشین کاوسی

محیط نرم افزاری ویژه ساپورت گذاری پرینتر سه بعدی

 

 

پس از این مرحله فایل چاپ به پرینتر سه بعدی مطب منتقل شده و فرایند تولید یا چاپ سه بعدی آغاز میگردد. در مدت زمان کوتاهی بین نیم تا دو ساعت،پروتز تولید شده و مورد پردازش نهایی قرار میگیرد.(مثلا شستشو ،حذف ساپورتها، پرداخت و رنگ آمیزی).بدین سان روکش موقت شما آماده تحویل میگردد و کل این پروسه میتواند در کمتر از یک ساعت به نتیجه برسد. هر چند مهارت و سرعت عمل دندانپزشک و تسلط او بر فرایند دیجیتال در این میان بسیار مهم و حایز اهمیت است.

 

روکش موقت-وبسایت دکتر افشین کاوسی

روکشهای موقت در پایان پرینت

 

 

 

 

 

روکش موقت-وبسایت دکتر افشین کاوسی

روکشهای موقت پرینت شده پس از پرداخت نهایی

 

 

 

مورد بالا تنها یک مثال از کاربرد پرینتر سه بعدی در مطب دندانپزشکی بود و دندانپزشک آگاه به دانش دیجیتال در جهات مختلفی از این تکنولوژی برای افزایش کیفی خدمات خود استفاده می نماید. پرینتر های LCD رومیزی کوچک و زیبا، به زودی جایگاه محکم خود را در مطبهای دندانپزشکی باز خواهند نمود و کاربردهای آنها نیز بطور قطع گسترش خواهد یافت.

 

 

 

 

 

توجه

برداشت واستفاده از مطالب و مقالات این سایت با ذکر منبع مجاز میباشد.

 

بازگشت به مقالات

 

بیشتر بخوانید…

 

 

خرید و راه اندازی پرینتر سه بعدی

 

 

طراحی لبخند دیجیتال

دندانپزشکی و تکنولوژی،قسمت سوم دندانپزشکی دیجیتال

 

 

 

لطفا ما را در اینستاگرام نیز دنبال فرمایید

 

 

 

کلمات کلیدی

دندانپزشک – دندانپزشکی – دندانپزشکی دیجیتال – دندانپزشکی زیبایی – دندانپزشکی ترمیمی – لمینت سرامیکی – لامینت سرامیکی – لامینت دندان – هینوتیزم – هیپنوتیزم در دندانپزشکی – کرمانشاه – کرمانشاهی – دندانپزشکان کرمانشاه – عصب کشی – اندودانتیکس – درمان ریشه دندان – پروتز ثابت – روکش دندان – ایمپلنت فوری – دکتر افشین کاوسی – دکتر هاوش غارتی – لیزر در دندانزشکی – کاربرد لیزر در دندانپزشکی – جراحی لثه با لیزر – معنای لیزر – لیزر دایود – بایولیز – دندانپزشکی مدرن – جراحی لثه – جراحی دندان عقل – دندان عقل نهفته – جرمگیری دندان – بلیچینگ – سفید کردن دندان – زیبایی دندان –  طراحی لبخند – طرح لبخند – جراحی تحت هیپنوتیزم – دندانپزشکی با هیپپنوتیزم – مدیریت مطب و کلینیک – دکتر کاظم آشفته یززدی – دکتر سیدمهدی جعفری – ایمپلنت دندان – کاشت دندان – جایگزینی دندان – ایمپلنت هدایت شده – ایمپلنت دیجیتال – نیودنت – اشترومن – کیت جراحی ایمپلنت – کامپوزیت ونیر – ونیر دندان – اینلی – اونلی – اورلی – ترمیم دندان – ترمیم همرنگ دندان – ترمیم سفید رنگ دندان – ترمیم دندان با کامپوزیت – ترمیم طبیعی دندان – آمالگام – تعویض آمالگام – طاق بستان – دندانساز – دندانساز تجربی – دندانپزشک تجربی – هنر دندانپزشکی – علم و هنر دندانپزشکی – لابراتوار دندانسازی – تکنسین دندان – تکنسین دندانپزشکی – دستیار دندانپزشک-ویروس کرونا – بیماری کرونا-جهش کرونا – کرونا و دندانپزشکی- کویید ۱۹ و دندانپزشکی – کنترل عفونت در دندانپزشکی – مطب دندانپزشکی زیبا – مطب دندانپزشکی شیک – معماری مطب دندانپزشکی – پرینتر سه بعدی – روکش  موقت – نایت گارد – دندان قروچه – براکسیزم – ناهنجاری فک و صورت – ارتودنسی شفاف – الاینر شفاف – ترمیم کامپوزیت خلفی – بیماریهای لثه – بیماریهای دهان- کامپوزیت دندان – دوکتور ددان – کرماشان – بیمه دندانپزشکی – دپیگمانتاسون لثه – کدکم – سینوس لیفت – پیوند استخوان – جراحی ایمپلنت – ایمپلنتولوژی –  بوی بد دهان – کیست دندان – دندان درد – آموزش بهداشت دهان کودکان – بهداشت اطفال – مسواک کودکان – دندان شیری – پرینتر سه بعدی – روکش موقت – dental laminates – smile -Kermanshah – kermanshah dentist – kermanshah dentistry office -تببیض الاسنان – زراعت الاسنان فی ایران – فنیز الترکیبیات کرمانشاه – طبیب الاسنان ایرانی -زراعت الاسنان فی یوم واحد ایران – دندانپزشک خوب کرمانشاه – رزین کامپوزیت – مواد دندانپزشکی با کیفیت – طراحی لبخند دیجیتالی – اموزش اگزوکد – طراحی در اگزوکد – پرینتر سه بعدی – پرینتر DLP – پرینتر LCD –

 

 

 

 

 

 

 

دکتر افشین کاوسی

دکتر افشین کاوسی

دندانپزشک
فارغ التحصیل دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران

سوال خود را مطرح کنید :


چنانچه در خصوص مطلب فوق سوالی دارید ،لطفا در فرم زیر مطرح بفرمایید