Met de groeiende bekendheid van 3d printen, zijn branches zeer benieuwd wat deze techniek voor hen kan betekenen. 3d printen is geschikt om nauwkeurige en complexe één-stuks producten te produceren, waarbij zo min mogelijk materiaal tijdens het proces verloren gaat. De tandtechniek is een branche waar veel nauwkeurige patiënt specifieke hulpmiddelen worden geproduceerd en daarmee bij uitstek een interessant toepassingsgebied voor deze techniek.
Douk van Werven, Research engineer bij het lectoraat kunststoftechnologie
Om deze nieuwe toepassingsmogelijkheden te onderzoeken, is daarom vanuit het lectoraat Kunststoftechnologie van het Windesheim Zwolle een onderzoek gestart. De vraag die hierbij centraal staat: Welke nieuwe mogelijkheden bied 3d printen voor de tandtechnische praktijk, waarbij het ook economisch een aantrekkelijk alternatief is?
Individuele afdruklepels
Tijdens dit onderzoek is onder andere geëxperimenteerd met het 3d printen van individuele afdruklepels. Deze zijn digitaal ontworpen en succesvol geproduceerd in de tandtechnische praktijk Miedema te Drachten. Hierbij is het materiaal ‘Tray’ van Nextdent gebruikt, wat goedgekeurd is voor deze toepassing. Voor het printen van de lepel is de techniek Direct Light Processing (DLP) gebruikt. Bij deze techniek wordt het product laag voor laag opgebouwd vanuit een vloeibare fotopolymerisatie hars. Deze techniek is zowel nauwkeurig als snel in vergelijking tot andere 3d print technieken.
Naast de technische haalbaarheid blijkt het printen van de lepels in de praktijk ook rendabel te zijn, zelfs wanneer de afschrijving van de printer en scanner worden ingecalculeerd. De kostenbesparing zit hem vooral in de loonkosten. Het printen van de lepel vereist ongeveer 10 minuten arbeid, in tegenstelling tot de 30 minuten die momenteel ongeveer worden besteed aan het maken van de lepels. Dit betekend een besparing van 66,7% op de loonkosten.
Eenvoudig printproces
Het printproces van de lepels is relatief eenvoudig. Door het digitaal ontworpen STL model op de juiste plaatsen van support (ondersteuning) te voorzien, kan deze worden geprint. De geprinte modellen moeten na het printen nog verder worden uitgehard, om het materiaal zijn uiteindelijke eigenschappen te geven. Eerst worden de producten gespoeld in alcohol, waarna deze 10 minuten in een licht-kast gaan. Wanneer de support-structuren zijn verwijdert, zijn de producten klaar voor gebruik.
Het proces van printen en nabewerking
Foto 1. printen;
foto 2. van platvorm verwijderen;
foto 3. spoelen;
foto 4. uitharden;
foto 5. support verwijderen.
Om de lepels te kunnen printen moeten deze digitaal ontworpen worden. De software hiervoor is nog volop in ontwikkeling, wat maar weer eens benadrukt hoe nieuw deze toepassing nog is. Momenteel zijn onder andere Dental Wings en 3Shape bezig met de ontwikkeling van software voor het ontwerpen van afdruklepels.
Opbeetplaten
Een andere toepassing die in het onderzoek is aan bod is gekomen, is de productie van opbeetplaten. Het is mogelijk deze digitaal te ontwerpen en vervolgens te printen. De klinische testen hiervoor zijn momenteel in volle gang. Deze worden in samenwerking met Nextdent bij tandtechnisch laboratorium Miedema uitgevoerd. Hierbij zal het ontwerp en de eigenschappen van het materiaal worden geëvalueerd. Het digitaal ontwerpen vervuld hierbij een cruciale rol. Daarom wordt in samenwerking met software fabrikant Dental Wings gewerkt aan het optimaliseren van het ontwerp voor 3d printen. De resultaten zijn positief, waardoor naar verwachting deze toepassing ook niet meer lang op zich zal laten wachten.
Goede perspectieven voor de toekomst
Het printen van bijvoorbeeld de af-druklepels is niet alleen mogelijk, maar kan dus al goedkoper zijn dan produceren op de traditionele manier. De loonkosten zullen naar verwachting stijgen en de kosten van de materialen en techniek zelf, verder dalen. Daarom bied investeren in deze techniek nu al goede perspectieven voor de toekomst.
Nieuwe mogelijkheden
Het digitaal ontwerpen bied ook nieuwe en interessante mogelijkheden. Wanneer het scannen in de mond snel, eenvoudig en betaalbaar kan worden gerealiseerd, zal voor veel toepassingen traditioneel afdrukken zelfs overbodig worden. Zo ver is het echter nog niet. Daarom is het interessant om te zien waar de connectie met de praktijk al wel ge-maakt kan worden.
Additieve manufacturing
Wat kunnen we dan in de toekomst verwachten van 3d printen in de tandtechniek en hoe realistisch is het om uiteindelijk volledige protheses te printen? Dat is een vraag waar veel (grote) partijen zich natuurlijk mee bezig houden. Ondenkbaar is dit zeker niet! Wanneer de techniek zich verder ontwikkeld, waardoor onder andere hogere materiaal eigenschappen worden gerealiseerd en het combineren van materialen met verschillende eigenschappen mogelijk wordt. En wanneer het digitaal ontwerpen net zo geoptimaliseerd is als het werken met fysieke modellen, ligt de overstap naar een digitale omgeving voor de hand. Voor de productie zal uiteindelijk 3d printen, of liever, ‘additieve manufacturing’ een zeer grote rol gaan spelen. Wel moet gezegd worden, dat de huidige staat der techniek hier nog niet toe in staat is. Door de snelheid waarmee de techniek zich ontwikkeld en de dalende prijs ervan, zijn de hoge verwachtingen mogelijk wel terecht. De toepassing en integratie in de praktijk zal naar verwachting echter zeer geleidelijk gaan.
Overstappen op 3d printen?
Logischerwijs ontstaat natuurlijk de vraag bij laboratorium houders, of het overstappen op 3d printen al interessant voor hen is. Door de dalende kosten van de techniek, wordt deze voor steeds meer laboratoria rendabel. Naar verwachting kunnen grote laboratoria met de huidige techniek al rendabel overstappen voor bijvoorbeeld het maken van hun afdruklepels. Een printer aanschaffen voor deze toepassing is echter nog zeer prijzig.
Door de ontwikkeling van een nieuwe printer voor het tandtechnische segment, zal hier verandering in gaan komen. Deze nieuwe printer zal de investering in deze nieuwe techniek drastisch verlagen, waardoor het al snel uit kan voor de laboratorium-houder. Hierdoor zullen meer laboratoria aan de slag kunnen met deze nieuwe technologie. De printer zal te gebruiken zijn voor het printen van individuele afdruklepels, waarna andere toepassingen zullen volgen. Deze printer wordt september 2015 verwacht. De ontwikkeling van deze printer en nieuwe toepassingsmogelijkheden zijn te vinden op levelbylevel.n1
Magazine voor Tandartsen en Tandtechnici, 2015 jaargang 23, 124
Tags: 3d printen