CAD — Computer Aided Design służy do opracowania geometrii implantu, łącznika, korony, mostu, belki, szablonu lub innego indywidualnego komponentu. W projekcie definiujemy między innymi powierzchnie styku, przekroje konstrukcyjne, przestrzeń dla cementu, kanały śrubowe, anatomię, obszary porowate i relację z tkankami.

CAM — Computer Aided Manufacturing przygotowuje projekt do konkretnej technologii. Dobiera położenie elementu w materiale lub komorze roboczej, kierunek obróbki, strategie narzędzi, podpory, warstwy, parametry ekspozycji i postprocesor sterujący urządzeniem.

Nie jest to prosty eksport pliku. Prawidłowy CAM uwzględnia ograniczenia maszyny, właściwości materiału, tolerancje procesu i sposób późniejszej kontroli. Dzięki temu model cyfrowy może zostać odtworzony w rzeczywistym wyrobie bez przypadkowej interpretacji kolejnych etapów.

W procesie analogowym geometria może zmieniać się na kolejnych etapach modelowania, powielania, odlewania i obróbki. W CAD/CAM projekt posiada jednoznaczną wersję źródłową, która może zostać porównana z gotowym wyrobem.

Daje to możliwość:

• kontroli zmian wprowadzonych przez lekarza, projektanta lub technika,
• powrotu do wcześniej zatwierdzonego wariantu,
• wykonania kilku elementów według tej samej geometrii,
• odtworzenia wyrobu po ponownej ocenie aktualnej sytuacji klinicznej,
• analizy różnic między kolejnymi generacjami rozwiązania,
• przechowywania dokumentacji technicznej bez utraty informacji przestrzennej.

Powtarzalność nie oznacza jednak automatycznie identycznego wyniku każdej maszyny. Wymaga prawidłowej kalibracji, stabilnego materiału, kontroli narzędzi lub parametrów ekspozycji oraz powtarzalnego postprocessingu.

Nie istnieje jedna wartość dokładności opisująca wszystkie wyroby CAD/CAM. Inne wymagania dotyczą cienkiej licówki, inne pełnołukowej belki tytanowej, a jeszcze inne porowatego implantu wykonywanego metodą LPBF.

Końcowe pasowanie zależy od:

• jakości i stabilności danych klinicznych,
• prawidłowego wskazania linii brzegowej oraz powierzchni styku,
• ustawionych offsetów i przestrzeni technologicznych,
• kompensacji średnicy narzędzia albo charakterystyki procesu warstwowego,
• orientacji elementu i strategii CAM,
• kalibracji urządzenia i zużycia narzędzi,
• skurczu podczas spiekania lub utwardzania,
• obróbki cieplnej i wykończeniowej,
• pomiaru oraz próby klinicznej.

Dlatego dokładność traktujemy jako kontrolowany łańcuch tolerancji, a nie wyłącznie właściwość skanera, programu lub frezarki.

CAD/CAM pozwala skrócić laboratoryjny cykl wytwarzania, ponieważ ogranicza liczbę ręcznych transferów i umożliwia automatyzację powtarzalnych operacji.

Największe oszczędności czasu wynikają z:

• bezpośredniego wykorzystania danych cyfrowych,
• bibliotek sprawdzonych komponentów i połączeń,
• automatycznego rozmieszczania prac w krążku lub komorze roboczej,
• równoległego przygotowywania kilku elementów,
• wykonywania części zadań projektowych przed zakończeniem innych etapów,
• braku konieczności ponownego modelowania przy drobnych zmianach,
• szybkiego powrotu do zatwierdzonej wersji projektu,
• ograniczenia liczby poprawek wynikających z niejednoznacznego przekazywania informacji.

Nie skracamy natomiast czasu potrzebnego na walidację projektu, kalibrację urządzenia, wymagany postprocessing, kontrolę jakości ani kliniczną ocenę dopasowania.

CAD/CAM sam w sobie nie nadaje materiałowi wytrzymałości. Jego rolą jest zachowanie zaprojektowanej geometrii i przekazanie produkcji jednoznacznych instrukcji. Właściwości mechaniczne zależą od materiału oraz poprawnie zwalidowanego procesu.

W frezowaniu kontrolujemy między innymi kierunek obróbki, kompensację średnicy narzędzia, prędkość, posuw, stabilność zamocowania i zużycie frezów. W LPBF znaczenie mają orientacja, podpory, grubość warstwy, moc lasera, szybkość skanowania, odstęp ścieżek, atmosfera oraz obróbka po wydruku. W SLA istotne są orientacja, podpory, ekspozycja, mycie i końcowe utwardzanie.

W badanym przez nas zestawie materiałów zarówno technologia addytywna, jak i ubytkowa pozwalały uzyskać wysokie właściwości stopu Ti6Al4V. Wyniki nie oznaczają uniwersalnej przewagi każdej drukarki nad każdą frezarką — pokazują znaczenie prawidłowo zoptymalizowanego procesu.

Cyfrowy proces umożliwia powiązanie gotowego wyrobu z konkretnymi danymi źródłowymi oraz warunkami wykonania. Zakres dokumentacji zależy od rodzaju pracy i jej przeznaczenia.

Kontrolujemy lub archiwizujemy między innymi:

• identyfikator przypadku i wersję projektu,
• plik źródłowy oraz plik przekazany do CAM,
• zastosowany postprocesor i ustawienia strategii,
• materiał, krążek, proszek lub żywicę,
• urządzenie i stan jego kalibracji,
• narzędzia, podpory lub platformę roboczą,
• parametry postprocessingu,
• wyniki kontroli geometrycznej, powierzchniowej i klinicznej.

Dzięki temu ewentualna korekta jest oparta na danych, a nie na próbie odtworzenia wcześniejszych decyzji z pamięci.