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Foto: xiaoliangge – stock.adobe.com

Weshalb ist additive Fertigung für Dentaltechnologie in Edelmetall so attraktiv?

Ein wesentlicher Treiber der Entwicklung ist das Thema Ressourcen: um überhaupt substraktiv arbeiten zu können, muss verhältnismäßig viel Ausgangsmaterial bereitgestellt werden. Gleichzeitig entsteht viel Abfall, der aufwendig recycelt werden muss. Die additive Fertigung mit Edelmetallpulvern senkt den Aufwand für die Bereitstellung und das Recycling des Ausgangsmaterials immens. Damit kann die neue Technologie die hohen Kosten für das Edelmetall zum Teil kompensieren, sodass Edelmetall auch künftig ein attraktiver Werkstoff bleibt.

Die fünf Bausteine der Machbarkeitsanalyse

Es gibt diverse Modelle zu den Machbarkeits-Untersuchungen zur Einführung von neuen Technologien. Wir fokussierten uns auf die wichtigsten fünf Bausteine, die nicht voneinander getrennt, sondern ineinander verzahnt werden.

Dabei ist es, neben dem wirtschaftlichen Aspekt, von oberster Priorität, dass die materialtechnischen Ergebnisse stimmen. Denn Dentallegierungen unterliegen gesetzlich festgelegten Normen mit genau definierten Eigenschaften, die es auch bei der additiven Fertigung zu erzielen gilt. Wir müssen also diese Normen bei den Materialeigenschaften der Dentallegierungen sicherstellen.

Baustein: Indikationen
Am Anfang müssen die Indikationen festgelegt werden. Wir entschieden uns für Kronen- und Brückentechnik sowie der Hydridfertigung von Sekundär-Teleskopen aus Edelmetallpulvern.

Baustein: Legierungen
Im nächsten Schritt muss die Entscheidung fallen, welche Legierungen die Voraussetzungen für die Technologie erfüllen. Dafür wählten wir drei Legierungen, die zum Aufschmelzen mit einem roten Laser geeignet sind. Zum einen eine Palladium-Basis-Legierung aufgrund der silberweißen Farbe und zum anderen zwei hochgoldhaltige gelbfarbene Dentallegierungen.

Baustein: Materialeigenschaften
Neben den von den Normen geforderten Werten war die Zielsetzung, eine optimale Dichte zu erreichen. Als Mindestanforderung wird die Dichte für gegossene Objekte genommen. Diese liegt bei einem Wert von 99,6%. Dank der eigenen Metallografie und dem physikalischen Labor bei C.HAFNER war es möglich, exakte Werte zu erhalten. Die Pulverpartikel haben eine Körnung von 5 bis 53 µm, was ein homogenes Aufschmelzen mittels Laser ermöglicht. Es hat sich gezeigt, dass die additive Fertigung bei der Materialentwicklung anhand zahlreicher weiter Parameterer akkurat getestet und einjustiert werden muss, um zum endgültig gewünschten Resultat zu kommen.

Baustein: Software und Workflow
Die Komplexität der geeigneten Software ist nicht zu unterschätzen: zur Umsetzung des Hybrid Projektes waren z. B. vier verschiedene Softwares im Einsatz, die ineinandergreifen mussten, um ein perfektes Ergebnis zu erhalten.

Neben der Software musste auch die Hardware angepasst werden, um den Workflow zu optimieren und zu stabilisieren. Dazu werden die zentralen Verfahrenskomponenten – die Anlage (Maschinenkompetenz), die Edelmetallpulver (Pulverkompetenz) sowie die spezifischen Parameter (Prozessparameter) – perfekt aufeinander abgestimmt. Damit entsteht eine Systemkompetenz, die es ermöglicht, die generative Fertigung in einem industriellen Umfeld zu nutzen.

Fazit

Gedruckte edelmetallhaltige Zahnkomponenten Nach rund drei Jahren intensiver Forschungsarbeit zur Additiven Fertigung mit Edelmetallpulvern für den Dentalbereich kommen wir zum Ergebnis, dass diese Technologie mit hervorragenden Materialeigenschaften bei zahntechnischen Komponenten überzeugt und das Verfahrensspektrum zur Herstellung von Zahnersatz sinnvoll ergänzt. Die Additive Fertigung wird als hochentwickelte Technologie die Zukunft des Edelmetalls in der Zahntechnik sichern.

Quelle: C.Hafner GmbH