Bericht

3D-Druck

17.05.22

Gedruckte Goldgerüste

Additive Fertigung von Edelmetallen bei C.Hafner

dd Redaktion

Die additive hat gegenüber der subtraktiven Fertigung einige Vorteile. In vielen Bereichen wird daher schon gedruckt statt gefräst. Längst ist es möglich, Nichtedelmetallgerüste additiv zu fertigen. Doch wie sieht es bei Edelmetallen aus? Wir sprachen mit Heiko Grusche, Leiter Vertrieb bei C.Hafner über den Status quo beim Druck von hochgoldhaltigen Legierungen.

Herr Grusche, in welchen Branchen werden Edelmetalle additiv verarbeitet?
Edelmetalle wurden schon immer in der Schmuck- und Dentalbranche verarbeitet. Außerdem gibt es zahlreiche Anwendungen in Form von Komponenten für die Regel- und Messtechnik und für verschiedene Medizintechnikprodukte. Für alle diese Anwendungen wird nun untersucht, inwieweit die additive Fertigung die klassischen Produktionsverfahren wie Guss, Umformen oder Fräsen ersetzen kann. Die ersten Applikationen haben wir bei C.Hafner bereits für die Schmuckbranche und industrielle technische Anwendungen realisiert. Nun steht auch eine Applikation für dentale Anwendungen zur Verfügung – für die Herstellung von Goldgerüsten für Zahnersatz.

Weshalb ist die additive Fertigung ein weiterer Schritt in Richtung Nachhaltigkeit?
Wenn man sich die traditionellen Herstellverfahren wie Guss oder Frästechnik anschaut, wird man feststellen, dass dabei relativ viele Abfälle in Form von Gussresten oder Spänen entstehen. Diese Abfälle müssen aufwändig recycelt werden und ein Verarbeitungsverlust ist nicht zu vermeiden. Die additive Fertigung erlaubt hingegen den Materialeinsatz in Pulverform und es wird für die Bauteile nur die entsprechende Menge Pulver benötigt, die im Volumen des Bauteils vorgesehen ist – zuzüglich nötiger Stützstrukturen. Nicht benötigtes Pulver kann durch Sieben wiedergewonnen und mehrfach verwendet werden (Abb. 1). Es ist also eine materialsparende und dadurch nachhaltigere Technologie.

Welche Vorteile bietet die Pulvertechnologie?
Wie eben angedeutet, ist ein unschlagbarer Vorteil die Wiederverwendbarkeit von Pulverresten. Aber im Pulver steckt noch mehr. Der mikrokristalline Aufbau der additiv aus Pulver gefertigten Produkte ist um den Faktor 10 feiner als bei gegossenen Strukturen. Additiv gefertigte Objekte haben eine definierte Dichte, das heißt die Freiheit beziehungsweise Minimierung von Poren oder gar Lunkern. Über die Prozessparameter in der Fertigung lassen sich sogar mechanische Eigenschaften des Produktes wie Festigkeitswerte oder Härte definieren und reproduzieren.

Weshalb eignet sich der dentale 3D-Druck insbesondere für die Herstellung von Verblendarbeiten?
Der 3D-Druck ist selbstredend nicht nur für Verblendarbeiten geeignet. Als speziellen Vorteil für Verblendarbeiten wären jedoch die filigraneren Gestaltungsmöglichkeiten für die Gerüste, speziell beim interdentalen Separieren, zu nennen. Damit wird der ästhetischen Gestaltung der Keramik mehr Raum gegeben. Außerdem ist die Gerüstoberfläche nicht so spiegelglatt wie nach dem Fräsen, die dann für eine Keramikverblendung noch aufgeraut und abgestrahlt werden muss. Beim 3D-Druck hingegen sind die Mikroretentionen gewissermaßen schon „eingebaut“.

Wie viel Nacharbeit muss im Labor noch vorgenommen werden?
Wie üblich erfolgt im Labor eine kurze Überarbeitung der Oberflächen. Sind Scan und Konstruktionsdaten in Ordnung, kann von einer initial guten Passung ausgegangen werden. Aufwändiges Aufpassen sollte also wie in der Frästechnik entfallen. Lediglich die Bereiche der Stützzonen, in der Regel okklusal, müssen etwas intensiver verschliffen werden.

Für welche Legierung bieten Sie den 3D-Druck bereits an?
Aktuell bietet C.Hafner die gelbe hochgoldhaltige Legierung Orplid CF im 3D-Druck an (Abb. 2 und 3). Die Legierung ist universell einsetzbar und kupferfrei. Die Legierung ist mit allen niedrigschmelzenden, hochexpandierenden Keramiken verblendbar. Mit 72 Prozent Goldgehalt liegt die Legierung preislich unter den klassischen hochholdhaltigen Legierungen für normalexpandierende Keramiken.

An welchen Entwicklungen arbeiten Sie derzeit?
Der Trend der Transformation von Materialien und Verfahren in Richtung additiver Fertigung wird anhalten und sich noch verstärken. Deshalb forscht und entwickelt C.Hafner an diesen Themen intensiv weiter. Es werden sowohl weitere Legierungen auf ihre Eignung für den 3D-Druck untersucht als auch die Integration von Fertigungsverfahren wie zum Beispiel die Hybridfertigung für teleskopierende Arbeiten vorangetrieben.

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Erweitertes Portfolio mit Hybrid-Workflow

CADdent hat seine Fertigungsverfahren um die hochpräzise HYBRID-Fertigung ergänzt. Diese innovative Fertigungsmethode vereint die Vorteile des LaserMelting-Verfahrens mit der CNC-Technik, und ist somit ideal für teleskopierende sowie okklusal direkt verschraubte Arbeiten geeignet. Besonderes Augenmerk liegt bei der inhouse Weiterentwicklung des Fertigungsverfahren auf der Präzision, so kann CADdent nun eine durchgängige Vestibulärfläche mit einer Dicke von nur 0,4 - 0,5 mm realisieren. Zudem ist CADdent das einzige Fertigungszentrum in Deutschland, das die Bearbeitung von Titan im Hybrid-Verfahren anbietet.

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Additive Fertigung von Edelmetallen bei C.Hafner

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1 - Befreiung aus dem Pulverbett. Das nicht benötigte Pulver kann durch Sieben wiedergewonnen und mehrfach verwendet werden.

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