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深圳牙科修复用3D打印技术怎么实现?


《科学报告》近期发表的一项新研究系统分析了三种主流树脂基3D打印技术——立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)和液晶显示(LCD)的技术特性与性能差异,为牙科修复领域从业者及技术选型决策者提供了科学依据。

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研究方法与测试对象

研究人员对采用三种技术生产的90余个3D打印聚合物样品展开机械性能测试,重点评估三项核心指标:弯曲强度(材料断裂前可承受的弯曲程度)、表面硬度(抗刮擦与凹陷能力)及表面粗糙度(成品表面的光滑度或纹理特征)。

尽管三种技术均使用牙科修复专用树脂(由打印机制造商推荐),但具体工艺参数存在差异。测试设备包括Formlabs的SLA打印机(配套临时CB树脂)、Asiga的DLP打印机(配套DentaTooth树脂)以及PioNext的LCD打印机(配套同品牌推荐的临时修复树脂),具体机型未公开。

核心性能差异解析

1.弯曲强度:SLA技术优势显著

SLA技术展现出最优异的整体机械性能,其弯曲强度均值达93.39兆帕,远超DLP的69.97兆帕和LCD的64.69兆帕。研究人员指出,这意味着SLA打印部件在承压或受力时更具抗断裂能力,对需高强度的应用场景尤为关键。

SLA的技术优势源于其激光固化工艺:激光可增强层间粘合力,减少空隙与薄弱区域。研究进一步揭示,SLA专用树脂的成分(如4,4-异丙基二苯酚、乙氧基化2-甲基丙-2-烯酸和二苯甲酰(2,4,6-三甲基苯甲酰))在激光固化过程中提升了聚合物的交联密度,形成更强的材料键与更光滑的表面。此外,SLA的聚焦激光确保了能量均匀分布,构建出更均质的聚合物基质,而DLP与LCD技术则存在固化不均及表面缺陷问题。

2.表面硬度:后处理可实现标准化

三种技术在表面硬度方面无显著差异。研究人员发现,通过后固化工艺可统一表面硬度,但该工艺无法弥补层间粘合不良或交联度不足的缺陷,这也是SLA在弯曲强度上持续领先的核心原因。

3.表面粗糙度:SLA技术精度最优

表面粗糙度差异极为显著:SLA打印件平均粗糙度仅14.79纳米,DLP为24.59纳米,而LCD达89.87纳米。对注重美观与卫生的领域(如牙科、眼镜或珠宝行业),这一差异至关重要——粗糙表面不仅影响视觉精致度,还可能增加清洁难度,在口腔应用中更易附着牙菌斑及细菌。尽管蒸汽平滑等后处理可缩小差异,但并非所有场景均适用。

技术选型建议

研究结论为不同需求场景提供了明确指引:

SLA技术:当强度与表面光滑度为首要考量,且对生产速度要求不高时,SLA是首选。其优异的层间粘合与材料性能可满足高精度、高负载应用需求。

DLP技术:作为平衡型方案,DLP在速度上优于SLA,且能满足多数对表面光滑度要求不高的临时修复场景,是性价比之选。

LCD技术:尽管成本最低,但LCD打印件需通过后处理方可达到可接受的质量,且不适用于承重或高可见度部件,更适合对精度要求宽松的初级应用。

该研究结论与2025年一项涵盖11项假牙3D打印研究的综述结果一致,进一步验证了不同树脂3D打印技术在机械性能上的差异化特征。



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