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CAD / CAM

Computer Aided Design (Computerunterstützte Konstruktion) und Computer Aided Manufacturing (Computerunterstützte Herstellung) wurde in den 60er-Jahren im Maschinenbau eingeführt, mit dem Ziel Entwicklungs- und Herstellungsprozesse für neue Produkte zu verbessern.

Die Grundlage für den Einsatz von CAD/ CAM-Technologien ist die Datenerfassung (Digitalisierung) der klinischen Situation. Dabei werden die Oberfläche der Stümpfe, der benachbarten oder antagonistischen Zähne oder Bereiche der zahnlosen Gingiva erfasst und in vom Computer zu verarbeitende Daten “STL” überführt (Modelldatensätze).

Das geschieht entweder mit einem hochmodernen 3D-Scanner auf Basis des Laserschnittverfahrens in Kombination mit zwei Kameras, oder mittels Intraoralscanner. Die digitalisierten Daten werden nach Abschluss des Scanvorganges an die CAD-Konstruktions-und Modellationssoftware weitergesendet.

Die Konstruktion und Modellation erfolgt in einem weiteren Arbeitsgang, die benötigten Einstellparameter werden materialabhängig vorgeschlagen und können durch den Techniker je nach individuellen Anforderungen geändert werden. Die Konstruktions- und Modellationssoftware bietet neben einer integrierten Zahnbibliothek auch die Möglichkeit, individuell entworfene Konstruktionen aufzunehmen und mit Hilfe verschiedenster Modellierwerkzeuge zu bearbeiten.

Vorteile gegenüber konventioneller Herstellung:
Die erhältlichen dentalen CAD/CAM Systeme nutzen eine computergestützte Konstruktion unterschiedlicher Komplexität, es entstehen Konstruktionsdatensätze (CAD-Modelle). Während Einzelkronengerüste mit einheitlicher Schichtstärke weitgehend automatisch konstruiert werden können, erfordern individuell verstärkte Kronengerüste sowie Brückengerüste und Implantatsuprastrukturen zumeist erheblich mehr Mitarbeit des Anwenders (Interaktion). Einerseits gestattet die Komplexität und Vielfältigkeit der Software eines Systems feinstabgestufte, individuelle Designs und Fertigungen, andererseits führt jede funktionelle Erweiterung einen Schritt weiter in Richtung Spezialistensystem.

Aus klinischer Sicht betrachtet, ist bei der Konstruktion über die reine Fertigbarkeit hinaus die Berücksichtigung der okklusalen Beziehungen für die Gestaltung der Kronen- und Brückengerüste von Bedeutung. Wenn werkstoffkundliche Grundlagen sowie klinische Erfahrungen automatisiert in ein sogenanntes „intelligentes Gerüstdesign“ einfließen, kann beispielsweise die Gerüstkeramik in den entsprechenden Bereichen so verstärkt werden, dass eine gleichmäßige Schichtstärke ästhetischer Verblendkeramik aufgebrannt werden kann. Dadurch kann die Gefahr von Frakturen der Verblendkeramik minimiert werden. Weitere automatisierte Konstruktionsschritte, wie das Auffinden der Präparationsgrenze, sind heute Stand der Technik.

Die nun fertig generierte Arbeit wird im nächsten Arbeitsgang in einem Fräsblock (Blank) bzw. auf der Baublattform (3D Druck) platziert und von der Computergesteuerten Einheit herausgefräst, lasergesintert oder 3D gedruckt.

Man unterscheidet daher zwischen subtraktiven und additiven Herstellungsverfahren:

  • Bei der subtraktiven Fertigung wird das Werkstück durch das Abtragen von Material gefertigt. Die Fertigung wird aufgrund der abgetragenen Späne auch „Zerspanen“ genannt.
  • Die additive Fertigung bezeichnet einen Prozess bei dem, auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten, durch das Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Immer häufiger wird der Begriff „3D Druck“ als Synonym für die additive Fertigung verwendet.