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牙科3D打印市场剑指120亿美元:Intrepid CTO详解集中化自动化如何颠覆传统矫正器制造

任何曾将传统牙套换成透明矫正器的人都知道其吸引力:与口中的金属丝相比,矫正器更加舒适且隐蔽。

随着消费者对这种更隐蔽的正畸体验的偏好推动了巨大的市场转变,它也在刺激牙科3D打印的爆发式增长——该领域预计将从当前的约30亿美元飙升至2032年的超过120亿美元。


然而,规模化这一消费趋势带来了制造挑战。因为没有两副笑容是完全相同的,所以每一个矫正器都必须定制生产。


为了消除这种大规模定制中的摩擦,总部位于圣地亚哥的Intrepid Automation正进入该领域。该公司利用专利模块化数字光处理、先进机器人技术和AI驱动的质量控制,服务于航空航天、国防和工业铸造等高风险行业。通过引入连续制造和自动化后处理,Intrepid旨在用灵活、高速的数字供应链取代缓慢的生产线,同样适用于牙科行业。


我们采访了Ben Wynne,Intrepid Automation的首席技术官兼联合创始人,讨论增材制造如何重塑牙科生产、Intrepid在大规模定制中的自动化方法,以及随着自动化数字医疗出现而涌现的复杂伦理问题。本次采访经过编辑以保证长度和清晰度。


Ben Wynne:牙科和增材长期以来是天作之合……这里有一个独特的交汇点:几何形状复杂、非常有机,且所需的每个零件都不同。零件相对较小。这确实使得增材技术能够高度优化并细化应用于此。透明矫正器是一个英雄级的应用案例,每天有数百万个独特的零件被生产出来。随着3D打印的持续发展,在传统上实施的集中化生产与各类牙科适应症的边缘生产或椅旁生产之间,出现了一种有趣的张力。



BW:Intrepid的核心重点是集中化、高度自动化的工业生产。我认为边缘制造肯定有市场、空间和需求。但是,我认为有很多其他技术提供商拥有非常稳健的解决方案,可以在这方面协作。我认为边缘制造在某些情况下是可行的,比如你可以在等待时在眼镜店配好眼镜。但如果你真正观察趋势,它们正在走向集中化。事情正在聚合。自动化正在被应用。我相信,从根本上说,牙医想当的是牙医。他们不需要同时也成为制造商。


然而,我在其他适应症中看到了很多价值,比如牙科手术导板。椅旁操作在这里非常合理,因为病人来做手术的当天早上,你可以打印一个手术导板。对于透明矫正器,我还没有完全信服边缘制造是否有意义。我认为高产量、高度自动化,利用像亚马逊和沃尔玛这样的基础设施会非常有趣。市场两者兼有,对我们的方法进行非常分析性的审视至关重要,不要仅仅因为牙科中的一种适应症在椅旁或集中化可行,就假设所有适应症都可行。


BW:如今牙科矫正器的制造方式是使用增材制造,但这是一个多步骤的过程。实际上进入人类口腔的大部分零件是通过两步工艺开发的。首先,扫描某人的口腔并制定治疗计划,通常大约需要20步或更多,以便足够缓慢地移动牙齿以避免疼痛。然后,你一次性3D打印所有治疗步骤所需的模具,使用一种光聚合物树脂,其耐用性足以让你在模具上真空成型热塑性片材。你打印一个模具来成型东西,然后扔掉模具。这其中存在相当多的浪费。


真正有趣的是,当你关注增材制造中的创新,即跳过这个成型步骤,开始直接打印矫正器本身时。这还很初步,因为要从材料中获得所需的机械性能非常困难。它还必须具有生物相容性,并且必须在长时间内保持低力,这相当具有挑战性。从废料的角度看,这非常令人兴奋,因为不是打印模具、在上面成型平片然后再修剪,而是直接得到最终产品。我们认为自动化和集中化生产此产品是一个巨大的机会。至于材料本身,如果我们确实需要专注于模塑工艺,问题在于我们如何创建一个可回收循环?



我们已经看到一些公司使用可回收的热塑性塑料作为模具,但它们不具备超越简单咬合所需的高保真度、表面光洁度或精度。理想情况是,你可以使用光聚合物技术,但实际上去交联其中一些键,回到某种可以其他方式使用的根基化学。这同样非常初步,但是一个有趣的可能领域。


BW:多年来行业内发生了转变。AlignTech和Invisalign一直是全球行业领导者。他们开发并完善了这一点。而且这非常以牙医为主导。你通过与专业牙医合作进行治疗,来移动牙齿、帮助你制定计划、帮助你处理其他可能需要的事情。然后我们看到直接面向消费者模式的巨大泡沫。Smile Direct Club、Byte,所有这些公司都承诺他们可以把套件寄到你家里,你做一些取模,然后牙齿就变直了。


我们与其中一些公司合作时听到的一个数据点是,直接面向消费者模式中80%的客户从未看过牙医。所以我们需要问的问题是:仅仅因为你可以扩大一个市场,你就应该这样做吗?仅仅因为你可以移动牙齿,你就应该这样做吗?还是透明矫正器应该成为更广泛的牙科健康旅程的一部分?我认为直接面向消费者的矫正器目前正处于幻灭的低谷。但行业增长更大的原因是,我们看到其他地区开始接入。我们看到新兴经济体中的人们有了更多可支配收入,开始更关心自己的外表。市场正在增长。我不完全确定直接面向消费者模式能实现其最初的承诺。


我确实相信集中化模式,或者如果直接打印成为可能,一种几乎是自助服务亭式的边缘制造方法。我们也可以将其与牙科中一直使用的减材技术进行比较。牙冠和牙桥是在五轴铣床上用氧化锆加工,然后烧结而成。其中一些是边缘制造,一些是集中化。我喜欢观察减材技术在牙科中的发展,以此预测未来。同样重要的是口腔内3D扫描的普及。印模托盘的时代基本上已经结束。现在是X光、CT扫描和高分辨率全彩色口内扫描的时代,这提供了如此丰富的数据集,可以开发更多产品。增材制造是帮助交付这些产品的工具之一。



BW:AI正在触及一切。它在内部用于研发和产品开发。它帮助现有角色更高效,从核心技术的编码和开发等各个方面。我们无法把精灵放回瓶子里。至于AI如何体现在我们的技术内部,它实际上是关于闭环控制打印过程,确保生产的零件准确且符合规格。


增材制造的重大挑战是你要从无到有。如果过程中某个瞬间发生了变化,你的零件就与前一百个不同了。AI关乎保持事物的良好理解和控制,同时帮助一家科技初创公司事半功倍。我们打印机内部还有摄像头系统和监控系统,使用AI进行计算机视觉,在出现问题时及时发现。当你进入LLM和代理式AI时,事情变得非常有趣。


总的来说,先进制造业必须采用代理式AI。未来工厂如何与机器人和先进技术一起运行,AI如何将所有这一切串联起来,供应链如何管理,以及监管如何利用AI进行管理,这些可以填满其他几个对话。使用它,适应它,利用它,否则就会像渡渡鸟一样灭绝。


BW:仅仅因为你可以3D打印某样东西,并不意味着这样做是正确的事情或正确的方法。我们在增材制造中一次又一次地看到繁荣与萧条周期,因为期望值设得太高。我希望看到的未来是采取一种非常务实的方法,将增材制造视为先进制造业中的另一种工具,与AI、机器人、减材制造以及任何其他技术协同工作。

09:18 转载自:3dnatives,如对内容有疑问,请联系我们:yihanzhong@amedao.com
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