Come scegliere una stampante 3D
Il passaggio dell’odontoiatria da un processo di lavoro tradizionale al processo di lavoro digitale ha creato molti problemi agli operatori del settore.
Avete ancora un po’ di incertezza e confusione riguardo la scelta degli strumenti più adatti per fare il fatidico passaggio al digitale? Parliamo di scanner 3D, di stampanti 3D, strumenti che mettono in difficoltà coloro che devono operare una scelta prima dell’acquisto.
Parlando di stampanti 3D le domande più frequenti che un utente si pone sono:
- Perchè esistono stampanti da 3000€ e quelle da 80.000€? Quali sono le differenze?
- La stampante che ho scelto sarà adeguata a stampare tutto ciò che serve al mio lavoro?
Queste, e molte altre domande, sono all’ordine del giorno tra dentisti e odontotecnici. Ma non solo: ormai tutto il settore della medicina inizia a fare uso di queste tecnologie e questi interrogativi riguardano anche altri ambiti medicali quali l’ortopedia, la chirurgia, la cardiochirurgia. La differenza con l’odontoiatria è che negli altri settori normalmente non sono richiesti i livelli di precisione e dettaglio indispensabili invece nel settore dentale.
La transizione dal workflow tradizionale al workflow digitale in odontoiatria prevede 3 fasi:
1. Scansione
2. Design
3. Stampa 3D
Stampa 3D
I modelli virtuali progettati con software appropriati vengono caricati all’interno di stampanti 3D che possono essere utilizzate nel laboratorio odontotecnico oppure, direttamente, nello studio odontoiatrico dal medico. Queste macchine consentono di realizzare fisicamente un gran numero di manufatti quali modelli dentali, guide chirurgiche, splints, wax-up, modelli sterolitografici e altro.
Sia i laboratori odontotecnici che gli studi dentistici possono avere molti benefici dall’utilizzo di una stampante 3D “in-house”.
Laboratori Odontotecnici: una stampante 3D in un laboratorio odontotecnico dà la possibilità di produrre un elevato numero di prodotti dentali con un elevata precisione, marcata riduzione degli errori umani e una più fluida gestione dei processi. Tra i prodotti che un laboratorio odontotecnico può ottenere con una stampante 3D ci sono le protesi calcinabili, guide chirurgiche, splint, modelli per allineatori dentali, allineatori dentali. La stampa 3D può essere complementare alle normali frese da laboratorio che consentono di lavorare materiali ormai consolidati per la produzione di corone, ponti, denti provvisori o permanenti.
Studi Odontoiatrici: le principali applicazioni che la stampante 3D può svolgere in uno studio odontoiatrico sono sicuramente la produzione di guide chirurgiche paziente-specifiche a disposizione del medico con costi e tempi molto limitati. In questo caso il medico può davvero realizzare in casa un processo completo di chirurgia guidata che parte dalla scansione, passa per la pianificazione software 3D dell’impianto e termina con la stampa, in house, della guida chirurgica da usare direttamente sul paziente.
La scelta della stampante 3D da acquistare per il proprio studio o per il proprio laboratorio non è certamente facile né immediata. Il medico o il tecnico possono ritrovarsi ad avere a che fare con dati, parametri e metri di valutazione e di giudizio che non conoscono adeguatamente bene. Cerchiamo quindi di fare chiarezza.
Le stampanti SLA, DLP e Polyjet e la differenza tra i termini Accuratezza – Risoluzione – Precisione.
SLA (Stereolitografia)
La stereolitografia è una tecnologia di stampa basata su una sorgente luminosa laser che colpisce una vaschetta contenente della resina fotosensibile polimerizzandola.
Lato negativo: sicuramente il tempo di stampa più lungo rispetto alle stampanti DLP.
DLP (Digital Light Processing) Si tratta di stampanti che hanno più o meno le stesse caratteristiche delle stampanti SLA ma, al posto della sorgente laser, utilizzano un proiettore che proietta la geometria da realizzare su uno strato di resina fotosensibile indurendola e creando, così, il modello voluto.
I tempi di stampa sono generalmente di molto inferiori rispetto alle stampanti SLA.
POLYJET
La tecnologia polyjet si basa sullo stesso principio con sui lavorano le normali stampanti cartacee. Si tratta infatti di stampanti che dispongono di una serie di ugelli dai quali esce materiale di stampa (resine fotosensibili) i quali vengono deposti sul piatto di stampa sottoforme di “gocce” e poi polimerizzati dal passaggio di una sorgente luminosa ad una determinata lunghezza d’onda. Si tratta della tecnologia di stampa che, ad oggi, consente un risultato decisamente professionale e assolutamente affidabile (raramente una stampa con questa tecnologia fallisce durante il processo). La finitura superficiale tuttavia può essere qualitativamente inferiore alle SLA ma la gamma di materiali a disposizione può essere superiore. L’area di stampa è di gran lunga più grande delle SLA o delle DLP ma i costi di queste macchine (dai 25.000€ in su) ne rendono difficile l’utilizzo “in-house”.
La differenza tra i termini: risoluzione, precisione e accuratezza
Attenzione. Questi sono i tre termini che mettono in crisi nella scelta di una stampante 3D e nella consultazione delle schede tecniche. Partiamo dal presupposto che le schede tecniche spesso non sono chiare e, per questo, vanno lette con uno spirito “critico” senza dare per scontato che quello che c’è scritto corrisponda alla realtà dei fatti ma soprattutto cercando di capire se quello che c’è scritto (qualora confermato) risponde alle proprie esigenze.
Imparare il significato preciso di questi termini vi potrebbe togliere un bel po’ di grattacapi in fase di scelta.
Risoluzione
Nella nostra vita quotidiana tutti noi abbiamo avuto a che fare con il concetto di “risoluzione”. Pensiamo alla risoluzione della fotocamera del telefonino, oppure a quella del televisore. Nel caso della stampa 3D questo concetto è un po’ più complesso da valutare.
La risoluzione di una stampante 3D è la misura minima che la stampante riesce a stampare su un particolare piano dello spazio.
Innanzitutto diciamo subito che la stampante 3D lavora con due risoluzioni diverse: una che interessa l’asse z (cioè lo spessore del layer di stampa) e l’altra che interessa il piano xy.
Mentre la risoluzione dell’asse z è generalmente determinata e riportata sulle schede tecniche delle varie stampanti quella relativa al piano xy non è quasi mai riportata anche se, di fatto, è la più importante.
Perché non è quasi mai riportata?
Perché è difficile da determinare in quanto dipende da vari fattori quali: la composizione della resina che si sta usando, il tempo di esposizione del laser sulla resina, la viscosità della resina, la temperatura alla quale si sta stampando ecc…
Ogni stampante 3D SLA ha un laser che colpisce la superficie della resina indurendola sul piano xy. Questo laser ha uno “spot beam”, ossia un diametro definito. Prendendo come esempio una stampante il cui laser ha un diametro di 140micron, questo potrebbe far pensare che la misura più piccola stampabile sul piano xy è proprio 140micron. In realtà non è così. La misura minima stampabile, infatti, è influenzata dai fattori che abbiamo esposto sopra. Questo vuol dire che sicuramente la risoluzione della stampante sul piano xy non può essere inferiore a 140micron ma che invece può essere sicuramente superiore a questo valore. In linea di massima, la stampante avrà una risoluzione xy pari a 150micron; 10micron superiore al diametro del laser. Ciò vuol dire che questa stampante su questo piano (xy) potrà stampare oggetti piccoli al massimo 0,15mm; non di meno.
Precisione
Il concetto di precisione non ha niente a che vedere con la risoluzione. Per precisione si intende la “ripetibilità” di stampa che una stampante 3D garantisce. Ossia: la capacità che quella stampante ha di produrre una serie di oggetti di dimensioni il più possibile identiche fra di loro. Non è un dato numerico definito sulla scheda tecnica e quindi non entra in gioco direttamente quando si valuta l’acquisto di una stampante 3D.
Accuratezza
L’accuratezza è la capacità di una stampante di produrre oggetti quanto più possibile identici al file 3D che li ha originati.
Anche in questo caso il parametro non è quantificabile con un valore oggettivo e non può essere riportato in una scheda tecnica. Tuttavia, prima di acquistare una stampante, si potrebbe fare un test di accuratezza stampando un oggetto noto da file 3D. Successivamente si potrebbe effettuare la scansione 3D del modello stampato e confrontarlo con il file originale. Ci sono alcuni software specifici che consentono di fare questi confronti molto utili in fase di scelta accurata di una stampante 3D. Uno di questi software è Gom Inspect Software, un software gratuito che sovrappone due file 3D indicandone il livello di identità geometrica.