In der Produktivität einen Zahn zugelegt

Statistisch gesehen erhält jeder Krankenversicherte in Deutschland pro Jahr eine Zahnrestauration. Macht in der Summe 60 Millionen Versorgungen. Kronen oder Brücken werden deshalb heutzutage größtenteils industriell gefertigt – und das kostengünstig, schnell und automatisiert. Eine schnelle Produktion ist aus fertigungstechnischen und auch wirtschaftlichen Gründen wichtig. Meist muss innerhalb von 48 Stunden geliefert werden, und das zu einem attraktiven Preis. Die Biodentis GmbH aus Leipzig zählt zu den führenden Herstellern von CAD/CAM Restaurationen. Unter dem Markennamen „absolute Ceramics“ werden hochwertige, keramische Kronen, Teilkronen, Inlays und Brücken an Zahnarztpraxen und zahntechnische Labore vertrieben. Dabei hat 2007 alles noch beschaulich begonnen. Man hatte auf das Bearbeitungszentrum Picomax 60-HSC der Fehlmann AG, Seon, gesetzt und trotz Einschichtbetrieb mit dem damaligen Stand der Technik in Sachen CAD/CAM und Werkzeuge entsprechend Entwicklungsleistung investiert.

Mittlerweile sind aus der einen Maschine fünf Maschinen geworden. Konkret kamen 2008 eine Doppelmaschine mit einem Erowa-Robot und eine Einzelmaschine hinzu, 2012 wurde diese Einzelmaschine mit einer weiteren Maschine und ebenfalls einem Erowa-Robot verknüpft. Bei allen Maschinen handelt es sich um die Picomax 60-HSC des Schweizer Herstellers. Außerdem ergab eine Benchmark-Recherche, dass das Unternehmen mit dieser Zusammenstellung auch künftig in der Entwicklung frei ist. Dazu Marcus Kalb, Leiter der Produktion bei Biodentis: „Wir waren mit den Ergebnissen beim Testfräsen mit anderen Maschinen nicht zufrieden. Ein weiterer Aspekt war, dass wir uns auf eine Windows-XP-basierte-Steuerung bei einer Werkzeugmaschine nicht verlassen wollten und frei programmieren können müssen. Bei den Handling-Systemen anderer Anbieter bestand zudem meist nur die Möglichkeit, eine Maschine anzubinden.“ Auch hinsichtlich der Spannvorrichtungen hätte es Grenzen gegeben. „Mit der Erowa-Schnittstelle dagegen können wir diese Vorrichtungen unseren Vorstellungen entsprechend anpassen. Basierend auf der Grundplatte lässt sich nahezu alles eigenständig konstruieren.“

Die Automatisierung beziehungsweise zunehmende Digitalisierung der Zahntechnik ist ein zentrales Thema in Leipzig. Abformungen und Gipsmodelle werden beispielsweise in 3D gescannt, danach werden über CAD-Daten Zahnrestaurationen erstellt. Ist der Auftrag soweit angelegt, durchläuft er vollautomatisch die Prozesskette im Fräszentrum. Im CAM-Programm wird die Einheit in den entsprechenden Blanks (Rohlingen) platziert. Aus einem solchen Blank können bis zu 25 Kronen gefertigt werden. Damit die „Werkstücke“ nach der Bearbeitung nicht aus dem Blank fallen, werden sie noch an drei Stegen gehalten. Die Zuordnung der fertig bearbeiteten Teile erfolgt im Anschluss über nummerierte Schalen. Das heißt, ist für Krone X Schale Y vorgesehen, bringt der Roboter Schale und Krone zueinander, die Stege werden abgefräst, die Krone fällt in die entsprechende Schale und lässt sich so dem jeweiligen Auftrag zuordnen. Organisiert und koordiniert wird das über den Jobmanager von Fehlmann. Statt der für gewöhnlich angebotenen unendlichen Möglichkeiten ist dieser Jobmanager relativ einfach strukturiert. Im Wesentlichen sind das Job eröffnen, Programme zuweisen, Alarm und die Referenzpaletten, um die Maschinen automatisch kalibrieren zu können.

Bei Biodentis konnte die Zahl der gefertigen Einheiten über die Jahre hinweg stetig gesteigert werden. Möglich wird das nur durch mannlose Schichten und eine klar definierte Selektierung sowie hohe Präzision. Das zeigt zum Beispiel die Infix-Technologie (Sinterverbund). Hierfür wird zunächst ein Gerüst aus Zirkon gefräst und eine Verblendung aus Lithiumdisilikat geschliffen. Anschließend werden die beiden Teile dauerhaft mittels Glaslot verbunden. Das Resultat ist eine rein CAD/CAM gefertigte Infix-Krone. Das heißt, man fertigt zwei Baugruppen auf zwei verschiedenen Maschinen, mit zwei unterschiedlichen Verfahren und Materialien. Dementsprechend klar sind die Maschinen aufgeteilt: Während auf zwei Picomax 60-HSC das Fräsen von Zirkon und Metallen stattfindet, wird auf den beiden anderen – wegen der Härte des Lithiumdisilikates – eine nasse Schleifbearbeitung durchgeführt . Mit den Drehzahlen bis 42 000 min-1 ist das kein Problem. Gleiches gilt für die notwendige Präzision, denn Tests haben gezeigt, dass die Toleranzen bei messbaren Geometrien von 3/100 mm selbst in nicht klimatisierten Räumen jederzeit erreicht werden.

Ein Aspekt, der, wie Marcus Kalb ausführt, aus unterschiedlichen Gründen von Bedeutung ist: „Wir spalten zwar keinen Mikrometer, aber innerhalb unserer Prozesskette, also vom Scannen über das Modellieren bis hin zum Fräsen, summieren sich die Toleranzen. Deshalb werden diese Abweichnungen so minimal wie möglich gehalten. Anderseits ist Keramik ein sehr aggressiver und abrasiver Werkstoff, bei dem von erhöhtem Maschinenverschleiß ausgegangen werden kann. Dem ist bei den Fehlmann-Maschinen allerdings nicht so.“ Ein Argument, das wohl auch beim künftigen Ausbau der Fertigung für die Schweizer Maschinenbauer spricht.

Manfred Lerch Fachjournalist in Filderstadt

Weitere Informationen Zum Fräsmaschinenhersteller: www.fehlmann.ch Zum Hersteller CAD/CAM-gefertigter dentalkeramischer Restaurationen: www.absolute-ceramics.com