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Dental 3D-Druck

Der schichtweise Aufbau von Werkstücken im 3D-Druck entstammt dem Rapid Prototyping und zählt zu den additiven Fertigungsverfahren. Computergesteuert schmelzen oder härten diese Systeme mittels Licht oder Laser Supportmaterialien wie lichthärtende Kunstharze oder Metallpulver. Als „Druckvorlage“ dienen CAD-Daten aus fachspezifischer Design-Software.

Die Anwendungen im 3D-Druck sind nach dem abflauenden Hype erwachsen geworden und haben neben dem industriellen Einsatz inzwischen auch den medizinischen Bereich erfasst. Die rekonstruktive Chirurgie nutzt biokompatible Druckmaterialien für die Wiederherstellung von Gesichts- und Schädelstrukturen von Unfallopfern und ersetzt defekte Knochen-strukturen durch gedruckte Hüftprothesen und Wirbelsäulenimplantate aus Titan. Inzwischen forschen Institute sogar an der Nutzung der Printtechnologie für den Ersatz von Blutgefäßen und künstlichen Organen.

Wie sieht es aber mit dem Nutzen, den Vor- und Nachteilen der Systeme sowie möglicher Anwendungsbereiche im Dentalbereich aus?

Nutzen

Verfahren

Anwendungsbereiche

Entscheidung

 

Der Nutzen

Auch die digitale Zahnheilkunde hat den Nutzen der 3D Druckverfahren erkannt. Ob Metalle, Harze, Kunststoffe oder in bedingtem Umfang auch Keramik: die Druckverfahren bleiben ähnlich. Das 3D Objekt wird mittels Software in horizontale Layer (Ebenen) zerlegt und anschließend softwaregestützt im gewünschten Material Schicht für Schicht aufgebaut.

Während Metallsinter-Verfahren aufgrund der Investitionskosten eher Spezialdienstleistern vorbehalten sind, scheint sich in der Laborlandschaft die SLA- und DLP- Technologie bei Desktopgeräten zu etablieren, da sie konstant hohe Auflösungen und genauere Ergebnisse liefern als ähnliche Printverfahren wie z.B. die Extrudertechnik von Filamentdruckern.

Verfahren im 3D-Druck

Stereolithographie (SLA)

Die Stereolithographietechnik (SLA) nutzt einen Laser bestimmter Wellenlänge, der in einem photosensitiven Polymerbad die zu druckenden Bereiche aushärtet und Schicht für Schicht miteinander verbindet. Dabei wird die erste Schicht direkt mit der Bauplattform „verklebt“, die jüngsten Schichten miteinander verbunden und so das Objekt kopfüber im Kunststoffbad erstellt.

Der Laserstrahl ist Motor gesteuert und zeichnet in Reihen von Punkten und Linien die Konturen des Bauobjektes nach. Somit steht der Zeitaufwand für die Schicht-für-Schicht-Belichtung in Abhängigkeit zur Auslastung der Bauplattform. Bei Desktopgeräten mit geringem Bauabstand der Laserquelle zur Druckebene, kann es in den äußeren Rand-bereichen der Bauplattform zu leichten Verzerrungen kommen. Deshalb kommt auch der Platzierung der Bauelemente eine besondere Bedeutung zu. Sogenannte Stützstrukturen fangen überhängende Bauteile ab und werden später händisch entfernt.

Vorteile:

  • Hohe Präzision

Nachteile:

  • Bauzeit abhängig von der Auslastung der Bauplattform und der gewählten Präzision

 

Digital Light-Processing (DLP)

Die DLP-Technik unterscheidet sich zu vorgenannter durch die Lichtquelle und das Belichtungsverfahren. Sie nutzt einen digitalen Lichtprozesser (häufig Projektor) der die einzelnen Layer in einem Vorgang belichtet. Bei dem Projektor kann es sich beispielsweise um einen Videoprojektor handeln dessen Auflösung auch die 3D-Druck-Auflösung bestimmt. Der Vorteil dieser Projektor-technologie liegt in der kürzeren Bauzeit, da es für die Gesamt-belichtung der Einzelschichten unerheblich ist, ob die Bauplattform komplett ausgenutzt ist, oder nur ein Element gedruckt wird.

 Vorteile:

  • Meist schneller als andere Druckverfahren
  • Hohe Präzision

Nachteile:

  • Bauzeit abhängig von der gewählten Präzision

Entsprechend der gewünschten Einsatzgebiete gibt es Druckharze unterschiedlicher Materialeigenschaften (z.B. biokompatible Materialien) und Medizinproduktklassen. Am Ende des Bauprozesses müssen sowohl bei stereolithographischen Druckverfahren wie auch bei der DLP-Technologie die Objekte in einer Reinigungslösung von überschüssigem Druckharz gereinigt werden. Im Anschluss erfolgt eine Durchhärtung des geprinteten Objekts mit UV-Licht und die Entfernung der Supportstrukturen.

Die Anwendungsbereiche

Die Herstellung von Endprodukten wie auch Halbzeugen zur Weiterverarbeitung sind die Domäne des 3D-Drucks in der digitalen Zahntechnik. Hier substituieren sie - auf Basis eines Intraoralscans - Gipsmodelle durch gedruckte Kunststoffmodelle, tiefgezogene Schienen durch das geprintete Pendant oder traditionell gefertigte Gussvorlagen durch gedruckte     aus ausbrennbaren Kunststoffen. Auf Basis von DVT-Daten ermöglichen sie zusätzlich die Herstellung digital gefertigter Chirurgie-Schablonen und inzwischen auch die Fertigung von Vollprothesen.

Die eigene Entscheidung

Eine pauschale Aussage welches System das Richtige ist, lässt sich ohne genaue Kenntnis der Einsatzzwecke kaum treffen. Am Besten sichert eine Beratung durch unsere CAD/ CAM-Laborspezialisten Ihre Investitionsentscheidung ab. Hierbei erhalten Sie vertiefende Informationen zu Technologien, Einsatzgebieten und ökonomischen Parametern der DLP-Drucker für Ihr individuelles Indikationsspektrum.


Dies ist nur ein Auszug aus dem breiten Produktportfolio der Pluradent. Für weitere Informationen sprechen Sie uns an.

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