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Der gedruckte Zahn – keine Zukunftsmusik mehr

09.11.2022

Jessica Pepe und Kim Alards vor dem Lake3D-Drucker.
Jessica Pepe und Kim Alards vor dem Lake3D-Drucker.

Mit mehr als 70 3D-Druck-Entwicklungsunternehmen bietet der Additive Manufacturing Hub von Brainport Eindhoven in den Niederlanden eine einzigartige Dichte an Know-how und Technologien im Bereich der additiven Fertigung. Das ist auch interessant für den Dentalmarkt, z.B. für die Herstellung von Brücken, Kronen, Prothesen und Zähnen. Ein Beispiel stellt das Unternehmen Lake3D dar. 

Trotz der zunehmenden Präsenz des 3D-Drucks gibt es noch großen Aufklärungsbedarf darüber, was technisch und kommerziell möglich ist, aber auch, wohin man sich wenden kann, wenn man eine Idee für eine Anwendung hat. Zu diesem Zweck organisiert Brainport Development z.B. Masterclasses zu spezifischen Einsatzmöglichkeiten. „In der Region Eindhoven gibt es 70 Anbieter im Bereich des Additive Manufacturing (AM), wie der 3D-Druck auch genannt wird. Das ist eine hohe Konzentration. Hier gibt es eine Menge Wissen über Materialien, Mechatronik und Design. Diese einzigartige Konzentration von Fachwissen findet man nicht in vielen Regionen“, so Ruben Fokkema, Ecosystem & Business Developer bei Brainport Development.

Darüber hinaus bedeutet der 3D-Druck eine komplette Veränderung des Entwicklungs- und Produktionsprozesses sowie der Lieferkette eines Unternehmens. „Diese bahnbrechende Technologie ist nicht von der Stange. Für jeden Kunden ist eine andere Vorgehensweise erforderlich. Zudem scheint die Schwelle, in diese Entwicklung zu investieren, für manche noch zu hoch zu sein. Wir bei Brainport Development wollen diese Schwelle absenken. Durch die Weitergabe von Wissen, aber auch durch den Verweis auf einschlägige Anbieter und Einrichtungen, die den spezifischen Anforderungen gerecht werden können”, so Fokkema. Ein interessantes Beispiel aus dem Dentalbereich stellt das Unternehmen Lake3D dar.

  • Ruben Fokkema, Ecosystem & Business Developer bei Brainport Development.
  • Lake3D verfügt über eine Multi-Material-Jetting-Plattform, die flexibel ist und auf die Anwendung abgestimmt werden kann.
  • Ruben Fokkema, Ecosystem & Business Developer bei Brainport Development.
    © Additive Manufacturing Hub Brainport Eindhoven
  • Lake3D verfügt über eine Multi-Material-Jetting-Plattform, die flexibel ist und auf die Anwendung abgestimmt werden kann.
    © Lake3D

Entwicklung anwendungsbezogener Druckprozesse

Das Unternehmen Lake3D hat eine innovative Drucktechnologie entwickelt, mit der hochwertige Zähne und Prothesen in der richtigen Farbe hergestellt werden können. Außerdem soll die Produktion effizienter und nachhaltiger sein – ohne Abfall. Das Unternehmen, das seinen Sitz auf dem High-Tech Campus in Eindhoven und dem Brightlands Chemelot Campus in Geleen hat, hofft, bis Ende dieses Jahres die ersten Produkte vorstellen zu können. Die Italienerin Jessica Pepe und die Limburgerin Kim Alards, gehören zur Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Lake3D, das 2019 gegründet wurde. Mit einem Team von 10 Spezialisten - Physikern, Chemikern, Materialwissenschaftlern und Software-Ingenieuren – erforschen sie das Potenzial des Druckers anhand der Anwendungen, die sie selbst in Absprache mit Dentallaboren entwickeln.

Natürlich sind 3D-Drucker nicht neu, auch nicht in den besagten Laboren. „Das Besondere an uns ist", so Kim Alards, "dass wir keine Drucker an Dentalunternehmen liefern, sondern den Druckprozess anwendungsbezogen entwickeln. Unsere Technologie ist innovativ und kann einen enormen Qualitätsschub bewirken.” Die Innovation liegt in der Tintenstrahltechnologie. Die Möglichkeiten sind enorm, so Alards und Pepe. Sie können mehrere Materialien kombinieren und in jeder Farbe drucken. Das Material ist zunächst flüssig und wird über sehr kleine Tröpfchen Schicht für Schicht auf ein Substrat gespritzt und ausgehärtet, bis es die gewünschte Form hat. Jede Schicht besteht aus Millionen von 30-Pikoliter-Tropfen, von denen jeder ein anderes Material enthalten kann.

Zähne in jeder Farbe drucken

Lake3D kann also Zähne in jeder Farbe drucken. Die Prothese passt immer zu den Zähnen und ist zudem extrem stabil. Alards: „Die Farbe eines Zahns ist sehr komplex und enthält z.B. diverse Schattierungen, die mit einem Drucker nicht einfach reproduziert werden können. Wir arbeiten eng mit Dentallaboren zusammen, um genau zu wissen, welche Farbe ein Zahn hat. Durch die Kombination verschiedenfarbiger Tropfen können wir das Aussehen dann perfekt imitieren. ”Die Entwicklerinnen sind zuversichtlich, dass sie den Markt verändern werden. „Wir stehen kurz vor unserem ersten kommerziellen Produkt. Wir haben Dentallabore und Zahnärzte inspiriert und sie arbeiten begeistert mit uns zusammen", erzählt Jessica Pepe.

  • Jessica Pepe und Kim Alards, Forschungs- und Entwicklungsabteilung, Lake3D.
  • Brightlands Chemelot Campus, Hauptsitz von Lake3D.
  • Jessica Pepe und Kim Alards, Forschungs- und Entwicklungsabteilung, Lake3D.
    © Lake3D
  • Brightlands Chemelot Campus, Hauptsitz von Lake3D.
    © Lake3D

Voraussetzung für den Zahndruck ist, dass sich das Material in eine Flüssigkeit verwandeln lässt, die die Druckköpfe tröpfchenweise verarbeiten können. Jessica Pepe: „Für die Zähne können keramische Materialien verwendet werden, für den Zahnersatz, der die Zähne schützt, polymere Materialien. Jede Anwendung erfordert ein anderes Material.“

Kim Alards: „Unsere Entwicklungen sind auch für andere Anwendungen vielversprechend. Wenn wir einen Zahn drucken, müssen wir eine Reihe von Anforderungen erfüllen: Er muss stabil sein, perfekt aussehen und auch zu den Zähnen passen. Wenn das gelingt, kann man mit dieser Technologie alles drucken. Die Anwendungsmöglichkeiten sind zahlreich. Denken Sie an Keramikprodukte. Ich kann mir vorstellen, eine Website zu betreiben, auf der man etwas anklickt und wir drucken es. Einfache Dinge aus dem täglichen Leben.”

Nachhaltigkeit in der Dentalindustrie

Nach Ansicht von Lake3D sind auch auf dem Dentalmarkt größere Veränderungen einzuleiten. Durch Effizienzsteigerungen lassen sich Kosten senken Darüber hinaus muss auch die Dentalindustrie nachhaltiger werden. Da Lake3D die Produkte druckt und nicht fräst, fällt kein Restmüll an. Kim Alards: „Es sind bisher viele Schritte nötig, um zum Endprodukt zu gelangen. Eine Zahnprothese beispielsweise muss von Hand bemalt werden, um die richtige Farbe zu erhalten. Mit unserem Verfahren werden bald weniger Schritte erforderlich sein, was das Ganze effizienter, billiger und schneller machen wird.”

 

Quelle:
Additive Manufacturing Hub Brainport Eindhoven

Additive Manufacturing von Brainport Eindhoven erleben

Sie können das gesamte Ökosystem des Additive Manufacturing von Brainport Eindhoven während der Formnext vom 15.-18. November in Frankfurt am Main erleben. Am 17. November findet ein spezielles Matchmaking für Dentalunternehmen statt.