La stampa 3D è uno strumento potente per tutti i professionisti e le professioniste dell'odontoiatria che desiderano fornire rapidamente apparecchi e restauri accurati ed economici. Un fattore essenziale per qualsiasi strumento è l'affidabilità, e la stampa 3D non fa eccezione. Sebbene questa tecnologia abbia fatto passi da gigante nell'ultimo decennio, esistono ancora molte stampanti poco affidabili. Da un sondaggio del 2024 condotto da 3D Printing Industry, è emerso che l'affidabilità di macchine e processi è la principale barriera a un'adozione più ampia della stampa 3D.
Purtroppo, oggigiorno non sono disponibili informazioni quantitative affidabili su cui i clienti possano basare le proprie decisioni d'acquisto. Per affrontare il problema, abbiamo incaricato un laboratorio indipendente leader mondiale dei test sui prodotti di svolgere una serie di test completi sulle prestazioni di stampa. Come macchine, sono state utilizzate stampanti 3D stereolitografiche (SLA) selezionate, tra cui una Form 4B, una Form 3B+ e due stampanti 3D a resina relativamente economiche. Lo scopo dei test era valutare il tasso di riuscita della stampa e la ripetibilità delle parti realizzate, tra cui modelli dentali, di ciascuna macchina.
La Form 4B di Formlabs ha raggiunto un tasso di riuscita della stampa del 98,7%, mentre le stampanti di riferimento testate hanno registrato un tasso di insuccesso 10-20 volte superiore rispetto alla Form 4B.
Nonostante i test siano stati svolti sulla Form 4 e sulla Form 3+, la Form 4B e la Form 3B+ si basano sulla stessa tecnologia e sullo stesso hardware all'avanguardia e offrono il medesimo livello di affidabilità.
Il tasso di insuccesso delle stampanti 3D di riferimento equivale a uno spreco di tempo, risorse e costi. L'affidabilità della stampante 3D può quindi fare la differenza tra la consegna di un apparecchio o un restauro durante la visita o la necessità di fissare più appuntamenti.
"Grazie all'ecosistema di Formlabs, il nostro tasso di riuscita della stampa 3D è praticamente del 100%."
Stephan Kreimer, odontotecnico specializzato, Kreimer Dentallabor
Per leggere una descrizione dettagliata della metodologia dei test e i risultati completi, scarica il whitepaper.
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Test di affidabilità svolti da una terza parte
Sebbene l'analisi sia stata svolta da un team indipendente nei suoi laboratori, Formlabs ha definito i test e le procedure da adottare con l'obiettivo di standardizzare le operazioni svolte su tutte le stampanti. Questa procedura operativa standard (POS) prevede essenzialmente la stampa di modelli utilizzando un'impostazione standard e passaggi di elaborazione equivalenti per tutti, nonché controlli di qualità a ogni fase del processo per eliminare il rischio di errori umani che potrebbero alterare i risultati.
In base alla POS, sono stati stampati 15 modelli per tre volte su cinque diverse stampanti alle condizioni originali di fabbrica di ciascuna azienda produttrice. In totale sono state ottenute 225 parti per marca di stampante e per ciascuna è stato registrato l'esito positivo o negativo della stampa.
Stampanti e materiali
L'ecosistema Form 4B include la Form Wash, la Form Cure, la piattaforma di stampa e una cartuccia di resina a erogazione automatica. Per i test è stata utilizzata la Grey Resin V4.
Per avere una panoramica completa delle diverse opzioni disponibili, per questo test sono stati selezionati quattro diversi tipi di stampanti 3D SLA o a resina, tutte basate sulla fotopolimerizzazione in vasca.
- Form 4B di Formlabs
- Form 3B+ di Formlabs
- Stampante di riferimento A
- Stampante di riferimento B
Ogni stampante è stata utilizzata solo con componenti hardware aggiornati, serbatoio resina e piattaforma di stampa inclusi, mentre la resina scelta per ciascuna è stata la resina standard di colore grigio prodotta dai rispettivi marchi e pubblicizzata per la specifica macchina.
Dimostrazione di prodotto: stampante 3D odontoiatrica Form 4B
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Modelli 3D e suddivisione in strati
Sono stati selezionati 15 modelli 3D differenti da un'ampia gamma di applicazioni, dimensioni e fattori di forma, tra cui applicazioni biomediche, per l'odontoiatria, l'ingegneria e la produzione. La maggior parte dei modelli richiedeva supporti e non poteva essere stampata direttamente sulla piattaforma di stampa.
Gli strumenti di generazione automatica dei supporti di PreForm (a sinistra) e Lychee (a destra) con impostazioni standard.
La stampa è stata impostata come segue:
- I modelli sono stati orientati utilizzando lo strumento Auto-Orient (Orienta automaticamente) di PreForm per tutte le stampanti.
- La generazione dei supporti e la suddivisione in strati finale sono state effettuate in PreForm per le stampanti Formlabs e in Lychee Slicer per le due stampanti di riferimento.
- I supporti sono stati generati con lo strumento di generazione automatica in entrambi i software di visualizzazione per strati.
- Per ogni materiale sono state utilizzate le impostazioni consigliate dall'azienda produttrice.
- È stato utilizzato uno spessore dello strato di 100 μm.
Le impostazioni complete per ciascuna stampante si trovano nell'appendice del whitepaper.
Procedura operativa standard
Per tutte e quattro le stampanti è stata seguita la seguente POS, apportando solo piccole modifiche necessarie tra un modello e l'altro:
- La piattaforma di stampa e il serbatoio resina di ciascuna macchina sono stati sottoposti a controlli settimanali.
- Per le stampanti senza erogazione automatica della resina, il serbatoio resina è stato riempito fino a un'altezza appena inferiore a quella massima raccomandata prima di ogni stampa.
- I materiali di consumo e gli accessori sono stati controllati prima di selezionare la stampa dalla coda e avviare il lavoro.
- Le stampe sono state quindi lasciate proseguire senza interferenze, salvo in caso di errori.
- I codici di errore sono stati annotati e il personale ha seguito le indicazioni sullo schermo per ripristinare e continuare la stampa o, se necessario, per interromperla.
- In caso di errori di stampa, i serbatoi sono stati controllati per verificare la presenza di residui ed eventualmente puliti prima della stampa successiva.
Parte di prova stampata con la Form 3+ subito dopo la stampa e ancora nella stampante.
Modello dentale realizzato con una stampante di riferimento dopo il primo lavaggio con i supporti ancora attaccati.
Al termine della stampa, sono stati eseguiti i seguenti passaggi:
- Tutte le stampe sono state immediatamente fotografate nella stampante.
- Le stampe sono state rimosse dalla piattaforma di stampa, se necessario con l'ausilio di un raschietto.
- Le parti sono state lavate in una Form Wash riempita di alcool isopropilico per cinque minuti*.
- Le parti sono state fotografate con i supporti ancora attaccati.
- I supporti sono stati rimossi.
- Le parti sono state sottoposte a un secondo lavaggio con alcool isopropilico per dieci minuti*.
- Le parti sono state polimerizzate nella Form Cure secondo le istruzioni dell'azienda produttrice.
- È stata scattata un'ultima serie di fotografie delle parti.
*Sono stati effettuati due lavaggi per ogni tipo di stampante e l'alcool isopropilico è stato sostituito ogni 100 lavaggi per evitare che si saturasse di resina e perdesse efficacia.
Dopo ogni stampa, ne è stato determinato l'esito positivo o negativo. Una stampa è stata considerata non riuscita in presenza di un problema rilevante che avrebbe compromesso la funzionalità della parte. Errori di stampa comuni sono inaderenza alla piattaforma di stampa, delaminazione, eccessiva deformazione e particolari non sviluppati. In presenza di piccole imperfezioni, come striature o evidenti residui lasciati dai supporti, le stampe sono state considerate riuscite.
Requisiti di accuratezza dei modelli dentali stampati in 3D
Lo scopo di questo documento è illustrare in modo approfondito i requisiti di accuratezza dimensionale dei modelli usati in ambito odontoiatrico, valutando i parametri di accettabilità clinica determinati dai team di ricerca e quale sia lo standard di riferimento nel contesto delle capacità e limitazioni dell'odierna tecnologia di stampa 3D.
Risultati dei test di affidabilità
Tassi di riuscita e di insuccesso delle stampe
Mentre la Form 4B e la Form 3B+ di Formlabs hanno registrato ciascuna un tasso di insuccesso dell'1,3%, la stampante di riferimento A ha raggiunto un tasso di insuccesso del 13,8% e la stampante di riferimento B ha fornito le prestazioni peggiori, con un tasso di insuccesso pari al 25,3%. Questi tassi di insuccesso spesso incidono direttamente sul costo per unità, sull'analisi delle modalità e degli effetti degli errori e su molti altri criteri importanti. Un'analisi dettagliata dei tassi di insuccesso modello per modello è riportata nel whitepaper.
Tassi di insuccesso
La Form 4B ha raggiunto un tasso di riuscita della stampa del 98,7%, pari a quello della Form 3B+, una stampante che è stata costantemente ottimizzata per cinque anni per migliorarne le prestazioni sul campo. Le stampanti di riferimento A e B hanno registrato, rispettivamente, tassi di riuscita della stampa pari all'86,2% e al 74,7%, ovvero tassi di insuccesso del 13,8% e del 25,3% (contro l'1,3% della Form 4B). Ciò evidenzia che le stampanti di riferimento hanno un tasso di insuccesso 10-20 volte superiore a quello della Form 4B e che la macchina B fallisce una stampa su quattro.
Questi risultati non tengono conto del fatto che due macchine di riferimento B sono arrivate guaste e hanno dovuto essere sostituite per poter iniziare i test. In un contesto aziendale, ciò comporterebbe la perdita di diversi giorni lavorativi, nonché ore di manodopera per risoluzione dei problemi, pulizia delle stampe non riuscite e ripristino della macchina per tentare nuovamente la stampa.
Sono molti i fattori che contribuiscono all'affidabilità di una stampante. Per Formlabs, i più importanti sono:
- Hardware: progettato per forze di distacco ridotte, ambiente e temperatura uniformi, diagnostica e monitoraggio automatizzati
- Materiali: materiali ad alte prestazioni, impostazioni di stampa convalidate
- Software: impostazioni di stampa ottimizzate con avvisi automatici
- Convalida e test di ogni nuovo prototipo di stampante
| Stampante | Form 4B | Form 3B+ | Stampante di riferimento A | Stampante di riferimento B |
|---|---|---|---|---|
| Guaste all'arrivo | 0 | 0 | 0 | 2 |
| Numero previsto di stampe | 225 | 225 | 225 | 225 |
| Stampe completate | 225 | 225 | 225 | 216 |
| Stampe non riuscite | 3 | 3 | 31 | 55 |
| Tasso di insuccesso | 1,3% | 1,3% | 13,8% | 25,3% |
| Anno di lancio | 2024 | 2019 | 2023 | 2022 |
| Volume di stampa | 20 × 12,5 × 21 cm | 20 × 14,5 × 19,5 cm | 20 x 12 x 22 cm | 22 x 12 x 23,5 cm |
| Costo al momento dei test | Circa 4500 € | Circa 2500 € | Circa 450 € | Circa 650 € |
| Tecnologia | MSLA | SLA laser | MSLA | MSLA |
| Modalità di errore | Pezzi mancanti (2) Stampa interrotta (1) | Pezzi mancanti (2) Deformazione (1) | Inaderenza (13) Delaminazione (7) Pezzi mancanti (6) Fessurazione (5) | Inaderenza (31) Fessurazione (10) Pezzi mancanti (6) Delaminazione (5) Errore LCD (3) |
| Problemi non legati alla stampa | Firmware obsoleto (1) | Nessuno | Film di rivestimento da sostituire (5) | Errore riposizionamento dei componenti (7) Errore modulo LED (1) Errore LCD (2) |
| Ore di stampa perse a causa di errori | 9 | 17 | Oltre 100 | Oltre 250 |
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Stampa in modo affidabile con la Form 4B di Formlabs
Nell'ultimo decennio, le stampanti 3D sono diventate strumenti imprescindibili per gli studi e i laboratori odontoiatrici e ortodontici, il che ha determinato una richiesta senza precedenti di macchine affidabili, nonché di dati sulle prestazioni forniti da terze parti imparziali, fondamentali per prendere decisioni aziendali informate.
"Quello che mi rende davvero tranquilla nel rimuovere l'apparecchio e consegnare i retainer poco dopo è l'affidabilità della mia stampante Formlabs."
Dott.ssa Lisa Alvetro, medico odontoiatria e ortodontista, Alvetro Orthodontics
Per i professionisti e le professioniste dell'odontoiatria che hanno bisogno di stampare modelli, apparecchi e restauri accurati in modo affidabile e senza spese di manodopera, la Form 4B rappresenta la soluzione ideale per risparmiare su resina, materiali di consumo, tempo e manodopera, ma anche per minimizzare problemi e scadenze o appuntamenti non rispettati.
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