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Fachbeitrag
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3D-Druck, CAD/CAM
24.11.23
Let’s print & mill hybrid
Digitaler Workflow des Hybridprozesses aus Anwendersicht
Claudia Gabbert
Als eines der großen Dental-Labore in der Metropolregion Rhein-Neckar ist J.B. Zahntechnik in Angelbachtal ein Vorreiter in der Welt der Eigenfertigung mit einer beeindruckenden Belegschaft von 40 engagierten Mitarbeitenden. Das Unternehmen hat sich nicht nur durch seine hochwertigen Produkte, sondern auch durch seine innovative Herangehensweise an digitale Fertigungsprozesse einen Namen gemacht. Im Zeitalter der zahntechnischen Digitalisierung hat das Labor einen wegweisenden Schritt unternommen, um seine Fertigungsabläufe zu optimieren: den Übergang zu einem digitalen Workflow des Hybridprozesses von Teleskoparbeiten und weiteren komplexen Indikationen. Dieser Schritt zeigt nicht nur die hohe Innovationskraft, vielmehr geht es um eine Effizienzsteigerung bei der Herstellung von grazil gefertigten Arbeiten der Teleskoptechnik.
Vollgas im Hybridmodus Vorbei sind die Tage der konventionellen Fertigung von Teleskopen und Modellgüssen. J.B. Zahntechnik hat die Lösung gefunden: Hybridfertigung, die das Beste aus beiden Welten – Fräsen und Metalldruck – vereint. Tief verwurzelt in der DNA des Unternehmens sind die bewährten CAD/CAM-Fräsmaschinen CORiTEC 140i, 250i, 350i, 450i und 750i von imes-icore, die über Jahre hinweg die Fertigungslandschaft geprägt haben. Die Umsetzung dieser innovativen Fertigungstechnologie wurde im September 2022 Wirklichkeit durch die Lasermeltinganlage CORiTEC AM 100 & AM pure in Kombination mit einer neu angeschafften Fräsmaschine CORiTEC 350i Loader PRO+. Vom allerersten Tag an wurde der Schalter umgelegt – konventionell gefertigte Modellgüsse und Teleskoparbeiten gehörten der Vergangenheit an. Langsam anfangen? Nicht für die engagierten Mitarbeitenden. Hier hieß es von Beginn an: Vollgas im Hybridmodus.
Claudia Gabbert: Wie gestalteten sich die Anfänge? Christian Dort: Jede Technologie, jede neue Entwicklung erfordert immer eine gewisse Neugierde und Spannung im Dentallabor. Unterlagen und Arbeitsvorbereitungen mussten angepasst werden, war ja alles neu für uns! Erst in der täglichen Anwendung haben wir aus den Fehlern gelernt. Grundsätzlich lief alles reibungslos, auch aufgrund des großartigen Supports von imes-icore.
Das Team von J.B. Zahntechnik: Hubert Achilles, Christian Dort, Vanessa Hirzel und Tobias Kurz
4. Schritt: Berechnung in der CAM-Software, automatisches Setzen von okklusalen Supports und Querverstrebungen zur Stabilisierung, damit es beim Vergütungsprozess zu keinem Verzug kommt
4. Schritt: Berechnung in der CAM-Software, automatisches Setzen von okklusalen Supports und Querverstrebungen zur Stabilisierung, damit es beim Vergütungsprozess zu keinem Verzug kommt
6. Schritt: Druckvorgang in der CORiTEC AM 100
Welche Voraussetzungen müssen in einem Dentallabor für eine Hybridfertigung erfüllt sein? Joachim Becker: Die Anlage ist super und die Technik ist sensationell, deutlich besser als rein gefräste Modell-Gerüste. Im Vergleich sind beim Fräsen von Gerüsten der Materialverbrauch und Werkzeugverschleiß aber auch die Maschinenzeitbelegung zu hoch, wenn man solch große Stückzahlen produziert wie wir. Bei dem Metalldruck gibt es keine Guss-Ofenzeiten, keine Güsse, sodass die Mitarbeitenden dadurch mehr Zeit für hochwertige Verblendtechnik haben. Hubert Achilles: Hauptvoraussetzung ist engagiertes Personal, welches Lust auf solche modernen Technologien hat. Wichtig ist auch, dass das Grundwissen an Technik / PC und Software vorhanden ist. Und Schulungen, Schulungen und nochmal Schulungen, damit das Know-how zur Hybridfertigung sukzessive aufgebaut werden kann.
Warum ergänzt und erweitert die additive Technologie in Kombination mit der Fräsbearbeitung die Möglichkeiten und das Produktportfolio Ihres Labors? Tobias Kurz: Wir hatten einen richtigen WOW-Effekt und das ist entscheidend bei der zusätzlichen additiven Technologie: Bessere Reproduzierbarkeit, Effizienzsteigerung, viel passgenauere Ergebnisse als bei der analogen Fertigung. Man kann dünner drucken als man modelliert. Und vor allem braucht dann nichts mehr nachgeschliffen zu werden. Wenn wir Retainer designen und drucken sind sie absolut spannungsfrei und passen direkt. Vor allem fällt das Biegen der harten Drähte mit der Hand weg. Jetzt ist es ein Segen, mit der Lasermeltinganlage mit einer Wandstärke von 0,3 mm zu drucken und zwar durchgängig. Den gleichen Effekt erzielt man händisch nicht.
7. Schritt: Transport des Baumoduls vom Drucker zur Auspackeinheit CORiTEC AM pure
7. Schritt: Transport des Baumoduls vom Drucker zur Auspackeinheit CORiTEC AM pure
8. Schritt: Nach Abkühlung erfolgt das Nachfräsen
8. Schritt: Nach Abkühlung erfolgt das Nachfräsen
Welches sind die entscheidenden technischen Vorteile der CORiTEC AM 100 im Vergleich zu anderen marktgängigen Systemen? Dort: imes-icore ist der einzige Dentalsystemhersteller, der den Hybridprozess komplett validiert abbildet, in einer Software und in einem perfekt aufeinander abgestimmten System aus Metalldrucker und Fräsmaschine. Der Support auf allen Seiten von der Lasermeltinganlage über CAM und Fräsmaschine stimmt und ebenso das Preis-Leistungs-Verhältnis, welches sich für ein Gesamtsystem üblicherweise zwischen 150.000 und 200.000 Euro bewegt. Hinzu kommt noch die hohe Wirtschaftlichkeit durch die automatisierte und kontaktfreie Aufbereitung des überschüssigen Pulvers, das über ein Kartuschensystem unkompliziert wiederverwendet werden kann. Man hat somit als Labor ab dem ersten Tag die Möglichkeit der validierten Hybridfertigung mit Support – alles aus einer Hand. Aktuell bietet das kein anderes Unternehmen.
Wie sieht der Support für die Hybridfertigung aus? Achilles: Bei der Hybridfertigung ist imes-icore unser erster Ansprechpartner mit einem flotten und direkten Support. Der First Level Support für die Fräsmaschine wird vom Reseller gewährleistet. Bisher hatten wir mit der Fräsmaschine wenig bis gar keine Probleme. Supportanfragen erfolgen komfortabel über das Ticket-System des Resellers. Der Service ist gut.
Jetzt kommt ja bei dem Lasermelting häufig das Thema Gesundheit zur Sprache. Wie reflektieren Sie das Thema nach einem Jahr intensiver Anwendung in Ihrem Labor? Kurz: Da es ein Druck-System mit dicht verschlossenen Pulverkartuschen ist, kommen die Mitarbeitenden mit Staub nicht in Kontakt und es gibt keine gesundheitlichen Einschränkungen. Klar haben wir uns darüber auch Gedanken gemacht, zumal der Gesundheitsaspekt eine entscheidende Rolle in einem Dentallabor einnimmt. Wir nutzen lediglich Maske und Handschuhe erst an der Anlage, aber nicht im Raum, da es hier nicht zur Staubentwicklung kommt. Das Tragen einer Ganzkörperschutzausrüstung ist bei diesem System nicht nötig. Das erleichtert den Arbeitsalltag und reduziert die Prozesszeiten.
Säubern der gedruckten Teleskope nach dem Metalldruck
Integriertes Kartuschensystem für automatisierte und kontaktfreie Aufbereitung des überschüssigen Pulvers
Was raten Sie Laboren bei der Kaufentscheidung? Becker: Das Hauptaugenmerk muss bei der Investition darauf liegen, dass die Maschine mit einer breiten Indikationsspanne richtig ausgelastet ist. Läuft die Anlage nur einmal in der Woche, würde ich von einer Investition abraten. Ansonsten ist es ein System mit erheblichem Qualitäts- und Einsparpotenzial. Der digitale Workflow des Hybridprozesses von Teleskopen in zehn Schritten
Scannen der Primärteile
Scannen des Modells inkl. der Primärteile
Gerüstdesign und Matching der Daten aus beiden Scans, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen
Berechnung in der CAM-Software, automatisches Setzen von okklusalen Supports und Querverstrebungen zur Stabilisierung, damit es beim Vergütungsprozess zu keinem Verzug kommt
Vorbereitung der Lasermeltinganlage: Einbau der runden Hybrid-Platte für Teleskoparbeiten, die zum Nachfräsen geeignet ist
Druckvorgang in der CORiTEC AM 100
Transport des Baumoduls vom Drucker zur Auspackeinheit CORiTEC AM pure. Vergütungsprozess im Vergütungsofen
Nach Abkühlung erfolgt das Nachfräsen der additiv hergestellten Teleskope
Überprüfung der Passung des Teleskops. Eventuell kurzes Nachschichten bis optimales Ergebnis erzielt wird. Einfaches Handling durch Nullpunkt-Spannsystem in der Fräsmaschine
Abtrennen der gefertigten Arbeiten von der Bauplattform. FERTIG!
Möglicher Lieferumfang:
CORiTEC AM 100
Säge zum Trennen der gefertigten Arbeiten von der Bauplattform
Hybridhalter zum Einspannen der Bauplattform in eine CORiTEC Fräsmaschine
iCAM AM Hybrid – Software zum Platzieren und Nachfräsen der gedruckten Einheiten
CORiTEC AM pure – Auspack- und Pulveraufbereitungsstation
Amortisation der Investitionskosten für die Lasermeltinganlage:
1 Einstückguss pro Tag: ca. 4 Jahre
2 Einstückgusse pro Tag: ca. 2 Jahre
4 Außenteleskope pro Tag: ca. 4 Jahre
Angaben des Herstellers:
Innovatives Kartuschensystem Das eingesparte Material wird in der Vorratskartusche gesammelt
Integrierte Ultraschall-Siebeinheit Das verarbeitete Pulver wird durch die integrierte Ultraschall-Siebeinheit aufbereitet
Umgang mit Pulver Kein direkter Pulverkontakt
Enorme Materialeinsparung Gesiebtes und recyceltes Pulver kann für den nächsten Druckauftrag wiederverwendet werden
Maximierung der Leistung
Die CORiTEC AM100 arbeitet nach dem Laser-Powder-Bed-Fusion-Verfahren. Dabei schmilzt ein 200-Watt-Faserlaser mit einem Fokusdurchmesser von 45–70 µm das Pulvermaterial Schicht für Schicht auf. Dies ermöglicht die Herstellung komplexester Geometrien auf einer Fläche von 150 x 150 x 150 mm. Diese moderne Technologie vereint Schnelligkeit und Nachhaltigkeit und führt so zu einer kostengünstigen Herstellung von zahntechnischen Versorgungen.
Alles auf einen Blick
Druckprozess Laserstrahl-Schmelzverfahren (LPBF)
Laserleistung 200 W
Produktionskapazität / Tag Bis zu 500 Einheiten in CoCr
Kapazität / Bauplatte Bis zu 250 Zahneinheiten
Bauplatteeckig: 150 x 150 mmrund: Ø 115 mm
Schichthöhe 20–40 µm
Fokusdurchmesser Laser 45–70 μm
Inertgas Stickstoff
CAM-Software iCAM AM Laseri CAM v5 Hybrid
Wissenswert:
Erfahrungen von J.B. Zahntechnik nach einem Jahr Hybridfertigung: Versorgungen: Teleskope, Modellgüsse, Stegüberwürfe und Retainer. Die eckigen Bauplatten werden für Modellgüsse genutzt, weil diese nicht nachgefräst werden müssen. Druck von 6–8 Stück in einem Durchdurchgang abhängig von ihrer Größe. Runde Platte für Teleskope und Stegüberwürfe, da diese nachgefräst werden. Abhängig vom Kiefer: bequem 3 Einheiten. Die Kollegin stellt sich der Challenge, auch 4–5 Einheiten zu platzieren, das ist ein bisschen Tetris. Druckdauer: Abhängig von der Höhe des Drucks: 8–10 Stunden. Die Anlage läuft zwei Mal am Tag. Nach dem Tageslauf erfolgen das Ausbetten und Umbauen. Vorbereitung des Druckjobs für den Nachtlauf. Einheiten pro Durchgang: Auf der 150 x 150 mm Platte: ca. 200–250 Einheiten Platzbedarf: Die Anlage braucht ihren eigenen Raum, es wurde eine Trennwand eingezogen, Klimaanlage und Absaugung eingebaut. Die Raumgröße sollte mindestens 15 m² betragen. Die Abmessungen müssen vorher bedacht werden. Frontseitig muss genügend Platz zum Beladen unter Zuhilfenahme des Lifters vorhanden sein. 440 kg. Breite x Tiefe x Höhe: 1100 x 790 x 1900 mm Profit für Zahnärzte Präzision, Passung, Reproduzierbarkeit, keine Lunker und keine Fehlgüsse. Hohe Zufriedenheit, dadurch weniger Patienten zum Nacharbeiten nach dem Eingliedern von leichtgängigeren Versorgungen und dadurch natürlich Zeiteffizienz.
bredent hat mit der brePRINT Materialreihe ein Angebot für die essenziellen Anwendungsbereiche des dentalen 3D-Drucks entwickelt. Das Unternehmen untermauert damit ...
Die Innovationsrate und die Marktdurchdringung im Bereich digitaler Dentaltechnologien haben sich in den letzten Jahren enorm beschleunigt. Während sich bei ...
Produktnews
3D-Druck
15.03.24
Nachhaltiges 3D-Druckharz
Mit Ceramill XTP hat Amann Girrbach ein 3D-Druckharz entwickelt, das als erstes seiner Art vollständig TPO-frei ist und auch auf ...
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