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2019 年診間用研磨機總整理 (Chairside CNC)

CNC, Computer Numerical Control,是指由程式輸入精確指令,經由電腦編譯計算,透過位移控制系統,將資訊傳至驅動器以驅動馬達之機器,來切削加工所設計之零件。由於有著比三維列印更為穩定的成品,以及在陶瓷輸出上的獨佔性,在數位牙科領域廣為運用。

兩年前,世界各大 CNC 廠商紛紛加入數位牙科領域,一時間各式研磨機百花齊放;時至今年,已經只剩下幾家廠商挺立戰場,也與其他上下游廠商建立起聯盟,這些廠商都是在兩年前就已經專心致力於牙科用 CNC,力求將繁雜的工業用儀器調整成非工業背景的牙醫師或牙技師也能操作的儀器,而不是那些從其他產業 CNC 聞香跨足而來的廠商。由此可見,專注目標客群與重視客戶需求才是在市場上存活的關鍵。

這些廠商有:Dentsply Sirona、Planmeca、Ivoclar Digital、imes-icore、vhf、DGSHAPE (Roland)、 IDC (Amann Girrbach)

每間廠商也針對不同使用者的用量與材料需求,推出不同取向的研磨機,從自動收納切換盤、自動乾溼切換清洗槽的大型技工室用研磨機,到追求安靜效率的診間用研磨機。一直以來我個人都相信 Chair-side 才能發揮數位牙科的完全價值;再者,越簡單越困難,要把大型的銑銷儀器縮小到診間用,也考驗著一家硬體商的實力。於是,本文評測的主要目標,是 2019 年市面上主流的診間用研磨機。

 

研磨機評測要點

1.幾軸 : 影響適應症

目前市面上研磨機可粗分為兩種,四軸 (XYZA) 與五軸 (XYZAB),這兩者最大差別就在無法銑銷到的區域大小,如下圖示,四軸機無法銑銷到的範圍如圖一,五軸機理論上不應有無法銑銷到的地方,但由於鑽針進入的路徑以及支持的位置,仍有部分是無法銑銷到(圖二),只是範圍相對較小且較不怕倒凹。這個限制也直接導致了臨床適應症不同,大部分的贗復物由於有其置入徑,不應會有倒凹,唯一四軸有可能車不出來的是長徑距植體牙橋與多顆植牙導板。但這兩者也鮮為 chair-side 治療的項目,故多數 chair-side 研磨機為四軸機。

4 軸機的四個方向,紅色圈選處是無法銑銷到的區域
5 軸機的五個方向,紅色圈選處是無法銑銷到的區域

2.最細鑽針大小 : 影響邊緣完整性與 Prep 要求

由於精細度的需要,理論上鑽針是越小解析度越好,在研磨時過切的狀況會越少。但不幸的是,任何材料在越細的時候強度也會降低,過細的鑽針研磨時就算沒有因而折斷,單純鑽針自身因受力造成的彎曲,就會導致誤差。因此,在不過度減弱自身強度的前提下能達到的最細鑽針大小,就是一台研磨機的解析度,而這也是與我們牙醫師最常要求的邊緣完整度還有 Prep 的圓潤度最相關的一項。以目前的進度,0.5 – 0.6 mm 是各家研磨機的極限,少數廠商在研磨氧化鋯的情況下能使用 0.3 mm 的 round bur。

3.適用 block 種類 : 影響適應症

基本上 chair-side 研磨機都能研磨所有的玻璃陶瓷、氧化鋯、樹脂 block,最大的差異是有些研磨機能額外銑銷燒結完成的金屬,用來製作植體的 customize abutment 。

4.最大瓷塊尺寸 : 影響產品尺寸限制

一般診間用研磨機因為其目的多是置入 block,較少使用 disk,而通常會有較大尺寸的 block 多為 PMMA、e.max、氧化鋯,用來製作牙橋或是手術導板,尤其氧化鋯會燒結收縮必須放大研磨,所以需要更大的體積。因此能置入的 block 大小就限制了臨床贗復物能製作的體積

5.最多排程瓷塊數量 : 能無人操作的成品數量

在技工端的研磨機中,由於產量較大,時常會有過夜研磨、或是工作排程好就自動化減少人力介入的需求,這時候研磨機能排程且自動換盤自動研磨的數量就會大大影響產量與種類。雖然大部分的 chair-side 研磨機由於研磨時間短、多為當天完成或是單顆贋復物,不太需要這功能,但仍有些機器有提供排程功能。

6.單冠銑銷耗時 : 數位工作流程效率、總產量

在 Chair-side CAD/CAM 單顆牙冠產出的速度是非常重要的,如果只製作單顆,從十分鐘變二十分鐘是還好,但做到同時四五顆以上的贗復物時,時間從五十分鐘變成一百分鐘就會產生非常大的差異。尤其是在有多醫師同時進行數位治療的情況下,排隊等待機器造成的延宕、約診困難甚至是加班也是一個無形的成本。

7.乾溼式銑銷 : 影響氧化鋯燒結時間

氧化鋯燒結時,需要從乾燥的狀態開始,如果是在潮濕的狀態下就必須額外增加 30 分鐘的 pre-dry 乾燥流程,因為有這個需求廠商也推出了乾式研磨,或是可以乾濕切換的機型。但根據大多數位牙科工作者的經驗,到頭來許多乾溼合併的機器也常只固定在單一個模式,主因是乾濕切換時如果殘餘的氧化鋯粉末清理得不夠乾淨,隨著水流進入管線容易造成研磨機的損壞,目前只有少數技師端研磨機有自動切換槽洗淨功能。


8.空壓機、外接水箱需求 : 影響診間噪音以及空間

研磨機需要氣壓推動,所以早期的研磨機通常都必須外接空氣來源,可能是來自於中央機房的高壓空氣,或是單獨外接空壓機。但外接的空壓機如果置於診間會造成過多的噪音以及空間佔據,所以現今的診間用研磨機多將空壓機直接整合進機體內,由於銑銷的物件較為單純且小,需要的高壓氣體量也相對較小。研磨機的水通常是循環使用,隨著銑銷的進行粉末混入水裡會逐漸造成水質汙濁,一定的研磨量就必須換水一次。所以技師端研磨機因為產量大,大多會搭配外接式大容量水箱,而診所端研磨機則是縮小水箱內置為多。

9.軟體操作方式 : 影響使用者學習曲線、偵錯能力

研磨機的驅動與研磨策略需要軟體控制,軟體中也會有許多參數供研磨需求調整,以前有些研磨機在研磨時通常需要在旁邊連接一台筆電來操控,現在除了高度整合的系統 (如 CEREC、Planmeca) 已經將 CAD 跟 CAM 軟體整合為一之外,許多診所端新機型也直接將電腦內置,改成機身上的觸碰式介面,同時簡化參數以及輸入流程,讓醫師或診所內技師可以更直觀的使用,免除很多工程上的繁雜設定。

10.特殊研磨策略 : 影響銑削效率、細節完整度、材料限制

隨著不同贗復體臨床需求以及效率上的提升,很多廠商一直持續改進研磨策略,這包含了:研磨路徑、鑽針選擇、移動速度、接觸角度、扭力 … 等,比較常被提起的是 Curving mode,在一開始一次性切除用不到的範圍,大幅度減少需行走的路徑來節省時間; Thrilling mode,可以直接垂直方向鑽孔,做出植牙贗復物用孔洞,讓沒有內建孔洞的瓷塊也能接上各種植體支台; 以及 Margin protection,在軟體上標示出醫師最重視的邊緣區域,研磨該區域時使用最精細的車針最輕柔的力道,以防 chipping 發生。

三種不同特殊研磨策略
(Source: https://www.amanngirrbach.com/en/products/production-cam/ceramill-mikro-ic/)
Carving mode 研磨過程

11.價錢 : 影響銀行帳戶數字

嗯…需要解釋嗎?本文紀載的售價為 IDS 2019 展場問到的官方售價,實際零售價勢必有所不同。

 

 

市面上常見診間用研磨機 簡評

Dentsply Sirona – MC XL

由 Sirona 在 2007 年推出的長青四軸研磨機,承襲了自 CEREC 2 開始的左右雙鑽針同時研磨提高效率。並加入了第二組更細的研磨鑽針 (EF Bur 0.6mm),研磨過程中不換取鑽針,而是直接旋轉馬達運用另一組鑽針,進一步減少替換工具時間。研磨機的操作軟體已與口掃、CAD、一同整合成 “CEREC” 一套軟體,因此隨著軟體更新,穩定性、表面特徵、邊緣完整度等研磨策略也一起更新,也因為與設計軟體連動,研磨時提供 margin 保護功能,也內建鑽針檢查與錯置防呆功能。雖上市至今已 12 年,但跟今年看到的機器比較起來仍絲毫不遜色,是所有診間用研磨機中,單冠研磨時間最短的。

已直接整合進 CEREC 軟體中的研磨機操作介面

 

 

PLANMECA – Planmill 40 S

Planmeca (前身E4D) 於2017 年推出的 Planmill 40 後續機種,S 是 SMART 的縮寫,它代表了會自動計算最佳研磨路徑、自動引導清潔與保養、自動切換受損或斷裂鑽針,旨在減少牙醫師請工程師來維護的需要。Planmeca 也提供一個完整整合的 workflow,一樣是雙邊鑽針設計,單冠研磨時間約在 10 分鐘左右。使用獨家的瓷塊柄,不過目前常見的材料商也大多有出 for Planmeca 的柄,不成問題。有著本次評測中最便宜的售價。最大的缺點是最小的鑽針直徑 1mm,相較於其他廠牌顯著較粗。

Planmill 適用材料以及特殊柄
(Source: https://www.planmeca.com/software/news-videos/releases/releases-list/release-2-0-planmeca-plancam/ )

 

 

Ivoclar Digital – Programill One

於 IDS 2017 隨著 Ivoclar 新產品線 Ivoclar Digital 一併推出的診間用研磨機,最大的特色,就是他是目前市面上唯一的「五軸」的診間用研磨機,並且可以排程五個瓷塊自動更換,使用平板 app 遠端操控研磨,當初上市時因其簡潔美觀的設計以及五軸銑銷展示轟動一時。不過仔細探究細節後,會發現這台機器只能使用 Ivoclar 自己的瓷塊,選擇較為受限,更大的缺陷則是因為空間較小,只能銑銷短於 45 mm 的修復體,無法製作長牙橋或導版,我今年在展場詢問原廠何時會改善這部分,目前是還沒有這個打算。

很潮的研磨機遙控 APP
Programill One 的材料限制與特殊柄

 

 

imes-icore – CORiTEC One

德國研磨機大廠 imes-icore 於今年 IDS 2019 推出的四軸新機型,乾濕兩用。市場主打 Chairside,但體型略大,類似技師用研磨機,有內建空壓機以及水箱,可同時研磨三顆瓷塊,也可研磨特定廠牌的金屬 Prefabricated abutments 與 PEEK。我覺得最大的改良就是操作軟體的內建以及介面人性化,更為直觀的操作讓醫師端的操作人員更好上手,是一台很有臨床潛力的研磨機。

CORiTEC One 內建電腦操控顯示屏以及圖像化界面

 

 

vhf – Z4

vhf 是一間專精於各領域研磨機的德國重工業公司,該廠的牙科商品定位相當明確,Z4 定義為 Same-day dentistry 使用的機器,機型小、有內建水箱跟空壓,附帶軟體操作介面不需外接電腦,軟體附帶防呆裝置,放錯鑽針會提醒。使用標準瓷塊柄,提供 2 秒快接功能,一次能車一顆,最多能研磨到鈦金屬的 Prefabricated abutments,基本上在市場上定位接近 CORiTEC One,但尺寸更小一些。

Z4 也有著簡單明瞭的內建觸碰操作介面

 

 

DGSHAPE – DWX 42W

DGSHAPE 是 2017 年由日本 Roland 拆分出來的子公司,由於看見了三維列印的商機,這子公司成立目的就是要擴展原品牌,從純牙科用研磨機的業務,轉向 3D 列印以及醫療用快速成形。因此,今年 DGSHAPE 推出了一台新的牙科用 3D 列印機,研磨機則沒有顯著更新。DWX-42W 有著 Curving mode 與為了此目的設計的特殊鑽針來提高研磨效率,可同時研磨三顆瓷塊,但缺點是因並非完全定位在診間用研磨機,所以仍需外接空壓機,也需要另外外接操控用電腦,沒有內建控制顯示器,材料選擇也較少。

Curving mode 用特殊鑽針

 

 

IDC – MIKRO IC

IDC 是硬派德國研磨機咬合器廠商 Amann Girrbach 今年推出的子品牌,旨在建立一條完整的 Chair-side Digital Workflow。這台機器其實就是 Ceramill matik ic,差別在因為其 chairside 導向,把原本的外接水箱縮小藏到機身裡去了,但保留了 Amann Girrbach 專精的多種研磨策略 (Curving mode、Thrilling mode…等),也有著所有機型中最小的鑽針直徑。這台機器目前也被 Straumann、Carestream 等大廠牌所貼標,為廠商端整合數位流程最喜歡的 chairside 研磨機。

前身, Amann Girrbach Ceramill matik ic
Carestream 跟 Straumann 的貼標機

 

 

Chairside CNC 規格比較總表

最後,最重要的,附上我在整個 IDS 2019 展場東奔西跑詢問下整理出來的規格比較表。 (因為我那幾天真的跑得很累,所以我也希望大家先幫我個小忙)

 

總結

根據這次的整理,可以依每台診間用研磨機的特長簡單地下個市場定位:如果你想找的是操作簡單、一條龍整合完整、研磨效率最高的機器,CEREC MCXL 會是你的選擇;如果你有預算上的考量,Planmill 40 S 是最經濟實惠的機型;如果你工作上會運用到很多類型的材料,CORiTEC One 提供了幾乎所有材料的選擇;如果你希望有最高細節的成品,或是想跟各大廠商用同一台研磨機,Amann Girrbach 血統的 Mikro IC (PL900S) 是最受歡迎的機器;如果你希望診所有品味看起來很時尚,Programill One 絕對是一個點亮你診間的高級藝術品;如果你行事穩健,低調不愛出鋒頭,Z4 各項數據表現雖皆未達頂尖但也沒有出現明顯缺點。

以上,期許本文能夠在這數位牙科風起雲湧的時代,給想跨入 Chair-side CAD/CAM 的同好們一點協助,讓挑選研磨機這最昂貴卻資訊最不完整的的一塊變得清晰。


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