Laborführung

Software im Dentallabor – ein Kommentar aus Zahntechnikersicht

Wir fordern den kompromisslos kompletten Workflow: „Alles rein! – Alles raus!“

02.06.2016
aktualisiert am: 14.06.2016

Ein knappes Jahr vor der nächsten IDS ist es Zeit für ein Plädoyer der künftigen Messebesucher und Kunden, meint Michael Anger. Die Dentalindustrie wird wieder ihre ganze Kraft demonstrieren und zeigen, was dann aus ihrer Sicht möglich ist. Wie Zahntechniker ihre digitale Welt von heute sehen und welche Forderungen sie an die Dentalindustrie stellen, legt unser Autor im Folgenden dar.

Ich kann mich noch sehr gut an die Zeit erinnern, als meine Mutter im Büro die Einzige im gesamten Labor war, die wusste, wo ein Computer eingeschaltet wird, und sich in diesem Bereich weitergebildet hatte. Denn sie erkannte bereits früh, wie sinnvoll die Übernahme bestimmter Tätigkeiten durch eine Software war, und sorgte für die Umsetzung in unserem Betrieb. Dagegen weigerte sich mein Vater als eingefleischter Zahntechnikermeister noch, sich mit diesem Thema zu beschäftigen. … Heute ist der Computer unser alltäglicher Kollege geworden. Er ist bei uns und überall sonst nicht mehr nur im Büro zuhause und unterstützt dort effizientes Arbeiten, sondern hat in den unterschiedlichsten Formen im gesamten zahntechnischen Alltag Fuß gefasst.

Der Traum, dass mit CAD/CAM alles einfacher wird

Von Keramiköfen über Vorwärmöfen, Galvanogeräte etc. hat ein schleichender Einzug der Software mit einzelnen kleinen Schritten stattgefunden und gipfelt heute in komplexen Systemen einschließlich Arbeitszeiterfassung und Auftragsplanung mit Scannern und komplettem Controlling der einzelnen Abläufe.

Die eingehenden Aufträge können hierbei mit einem Barcode versehen werden und eine Software berechnet, welcher Techniker wann Zeit hat, um seinen Teil der Erstellung auszuführen, und auch, welche Freiräume welcher Techniker wann für weitere Arbeiten hat. Hier ist die Verwaltungssoftware bzw. der digitale Terminkalender schon weit fortgeschritten und kann den zahntechnischen Arbeitsprozess in Abstimmung mit den Zahnärzten und Patientensitzungen koordinieren. Ganz zu schweigen von der rasant fortschreitenden Zahl der Arbeitsplätze in der CAD/CAM-Technik, an denen Maschinen und Rechnerleistung einen Großteil des technischen Ablaufes im Labor mitgestalten und die Einzelschritte erleichtern.

Zwar arbeiten fast alle Hersteller mit Hochdruck an der Weiterentwicklung ihrer eigenen Systeme und modernisieren diese – iPads, Tabletcomputer mit Touchscreen und andere kabellose Geräte kontrollieren über WLAN oder sogar vom Wohnsitz des Technikers aus die Arbeitsprozesse und greifen sogar in diese ein –, jedoch wie ist es um die freie Vernetzung bestellt? Eine rhetorische Frage, denn kaum jemand ist bereit, sein System auf eine international gültige Norm zu stellen, um eine tatsächliche freie Zwei-Wege-Kommunikation ohne Wenn und Aber mit anderen Systemen zu ermöglichen. Das kennen wir von Handys, wo jeder Hersteller und jede neue Gerätegeneration einen eigenen Lade-Anschluss benutzen will. Immerhin erleben wir da ein Aufeinanderzugehen. Ansonsten sehen wir: Es werden Systeme sogar einzeln verschlüsselt, um eben nicht mit anderen Systemen kompatibel zu sein. Auf den Laborablauf bezogen, bereitet uns dies viel Kopfzerbrechen und verursacht Arbeit, die wir durch die CAD/CAM-gestützte Produktion ein für alle Mal zu sparen hofften.

Wo gibt es den durchgehenden Arbeitsablauf?

Wenn wir den Begriff der „Vollständigkeit“ nicht auf die gesamte Arbeit im Labor einschließlich Verwaltung und Abrechnung anwenden, sondern uns mit Teilabläufen begnügen und uns auf den Sektor der Wertschöpfung beschränken, erfahren wir immerhin: Es wird immer häufiger vom „Complete Workflow“ gesprochen. Diesen wollen wir am Entstehungsweg einer Implantatversorgung einmal unter die Lupe nehmen.

Der Begrifflichkeit nach sollte es sich hierbei um ein komplettes „rundes“ System handeln, das eine lückenlose Kette mit Vernetzungen vieler einzelner Komponenten darstellt und dem Anwender die Möglichkeit gibt, quasi „aus einer Hand“ die gesamte Bandbreite der benötigten Anwendungen zu schöpfen. Ich will hier Beispiele für die unterschiedlichen Bereiche der Software im Arbeitsablauf einer zahntechnischen Versorgung nennen: als kleine Bilanz des Status quo.

Implantat-Planung

Diese beginnt mit der digitalen Vermessung und 3D-Insertionsplanung der zu verwendenden Implantate (Abb. 1) und führt über die Herstellung von Bohrschablonen zur exakten Definierung ihrer Position und Achsneigung mit entsprechender Berücksichtigung der zu verwendenden Aufbauteile oder Abutments. Durch das sogenannte Backward-Planning wird somit ein ins Auge gefasstes Ergebnis zielsicher erreicht und umgesetzt. Die Software-Verwendung hat sich hier unbestritten als sinnvoll erwiesen.

  • Abb. 1: Implantatplanung per Mausklicks.
  • Abb. 2: Elektronische Kiefergelenksvermessung.
  • Abb. 1: Implantatplanung per Mausklicks.
  • Abb. 2: Elektronische Kiefergelenksvermessung.

Kiefergelenks-Diagnostik mit „Real-Movement“

Der nächste Schritt im Ablauf: Durch die Vermessung des Patienten (Abb. 2) werden vor einer prothetischen Versorgung sowohl die korrekte physiologische Bisslage als auch die Bisshöhe festgestellt. Bei entsprechender elektronischer Bestimmung wird darüber hinaus die individuelle Gelenkbahn der Condylen ermittelt. Das führt zur Berücksichtigung der patientenbezogenen Gegebenheiten bis hin zur Korrekturmöglichkeit von Dysfunktionen. Durch die Real-Movement- (wirkliche Bewegungs)-Aufzeichnung kann hier viel exakter auf die tatsächlichen Condylus-Bewegungsbahnen des jeweiligen Patienten eingegangen werden, als das in jedem realen Artikulator möglich wäre. Kein Artikulator der Welt kann aufgrund der Einschränkungen durch die Serienfertigung tatsächlich die genaue Wiedergabe aller Bewegungen jedes Patienten reproduzieren.

Intraoral-Scan …

Durch Mundscanner (Abb. 3) wird die Abformung optisch durchgeführt, digital kontrolliert und innerhalb von Sekunden in das Labor übermittelt. Hier übernimmt eine geeignete Software die Daten als Basis für Modelle und weiter für das prothetische Werkstück.

  • Abb. 3: Der neue digitale „Abformlöffel“.
  • Abb. 4: Der Modellscan wird sicher noch eine Weile aktuell bleiben.
  • Abb. 3: Der neue digitale „Abformlöffel“.
  • Abb. 4: Der Modellscan wird sicher noch eine Weile aktuell bleiben.

  • Abb. 5: Der Zahntechniker modelliert im CAD-Programm.
  • Abb. 5: Der Zahntechniker modelliert im CAD-Programm.

… oder Modellscan

Für die Zusammenarbeit mit unseren Zahnärzten, die noch nicht auf die materiallose Abformung umgestellt haben, und genauso für Situationen, in denen Mundscanner noch überfordert sind, gibt es verschiedene Scanner-Typen, welche die klassisch durch Gipsausguss gewonnenen Modelle digitalisieren und somit auf diesem „Umweg“ den Einstieg in die digitale Kette finden (Abb. 4).

CAD-Programme

Bereits ausgereifte computergestützte Planungsprogramme sind die Grundlage sowohl für gefräste bzw. gedruckte Bohrschablonen und Modelle als auch für die digitale Modellherstellung und die virtuelle prothetische Modellation der Restauration (Abb. 5). Wir werden wirkungsvoll digital unterstützt, wobei die Daten aus der Implantatplanung, der Kiefergelenks-Diagnostik und auch des Intraoralscans zusammengeführt und gemeinsam umgesetzt werden.

Hierbei werden auch die spezifischen Anforderungen der einzelnen Materialien sowie deren Passungsparameter berücksichtigt. Aufgrund riesiger Bibliotheken unterschiedlicher Zahnformen und technischer Komponenten wie Implantataufbauten, Geschiebe- oder Verankerungs- oder Verbindungselemente kann der Techniker hier auf jede Situation und Anatomie individuell reagieren. Durch geschickte Auswahl und Platzierung erstellt er am Bildschirm selbst komplexe Strukturen, die in Handarbeit sehr zeitaufwendig wären und umfassende Kenntnisse und Erfahrung erfordern.

CAM-Programme

Komplexe Softwaren übernehmen die Daten aus der CAD und berechnen die Fräs- oder Druckbahnen für die Erstellung des Zahnersatzes aus den verschiedensten Materialien. Im Zusammenspiel mit der Maschine kommt es zur korrekten Umsetzung der Planung in einen passenden Zahnersatz. Dies geschieht oft schon genauso gut und zum Teil sogar wesentlich genauer, als dies in Handarbeit möglich wäre. Grundlage für den Erfolg sind Berechnungen, die speziell auf die jeweilige Fertigungs-Anlage, die CAM-Maschine, abgestimmt sein müssen (Abb. 6).

  • Abb. 6: Durch digitales „Nesting“ werden die Fräsobjekte platziert.
  • Abb. 7: Die berechneten Fräsbahnen werden abgefahren.
  • Abb. 6: Durch digitales „Nesting“ werden die Fräsobjekte platziert.
  • Abb. 7: Die berechneten Fräsbahnen werden abgefahren.

Maschinen-Steuerung

Die Software der Maschinen-Steuerung überwacht während des Fertigungsprozesses permanent die Ist-Situation innerhalb der Maschine. Sie setzt die aus der CAM gewonnenen Daten der Produktionskette mit allen Bewegungen und den nötigen Werkzeugwechseln, Kühlprozessen etc. vollautomatisch um (Abb. 7).

Und noch einmal die Kiefergelenks-Diagnostik Der fertige Zahnersatz wird bereits zur Anprobe oder Einprobe am Patienten auf seine Funktionstüchtigkeit hin überprüft. Die erreichten Werte können mit den Werten aus der ursprünglichen Befundung verglichen werden. Dies ermöglicht dann gegebenenfalls Korrekturen vor dem definitiven Eingliedern.

Doch was genau ist hierbei der „Complete Workflow“?

Die hier beschriebenen unterschiedlichen Software-Komponenten, Geräte und die zur Verwendung kommenden Materialien zusammenzuführen und zu einem kompletten modularen System zu machen, muss die Aufgabe von Industrie oder Handel sein. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Ansätze und Anforderungen, welche hier an die einzelnen Komponenten der digitalen Fertigungskette gestellt werden, gibt es unterschiedliche Hersteller, die sich auf die Programmierungen der verschiedenen Software-Module spezialisiert haben und diese ständig weiterentwickeln.

Fakt ist, dass die Technik für Diagnostik-, Scan- und Fertigungsmaschinen im Markt sehr breit gefächert ist und sich mehrere Hersteller der Produktion verschiedenster Geräte für die einzelnen Verwendungen widmen. Selbst bei den Materialien sind die jeweiligen Hersteller oft auf die Erzeugung ihres Segments spezialisiert.

Wenn ein Laborinhaber als Anwender darauf angewiesen wäre, diese unterschiedlichen Komponenten zu bündeln und zu einem funktionierenden System zusammenzufügen, würde er ständig vor Mauern rennen und in Sackgassen steckenbleiben. Daher sind wir auf Industriepartner angewiesen, die herausfinden, welche Komponenten mit welchen anderen Systemen harmonieren und „Brücken“ zwischen den Modulen bauen.

Offene Systeme

Für ganz entscheidend halte ich es, dass die dann entstehenden Komplettsysteme „offen“ mit anderen Systemen kompatibel sind. Je mehr Schnittstellen für die Kombination verschiedener Anwendungen zu Verfügung stehen und je mehr Ein- und Ausgänge es gibt, um zwischen diesen hin- und herzuwechseln, desto anwenderfreundlicher ist für uns Zahntechniker ein solches System.

Das beste Beispiel hierfür ist die Ausgabe von freien STL-Dateien. Wenn beispielsweise ein Laborscanner oder Mundscanner freie STL-Dateien auswirft, können diese Dateien in jeder freien CAD-Software weiterverarbeitet werden, die damit kompatibel ist. Der Anwender wird nicht innerhalb eines Systems gefesselt und geknebelt. Stellen wir uns einmal vor, Sie würden ein neues Auto kaufen und dürften mit diesem Fahrzeug aber nur an der Tankstelle einer bestimmten Marke tanken ... Wer von Ihnen würde sich das gefallen lassen? – Niemand!!

  • Was, wenn ich in einem Landstrich fahre, in dem diese Tankstellenmarke nicht häufig vertreten ist?
  • Was, wenn diese Marke plötzlich vom Markt verschwinden würde?
  • Was, wenn diese Marke plötzlich die Preise stark anziehen würde? etc., etc.

Muss ich dann mein Auto verschrotten, obwohl es mir eigentlich noch gute Dienste tut?

Schon seit Langem stelle ich mir die Frage, warum sich manche Kollegen bei ihren Investitionen, welche sie mit ihrem hart erarbeiteten Geld tätigen, gleichzeitig Ketten, Knebel und Fesseln mit einkaufen …

Niemand von uns kann in die Zukunft sehen und keiner von uns weiß, welche Materialien, Fertigungsprozesse etc. in Zukunft auf dem Markt gefragt sein werden. Daher ist es eine zwingende Notwendigkeit, Systeme zu erwerben, die frei mit anderen Systemen kompatibel sind. Mein Wahlspruch lautet daher: „Alles rein! – Alles raus!“

Stellen, an denen es einfach haken muss

Vorneweg immerhin das, was schon realisiert ist und unseren Wünschen entgegenkommt:

  • Die klassische Software-Schnittstelle der offenen Systeme lautet bisher: „freie STL-Dateien“. Das funktioniert meist reibungslos.
  • Bei den Fräsronden sind es die weltweit gebräuchlichen 98- er Ronden oder Blöcke mit Bajonett-Anschlüssen, die für den freien Austausch sorgen.

Sobald jedoch ein Hersteller beginnt, mit der Ausgabe von anderen Datei-Formaten oder Rondenformen oder anderen Anschluss-Geometrien für Fräs-Rohlinge zu arbeiten, sollten bei uns alle Alarmglocken zu schrillen anfangen, denn sobald wir uns auf diese Spielregeln einlassen, verlieren wir unsere Freiheit auf dem Markt und wir können nicht mehr unbedingt auf Anforderungen unserer Zahnärzte reagieren.

Wenn ein neuer Kunde plötzlich mit einem Mundscanner anderer Datenformate arbeitet, sind wir gezwungen, uns auf dessen System einzulassen. Neue Kosten kommen auf uns zu oder wir müssen dem Kunden absagen. Wenn plötzlich Materialien bestellt werden, die unsere Maschine aufgrund eingeschränkter Aufnahmemöglichkeiten nicht bearbeiten kann, stehen wir gleichfalls vor einem Problem.

Der „richtige“ Partner

Mein Handel- oder Industrie-Partner sollte mir durch das Schaffen offener Schnittstellen die Möglichkeit lassen, jederzeit aus der Produktionskette aus- oder in diese einzusteigen. Erst dann ist es ein Partner im wahren Sinn des Wortes. Wenn ich mit der angebotenen Kette an Systemen und Materialien, Werkzeugen etc. zufrieden bin und der Preis stimmt, werde ich sicher nicht versuchen, zu wechseln.

Aber wenn eine der beschriebenen Komponenten eben nicht passt oder von meinem Partner nicht angeboten wird, bestehe ich auf der Freiheit, mir hierfür die passenden Komponenten anderswo auf dem Markt zu suchen und mit dem, was ich habe, zu kombinieren.

Mein Fazit: Was wir als Zahntechniker brauchen, ist nicht nur der complete, sondern der „complete und completely OPEN Workflow“! Die Mindestanforderung sollte bei den digitalen Systemen der freie Import und Export von freien STL-Dateien – und in Zukunft anderer Formate – sein.

Schlusswort

  • Abb. 8: Die schöne Welt der digitalen Zukunft, wie wir sie fordern und unerschütterlich weiter fordern sollten.

  • Abb. 8: Die schöne Welt der digitalen Zukunft, wie wir sie fordern und unerschütterlich weiter fordern sollten.
Die komplett offene Vernetzung unterschiedlichster Systeme ist heute leider noch Zukunftsmusik (Abb. 8) und wird von den unterschiedlichen Herstellern oder Resellern meist nur innerhalb ihrer Systeme unterstützt.

Wenn wir ehrlich sind, müssen wir sagen: Gemessen an unseren Wünschen und Forderungen holpert das digitale Arbeiten heute noch sehr. Wer wäre nicht schon genervt kurz davor gewesen, der Software mit dem Hammer auf die Sprünge zu helfen oder seinen PC-Unterstützer geteert und gefedert aus der Stadt zu jagen.

Andererseits wollen wir gerne zugeben: Der immer weiter um sich greifende digitale Fortschritt und nicht zuletzt die CAD/ CAM-gestützte Herstellung von Zahnersatz einschließlich der hierdurch möglich gewordenen Materialvielfalt hat uns neue Perspektiven und Möglichkeiten zum Erhalt des Produktionsstandortes Deutschland und der damit verbundenen Arbeitsplätze gegeben. Pioniere, wie ich sie im elterlichen Betrieb erlebt habe, hatten früh erkannt: Auch ein eingeführtes Traditionshandwerk muss sich dem Wandel der Zeit anpassen und neu sich bietende technische Möglichkeiten nutzen, um nicht irgendwann zum „alten Eisen“ zu gehören. Also kann ich heute mehr denn je denjenigen, die noch zögern, nur wärmstens empfehlen, den Aufbruch in die digitale Welt zu wagen.

Dabei muss jedoch immer der Blick auf den Horizont des kompletten und komplett offenen Workflows geheftet bleiben. Wir als Investoren sind nicht machtlos. Wir sollten von den Industriepartnern selbstbewusst und nicht müde werdend fordern: „Alles rein! – Alles raus!“

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Michael Anger

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZTM Michael Anger


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