Laborbericht

3D-Druck

30.03.22

Digitale Transformation

3D-Druck ermöglicht noch präzisere Bohrschablonen und Dentalmodelle

dd Redaktion

Der 3D-Druck ist nicht nur in der Humanmedizin eine willkommene Stütze – auch die Zahnmedizin profitiert von der Schnelligkeit und Flexibilität der Geräte. Innerhalb kurzer Zeit lassen sich zahnmedizinische Produkte herstellen. Im Dentallabor Kreimer sind inzwischen zwei 3D-Drucker im Dauereinsatz.

Die Digitalisierung eröffnet auch der Dentalbranche neue Perspektiven und ermöglicht Zahnärzten und Zahntechnikern eine noch höhere Präzision bei ihren Arbeiten. Denn höchste Genauigkeit ist in der Zahnmedizin oberstes Gebot – professionelles Handwerk bietet dafür die Grundlage. Innovative Verfahren und Materialien heben die Ergebnisse in dieser Sphäre jedoch auf eine neue Stufe. Wer sich für Letztere offen zeigt, erhält bemerkenswerte Ergebnisse. Nicht zuletzt aus diesem Grund setzen viele Dentallabore, Zahnarztpraxen und Kieferorthopädien weltweit auf den 3D-Druck. Die Neuheiten auf diesem Gebiet sind rasant und das Angebot an Geräten und Materialien wächst stetig. Stephan Kreimer (Abb. 1), Dentallabor Kreimer in Warendorf bei Münster, setzt in seinem Arbeitsalltag auf solche neuartige Fertigungstechnologien. Der 3D-Druck ist inzwischen ein fester Bestandteil davon. Schon früher hat das Dentallabor 3D-Druck genutzt. Die Fertigung von Dentalmodellen und weiteren 3D-Druck Applikationen wurde damals jedoch an einen externen Fertigungsdienstleister ausgelagert. Dieser Workflow kostete Zeit: Die Arbeit verzögerte sich um zwei bis drei Tage aufgrund der externen Fertigung und dem Versand. Weitere Indikationen wurden damals entweder konventionell oder intern mit einer CNC-Fräsanlage gefertigt.

Nach kurzer Zeit im Dauereinsatz
Vor einigen Jahren machte das Dentallabor erste Erfahrungen mit einem 3D-Drucker. Schon kurze Zeit später war das Gerät im Dauereinsatz. Inzwischen hat Kreimer ein weiteres Modell in seinen Fertigungsalltag integriert. Zu seinem ersten digitalen Kollegen, dem Form2 (Formlabs), kam zusätzlich der Form 3B (Formlabs) (Abb. 2) hinzu. Kreimers neueste Errungenschaft wurde speziell für die Zahnmedizin entworfen. Es ist der bisher genaueste Drucker, dem die „Low Force Stereolithography“-Technologie zugrunde liegt. Das Gerät erreicht Druckergebnisse mit sehr hoher Oberflächenqualität und -klarheit. Zudem punktet dieser Desktop-3D-Drucker mit kompakter Größe und seiner Benutzerfreundlichkeit. Einzelne Bauteile können leicht von jedem Nutzer ausgewechselt werden. Der Ferndruck per App ist eine weitere Option. Während die 3D-Drucker fester Bestand im Arbeitsalltag von Stephan Kreimer sind, verwenden etwa 70 Prozent seiner Kunden Intraoralscanner. Das führt dazu, dass Kreimers Drucker Tag und Nacht in Verwendung sind. Der Einsatz der 3D-Drucker verschafft Vorteile in puncto Qualität, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit. Der Produktion geht jedoch stets eine digitale Konstruktion voraus. Durch den Intraoralscanner in der Zahnarzt­praxis oder durch einen Desktopscanner im Dentallabor werden Patientendaten digitalisiert. Anschließend werden die Daten in eine dentale CAD-Software importiert, in der das Design der Restauration vorgenommen wird. Die STL-Ausgabe der CAD Software kann mit einer speziellen Software für den 3D-Druck vorbereitet werden. Nach dem Druck werden die Objekte in Isopropanol (99 Prozent) gereinigt und mit einem Lichthärtegerät endgehärtet. Die manuelle Bearbeitung durch einen Zahntechniker, um das Dentalprodukt zu veredeln, bleibt nach wie vor Handarbeit.

Mehr Einsatzzwecke aufgrund wachsender Materialvielfalt
Obwohl die Drucker anfangs nur für die Modellproduktion (Abb. 3) angeschafft wurden, erweiterte Stephan Kreimer schon bald die Einsatzgebiete der Geräte. Durch die stetig wachsende Materialvielfalt werden kontinuierlich weitere Einsatzzwecke ermöglicht: „So können zum Beispiel gussfähige Objekte, Bohrschablonen, individuelle Löffel, provisorische Kronen und Brücken und weitere Indikationen durch speziell für den Dentalbereich entwickelte Materialien hergestellt werden“, so Kreimer. In Stephan Kreimers Dentallabor kommen heute nahezu alle für seine Drucker verfügbaren Materialien für den Dentalbereich zum Einsatz. Inzwischen gibt es sieben verschiedene Kunstharze (Resins), die für den Einsatz in der Zahnmedizin entwickelt wurden. Darunter etwa ein Kunstharz für die Herstellung von Zahnmodellen und transparenten Aufbissschienen, ein spezielles Material für hochwertige chirurgische Bohrschablonen (Abb. 4) oder etwa ein Resin zum Pressen und Gießen von Kronen, Brücken und Modellgussprothesen. Da der Hersteller das gesamte Ökosystem aus einer Hand bereitstellt – also 3D-Drucker, Slicing Software, Materialien und Post-Processing, sind die einzelnen Elemente genau aufeinander abgestimmt. „Durch das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten liegt die Erfolgsquote der Drucke bei beinahe 100 Prozent“, berichtet Stephan Kreimer aus seiner Erfahrung. Das war nicht immer so. Noch vor einigen Jahren waren die Kunstharze für den 3D-Druck vergleichbaren Materialien für die CAD/CAM-Fertigung unterlegen. Doch die Entwicklung im Bereich der Photopolymere steht nicht still. Die Materialeigenschaften haben sich in der jüngsten Vergangenheit deutlich verbessert. Mittlerweile gibt es einige Photopolymere, die in puncto Materialeigenschaften bestimmte Materialien für die CAD/CAM-Fertigung sogar übertreffen. Die Entwicklung schreitet stetig voran – die Digitalisierung der Zahnmedizin ist in vollem Gange.

Bildquelle
Abb. 1: © Kreimer
Abb. 2 – 4: © Formlabs

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