05 Marzo 2026

---

---

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Kiel (Germania) ha confrontato per la prima volta le proprietà meccaniche e l’efficienza economica della zirconia prodotta tramite direct ink writing (DIW), un sistema di stampa 3D a estrusione, con quelle ottenute tramite le tecniche tradizionali di colata e fresatura CAD/CAM. La ricerca, pubblicata su Dental Materials, mostra come l’ottimizzazione delle formulazioni di inchiostro ceramico e dei processi di sinterizzazione permetta di ottenere manufatti in zirconia stampata con caratteristiche sempre più vicine agli standard clinici. 

“Il DIW ha un potenziale molto elevato per sostituire i processi sottrattivi nel settore dentale”, spiegano gli autori, sottolineando come la tecnologia consenta una produzione “pulita”, priva di polveri, e personalizzabile nella composizione e nella densità del materiale. 

Come funziona la stampa DIW

Nello studio sono stati sviluppati due “inchiostri” o meglio due impasti ceramici (Ink 1 e Ink 2) con composizioni differenti di micro e nanoparticelle di zirconia, mescolate con soluzioni di PEG e acqua. L’aggiunta di acido acetico si è rivelata decisiva per ottenere una viscosità adeguata e una reologia stabile, capace di facilitare una deposizione controllata degli strati durante la stampa. L’impasto veniva poi inserito in una cartuccia collegata a una pompa a siringa montata su una stampante modificata, che spingeva il materiale attraverso ugelli inferiori ai 500 μm. La stampa avveniva per strati concentrici di 0,3 mm, seguita da una fase di asciugatura di 24 ore e dalla sinterizzazione a diverse temperature (1350 °C, 1450 °C e 1550 °C). Questa sequenza ha consentito di ottenere dischi in zirconia densificati, analizzati poi con test meccanici, microscopia elettronica e diffrattometria. 

“Il pH e la viscosità dell’impasto sono fattori chiave per garantire stabilità e precisione nella fabbricazione”, sottolineano i ricercatori, indicando come la modulazione della chimica del sistema influisca direttamente su porosità e resistenza. 

Prestazioni meccaniche

I risultati mostrano un chiaro divario tra i due impasti ceramici: Ink 2, caratterizzato da un più alto contenuto di polveri (47,9% in volume), ha ottenuto valori di densità e contrazione da sinterizzazione simili alla zirconia CAD/CAM e proprietà nettamente superiori rispetto a Ink 1. Il picco di resistenza flessionale dei provini stampati con Ink 2 e sinterizzati a 1550 °C ha raggiunto 822 ± 174 MPa, mentre un singolo campione ha toccato 1223 MPa, un valore particolarmente promettente. La zirconia fresata CAD/CAM mantiene prestazioni superiori (1327 MPa), ma la distanza si riduce sensibilmente. I ricercatori fanno notare che, contrariamente ai timori legati ai processi additivi, la struttura stratificata del DIW non ha generato difetti interlaminari rilevanti: la sinterizzazione ha favorito la fusione tra gli strati riducendo la presenza di bolle d’aria. “L’interstrato si chiude efficacemente durante la stampa e la sinterizzazione”, osservano gli autori, evidenziando un comportamento inaspettatamente favorevole per un processo additivo. 

Costi ridotti e nuove applicazioni

Uno degli aspetti più rilevanti dello studio riguarda l’analisi dei costi. La produzione di una corona in zirconia stampata tramite DIW è risultata pari a 19,31 euro, contro i 53,39 euro della produzione CAD/CAM tradizionale. Il risparmio, pari a oltre 34 euro per manufatto, deriva soprattutto dalla riduzione dei materiali di scarto, dei costi energetici e dell’assenza di frese soggette a usura. La stampa richiede infatti un’unica sinterizzazione e impiega quantità minime di materia prima.

Sebbene lo studio si concentri su provini e non su corone definitive, gli autori sottolineano come le prestazioni ottenute superino il valore soglia degli 800 MPa previsto dalla norma ISO 6872 per le protesi fisse a tre elementi. 

“La stampa DIW potrebbe diventare una reale alternativa clinica, offrendo una produzione più sostenibile ed economicamente vantaggiosa”, concludono i ricercatori, indicando come futuri sviluppi includano il miglioramento della risoluzione di stampa e lo studio dei margini di adattamento protesico.

Per approfondire: 

Comparison of properties and cost efficiency of zirconia processed by DIW printing, casting and CAD/CAM-milling 

Se hai trovato utile questo articolo e non sei ancora abbonato ad Odontoiatria33, sostieni
la qualità della nostra informazione
ABBONATI

Copyright © Riproduzione vietata-Tutti i diritti riservati