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Nachgefragt: Additive Fertigung in der Dentaltechnologie (T3)

Nachgefragt: Additive Fertigung in der Dentaltechnologie (T3)

Dritter Teil: Modellherstellung und additive Fertigung?

Neben dem bereits seit mehr als 20 Jahren im Einsatz befindlichen 3D-Druck im Metallbereich folgte in den letzten Jahren im Zuge der zunehmenden Verbreitung von intraoralen Aufnahmeeinheiten (z.B. Dentsply Sirona, 3Shape, iTero u.a.), die eine direkte Digitalisierung der oralen Patientensituation in der Zahnarztpraxis ermöglichen, mit der additiven Herstellung von Dentalmodellen das aktuell prominenteste Beispiel für 3D-Druck in der Zahntechnik.

Im dritten Teil der Reihe wollen wir gemeinsam mit Thomas Hack, dem geschäftsführenden Gesellschafter der INFINIDENT Solutions GmbH, die heutigen Möglichkeiten besprechen, wie aus einer digitalen Patientenabformung ein präzises Arbeitsmodell entstehen kann.

Herr Hack, welche Modellvarianten bieten Sie den zahntechnischen Laboren und Praxen?

Bei INFINIDENT verfügen wir über eine breite Palette an Dentalmodellen aus Acrylatharz auf Basis des Stereolithographieverfahrens (SLA) bzw. der Digital Light Projection Technologie (DLP). Diese reichen vom einfachen Sägeschnittmodell, über Arbeitsmodelle (Typ „Geller“) bis hin zu Modellen mit eingearbeiteten Implantatanlogen und weicher Gingivamaske. Auch Modelle für kieferorthopädische Applikationen sind Teil des Portfolios.

 

Abb. 1: Übersicht INFINIDENT Modellportfolio (Quelle: INFINIDENT Solutions)

Was ist jetzt schon wieder SLA?

SLA steht für Stereolithographie. Der Begriff „Stereolithographie“ hat seinen Ursprung in den griechischen Wörtern „Stereo“ (fest, solide) und „(Photo)Lithographie“, welches eine Form des Schreibens mit Licht ist. Im 3D-Druck macht Stereolithographie genau das: fest schreiben unter Einsatz von Licht. SLA-Technologie setzt Licht ein, um flüssiges Acrylatharz Schicht für Schicht in feste Objekte zu verwandeln.

Die DLP-Technologie setzt hingegen einen Spiegel als digitale Leinwand ein, um ein einzelnes Bild jeder Schicht über die gesamte Plattform auf einmal zu projizieren.

Und wie bekomme ich daraus ein fertiges Arbeitsmodell?

Bei beiden Verfahren wird flüssiges, lichthärtendes Acrylharz mit Hilfe eines UV-Lasers schichtweise gehärtet. Auf einer Bauplatte aus Glas bzw. Granit wird die unterste Schicht per UV-Eintrag verfestigt. Danach taucht die Bauplattform in das Harzbad je nach Schichtstärke ab, das flüssige Material verteilt sich auf der Bauplattform, wird mit einem Recoater glattgezogen und die nächste Schicht erhält den entsprechenden designbasierten UV-Eintrag. Anders als bei dem oben beschriebenen Lasersinterverfahren wird bei der Stereolithografie weitgehend ohne Stützstrukturen gebaut.

Abb. 2: Im SLA-Verfahren hergestellte Acrylat-Modelle (Quelle: INFINIDENT Solutions)

Wie präzise sind diese Modelle?

Die Modelle werden in einer Schichtstärke von durchschnittlich <50µm gefertigt. Das garantiert eine saubere Oberfläche mit hoher verzugsfreier Genauigkeit. Was die Genauigkeiten betrifft sind die digital gefertigten Modelle auf Basis der Stereolithographie in der Regel zu den klassisch analog gefertigten aus Gips vergleichbar, wenn nicht sogar als hochwertiger einzustufen. Die Produktionszeit für eine Bauplattform die ca. 40 Modelle pro Job zählt beträgt in etwa acht Stunden. Wir könnten auch schneller fertigen, was aber zu Lasten der Qualität (Präzision) gehen würde. Dazu sind wir nicht bereit.

Was passiert danach mit den Teilen?

Nach dem Bauprozess werden die noch nicht vollständig gehärteten Modelle gereinigt, endgehärtet und im Anschluss, je nach Modelltyp weiter verarbeitet Nach der letzten Qualitätskontrolle sind die Modelle bereit zum Versand.

Kann das Labor also jede digitale Abformung einfach zur Herstellung schicken?

Ganz so einfach ist es nicht! Das Problem besteht hierbei darin, dass die abgeformten Daten je nach System als „nicht geschlossene“ 3D-Körper erfasst werden, die sich nicht ohne Bearbeitung als Modell umsetzen lassen. Sofern das Labor bereits mit einer sogenannten Modelbuilder-Software (z.B. inLab SW model, exocad Modelbuilder, 3Shape Model) arbeitet, können die vom Zahnarzt übergebenen Daten bereits „in Form“ gebracht werden und anschließend als STL-Datei gespeichert werden. 

Abb. 3: Unbearbeitete STL-Datei nach intraoraler Abformung mit CEREC Omnicam (Quelle: INFINIDENT Solutions)


Abb. 4: Bearbeitetem Modelldatensatz (Quelle: INFINIDENT Solutions)

Selbstverständlich bietet INFINIDENT gegen eine kleine Gebühr auch die Aufbereitung der erforderlichen Druckdaten an.

Was ist vom Zahntechniker noch zu tun?

Wir verstehen uns als Partner des Labors. Der Zahntechniker soll sich daher vollends auf die Fertigstellung der Kundenarbeiten konzentrieren können. Somit kann er nach Erhalt der Arbeitsmodelle direkt mit der Weiterverarbeitung loslegen.

 

Sie haben Fragen?

Gerne steht Ihnen unser Zahntechnik-Support unter 06151-3961818 für deren Beantwortung zur Verfügung.