Stampa 3D di ceramica: allumina vs. zirconia

Più di un anno fa abbiamo fatto un altro passo avanti con l'innovazione della stampa 3D in ceramica presso CADdent per continuare a stupire con il know-how e l'esperienza nelle tecnologie e nei materiali più recenti.

Biossido di zirconio in odontotecnica

Nel mondo dentale, il biossido di zirconio, noto anche colloquialmente come "zirconia", è un materiale ceramico molto apprezzato, soprattutto per la combinazione di ottima biocompatibilità ed eccellente estetica. Inoltre, la zirconia può essere fresata in modo semplice e affidabile da un pezzo grezzo, il che significa che le protesi possono essere prodotte in modo riproducibile ed economico.

Vantaggi della manifattura additiva della ceramica

Tuttavia, il processo di produzione sottrattiva comporta limitazioni nella libertà geometrica. Come già sapete dalla lavorazione dei metalli con il processo LaserMelting, anche con la produzione additiva della ceramica è possibile realizzare geometrie estremamente complesse e significativamente più sottili rispetto al processo di fresatura sottrattiva. Ciò amplia in modo considerevole la gamma di applicazioni dei materiali ceramici, anche al di fuori del mondo dell'odontotecnica.

Varie geometrie prodotte in stampa 3D con la ceramica
 

Stampa 3D di zirconia in odontotecnica

Da un punto di vista chimico, la zirconia utilizzata nella stampa 3D di ceramica è quasi identica al materiale di fresatura FAB Zirconia OP (precedentemente CADtools Opaque). Tuttavia, l'uso della zirconia stampabile in odontotecnica è vietato dalle normative perché questo materiale non è approvato per il settore dentale.

Stampa 3D con ceramica: materiali ceramici versatili

Oltre che in zirconia, ben noto in odontotecnica, i componenti CADdent possono essere realizzati anche con una serie di altri materiali ceramici. La ceramica più utilizzata nel mercato della prototipazione rapida è l'ossido di alluminio. Elaboriamo anche le combinazioni dei due suddetti materiali "ZTA" (allumina temprata con zirconia) e "ATZ" (zirconia temprata con allumina). Queste cosiddette ceramiche di ossidi misti offrono il vantaggio che il componente di materiale aggiunto di volta in volta compensa parzialmente gli svantaggi del componente principale. I vantaggi del rispettivo materiale principale sono ampiamente mantenuti.

Qual è la differenza tra allumina e zirconia?

Fondamentalmente, entrambe le ceramiche hanno una resistenza molto elevata e un'ottima resistenza agli agenti chimici, alla corrosione e alla temperatura. Sono anche elettricamente isolanti e biocompatibili, il che significa che entrambi i materiali funzionano ugualmente bene in molte aree di applicazione. Sono anche visivamente indistinguibili per quanto riguarda il colore e l'ottima qualità superficiale. La zirconia è solo leggermente più bianca dell'ossido di alluminio, che tende ad avere una leggera sfumatura gialla. La zirconia ha una maggiore resistenza alla frattura ed è meno conduttiva termicamente dell'allumina. L'ossido di alluminio, invece, è più duro e, a causa della sua minore densità, pesa molto meno della zirconia. In generale, è anche vero che l'ossido di alluminio può essere lavorato meglio nel processo di stampa 3D in ceramica e quindi si possono realizzare spessori di parete estremamente sottili o fori passanti con un diametro di 0,15 mm. Inoltre, l'ossido di alluminio ha un prezzo di acquisto più economico e, quindi, anche in termini di prezzo finale rispetto alla zirconia.

Stampa 3D con ceramica per produrre sostituti ossei

Testiamo ripetutamente i materiali ceramici appena entrati nel mercato della stampa 3D o ancora in fase di sviluppo. Questi includono, ad esempio, il disilicato di litio, noto anche in odontoiatria, o il materiale per la rigenerazione ossea, idrossiapatite, che come minerale presente in natura costituisce il componente principale delle ossa. Grazie alla sua eccellente biocompatibilità e osteoconduttività, l'idrossiapatite è ideale per la produzione di un impianto bioriassorbibile specifico per il paziente. A causa della struttura solitamente porosa, le cellule ossee in rigenerazione possono riprodursi pezzo per pezzo e riassorbire gradualmente il materiale introdotto. Ciò significa che non è necessaria alcuna rimozione dell'impianto.

Struttura sostitutiva ossea in idrossiapatite stampata in 3D

Ricerca e sviluppo della stampa 3D con ceramica

Oltre ai nuovi materiali, noi di CADdent stiamo anche sperimentando la colorazione di componenti stampati in 3D infiltrandoli con speciali additivi. Ad esempio, i componenti stampati in ossido di alluminio potrebbero essere colorati in vari design. Inoltre, la stampa 3D con la ceramica fa parte di un progetto di ricerca più ampio, del quale possiamo presentare presto i primi risultati.

Ossido di alluminio non colorato (a sinistra) vs. rosso (a destra)
 

In tal modo, non stiamo solo ampliando le nostre competenze, ma stiamo anche diventando dei veri pionieri nel campo della stampa 3D in ceramica. Questo ci consente di offrire ai nostri clienti la migliore qualità e servizio possibile. Hai già un'idea specifica da sottoporci o sei generalmente interessato alla stampa 3D con la ceramica? Non esitare a contattarci in qualsiasi momento.