Um olhar por trás dos bastidores da impressão 3D: desde a ideia até a impressão pronta

A impressão 3D dentária foi uma das grandes tendências durante a IDS 2019. O tema foi apresentado em discussões animadas sobre a precisão, a velocidade e as vantagens e desvantagens da impressão 3D na tecnologia dentária. Leia a Parte 1 da série de artigos sobre a história, as vantagens e o estado atual da impressão 3D no laboratório odontológico.

Uma entrevista com o técnico em prótese dentária pós-graduado Tobias Specht, Director GBU Labside Digital, e Jörg Ebert, Senior Research Associate na Ivoclar Vivadent.

Senhor Specht, em que nível se encontra a impressão 3D nos laboratórios dentários hoje em dia? E quais são os motivos para entrar no mundo da impressão 3D?

Tobias Specht: Ainda estamos relativamente no começo. Apesar de parecer que a grande maioria dos laboratórios dentários já trabalha de maneira totalmente digital, a verdade não é bem essa.

No entanto, nos últimos anos nós vimos um aumento significativo no uso de scanners intraorais nos consultórios odontológicos. Isto resulta também em um aumento dos arquivos digitais no laboratório que, por sua vez, precisam ser processados adequadamente através de um software CAD. Por este motivo, a entrada no mundo digital é uma questão que se coloca especialmente para os laboratórios menores, para que possam continuar trabalhando em cooperação com seus dentistas e se mantenham competitivos.

Cada vez mais laboratórios, que já começaram a trabalhar com o fluxo de trabalho digital, não enviam mais o desenho CAD para fresagem, mas, do contrário, produzem internamente. No entanto, nem todos os objetos são adequados para a fresagem, devido à geometria. Um bom exemplo para isso são os modelos. No entanto, graças aos avanços tecnológicos na impressão 3D, no futuro será possível produzir todos os objetos por conta própria.

Como você posicionaria a impressão 3D em comparação com a fresagem? Na sua opinião, quais são as vantagens da impressão na tecnologia dentária?

Tobias Specht: Possuir uma fresadora não exclui de forma alguma a possibilidade de ter uma impressora 3D. Na verdade, a impressão 3D é considerada um complemento à fresagem. Seria como unir o melhor de dois mundos.

Como já mencionei anteriormente, alguns objetos são mais adequados para a impressão do que para a fresagem, devido à sua estrutura. O consumo de material também pode ser significativamente menor na impressão do que na fresagem. Na fresagem de placas oclusais, por exemplo, uma quantidade relativamente grande de material de PMMA deve ser removida para criar o produto final. Já na impressão, por outro lado, é usada apenas a quantidade de material necessária para a placa e as estruturas de suporte.

Caso as capacidades para coroas e pontes de zircônia ou cobalto-cromo na fresadora aumentem tanto, a ponto de não ser mais possível realizar a fresagem, por exemplo, de modelos, placas e cera, vale mais a pena adquirir uma impressora, mais barata do que outra fresadora, a fim de liberar novas capacidades na fresadora.

Outra vantagem da impressão em comparação com a fresagem também é o tempo economizado. Na fresagem, cada coroa é processada separadamente. Já na impressão, é possível imprimir vários objetos simultaneamente, dependendo do tamanho da plataforma de construção. O processo de construção, pelo menos com a tecnologia DLP, não depende da quantidade de objetos, mas apenas da altura do objeto.

Odontologia digital e tecnologia dental: O mundo odontológico em transição

Senhor Ebert, o senhor Specht mencionou a tecnologia DLP. Você poderia nos apresentar um resumo de quais tecnologias são usadas na impressão 3D e quando esta foi criada?

Jörg Ebert: O início da impressão 3D é atribuído ao Dr. Hideo Kodama, que registrou uma patente para uma impressora 3D já em 1980.

O uso da impressão 3D no setor odontológico começou com o avanço da digitalização e o desenvolvimento de soluções de software adequadas, que atendem tanto à indicação quanto aos novos processos. Basicamente, para escolher a tecnologia é necessário responder a três perguntas:

• De qual material ou de quais características de material eu preciso considerando as exigências do dispositivo médico?
• Que precisão, qualidade da superfície ou estética são necessárias?
• Quão produtivo eu sou ou quero ser?

Assim, estruturas metálicas são fabricadas, por exemplo, diretamente através da fusão seletiva a laser (SLM). Aqui, o tamanho e os custos do sistema são projetados para centros de produção. A versão mais econômica é realizada indiretamente, através do processo de queima de cera. As primeiras impressoras eram impressoras de cera, que trabalhavam com um processo de construção de camada por camada. A grande desvantagem era a duração de várias horas para a fabricação de uma única restauração.

A história mais longa de desenvolvimento é a da estereolitografia, também criada pelo Dr. Kodama. Esta tecnologia continuou sendo aprimorada em diferentes versões, como a estereolitografia baseada em impressão a laser (SLA) ou a tecnologia de processamento de luz digital (DLP). Hoje em dia, ela é o processo mais sofisticado e bem desenvolvido para produtos de alta precisão, pelo menos para polímeros.

A Ivoclar Vivadent também apresentou uma impressora 3D durante a IDS 2019, que deverá estar disponível em um futuro breve. Com qual tecnologia ela trabalha?

Jörg Ebert: A PrograPrint PR5 é uma impressora de estereolitografia baseada na tecnologia DLP. DLP é a sigla para “digital light processing” e oferece vantagens decisivas em relação à estereolitografia baseada em impressão a laser, como por exemplo, a velocidade maior graças à exposição da superfície. Para o seu desenvolvimento, demos mais um passo a frente e combinamos de maneira ideal as informações digitais com as condições físicas do hardware e as características químicas do material.

Poderia explicar melhor?

Jörg Ebert: Imagine o funcionamento de uma lanterna. Com certeza, você já percebeu que, girando a parte da lâmpada, o brilho pode se tornar mais intenso no centro, diminuindo nas bordas, ou pode ser uniforme em toda a área de iluminação, porém menos intenso. Nós também precisamos trabalhar com o foco: Para uma polimerização rápida e precisa, o requisito é: brilho igual e brilho máximo – além de uma imagem nítida. Agora, descobrimos na prática que geralmente não é necessário ter esta quantidade máxima de luz em todo o campo de exposição durante o processo de construção. A partir daí, desenvolvemos uma nova estratégia. Ela calcula a emissão de luz igual e máxima especificamente para a “fatia”. Dessa maneira é possível garantir a impressão de cada camada com a melhor qualidade possível. Ao mesmo tempo, é garantida uma precisão constante – independentemente de os objetos serem colocados no centro ou na borda da plataforma de construção. Ajustando os nossos materiais para uma resolução da área de construção de apenas 49 µm e otimizando o fator de escala para o fator de compensação de contração, além de outros fatores, alcançamos um um desvio médio de < 20 µm e um desvio padrão de < 50 µm.

Além disso, o sistema geral também é outro ponto determinante para este sucesso, já que a limpeza e o pós-processamento também influenciam na precisão. Um pós-processamento não coordenado, por exemplo, pode ter impactos negativos no ajuste e na precisão dos objetos impressos.

Quais são as vantagens e os pontos fortes desta tecnologia em comparação a outras tecnologias?

Jörg Ebert: Após uma análise intensa, a decisão pela estereolitografia foi unânime, uma vez que ela apresenta vantagens enormes em termos de precisão e velocidade, em comparação com outras tecnologias.

Além disso, a construção sobre uma base tecnologicamente madura também foi vantajosa para o nosso objetivo de desenvolver um sistema completo.

E por último, mas não menos importante, o conceito de sistema também criou um valor agregado, onde o cliente agora recebe um equipamento altamente moderno de pós-processamento LED. Ele foi concebido não apenas para o uso com materiais ProArt Print, como também para compósitos Ivoclar Vivadent. E é claro, os nossos conhecimentos fundamentados no setor dos materiais fotopolimerizáveis também foram uma grande vantagem para o desenvolvimento do produto.