Các Công Nghệ In 3D Trong Phục Hình Nha Khoa (Phần 2) - XDENT LAB

Tóm Tắt 

• Ngoài ba nhóm công nghệ cốt lõi đã được trình bày trong Phần 1, một số nhóm công nghệ in bồi đắp theo ISO/ASTM chỉ đóng vai trò chuyên biệt hoặc gián tiếp trong phục hình nha khoa.

• Công nghệ phun vật liệu (Material Jetting) chủ yếu được sử dụng cho mô phỏng có độ chính xác cao, lập kế hoạch phẫu thuật và quy trình đúc, thay vì phục hình gắn trực tiếp trong miệng.

• Phun chất kết dính (Binder Jetting) và lắng đọng năng lượng trực tiếp (Directed Energy Deposition – DED) hiện vẫn chủ yếu giới hạn trong nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm hoặc sửa chữa chi tiết, do các hạn chế về độ chính xác, độ đặc khối và độ phức tạp của quy trình.

• Ghép lớp vật liệu dạng tấm (Sheet Lamination) hiện được xem là lỗi thời trong phục hình nha khoa hiện đại, chỉ còn giá trị tham khảo mang tính giáo dục hoặc lịch sử.

• Nhìn chung, các công nghệ này cho thấy một nguyên tắc quan trọng: không phải mọi công nghệ in bồi đắp đều được thiết kế cho sản xuất lâm sàng thường quy, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn công nghệ dựa trên ứng dụng cụ thể.

Giới Thiệu 

Trong Phần 1, bài viết đã phân tích ba nhóm công nghệ sản xuất bồi đắp được sử dụng phổ biến nhất trong phục hình nha khoa, quang trùng hợp trong bể nhựa (Vat Polymerization), đùn vật liệu (Material Extrusion) và nung chảy lớp bột (Powder Bed Fusion), với trọng tâm là cách mỗi nhóm hỗ trợ các quy trình labo và lâm sàng hằng ngày. Ba nhóm này hiện chiếm phần lớn các ứng dụng in 3D trong nha khoa, từ mẫu chẩn đoán đến các phục hình kim loại vĩnh viễn.

Trong Phần 2 này, bài viết tiếp tục phân tích các nhóm công nghệ còn lại theo ISO/ASTM, bao gồm: phun vật liệu (Material Jetting), phun chất kết dính (Binder Jetting), lắng đọng năng lượng trực tiếp (Directed Energy Deposition) và ghép lớp vật liệu dạng tấm (Sheet Lamination). Mỗi công nghệ được trình bày dựa trên nguyên lý hoạt động, khả năng tương thích vật liệu và mức độ phù hợp thực tế với phục hình nha khoa, đồng thời làm rõ giá trị ứng dụng và những giới hạn còn tồn tại.

Việc tách riêng các công nghệ được sử dụng rộng rãi và các công nghệ mang tính chuyên biệt trong cấu trúc hai phần này nhằm mang lại cái nhìn rõ ràng, thực tế và có hệ thống về vai trò của sản xuất bồi đắp trong phục hình nha khoa hiện đại, tránh gây quá tải thông tin hoặc thổi phồng vai trò lâm sàng của các hệ thống đang trong giai đoạn phát triển.

Bảng so sánh (Tổng quan theo ISO/ASTM)

Nếu bạn muốn có cái nhìn tổng quát trước khi đi vào từng công nghệ cụ thể, bảng dưới đây tóm tắt bảy nhóm công nghệ sản xuất bồi đắp theo ISO/ASTM, kèm theo vật liệu chính và mức độ liên quan thực tế trong phục hình nha khoa.

4. Công nghệ phun vật liệu 

Công nghệ phun vật liệu mang lại độ chính xác rất cao và khả năng in đa vật liệu, khiến chúng đặc biệt phù hợp cho mô phỏng, lập kế hoạch điều trị và quy trình đúc, hơn là các phục hình gắn trực tiếp trong miệng. Theo khảo sát của tạp chí LMT vào tháng 11–12 năm 2025, 16% labo nha khoa cho biết họ có hệ thống phun vật liệu tại chỗ.

Công nghệ phun quang trùng hợp (còn gọi là in phun hoặc phun vật liệu) hoạt động tương tự máy in phun truyền thống. Thay vì mực in trên giấy, các giọt nhựa quang trùng hợp hoặc sáp kích thước micromet được phun chính xác từ hàng trăm đầu phun và được trùng hợp ngay lập tức bằng tia cực tím (UV), cho phép tạo ra các cấu trúc có độ chi tiết cao và đa vật liệu.

Vật liệu chính

• Nhựa quang trùng hợp

• Vật liệu nền sáp

Ứng dụng phục hình nha khoa điển hình

• Mẫu nha khoa

• Lập kế hoạch phẫu thuật

• Mẫu đúc

Công nghệ phổ biến

• PolyJet

• MJP (MultiJet Printing)

Lưu ý: Các mô tả trên phản ánh đặc điểm chung của công nghệ phun vật liệu; hiệu suất thực tế có thể thay đổi tùy vào thiết kế hệ thống, vật liệu sử dụng và quy trình labo.

4.1. PolyJet

Tổng quan

• PolyJet là công nghệ phun vật liệu có khả năng in đồng thời nhiều loại vật liệu, cho phép mô phỏng các đặc tính mô khác nhau, chẳng hạn như mô cứng và mô mềm, trong cùng một mô hình.

• Trong phục hình nha khoa, PolyJet chủ yếu được sử dụng để tạo mẫu nha khoa có độ trung thực cao, lập kế hoạch phẫu thuật và trực quan hóa thiết kế phục hình. Mặc dù chi phí cao hạn chế việc sử dụng thường quy, PolyJet vẫn đặc biệt giá trị trong các ca liên chuyên khoa phức tạp và mục đích đào tạo, nơi độ chính xác và tính chân thực là yếu tố then chốt.

Vật liệu

• Nhựa quang trùng hợp (dạng cứng và linh hoạt)

Nguồn năng lượng

• Tia cực tím (UV)

Kỹ thuật

• Các giọt nhựa siêu nhỏ được phun ra và trùng hợp bằng UV theo từng lớp.

Ưu điểm

• Độ chính xác và chất lượng bề mặt rất cao

• In đa vật liệu và đa màu

• Mô phỏng hiệu quả các đặc tính mô khác nhau

Nhược điểm

• Chi phí thiết bị và vật liệu cao

• Không phù hợp cho phục hình gắn trực tiếp trong miệng

• Cần hậu xử lý và quản lý vật liệu

Ví dụ

• Stratasys – J5 DentaJet

• Stratasys – J750 Digital Anatomy (Dental)

4.2. MJP (MultiJet Printing)

Tổng quan 

• MJP là công nghệ phun vật liệu được tối ưu hóa để in mẫu sáp hoặc nhựa có độ chi tiết cực cao, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu bề mặt mịn và độ chính xác kích thước cao.

• Trong phục hình nha khoa, MJP chủ yếu được dùng để chế tạo mẫu đúc cho mão, cầu răng và các chi tiết chính xác khác, hỗ trợ quy trình sản xuất gián tiếp thay vì tạo phục hình hoàn chỉnh.

Vật liệu

• Vật liệu nền sáp 

• Nhựa quang trùng hợp dùng cho mẫu đúc

Nguồn năng lượng

• Tia cực tím (UV) và quá trình đông đặc vật liệu bằng làm nguội

Kỹ thuật

• Đầu phun kiểu máy in phun lắng đọng các giọt sáp hoặc nhựa và làm đông từng lớp.

Ưu điểm

• Độ chi tiết rất cao

• Bề mặt mịn, lý tưởng cho quy trình đúc

• Độ chính xác kích thước cao

Nhược điểm

• Lựa chọn vật liệu hạn chế

• Chủ yếu dùng cho mục đích gián tiếp (mẫu, không phải phục hình cuối)

• Chi phí thiết bị và vật tư cao

Ví dụ

• 3D Systems – ProJet MJP 2500 Dental

• 3D Systems – ProJet MJP 3600 Dental

5. Công Nghệ Phun Chất Kết Dính (Binder Jetting)

Công nghệ phun chất kết dính chủ yếu được sử dụng trong môi trường nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm, hơn là trong các quy trình lâm sàng thường quy của phục hình nha khoa. Khác với các công nghệ nung chảy lớp bột bằng laser hoặc chùm electron, binder jetting không sử dụng nhiệt độ cao trong giai đoạn in, giúp giảm ứng suất dư nhưng đồng thời khiến chi tiết in ra có độ đặc khối thấp trước khi hậu xử lý.

Trong nha khoa, yêu cầu phải thiêu kết và thẩm thấu vật liệu sau in, cùng với khó khăn trong việc kiểm soát độ chính xác kích thước một cách ổn định, đã khiến binder jetting chủ yếu giới hạn trong nghiên cứu vật liệu, phát triển quy trình và các cấu trúc kim loại sơ bộ, thay vì chế tạo phục hình hoàn chỉnh.

Binder Jetting

Vật liệu chính 

• Bột kim loại

• Bột gốm

Ứng dụng phục hình nha khoa điển hình

• Cấu trúc kim loại sơ bộ

• Mô hình nghiên cứu và phát triển

Nguồn năng lượng 

• Không sử dụng năng lượng nhiệt trong giai đoạn in (liên kết diễn ra mà không có quá trình nung chảy)

Kỹ thuật  

• Chất kết dính dạng lỏng được phun chọn lọc để liên kết các lớp bột, sau đó chi tiết được thiêu kết sau in để đạt độ đặc khối cuối cùng.

Ưu điểm 

• Có thể làm việc với cả bột kim loại và bột gốm

• Phù hợp cho nghiên cứu và tạo mẫu giai đoạn đầu

• Không sử dụng nhiệt độ cao trong quá trình in

Nhược điểm

• Độ chính xác và độ đặc phụ thuộc nhiều vào quá trình thiêu kết

• Yêu cầu hậu xử lý phức tạp

• Ít được áp dụng lâm sàng cho phục hình vĩnh viễn

Ví dụ

• Desktop Metal – Shop System (được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu nha khoa và các dự án thử nghiệm)

• ExOne – Innovent+ (thường được nhắc đến trong các nghiên cứu học thuật về binder jetting)

Lưu ý: Hiện nay chưa có hệ thống binder jetting nào được sử dụng rộng rãi chuyên biệt cho sản xuất labo phục hình nha khoa thường quy. Các nền tảng hiện có chủ yếu phục vụ nghiên cứu hoặc sản xuất thử nghiệm.

6. Công Nghệ Lắng Đọng Năng Lượng Trực Tiếp (Direct Energy Deposition)

Lắng đọng năng lượng trực tiếp (DED) là một quy trình sản xuất bồi đắp trong đó vật liệu được nung chảy bằng nguồn năng lượng tập trung ngay trong quá trình lắng đọng, cho phép vật liệu mới liên kết trực tiếp với nền kim loại sẵn có. Trong tài liệu khoa học, kỹ thuật này cũng thường được gọi là tạo hình rắn bằng laser (Laser Solid Forming – LSF).

Trong phục hình nha khoa, DED không được thiết kế để chế tạo phục hình mới từ đầu. Thay vào đó, công nghệ này chủ yếu phục vụ cho sửa chữa, gia cường hoặc điều chỉnh các chi tiết kim loại hiện có. Do độ phân giải thấp và độ phức tạp hệ thống cao, DED hiện vẫn rất hiếm khi được sử dụng trong các labo nha khoa thường quy.

DED

Vật liệu chính

• Bột kim loại hoặc dây kim loại

• Các vật liệu thường gặp: titan, thép không gỉ và các hợp kim kim loại

Ứng dụng phục hình nha khoa điển hình 

• Sửa chữa khung kim loại (rất hạn chế)

• Ứng dụng nghiên cứu và thử nghiệm

Nguồn năng lượng 

• Laser năng lượng cao (hoặc chùm electron trong một số hệ thống công nghiệp)

Nguyên lý tạo hình

• Nguồn năng lượng tập trung làm nóng chảy kim loại trong khi bột hoặc dây kim loại được lắng đọng, cho phép xây dựng hoặc sửa chữa chi tiết.

Ưu điểm 

• Tốc độ tạo hình hoặc sửa chữa nhanh

• Phù hợp với các chi tiết lớn

• Có thể bổ sung vật liệu lên cấu trúc kim loại có sẵn

Nhược điểm 

• Độ nhám bề mặt cao

• Độ chính xác hạn chế

• Chi phí thiết bị cao

Ví dụ 

• Optomec – LENS MR-7

• DMG MORI – LASERTEC 3000

7. Công Nghệ Ghép Lớp Vật Liệu Dạng Tấm 

Ghép lớp vật liệu dạng tấm là một trong những phương pháp sản xuất bồi đắp ra đời sớm nhất và hiện nay đã gần như lỗi thời trong các ứng dụng nha khoa. Mặc dù có ý nghĩa lịch sử trong quá trình phát triển công nghệ in 3D, các hệ thống sheet lamination không đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác, vật liệu và quy trình của phục hình nha khoa hiện đại.

Công nghệ này tạo vật thể bằng cách xếp chồng và liên kết các tấm vật liệu, sau đó cắt tạo hình. So với các phương pháp in bồi đắp hiện đại, sheet lamination có độ phân giải và khả năng kiểm soát hình học thấp, khiến nó chỉ còn phù hợp cho mục đích giáo dục hoặc tham khảo lịch sử.

Vật liệu chính

• Tấm giấy

• Tấm nhựa

• Tấm kim loại

Ứng dụng phục hình nha khoa điển hình

• Mô hình phục vụ giảng dạy

• Tham khảo lịch sử công nghệ

Công nghệ phổ biến

• LOM (Laminated Object Manufacturing)

Lưu ý: Các mô tả trên phản ánh đặc điểm chung của công nghệ ghép lớp vật liệu dạng tấm; hiện nay các phương pháp này không còn phù hợp cho chế tạo phục hình nha khoa thường quy.

7.1. Laminated Object Manufacturing (LOM)

Tổng quan

• Laminated Object Manufacturing (LOM) là công nghệ sản xuất bồi đắp trong đó các lớp vật liệu dạng tấm được liên kết với nhau rồi cắt tạo hình, ban đầu sử dụng hệ thống cắt bằng laser hoặc dao cơ học. Là một trong những công nghệ in 3D thương mại đầu tiên, LOM đóng vai trò nền tảng trong giai đoạn đầu của tạo mẫu nhanh.

• Tuy nhiên, trong nha khoa, LOM không đáp ứng được các yêu cầu về độ phân giải, tương thích vật liệu và độ chính xác, do đó không còn được sử dụng trong sản xuất lâm sàng hoặc labo.

Vật liệu

• Tấm giấy ghép lớp

• Tấm nhựa

• Tấm kim loại

Nguồn năng lượng 

• Hệ thống cắt bằng laser hoặc cơ học (tùy thiết kế hệ thống)

Nguyên lý tạo hình

• Các tấm vật liệu được liên kết theo từng lớp và cắt tạo hình để hình thành vật thể hoàn chỉnh.

Ưu điểm 

• Chi phí thấp

• Phù hợp cho mô hình kích thước lớn

• Có thể sử dụng nhiều loại vật liệu

Nhược điểm 

• Độ phân giải và chất lượng bề mặt kém

• Không phù hợp cho hình học phức tạp hoặc rìa phục hình chính xác

• Lỗi thời đối với quy trình phục hình nha khoa hiện đại

Ví dụ 

• Hiện không có hệ thống LOM nào được thiết kế chuyên biệt cho phục hình nha khoa

Kết Luận 

Trong khi quang trùng hợp trong bể nhựa, đùn vật liệu và nung chảy lớp bột chiếm ưu thế trong các quy trình phục hình nha khoa thường quy, các nhóm công nghệ sản xuất bồi đắp còn lại theo ISO/ASTM lại đóng vai trò chuyên biệt và gián tiếp hơn. Như đã trình bày trong phần này, phun vật liệu, phun chất kết dính, lắng đọng năng lượng trực tiếp và ghép lớp vật liệu dạng tấm đều có đóng góp riêng trong những bối cảnh giới hạn.

Tổng thể, các công nghệ này nhấn mạnh một nguyên tắc cốt lõi trong phục hình nha khoa số: không phải mọi phương pháp sản xuất bồi đắp đều được thiết kế cho sản xuất lâm sàng. Việc hiểu rõ điểm mạnh và giới hạn của từng công nghệ là điều kiện tiên quyết để đưa ra quyết định phù hợp, cân bằng giữa độ chính xác, đặc tính vật liệu, độ phức tạp quy trình và tính ứng dụng lâm sàng.

Danh Mục Tham Khảo

Trends and future perspectives of 3D printing in prosthodontics

Review on 3D printing in dentistry: conventional to personalized dental care

Chapter 9 - 3D printing in dentistry with emphasis on prosthetic rehabilitation and regenerative approaches

XDENT LAB là chuyên gia trong lĩnh vực Dịch vụ Lab-to-Lab tổng thể đến từ Việt Nam. Nổi bật với các dịch vụ phục hình tháo lắp và phục hình trên implant, đáp ứng tiêu chuẩn thị trường Hoa Kỳ – được FDA và ISO chứng nhận. Thành lập năm 2017, XDENT LAB đã phát triển từ quy mô địa phương vươn tầm quốc tế, hiện sở hữu 2 nhà máy và hơn 100 nhân viên. Công nghệ hiện đại, đội ngũ kỹ thuật viên được chứng nhận và cam kết tuân thủ quy định, giúp XDENT LAB trở thành lựa chọn tin cậy cho các phòng labo nha khoa mong muốn đảm bảo chất lượng và sự đồng nhất cho sản phẩm của mình.

Cam kết của chúng tôi:

• 100% vật liệu được FDA phê duyệt.
• Sản xuất quy mô lớn, năng suất cao, tỷ lệ làm lại < 1%.
• Thời gian hoàn thành trong labo 2~3 ngày (*áp dụng cho file kỹ thuật số).
• Tiết kiệm chi phí lên đến 30%.
• Sản xuất liên tục 365 ngày/năm, không gián đoạn.

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay, để xây dựng chiến lược giảm chi phí vận hành.

--------❃--------

Labo Gia Công Nha Khoa Việt Nam - XDENT LAB

🏢 Nhà máy 1: 95/6 Đường Trần Văn Kiểu, Phường Bình Phú, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

🏢 Nhà máy 2: Khu công nghiệp Kizuna 3, Xã Cần Giuộc, Tỉnh Tây Ninh, Việt Nam

☎ Hotline: 0919 796 718 📰 Nhận báo giá chi tiết