前言

近几年随着经济的快速发展，社会水平不断提高，科技水平也随之快速发展。自20世纪90年代中期3D打印技术的发明，3D技术进入快速发展时期，其打印原理即以数字模型组为基础，通过应用所需打印物体的可粘合材料通逐层打印的方式层层叠加，最终生成三维立体实物^[1]。目前3D打印在包括建筑、工业、航空航天、医疗事业以及牙科等等多项领域中均有应用，3D打印的汽车、飞机、人体组织以及枪支等等均已成功打印开发^[2]。3D打印技术技术具有成形精确度高、生产简便以及效率高等优势，目前，相关研究结果表明，3D打印技术在口腔医学领域相比于传统技术更具优势，在口腔修复中具有良好且令人满意的修复效果。

一、3D打印技术对生物陶瓷制品应用的概述

3D打印与常规打印机的印刷方式本质上是一样的，它是通过CAD或者反向工程，将待打印物体的3D数字化建模，再经过相应的程序将其划分成层切的数据，然后在3D打印装置上对各个层面的各层进行分层打印。面向对象实体的逐层加工工艺^[3]。按制作方式可划分为：立构光固化、选区激光烧熔、熔融沉积和3D打印^[4]。3D打印成形的材料具有较高的致密性，而分层的折叠方式更利于产品的高品质和个性。

三维印刷是一门新兴的学科，它是一门新兴的学科，是一门新兴的学科。而3D打印技术和仿生陶瓷技术的结合，更是让人眼前一亮。三维陶瓷泥浆打印是一项高科技增材制造技术。本项目拟采用“降维”思想，将3D生物陶瓷产品转化成具有一定几何特征的2 D轨迹，并通过2 D轨迹进行分层叠加，实现3D生物陶瓷产品的制备。通过对其进行数字化造型，对其进行3D造型，然后采用专用的分层加工技术，对其进行分层加工。第二个步骤，就是利用3D打印技术，将以上所做的平面断面轨迹层层叠加成泥。最后得到一个完全成型的三维陶瓷胚胎。利用3D打印的方法，通过计算机模拟，可以将数字的生物陶瓷材料进行实物化。与常规的手工制作方法相比，3D打印在生物陶瓷产品上的应用，可以大大地减少生物陶瓷产品的生产周期，降低生物陶瓷产品的制造、设计等开发成本^[5]。

二、3D打印技术对生物陶瓷制品应用的重要性

在科技的发展和生物陶瓷产品的应用领域发生了变化，在悠久的岁月中，生物陶瓷产品的刀具和材料都得到了进一步的开发和发展，而生物陶瓷产品也在发生着变化，其性能和外观也在不断地变化着。3D打印作为一种新的数字化产品，将其应用于生物陶瓷产品中，既可以在工艺上提升其制造和研发的效率，又可以赋予其更多的功能性和启发。3D打印可以极大地提升生物陶瓷制品开发的效率。节约了生产费用和原料费用，也可以降低在燃烧过程中产生的生瓷废料^[6]。第二，3D打印技术运用在生物陶瓷设计上，可以给现代生物陶瓷制品注入全新活力，赋予生物陶瓷技术时代特色，拓展生物陶瓷制品的用途、审美功能，为生物陶瓷技术新发展提供不竭源泉。可以说，3D打印技术与生物陶瓷技术的融合是现代及传统制造业结合的必然结果^[7]。

三、3D打印技术在生物陶瓷制品的应用进展

3D打印技术缘起于模型的制作。工业制造、航天航空、生物医疗等领域利用3D打印技术进行广泛应用。而3D技术应用于生物陶瓷制品领域，结合生物陶瓷耐高温、高强度特点，为生物陶瓷制品产业带来全新活力。目前，3D打印在生物陶瓷粉末中的使用主要有三种方法。第一，将生物陶瓷粉与粘合剂进行复配^[8]。第二步，在其表面上涂敷一层粘合剂，得到涂层的生物陶瓷。第三步，在对其进行表面修饰后，再与粘合剂进行复合。生物陶瓷是一种天然的高强度材料。具有优良的物化特性，如高温条件下的稳定性。因此，3D打印工艺已逐渐成为限制其开发与制备的瓶颈。因此，在日常生活中，生物陶瓷的制备、研发和创新方面，3D打印的生物陶瓷材料就变得更加重要。常用的生物陶瓷材料有：氧化铝，生物陶瓷，氮化硅生物陶瓷，以及磷酸三钙生物陶瓷。以生物陶瓷为代表的生物陶瓷材料以有机前体生物陶瓷和Ti3SIC22为代表。利用各种原材料制备生物质陶瓷材料是可行的。硅酸铝作为一种新型的生物陶瓷3D打印材料，硅酸铝作为一种新型的硅酸盐，具有防水、耐600℃以上的优点，在生物陶瓷中具有独特的优点。它是一种绿色、可循环、无毒性的产品，所以在家用厨具、器皿中得到了广泛的使用。然而，该类材料的力学性能偏弱，难以适应各种复杂的结构和高压工况。Ti3SIC22是一种柔性的碳化陶瓷，其优点是将其与生物陶瓷相结合，具备优异的耐高温和疲劳破坏能力；印刷后的致密性高。但它的不足之处也很明显，那就是它的线性收缩很大，导致制品中产生大量的空洞。与以往的生物陶瓷工艺相比，3D打印工艺已有了长足的进步，在各个方面都有了很大的应用。三维制造方法可以在不使用任何模板的情况下，实现对具有复杂外形的陶瓷制品的高精度、高精度制造。因此，与常规的生物陶瓷制备方法相比，3D生物陶瓷具有不需要模具，制造周期短，结构更加柔性的特点，目前，利用生物陶瓷制备3D陶瓷，已经在该领域获得了一定的研究结果。

美国HRL研究中心宣布，他们在3D打印方面取得了重大的进展，并将其用于制备高强度的生物陶瓷。用这种方法制造的生物陶瓷产品，不但可以制作出各种复杂的外形，而且可以抵抗1700℃以上的温度。这个实验室在其科技上的雄心肯定不止这些^[9]。将来，科学家们会将这项科技应用到航空航天，微型电子，航空发动机中的精密元件上；在许多方面，如超声飞行器的大零件。三维生物陶瓷3D打印具有执行速度快，加工复杂零件精度高，产品个性化和低成本等优点。该技术有望用于复杂形状和高精度的微孔生物陶瓷滤芯。比如生物陶瓷牙齿，光纤连接器中的生物陶瓷插头和施工，卫生陶瓷中的卫生陶瓷，特种生物陶瓷模板的定制等等。目前，三体3D打印已经在模具制造和生物医学等方面得到了广泛的运用，其中美国最早采用了3D生物陶瓷复合工艺，通过在3D打印过程中引入了大量的金属颗粒，从而达到了增强3D打印的目的。该方法在生产生物陶瓷外壳和芯部时得到了广泛的应用。此外，美国的一些公司也利用3D生物陶瓷的3D打印制造出了用于医学的生物陶瓷过滤材料。前期研究中，我们采用了羟基磷酸钙石（HAP）进行3D打印，其与支架材料之间的界面相容性更好，可以应用于支架内。目前，国内已有研究采用3D生物陶瓷材料制造出具有异质孔隙的构件，并利用其不均匀的孔隙来实现复合材料的长出。

目前，3D生物陶瓷3D打印的整体水平还很不完善，在材料和装备等各领域还有待提高。在不断提高细胞内的生物陶瓷成分、改进加工方法、扩大可打印材料的品种、提高印刷速度等方面，是今后生物陶瓷3D打印的发展趋势。随着最新科技的发展，大量的人员和资源的投入，以及新的仪器和材料的开发，3D打印技术将使生物陶瓷的生产更加充满生机和潜能；在中国的智慧型制造业时期，将会有更多的运用，带来更大的价值^[10]。

结束语

综上所述，经过临床专业研究分析后发现，相比于传统制备包括口腔种植体、口腔颌面赝复体以及颜面赝复体等等多种高要求、个性化的模体制备时的不精确、复杂、耗时长等缺点，3D打印技术应用后数字化制模方法较少因传统技术所带来的取模、制模这一系列繁复的过程，大大节约了患者等待时间，减少临床医师的繁重的工作量。同时，3D打印技术制备模体相比于传统模体应用数字化技术重建后的精确度更高，更为贴合患者口腔缺损部位，大大降低了患者因模体所带来的不适感，增加了患者对于医生的信任，提高其治疗的依从性。

参考文献：

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[4]李昊,廖红兵.3D打印牙科陶瓷材料在口腔修复领域的应用进展[J].世界最新医学信息文摘,2021,21(47):36-38.

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[10]王乾旭.3D打印陶瓷技术在口腔医学领域的研究进展[J].今日健康,2021(10):105-106.