3D打印模型:中空vs固体

案例研究泰勒的这

决策点:空心还是实心?

为制造清晰的保持器或对齐器创建模型为牙科3D打印提供了快速、高价值的投资回报。虽然这种疗法已经成为牙科诊所采用3D打印技术的推动力之一,但在究竟应该如何进行3D打印的问题上,社区内部存在分歧。对于牙科诊所的任何新技术,重点应该是在以前的方法和工作流程的基础上提高效率。

你可能从来没有过多考虑过你的模型应该是中空的还是实心的,但节省树脂至少在原则上意味着省钱。节省树脂的一个诱人方法是打印镂空的模型。如果在中空的过程中没有任何功能丢失,那么这个直觉似乎是合理的。然而,如果它增加了额外的工作并增加了治疗步骤的数量,那么节省的成本必须是显著的来弥补它。

最后,深入研究打印空心模型的潜在影响可能会给你更好的画面,并让你质疑潜在的成本节约。总的来说,需要清洗和固化的表面积更大,由于接触贴片更小而导致的潜在构建板粘附问题,以及数字工作流复杂性的增加是与这种方法相关的三个主要痛点。继续往下读,了解打印空心的成本/收益权衡,以及在大多数情况下打印固体的经济学是如何更有意义的。

印刷空心概述

镂空打印模型的明显好处是节省成本。因为像SprintRay Pro这样的DLP 3D打印机使用液体树脂,打印作业只消耗固化的树脂量——打印作业中没有消耗的任何东西都可以用于后续的打印。由于树脂消耗是3D打印的运营成本的很大一部分,所以采取措施尽可能地降低成本是有意义的。

但重要的是要记住,打印中空并不总是像在某些软件中按一个复选框那样容易。根据所使用的软件,镂空模型的数字过程可能有很大的不同,考虑这对您的工作流程的影响是很重要的。对于像Meshmixer这样的自由软件,处理过程不是特别困难,但可能很耗时,特别是当处理大量模型时,因为该软件不具有批处理功能。

当模型是中空打印时,他们也可能需要排水孔,以便模型内的树脂逸出。如果不添加排水孔,空心模型会因为液体树脂被困在里面而变得相当重,导致粘连问题,可能导致打印失败。一旦学会了添加排水孔的方法,这个过程就有点死记硬背了,但又很耗时。排水孔也不能从中空模型内部去除所有的树脂,这减少了在这种配置下打印的总效益。任何没有被重力去除的东西,在用IPA冲掉时,本质上都变成了添加的树脂废物。

固体打印概述

打印实体模型提供了最有效的工作流程。模型通常从CAD软件实体中导出,因此实体打印允许您简单地从设计阶段导出模型,并将它们直接用于打印。因为在使用和学习技术时,时间往往是最重要的,所以推荐使用这个简单的工作流,因为它在设计和最终产品之间需要的步骤最少。

掏空并增加排水孔后,实心和空心模型高度相同。

打印固体的另一个原因是提高与构建平台的附着力。实体模型不太可能从模板上掉到树脂槽中,这意味着它们更有可能打印成功。打印失败的时间和材料成本比成功的镂空模型节省的时间和材料成本要高得多。在fa失效的情况下,容器必须排干,失效回收,然后树脂过滤再使用。固体打印往往能提供更好的体验,降低失败的几率,并提供更高效的整体工作流程。

分解数学

对准器模型一直是这个争论的主题。因为一个典型的对准器可以超过25个托盘,用空心模型节省成本的潜力似乎很大。但正如数学将证明的那样,打印空心模型的经济效益是可以忽略不计的,所需的时间投资往往是显著的。

为了验证这一假设,我们招募了常驻CAD/CAM专家,创建了两个复制对准器级模型的相同模型——一个实体模型,一个空心模型。我们发现实体模型需要15mL的SprintRay模具模型树脂,而空心模型需要11mL。一瓶SprintRay模具模型树脂售价150美元,也就是说每1mL树脂售价0.15美元。

CAD分析显示,空心模型的表面积大约多20%,未固化的液体树脂容易附着在模型上,这就是为什么打印出来的模型在完成时总是湿的。这20%增加的表面积意味着在这种情况下,由于树脂粘附作用,中空模型至少额外消耗了1毫升树脂,使中空模型的总用量达到12毫升。

虽然实践和自动化软件可以使镂空过程更快,但使用Meshmixer镂空50多个模型而不影响打印效果可能需要至少1分钟的经验丰富的用户每个模型。这意味着你牺牲了将近一个小时的时间来节省30美元的材料,这对大多数牙医来说不是一笔好交易。如果你培训你的员工来执行空心,就有可能降低成本。但假设牙医的标准劳动力成本,最好的情况可能不会收支平衡。

未固化树脂的增加也会影响洗涤过程。因为有未固化的树脂附着在模型的内部,整个模型必须从平台上移除,以便进行适当的清洁,而在清洗过程中,一个等效的实体模型可以留在平台上,减少了工作流程中的步骤数。额外的中空模型上的未固化树脂将增加你的IPA必须更换的频率。

模型也可以打印中空和垂直无排水孔,这减少了多余的树脂的数量,清除/清洗后的过程。然而,这需要添加某种类型的木筏或支撑,以可靠地粘附在打印平台上,这增加了类似的人工/时间的准备过程,也需要消耗额外的树脂。由于印刷时间是高度的函数,垂直印刷也减慢了整个印刷过程。

最后一句话:效率

打印中空模型可能会节省少量的树脂,但节省的总钱被未固化的树脂附着在更大的表面积上侵蚀,这增加了IPA的消耗,比打印固体更复杂的工作流程。我们认为办公室3D打印的目标是提高效率。对大多数医生和大多数情况来说,打印实体模型是正确的做法,这是公认的标准。

我们的目的是为客户创造最好的3D打印体验,打印实体是我们大多数客户在大多数时候的正确选择。在某些情况下,例如有大量填充区域的超大模型,打印中空是有意义的,并且值得增加工作流的复杂性。但对于大多数牙科模型来说,增加的工作量是没有意义的。

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