3Dプリントモデルの評価に及ぼすプリント技術、層の高さ、および配向の影響

Effect of printing technology, layer height, and orientation on assessment of 3D-printed models.

抄録

背景:

3次元（3D）プリンティング技術は、矯正歯科において普及している。本研究の目的は、印刷技術、方向、および層の高さが3D印刷された歯科模型の精度に及ぼす影響を明らかにすることである。

BACKGROUND: Three-dimensional (3D) printing technologies have become popular in orthodontics. The aim of this study is to determine the effect of printing technology, orientation, and layer height on the accuracy of 3D-printed dental models.

方法:

治療後の患者の上顎弓をスキャンし、2つの異なる印刷技術（デジタル光処理とステレオリソグラフィ）を用いて、異なる方向（0°、90°）と層厚（25 µm、50 µm、100 µm、175 µm）で印刷した。120のモデルをデジタルスキャンし、3Dアルゴリズムを用いて初期モデルからの平均偏差を分析した。多変量線形回帰分析を用いて、一般的な層厚（50/100 µm）について、初期モデルからの平均偏差に対するすべての変数の影響を推定した。最後に、一元配置分散分析（ANOVA）とTukeyポストホックテストを用いて、ステレオリソグラフィ（SLA）25 µm群とデジタル光造形（DLP）175 µm群を、前者の分析で平均偏差が最も小さかった群と比較した。

METHODS: The maxillary arch of a post-treatment patient was scanned and printed at different orientations (0°, 90°) and layer thicknesses (25 µm, 50 µm, 100 µm, and 175 µm) using two different printing technologies (digital light processing and stereolithography). The 120 models were digitally scanned, and their average deviation from the initial model was analyzed using 3D algorithm. A multivariable linear regression analysis was used to estimate the effect of all variables on the average deviation from the initial model for the common layer thicknesses (50/100 µm). Finally, one-way ANOVA and Tukey posthoc test was used to compare the stereolithography (SLA) 25 µm and digital light processing (DLP) 175 µm groups with the groups that showed the least average deviation in the former analysis.

結果:

多変量線形回帰分析の結果、DLP 50 µm（平均±SD：-0.022±0.012mm）および100 µm（平均±SD：-0.02±0.009mm）の水平印刷モデルは、初期モデルからの平均偏差が最も小さいことが示された。最終的に、DLP175µm水平プリントモデル（平均±SD：0.015±0.005 mm）およびSLA25µm水平プリントモデル（平均±SD：0.011±0.005 mm）は、より正確であった。

RESULTS: The multivariable linear regression analysis showed that the DLP 50 µm (mean ± SD: -0.022 ± 0.012 mm) and 100 µm (mean ± SD: -0.02 ± 0.009 mm) horizontally printed models showed the least average deviation from the initial model. Finally, the DLP 175 µm horizontally printed models (mean ± SD: 0.015 ± 0.005 mm) and the SLA 25 µm horizontally (mean ± SD: 0.011 ± 0.005 mm) printed models were more accurate.

結論:

すべてのモデルは、臨床的に許容される範囲内の寸法精度を示した。最も精度が高かったのは、DLPプリンター、層厚175μm、水平方向で、次いでSLAプリンター、層厚25μm、水平方向であった。

CONCLUSIONS: All the models showed dimensional accuracy within the reported clinically acceptable limits. The highest accuracy was observed with DLP printer, 175 µm layer thickness, and horizontal orientation followed by SLA printer, 25 µm layer thickness, and horizontal orientation.