3D列印對牙科領域的影響——模式的轉變與未來的可能性
Sagacious Research公司的Ram Tenneti和Jai Prakash Yadav提供了這篇研究文章，詳述了3D列印對牙科領域的影響。
掃描、可視化、計算機輔助設計、銑削和3D列印技術的兼容性，再加上人們天生的好奇心和創造力，將牙科領域帶進一個令人興奮的時代。
3D列印在牙科領域扮演著越來越重要的角色，這篇文章主要是基於專利態勢和不斷變化的申請趨勢來挖掘這項技術的潛在變化。
3D列印在應用方面存在著大量的炒作，並且被貼上了一個標籤，——一項將永遠改變製造業的顛覆性技術，但實際上要走的路還很遠。儘管有些應用領域，如3D列印器官、牙科、口腔和頜面外科手術，確實在利用數字化製造技術的同時，使用著CAD，並且正全力朝著可能的新時代邁進，但仍然存在著一些障礙和限制。
本文將探討3D列印的起源及其成為關鍵技術的原因。我們將通過這項研究，幫助行業內相關的人員和企業來了解不斷變化的市場動態，並採取有效措施，藉助牙科領域的突破性技術來迎接全球化的競爭市場，讓世界變得更美好。
牙科領域的專利申請起源於1984年，我們研究分析了牙科行業內涉及的3D列印專利，發現像3M、三井化學、Dentsply Sirona、Bego Medical、Align Technology、Glidewell、Straumann 與3Shape這些企業都在積極保護他們旗下的專利知識產權。
圖1：牙科行業採用的3D列印工藝、技術和材料，以及專利申請日期和趨勢
2011-2015年的專利申請量較前些年有所下降，但總體而言，近年來是一直在快速增長的。2008年以前，發明專利主要傾向於使用3D列印來製造牙模和假肢。此外，與立體光刻相關的多項專利在2008年到期，不少企業可以自由使用這些技術進行商業化。為了免費使用的發明專利的商業化，專利的申請從2008年開始呈下降趨勢。從2008年開始，重點就轉移為牙科產品生產的完全數字化領域。研究表明，牙科領域的大規模生產將成為重中之重，緊接著的是可持續解決方案，以改善終端用產品與定製產品的外形。
圖2：美國、德國、中國和法國已成為技術領先的市場
不同公司申請的專利暗示了這些公司正在尋求其專利發明的潛在市場。根據不同的專利申請，我們可以了解到申請這些專利都有哪些公司。
3M公司在保護自家技術方面一直處於領先狀態，而Align Technology則是主要在美國市場活動。
大部分研究都集中在美國，其次是中國和德國。自2011年以來，中國已成為主要研究國家之一，在此期間中國專利申請量超過91％。從2011年開始，中國研究的發明數量占專利申請量的39％。
為什麼3D列印對牙科行業至關重要？
牙科3D列印解決了很多問題，如義齒定位、定製要求、義齒固位等。圖3展示了根據解決問題劃分的專利分布，以進一步改善現有系統。
其他挑戰如下：
括弧的數字代表與各自技術難題相對應的專利數量
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為了發現技術領域的潛力，Sagacious在專利趨勢的基礎上進行了SWOT分析。
Sagacious research 2017
主要企業地理位置：
牙科領域與3D列印相關的同族專利有462個，由196家不同的公司和大學擁有。
有些公司從2011年開始申請專利，並對與材料，印表機和掃描儀有關的知識產權保護表現出一貫的興趣。而新加入這個專利申請行列的大多來自中國。
中國不少大學，如浙江大學和浙江工業大學僅通過在中國申請專利來展示自己的研發活動。這些大學是合作的好機會。
註：氣泡的大小標識著各公司擁有的同族專利數量。
下一步怎麼走？
3D列印最為顯著的優勢在於將其推向大規模生產的水平，並加快產品製造時間。像Align Technology，Dentsply Sirona和3M這些公司一直在努力尋求利用3D列印技術進行大規模製造的解決方案。Align Technology則提出了第一個與個人大規模定製相關的專利US6976627，該專利是利用嵌在3D列印物件上的三維條形碼來識別零件信息。這些三維條形碼信息代表著相應的三維數據，便於利用增材製造技術製造零件以備後用。CCD攝像頭可以讀取條形碼以獲取相關3D模型信息，從而在需要時可以製造出新的3D列印零件。Align Technology旗下品牌Invisalign主要銷售定位器和固定器，這兩款產品均使用3D印表機生產。Align Technology採用大規模定製技術來打造更大規模的獨特醫療設備。
Dentsply Sirona在2016年也提交了專利WO2016187155A1，預示著3D列印速度從現有的速度提升到了另一層次。該專利公開了其3D列印的方法，該方法省略了一個步驟——它無需額外的射線來阻止固化液體與液槽底部的透明窗口分離，即可進行下一步的列印。3D印表機可以採用數字光處理，立體光刻和光照技術。該專利有助於提高3D印表機的效率。而目前的重點聚焦在大規模生產3D列印終端用的產品和延長產品的壽命。
下一步的重點在於如何通過3D列印大規模生產終端用產品，並全面提升質量。各公司都在尋求縮短製造時間、增加機械強度、提高製造精度及類似問題的解決方案，以確保終端用產品的最佳質量和尖端解決方案。
我們認為，3D列印已準備好噴薄而出，將成為多種行業常規製造的可行性替代方案。隨著這一革命性的轉變，越來越多的企業跟隨這些主要玩家參與到其中來，看他們如何改進產品，並開始重新審視他們的業務，以及這項技術可能對整個商業生態系統產生的影響。
SAGACIOUS IP是提供整體IP方案的全球性企業，由技術與法律專家組成的頂尖團隊，使用最尖端的工具製作降低風險的研究調查報告，以適當合理的價格提供給企業團體以及針對專利法的律師事務所。Sagacious IP因在相關產業所表現的優秀成績，曾獲CNBC與Red Herring頒獎。
作者：Sagacious Research公司Ram Tenneti、Jai Prakash Yadav
翻譯：張紫薇
本文刊登於《3D列印世界》第34期，轉載請註明來源
180頁3D列印行業應用白皮書（2017）
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