Individualisierte Produktion mit Multimaterial-3D-Druck

Abb. 1: Michael Anger, Inhaber des
Zahnlabors MA CAD/CAM Service UG. — Abb. 1: Michael Anger, Inhaber des Zahnlabors MA CAD/CAM Service UG.

Das 1966 gegründete Zahnlabor MA CAD/CAM mit Sitz in Remagen wird von Michael Anger in zweiter Familiengeneration geleitet (Abb. 1). Das für seine Pionierarbeit an Teleskopprothesen und -brücken bekannte Zahnlabor verfügt über ein hochmodernes Fräszentrum zur Fertigung von individuell gestalteten Konstruktionen. Herkömmlicherweise erfolgt die Fertigung mithilfe der CAD/CAM-Frästechnologie.

Da das Fräsen zu den Zerspanungsverfahren zählt, bringt es eine gewisse Materialverschwendung mit sich und erfordert handwerkliche Nachbearbeitung durch qualifizierte Fachkräfte. So überrascht es nicht, dass Michael Anger und sein 45-köpfiges Team den 3D-Druck als eine ergänzende Technologie für den arbeitsintensiven zahntechnischen Betrieb in Betracht zogen. „Die Zahnmedizin befindet sich im digitalen Wandel“, erläutert Herr Anger.

„Für ein hoch spezialisiertes Labor wie das unsere ist es von wesentlicher Bedeutung, mit den technologischen Innovationen Schritt zu halten, um unsere Dienstleistungen zu rationalisieren und eine schnellere Auftragsabwicklung anbieten zu können. Unsere ersten Laser-3D-Drucker lieferten allerdings nicht die für zahnmedizinische Anwendungen erforderliche Präzision. Die Nachbearbeitung war arbeitsintensiv und erforderte den Einsatz von entzündlichem Isopropylalkohol.“

Abb. 2: Multimaterial-3D-Drucker J5 DentaJet von Stratasys.

Aufgrund der fortschreitenden Einführung von intraoralen Scans bei den Kundinnen und Kunden hat Herr Anger sein Angebot hinsichtlich des 3D-Drucks modernisiert. Nach einer Reihe von Recherchen investierte er in den professionellen Multimaterial-3D-Drucker J5 DentaJet von Stratasys (Abb. 2). Dieser wurde speziell für den zahnmedizinischen Bereich entwickelt und kann verschiedene Anwendungen gleichzeitig drucken.

Nachdem der Drucker äußerst einfach und wirtschaftlich vorteilhaft in den bestehenden Arbeitsablauf des Labors integriert werden konnte, beschloss Michael Anger in den J3 DentaJet zu investieren. Mit diesem kompakten Drucker, der ähnliches Multimaterialpotenzial aufweist, konnte er die Produktionskapazität ohne zusätzlichen manuellen Arbeitsaufwand weiter skalieren.

Präzision und Farbabstimmung

„Wir waren von der hohen Genauigkeit der Denta-Jet-Drucker allesamt beeindruckt“, erklärt Michael Anger. „Eine vergleichbare Technologie mit derart hochwertigen Ergebnissen war uns bis dato nicht untergekommen. Der Präzisionsdruck liefert ohne Nachbearbeitung eine hervorragende Passform im Mund, das spart Zeit und ist somit für alle Beteiligten vorteilhaft.

Mit den auf PolyJet-Technologie basierenden Denta-Jet-Drucken haben wir ganz neue Möglichkeiten: Wir können z.B. mehrere Materialien gleichzeitig drucken und auf diese Weise verschiedene biokompatible Anwendungen auf derselben Bauplattform fertigen. Das reicht von festen, undurchsichtigen Implantaten über weiche Gingivamasken bis hin zu transparenten chirurgischen Schablonen.

Abb. 3a: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer
PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina. — Abb. 3a: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina.

Es gibt nichts, was wir nicht drucken oder modellieren könnten! Dazu gehören sogar Modelle von Ober- und Unterkiefer, die über ein Gelenk miteinander verbunden sind. Nachträgliche Anpassungen, wie sie bei herkömmlichen Verfahren der Fall sind, sind nicht nötig.“ (Abb. 3a-c).

Abb. 3b: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer
PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina. — Abb. 3b: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina.

Abb. 3c: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer
PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina. — Abb. 3c: Modelle mit Modellimplantaten, abnehmbaren Zahnfleischmasken und beschliffenen Zahnstümpfen aus dem J5-Drucker unter Farbwiedergabe aus einer PLY-Datei. Das Gelenk wird direkt mit gedruckt. Design: exocad DentalCAD Elefsina.

Je nach Größe kann Michael Anger aufgrund der großen Kapazität der Fächer bis zu 30 Modelle in einem Durchgang additiv fertigen. „Mittlerweile drucken wir im Durchschnitt monatlich rund 300 zahnmedizinische Anwendungen in 3D. Das stellt eine deutliche Zeit- und Kostenersparnis dar“, sagt Anger.

„Genauso wichtig ist, dass ich für den Betrieb der verschiedenen Drucker keine qualifizierten Fachkräfte beschäftigen muss, um zwischen den Druckvorgängen Materialwechsel vorzunehmen. Der Arbeitsablauf gestaltet sich für uns einfacher: Wir laden eine Bauplattform und fertig.“ Neben diesen Vorteilen war der Farbdruck zudem ein wichtiger Faktor für eine individuellere Gestaltung der 3D-gedruckten Modelle.

Der J5 DentaJet erstellt realitätsnahe Zahnmodelle in Vollfarbdruck, bei dem die Unterstützung einer fortschrittlichen Farbabstimmung des Zahnersatzes schneller zum Endergebnis führt und die Möglichkeit bietet, das Design schon in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses zu perfektionieren. „Da der 3D-Drucker die Farben der Mundschleimhaut und der Zähne von einem oralen Scan nachbilden kann, können wir ästhetisch ansprechendere Modelle fertigen. Das ist für Patientinnen und Patienten absolut bahnbrechend, bietet ihnen eine sehr viel bessere Kundenerfahrung und stärkt gleichzeitig deren Vertrauen enorm.

Jedes Modell, das unser Labor verlässt, dient für uns als Aushängeschild. Je besser das Modell ist, desto besser ist unser Ruf und desto einfacher ist die Arbeit für die zahnmedizinische Fachkraft, insbesondere wenn es um die Beratung in Bezug auf Zahnersatz geht.“

Fazit

Mit Blick auf die Zukunft räumt Michael Anger dem 3D-Druck großen Spielraum ein. „Auf der IDS 2023 habe ich die nächste Erfolgsanwendung gesehen: Die Produktion monolithischer, ästhetischer permanenter Prothesen mit mehreren Farbkombinationen.

Sie wird die Art und Weise der Herstellung maßgefertigter zahnmedizinischer Anwendungen verändern. Zähne zu verkleben, wird durch die polychromatische Prothetik mit hoher Wiedergabetreue überflüssig werden. Insgesamt wird sich damit der Arbeits- und Materialaufwand reduzieren und der digitale Arbeitsablauf weiter rationalisieren.“

Quelle:
Stratasys Germany

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