Cad cam технологии компьютерное моделирование. Технология CAD-CAM В Современной Стоматологии

CAD / CAM (англ. Computer — aided Design , Computer — aided manufacturing ) — это собирательное название современных технологий, позволяющих автоматизировать процесс изготовления ортопедических реставраций. Раньше для создания искусственной коронки или вкладки требовалось 2-4 посещения, разделённых несколькими днями ожидания. Период ожидания был необходим для того, чтобы зубной техник смоделировал и воспроизвёл реставрацию из металла или керамики. Более подробно о написано в соответствующей статье. Сегодня благодаря кад/кам-технологиям появилась возможность изготовить коронку или вкладку на зуб в течение одного дня.

Что такое CAD/CAM?

Если говорить конкретно, что CAD/CAM — это комплекс, включающей следующее оборудование:

Сканер

Сканер нужен для создания виртуальной 3d-модели зубов пациента. Существуют как внутриротовое сканеры, «оцифровывающие» непосредственно ситуацию в полости рта, так и обычные, сканирующие предварительно изготовленные гипсовые модели челюстей пациента.

Компьютер с соответствующим программным обеспечением

Полученная трёхмерная модель зубов пациента обрабатывается в компьютерной программе, где в автоматическом (или полуавтоматическом) режиме для разрушенного зуба создаётся виртуальная модель будущей реставрации (вкладки, коронки или винира), необходимой для возмещения дефекта. Интерфейс CAD/CAM — программы похож на трёхмерный редактор. Врач имеет возможность создать или изменить любой элемент смоделированной реставрации: высоту бугром, выраженность рельефа, кривизну стенок и т.д. Когда моделирование будет закончено, файл с моделью реставрации отправляется на фрезерный станок.

Фрезерный станок

Реставрация, которая была смоделирована на предыдущем этапе, автоматически вытачивается на фрезерном станке. Как выглядит этот процесс показано на видео ниже. В качестве материала используются стандартные керамические или металлические заготовки.

Какие существуют CAD/CAM — системы?

Идеи применения CAD/CAM-системы для изготовления стоматологических реставраций появилась в 1971 году. Первые прототипы были громоздкие и неудобные в работе. К тому же, сканеры, используемые для создания виртуальных моделей, давали сильные искажения. Сегодня эти проблемы решены. Точность «цифрового оттиска» не уступает оттиску, полученному по классической методике. Программное обеспечение значительно улучшилось, и процесс виртуального моделирования будущей реставрации превратился в творчество. Точность фрезерных станков также повысилась благодаря одновременному использованию нескольких фрез и уменьшению их диаметра. В России сегодня представлены следующие cad/cam системы:

• Cerec
• Organical
• Katana
• и др.

В чём для пациента заключается разница коронок, изготовленных по CAD/CAM-технологии, и классическим методом?

Коронки, изготовленные по разным технологиям, могут не отличаться по внешнему виду. Пациент в любом случае получит высокоэстетичную реставрацию, восстанавливающую красоту улыбки и функцию пережевывания пищи. Однако использование кад/кам-систем позволяет упростить и ускорить изготовление реставраций:

• Во-первых, уменьшается общее время, необходимое для создания коронки, вкладки и т.д.
• Во-вторых, вместо традиционных оттискных материалов врач может использовать внутриротовой сканер, который «оцифровывает» ситуацию в полости рта. Это избавляет пациента от необходимости проходить через процедуру снятия обычных слепков. Особенно актуальным это является для людей с выраженным рвотным рефлексом.
• Пациент непосредственно ВИДИТ, как врач вначале на компьютере моделирует индивидуальную коронку, которая затем автоматически вытачивается из керамического блока. Это красиво)

Зубные протезы из циркония постепенно завоевывают мир. Их основное преимущество состоит в отсутствии металлического основания, что позволяет иметь более натуральный вид и оттенок. Но их нельзя изготовить литьем. Потому что при спекании цирконий дает усадку, первоначальные параметры заготовки уменьшаются, и она становится непригодна к использованию. И только CAD/CAM/CAE системы сделали циркониевые протезы реальностью.

Что такое CAD/CAM системы в стоматологии

CAD/CAM – новейшая технология, по которой изготавливаются каркасы зубных протезов из циркония, стеклокерамики, кобальт-хрома, титана и других материалов. Она основана на моделировании заготовки в специальной компьютерной программе и обработке на фрезеровальном оборудовании с числовым программным управлением.

Название технологий расшифровывается:

• CAD – Computer-Aided Design – компьютерная помощь в проектировании (технический дизайн виртуального образа с помощью моделирования и CAD CAM программы).
• CAM – Computer-Aided Manufacturing – компьютерная помощь в производстве (изготовление проектируемой конструкции с помощью специального ПО).

Этапы CAD/CAM технологии в стоматологии:

• сканирование ротовой полости;
• 3D-моделирование ортопедических конструкций, доработка изображения;
• фрезеровка;
• спекание в печи;
• шлифовка и полировка.

Помимо специального программного обеспечения в систему входит оборудование: сканер, фрезерный станок с ЧПУ, печь для спекания. Техника CAD/CAM/CAE обеспечивает полный цикл производства протеза – от трехмерной модели до готового изделия.

ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ

• Высокая точность изготовления изделий;
• Кратчайшие сроки производства стоматологических конструкций;
• Учет потребностей конкретного пациента;
• Изготовление протезов из диоксида циркония;
• Автоматизированный процесс, исключающий «человеческий фактор».

При выборе системы проектирования CAD/CAM важно обратить внимание на тип: открытая или закрытая. Закрытые могут работать только с определенными видами материалов (дисками, блоками и пр.) компании-производителя. Они хороши тем, что процессы максимально отлажены и синхронизированы.

Преимущество открытых систем в том, что все элементы (сканер, станок, программное обеспечение) максимально адаптированы к совмещению с иным оборудованием и компьютерным ПО. То есть их можно обновлять, расширять набор функций и технологий.

Сравнительный обзор существующих моделей

Фрезерное оборудование открытого типа DYAMACH DT-2 позволяет использовать любые материалы CAD/CAM (керамику, полимеры, металлы), гарантируя высокую точность и производительность. Вертикальный 5-осевой фрезеровальный станок с ЧПУ может работать непрерывно.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• рабочие оси имеют широкие углы поворота: А на 360 гр., В на +/- 43 гр;
• скорость шпинделя до 60000 об./мин;
• подходит для обработки сложных балок и абатментов из металла (в т.ч. титана);
• использует любые типы фрезы (3, 4, 6 мм) в отличие от аналогичных моделей, в которых предусмотрены фрезы только в 6 мм;
• профессиональное устройство по цене оборудования среднего класса;
• высокая скорость фрезеровки (абатмент из металла за 20 минут, мост из кобальт-хрома из трех моляров за 60 минут).

Фрезерный станок Dyamach DT-2 работает быстрее и точнее других с бесколлекторным двигателем Mitsubishi. Это одна из лучших систем по набору характеристик, которая оправдывает свою стоимость.

Видео:

Открытые системы, не требуют ежегодного обновления ПО. Фрезерное оборудование Roland отличается тихой работой, а также высочайшей точностью обработки циркония и других материалов.

Фрезерная установка DWX 51D

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• создает высокоточные коронки из циркония, а также нового материала TRINIA (безметалловые коронки, которые по прочности превосходят цирконий и кобальт) ;
• фрезеровка заготовки одновременно по 5 осям;
• угол наклона по оси В для повышения точности увеличен до 30 гр;
• время обработки одной коронки – 30 минут, одновременно двух – 45 мин, то есть при увеличении количества заготовок уменьшается среднее время на одну единицу; 20 коронок за 6 часов;
• держатель дисков в форме полумесяца исключает проворачивание диска;
• автозамена фрез, магазин на 10 шт. ;
• встроенный ионизатор.

Видео:

Фрезерная установка DWX 4W (стеклокерамика)

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• обрабатывает до 3-х различных заготовок в безостановочном режиме, что позволяет сократить время изготовления и процесс обслуживания пациентов;
• обработка стеклокерамики (Vita, Ducera, Ivoclar и др.);
• специальные алмазные фрезы;
• фрезеровка по 4 осям, угол поворота 360 гр;
• автоподача инструментов (4 станции);
• высокоскоростной шпиндель Jaeger (60000 об./мин);
• системы водяного охлаждения и очистки оборудования;
• наличие светового оповещения о стадиях текущих операций;
• совместимость с большинством моделей сканеров и ПО.

Видео:

Надежные и долговечные фрезерные аппараты Roland имеют лучшие гарантийные и пост продажные условия сотрудничества по сравнению с конкурентами. Благодаря богатому функционалу и привлекательной стоимости они востребованы на рынке.

Sirona предлагает зуботехническим лабораториям полноценную систему, элементы которой отлично функционируют по отдельности и в сочетании друг с другом. Средний ценовой сегмент аппаратов делает их популярными в лабораториях разных размеров.

ПРЕИМУЩЕСТВА SIRONA:

• прибыльность лаборатории благодаря повышению производительности;
• гибкость и внедряемость с функциональным ПО;
• перспективность с возможностью модернизации и дополнения.

Фрезерно-шлифовальные аппараты inLab MC XL и Cerec MC XL одни из самых точных и быстрых. Переключение между шлифованием и фрезерованием займет несколько минут. Вы ощутите экономическую выгоду с большим объемом фрезерования.

Отдельного внимания заслуживает сканер inEos Blue благодаря интуитивному управлению, простому «апгрейду» и крупным масштабам сканирования.

CEREC MC XL

Видео:

Закрытая система Cad/Cam-system 5-tec включает фрезерную установку, сканер, печь, Cad/Cam программы и ПК с монитором. Все сразу для идеальной совместимости и слаженности процессов.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• уникальная технология производства цельных циркониевых изделий;
• низкая стоимость обновлений;
• высококачественные CAD/CAM материалы собственного производства;
• обучение в режиме онлайн;
• единая информационная поддержка.

Система ZirkonZahn с 5 осями доступнее других по цене, но не уступает по качеству, поэтому отлично подходит для оснащения зуботехнической лаборатории.

Видео:

Wieland производит самое компактное КАД/КАМ оборудование в мире. Открытая система Zenotec mini весит всего 45 кг и полностью умещается на рабочем столе. Соберите свою комбинацию элементов с нужным функционалом.

В небольшую лабораторию впишется фрезерный станок Zenotec mini. Здесь использована 4-осевая технология, что оптимально для всех типов работ. Zenotec Select – 5-осевое фрезерное устройство, мощнее и функциональнее предыдущего, и выше по стоимости.

Также Wieland производит быстрые и точные сканеры, например, Zeno Scan S 100, которые гарантируют точность изготовления каркаса и экономию рабочего времени.

ПРЕИМУЩЕСТВА КАД КАМ СИСТЕМЫ:

• компактный размер;
• бессрочное ПО, гибкое и дружественное;
• производительность порядка 1800 единиц/мес.

ZENOTEC Mini

Видео:

ZENOTEC SELECT

Видео:

Система CORiTEC 550i обеспечивает наивысшее качество фрезерования при обработке твердых материалов. Новейшая конструкция осей с гранитным основанием обеспечивает идеальную гладкость. Самый скоростной шпиндель (80000 об./мин) гарантирует высокую точность и стойкость. Ценовой сегмент «выше среднего» полностью оправдан широким функционалом, качеством работы и надежностью оборудования.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• самая высокая производительность;
• возможность работать круглосуточно;
• высокоточные линейные электродвигатели без люфта;
• обработка любых материалов, включая кобальт и хром;
• наивысшая точность и динамика работы.

Видео:

Современная реставрационная стоматология немыслима без компьютерных технологий. Через 2-3 года каждая современная клиника будет осуществлять CAD/CAM протезирование. Чтобы не оказаться в числе отстающих, приличные лаборатории заботятся о покупке системы уже сейчас.

Изучение продуктов различных производителей поможет определиться с необходимым функционалом и сделать осознанный выбор. С CAD/CAM-system технологии будущего доступны уже сегодня!

Если вам это определение показалось сложным, то приведем пример для ясности. Раньше коронку устанавливали в течение нескольких посещений (от 2 до 4), причем они были разделены несколькими днями ожидания. Это было необходимо для того, чтобы техник, изготавливающий коронку, смог правильно смоделировать и воспроизвести реставрацию из керамики или металла. Сегодня благодаря технологиям CAD/CAM изготовление коронки или вкладки на зуб происходит в течение одного дня! Ведь, используя их, можно создать любые несъёмные конструкции: коронки, вкладки, виниры, индивидуальные абатменты, мостовидные протезы, хирургические шаблоны. Причем они могут быть цельнокерамическими или металлическими. И с каждым годом спектр применения cad cam технологий в стоматологии расширяется.

Что такое CAD/CAM технологии?

Это комплекс оборудования, включающий в себя:

1. Сканер. Он необходим для создания 3D-модели зубов пациента. Есть внутриротовые и обычные сканеры (сканируют гипсовые модели челюсти).
2. Компьютер со специальным программным обеспечением. Он обрабатывает полученную объемную модель, а затем в автоматическом или полуавтоматическом режиме воссоздает виртуальную модель будущего зуба (вкладки, коронки или винира). Интерфейс CAD/CAM очень схож с программой трехмерного редактора. Техник может создать или изменить любой элемент реставрации (кривизну стенок, выраженность рельефа и др.). Когда все изменения будут внесены, файл с моделью реставрации отправляется на станок.
3. Фрезерный станок. На нем автоматически вытачивается из металла или керамики реставрация, смоделированная в программе.

Виды CAD/CAM-систем

CAD/CAM-системы появились давно, а вот в стоматологии использоваться начали лишь в 1971 году. Первые прототипы системы были громоздкими и неудобными, а сканеры искажали виртуальные модели. Но на сегодняшний день все эти проблемы решены. Точность цифровых моделей не уступает оттиску, полученному классическим способом.

В России используются несколько видов CAD/CAM-систем: Cerec, Organical, Katana и др.

В чем отличия между коронками, получаемыми классическим методом и с помощью CAD/CAM-технологий?

По внешним признакам коронки, изготовленные разными способами, почти не отличаются, пациент в любом случае получит высокоэстетичную реставрацию. Однако использование инновационных технологий позволяет упростить и ускорить процесс изготовления коронки, вкладки и т.д. Кроме того, врач использует вместо традиционного оттискного материала внутриротовой сканер, что позволяет пациенту избежать процедуры снятия обычных слепков. Это, безусловно, порадует пациентов с явно выраженным рвотным рефлексом.

CAD/CAM технологии в ортопедической стоматологии

к.м.н., стоматолог-ортопед Ервандян Арутюн Гегамович

С момента изобретения человеком компьютера настала новая эра в науке, технике и просто в жизни человека. В то время как большинство людей способны использовать компьютерную технику максимум для общения в социальных сетях, скайпе и совершения онлайн покупок, другие уже давно используют компьютеры для совершения сложнейших математических измерений, 3D проектирования, программирования, изучения сопротивления материалов и усталостных нагрузок, а также в области CAD/CAM технологий. CAD/CAM - это аббревиатура, которая расшифровывается как computer-aided design/drafting и computer-aided manufacturing , что дословно переводится как компьютерная помощь в дизайне, разработке и компьютерная помощь в производстве, а по смыслу - это автоматизация производства и системы автоматизированного проектирования / разработки.

С развитием технологий, ортопедическая стоматология также прошла эволюция от времён бронзового человека, когда привязывались искусственные зубы золотой проволокой к соседним зубам, до современного человека, который использует технологию CAD/CAM.

(112.11 КБ) 3142 просмотра

Соответственно, расходными материалами для данной процедуры становились дорогостоящие блоки и фрезы, в основном твёрдосплавные. Благодаря дальнейшей эволюции CAD/CAM технологии, на смену компьютерному фрезерованию пришла технология 3D печати, которая позволила уменьшить себестоимость и дала возможность изготавливать объекты любой формы и сложности, которые невозможно было произвести до этого ни одной из существующих технологий. Например, благодаря 3D печати можно изготовить цельный полый объект с любой формой внутренней поверхности. Применительно к ортопедической стоматологии, можно изготовить полое тело протеза, что позволит не уменьшая прочности конструкции уменьшить его вес.

В свою очередь технологию 3D печати в стоматологии можно разделить на три ветви.
Первая ветвь - это 3D печать воском, например, каркаса мостовидного протеза, с последующим литьём. Фактически этот способ является более совершенной технологией моделирования конструкций протезов с присущими ей всеми недостатками литья. Т.е. можно смоделировать на компьютере и напечатать из воска идеальный каркас, но при литье опять столкнуться со всеми проблемами, присущими литью. Таким образом, данная технология устраняет все недостатки моделирования каркаса из воска, но не устраняет недостатки технологии литья.
Вторая ветвь - это 3D печать пластмассой. Данная технология позволяет получить как разборные модели челюстей, каркасы из беззольной пластмассы для литья, так и готовые протезы, например коронки или мостовидные протезы из композита, а также напечатать съёмные протезы.

В свою очередь 3D печать пластмассы производится двумя способами:

• Терпомечать пластмассы
• Светополимеризационная печать пластмассы

Технология термопечати воска и пластмассы схожи и чем-то похожи на принцип печати обычного цветного струйного принтера. Материал разогревается до температуры плавления и микрокаплями наносится, но в отличии от цветного струйного принтера, который печатает только в двух проекция 3D принтер печатает в трёх проекциях и соответственно не краской, а твёрдыми материалами. Благодаря нанесению материала микрокаплями достигается полная компенсация усадки материала.

Светополимеризационная печать похожа на термопечать и отличается только тем, что материал не нужно разогревать, так как он уже жидкий, а затвердевание т.е. полимеризация происходит под действием света синего спектра 445-470 нм.

Кардинально другой принцип используется при 3D печати металлом. Принцип заключается в нанесении одинарного слоя металлического порошка на подложку и спекание или точнее микросварку лазером микроскопических зёрен металла в необходимых участках слоя. После этого наносится сверху ещё один одинарный слой порошка металла, так же производится микросварка лазером микрозёрен металла уже не только между собой, но и с нижним слоем.

Таким образом, послойно печатается трёхмерный объект из металла. После завершения печати готовый металлический объект извлекается из порошка. Оставшийся порошок можно использовать повторно. Данная технология представляет из себя безотходное производство, которое в конечном счёте приводит к уменьшению себестоимости конструкции. А благодаря применению компьютерных технологий достигается высокие качество и точность порядка 1-10 микрон. Предлагаем вашему вниманию видеоролик о 3D печати металлом.
https://www.youtube.com/watch?v=qvl_O1M5Ykk
Такой же принцип печати используется при печати гипсом, только вместо лазера используется связующий агент, так называемый клей, соединяющий частички гипса. Однако печать гипсом не нашла применения в стоматологии, так как модели начали печатать из пластмассы.
Полная версия статьи

CAD/CAM - это сокращение слов Computer-Aided Design (проектирование с использованием компьютерной технологии) и Computer-Aided Manufacture (изготовление с использованием компьютерной технологии). В течение многих лет системы CAD/CAM находили себе применение в различных отраслях промышленности, особенно в автомобильной. Компьютеры облегчают все стадии автомобильного производства, начиная с исходной концепции проекта и вплоть до конечного производства составляющих машину деталей. Ныне такие технологии находят себе множество разнообразных применений в медицине и стоматологии.

CAD (Проектирование с использованием компьютерной технологии)

Проектирование с использованием компьютерной технологии - это использование компьютерных систем для проектирования и разработки продукта. Компьютер применяется в качестве высокоусовершенствованного заменителя чертежной доски, позволяющего выполнить трехмерное моделирование и проектирование, не прибегая к ручке и туши. Модель, созданная в такой системе, может быть показана под любым углом, а также может быть смоделирована так, чтобы рассмотреть ее проекцию в определенном освещении. Отдельные элементы чертежа могут быть пересмотрены, заменены, а вся модель в целом - перестроена заново. После того, как проект доведен до окончательного уточнения, детализированные и снабженные размерами чертежи, могут быть распечатаны с целью использования в процессе производства. Или же, с другой стороны, они могут быть переданы далее, и информация относительно формы детали может быть превращена в производственные инструкции, которые будут переданы непосредственно машинам, изготовляющим данную деталь.

В особенно прогрессивных системах, возможно, принимать в расчет также и структурные свойства материалов. Математическое моделирование конструкции с использованием этих величин дает возможность получить оценку определенных моментов ее поведения еще до того, как она покинет кульман. Эта технология известна под названием «анализ конечного элемента». Можно оценить последствия тех или иных изменений в проекте в отношении поведения детали, еще прежде чем она будет изготовлена хотя бы в виде физической модели.

САМ (Изготовление с использованием компьютерной технологии)

Изготовление с использованием компьютерной технологии - это использование компьютерных систем для управления механизированными инструментами. Это позволяет придавать материалам определенную форму с тем, чтобы создавать из них конструкции и приспособления. Компьютеры, контролирующие механизированные инструменты, могут действовать в соответствии с инструкциями, полученными от системы проектирования с использованием компьютерной технологии. Таким образом, возникает полная интегрированная система. Объект, который необходимо изготовить, конструируется на экране компьютера, после чего проект воплощается в жизнь компьютером же, передающим свои инструкции непосредственно механизированным инструментам.

В отношении постановки пломб стоматология была всегда ограничена определенным ассортиментом доступных технологий изготовления. Пломбирование зубов в одно посещение всегда было ограничено использованием амальгамы для зубной пломбы, кислотно-основными смесями или же полимеризацией смол. Пломбы, изготовляемые в лабораторных условиях, ограничивались выплавляемым модельным литьем, агломерированием фарфоровых пломб и полимеризацией смол. Это очень жестко ограничивало диапазон материалов, которые могли быть использованы. Давая нам новую методику контроля формы объекта, CAD/CAM системы в стоматологии открывают доступ к целым системам новых материалов.

Технология CAD/CAM в стоматологии делает возможным использование керамических материалов с очень хорошими характеристиками и композитных материалов на основе стеклянного вяжущего вещества, которые были произведены в оптимальных фабричных условиях, при соблюдении необходимых технологических характеристик. Такие материалы имеют огромные преимущества перед теми, что используются здесь традиционно.

В сравнении с другими материалами для пломбирования керамические материалы отличаются целым рядом преимуществ. Они могут быть смешаны в такой пропорции, чтобы очень близко соответствовать цвету зуба. Они обладают очень высокой биосовместимостью и очень износостойки. Очень важно также и то, что посредством соответствующей обработки как самой керамики, так и поверхностей зуба, возможно, добиться создания прочной связи, так что пломба и сам зуб станут единым функциональным элементом. Данное преимущество означает то, что поврежденный зуб может быть укреплен, будучи связан с керамической пломбой. Хотя то же самое возможно осуществить также и с композитными материалами на полимерной основе, все-таки эти пломбы по их прочности не могут быть поставлены рядом с изготовленными механическим способом керамическими пломбами.

Диапазон структурных полимеров, которые могут быть использованы для создания основного тела композитных пломб, сравнительно невелик. Большинство этих композитных материалов основаны на BIS-GMA.

Улыбнитесь - всё будет хорошо!