上海应用技术大学创新陶瓷材料3D打印

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19届工博会上,高校展区2B008展位,一个个玻璃柜前人头攒动,里面各种动物造型、“福”字线条优美,雕工精巧。上海应用技术大学材料科学与工程学院教授赵喆领衔的团队,在这里展示陶瓷材料3D打印的自主创新技术。目前最大的应用领域在于牙齿打印。 上海应用技术大学创新陶瓷材料3D打印   打印牙齿,新技术提速增效

  打印牙齿,不是新鲜事。近年来,3D打印技术日趋发达,各种材料特别是金属与高分子材料的3D打印技术迅速发展并在工业界得到广泛实际应用,在医疗领域的牙科应用也比较多,只不过以前称作三维成型。比如应用于金属牙冠、牙桥、支架的制造等,但相对于金属3D打印,齿科陶瓷打印却是件难事。

  上海应用技术大学赵喆团队在国内率先开发出基于立体光固化技术(SLA)的高精度工业级陶瓷材料3D打印机,以及与之相配套的高纯氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅和石膏树脂等打印材料。这样的高精度3D打印齿科陶瓷技术与传统的制备技术相比有何不同?“3D 打印技术也叫增材制造技术,原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把打印材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整的物体。”赵喆介绍,3D打印技术出现以前,需要假牙定制者自己咬出牙膜,再送到工厂修理雕刻,制作周期通常较长,而3D打印技术提升了效率。同时,陶瓷打印的最大优势就是对复杂材料、结构、功能、应用的一体化设计与制造,产品寿命相较传统产品延长一倍。

  与医疗机构携手研发应用

  “该技术特别适用于对打印精度有高要求的全瓷义齿和首饰加工行业,目前我们已与上海市第九人民医院等多家国内一流医疗机构和大型义齿加工单位开展合作,技术得到应用单位的高度认可。”赵喆介绍,该技术为完全自主创新,掌握了具有自主知识产权的核心关键技术与装备。举例来说,造一颗假牙,200层切面一层一层打出来,每层厚度仅50微米,比头发丝的一半还细。与此同时,由于掌握了核心技术,其成本也将更加接地气。

  3D打印陶瓷材料,特别是这一技术方向在牙齿打印方面的应用,目前国际上还有奥地利LithoZ、荷兰Admatec和法国3DCERAM三家商业企业正在同步研发,而底层技术路线完全不同的“中国方法”在打印精度、材料性能和材料适用性方面都有明显优势。

  “目前,我们的技术合作正在申请相关医疗许可证书,预计半年后可真正落地服务。”赵喆说,陶瓷3D打印的成果转化比较顺利,原因是团队在基础研究时就注重与应用紧密结合,研发路线上目标是直接做出最终产品。这项技术的未来不仅仅在一颗牙齿上,其材料强度、工艺精度上的优势,有望在更多医学领域发挥作用,比如应用于骨科的硬组织修复、大尺寸特殊结构骨骼部件的制备等。
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文本标签:3D打印创新
(来源:解放日报)
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