3D технологиите (Какво представляват 3D технологиите?) в часност CAD/CAM вече се настаниха във всяка една област от модерния живот. Това се дължи на скоростното развитие на виртуалното инженерство, респективно 3D печата (Предстоят славни дни за 3D печата), на 3D сканирането, томографията и други, които предрешиха появата на нови производствени индустриални решения. По този начин различните разработки намериха своята реализация в съответните клонове от индустрията, подобриха и продължават да подобряват живота ни.
Така например, в последно време денталната сфера е особено облагодетелствана от тази тенденция. CAD/CAM системите, внедрени в нея, жънат небивали успехи по отношение на създаването и поставянето на зъбни импланти. При това на толкова високо ниво, което досега се приемаше като нещо невъзможно.
Еволюционни стъпки
В края на миналия век, в някои от развитите страни, започнаха сериозни проучвания за приложение на CAD/CAM системи (CAD/CAM/CAE системите превръщат цифровото производство от фантастика в реалност) и сканиращи устройства за целите на стоматологията. Постиженията на пионерите в тази област изградиха стабилната база, върху която стана възможно надграждането с различни иновативни техники. Например лазерните сканиращи такива, прототипирането и всички останали приспособления, необходими за специфичните нужди на стоматологията.
В денталната практика CAD/CAM технологията (Какво представляват CAD/CAM технологии?)е известна със своите отколешни традиции. Основните операции по подготовката и изготвяне на физическите модели бяха компютъризирани и по този начин отмениха леярските технологии. Предлагайки високоскоростна механична автоматизирана обработка на имплантите (коронки, фасети, мостове…) или директно метално изграждане (3D принтинг).
Цикълът на работа наподобява класическият начин, особено в своята първоначална стъпка, при която е необходимо да се вземе отпечатък от челюстта на пациента. Получената информация отива за допълнително обработване, след което се трансформира в дигитален вид. Процесът стартира със сканиране директно в устната кухина. А след това продължава с реконструкция на сканираните повърхнини, за която се използва специализиран софтуер. Така, преминавайки през последователните етапи, контролирани от софтуерните системи, се стига до формиране на абсолютно прецизно виртуално тримерно изображение на сканирания физически модел.
В България е все още водещ конвенционалния начин на работа, който не разчита на CAD/CAM. Но това се отчита като грешка, тъй като има няколко основни недостатъка. Първият е, че тя е изключително бавна. На второ място, старата технология е в силна зависимост от уменията и опита на моментното състояние на специалиста по изработката. Това може да провокира известен процент грешки и моделът да се окаже недостатъчно прецизен. Което със сигурност означава повторно връщане в лабораторията и нанасянето на необходимите корекции. Неудобството е едновременно за лекаря и за пациента.
Методики, техники и материали
През последните години те бяха прецизно анализирани. Това, което се забелязва като тенденция, е, че все по-осезаемо е желанието на потребителите да се възползват от практичността на денталните импланти. Разбира се, има условия и те са свързани с различни специални изисквания към тях. Така например, освен задължителната им устойчивост и здравина, имплантите следва да бъдат създавани от специални материали, които няма опасност да предизвикат алергии. Същевременно се следи качеството им по отношение и на реакцията срещу висока киселинност, както и се провеждат задължителни изисквания за безопасност по отношение на всички останали органи в устната кухина.
От съществено значение е и прецизността при изработката. Но обнадеждаващо е, че у нас, вече има производствени линии, базирани на иновативни технологии. Те се различават напълно от досегашните, например автоматично снемане на формата и размерите посредством стационарен 3D скенер на взетата мярка за направа на корона/мост, което гарантира отлична точност.
Как се прилагат на практика 3D CAD/CAM технологиите в денталната медицина
Самият отпечатък се снема в съответния лекарски кабинет, а за изработката се използват няколко пита материали, според конкретния случай. Това могат да бъдат алгинати, технически восък, гипс, А силикони и така нататък. Следващият етап е преработката на отпечатъка в цифров вид, за да могат да се приложат предимствата на CAD/CAM системите. Става въпрос за методи на сканиране, със тактилни, мобилни лазерни /за сканиране директно в устната кухина на пациента. Без снемане на отпечатък/ или стационарни скенери с 3 оси на работа или такива със структурирана светлина.
При приключване на сканирането следва реконструкция в 3D, като стъпките са следните – самият обект следва да бъде сканиран, а в последствие се оформя и детайлът, последван от създаване на повърхнинен модел, експортиран към CAD моделиер (За какво се използва SolidWorks?). Стъпките продължават с формиране на полигонална мрежа от облачната структура, която след като мъде модифицирана и изчистена, способства за пълното съвпадение на сканирания обект и полигоналния модел.
Така изготвения 3D модел (Какво е 3D моделиране и за какво се използва?) би могъл да се експортира и към различна програма, която поддържа формати като VRML, PLY, STL (Как да направим кутия в SolidWorks), OBJ, DXF и 3DS.
На следващо ниво, когато става дума да се зададат толерансите, да се открият евентуалните проблеми в повърхнините и да се коригират за повърхнинния тримерен модел може да се експортира в IGES, STEP, VDA, NEU, SAT и други формати.
Има много и различни моделиери. Напоследък са много търсени и специализирани параметрични CAD пакети за дентални дейности, които идват с добре подготвени библиотеки от завършени 3D елементи.
Методи за производство
Разбира се, компютърният модел трябва да бъде превърнат във физически. Налични са достатъчно технологии, но трябва да се подчертае, че не всички са годни за денталната медицина, защото изискват комплексна морфологична геометрия, прецизна точност и специфичен материал.
Струйната технология позволява изготвяне на високо точни модели на имплантите от восъкоподобен полимер. Като входни данни за процеса се използват тримерни компютърни модели. Изготвения CAD модел (Топ 10 най-добър CAD софтуер за всички нива) на импланта (построен или сканиран), се мащабира (отчита се коефициента на термично свиване при леене) и се трансформира в STL файл, който се подава към управляващата система на машината за прототипиране, проверява се и се пуска за изработване. Готовият RP модел, е копие на желаното изделие и служи за основа за последващо леене по стопяеми модели .
Процесът на леене по стопяеми модели се развива по конвенционалния подход. Моделът се залага във формата за леене като „сърце”. След изпичане заложеният модел се стопява и освобождава кухина със същата форма. Следва заливане на стопилката в така получената форма, при което металът/сплавта заема кухината и се получава необходимата метална форма.
Понякога процесът се удължава като време, спрямо конвенционалните техники за изпълнение, но дава много по-прецизен резултат. Използва се с предимство при по комплексни форми и необходимост от по-висока точност.
