Comparativa: Tecnología DLP y LCD para impresión 3D de modelos dentales

 ¿Cuál sería la Tecnología 3D más adecuada para los modelos dentales? Sin duda, ambas tecnologías, sea, DLP (Procesamiento Digital de Luz) O LCD (Pantalla de Cristal Líquido) tienen sus ventajas y aplicaciones.

En este estudio realizado por especialistas en el rubro de Grecia y EE.UU, se realizó una comparativa entre ambas, teniendo como constantes: La veracidad y precisión de cada una, con respecto, a los modelos de impresión.

CONOCIENDO AMBAS TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D

  • Fuente de Luz UV: Proyector de Luz Digital
  • Proyector: Genera capas uniformes, reduciendo el tiempo
  • Pantalla LED: Compuesta por microespejos digitales (DMD)
  • DMD: Concentra la luz y forma la estructura de las capas.
  • Fuente de Luz UV: Pantalla de Cristal Líquido
  • Compuesta por Paneles LCD: Expanden la luz, que brilla paralelamente hasta llegar al área de construcción.
  • Resultados: Sin distorciones de pixeles

¿CUÁLES SON LOS 2 CRITERIOS EN EVALUACIÓN?

Basada en corroborar la idónea repetición de impresión de un modelo 3D, así como, su consistencia de la misma, teniendo como origen un mismo archivo STL.

Basada en verificar si la Impresora 3D en el proceso de reproducción de cada pieza final cumple con las características en dimensión real a la original.


MATERIALES EMPLEADOS EN EL ESTUDIO

ESCÁNER INTRAORAL CS 3700

IMP LCD: FLASHFORGE FOCUS 9.25 6K

IMP DLP: FLASHFORGE HUNTER


IMAGEN REFERENCIAL
IMAGEN REFERENCIAL

RESINAS DE TERCEROS

IMAGEN REFERENCIAL
IMAGEN REFERENCIAL

ALCOHOL ISOPROPÍLICO

IMAGEN REFERENCIAL
IMAGEN REFERENCIAL

LÁMPARA UV


PROCEDIMIENTO DEL MÉTODO DE ESTUDIO

Materiales y Método

Para iniciar el estudio, se planificó cuantos archivos STL de arcos maxilares y mandibulares se imprimirían. Mediante un riguroso análisis de confianza a un 95%, concluyeron en emplear 5 ejemplares de cada uno respectivamente.

Para obtenerlos se escanearon arcadas dentales alineadas, mediante el CS 3700, consiguiendo los archivos STL. Luego, se imprimió un modelo en forma horizontal, en cada una de las  impresoras 3D: LCD (Focus 9.25 6k) y la (DLP: Hunter).

Al culminar el proceso de Impresión 3D, ambos modelos fueron en alcohol isopropílico (IPA) y curados con una lámpara UV.

(a) Impresora 3D LCD , Flashforge Focus 9,25 6K, (b) Impresora 3D DLP, Flashforge Hunter, (c) modelo impreso en LCD, (d) modelo impreso en DLP


(a) Archivo STL de referencia, (b) Archivo STL resultante del modelo impreso en 3D, (c) Comparación 3D de ls dos archivos STL

Análisis del Estudio

Cada modelo impreso fue escaneado con el escáner D900, estos archivos STL se compararon con los de referencia.

Los expertos, para evaluar la precisión, de ambas impresoras 3D, imprimieron 10 veces un archivo al azar en cada una de ellas y el proceso de escaneo y comparación se repitió.

Emplearon un software de Ingeniería Inversa llamado "Geomagic Control X 2021" para evaluar la veracidad y precisión entre los archivos STL experimiental y de referencia. Para lograrlo, usaron la Superposición Tridimensional de mejor ajuste.

Para comparar las diferencias entre ambos archivos STL se usó el valor cuadrático RMS según el tipo de impresora, registrándolo, en tablas y anexadas a una hoja de cáculo en Excel.


Análisis de Resultados

Se realizó una muestra de 10 arcadas dentarias (5 maxilares y 5 mandibuladres) ,se pasó por el proceso de escaneo, impresión 3D y verficiación por el software Geomagic Control X.

Se repitió la medición, por medio, de la Superposición Tridimensional de los archivos STL  3 semanas después. Los especialistas corroboraron su confiabilidad de 0,988 a 0,996.

(Tiempo de impresión por modelo en la Impresora LCD "FOCUS 9.25 6k": 32 min) / (Tiempo de impresión por modelo en la Impresora DLP "HUNTER"35 min)

  • VERACIDAD LCD FOCUS 9.25 6K: 0,21 mm +- 0,04 mm
  • VERACIDAD DLP HUNTER: 0,16 mm +- 0,02 mm
  • DIFERENCIA: p= 0,004
  • PRECISIÓN LCD FOCUS 9.25 6K: 0,21 mm +- 0,04 mm
  • PRECISIÓN DLP HUNTER: 0,12 mm +- 0,02 mm
  • DIFERENCIA: p= 0,011

(1) Diagrama de caja  de medidas RMS por impresora, (2)  Valor RMS medio y desviación estándar (SD) por impresora, (3) Boxplot distribución de medidas RMS por impresora, (4) Valor RMS medio y desviación estándar (SD) por impresora,


CONCLUSIONES

  • Mejor en precisión y veracidad
  • Placa de construcción menor: (120 x 67,5 x 150 mm)
  • Menor producción de modelos impresos en 3D
  • Buena precisión y veracidad
  • Placa de construcción mayor: ( 197 x 122 x 200 mm)
  • Mayor producción de modelos impresos en 3D

INFORMACIÓN IMPORTANTE:

Ambas impresoras 3D (DLP y LCD) son aptas para imprimir modelos dentales para aparatos de ortodoncia, ya que, estos dispositivos se pueden imprimir manteniendo el grado de precisión idóneo, porque, se mantienen por debajo del error de la máquina que es igual o inferior a 0,25 mm, logrando el correcto movimiento del mismo.

Por otra parte, si el usuario desea incursionar profesionalmente en el mundo de la ortodoncia, se recomienda la impresora LCD, ya que, posee una mayor productividad de modelos dentales en una sola impresión.

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