Scheletrati e tecnologia Laser Melting: il ruolo del post-processing nel successo clinico.

Limiti e sfide degli scheletrati prodotti con SLM

La Selective Laser Melting ( SLM ) è una tecnica di produzione additiva in cui la struttura metallica è realizzata fondendo, selettivamente, polveri di metallo, strato dopo strato, attraverso un raggio laser ad elevata energia.

La fusione e la successiva solidificazione determinano forti shock termici all’interno della lega metallica, oltre che la presenza di polveri parzialmente fuse che conferiscono alla struttura stampata una rugosità superficiale accentuata.

Questi sono solo alcuni degli aspetti che influenzano le caratteristiche dei manufatti stampati in 3D e che ne limitano l’utilizzo clinico diretto.

Tra le criticità più significative riscontriamo:

• rugosità superficiale elevata
• porosità e micro-difetti
• anisotropia delle proprietà meccaniche
• tensioni residue
• contaminazione della polvere

In particolare, l’elevata rugosità superficiale e la porosità, rappresentano le criticità più rilevanti; possono, infatti, influenzare sia le proprietà meccaniche, sia il comportamento clinico dello scheletrato. In particolare, favoriscono l’accumulo di placca, aumentano la difficoltà di igiene e incidono negativamente sul comfort per il paziente.

Un altro limite da tenere in considerazione è il comportamento anisotropo delle leghe cromo-cobalto o titanio, comunemente utilizzate negli scheletrati.

Per anisotropia si intende la caratteristica per cui un materiale mostri valori di resistenza, rigidità e deformabilità diversi a seconda di come viene orientato all’interno del volume di stampa (a 0°, 45° o 90° rispetto al piatto).

Trascurare questo aspetto può comportare cedimenti strutturali improvvisi e deformazioni del prodotto finito, in particolare sui componenti critici degli scheletrati, come i ganci che sono sottoposti a continue sollecitazioni elastiche durante l’inserimento e la rimozione della protesi.

Per questo, è cruciale scegliere attentamente l’orientamento e i parametri di stampa, oltre che adottare specifici trattamenti post-processing per minimizzare l’anisotropia e assicurare un corretto comportamento clinico del dispositivo finale.

Inoltre, i gradienti termici a cui è sottoposto il materiale possono causare micro-deformazioni strutturali; in questo caso si parla di tensioni residue o residual stress.

Dal punto di vista clinico queste micro-deformazioni possono compromettere il fitting dello scheletrato sui denti pilastro, aumentando la necessità di adattamenti e ritocchi alla consegna.

Anche la contaminazione della polvere nei vari cicli additivi può far insorgere alcune difficoltà, tra cui la variazione della forma e delle dimensioni delle particelle di polvere metallica, una maggiore porosità, una minore resistenza meccanica che, nel complesso, riducono la qualità e la durata clinica del prodotto.

Vediamo, quindi, in che modo il post-processing può migliorare le proprietà degli scheletrati prodotti con questa tecnica, superando le criticità e migliorando la performance complessiva delle riabilitazioni protesiche.

Post-processing degli scheletrati SLM: fasi, obiettivi e benefici

Abbiamo visto come trattamenti successivi alla stampa 3D siano cruciali per trasformare il componente grezzo e poroso in un dispositivo medico finito, biocompatibile e dotato di elevata performance clinica.

Le fasi del post-processing comprendono:

• trattamento termico
• distacco dalla piastra di supporto
• finitura superficiale e lucidatura

Vediamole in dettaglio.

1. Trattamento termico

Abbiamo visto come la tecnologia Laser Melting sottoponga il materiale a forti shock termici che creano delle tensioni residue interne nel metallo e possono compromettere le caratteristiche strutturali e meccaniche del dispositivo prodotto. 

Per questo, l’odontotecnico, prima di rimuovere lo scheletrato dalla piastra di stampa, deve eseguire un ciclo termico in un forno ad alte temperature, seguendo una rampa termica specifica per la lega utilizzata.

Questo passaggio “rilassa” la struttura cristallina del metallo ed evita distorsioni o rottura dei ganci.

2. Rimozione dei supporti di stampa

 

Questa fase serve a separare fisicamente la protesi dalla piastra metallica su cui è stata stampata e alla quale è ancorata attraverso specifici supporti o perni metallici.

La rimozione richiede molta precisione manuale ed esperienza, dal momento che l’odontotecnico deve tagliare i supporti senza compromettere le zone anatomiche critiche.

3. Finitura superficiale e lucidatura

Una delle criticità maggiori degli scheletrati prodotti tramite SLM è l’elevata rugosità superficiale dovuta alla presenza di polveri parzialmente fuse.

Una superficie ruvida favorisce l’accumulo di placca batterica e può causare notevoli disagi al paziente.

Attraverso la sabbiatura, la rifinitura con frese e tecnologie avanzate come l’elettrolucidatura a secco e la DLyte, l’odontotecnico rimuove i residui di polvere non fusa e uniforma la superficie che risulterà perfettamente liscia nei punti che vanno a contatto con i tessuti molli e i denti pilastro.

La lucidatura non viene eseguita per un motivo prettamente estetico, ma migliora la biocompatibilità della protesi; la lucidatura finale, infatti, assicura che la lega metallica non rilasci ioni metallici all’interno della bocca, che possono irritare le mucose.

Inoltre, nonostante l’altissima precisione del flusso digitale, è necessario che, nella fase di post-processing, l’odontotecnico controlli il fitting dello scheletrato su un modello in gesso o un modello 3D, per evitare ulteriori adattamenti alla poltrona.

Il ruolo del laboratorio odontotecnico nella qualità finale dello scheletrato

La tecnologia SLM ha rivoluzionato la produzione degli scheletrati, garantendo elevata precisione, standardizzazione e riproducibilità.

Tuttavia, è nella fase di post-processing che emerge il ruolo centrale del laboratorio odontotecnico che garantisce la qualità clinica e la sicurezza del dispositivo medico.

Le competenze tecniche, l’esperienza nella lavorazione dei metalli e l’attenzione ai dettagli consentono di trasformare una struttura grezza in una protesi scheletrica personalizzata, biocompatibile e duratura.

Per il clinico, conoscere i limiti della tecnologia SLM e l’importanza del post-processing significa poter valutare con maggiore consapevolezza la qualità dello scheletrato da consegnare al paziente.

Il successo clinico della riabilitazione, infatti, non dipende solo dalla tecnologia utilizzata, ma dall’integrazione tra innovazione digitale ed esperienza artigianale.

Scegliere un laboratorio qualificato significa poter contare su strumenti avanzati e su competenze specialistiche in grado di valorizzare al massimo le potenzialità della tecnologia SLM e di assicurare risultati predicibili, affidabili e di elevata qualità.