Die digitale Zahntechnik hält Einzug in die Dentalbranche und Herstellungsabläufe werden automatisiert. Das Lasersinter-Verfahren hat diesen Umbruch entscheidend mit beeinflusst und ist heute eine etablierte Anwendung auf dem Dentalmarkt.
Zahnersatz wurde bislang vor allem konventionell aus Metall per Gusstechnik hergestellt. Die Dentalmodelle zur Zahnrestauration und Qualitätsprüfung entstanden, indem der zahnärztliche Abdruck vom Zahntechniker ausgegossen und aufbereitet wurde.
Inzwischen wird die Mundsituation des Patienten bereits vielfach digital mithilfe von intraoralen Scannern oder per Abform- beziehungsweise Modellscan erfasst, was sich auf die darauf folgenden Verfahrens- und Fertigungsschritte wie die Produktion der Dentalrestaurationen selbst, aber auch auf die Modellherstellung auswirkt. So können digitale dreidimensionale Daten direkt und ohne Genauigkeitsverlust durch Abformung für die Herstellung von Kronen und Brücken per Metall-Lasersintern aufbereitet werden. Ein zweiter Datensatz enthält die digitale Beschreibung des Modells – fertig zum Polymer-Lasersintern.
Diese beiden Formen der individualisierten Serienfertigung ermöglichen Dentallaboren und -dienstleistern den bisher unmöglichen Spagat zwischen einem standardisierten Prozess für gleichbleibend gute Qualität der Endprodukte auf der einen und Kosteneffizienz sowie Zeiteinsparung auf der anderen Seite.
Im vergangenen Jahr wurden den Angaben zufolge über 1,5 Millionen individuelle Kronen und Brücken mithilfe der Lasersinter-Technologie in automatisierten Fertigungszentren hergestellt – ein wahrhaft industrieller Fertigungsprozess. Technologisches Herzstück dabei ist die Eosint M270 – ein System, dassZahnersatz per Direktem Metall-Lasersintern (DMLS) kostengünstig und in gleichbleibend hoher Qualität fertigt. So lassen sich innerhalb von 24 Stunden etwa 450 Einheiten für Kronen und Brücken produzieren, was einer Baugeschwindigkeit von durchschnittlich etwa 3 min pro Einheit entspricht. Im Vergleich dazu kann ein Zahntechniker im herkömmlichen Gießfertigungsprozess pro Tag nur etwa 20 Gerüste für Zahnersatz herstellen. Da per Lasersinter-Verfahren auch Kunststoffe verarbeitet werden können, war die logische Konsequenz, diese Technologie für die Herstellung von Dentalmodellen anzuwenden.
Durch die digitale Erfassung der Mundsituation des Patienten wird die zeitaufwendige Herstellung eines Gipsmodells überflüssig. Allerdings ist für die Nachbearbeitung sowie für die Anpassung des Kieferschlusses oder Anwendungen in der Kieferorthopädie nach wie vor ein Modell erforderlich.
Hier kommt das Verfahren Polymer-Lasersintern ins Spiel, mit dem sich diese Lücke schließen lässt. Unter Verwendung der digitalen dreidimensionalen Daten produziert die Maschine Formiga P 100 ein Kunststoffmodell, das sowohl der Qualitätsprüfung der Restauration dient, als auch als Basis zur Verblendung und Fertigstellung des Zahnersatzes verwendet wird. Außerdem können Modelle der Mundsituation zur Analyse hergestellt werden.
Das Dentalmodell entspricht der Farbe des Gipses konventioneller Modelle. Ein gewohnter farblicher Kontrast, der dem Zahntechniker die Verblendung der Dentalrestauration erleichtert. Die hohe Präzision des Modells erlaubt eine genaue Passkontrolle der Restauration. Aufgrund der Abriebfestigkeit des Modells ist diese Genauigkeit auch nach häufigem Aufsetzen und Abnehmen des Zahnersatzes noch gewährleistet. Der Lasersinter-Prozess erlaubt es auch, jedes Dentalmodell mit einer individuellen Kennzeichnung zu produzieren, um es den Patienten zuordnen zu können.
Die Kapazität des Systems veranschaulicht ein einfaches Rechenbeispiel: Bei einer Modellgröße von 75 mm x 25 mm x 25 mm können in zwei Lagen übereinander 48 einzelne Dentalmodelle innerhalb von zehn Stunden produziert werden. Ein weiterer Vorteil: Die Teile sind nicht durch Stützelemente miteinander verbunden, die im Nachhinein mühevoll entfernt werden müssten, sondern werden lediglich durch das nicht verfestigte Pulver fixiert. Dieses lose Pulver kann im nächsten Bauprozess wieder verwendet werden, was Ressourcen schont. Außerdem wird das Modell hohl gefertigt, wodurch ebenfalls Material gespart wird. Durch seine Wirtschaftlichkeit und Flexibilität lässt sich das System darüber hinaus ideal in die Arbeitsabläufe eines Dentallabors integrieren.
Dominik Sippel Projektleiter Dentalmodelle bei EOS, Krailling bei München
Vorteile von Polymer- und direktem Metall-Lasersintern
Lasersintern ist ein additives Schichtbauverfahren. Um damit medizinische oder industrielle Produkte, Werkzeuge oder Konsumgüter herstellen zu können, müssen dreidimensionale Daten des Produktes digital vorliegen. In der Produktion wird das 3D-CAD-Modell in Schichten zerlegt. Die Laser-Sinter-Technologie von EOS erzeugt dann Schicht für Schicht die gewünschte Geometrie. Ein fokussierter Laserstrahl verfestigt dabei pulverförmige Werkstoffe aus Kunststoff, Metall oder Formsand.
Für die Herstellung von Dentalmodellen werden das Kunststoff Lasersinter-System Formiga P 100 sowie der Werkstoff PA 2105 verwendet. Dies ist ein pigmentgefülltes Polyamid-12-Pulver, dass der Farbe des Gipses konventioneller Modelle nachempfunden ist. Kronen und Brücken werden per Direktem Metall-Lasersintern (DMLS) produziert. Hierbei kommt der CE-zertifizierte Werkstoff EOS CobaltChrom SP2 und das Metall-Lasersinter-System EOSINT M 270 zum Einsatz. Durch die zeiteffiziente Produktionsweise – das Dentalmodell wird im Idealfall parallel zur dazugehörigen Krone oder Brücke produziert – verkürzt sich der Fertigungsweg um durchschnittlich einen Arbeitstag.
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