Ästhetik


CAD/CAM – heute und in Zukunft

Mittels DLP-Verfahren gefertigte Implantatbohrschablonen direkt nach dem Bauprozess.
Mittels DLP-Verfahren gefertigte Implantatbohrschablonen direkt nach dem Bauprozess.

Die CAD/CAM-Technologie bildet einen wesentlichen Bestandteil des digitalen Workflows. Dieser setzt sich aus den drei Bereichen der Datenerfassung, der Datenverarbeitung und der Ausgabe eines auf den Daten basierenden Endproduktes zusammen. Als Ausgabesysteme kommen sowohl subtraktive (CNC-Fräsmaschinen) als auch additive Verfahren (3D-Druck) in Frage.

Ausgehend von der dreidimensionalen Erfassung der Kieferstrukturen werden die gewonnenen Daten heute insbesondere zur Anfertigung von Zahnersatz und kieferorthopädischen Schienen (Alignern) verwendet. Bereits Mitte der achtziger Jahre stellte die Firma Sirona mit CEREC das erste System vor, welches einen vollständigen digitalen Workflow ermöglichte. Der dabei dargestellte Workflow war in sich geschlossen, sodass die Scandaten im System und damit in der zahnärztlichen Praxis weiterverarbeitet wurden und schließlich mittels einer kleinen Schleifeinheit dentale Restaurationen angefertigt wurden. Bei diesen sogenannten „Inoffice-Systemen“ (engl. office = zahnärztliche Praxis) erfolgt die Weiterverarbeitung auf rein digitaler Ebene, ohne die Herstellung physischer Modelle der Kiefersituation.

Mit der Einführung der sogenannten „outoffice-Systeme“, bei denen die gescannten Daten an das zahntechnische Labor geschickt werden und der damit einhergehenden Indikationserweiterungen, hat es sich als hilfreich und sinnvoll erwiesen, physische Modelle zu erzeugen. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass zur weiteren Verarbeitung, häufig noch analoge Schritte notwendig sind. Damit ist die digitale Modellherstellung (Abb. 1 u. 2) zu einem der essentiellen Schritte des digitalen Workflows geworden und stellt oftmals die Schlüsselstelle im Gesamtprozess dar. Denn nur wenn die Modelle genau und dimensionstreu sind, machen nachfolgende analoge Schritte Sinn. Eine absolute Neuheit stellen graphische Modelle dar, welche die dreidimensionale Zuordnung der vom intraoralen 3D-Scanner aufgenommenen Farben ermöglichen und so dem Zahntechniker wertvolle Farbinformationen mit dem additiv gefertigten Modell liefern. So können beispielsweise verfärbte Zahnstümpfe bei der Herstellung von vollkeramischen Versorgungen durch das Modell farblich imitiert werden und dadurch zur Optimierung des ästhetischen Ergebnisses beitragen (Abb. 3).

  • Abb. 1: Die digitale Modellherstellung...
  • ... ist zu einem der essentiellen Schritte des digitalen Workflows geworden.
  • Abb. 1: Die digitale Modellherstellung...
  • ... ist zu einem der essentiellen Schritte des digitalen Workflows geworden.

  • Abb. 3: Graphische Modelle (Farbmodelle) können zum „Game-Changer“ im digitalen Workflow werden, da Farbinformationen
nicht mit einem analogen Abdruck übermittelt werden können.
  • Das Lasersinter-Verfahren wird seit mehr als 15 Jahren zur Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten aus CoCr-Legierungen erfolgreich eingesetzt.
  • Abb. 3: Graphische Modelle (Farbmodelle) können zum „Game-Changer“ im digitalen Workflow werden, da Farbinformationen nicht mit einem analogen Abdruck übermittelt werden können.
  • Das Lasersinter-Verfahren wird seit mehr als 15 Jahren zur Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten aus CoCr-Legierungen erfolgreich eingesetzt.

Die Additive Fertigung (= 3D-Druck = Additive Manufacturing = AM) wird im Dentalbereich neben der digitalen Modellherstellung für eine Reihe weiterer Anwendungen eingesetzt. Seit mehr als 15 Jahren wird das Lasersinter-Verfahren zu Herstellung von Kronen- und Brückengerüsten aus CoCr-Legierungen sehr erfolgreich eingesetzt (Abb. 4). Aktuelle Untersuchungen an der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik der LMU München zur Herstellung von Modellgussklammern mittels Lasersinterverfahren (Abb. 5 u. 6) zeigen, dass hier die direkte additive Fertigung eine Reihe von Vorteilen gegenüber der klassischen Gußtechnik zeigt. So konnte sowohl ein homogeneres Gefüge mit weniger Fehlstellenvolumen als auch eine doppelt so hohe Überlebenswahrscheinlichkeit der lasergesinterten Klammern ermittelt werden. Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass zukünftig Modellguss-Gerüste zunehmend mittels Lasersinterverfahren produziert werden, nicht zuletzt auch vor dem Hintergrund des zunehmenden Fachkräftemangels.

  • Abb. 5: In einer Studie der Poliklinik für Zahnärztliche
Prothetik der LMU München wurden lasergesinterte Klammern ...
  • ... im Vergleich zu gegossenen Klammern untersucht.
  • Abb. 5: In einer Studie der Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik der LMU München wurden lasergesinterte Klammern ...
  • ... im Vergleich zu gegossenen Klammern untersucht.

Die Kombination aus additiven Fertigungstechnologien mit subtraktiver CNC-Bearbeitung könnte die kostengünstige Herstellung von NEM-Restaurationen mit höchster Passgenauigkeit ermöglichen. Insbesondere im Bereich der Implantatversorgung verspricht diese Technik interessante Lösungsansätze.

Neben der Anwendung von AM im Metallbereich bildet derzeit die Herstellung von Hilfestellungs-Systemen, wie beispielsweise dreidimensional geplante Bohrschablonen, individuelle Abformlöffel, Bissschablonen und mehrschichtige schichtige „Ästhetik-Try-In“-Kronen und -Brücken, das Haupteinsatzgebiet des dentalen 3D-Drucks (Abb. 7 u. 8). Zur Anwendung von additiv gefertigtem Zahnersatz, der über einen längeren Zeitraum im Mund verweilt, ist die klinische Datenlage sehr dürftig, sodass hier derzeit noch keine Aussage zur Anwendbarkeit getroffen werden kann. Dies betrifft sowohl Aufbissschienen und Totalprothesen als auch temporäre und definitive Kronen- und Brückenrestaurationen.

  • Abb. 7: Additiv gefertiger Individueller Abformlöffel.
  • Abb. 8: „Ästhetik-Try-In“-Kronen werden mithilfe des Multimaterial-3D-Drucks in einem Bauprozess in den natürlichen
Schichten hergestellt.
  • Abb. 7: Additiv gefertiger Individueller Abformlöffel.
  • Abb. 8: „Ästhetik-Try-In“-Kronen werden mithilfe des Multimaterial-3D-Drucks in einem Bauprozess in den natürlichen Schichten hergestellt.

Fazit
  • Abb. 9: Die Hybridfertigung, also die Kombination aus additiven und subtraktiven Verfahren, wird zukünftig zunehmend an Bedeutung gewinnen, da man dabei die Vorteile beider Technologien intelligent verknüpfen kann.

  • Abb. 9: Die Hybridfertigung, also die Kombination aus additiven und subtraktiven Verfahren, wird zukünftig zunehmend an Bedeutung gewinnen, da man dabei die Vorteile beider Technologien intelligent verknüpfen kann.
    © Datron AG

Zusammenfassend kann folgendes festgestellt werden: Der 3D-Druck wird zunehmend Einfluss im Dentalbereich gewinnen. Allerdings ist es unwahrscheinlich, dass die subtraktiven Fertigungstechniken durch den 3D-Druck verdrängt werden. Eher werden Kombinationen aus additiven und subtraktiven Technologien einen Mehrwert generieren und die Vorteile beider Techniken bündeln (Abb. 9). Und nicht zuletzt sollte man auch daran denken, dass analoge Techniken oftmals in ihrer Effizienz unschlagbar sind und deshalb auch weiterhin ein fester Bestandteil in Zahntechnik und Zahnmedizin bleiben werden.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZT Josef Schweiger, M. Sc.


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