福山市のJR福山駅前の歯列矯正歯科専門クリニックのイロドリ矯正歯科です。
当院では3Dプリンターを導入しています。以前より、口腔内3Dスキャナーを用いて、矯正歯科装置の作成や、治療計画の立案などにデジタルテクノロジーを活用してきました。そのおかげで、精度の高い治療計画立案や、効率よく歯列矯正装置を製作することができています。
3Dプリンターを導入している理由は、デジタル技術とアナログ技術を組み合わせることによって、さらに治療の精度と効率が向上することです。
従来は、アルジネート印象材(ピンク色の粘土のような材料)を用いて、口の中の型取りを行い、石膏を用いて模型を製作していました。アルジネート印象材で型を取ってから固まるまでの時間(7〜15分)や、型に石膏を流し入れる作業(約5分)、石膏が硬化するまでの時間(45分から1時間)、硬化した石膏のトリミング(約10分)をして初めて歯科技工作業を開始することができました。その作業の間に様々な材料を用いるために、微小な収縮や膨張を繰り返し、精度が低下してしまうことがありました。さらに、出来上がった模型も複雑な構造は崩れやすく、装置製作において追加の作業が必要でした。
口腔内3Dスキャナーや3Dプリンターを活用することで、これらの一連の作業が単純化された上に効率化されました。具体的な作業工程は、① 口腔内スキャン(3〜7分)、② 3Dデータの出力(3分)、③3Dプリンターで光造形(約1時間)。
さらに、歯科技工作業前に口腔内3Dデータ(stlデータ)を編集ソフトを用いて編集してから、光造形することによって技工作業の精度が格段に上がりました。
以上のように、3Dプリンターは、矯正歯科専門医院においては、今後必須となる機材の一つです。
「当院で使用しているDLPタイプの3Dプリンターについて」
DLP(Digital Light Processing)タイプの3Dプリンターは、光を使って液体の樹脂を固めて3Dモデルを作成する技術を採用しています。これにより、非常に高精度な造形が可能です。以下に、その仕組みと特徴をわかりやすく説明します。
仕組み
光源: DLPプリンターは、デジタルプロジェクターを使って紫外線(UV)光を液体樹脂に照射します。プロジェクターが2Dの平面画像を投影し、その層に相当する部分を一度に固めていきます。
液体樹脂: 光に反応して固まるフォトポリマーと呼ばれる特殊な樹脂を使います。この樹脂は、プロジェクターから照射された光が当たると固化します。
層ごとの造形: プリンターは、樹脂を薄い層ごとに硬化させ、1層ずつ積み上げることで3Dモデルを作り出します。これを「積層造形」と呼びます。
特徴
- 高精度: DLPプリンターは非常に細かい層の積み上げが可能で、高い精度を求められる歯科やジュエリー製作などの分野でよく使われます。
- スピード: 1層を一度に硬化させるため、同じサイズのモデルを作る際にSLA(光造形)よりも高速な場合があります。
- 滑らかな表面: 層の解像度が高いため、完成したモデルの表面は非常に滑らかです。
- 材料の制約: 使用する樹脂は光硬化性樹脂に限られるため、ABSやPLAのようなフィラメント材料は使用できません。
DLPプリンターの主な用途
- 歯科: 歯の模型やガイドを高精度で作成するために使用されます。
- ジュエリー: 微細なディテールを必要とするジュエリーの原型製作に適しています。
- プロトタイピング: 小型の精密部品やデザイン確認用のプロトタイプ製作に使われます。
Elegoo Mars 4のようなDLPタイプのプリンターは、これらの特徴を生かして精度の高いモデルを短時間で作成できるため、さまざまな専門分野で重宝されています。
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