3D打印更清晰的笑容

3D打印和大规模定制正畸对准器的增长

世界各地的人们都可以使用定制的清晰对准器来校正牙齿的对准，这种对准器不仅离散度更高，而且可以移除无需专业干预。透明矫正器的采用不断增长（据报道，2019年市场价值超过20亿美元）在很大程度上要归功于3D打印，这项技术使正畸实验室和专业公司能够大规模实现定制。

清除对准器

尽管自1940年代以来已在一定程度上使用了用于牙齿的非金属对准器系统，但正如我们今天所认识到的那样，数字驱动的透明对准器技术是由斯坦福大学的两名学生率先并普及的。在1990年代后期，这些学生发明了Invisalign系统，这是同类解决方案中的第一个依靠单一印象创建一系列数字化对准器的解决方案。

Invisalign背后的公司Align Technology多年来一直是透明对准仪市场的主导者。该公司的许多美国和国际专利支持了这种动态，这阻止了竞争对手在数字牙科领域获得重要立足点。但是，当这些专利开始过期时，新的厂商便以清晰的对准器解决方案涌入市场，这些解决方案在某些情况下更实惠，更高效。同时，这激发了许多3D打印公司参与透明对准器的生产，通常是大规模的。

使用Stratasys J700 3D打印机制作的清晰对准器和模具

透明对准器实际如何工作？

如今，世界各地的人们都在使用清晰的对准器解决方案来进行牙齿正畸矫正。但是，在我们探讨哪些3D打印公司在所述正畸设备的生产中扮演关键角色之前，我们首先要说明对准器的实际工作原理。

简而言之，将对准器替代常规的正畸牙套（应注意，它们在许多情况下不是合适的替代品），并且由透明塑料外壳组成，该外壳适合患者的牙齿并逐渐移动直到所需的位置获得。与金属牙套不同，佩戴者可以移除矫正器，从而使日常工作（例如进食和牙齿卫生习惯）更加容易。

透明矫正器是为患者量身定制的，旨在在新的，经过稍微修改的矫正器更换之前，最多可以佩戴两周（可变）。通常，将使用口腔内扫描仪或物理印象扫描来数字化捕获患者的口腔。然后，使用此扫描数据生成患者牙齿的3D模型，将其用作对齐计划的基础。然后制造一系列的矫正器（使用各种技术，我们将看到），每个矫正器的形状略有不同，以逐渐使牙齿变直。

使用EnvisonTEC技术的Cranston Orthodontics隐形对准器的3D打印拱门

穿上后，透明的对准器会在需要矫直的牙齿上施加轻微的压力，从而触发颌骨的响应以移动牙槽。对齐过程的设计使佩戴者感到舒适，因此是渐进的，非常缓慢地使牙齿在口腔中移动。如果患者在一天中的大部分时间（每天大约22个小时）都穿着透明的矫正器，则大多数情况下一年之内可以看到微笑矫正的结果。

通过3D打印进行大规模定制

到目前为止，我们还没有真正解决3D打印如何在透明对准器制造中发挥作用的问题，但这并不意味着它不是关键。如今，大多数（如果不是全部）透明矫正机公司在生产特定于患者的牙科产品时都采用3D打印。它一直是大规模定制的关键推动力。

有趣的是，透明的对准器的生产并没有占主导地位的3D打印过程，但是总体工作流程是相似的。也就是说，无论一家明确的矫正公司是利用Stratasys PolyJet，HP Multi Jet Fusion，DLP还是SLA技术，大多数公司都利用3D打印来生成患者牙齿的模型，而不是最终产品本身。在大多数情况下，3D打印的牙齿矫正模型会进行热成型，在该过程中，将透明塑料板加热到易弯曲的点，并在模具上成型以形成最终产品。

SmileDirectClub的设施可运行多台HP MJF 3D打印机

目前，3D打印是市场上唯一可以批量定制正畸对准器的制造工艺：其他更传统的制造工艺成本太高。此外，3D打印使一次生产多个对准器模具成为可能。

3D打印正畸对准器的关键参与者

在这一部分中，我们将首先介绍数字制造的透明对准仪的先驱之一：Invisalign背后的公司Align Technology。3D Systems的立体光刻技术是该公司生产牙齿矫直产品的首选技术。两家公司一直是合作伙伴，利用3D Systems的3D打印技术为580万患者生产用于对准器的定制模具。截至2018年底，Align Technology正在运行端到端制造流程，该流程每天可生产超过320,000个定制对齐器。

透明对准仪市场的另一个关键参与者是SmileDirectClub，这是一家成立于2014年的美国公司。该公司是医生指导的家用透明对准仪行业的领导者，这意味着客户可以在以下任何一种场所进行3D成像会议公司的许多SmileShops，或者他们可以使用家庭用品来创造口内印象。SmileDirectClub为世界各地的客户生产数百万个定制对齐器，并利用HP的Multi Jet Fusion 3D打印达到这些速度。截至去年，远程牙科公司正在运行49个MJF系统，每天可生产50,000多种独特的口腔模具-每年多达1200万。值得注意的是，SmileDirectClub是美国最大的MJF 3D打印零件生产商。两家公司还建立了一项回收计划，该计划将未使用的3D材料和经过加工的塑料口模转化为用于注塑的颗粒。

由Formlabs打印的3D打印对准器模具

包括Straumann旗下的ClearCorrect LLC和DynaFlex在内的多家正畸矫正器提供商均使用Stratasys的PolyJet 3D打印技术。前者早在2015年就开始使用Stratasys的Objet Eden500V 3D打印机来生产其100％的定制对准器模型。就其本身而言，DynaFlex是一家位于密苏里州的正畸专家，该公司近年来试图扩大其透明对准器的生产。今天，该公司运营着一个配备了多台J700牙科3D打印机的3D打印中心，从而使其能够规模化制造模型并实现按需生产。总部位于马拉加的Ortoplus还采用Stratasys的J700解决方案来“开箱即用”地生产透明对准仪。

在中国的另一端，汉阳科技使用EnvisionTEC DLP 3D打印技术生产定制的正畸对准器。其他牙科和正畸实践，包括克兰斯顿正畸，也使用EnvisionTEC的技术在室内生产清晰的对准器。Prodway和Formlabs等其他公司已将正畸矫正器解决方案推向市场，该解决方案可以由全球的牙科和正畸实验室实施。

Prodways的解决方案于2019年推出，提供了用于生产牙齿矫正器的模块化，高度自动化的过程。也就是说，为了提高牙科矫正器市场的生产率，Prodways将其MOVINGLight ProMaker L系列3D打印机与机器人技术和自动化技术相结合。此外，该公司与一家明确的对准器工作流程软件提供商合作，以集成该解决方案。Prodways的模块化系统涵盖了从设计到3D打印，从热成型到包装的整个生产链。据该公司称，其自动化生产解决方案每天可生产2000多个透明对准器。