Fachbeitrag
Wissen
06.08.24
Richtig fräsen im Dentallabor
Tipps und Tricks für den optimalen Einsatz von Fräswerkzeugen
Wie setzt man beim Dental-Fräsen Werkzeuge so ein, dass der Verschleiß minimiert und die Ergebnisse optimiert werden? Stefan Müller, Inhaber und Geschäftsführer des Fräszentrums Süd und gelernter Zahntechniker, klärt in diesem Beitrag über die wichtigsten Kriterien für den optimalen Einsatz von Fräswerkzeugen auf und verrät seine fünf besten Tipps.
Wichtig in der erfolgreichen Mensch-Maschine-Interaktion beim Fräsen sind für Müller viele Erfahrungswerte aus der täglichen Arbeit – sei es im Bezug auf die Wahl der Fräswerkzeuge oder das Handling der einzelnen Materialien wie beispielsweise die Kühlung.
Die Wahl des Fräsertyps
Im Dentalbereich haben Schaftfräser und Kugelfräser jeweils spezifische Einsatzbereiche. Die Fräsertypen unterscheiden sich aufgrund ihrer Geometrie und Funktion. Die Wahl des richtigen Fräswerkzeugs hängt stark von der spezifischen Bearbeitungsaufgabe und dem gewünschten Endergebnis ab. Folgende Übersicht zeigt, wann und warum man welchen Fräsertypen verwendet.
Einsatzbereiche von Schaftfräsern
Schaftfräser sind ideal für ebene Oberflächen, scharfe Kanten und schnelles Materialabtragen.
- Flächenbearbeitung: Schaftfräser werden häufig zur Bearbeitung flacher und ebener Oberflächen verwendet. Sie sind ideal für das Fräsen von flachen Kavitäten und die Erstellung von parallelen Wänden bei Friktionselementen.
- Kantenbearbeitung: Diese Fräser sind nützlich zum Schneiden von klaren und scharfen Kanten und Ecken.
- Materialabtrag: Schaftfräser eignen sich gut für das schnelle Entfernen von Material in den frühen Bearbeitungsstadien.
Beispiel
Implantat Anschlussgeometrie: Beim Fräsen der Basisform und der internen Struktur eines Implantatanschlusses kann ein Schaftfräser verwendet werden, um präzise und ebene Oberflächen zu erzeugen.
Einsatzbereiche von Kugelfräsern
Kugelfräser eignen sich perfekt für gekrümmte Oberflächen, detaillierte Feinbearbeitung und natürliche Oberflächenstrukturen.
- Freiformflächenbearbeitung: Kugelfräser sind ideal für das Fräsen von komplexen und gekrümmten Oberflächen. Sie ermöglichen glatte Übergänge und sind perfekt für das Bearbeiten von konturierten Formen.
- Feinbearbeitung: Diese Fräser werden häufig in der Feinbearbeitung eingesetzt, um Details und Konturen zu verfeinern und zu glätten.
- Oberflächenstrukturierung: Kugelfräser eignen sich besonders gut für das Hinzufügen von Oberflächenstrukturen und Texturen, die natürliche Zahnformen nachahmen.
Beispiel
Zirkonoxidkronen: Beim Feinfräsen der okklusalen Oberfläche eines Inlays/Krone aus Zirkonoxid wird ein Kugelfräser verwendet, um die anatomischen Details der Kaufläche zu modellieren und eine glatte Oberfläche zu erzielen.
Die Wahl der Fräserlänge
Die Wahl der Werkzeuglänge ist entscheidend für die Präzision, Qualität und Effizienz. Für die meisten dentalen Fräsarbeiten sollten kürzere Werkzeuge bevorzugt werden, um die bestmögliche Präzision und Oberflächenqualität zu erreichen. Längere Werkzeuge sollten gezielt eingesetzt werden, wenn tiefere oder schwer zugängliche Bereiche bearbeitet werden müssen. Die richtige Balance und Auswahl der Werkzeuglänge, abhängig von der spezifischen Aufgabe, trägt maßgeblich zu optimalen Ergebnissen bei.
Vorteile kurzer Werkzeuge
- Reduzierte Vibrationen: Kürzere Werkzeuge sind steifer und neigen weniger zu Vibrationen. Dies führt zu präziseren Schnitten und besseren Oberflächenqualitäten.
- Erhöhte Stabilität: Die geringere Länge minimiert die Gefahr von Werkzeugverlagerungen oder Biegungen, was die Genauigkeit der Bearbeitung verbessert.
- Bessere Oberflächenqualität: Da die Vibrationen reduziert sind, erhält man eine glattere Oberfläche, die weniger Nacharbeit erfordert.
- Längere Werkzeuglebensdauer: Weniger Vibrationen und Biegungen bedeuten auch weniger mechanische Belastung auf das Werkzeug, was seine Lebensdauer verlängert.
Nachteile kurzer Werkzeuge
- Eingeschränkte Flexibilität: Kürzere Werkzeuge können schwierig zu verwenden sein, wenn tiefe Kavitäten oder komplexe Geometrien bearbeitet werden müssen.
Anwendungsgebiete kurzer Fräser
- Kronen und Brücken: Für die Präparation von Oberflächen und Rändern von Kronen und Brücken ist eine kurze Werkzeuglänge ideal.
- Inlays und Onlays: Bei der Bearbeitung von flachen oder leicht gewölbten Oberflächen wie bei Inlays und Onlays profitieren Zahntechniker von der Präzision kurzer Werkzeuge.
Vorteile längerer Werkzeuge
- Erreichbarkeit tiefer Kavitäten: Längere Werkzeuge können tiefer in Kavitäten eindringen, was bei der Bearbeitung komplexer Formen und schwer zugänglicher Bereiche notwendig ist.
- Vielseitigkeit: Längere Werkzeuge bieten mehr Flexibilität bei der Bearbeitung verschiedener Tiefen und Geometrien.
Nachteile längerer Werkzeuge
- Erhöhte Vibrationen: Längere Werkzeuge sind anfälliger für Vibrationen und Biegungen, was die Oberflächenqualität beeinträchtigen kann.
- Geringere Stabilität: Die höhere Anfälligkeit für Verlagerungen und Biegungen kann die Präzision der Bearbeitung reduzieren.
Anwendungsgebiete längerer Fräser
- Tiefe Präparationen: Bei der Bearbeitung von tiefen bzw. sehr schmalen Kavitäten oder komplexen Brückenstrukturen ist eine längere Werkzeuglänge notwendig.
- Komplexe Geometrien: Für Arbeiten, die tiefere und schwierig zugängliche Bereiche erfordern, wie bei der Gestaltung von mehrgliedrigen Brücken oder speziellen Implantat-Abutments.
Die richtige Kühlung und andere Vorkehrungen
Die optimale Kühlung von Fräswerkzeugen bei der Bearbeitung verschiedener Materialien im dentalen Bereich ist entscheidend für die Präzision, Qualität und Lebensdauer der Werkzeuge. Durch die Umsetzung folgender Kühlstrategien und spezifischer Vorkehrungen für Kobalt-Chrom, Titan, Zirkonoxid und Kunststoff können Zahntechniker die Lebensdauer der Werkzeuge verlängern, die Qualität der bearbeiteten Werkstücke verbessern und die Effizienz der Bearbeitungsprozesse im dentalen Bereich maximieren.
Kobalt-Chrom (CoCr)
- Hohe Kühlmittelmenge: Verwenden Sie eine große Menge an Kühlschmiermittel (KSS), um die Wärme effizient abzuführen.
- Direkte Kühlung: Stellen Sie sicher, dass das Kühlmittel direkt auf die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück gerichtet ist.
- KSS-Zufuhrsystem: Ein leistungsfähiges Kühlsystem mit ausreichendem Druck und Volumenstrom.
- Filterung: Regelmäßige Filterung und Reinigung des Kühlsystems, um Verunreinigungen zu vermeiden
- Kühlmittelqualität: Verwenden Sie hochwertiges, für CoCr geeignetes Kühlschmiermittel.
Titan
- Überflutungskühlung: Große Mengen an Kühlmittel, um die Wärme effektiv zu kontrollieren.
- Niedrige Schnittgeschwindigkeiten: Reduzieren Sie die Schnittgeschwindigkeit, um die Wärmeentwicklung zu minimieren.
- KSS-System: Ein starkes, präzises Kühlsystem, das eine konstante Kühlung gewährleistet.
- Werkzeugüberwachung: Regelmäßige Kontrolle und Wartung der Werkzeuge, um Überhitzung zu vermeiden.
- Optimierte Parameter: Anpassung der Maschinenparameter für Titan-Bearbeitung
- Sicherheitsvorkehrungen: Bei einer Bearbeitung mit Vollstrahlöl muss die Maschine über eine CO2-Löschanlage verfügen, da hier erhöhte Brandgefahr besteht!
Zirkonoxid
- Luftkühlung: Kontinuierliche oder Impuls-Luftkühlung, um die thermische Belastung zu reduzieren und vor allem die Stäube wegzubekommen.
- Saubere Luft: Die zur Verfügung stehende Luft muss gefiltert und ölfrei sein.
- Düsenplatzierung: Präzise Ausrichtung der Düsen, um eine gleichmäßige Kühlung sicherzustellen.
Kunststoff (PMMA, PEEK)
- Luft- oder Minimalmengenschmierung: Verwendung von Luftkühlung oder minimaler Schmiermittelzufuhr, da Kunststoffe leicht schmelzen können.
- Niedrige Temperaturen: Vermeiden Sie hohe Temperaturen, um das Material nicht zu verformen oder zu schmelzen.
- Luftkühlungssystem: Ein effektives Luftkühlungssystem oder minimaler KSS-Einsatz
- Temperaturüberwachung: Kontinuierliche Überwachung der Temperatur während der Bearbeitung
- Werkzeuggeometrie: Verwendung von scharfen Werkzeugen mit geeigneter Geometrie, um den Schnittdruck zu minimieren.
Allgemeine Vorkehrungen und Tipps
- Regelmäßige Wartung: Regelmäßige Inspektion und Wartung der Kühlmittelsysteme und Werkzeuge, um optimale Leistung zu gewährleisten.
- Qualitätskontrolle: Überwachung der Qualität des Kühlmittels und der Kühlmittelzufuhr, um Verunreinigungen und Blockierungen zu vermeiden.
- Anpassung der Parameter: Optimierung der Maschinenparameter (Drehzahl, Vorschub, Schnitttiefe) für jedes Material und Werkzeug
- Schutzmaßnahmen: Schutz der Maschinenbediener durch geeignete Schutzausrüstung und Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit Kühlschmiermitteln
- Dokumentation: Führen Sie eine detaillierte Dokumentation der Kühlstrategien und Wartungsprotokolle, um kontinuierliche Verbesserungen zu ermöglichen. Kühlschmiermittel (KSS) sollte wöchentlich überprüft werden (Konzentration bei Emulsion, Wasserhärte, Nitritgehalt, pH-Wert).
Die richtige Beschichtung der Fräswerkzeuge
Die Auswahl der Fräserbeschichtung ist entscheidend, verbessert Effizienz, Präzision und Lebensdauer der Werkzeuge erheblich und führt zu besseren Ergebnissen bei der Bearbeitung unterschiedlicher dentaler Materialien.
Diamantbeschichtung (Diamond-Like Carbon, DLC): Beschichtung für Zirkonoxid
- Hervorragende Härte: Diamantbeschichtungen sind extrem hart und widerstandsfähig, ideal für die Bearbeitung von harten Materialien wie Zirkonoxid.
- Verschleißfestigkeit: Hohe Abriebfestigkeit sorgt für eine längere Werkzeuglebensdauer.
- Reduzierte Reibung: Die glatte Oberfläche der Diamantbeschichtung verringert die Reibung und verhindert, dass das Material an der Werkzeugoberfläche haftet.
- DLC-beschichtete Fräser können die harte Struktur des Materials ohne übermäßigen Verschleiß bewältigen.
Aluminium-Titan-Nitrid (AlTiN) oder Titanium-Aluminium-Nitrid (TiAlN): Beschichtung für Kobalt-Chrom (CoCr)
- Hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit: AlTiN- und TiAlN-Beschichtungen bieten eine hohe Härte und sind beständig gegen hohe Temperaturen, die bei der Bearbeitung von Kobalt-Chrom auftreten können.
- Thermische Stabilität: Diese Beschichtungen halten hohen Temperaturen stand und reduzieren die Wärmeentwicklung.
- Verbesserte Werkzeuglebensdauer: Sie verlängern die Lebensdauer der Werkzeuge und verbessern die Bearbeitungsqualität.
- TiAlN-beschichtete Fräser sind ideal für die Bearbeitung von Kobalt-Chrom, da sie die thermischen und mechanischen Anforderungen des Materials bewältigen können.
Titanium-Nitrid (TiN) oder Titanium-Aluminium-Nitrid (TiAlN): Beschichtung für Titan
- Verbesserte Verschleißfestigkeit: TiN- und TiAlN-Beschichtungen bieten eine hohe Verschleißfestigkeit, die besonders bei der Bearbeitung von Titan von Vorteil ist.
- Reduzierte Reibung: Diese Beschichtungen verringern die Reibung und verhindern Materialanhaftungen.
- Korrosionsbeständigkeit: TiN und TiAlN bieten eine gute Korrosionsbeständigkeit, was bei der Bearbeitung von Titan wichtig ist.
- TiN-beschichtete Fräser bieten eine gute Kombination aus Härte, Verschleißfestigkeit und thermischer Stabilität.
Unbeschichtete Hartmetallfräser oder TiN-Beschichtung: Beschichtung für Kunststoff (PMMA, PEEK)
- Schärfe und Schnittqualität: Unbeschichtete Hartmetallfräser sind ausreichend scharf und bieten eine gute Schnittqualität bei weichen Materialien wie Kunststoff.
- Reduzierte Kosten: Unbeschichtete Fräser sind kostengünstiger und ausreichend für die Bearbeitung von weichen Materialien.
- Geringe Reibung: TiN-Beschichtungen können ebenfalls verwendet werden, um die Reibung weiter zu reduzieren und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern.
- Unbeschichtete Hartmetallfräser werden oft für die Bearbeitung von Kunststoffen verwendet, da diese Materialien relativ weich sind und keine spezielle Beschichtung erfordern.
Der richtige Werkzeugdurchmesser
Die Wahl des richtigen Werkzeugdurchmessers hängt von der spezifischen Anwendung, dem zu bearbeitenden Material und den gewünschten Ergebnissen ab. Ein sorgfältig ausgewählter Durchmesser verbessert die Effizienz und Qualität der Restaurationen erheblich.
Kleinere Werkzeugdurchmesser (0,3–2 mm)
- Vorteile
Hohe Präzision: Kleinere Werkzeuge bieten eine höhere Detailgenauigkeit und eignen sich hervorragend für feine und detaillierte Arbeiten.
Bessere Zugänglichkeit: Ideal für enge und schwer zugängliche Bereiche, wie tiefe Fissuren und Zwischenräume Glattere Oberflächen: Durch die kleinere Kontaktfläche können feinere Oberflächenstrukturen erzeugt werden. - Nachteile
Geringer Materialabtrag: Kleinere Fräser haben einen langsameren Materialabtrag, was die Bearbeitungszeit verlängern kann.
Empfindlicher: Höhere Anfälligkeit für Brüche und Verschleiß, insbesondere bei härteren Materialien
Höhere Kosten: Häufigere Werkzeugwechsel und -ersatz können die Betriebskosten erhöhen. - Anwendungen
Feindetails und Oberflächenstrukturen: Ideal für das Fräsen von feinen Details auf Kronen, Brücken und Inlays Zwischenräume: Bearbeitung von engen Zwischenräumen und Konturen
Zirkonoxid und Kunststoffe: Fräser mit kleinem Durchmesser eignen sich besonders gut für die Bearbeitung von Zirkonoxid und Kunststoffen, da sie präzise und glatte Oberflächen erzeugen können.
Mittlere Werkzeugdurchmesser (2–4 mm)
- Vorteile
Ausgewogenheit: Bieten eine gute Balance zwischen Materialabtrag und Präzision.
Vielseitigkeit: Geeignet für eine Vielzahl von Anwendungen, von der Grobbearbeitung bis zur Feinbearbeitung. Längere Lebensdauer: Mittlere Fräser sind stabiler und haben eine längere Lebensdauer als kleinere Fräser. - Nachteile
Eingeschränkte Präzision: Weniger präzise als kleinere Fräser bei der Bearbeitung sehr feiner Details. Begrenzte Zugänglichkeit: Können Schwierigkeiten haben, in sehr engen Bereichen zu arbeiten. - Anwendungen
Allgemeine Bearbeitung: Geeignet für die meisten Bearbeitungsaufgaben, wie das Fräsen von Kronen, Brücken und Implantaten.
Kobalt-Chrom und Titan: Mittlere Fräser sind robust genug, um diese härteren Materialien effizient zu bearbeiten.
Größere Werkzeugdurchmesser (4 mm und größer)
- Vorteile
Hoher Materialabtrag: Größere Fräser können in kurzer Zeit viel Material entfernen, was die Bearbeitungszeit verkürzt.
Stabilität und Lebensdauer: Größere Fräser sind stabiler und weniger anfällig für Brüche und Verschleiß.
Effiziente Grobbearbeitung: Ideal für die initiale Formgebung und das schnelle Abtragen großer Materialmengen - Nachteile
Geringere Präzision: Weniger geeignet für feine Details und präzise Oberflächenbearbeitung
Eingeschränkte Zugänglichkeit: Nicht geeignet für enge Bereiche und detaillierte Arbeiten
Erhöhte Belastung: Höhere mechanische Belastung auf die Maschine und das Material - Anwendungen
Grobbearbeitung: Ideal für die initiale Formgebung und das Entfernen großer Materialmengen bei der Bearbeitung von Rohlingen
Implantat-Abutment und Totalprothesen-Basis: Bearbeitung von größeren Strukturen, wo hohe Stabilität und Materialabtrag erforderlich sind.
Die 5 besten Fräs-Tipps von Stefan Müller
- Kleine Werkzeuge nur da einsetzen, wo sie auch wirklich benötigt werden!
- Freilängen von Werkzeugen richtig wählen: so lang wie nötig, so kurz wie möglich!
- Durchmesser von Werkzeugen richtig wählen: so groß wie möglich, so klein wie nötig!
- Rundlauf der Spindel und Werkzeugaufnahmen regelmäßig prüfen, das verbessert Oberflächen und reduziert Werkzeugverschleiß!
- Eine gut programmierte Strategie passt immer nur auf die dafür vorgesehen Maschine!
Kontakt
Fräszentrum Süd
Stefan Müller
Fraunhoferstr. 5
82377 Penzberg
Tel. +49 8856 9365639
support@fzsonline.de
www.fraeszentrum-sued.de
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