图1 基体中需要加工的位置

随着生活水平的提高，人们对于口腔健康，尤其是修复义齿的舒适度有了更高要求。CAD/CAM的出现让牙科修复体的制作得以从手工生产向数字化生产转变，不仅缩短了制造周期，更重要的是提升了修复体的精度。而近几年牙科领域对例如DMG超声加工机床的引进，则加速了这一进程，牙科技师们将业务重心从普通的冠桥制作，逐渐转移至种植义齿、甚至是种植长桥的制作，这种转变无疑会引导牙科产业实现质的飞跃。

传统的义齿制作，从石膏咬合模型开始，要通过蜡型、铸道安装、包埋、失蜡、铸造、表面处理、饰面直至完成。这个过程对操作人员本身的技术要求极高，而且容易造成偏差，需要反复调试才能最终佩戴，对操作技师、牙医和患者三方都造成了一定的困难。而且制作范围也主要集中在冠桥的制作，很少涉及植入体的制作。

直到CAD/CAM的出现，这一现状才得到改善。作为拥有30多年义齿制作经验的香港Well Dental牙科器材有限公司，也是最早引进CAD/CAM加工义齿并受益的牙科实验室之一，就见证了义齿制造领域的历史变迁。

Well Dental公司始建于加拿大的温哥华，自1980年代末开始关注冠桥和植入体的修复。公司1992年迁至香港，服务于当地牙医。Well Dental所有的技术人员，都经过英国General Dental Council (GDC)认证，公司自2005年以来也获得了ISO 9001:2008认证和德国埃森TüV Nord认证，并且内部管理流程审计每年都由第三方责任担保并进行质量管理。

创始人梁树发先生在回顾公司的发展史时，感慨地说道：“Well Dental从一个小小的冠桥实验室起家，目前已经发展成为一家高精度、技术集中的牙科修复体提供商。我们可以面向冠桥、植入体以及种植长桥的制作提供全方位的解决方案，加工材料囊括了玻璃陶瓷、氧化锆、钛金属以及硬质氧化锆。”他总结说，这种发展速度应归功于对CAD/CAM的启用以及工业级设备的引进。

图2 种植长桥的加工实例

开放式的五轴加工带来牙科变革

当Well Dental 1992年回到香港时，还是一个只有3个人的实验室，专注于冠桥义齿的制作，而且只面向香港本地的客户。随着业务的逐渐扩大，Well Dental开始为美国等海外国家提供产品，“2005年我们对业务进行扩展，开始考虑将CAD/CAM融入义齿制作，所以当时选用了德国的Kavo。这是一家专业义齿制作公司，同时销售CAD/CAM系统。”梁树发先生介绍说，Kavo提供的是一套集数据采集、设计及制作为一体的CAD/CAM系统，但是该系统是封闭性的，必须使用Kavo的材料、系统以及设备等所有东西，而且制作出的义齿产品必须有Kavo的标识。

经过四年的使用，Well Dental意识到公司的持续发展受到了这种封闭式的CAD/CAM系统的阻碍。首先，Well Dental在制作中不具备灵活性，无法对加工程序进行改变和优化，而且Kavo系统仅适用于冠桥义齿，无法实现种植义齿这种带有角度的加工。“所以在有种植义齿的加工任务时，我们不得不求助于瑞士、德国等地的义齿制作公司，因为我们无法控制产品。”梁树发先生继续说道，“另外，当Well Dental要向市场推广一种新的义齿材质时，如氧化锆、硬质氧化锆等，因为不可能使用传统的铸造手段，必须采用其他加工策略，所以这一方面也被封闭式的CAD/CAM系统阻止了。”

图3 Well Dental公司创始人梁树发先生与女儿Mandy

梁树发先生最终得出结论，Well Dental要做真正的CAD/CAM义齿加工，必须具备三方面的知识：首先是机加工策略；其次是软件知识，义齿设计软件；最后是Well Dental的技师的义齿修饰加工。三点必须同时具备才能成功。其中，机加工策略是Well Dental公司最陌生的，也是义齿制作过程中最基础、最关键的一环，直接决定公司未来业务的发展。“所以我们不只要选择设备，还要看供应商能够提供给我们哪些加工知识。因为牙科和机加工是两个完全不同的领域，铣削工艺对我们来说要从零起步。”梁树发先生回忆说。“2009年，在我们的比较过程中，DMG脱颖而出，加上机床配置的Openmind系统，提供了我们想要的加工柔性。更为重要的是，DMG提供了很多铣削策略给我们，分享了他们在义齿加工领域的先进经验，还介绍了很多同行给我们。”

2009年，Well Dental购进了DMG的第一台设备——ULTRASONIC 20 linear。DMG不仅为Well Dental提供了高品质的加工设备，其提供的经验分享让Well Dental很快步入了正轨，2010年11月，Well Dental新的铣削、研究和发展中心在香港正式成立，在DMG全方位解决方案的基础上，首次推出了自有的CAD/CAM品牌——iWell，并在此框架下为客户提供产品和服务。

iWell是一个完全开放的系统，允许世界各地的牙科实验室通过虚拟手段，在线访问所有关于义齿的材料、种类等指标，还可以把要制作的义齿用扫描仪生成一个STL格式的文件，通过互联网发送数字模型文件到Well Dental。

Well Dental接收石膏模型的数字文件，再返回到牙科实验室进行计算机辅助设计和加工。这种快速处理的方式，让Well Dental在接收物理模型之前就可以开始设计和铣削，当物理模型运到香港后，再完成陶瓷的表面修饰工作。虚拟数据的交换文件允许即时交货并提高生产率。

图4 iWell的开放性让Well Dental的加工范围更广

目前，在Well Dental的铣削中心里，配有3D扫描仪、Openmind公司的CAD/CAM软件以及DMG的一台超声振动铣削加工设备。在这种全方位配套的高柔性生产系统下，Well Dental不仅可以为客户提供冠桥的加工，还可以提供高精度的植入物义齿的加工，加工材料范围也扩大至玻璃陶瓷、氧化锆、钛、铬钴以及硬质氧化锆。迄今为止，在香港地区能够利用开放式CAD/CAM做种植长桥义齿的公司，Well Dental还是第一家。

从单颗种植到种植长桥的制作

CAD/CAM在Well Dental内部引发的变革不只是指从封闭式到开放式的转变，更重要的一点是对新的工业级设备的引进，这让Well Dental看到了更为广阔的发展前景。对于自身来说，一方面，Well Dental终于可以通过iWell掌控自己的产品，根据需求选择最适合自己的配套设备，更快地提供产品；另一方面，DMG的超声加工ULTRASONIC 20 linear的加工工艺帮助Well Dental扩大了产品加工范围。“随着人们生活水平的提高，舒适度受到更多关注，在牙科领域，种植基牙以及种植长桥将是未来的发展趋势。”梁树发先生很清楚这一点。

当一个植入物通过外科手术植入病人牙龈里的骨头时，通常都不是以90°的角度植入。之前的治疗是，牙科医生必须先做CT扫描，以查看骨质密度，确保其可以支撑植入物和上面的假体。因此，植入物经常要根据骨头的密度以多个不同角度插入，有时就需要多个植入物，也许是8个，以基牙顶端35°角的角度植入病人的嘴里，其他是50°。

所以为了铣削顶部的带有多个角度的齿桥，就需要高精度的五轴设备，这是必须的，否则齿桥就不能保证稳定或安全。“DMG的超声加工ULTRASONIC 20 linear完全符合我们的需求。”梁树发先生介绍说，DMG的超声加工ULTRASONIC 20 linear有力的高速铣削和典型的超声加工特性能够提供很多优势，首先是在氧化锆、玻璃陶瓷材料加工方面，减少了裂缝的形成；其次，它可以高效铣削硬质材料，如硬质氧化锆和玻璃陶瓷；效率方面，整个种植长桥基体的加工可以在4h内完成。

Well Dental第一次就决定购买DMG的超声加工ULTRASONIC 20 linear的原因在于，该设备将超声振动超硬加工和高速铣削集成到一台机床，可以加工多种材料，不论是敏感的软性材料还是金属材料。据介绍，该设备的X、Y、Z轴均采用直线电机驱动，加速度>1.4g，位置精度为±2.5μm，且重复定位精度的最小值±1μm。五轴加工，灵活性无可比拟。转速可达40000r/min的水冷式 USB 40加工主轴为硬加工及高速铣加工开创了广泛的应用范围。

新的加工方式给Well Dental带来的益处不言而喻，而其对于牙科医生和患者来说，精度的改善也是前所未有的。利用五轴加工中心加工义齿，获得的精度更高，为牙科医生节省了大量调整时间，也给患者免去了很多反复调试的痛苦。而且，这一加工工艺给种植长桥的发展奠定了深厚的基础，对患者来说是一个福音。种植长桥义齿还处于推广阶段，有很大的增长空间。

目前，DMG的超声加工ULTRASONIC 20 linear在Well Dental的铣削中心实现了24h运转。梁树发先生表示，它的出现解决了很多技术难题，加快了Well Dental业务扩展的速度。现在Well Dental主攻种植义齿市场，虽然加工生产在香港本地，但业务已经延伸至中国内地、美国以及欧洲市场，为这些地区做代加工。ULTRASONIC 20 linear以前被Well Dental用于加工玻璃陶瓷和硬质氧化锆，而现在多用它来加工种植义齿，如钛、铬钴等金属材料。随着日益增加的加工需求，2012年8月，第二台DMG的设备HSC 20 linear已经到货，将专门用于金属材料义齿的加工。

加工中心不但属于工业母机，还直接加工与人们日常生活直接相关的很多产品，仅从义齿加工这个角度来看，它已经与生命质量息息相关。相信工业级设备在改善生命质量的进程中，牙齿只是一个开始，更多的例如医疗植入物、甚至是手机外壳的性能都跟加工中心的表现直接相关，改善人类的生活，加工中心越来越多的从幕后走向台前。