Cad Cam, Stereolitografia o Sinterizzazione Laser?

Nel 2016 la tecnologia e’ diventata parte integrante della nostra vita, e soprattutto del nostro lavoro.

In odontoiatria le novità si inseguono di anno in anno ed i nostri pazienti sono sempre piu esigenti. Per questo era mio interesse fare un articolo mirato a chiarire il funzionamento del Cad Cam e le sue principali differenze con altre sistematiche.

Cad Cam e’ la sigla di Computer Aided Design e Computer Aided Manufactoring, ovvero disegno assistito dal computer e produzione assistita dal computer. Infatti la prima fase denominata Cad e’ la fase in cui vengono scannerizzati gli elementi dentali(tramite modello, impronta o direttamente intraoralmente), successivamente, una volta che il computer contiene il modello in 3d, avremo la fase Cam che consiste nella realizzazione protesica degli elementi tramite tecnologia Cad Cam o tramite altre tecnologie come: stereolitografia e sinterizzazione laser.

Ma andiamo con ordine, la fase Cad è la fase appunto nella quale il nostro modello attraverso l’uso di uno scanner, viene inserito nel computer per poi essere elaborato, gli scanner piu diffusi attualmente sono:

* Scanner laser 3d: utilizza l’emissione di impulsi elettromagnetici (laser) dei quali si ricevono i segnali riflessi. Dopo di che misura l’intervallo di tempo trascorso tra trasmissione e ricevimento del segnale, e quindi la distanza tra lo strumento e il punto rilevato, creando una “nuvola di punti” che dopo essere interpretati dal software CAD sono poi elaborati come la forma virtuale del modello scansionato.

* Scanner a luce strutturata: proietta un pattern luminoso sull’oggetto da scansionare e interpreta, tramite telecamere, la deformazione che l’oggetto determina sul pattern. Il calcolo delle coordinate tridimensionali così ottenute permette di ricostruire la forma virtuale da utilizzare poi con il software CAD.

Qualunque sia il tipo di scansione eseguita, il suo risultato è un modello virtuale, cioè un disegno in tre dimensioni che riproduce fedelmente ciò che è stato scansionato (cavo orale, impronta, modello ecc.).

 

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Al termine della nostra scansione otterremo un file di nome STL (Standard Triangulation Language) che conterrà tutte le informazioni necessarie alla macchina per la preparazione della protesi.

A questo punto il clinico è pronto per affrontare la fase Cam, ovvero la fase di preparazione protesica.

Questa fase puo essere eseguita tramite:

1. Cam

2. Stereolitografia

3. Laser sinterizzazione

Il Cam e’ uno dei sistemi attualmente più utilizzati, consiste in una macchina fresatrice con un supporto interno, la quale dopo aver ricevuto il nostro file STL ed aver adagiato un blocco del materiale prescelto nel supporto, comincia a fresare realizzando il dispositivo protesico.

Il supporto ed il fresatore si muovono secondo vari assi di movimento, riuscendo ad essere molto precisi ed ottenere tutte le forme da noi precedentemente realizzate nella fase Cad.

Il Cad viene considerata quindi una tecnica di prototipazione per sottrazione, in quanto da un blocco iniziale la macchina freserà l’elemento finale.

I blocchi di materiale utilizzabili con la tecnologia Cam sono di due tipi, il primo tipo sono “blocchi densi completamente sinterizzati, il secondo invece fa uso di blocchi pressati per la fresatura. In quest ultimo caso una volta scolpito ed ottenuto l’elemento, quest’ultimo dovra essere sottoposto ad un processo di sinterizzazione che lo porterà ad essere il prodotto finale. Nel primo caso abbiamo come vantaggio il rispetto dimensionale in quanto essendo gia sinterizzato non e’ soggetto ad ulteriore contrazione volumetrica, in cambio pero un materiale gia sinterizzato presenta un alto grado di durezza che imporrà un usura marcata degli utensili di lavorazione.

La procedura che prevede l’utilizzo di un blocco non ancora sinterizzato ha il vantaggio di una facile lavorabilità ma tenendo sempre conto che il pezzo fresato subirà una contrazione volumetrica durante il processo di sinterizzazione (<25%).

cad cam

 

La stereolitografia laser viene considerata una prototipazione per addizione, in questa avremo una vasca contenente una resina liquida polimerizzabile, 0,1 mm al di sotto del liquido una piastra forata, il laser va a scandire la superficie del liquido polimerizzando il primo strato (layer), dopo di che lo strato polimerizzato scenderà di 0,1 mm di livello e tornerà ad essere sommerso dal liquido ed il processo ricomincerà.

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Nella sinterizzazione laser (prototipazione per addizione) il procedimento sarà simile alla stereolitografia, la differenza consiste che il laser colpirà uno strato di polvere metallica sinterizzandola. Sulla piastra viene steso automaticamente un sottile strato di polvere metallica e la radiazione laser la sinterizza selettivamente secondo la forma da noi progettata precedentemente. Successivamente viene steso un secondo strato di polvere e l’operazione di sinterizzazione si ripete. Al termine del procedimento, la polvere in eccesso viene allontanata e la piastra di sostegno viene estratta dalla camera di sinterizzazione.

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Con questo articolo ho voluto definire le principali caratteristiche di queste tre sistematiche differenti, mi rendo conto che l’argomento è molto vasto, per questo vi lascio con la promessa di dedicare in futuro un articolo diverso ad ognuna di queste.

Continuate a seguirci e…BE SMART

 

Bibliografia

Miyazaki, T. and Hotta, Y. (2011), CAD/CAM systems available for the fabrication of crown and bridge restorations. Australian Dental Journal, 56: 97–106. doi: 10.1111/j.1834-7819.2010.01300.x

D-Bite (Digital Bite): CAD/CAM manufacturing technique, G. Farronatoa, , , A. Magnia, D. Falzonea, M. Colomboa, G. Passalera, V. Viganòa, A. Greco Lucchinab, G. Santamariaa, Mondo ortodontico Volume 36, Issue 1, February 2011, Pages 3–11

a cura di Valerio Di Calisto

Circa l'autore

Dr.Valerio Di Calisto

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