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文檔簡介
項目一
打印義齒牙冠THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting(選擇性激光熔化)是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術(shù)?!督饘僭霾闹圃旃に囍朴喤c實施》教材課件任務(wù)一項目獲取與分析項目學(xué)習(xí)目標(biāo)YOURLOGOLearningObjectives1.了解金屬3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域及義齒制作領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀;2.了解義齒制作的基本工藝流程;3.掌握SLM金屬打印義齒牙冠的工藝特點及工藝規(guī)程制定;4.掌握SLM金屬打印設(shè)備的安全操作規(guī)程;5.能掌握增材切片軟件的基本操作流程,生成打印程序;6.能夠掌握SLM金屬打印的一般流程和操作要點,完成本項目打?。?.能夠掌握金屬打印的基板修復(fù)及線切割操作等基本后處理工藝。※項目情境:義齒制作企業(yè)緊急發(fā)來某客戶訂單,提供了相關(guān)義齒牙冠的數(shù)字模型?,F(xiàn)交由增材制造事業(yè)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,在YLM120金屬打印機(jī)實施打印,打印完成后進(jìn)行切割。切割下來的打印義齒發(fā)回義齒制作企業(yè)進(jìn)行后序處理。該產(chǎn)品數(shù)量為四件,兩副牙冠,材料為鈷鉻合金。生產(chǎn)工程師接到任務(wù)以后,通過任務(wù)單了解并分析客戶需求,根據(jù)客戶提供的3D數(shù)字模型,選擇加工方法、材料、設(shè)備等,制定打印工藝并切片編程。由設(shè)備操作員完成打印及相關(guān)后處理,再交付質(zhì)檢部驗收確認(rèn),并填寫相關(guān)記錄,及時打包發(fā)送給客戶。任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO任務(wù)一
項目獲取與分析?任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解金屬3D打印當(dāng)前在醫(yī)療領(lǐng)域及義齒制作領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀;2.了解義齒制作的基本工藝流程;3.掌握SLM金屬打印義齒牙冠的工藝特點及制定工藝規(guī)程。任務(wù)一項目獲取與分析【任務(wù)工單】產(chǎn)品名稱義齒編號
周期5天序號零件名稱規(guī)格材料數(shù)量/套生產(chǎn)要求1牙冠50*60*10鈷鉻合金4/21.打印完成后,去應(yīng)力退火。2.切割下義齒牙冠;3.及時快遞發(fā)送給客戶企業(yè)。2
3
備注
接單日期:生產(chǎn)部經(jīng)理意見(同意生產(chǎn))完成日期:請參見圖1-1-1,了解“金屬打印義齒牙冠”零件的最終效果:圖1-1-1義齒牙冠零件效果圖任務(wù)一項目獲取與分析任務(wù)一項目獲取與分析【項目分析】一、圖樣分析下圖為“金屬打印義齒牙冠”的模型效果圖(圖1-1-2),現(xiàn)做如下分析:
圖1-1-2義齒牙冠模型圖任務(wù)一項目獲取與分析1.整體分析本產(chǎn)品為口腔鈷鉻金屬牙冠,四件兩組牙冠。打印時,考慮牙冠內(nèi)腔要與口腔牙齦牙根配合,不可做支撐,故冠口朝上,下方設(shè)置十字墻支撐,方便后期修整??紤]牙冠零件矮小,為提高加工效率節(jié)約粉末,采用120型金屬打印機(jī)進(jìn)行制作,模型數(shù)據(jù)由客戶提供,切片前要進(jìn)行檢查修復(fù)。2.尺寸分析
該零件由模型到增材制造成型,尺寸能夠滿足后期使用要求。打印完成后要與打印基板進(jìn)行整體去應(yīng)力退火,然后再進(jìn)行切割分離,這樣能夠盡量防止義齒變形。3.表面質(zhì)量
本制品表面處理將由客戶廠家進(jìn)行專業(yè)的表面處理,包括支撐切割、凸點毛刺修磨,噴砂,上瓷上釉,拋光等多道后序工藝。任務(wù)一項目獲取與分析二、相關(guān)知識1.金屬打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著3D打印技術(shù)發(fā)展的日趨完善,它的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。3D打印高還原和高精度的數(shù)字化特性讓其深受各行各業(yè)的歡迎。3D打印技術(shù)可以直接將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的產(chǎn)品。相較于傳統(tǒng)制造方式,更適合制作小批量定制化的產(chǎn)品以及復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。由于人體的個體差異,手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)療植入物、義齒等醫(yī)療器械,對個性化定制的要求很高。因此,“個性化”為3D打印技術(shù)與醫(yī)療行業(yè)搭建了深度結(jié)合的橋梁?,F(xiàn)階段,3D打印在醫(yī)療行業(yè)的主要應(yīng)用有:用于手術(shù)與規(guī)劃或教學(xué)的3D打印醫(yī)療模型,手術(shù)導(dǎo)板,外科/口腔植入物,康復(fù)器械,生物3D打印人體組織、器官等。隨著材料的升級,生物兼容性材料也為3D打印血管、器官等應(yīng)用到臨床創(chuàng)造了實際可能。任務(wù)一項目獲取與分析2.3D打印技術(shù)在口腔義齒領(lǐng)域的應(yīng)用作為一種新型的加工制造技術(shù),目前3D打印已經(jīng)應(yīng)用于口腔醫(yī)療的義齒打印、矯正器制作、預(yù)演手術(shù)模型制作、手術(shù)導(dǎo)板制作等領(lǐng)域,大幅提升口腔醫(yī)療的精度和效率,正在引領(lǐng)義齒加工行業(yè)的變革。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,我國有94%的人口存在牙齒問題,約10人中就有1人安裝了假牙,年均假牙消費(fèi)量達(dá)8165萬顆。權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)計到2025年全球3D打印齒科規(guī)模達(dá)到45.7億美元。年復(fù)合增長率超過20%。隨著人口老齡化的增長,潛在客戶人群總數(shù)還在不斷上升。通常,假肢或植入物必須與患者的形態(tài)完全匹配。對牙科行業(yè)來說尤其如此,因為每個人都有自己獨特的牙型。有了3D打印機(jī)后,醫(yī)務(wù)人員可以精準(zhǔn)的獲得患者牙床的3D打印模型,為其提供定制化解決方案。特別是金屬類產(chǎn)品,精密度更高,達(dá)到精鑄級,比傳統(tǒng)傳品使用更久,契合度更好,佩戴更舒服。全面走向數(shù)字化是國際口腔加工行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。3D打印技術(shù)作為一種帶有顯著數(shù)字化特征的制造技術(shù),通過數(shù)據(jù)流將口腔診斷、設(shè)計、生產(chǎn)流程串在了一起,形成了齒科產(chǎn)品加工的全數(shù)字化流程。下圖(圖
1-1-3)是傳統(tǒng)義齒制作工藝流程與3D打印制作義齒工藝流程的對比:任務(wù)一項目獲取與分析任務(wù)一項目獲取與分析3.3D打印牙冠在數(shù)據(jù)處理時需要注意問題(1)牙冠數(shù)據(jù)導(dǎo)入時擺放位置。(2)打印平臺上要求牙冠盡可能高密度擺放。(3)牙冠3D打印支撐的方案。(4)打印準(zhǔn)備流程需要簡單、高效。任務(wù)一項目獲取與分析4.金屬打印牙冠的后序處理金屬打印完成后的義齒牙冠會從打印基板上切割下來,然后發(fā)送給客戶企業(yè)進(jìn)行后序處理。義齒加工企業(yè)一般會進(jìn)行退火處理,支撐切除操作,然后手工修磨凸點毛刺,再噴砂或拋光。最后上瓷、上釉,烤瓷后再進(jìn)行飾面拋光。拋光工具較多,由粗至細(xì),逐漸拋光。拋光步驟最為關(guān)鍵,依次使用布輪、拋光膏拋光。拋光完畢后義齒光潔度較高,類似鏡面,患者配戴后光潔、舒適、美觀。任務(wù)一項目獲取與分析5.鈷鉻合金材料。齒科鈷鉻合金是牙科醫(yī)用合金的一種,具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗腐蝕性,1929年開始被用于口腔修復(fù)。其合金的組成中,鈷、鉻和鎳元素總量不應(yīng)超過85%,若合金中含鈹,其含量不能超過2%。齒科鈷鉻合金的熔點在1290~1425℃,密度約為8.3g/cm3,鑄造后線收縮為2.13%~2.24%。非正比例拉伸屈服強(qiáng)度的最小值為500MPa,斷裂時伸長率最小值為1.5%。按其硬度通常分為軟質(zhì)、中硬質(zhì)和硬質(zhì)三類。軟質(zhì)的鈷鉻合金適用制作各類固定修復(fù)體;中硬質(zhì)者適用于制作卡環(huán)、基托及牙合增高的牙合墊等;硬質(zhì)者適用于可摘局部義齒大支架的整體鑄造,也可用作種植材料。本案例屬于硬質(zhì)材料。任務(wù)一項目獲取與分析三、現(xiàn)場條件分析打印工藝類型SLM激光選區(qū)熔化工藝打印材料類型鈷鉻合金CoCrMo打印機(jī)品牌型號YLM-120材料規(guī)格粉末粒度15~53μm設(shè)備最大打印尺寸D120*40后序處理去應(yīng)力退火、線割切片軟件3DXpert表面處理類型無任務(wù)一項目獲取與分析【工藝方案制定】一、工藝路線分析客戶提供的模型數(shù)據(jù)往往需要格式轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過程中可能也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)缺損、失真等情況,因此首先必須對轉(zhuǎn)換后的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查修復(fù)。當(dāng)模型數(shù)據(jù)檢查修復(fù)完成后,即可導(dǎo)入切片軟件進(jìn)行編程,然后將后置出來的程序?qū)朐O(shè)備執(zhí)行打印。打印完成后一體取下工件和打印基板,考慮到應(yīng)力存在,直接切割取件會產(chǎn)生變形,故先要進(jìn)行去應(yīng)力退火,然
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