3D打印对牙科领域的影响——模式的转变与未来的可能性
作者：Sagacious Research公司Ram Tenneti、Jai Prakash Yadav
翻译：张紫薇
Sagacious Research公司的Ram Tenneti和Jai Prakash Yadav提供了这篇研究文章，详述了3D打印对牙科领域的影响。
扫描、可视化、计算机辅助设计、铣削和3D打印技术的兼容性，再加上人们天生的好奇心和创造力，将牙科领域带进一个令人兴奋的时代。
3D打印在牙科领域扮演着越来越重要的角色，这篇文章主要是基于专利态势和不断变化的申请趋势来挖掘这项技术的潜在变化。
3D打印在应用方面存在着大量的炒作，并且被贴上了一个标签，——一项将永远改变制造业的颠覆性技术，但实际上要走的路还很远。尽管有些应用领域，如3D打印器官、牙科、口腔和颌面外科手术，确实在利用数字化制造技术的同时，使用着CAD，并且正全力朝着可能的新时代迈进，但仍然存在着一些障碍和限制。
本文将探讨3D打印的起源及其成为关键技术的原因。我们将通过这项研究，帮助行业内相关的人员和企业来了解不断变化的市场动态，并采取有效措施，借助牙科领域的突破性技术来迎接全球化的竞争市场，让世界变得更美好。
牙科领域的专利申请起源于1984年，我们研究分析了牙科行业内涉及的3D打印专利，发现像3M、三井化学、Dentsply Sirona、Bego Medical、Align Technology、Glidewell、Straumann 与3Shape这些企业都在积极保护他们旗下的专利知识产权。
图1：牙科行业采用的3D打印工艺、技术和材料，以及专利申请日期和趋势
2011-2015年的专利申请量较前些年有所下降，但总体而言，近年来是一直在快速增长的。2008年以前，发明专利主要倾向于使用3D打印来制造牙模和假肢。此外，与立体光刻相关的多项专利在2008年到期，不少企业可以自由使用这些技术进行商业化。为了免费使用的发明专利的商业化，专利的申请从2008年开始呈下降趋势。从2008年开始，重点就转移为牙科产品生产的完全数字化领域。研究表明，牙科领域的大规模生产将成为重中之重，紧接着的是可持续解决方案，以改善终端用产品与定制产品的外形。
图2：美国、德国、中国和法国已成为技术领先的市场
不同公司申请的专利暗示了这些公司正在寻求其专利发明的潜在市场。根据不同的专利申请，我们可以了解到申请这些专利都有哪些公司。
3M公司在保护自家技术方面一直处于领先状态，而Align Technology则是主要在美国市场活动。
大部分研究都集中在美国，其次是中国和德国。自2011年以来，中国已成为主要研究国家之一，在此期间中国专利申请量超过91％。从2011年开始，中国研究的发明数量占专利申请量的39％。
为什么3D打印对牙科行业至关重要？
牙科3D打印解决了很多问题，如义齿定位、定制要求、义齿固位等。图3展示了根据解决问题划分的专利分布，以进一步改善现有系统。
其他挑战如下：
括号中的数字代表与各自技术难题相对应的专利数量。
为了发现技术领域的潜力，Sagacious在专利趋势的基础上进行了SWOT分析。
Sagacious research ©2017
主要企业地理位置：
牙科领域与3D打印相关的同族专利有462个，由196家不同的公司和大学拥有。
有些公司从2011年开始申请专利，并对与材料，打印机和扫描仪有关的知识产权保护表现出一贯的兴趣。而新加入这个专利申请行列的大多来自中国。
中国不少大学，如浙江大学和浙江工业大学仅通过在中国申请专利来展示自己的研发活动。这些大学是合作的好机会。
注：气泡的大小标识着各公司拥有的同族专利数量。
下一步怎么走？
3D打印最为显著的优势在于将其推向大规模生产的水平，并加快产品制造时间。像Align Technology，Dentsply Sirona和3M这些公司一直在努力寻求利用3D打印技术进行大规模制造的解决方案。Align Technology则提出了第一个与个人大规模定制相关的专利US6976627，该专利是利用嵌在3D打印物件上的三维条形码来识别零件信息。这些三维条形码信息代表着相应的三维数据，便于利用增材制造技术制造零件以备后用。CCD摄像头可以读取条形码以获取相关3D模型信息，从而在需要时可以制造出新的3D打印零件。Align Technology旗下品牌Invisalign主要销售定位器和固定器，这两款产品均使用3D打印机生产。Align Technology采用大规模定制技术来打造更大规模的独特医疗设备。
Dentsply Sirona在2016年也提交了专利WO2016187155A1，预示着3D打印速度从现有的速度提升到了另一层次。该专利公开了其3D打印的方法，该方法省略了一个步骤——它无需额外的射线来阻止固化液体与液槽底部的透明窗口分离，即可进行下一步的打印。3D打印机可以采用数字光处理，立体光刻和光照技术。该专利有助于提高3D打印机的效率。而目前的重点聚焦在大规模生产3D打印终端用的产品和延长产品的寿命。
下一步的重点在于如何通过3D打印大规模生产终端用产品，并全面提升质量。各公司都在寻求缩短制造时间、增加机械强度、提高制造精度及类似问题的解决方案，以确保终端用产品的最佳质量和尖端解决方案。
我们认为，3D打印已准备好喷薄而出，将成为多种行业常规制造的可行性替代方案。随着这一革命性的转变，越来越多的企业跟随这些主要玩家参与到其中来，看他们如何改进产品，并开始重新审视他们的业务，以及这项技术可能对整个商业生态系统产生的影响。
SAGACIOUS IP是提供整体IP方案的全球性企业，由技术与法律专家组成的顶尖团队，使用最尖端的工具制作降低风险的研究调查报告，以适当合理的价格提供给企业团体以及针对专利法的律师事务所。Sagacious IP因在相关产业所表现的优秀成绩，曾获CNBC与Red Herring颁奖。
本文刊登于《3D打印世界》第34期，转载请注明来源
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