Jetzt machen wir aber mal Druck

Die IDS gehört zu einer der besten Kommunikationsplattformen im Dentalmarkt. Nirgendwo anders können Anwender sich von Innovation begeistern lassen und Produkte in dieser Vielzahl erleben. Höher, schneller, weiter – die Dentalindustrie gibt den Takt vor. Für den Besucher macht es jedoch wenig Sinn, den Erfolg einer Messe an Rekorden zu messen. Vielmehr sind es die Erlebnisse, der Wissensaustausch und die innovativen Produkte, die Tendenzen zeigen. Davon gab es auf der IDS 2015 wieder eine ganze Menge zu sehen. Nachfolgende Übersicht widmet sich dem 3D-Druck.

Ein faszinierender Gedanke: Per Knopfdruck lassen wir  die von uns virtuell entworfene Handtasche oder Handyhülle  produzieren. Mit der 3D-Drucktechnologie wird das  zur Realität. Was wir nicht kaufen können, fertigen wir  selbst. „Handliche“  3D-Drucker lassen die 3D-Technik zunehmend in den Alltag eindringen. Lampenschirme, Geschirr  oder Fahrräder werden individuell konstruiert und  gefertigt. Gesamtwirtschaftlich betrachtet kann dies die  industrielle Wertschöpfungskette verändern. Was bisher  in Billiglohnländern produziert wurde, konnte in der 3DDruckerei  nebenan gedruckt werden; teilweise günstiger  und ökologisch nachhaltiger. Doch wie sieht es im Dentalbereich  aus? Der 3D-Druck für das Dentallabor zahlt  sicherlich zu den größten Trends der IDS 2015. Gleich vier Firmen haben zur IDS 2015 3D-Drucker für das Dentallabor vorgestellt: BEGO, Shera, Dentona und Schütz Dental. 

Funktionsweise
Grundsätzlich umschreibt der Oberbegriff 3D-Druck eine  Vielzahl von Fertigungsmethoden, von denen einige zum  besseren Verständnis nachfolgend mit einfachen Worten  erläutert werden*.

3D-Druck (3D-Printing, kurz: 3DP) 
Ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker verfugen diese Drucker  über Druckkopfe; nur statt Tinte fliest ein flüssiges Bindemittel.  Das Bindemittel (Kleber) wird auf 2D-Pulverschichten  aufgetragen, die von einer Walze Schritt für Schritt auf eine  Druckplatte aufgebracht werden. Das 3D-Objekt wachst  langsam nach oben. Die Poly-Jet-Technologie kommt dem  Verfahren des Tintenstrahldruckers jedoch am nächsten, da  hier ein flüssiges Photopolymer auf eine 2D-Bauplattform  aufgetragen und anschließend mittels Lichtquelle ausgehartet  wird. Mit jeder ausgeharteten Schicht senkt sich die  Bauplattform, sodass ein 3D-Objekt entsteht. 

3D-Druck mit Pulver (SLS = Selektives Lasersintern) 
Schichtweise (selektiv) werden pulverförmige Ausgangsmaterialien  (Kunststoffe) mittels Laser zu einem  3D-Objekt „verdichtet“. Die Herstellung erfolgt in der  Regel unter erhöhtem Druck und unter Zuführung von  Hitze. Ähnlich funktioniert auch das SLM (Selektives  Laserschmelzen), nur dass bei diesem Verfahren ausschließlich  Metallpulver verwendet wird. Von einem  Hochleistungslaser werden die Metalle im Schichtbauverfahren  lokal verschmolzen (Metall 3D-Druck). 

3D-Druck mittels geschmolzenen Materialien  (FDM = Fused Deposition Modeling) 
Das Prinzip ähnelt einer Heißklebepistole aus dem  Baumarkt. Verarbeiten lassen sich mit diesem Verfahren  nur Materialien, die bei Hitze weich werden  (Wachs, Kunststoffe, ...). Der Druckkopf hat im Inneren  eine heiße Düse, in die das Rohmaterial über eine  Fördereinheit zugeführt wird. Durch die Erwärmung  schmilzt das Material und tritt auf der anderen Seite  der Düse in flüssiger Form aus. Eine Kühlvorrichtung  stabilisiert das applizierte Material, sodass kontinuierlich  die Folgeschichten aufgetragen werden können.

3D-Druck mit flüssigen Materialien (wie z. B.  SLA = Stereolithografie) 
Das SLA-Verfahren ist der Ursprung des 3D-Drucks.  Das Objekt gelangt in einem Bad voller flüssigem  Kunstharz (Photopolymer) zur gewünschten Form.  Das Kunstharz härtet unter UV-Licht punktuell aus.  Die einzelnen Schichten des 3D-Modells werden über  einen Laser auf die Oberflache des flüssigen Materials  projiziert. Die Schicht erstarrt und fixiert das Objekt  an das unterliegende bewegliche Druckbett. Jetzt  zieht ein mechanischer Arm das Modell um die entsprechende  Schichthohe nach unten und es sammelt  sich wieder flüssiges Material darüber; die nächste  Schicht wird projiziert.

BEGO, Bremen 

Das Unternehmen BEGO präsentierte auf der IDS 2015  den eigens entwickelten 3D-Drucker Varseo, der auf dem  SLA-Verfahren basiert.

Ãœberzeugend an dem Gerat ist u.  a. das große Materialspektrum. Der Anwender kann zwischen  acht verschiedenen Spezialharzen entscheiden und  somit ganz unterschiedliche Indikationen abdecken: Schienen,  Bohrschablonen, CAD/-  CastR-Modellgussgerüste  und individuelle Abformlöffel.  Ende des Jahres soll das System  um die Möglichkeiten  zur Herstellung von Basen,  temporaren Kronen- und Brückenversorgungen  sowie Modellen  erweitert werden. Ein  Kartuschensystem lässt den  unkomplizierten und schnellen  Materialwechsel zu. Dank der  geschlossenen „Wannen“ wird  das Risiko einer Verunreinigung  sowie eine unnötige Belichtung  des darin befindlichen Harzes  durch das natürliche Licht auf  ein Minimum reduziert. Varseo ist als „open-file“-Gerat für  alle dentalen Softwarelosungen konzipiert. Die Datenübertragung  erfolgt einfach und problemlos via USB-Stick. Zum  System gehört ein abgestimmtes Portfolio aus 3D-Drucker,  wissenschaftlich abgesicherten Materialien, Software-Tools  und Services. Die Menschentraube, die sich während der  ganzen IDS vor dem Varseo-Gerat tummelte, zeigte das  große Interesse seitens der Anwender an dieser Technologie. 
Maße (B x H x T):  456 x 857 x 443,5 mm 

Shera, Lemförde 

Der interessierte Messebesucher musste gar nicht weit  laufen, um sich einen weiteren 3D-Drucker anzuschauen,  denn in der gleichen Messehalle stellte das Unternehmen  Shera den Shera-print  30 vor.

Nach einem ähnlichen  Prinzip wie die Stereolithografie,  funktioniert auch das  DLP-Verfahren (Digital Light  Processing), mit welchem der  Shera-print 30 arbeitet. Spiegel  im Drucker lenken das  LED-Licht auf die Bereiche, die  ausgehartet werden sollen.  Ãœber diese Projektion verbinden  sich die Polymere – Schicht  für Schicht – bis das Druckobjekt  vollständig aufgebaut ist.  Herzstuck des Druckers ist die  Force Feedback Technologie  (FFT). Eine Software berechnet  bei jeder zu polymerisierenden Schicht, mit welcher Zugkraft  die Bauplattform angesteuert werden muss. Dank  des Lichthärteverfahrens ist im 3D-Drucker von Shera kein  weiteres Stutzmaterial notwendig. Auch dieser Drucker  arbeitet auf Grundlage offener STL-Dateien, die in einer  beliebigen Scan- und Designsoftware geschaffen werden. 

Maße (B x H x T):  245 x 620 x 320 mm 

Dentona, Dortmund 

Auch Dentona glaubt daran, dass der 3D-Druck das Labor  erobert. Das Unternehmen stellte auf der IDS gleich  drei verschiedene Gerate vor, die alle drei auf dem DLPVerfahren  basieren. Zum Einsatz kommen speziell von  Dentona entwickelte Materialien. Der pro3dure fab-13 ist  auf große Formteile und eine hohe Auslastung ausgelegt.

  Der große Bauraum in Verbindung mit der eingesetzten  UV-Bestrahlungsquelle  macht diesen Drucker  zu einer idealen Fertigungslosung  für Schienen,  Aligner-Modelle,  Implantat-Bohrschablonen  oder individuelle  Abformlöffel. Auch  der pro3dure fab-12 ist  für große Formteile geeignet.  Durch die hohe  Auflösung von 62 ?m  eignet sich dieses Gerat  insbesondere für Objekte mit einem hohen Anspruch  an die Oberflächenqualität. Indikationsspektrum: Einzelkronen-,  Brücken- und Modellgussformteile, individuelle  Abformlöffel, Implantat-Bohrschablonen, Schienen, Restaurationsmodelle.  Der kompakte pro3dure fab-10 ist für  ein mittleres Produktionsvolumen konzipiert und hat ein  weniger ausgeprägtes Indikationsspektrum. Dafür verfügt  der Drucker über eine sehr hohe Auflösung, sodass sich  präzise Formteile für die Gießtechnik sowie kleine Modelle  herstellen lassen. 

Maße des pro3dure fab-13 (B x H x T):  520 x 510 x 35,3 mm 

Schütz Dental, Rosbach 

Bei dem am Messestand von Schutz Dental vorgestellten  3D-Drucker handelt es sich um eine Kooperation mit italienischen  Hersteller DWS s.r.l. Die Printer arbeiten mit dem  SLA-Verfahren, bei dem flüssige Kunststoffe durch UV-Einwirkung  zu einem 3D-Objekt ausgehärtet werden. Für  den Einsatz im Dentalbereich steht die Digitalwax D Serie  zur Verfügung. 

*Informationsquelle: DentaCore GmbH, Berlin 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZT Annett Kieschnick

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZT Annett Kieschnick

Weiterführende Links

> 3D-Druck – Trend mit Potenzial