Werkstoffe


Cooles Zirkoniumdioxid – Trockenbearbeitung im Labor


Die Zahntechniker sind immer wieder gefordert, neue Materialien in den täglichen

Arbeitsablauf zu integrieren. Dazu gehört auch seit mehr als zehn Jahren der Werkstoff Zirkoniumdioxid. Zahlreiche Beispiele haben gezeigt, dass dieses Gerüstmaterial einer anderen Art der Bearbeitung bedarf, um ästhetische Langzeiterfolge zu erzielen. Das Beschleifen von Voll- und Presskeramiken oder Zirkoniumdioxid ist nach wie vor ein aktuelles Thema. Doch oftmals sind die Empfehlungen der Hersteller hinsichtlich der Bearbeitung kontrovers. ZTM Marcel Unger verfährt erfolgreich mit der Trockenbearbeitung und zeigt sein Procedere mit den Schleifwerkzeugen von NTI-Kahla.

In der Vergangenheit wurde immer wieder von den Keramik- und Zirkoniumdioxid-Herstellern die Aussage vertreten, dass diese „harten Materialien“ nur unter Kühlung bearbeitet werden dürfen. Das bedeutete wiederum für mich, dass ich nur mit einer Turbine und der dabei erfolgenden Wasserkühlung arbeiten durfte. Die Turbine läuft mit hoher Drehzahl und Wassernebel. Für mich war es zunächst ungewohnt, meine „sensiblen Werkstoffe“ auf diese Art und Weise zu bearbeiten. Irgendwann hatte ich mir das Wasserkühlsystem meiner Turbine genauer angesehen, um herauszufinden, was beim Beschleifen wirklich geschieht. Das Resultat war ernüchternd: Der Wassernebel legt sich nicht an der zu beschleifenden Stelle nieder und kann deshalb den Werkstoff nicht kühlen. Zwar ist die Bearbeitung in diesem „Wasserkäfig“ ein notwendiges Übel, in diesem Fall jedoch nutzlos.

Das stimmte mich nachdenklich und daraus resultierte der Entschluss, mich bei der Dental-Industrie kundig zu machen. Die Antworten der Hersteller von Turbinen und rotierenden Instrumenten auf meine Anfragen waren jedoch nicht zielführend. Die Aussage der Turbinenhersteller, dass das zu bearbeitende Gesamtobjekt unbedingt zu kühlen sei, da es sonst zu einer Überhitzung des zu bearbeitenden Objekts käme, leuchtete mir ein. Die Hersteller von rotierenden Instrumenten hingegen informierten mich, dass den Angaben der Werkstoffhersteller unbedingt Folge zu leisten sei. Nur ein Hersteller erklärte mir schlüssig den Zusammenhang zwischen rotierenden Instrumenten in Verbindung mit Vollkeramik/Zirkoniumdioxid und einer Turbine beziehungsweise die Gründe für einen eventuellen Misserfolg bei zahntechnischen Vollkeramikarbeiten. Dank dieser Informationen ergab sich für mich die folgende Arbeitsweise.

Zielgerichtet kühlen

Die Turbinenhandstück-Wasserdüsen sollen so ausgerichtet sein, dass das Wasserspray auf das rotierende Instrument trifft und sich nicht in Nebel auflöst. Es ist wichtig, dass das rotierende Instrument gekühlt wird, um bei den hohen Drehzahlen die Hitzeentwicklung zu vermeiden und eine damit verbundene Abgabe von Bindemittel, die die Diamantkörnung zusammenhält. Das verhindert die Verunreinigung des Werkstoffes. Wird der Wasserstrahl falsch ausgerichtet, steigt das Risiko einer Überhitzung des zu bearbeitenden Werkstoffes. Allerdings ist anzumerken, dass auch eine punktuelle Überhitzung beim Trockenschleifen gegeben ist, wenn die empfohlene Drehzahl nicht eingehalten wird.

Trocken oder nass: Eine Frage der Philosophie?

Die Bearbeitung von Zirkoniumdioxid-Gerüsten ist nach wie vor eine Frage der Philosophie. Gefragt sind sichere Bearbeitungsoptionen, die Gewährleistungs- und Garantiefälle erst gar nicht entstehen lassen. Einige Kollegen schwören auf die Nassbearbeitung. Wir haben einen zusätzlichen und praktikablen Weg gefunden, Zirkoniumdioxid auch trocken zu bearbeiten. Die Firma NTIKahla
GmbH stellt seit vielen Jahren rotierende Instrumente für die Trockenbearbeitung von gesintertem Zirkoniumdioxid zur Verfügung. Diese Schleifkörper werden in unterschiedlichen Farben angeboten – und das sorgt für Verwirrung. Grüner Schleifkörper/grünes Steinchen – davon gibt es viele am Markt! Deshalb stellt sich die Frage: Sind die auch alle gleich? Nein, sind sie nicht!

Worin unterscheiden sich die Schleifkörper?

Es gibt keramisch gesinterte grüne Schleifkörper, die speziell für die Bearbeitung von Zirkoniumdioxid entwickelt wurden und es werden keramisch gebundene Schleifkörper angeboten, die neben der Bearbeitung von Metall-Verblendkeramiken auch für die Bearbeitung von Vollkeramikgerüsten empfohlen werden. Durch die eher weiche Struktur dieser Steinchen wird bei der Bearbeitung auf sehr harten Materialien viel Staub erzeugt. Es entsteht der Eindruck, dass beim Einsatz dieser Instrumente sehr viel Material abgetragen wird. Allerdings wird dabei nur das Siliziumkarbid freigesetzt und deshalb staubt es. Eine vor kurzem erschienene wissenschaftliche Studie von Prof. (UH) Dr. Wolf-Dieter Müller (Bereich Biomaterialforschung und Zahnärztliche Werkstoffkunde der Charité, Universitätsmedizin Berlin) sowie Dr. Leonhard Meyer (Bien-Air Dental SA) belegt, dass man Zirkoniumdioxid risikolos ohne die obligatorische Wasserkühlung bearbeiten kann. Die in der Studie gemessenen punktuellen Schleifwärmewerte blieben unter 100 °C. Das bedeutet: Es besteht kein Risiko für eine trockene Bearbeitung von gesinterten Zirkoniumdioxid-Gerüsten (Das Abdampfen dieser Gerüste hat eine Hitzeentwicklung von 200 °C). Allerdings ist auf die Güte der Schleifkörper zu achten. Das „Geheimnis“ der NTISchleifinstrumente besteht darin, dass der Schleifkörper die entstehende Reibungswärme in sich aufnimmt und nicht in vollem Maße an das Werkstück weitergibt.

  • Abb. 1: G8003 für die grobe Trockenbearbeitung/Rückschleifen der Haltestege.
  • Abb. 2: G8004 wird interdental und auf der Okklusionsebene eingesetzt.
  • Abb. 1: G8003 für die grobe Trockenbearbeitung/Rückschleifen der Haltestege.
  • Abb. 2: G8004 wird interdental und auf der Okklusionsebene eingesetzt.

  • Abb. 3: G8001C für die grobe Randbearbeitung.
  • Abb. 4: G8002 für eine feine Randbearbeitung.
  • Abb. 3: G8001C für die grobe Randbearbeitung.
  • Abb. 4: G8002 für eine feine Randbearbeitung.

So funktioniert die Trockenbearbeitung

Für die grobe Bearbeitung werden von uns die großen Räder G8003 (Abb. 1) eingesetzt. Interdental oder auf der Okklusionsebene verwenden wir den umgekehrten großen Kegel G8004 (Abb. 2). Bei der Groben Randbearbeitung verwenden wir den Stein G8001C (Abb. 3), für die feine Randbearbeitung G8002 (Abb. 4). Den Rest der feinen Bearbeitung führen wir mit den kleinsten Stein G8005 (Abb. 5) durch. Dabei ist die Empfehlung von 18.000 Umdrehungen pro Minute unbedingt einzuhalten. Die Bearbeitung im interdentalen Bereich erfolgt also nicht mit einer aggressiv arbeitenden Scheibe (Abb. 6). Das Problem beim Einsatz von Diamantscheiben besteht darin, dass diese über eine schneidende Kante verfügen und beim Einsatz im interdentalen Bereich unbemerkt einen Riss erzeugen können.

Spannungssprünge kennen wir nicht

Das berüchtigte „Chipping“ hat nur bedingt mit der Bearbeitung der Zirkoniumdioxid-Gerüste zu tun. Es hängt viel mehr mit den Eigenschaften und der Qualität der Verblendkeramik zusammen, das sollten wir Zahntechniker beachten. Wir vertrauen dabei der Verblendkeramik von Heraeus, weil diese Keramik sehr gut auf Zirkoniumdioxid abgestimmt ist. Spannungssprünge kennen wir nicht. Diese Keramik lässt sich genauso zuverlässig und einfach verarbeiten, wie wir es von unserer klassischen Metallkeramik HeraCeram gewohnt sind. Die folgenden Bilder zeigen nicht nur ästhetische Frontzahn-Restaurationen, sondern auch Zahnersatz, der jahrelang getragen wird.

Fazit

Sicher ist der Respekt vor dem Werkstoff Zirkoniumdioxid sehr groß – denken wir zurück, wie es seinerzeit bei Sparoder NEM-Legierungen war! Dennoch glaube ich an den Erfolg von Zirkoniumdioxid-Gerüsten, da dieser Werkstoff bereits über fünfzehn Jahre erfolgreich im Dentalbereich eingesetzt wird. Und, was wünschen wir uns als Ästheten schöneres als „Weißes Gold“?

  • Abb. 5: G8005: Interdental und am Rand basal.
  • Abb. 6: Im interdentalen Bereich ist keine Diamantscheibe notwendig.
  • Abb. 5: G8005: Interdental und am Rand basal.
  • Abb. 6: Im interdentalen Bereich ist keine Diamantscheibe notwendig.

  • Abb. 7: Zahn 21 leidet unter einer Strukturanomalie.
  • Abb. 8: Situation nach einem Jahr.
  • Abb. 7: Zahn 21 leidet unter einer Strukturanomalie.
  • Abb. 8: Situation nach einem Jahr.

  • Abb. 9: Zahn 11 mit Provisorium.
  • Abb. 10: Gelungener Zahnersatz mit Zirkoniumdioxid.
  • Abb. 9: Zahn 11 mit Provisorium.
  • Abb. 10: Gelungener Zahnersatz mit Zirkoniumdioxid.

  • Abb. 11: Farbauswahl: Zahn 21 mit Provisorium.
  • Abb. 12: Restauration mit vollkeramischer Krone.
  • Abb. 11: Farbauswahl: Zahn 21 mit Provisorium.
  • Abb. 12: Restauration mit vollkeramischer Krone.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Marcel Unger

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZTM Marcel Unger