Что такое CAD CAM системы проектирования?

Опубликовано 09.03.2024

9 мин.

Что такое CAD CAM системы проектирования?

Содержание

Особенности применения Cad Cam системы
Оборудование и комплектующие
Развитие CAD CAM CAE системы
Инновации и улучшения, внедренные в CAD/CAM
CAD/CAM на фоне традиционных методов протезирования
Общая характеристика существующих моделей

В оригинале аббревиатура расшифровывается как Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing. Cad-Cam системы позволяют создавать зубные протезы быстро и с высокой точностью, используя специальное программное обеспечение для высокоточного проектирования и фрезерные 3d-станки. У пользователя появляется больше возможностей автоматизированного управления аппаратом, а программное обеспечение само занимается моделированием чертежей.

В этой статье расскажем, какие этапы включает в себя процесс изготовления протезов, какие виды заменителей можно создать и какие преимущества он дает по сравнению с традиционными методами проектирования и протезирования. Вы узнаете, какие стоматологические станки работают на основе такой технологии обработки.

Особенности применения Cad-Cam системы

Использование Cad-Cam технологии в стоматологии является сложным процессом и состоит из трех основных этапов. Предваряет все сканирование ротовой полости или гипсовой модели зубов пациента с помощью оптического или лазерного сканера. Затем полученные данные передаются в процессор для создания четкого изображения. На последнем этапе инструмент передает цифровое изображение в компьютерную программу.

Cad-этап состоит в создании 3d-модели с помощью программ CEREC, inLab от Dentsply Sirona или NobelProcera от Nobel Biocare, позволяющих выбрать следующие параметры протеза с возможностью вносить необходимые корректировки продукции:

форма;
размер;
цвет;
окклюзия;
материал.

Завершает все Cam-этап: фрезерование протеза из выбранного материала (металл, керамика, цирконий) на фрезерном станке с цифровым управлением, который точно повторяет виртуальную трехмерную модель протеза на основании данных, полученных в процессе создания Cad-модели.

Оборудование и комплектующие

Cad-Cam система задействует в работе различное оборудование: для полного анализа ротовой полости используют интраоральный (вводится в рот пациента) или лабораторный 3d-сканер (работает с гипсовой моделью). Затем полученное цифровое изображение передается на компьютерное оборудование (настольное или портативное). После обработки им запускается софт для моделирования и печати протеза.

Например, хорошим примером для нас является станок Yenadent D15 MAX, который обрабатывает прошедший термическую обработку протез из выбранного материала с помощью хранящихся в базе данных алгоритмов программ системы. Основой служит металл, керамика, цирконий, композит и другие.

Зарождение и развитие Cad-Cam/CAE системы в стоматологии

Технология системы имеет свою историю, которая началась еще в 20 веке и продолжается до наших дней.

Когда и как появились Cad-Cam/CAE системы

Первые новости о попытках использовать технологию именно в стоматологии появились только в 1971 году, когда французский стоматолог Франсуа Дюре предложил идею создания модели зубных протезов с помощью специальной компьютерной системы.

Он разработал прототип, который сканировал ротовую полость пациента с помощью видеокамеры, передавал изображение в компьютерный модуль для расчетов и моделирования. Затем протез из керамики подготавливался и фрезеровался на специальном станке. Система называлась Duret System и была представлена на выставке в Париже в 1973 году.

Широкого распространения в дальнейшем она не получает из-за низкого качества полученной модели, длительности процесса проектирования и высокой стоимости оборудования. Примером первого массового применения системы, которая стала коммерчески успешной, в стоматологии стала модель CEREC. Она была разработана немецкими учеными Вернером Мёрманом и Марко Брандестини в 1980 году.

CEREC использовала оптический сканер для получения цифрового отпечатка зубов, фрезерный станок для производства керамических реставраций. Она была представлена на рынке в 1985 году компанией Siemens AG и стала первой системой, которая могла изготавливать реставрации в кабинете специалиста в одно посещение. По сути, именно она является передовой системой, работающей по технологии Cad-Cam/CAE.

Инновации и улучшения, внедренные в CAD-CAM системы за последние годы

С тех пор, как появилась CEREC, детали, составляющие и технологии в Cad-системе постоянно совершенствовались и обновлялись.

Были разработаны новые интраоральные, конусно-лучевые, лазерные типы сканеров. Они позволяют получать более детальные цифровые отпечатки зубочелюстной системы за короткое время.
Создавались и дорабатывались программы для моделирования протезов, которые позволяют выбирать исходные параметры и вносить необходимые корректировки. Сейчас моделирование проводится при сверхвысокой точности данных.
Новые типы инструментов с высокой детализацией и гарантией надежности изготавливают протезы из различных материалов, таких как металл, керамика, цирконий, композит.
Продолжается расширение ассортимента сырья для протезов. Новые материалы отличает прочность, эстетика и биосовместимость.

Новые виды Cad-Cam технологии проектирования делают возможным изготовление не только самых точных зубных протезов, но и иных стоматологических изделий по типу ортодонтических аппаратов или хирургических шаблонов.

CAD-CAM на фоне традиционных методов протезирования

Традиционные методы основаны на ручном изготовлении протезов из гипсовых моделей, восковых слепков. Это сложный, трудоемкий и требующий высокой точности процесс, а потому в ручной работе над протезом можно выявить ряд недостатков, например:

Длительность процесса. Требуется несколько визитов к врачу, участие зуботехнической лаборатории, много времени для изготовления и подгонки протезов. В среднем на изготовление одной коронки может уйти от 5 до 10 дней;
Неточность изготовления. Возможны ошибки, искажения, связанные с несовершенством технических элементов, гипсовых моделей, восковых слепков, литья, обжига. Итогом становится плохое прилегание, дискомфорт, раздражение десен;
Ограниченный выбор материалов. Нет возможности использовать некоторые современные материалы, такие как цирконий. Он обладает высокой прочностью и эстетикой, но требует специального оборудования для фрезерования.

Использование Cad-Cam технологии преодолевает все эти недостатки. Благодаря аппаратам по типу Yenadent D15 MAX возможно создание протеза, готового к эксплуатации спустя нескольких часов в зависимости от сложности конструкции и типа оборудования. В некоторых случаях достаточно одного посещения врача.

Преимущества заключаются в использовании цифровой системы для сканирования, моделирования и фрезерования протезов, что минимизирует человеческий фактор и риск ошибок. Выбор исходной основы не ограничен. Можно использовать наиболее подходящий материал для каждого случая с учетом не только данных модели, но и требований и пожеланий пациента, а также изготовить больше экземпляров. Также это намного удобнее для пользователя.

Общая характеристика существующих моделей Cad-Cam установок

Надеемся, что представленная в статье информация поможет выбрать соответствующее заявленным требованиям, ожиданиям и условиям оборудование для стоматологии. Мы подобрали для вас несколько замечательных инструментов, работающих по Cad-Cam технологии:

Yenadent D15 MAX турецкой компании Yenadent

считается наиболее надежным на рынке. За время своего существования заработал отличную репутацию среди стоматологов, в том числе и в Москве. Компания работает на рынке уже более 20 лет и продала за это время более чем 3000 станков в различные стоматологические клиники. D15 MAX заявлен как наиболее быстрый из всех доступных сегодня. Быстро изготавливает коронки из керамики, Emax и циркония. Пять осей обеспечивают точность и качество обработки.

Одна единица из Zi может быть изготовлена за 5 минут, а одна единица CoCr - за 11 минут. Это сокращает время от сканирования до примерки пациенту до одного-двух часов.

Он позволяет выполнять фрезеровку всех типов материалов, включая титан и CoCr. Точность и надежность при работе инструмента обеспечивают высокотехнологичные современные комплектующие, например, шаровинтовая пара от японской компании TNK, направляющие от компании Хивин (Тайвань) и волновой редуктор от ведущего мирового производителя из Словакии. Электроника аппарата, включая микросхемы блоков управления, произведена в США и работает на операционной системе Linux.

Фрезерный станок Yenadent D15 MAX турецкой компании Yenadent

Также модель оснащена шпинделем производства немецкой компании IMT, входящим в тройку лучших шпинделей в мире, обладающим мощностью 1300/2700 Вт и скоростью вращения 60 000 об/мин, также конструкция обеспечивает срок службы деталей в 3000 часов и позволяет работать с различными видами инструментов. Предусмотрена автоматическая смена инструмента на 28 положений, что повышает гибкость и удобство использования.

У него компактные габариты (60х70х80 см), небольшой вес (140 кг нетто, 150 кг брутто). Он работает от источника питания 220 В 50 Гц и имеет среднее энергопотребление 1 кВт, пиковое энергопотребление – 2,7 кВт. Он использует охлаждающую жидкость (объем бака 29 литров) и может обрабатывать диски диаметром 97-99 мм. Уровень шума в режиме ожидания составляет ≥63 дБ, а в режиме работы - ≥70 дБ.

Yenadent D15 MAX гарантирует решение вопроса точности и повторяемости благодаря сервоприводам переменного тока и кодировщикам ABS, которые контролируют положение осей. Наименьшее рекомендуемое приращение составляет 0,1 мкм, а точность - 10 мкм. Повторяемость достигает 2 мкм. Максимальная скорость подачи по оси XYZ равна 200 мм/с, а по оси AB - 20 об/мин.

Модель D15 включает в себя современную электронику, промышленный компьютер и серводвигатели с абсолютными энкодерами в 4 раза мощнее тех, что установлены на более ранних моделях. Все это в совокупности снижает необходимость постоянной калибровки, расширяет возможности моделирования, повышает точность и скорость работы.

С Yenadent D15 MAX вы сможете моментально обработать абсолютно все виды промышленных материалов, включая цирконий, ПММА, emax-керамику и титановые заготовки. Это отличное подспорье в работе стоматологических клиник.

DWX 52D японской компании ROLAND

представляет собой открытую систему проектирования, работает тихо, обеспечивая высокую точность обработки циркония, из которого производятся коронки, включая те, что не содержат металла, из TRINIA. Для улучшения качества воздуха в рабочей зоне имеется встроенная система ионизирования. Возможна фрезеровка материалов:

воск;
гипс;
агломерат хром-кобальтового сплава;
композитный полимер;
полиметилметакрилат;
циркон;
TRINIA;
РЕЕК;
стеклоармированный полимер.

Установка используется для проектирования и создания вариантов стоматологических изделий:

хирургические шаблоны;
абатменты;
мостовидные конструкции;
протезы;
колпачки;
вкладки;
модели;
ортодонтические каппы;
балки;
коронки с винтовой фиксацией;
коронки;
виниры.

Пять осей выполняют фрезеровку заготовки под различными углами, включая угол до 30 градусов по оси B. Обработка одной коронки занимает 25 минут, двух - 45 минут. Имеется магазин на 5 фрез, которые автоматически заменяются в зависимости от обрабатываемого материала и типа выполняемой работы.

DWX 42W компании ROLAND

- оборудование для фрезеровки стеклокерамики, такой как Vita, Ducera, Ivoclar. Обработает в безостановочном режиме до трех разных заготовок одновременно.

Аппарат имеет четыре оси, благодаря которым можно фрезеровать заготовку под любым углом, вплоть до 360 градусов. Максимально допустимый размер заготовки составляет 40x20x20 мм. Можно использовать алмазные фрезы, обеспечивающие высокое качество обработки. Инструмент является высококачественным и точным.

Установка подключается к локальной сети через Ethernet. Отдельно приобретается программа Cam, которое поддерживает все файлы STL и работает с различными типами данных. Имеется цельнометаллический шпиндель DGSHAPE и V-образная панель. Также предусмотрена станция на шесть инструментов, обеспечены возможности непрерывной фрезеровки.

3D принтер по металлу 3DLam Mini компании SIRONA (Германия)

3D принтер по металлу 3DLam Mini компании SIRONA (Германия) - оборудование для стоматологии в среднем ценовом сегменте, работает с большим количество металлов, включая кобальт-хром, титан, алюминий и жаропрочные сплавы. Для обеспечения высокого качества и точности печати Оснащен таким компонентом системы, как лазер IPG Photonics.

3D-принтеры используются для проектирования и создания зубных протезов из CoCr (кобальт-хромовых) и титановых сплавов. Они могут производить цельнодуговые конструкции с винтовым креплением, каркасы и корневые вкладки. Могут создавать ответные балки для условно-съемных протезов, абатменты и бюгельные системы. При 60-процентной загрузке решение может отбить свою цену менее чем за 10 месяцев.

X-mill 630 китайской компании XTCera (мокрый)

- пятиосный аппарат для мокрой обработки определенных материалов, используемых в стоматологии. Он имеет компактные размеры 720*600*1750 мм, массу в 370 кг и широкие возможности. Работает от входного напряжения 220 В и имеет мощный шпиндель 2,5 кВт с водяным охлаждением. Обрабатывает материалы с максимальной скоростью шпинделя 60 000 об/мин и максимальной скоростью подачи XYZ: 6000 мм/мин:

титан;
ПММА;
восковой блок;
стеклокерамика;
абатмент премилл.

Диапазон перемещения по осям XYZ равен 195/115/120 мм, а по осям A: 360° и B: ± 30 градусов. Предусмотрена автоматизированная смена инструмента с емкостью магазина фрез 22 шт.

X-mill обеспечивает высокую точность обработки 0,02 мм, требует давления воздуха 0,6-0,8 МПа. Он подключается к сети через 1 порт Ethernet 100M или 2 порта USB. Аппарат изготавливает зубные протезы: стеклокерамика за 17 минут, восковой блок – за 3 минуты, абатмент – за 25 минут.

Он оснащен шпинделем немецкой компании IMT. Работает с мощностью 500 Вт и скоростью 60000 об/мин. Он имеет автоматическую смену инструмента с емкостью 12 фрез. Он подключается к источнику питания 220 В 50 Гц и оснащен баком для охлаждающей жидкости емкостью 20 литров.

Аппарат может обрабатывать конверты или диски диаметром 97-99 мм. Имеет компактные габариты 60х70х80 см и вес 90 кг. Низкий уровень шума в режиме ожидания и при работе станет приятным сюрпризом. Предусмотрен сервопривод переменного тока, кодировщик ABS для контроля положений.

Yenadent D10 MAX компании Yenadent (Турция)

Yenadent D10 MAX компании Yenadent (Турция) отличается от других моделей производителя тем, что имеет пять осей перемещения, позволяющих изготавливать сложные и точные изделия. Заточен под обработку:

циркония;
воска;
пластмассы;
керамики;
титан премилл.

E5 VHF компании VHF (Германия)

изготавливает реставрации и модели протезов посредством обработки воска, циркония, PMMA и композитов. Пять осей гарантируют гибкость и прецизионность фрезеровки. Аппарат оснащен инструментальным боксом на 16 инструментов, которые автоматически меняются. Процесс зависит от инженерной задачи.

Предусмотрена поддержка программного обеспечения DENTALCAM, которое позволяет создавать 3d-модели и программы фрезеровки.

Литой алюминиевый корпус защитит комплектующие. Светодиодная цветная подсветка рабочей камеры улучшает видимость процесса фрезеровки. Компактные габариты (472×484×734 мм) и небольшой вес (43 кг) делают возможной установку в удобном месте.

Он работает по принципу сухого режима, таким образом упрощая обслуживание и эксплуатацию. При помощи системы контроля состояния инструментов операторы вовремя узнают, когда необходимо их заменить. Калибровка автоматическая, не требуется подключение к компрессору. Способ электронного питания совместим с любой сетью.

В каталоге на сайте нашего магазина представлен широкий выбор стоматологических сканеров и аксессуаров к ним. Оборудование можно заказать в один клик с онлайн оплатой, и мы доставим его вам до дверей по всей России! А наши менеджеры помогут вам выбрать правильный инструмент под ваши требования.