The Form 2 i biokompatybilna żywica Dental SG

14 Mar 2018

W niedawnym artykule opisywaliśmy pracę z The Form 2 i żywicą Dental Model, dedykowaną do tworzenia realistycznych i precyzyjnych wydruków anatomicznych, bądź prototypów implantów lub narzędzi chirurgicznych. Zapowiadaliśmy w nim również kontynuację tego tematu w oparciu o inny materiał Formlabs – Dental SG, przeznaczony do produkcji tych samych rzeczy, ale w wersji funkcjonalnej, tj. z możliwością kontaktu wydrukowanych detali z żywą tkanką! Teraz przyszedł czas na prezentację wyników naszych testów oraz przybliżenia charakterystyki pracy z tym niezwykłym, lecz bardzo specyficznym materiałem…

Dental SG to najdroższa żywica w ofercie amerykańskiego producenta. Jej cena rynkowa to 2185 PLN brutto za 1 litr co dla znakomitej większości użytkowników desktopowych drukarek 3D różnego typu może się wydawać horrendalnie wysoką kwotą. Jednakże dla osób działających w sektorze profesjonalnego druku 3D – w szczególności w obszarze medycyny, to fantastyczna oferta, biorąc pod uwagę jej główną zaletę i funkcjonalność – jest biokompatybilna.

Co oznacza, że dany materiał jest biokompatybilny? Dwie rzeczy – po pierwsze, jego właściwości chemiczne są obojętne dla żywej tkanki i po przeprowadzeniu sterylizacji obiektu z niego wykonanego, może zostać użyty (czy nawet tylko wniesiony) na salę operacyjną podczas operacji chirurgicznej. Po drugie, posiada stosowny certyfikat, który potwierdza jego biozgodność. Tym samym nie wystarczy, że wiemy, że dany materiał jest nieszkodliwy – musi być również przebadany i certyfikowany. Dental SG spełnia obydwa warunki – stąd jego wysoka cena.

Niestety to że drukujemy z certyfikowanej, biokompatybilnej żywicy nie oznacza od razu, że możemy zacząć drukować detale chirurgiczne – to byłoby zbyt proste… Aby mieć taką możliwość certyfikację musi przejść nasze urządzenie oraz pracownia, w której będziemy je ewentualnie realizować. Co więcej, będziemy musieli przestrzegać całej masy obostrzeń z tym związanych.

Jak to wygląda w przypadku The Form 2? Musimy:

  • na danym modelu drukarki 3D korzystać tylko i wyłącznie z jednej i tej samej żywicy; jeżeli użyjemy innej – np. modelowej, stracimy certyfikację; teoretycznie wystarczyłoby tylko zmieniać stolik roboczy (pojemnik na żywicę i tak jest zawsze dedykowany), ale nie jestem pewien, czy ktokolwiek dopuszczałby tu jakąkolwiek interpretację? raczej należy założyć, że nasza drukarka 3D jest dedykowana do pracy z Dental SG, a jeśli chcemy drukować z innych materiałów, musimy zaopatrzyć się w kolejne urządzenie
  • płukać detale zawsze w tych samych pojemnikach / myjkach; jeżeli detal z Dental SG będzie kąpany w alkoholu izopropylowym, w którym wcześniej kąpały się wydruki z innej żywicy – oficjalnie tracą one biokompatybilność, ponieważ stają się zanieczyszczone
  • przestrzegać określonych norm i prowadzić prace zawsze w ubraniu ochronnym (rękawiczki, fartuch etc.).
Alkohol izopropylowy w myjce Form Wash, po kąpieli wydruków wykonanych z różnych gatunków żywic. Zdecydowanie nie nadaje się do płukania modeli z żywic biokompatybilnych…

My nie mieliśmy takiej ambicji, więc nasze testy przeprowadziliśmy bez wszystkich w/w obostrzeń i procedur. Tym samym nasze detale – chociaż wydrukowane z biozgodnego materiału, nie mogłyby trafić na salę operacyjną, a w szczególności nie mogłyby mieć kontaktu z żywą tkanką. Co by się stało gdyby miały…? Zapewne nic, ale złamane zostałyby procedury i istniałaby szansa, że osoby które do tego dopuściły (np. chirurg) mogłyby mieć kłopoty.

Wracamy do samej żywicy. W przeciwieństwie do Dental Model, jest mocno transparentna i ma delikatnie żółtawy kolor. Po wydruku, modele są jasno-żółte.

To się jednak zmienia… Dental SG musi zostać po wydruku bardzo mocno naświetlona UV – należy do tego wykorzystać dedykowaną stację Formlabs, bądź innego, dowolnego producenta. Po naświetleniu, detale stają się pomarańczowe – w zależności od ich grubości mogą miejscami stać się w pełni transparentne, bądź wpaść w głęboki, zbliżony do brązu pomarańcz.

My niestety nie dysponowaliśmy naświetlarką UV, więc zadowoliliśmy się naturalnym światłem słonecznym. Wydłużyło to czas ich pełnej transformacji, ale efekty mówią same za siebie…

Czas potrzebny na ekspozycję na słońcu to w zależności od grubości detalu oraz nasłonecznienia może potrwać od 3 do 7 dni. Z uwagi na specyfikę pogody (wczesna wiosna), naświetlaliśmy je w biurze, przez grube, dwuwarstwowe okno. Całkiem możliwe, że w słoneczne, letnie dni detale naświetliłyby się szybciej (ale wciąż dłużej niż jeden pełny dzień)?

Dental SG drukuje się bezproblemowo, ale ma jedną zasadniczą z punktu użytkownika wadę. Z uwagi na swoje właściwości i specyfikę, bardzo źle wpływa na dno pojemnika na żywicę, bardzo szybko go degradując. Warstwy bardzo silnie przywierają do dna i przy podnoszeniu wydruku przy każdej kolejnej warstwie uszkadzają film, którym jest pokryte. Teoretycznie poniższy efekt powinniśmy uzyskać po przedrukowaniu kilku litrów żywicy – tutaj wystarczyło ok. 0,75 litra…

Formlabs ma na to rozwiązanie i rekomenduje użycie innych, lepszych (i droższych…) pojemników. My odkryliśmy to niestety dopiero w trakcie pracy. Zatem chcąc używać Dental SG w pracy zawodowej musimy albo zaopatrzyć się w droższe pojemniki, albo założyć, że do każdego kartridża będziemy używać nowego pojemnika…

Gdy wydruki są dość naświetlone, możemy przystąpić do usuwania podpór. Dental SG jest bardzo twardą i kruchą żywicą.Ma to dobre strony – raft łamie się i odchodzi bez najmniejszych problemów, ma też złe – odcinane supporty wystrzeliwują na wszystkie możliwe strony i praca bez okularów ochronnych może doprowadzić do przykrej kontuzji. Szczerze mówiąc to najlepiej gdyby odcinać i łamać je w masce, ponieważ uderzenie drobnego, ostrego kawałka podpory w twarz z odległości kilkunastu centymetrów potrafi być bolesne (testowałem na sobie…).

Żywica bardzo dobrze się szlifuje, ale na powierzchni wydruków pozostają tego ślady. Pod tym względem Dental Model bije Dental SG na głowę. Rozwiązaniem może być przepłukanie miejsc po szlifowaniu alkoholem izopropylowym – niweluje to nieestetyczny efekt.

Reasumując Dental SG to świetna żywica dla profesjonalistów i ciekawa alternatywa dla wydruków tworzonych metodą PolyJet. Pomimo że nie uda się z niej uzyskać tak precyzyjnych i łatwych w obróbce modeli, to trzy- czterokrotnie niższa cena materiału powinna to w pełni wynagrodzić.

 


O autorze
Paweł Ślusarczyk

Prezes zarządu i Business Development Manager w CD3D Sp. z o.o. Od stycznia 2013 roku związany z branżą druku 3D.


ARTYKUŁY POWIĄZANE
  • Blazi

    Podpory z twardych żywic lepiej usuwa się PRZED naświetleniem :)

    • Masz oczywiście rację. Problem z tym, że Dental SG jest twardą żywicą dowiedziałem się dopiero przy usuwaniu podpór :-)

Ostatnie komentarze