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Herstellungsverfahren

Die zahntechnischen Fertigungstechnologien, im Allgemeinen gesehen, lassen sich in drei Gebiete aufteilen:

  • Formative Fertigungsverfahren (formbringend):
    Hierzu zählt die Gusstechnik und Presstechnik, welche sich seit Jahrzehnten in der Zahntechnik im Einsatz befindet z. B. für die Herstellung von Inlays, Kronen, Brücken oder Modellgussgerüsten.
  • Subtraktive Fertigungsverfahren (abtragend):
    Sie stellen den zweiten Entwicklungsschritt dar. Hierzu gehören das Fräsen oder Schleifen, z.B. auf modernen CNC-Fräsanlagen. Typische Anwendungen sind Zirkoniumdioxidkronen, gefräste (edelmetallfreie) Gerüste oder auch Aufbissschienen aus Kunststoff.
  • Additive Fertigungsverfahren (aufbauend):
    In diese Kategorie – die jüngste – fällt das weite Feld des „3D-Drucks“ mit seinen unterschiedlichen technologischen Lösungen. Parallel und synonym wird auch von „generativen“ Fertigungsverfahren gesprochen. Zusätzlich muss erwähnt werden, dass der Begriff „3D-Druck“ hier umgangssprachlich für die aufgeführten additiven Fertigungsverfahren benutzt wird. Rein technisch gesehen ist der 3D-Druck eigentlich ein Verfahren, welches zu den additiven Verfahren gehört.

Angesichts der sich schnell verändernden Fertigungsmethoden ist es wichtig, dass Zahnärzte bei ihrer Therapieplanung von ihrem Werkstoffspezialisten bzw. Zahntechniker von Anfang an begleitet und kompetent beraten werden.

Mit der zunehmenden Einführung von computergestützten Verfahren in Zahnmedizin und Zahntechnik haben sich sowohl die Planungsmöglichkeiten und Behandlungsabläufe als auch die Herstellungswege grundlegend verändert. Wie in den meisten anderen Branchen werden auch in der Zahntechnik Arbeitsschritte zunehmend automatisiert.

Digitaler-Workflow, nennt sich die Bezeichnung für modernste Herstellungsverfahren in der heutigen Zahntechnik. Als neueste dentale Entwicklung wird bald der nahezu universell einsetzbare 3D-Druck von langzeitstabilen Hochleistungskompositen und Verbundwerkstoffen, neben der klassischen gusstechnischen als auch die moderneren spanabhebenden Verfahren treten.

Aber auch der Fortschritt im Bereich der traditionellen, analogen Herstellungsverfahren ist keineswegs abgeschlossen. Die Gusstechnik nimmt immer noch in vielen Laboren einen zentralen Platz ein – dies gilt für die Verarbeitung von hochgoldhaltigen Legierungen wie auch im NEM und Kunststoff-Bereich.

CAD / CAM

Computer Aided Design (Computerunterstützte Konstruktion) und Computer Aided Manu-facturing (Computer unterstützte Herstellung) wurde in den 60er-Jahren im Maschinenbau eingeführt,  …

Formative Fertigung

Formative Fertigungsverfahren (formbringend):
Hierzu zählt die Gusstechnik und Presstechnik, welche sich seit Jahrzehnten in der Zahntechnik im Einsatz befindet z. B. für die Herstellung von Inlays, Kronen, Brücken oder Modellgussgerüsten.

Subtraktive Fertigung

Zu den subtraktiven Fertigungsverfahren zählen Schleifen, Fräsen und Drehen. Durch fort-laufende Perfektionierung können damit hochpräzise und grazile Restaurationen aus unterschiedlichsten Werkstoffen …

Additive Fertigung

Additive Fertigungsverfahren (aufbauend):
In diese Kategorie – die jüngste – fällt das weite Feld des „3D-Drucks“ mit seinen unter-schiedlichen technologischen Lösungen. Parallel und synonym wird auch von …

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.

Formative Fertigungsverfahren (formbringend):

Hierzu zählt die Gusstechnik und Presstechnik, welche sich seit Jahrzehnten in der Zahntechnik im Einsatz befindet z. B. für die Herstellung von Inlays, Kronen, Brücken oder Modellgussgerüsten.

Dentalguss

Heutzutage sind hauptsächlich zwei Gussverfahren in Gebrauch: Der Schleuderguss und der Vakuum-Druckguss.
Beim Schleuderguss wird die Schmelze in die, um eine Achse rotierende, Gießform geschleudert wobei durch die Zentrifugalkraft das Ausfließen der Schmelze bis in die grazilsten Partien der Gießform bewirkt wird. …

Keramische Verblendung

Die Natur ist unser Vorbild für Schönheit und Ästhetik. Sie birgt eine Gestaltungsfreiheit die das Betrachten interessant macht und das Individuum charakterisiert. Aber sie erlaubt weder Ebenmaß noch Chaos.
Die Schönheit ergibt sich aus kleinen Nuancen die von der Brechung und Reflektion des Lichtes geschaffen werden, …

Presskeramik

Presskeramiken lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Zum einen in die so genannten stand-alone Presskeramiken, das heißt, die Restauration wird vollständig aus dem Presskeramikmaterial hergestellt, und zum anderen in die press-to Keramiken, das heißt, ein bereits vorhandenes Basisgerüst wird überpresst. Darüber hinaus stehen in beiden Gruppen …

Subtraktive Fertigung

Zu den subtraktiven Fertigungsverfahren zählen Schleifen, Fräsen und Drehen. Durch fortlaufende Perfektionierung können damit hochpräzise und grazile Restaurationen aus unterschiedlichsten Werkstoffen sowie einteilige, individuelle Abutments gefertigt werden.

Das Schleifen und Fräsen von Werkstoffen in der Zahntechnik hat vor ca. 10 Jahren an Bedeutung gewonnen. Damals wurde mit der Verarbeitung von vollkeramischen Werkstoffen wie Zirkonoxid begonnen. Heute sind diese subtraktiven Verfahren neben dem Dentalguss die Standardtechniken zur Herstellung von Gerüsten.
Über die Jahre wurden sie kontinuierlich verbessert, um mehr Indikationen abdecken zu können und um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.

Fünf-Achs-Fräsprozess:
Für Standardarbeiten reicht das dreiachsige Fräsen aus, nicht jedoch für komplexe Restaurationen wie komplizierte Geometrien mit Hinterschnitten oder divergierenden Stümpfen. Hierfür nutzten wir einen Fünf-Achs-Fräsprozess.

Additive Fertigung

Additive Fertigungsverfahren (aufbauend):
In diese Kategorie – die jüngste – fällt das weite Feld des „3D-Drucks“ mit seinen unterschiedlichen technologischen Lösungen. Parallel und synonym wird auch von „generativen“ Fertigungsverfahren gesprochen. Zusätzlich muss erwähnt werden, dass der Begriff „3D-Druck“ hier umgangssprachlich für die aufgeführten additiven Fertigungsverfahren benutzt wird. Rein technisch gesehen ist der 3D-Druck eigentlich ein Verfahren, welches zu den additiven Verfahren gehört.

3D Aligner

3D AlignerBasis für die Behandlungsplanung ist ein virtuelles 3D-Zahnmodell. Die Erfassung des Patientengebisses kann über einen Intraoralscanner oder über Abdrucknahme und Modellerstellung mittels 3D-Modellscanner geschehen. Dieser liefert Dateien im allgemein lesbaren STL-Format, welche infolge in die Software importiert werden. …

3D Druck

Maskenbelichtung DLP und punktgenaue Belichtung SLA sind die zwei meist eingesetzten Verfahren in der Zahntechnik.
Anders als beim FFF wird bei der Maskenbelichtung („Digital Light Processing“; DLP) die Schichtung nicht über Aufschmelzen und Abkühlen, sondern über Polymerisationsprozesse erreicht. …

Selective Laser Melting

Die Werkstücke werden mit dem CAD verfahren eingescannt virtuell Modelliert und anschließend werden die Daten versendet.
Mit dem SLM-Verfahren wird das Werkstück schichtweise dreidimensional aufgebaut. Dafür wird das Metall in sehr feiner Pulverform in Schichten (Layer) aufgetragen. Anschließend schmilzt ein …