Kronen/Brücken

CNC – Bearbeitung, CAD/CAM Technologie, CAM Software, Templates

Die Funktionen der CAM Software


Die digitale Technik hat uns nicht nur neue Materialien, wie Zirkondioxid, beschert. Aufgrund der CNC - Bearbeitungstechnologien stehen uns nun bewährte Materialien in hochwertiger Materialgüte zur Verfügung (Abb. 1). Auf herstellungstechnisch fragwürdige und unsichere Prozesse, wie z.B. das Giessen und Angiessen und die minderwertige Verarbeitung von PMMA Kunststoffen im Pulver -Flüssigkeitsverfahren kann immer mehr verzichtet werden (Abb. 2). Kritisch hinterfragen müssen wir dennoch, ob subtraktive oder additive Herstellungsprozesse materialgerecht durchgeführt werden. Ein perfektes Ausgangsmaterial entbindet uns nämlich noch lange nicht vor der Pflicht der fachgerechten Verarbeitung. Es gilt, Materialien kritisch zu hinterfragen und zu kontrollieren - auch Blankmaterialien sind nicht vor Fehlstellen geschützt (z.B. NEM) - nach neuen Ausschau zu halten und die analoge mit der virtuellen Welt auf deren Konsistenz abzugleichen.

 

 

 

 

In einem Editorial einer zahntechnischen Fachzeitschrift beschwört Prof. Setz zurecht die Bemühungen unserer Zunft auf die Wiederherstellung der Funktion des Patienten. Nur sollte man diese Funktion, um die es schwerpunktmäßig geht, nicht als gnathologischen Firlefanz abtun, wie dies einer seiner Kollegen auf diesem recht aktuellen Auftragszettel tut (Abb. 3).

  • Abb. 1: 14-gliedriges NEM Gerüst – gefräst.
  • Abb. 2: Anguss an ein Abutment. Die Schliffaufnahme zeigt Lunker und Poren.
  • Abb. 1: 14-gliedriges NEM Gerüst – gefräst.
  • Abb. 2: Anguss an ein Abutment. Die Schliffaufnahme zeigt Lunker und Poren.

  • Abb. 3: Realität ist nicht immer High Tech.
  • Abb. 3: Realität ist nicht immer High Tech.

CAD CAM Technologie allein macht noch lange keine Zahntechnik – die macht der Zahntechniker im Teamwork mit der seriösen Zahnärztin, dem Zahnarzt und den interdisziplinären Sparringspartnern. Bitte vergessen sie niemals, dass wir den genialsten und bislang einzigen kreativen Computer der Welt auf unserem Hals sitzen haben, der wiederum mit einer perfekten Maschine, der menschlichen Hand verbunden ist. Und diese Maschine besitzt gewaltig viele Simultanachsen (Abb. 4). Diese Kombination ist unser Referenzpunkt. Das Bestreben der virtuellen Welt ist es, Arbeitsschritte der analogen abzulösen. Sobald wir feststellen, dass dies in einem Arbeitsbereich in der gleichen bzw. in einer höheren Qualität möglich ist, macht es keinen Sinn, diesen Fakt zu ignorieren bzw. hier in Konkurrenz zu treten. Wer sich mit der virtuellen Welt verständigen möchte, trifft auf eine neue, ihm großteils unbekannte Sprache (Abb. 5). Der Eine oder Andere wird sich fragen, weshalb er sich für diese Thematik interessieren soll – Hauptsache er bekommt ein passendes Gerüst.

  • Abb. 4: Mensch vs Maschine.
  • Abb. 5: Neue und teils nicht bekannte Sprache.
  • Abb. 4: Mensch vs Maschine.
  • Abb. 5: Neue und teils nicht bekannte Sprache.

Drei Anwendergruppen: Modellsender, Dateiensender und Hersteller

Dem Modellsender kann es theoretisch egal sein, was in der Produktionskette zwischen Modell und Gerüst passiert – Hauptsache es passt. Für ihn findet alles, was zwischen Modell und fertigem Gerüst geschieht, hinter geschlossenen Türen innerhalb einer black box, statt. Der Modellsender wird - so meine Prognose - zusehends verschwinden. Anders bei den Dateiensendern mit eigenem offenem Scanner, die ihr Gerüst selbst konstruieren und z.B. Passungsparameter im CAD verändern können – diese müssen sich sehr wohl mit dem Hersteller ihrer Gerüste koordinieren und wissen, wie stark die Gewichtung einer CAM Software im Verbund CAD/CAM wirklich ist (Abb. 6 bis 8).

  • Abb. 6: Black Box Modellsender.
  • Abb. 7: Dateisender mit eigenem Scanner.
  • Abb. 6: Black Box Modellsender.
  • Abb. 7: Dateisender mit eigenem Scanner.

  • Abb. 8: Die Schritte zum fertigen Gerüst.
  • Abb. 8: Die Schritte zum fertigen Gerüst.

Die, die selbst produzieren, sind unmittelbar von ihrer CAM Software und dem dahinter stehenden Dienstleister betroffen und sollten darüber Bescheid wissen. Auf dieses Segment CAM wollen wir uns konzentrieren und ich möchte Ihnen praktische Beispiele nennen, die uns hautnah in der Zahntechnik betreffen - auch wenn wir nicht selbst fräsen. Das CAM Modul kann bereits heute als Strategietool im umkämpften Markt der Fräseinheiten gelten. Jederzeit kann ich damit auf interessante Materialien am Markt reagieren und mir ein spezielles Template zu erschwinglichem Preis erstellen lassen. Ich bin als Labor in der Lage, auf Veränderungen und Trends aktiv zu reagieren (Abb. 9).

Eine CAM - hier die Hyperdent mit der wir arbeiten - beinhaltet unterschiedliche Software Tools (Abb. 10). Es beginnt in der Regel damit, dass ich meine Objekte in meine jeweilige Maschine, hier eine Doppelbeckenmaschine, lade – Nesting, Clustering sind hier die Stichworte (Abb. 11). Die Einschubrichtung, das Material und der Vergrößerungsfaktor für das Zirkonium wird hier u.a. definiert. Hier werden aber auch die Frässtrategien für das jeweilige Objekt und Material definiert.

  • Abb. 9: Hochbelastbares Polyamid als Fräsblank.
  • Abb. 10: Hyperdent Software.
  • Abb. 9: Hochbelastbares Polyamid als Fräsblank.
  • Abb. 10: Hyperdent Software.

  • Abb. 11: Doppelbeckenmaschine.
  • Abb. 12: Einstellungen für die Frässtrategie. Template für den Schruppvorgang.
  • Abb. 11: Doppelbeckenmaschine.
  • Abb. 12: Einstellungen für die Frässtrategie. Template für den Schruppvorgang.

Diese Frässtrategien finden sich auf den Templates, den Kochrezepten für unseren Fräsvorgang. In Abb. 12 sehen wir ein Template, eine Fräsvorlage für das Schruppen der Okklusalseite. Im Template werden neben sehr speziellen Fräsalgorithmen auch die zum Einsatz kommenden Fräser, Drehzahl, Vorschub, Zustellungsfaktoren oder Eintauchstrategie, um nur einige zu nennen, definiert.

In den NC Dateien werden dann die geplanten Strategien in Werkzeugwege für den jeweilig eingesetzten Fräser umgerechnet, die Fräsjobs oder Fräspakete werden geschnürt (Abb. 13). Dann kommt der Postprozessor der jeweiligen Maschine zum Einsatz, der als Dolmetscher fungiert. Die Sprache der NC Dateien muss schließlich an die Maschine übermittelt werden. Wie sich der Fräser innerhalb der einzelnen Fräsjobs durch das Material bewegt, kann man dann in einer Simulation im Hyperview sehen (Abb. 14). Mit einiger einzigen Hyperdent sind sie in der Lage unterschiedlichste Maschinen, ob diese 15.000.-, 150.000.- oder 300.000.- Euro kosten, anzusteuern - sofern für die jeweilige Maschine ein Postprozessor vorhanden ist (Abb. 15).

  • Abb. 13: Für Arbeitsbereich und Fräsertypus werden die Fräswege individuell gepackt.
  • Abb. 14: Exemplarisch dargestellte Fräswege einer NC Datei.
  • Abb. 13: Für Arbeitsbereich und Fräsertypus werden die Fräswege individuell gepackt.
  • Abb. 14: Exemplarisch dargestellte Fräswege einer NC Datei.

  • Abb. 15: Postprozessor als Dolmetscher für die Maschinensprache.
  • Abb. 15: Postprozessor als Dolmetscher für die Maschinensprache.

Wie viele Achsen sind nötig?

Einen Großteil unserer Arbeiten können wir mit 3 Achsen bzw. 3+1 Achsen Maschinen durchaus bearbeiten. Die berühmten 5 Achsen nützen ihnen nur dann etwas, wenn diese auch intelligent - und im Idealfall simultan - angesteuert werden. Es gibt aber auch Situationen, in denen mehr tatsächlich auch mehr ist. In der Abbildung 16 sehen sie den Scan einer Arbeit, die im 3shape Scanner gescannt wurde. Die untersichgehenden Stellen sind deutlich. Im Parallelometer bestätigt es sich, dass, egal wie wir die Situation kippen, eine Parallelität nicht herstellbar ist.

  • Abb. 16: Scan einer Arbeit mit untersichgehenden Stellen.
  • Abb. 17: Gefräste Arbeit mit einer Maschine mit 3 + 1 Achsen. Das Gerüst ist nicht auf Anhieb aufsetzbar.
  • Abb. 16: Scan einer Arbeit mit untersichgehenden Stellen.
  • Abb. 17: Gefräste Arbeit mit einer Maschine mit 3 + 1 Achsen. Das Gerüst ist nicht auf Anhieb aufsetzbar.

  • Abb. 18: Gefräste Arbeit mit einer 5-Achs-Maschine. Sitzt und passt – ohne Aufpassarbeit.
  • Abb. 18: Gefräste Arbeit mit einer 5-Achs-Maschine. Sitzt und passt – ohne Aufpassarbeit.

Wir wissen aber alle, dass es die berühmte Brücke gibt, die wir durch torkelndes Draufschaukeln sehr wohl in ihren Endsitz jonglieren können. Hier sehen wir die Arbeit 5achsig simultan gefräst – sitzt und passt. Das Ganze - zum Vergleich - mit einer 3+1 Achsen Maschine mit 15° Anstellung gefräst lässt noch deutliche Störstellen erkennen (Abb. 17 und 18).

Ein weiteres Beispiel für die Anforderungen, die an eine CAM Software gestellt werden, ist die Lagepositionierung einer Brücke im Blank (Abb. 19 und 20). Aufgrund der starken Krümmung (z.B. Speesche Kurve) ist es oft nicht möglich, eine Brücke mit der Einschubrichtung, die aus dem CAD übergeben wird, in einen Blank mit der geringst möglichen Stärke zu positionieren. Durch entsprechende Korrektur der Objektlage im CAM ist dies möglich. Wir sparen so wertvolles Material und Zeit für die Fräsung. Die Fräswegeberechnung muss sich dann auf die geänderte Situation mathematisch einstellen.

  • Abb. 19: Automatisch eingeladene Arbeit im Blank.
  • Abb. 20: Optimierte Lage der Arbeit im Blank.
  • Abb. 19: Automatisch eingeladene Arbeit im Blank.
  • Abb. 20: Optimierte Lage der Arbeit im Blank.

Fräsradien Korrektur

Sie kennen folgendes Phänomen: In der Protrusion oder Laterotrusion schabt die Inzisalkante des nackten Käppchens bereits über die Inzisalkante des Gegenkiefers. Die sogenannte Fräserradienkorrektur bereitet dabei zusätzlich Probleme. Damit der Fräser in der Lage ist, sehr spitze Inzisalkanten zu bearbeiten, wird mit Hilfe der Software das Areal um die Inzisalkante so ausgeblockt, dass ein sauberes, störungsfreies Arbeiten des Fräswerkzeuges an dieser Stelle gewährleistet ist. Diese Ausblockung geht dann natürlich zu Lasten des Platzangebotes und richtet sich immer nach dem Durchmesser des kleinsten Fräsers, der verwendet wird. Im CAD sieht das dann aus wie in Abb. 21 dargestellt. Wir verschenken wertvollen Platz. Wir arbeiten in solchen Situationen mit einem Fräser mit 0,65 mm Durchmesser. Dies muss aber bereits im Dental Designer berücksichtigt werden. Das Ergebnis kann sich sehen lassen (Abb. 22).

  • Abb. 21: Ausgeblockte Inzisalkante bei Verwendung eines 1,0 mm Fräsers.
  • Abb. 22: Ausgeblockte Inzisalkante bei Verwendung eines 0,65 mm Fräsers.
  • Abb. 21: Ausgeblockte Inzisalkante bei Verwendung eines 1,0 mm Fräsers.
  • Abb. 22: Ausgeblockte Inzisalkante bei Verwendung eines 0,65 mm Fräsers.

  • Abb. 23: Gusskrone mit kongruenter Passung.
  • Abb. 24: 0,60 mm Fräserradienkorrektur.
  • Abb. 23: Gusskrone mit kongruenter Passung.
  • Abb. 24: 0,60 mm Fräserradienkorrektur.

  • Abb. 25: Situation hergestellt mit 0,35 mm Fräserradienkorrektur.
  • Abb. 26: Spezialtemplate für Hohlkehle.
  • Abb. 25: Situation hergestellt mit 0,35 mm Fräserradienkorrektur.
  • Abb. 26: Spezialtemplate für Hohlkehle.

Bei der Gusskrone links sehen wir die kleinste Fräserradienkorrektur der Welt, unsere Präzisionseinbettmasse (Abb. 23). Lässt man einen 1,0mm Fräser machen, was er will sieht es aus wie auf Abb. 24. Die Fräsung rechts ist mit einem Spezialtemplate mit einem 0,65mm Fräser durchgeführt – ein Ergebnis, dass sich mit dem Guss messen kann (Abb. 25). Noch kleiner geht es bei uns in der Hohlkehle zu. Hier findet letztendlich die Passung bzw. der Randschluss einer Zirkoniumkrone statt. Mit einem Spezialtemplate werden feinste Störkontakte, wie in Abb. 26 noch zu sehen, weitestgehend eliminiert. Hier drei Fräser im Vergleich, um sich die Größenverhältnisse deutlich zu machen.

In der Hitliste der beliebtesten Fragen von Kunden steht „Könnt Ihr das fräsen?“ ganz oben. Fräsen kann man viel. Ob es Sinn macht, ist die weitaus wichtigere Frage. Natürlich gibt es Templates, um einen solchen Steg zu fräsen – der wird sich aber nie aufschrauben lassen, weil wir für solche Anwendungen noch keine Hartgummiblanks haben (Abb. 27 und 28). Maschinen – und humanes Können vermischen oder ergänzen sich. Die Kunst ist die, zu erkennen, wann welche Fähigkeiten Sinn machen – Ergebnis orientiert und aus betriebswirtschaftlicher Sicht.

  • Abb. 27: Divergierende Einschubrichtungen.
  • Abb. 28: Template zum Fräsen des Steges.
  • Abb. 27: Divergierende Einschubrichtungen.
  • Abb. 28: Template zum Fräsen des Steges.

  • Abb. 29: Roboter und Hand.
  • Abb. 29: Roboter und Hand.

Ein Roboter mag ja ganz ordentlich eine Blechbüchse halten können, aber wie man aus einer Hand ein Zebra macht, sollte man dann doch der Hand selbst überlassen (Abb. 29). Wer sich nur auf CAD/CAM konzentriert befährt die gleiche Einbahnstrasse wie der, der sich nur auf die klassische Zahntechnik stürzt. Ich behaupte, dass derjenige der bessere CAD/CAM Techniker sein wird, der auch der besser ausgebildete Zahntechniker ist. Eine intelligente Mischung beider Disziplinen, mit hoher Kompetenzrate, wird ein neues zukunftsträchtiges Berufsbild formen.

 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: ZTM Martin Weppler

Bilder soweit nicht anders deklariert: ZTM Martin Weppler


Kostenlose Live Veranstaltung – D:EX Dental Experience by Pluradent
Unbenannt

Bei der kostenlosen D:EX Dental Experience von Pluradent am 24. April 2021 ab 10 Uhr werden Produktneuheiten und Impulsvorträge präsentiert. Vorgestellt werden aktuelle Entwicklungen in den Bereichen digitale Transformation, Praxismanagement und Hygiene.

Besuchen Sie uns doch mal auf unserer Facebookseite! Wir freuen uns über jeden Like und sind gespannt auf Anregungen, Kommentare, Kritik und Ideen für neue Themen!

Hier geht's direkt zur Seite