3D-Drucker dental fertigen unterschiedliche Indikationen

3D-Drucker dental: Additive Fertigung in Zahntechnik und Praxis

Kategorie: 3D-Drucker Dental
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Dentale 3D-Drucker werden für Labore und Zahnarztpraxen immer wichtiger. Wir vergleichen die 3D-Druckverfahren, Materialien, Anwendungsbereiche und geben Tipps für den Kauf des passenden 3D-Druckers für den dentalen Einsatz.

dentaler 3D-Drucker3D-Drucker machen in der dentalen Fertigung vieles einfacher. Doch vor einer Investition in die neue Technologie sollte sich ein Dentallabor oder eine Zahnarztpraxis einige grundlegende Fragen stellen und die Unterschiede der Geräte und Systeme kennen.

Wir haben die wichtigsten Fakten rund um die verschiedenen Druckverfahren, die wichtigsten Anwendungsbereiche im Dentalbereich und die Stärken und Schwächen aktueller 3D-Drucker im Vergleich zusammengestellt.

Übersicht über die Themen dieses Beitrags
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3D-Drucker im Dentalbereich: Wichtiger Trend in Zahnmedizin und Zahntechnik

3D-Drucker in Zahntechnik und Zahnarztpraxis sind auf dem Vormarsch. Analysten rechnen angesichts der kontinuierlichen Weiterentwicklung von 3D-Technologien und Druckmaterialien bis zum Jahr 2025 mit jährlichen Wachstumsraten im dentalen 3D-Druck zwischen 17 und 25 %. 

Marktentwicklung für 3D-Drucker dental

Wir befinden uns also mitten in der lautstark prognostizierten und trotzdem stillen Revolution „3D-Druck“. In kaum einem anderen medizinischen Bereich scheint der 3D-Druck konventionelle Methoden so stark zu revolutionieren, wie in der Zahnmedizin.

Im Dentalbereich ist das Fertigungsprinzip nicht wirklich neu, sondern wird als additives Verfahren in einigen Bereichen bereits seit vielen Jahren angeboten – hauptsächlich von Fertigungsdienstleistern. Beispiele sind die Stereolithografie (SLA) für das Herstellen von Bohrschablonen oder das Lasersintern (SLM) für Gerüste aus Nichtedelmetall.

Inzwischen gibt es vergleichsweise günstige dentale 3D-Drucker für den Einsatz in Labor und Zahnarztpraxis. Neben dem technischen Fortschritt profitiert der Dentalbereich vor allem von Neuerungen bei den Druckmaterialien. 

Durch Entwicklung neuer Harze ist mittlerweile die Fertigung von Restaurationen möglich, deren Druck vor wenigen Jahren noch undenkbar gewesen wäre. Sogar permanente Kronen und Brücken können gefertigt werden, auch wenn sich diese noch nicht über die Kasse abrechnen lassen. Vieles lässt sich mit dentalen 3D-Druckern schneller und kosteneffizienter fertigen als mit einer Schleifeinheit. So kann die Produktivität im Fertigungs­prozess erhöht werden.

Einstieg in den dentalen 3D-Druck: Diese Fragen sollten Sie sich stellen

Möglicherweise beschäftigen Sie sich zurzeit mit der Frage, ob Sie in einen 3D­-Drucker investieren sollen. Wenn Sie bereits digital arbeiten und ein breites Indika­tionsspektrum abdecken möchten, ist ein 3D­-Drucker eine sinnvolle Investition.

Folgende Fragen helfen bei der Entscheidungsfindung:

  • Haben Sie bereits einen Intraoralscanner im Einsatz?
  • Für welche Anwendungen möchten Sie den Drucker nutzen?
  • Wie häufig wird der Drucker Ihrer Erwartung nach im Einsatz sein?
  • Haben Sie genügend Platz für das nötige Equipment?
  • Verfügen Sie über die nötigen Kapazitäten und das Personal für die Fertigung? (Design, Druck und Nachbearbeitung)
  • Können Sie Aufgaben an Ihr Team delegieren?
  • Es gibt bereits sehr günstige Einsteigermodelle. Für welches Gerät Sie sich entscheiden sollten, ergibt sich aus unterschiedlichen Faktoren.

Eine zentrale Rolle spielt die Wahl des Druckverfahrens. Mehr zu den unterschiedlichen 3D-Druckverfahren lesen Sie im folgenden Kapitel.

Druckverfahren: 3D-Drucker ist nicht gleich 3D-Drucker

Wer sich mit 3D-Druckern beschäftigt, stellt gravierende Unterschiede fest. Eine aktuelle Gegenüberstellung von Geräten für den dentalen Einsatz finden Sie unten im Abschnitt 3D-Drucker kaufen: Aktuelle Drucker im Vergleich.

Die Nomenklatur "3D-Druck" steht grundsätzlich nur als Synonym für fast alle additiven Verfahren. Unterschieden werden sie zum Beispiel nach Art der verwendeten Materialien (z. B. Kunststoffe, Metalle).

Eine weitere Differenzierung erfolgt über den Vorgang des Aufbaus eines Objektes, also den additiven Prozess:

Aufbau mittels Polymerisation

  • Fertigungstechnologie: z.B. Stereolithografie (SLA), Digital Light Processing (DLP)
  • Materialien: u. a. Kunststoffe, Harze, Polymerharz

Aufbau mittels Verkleben

  • Fertigungstechnologie: z.B. Binderverfahren
  • Materialien: u. a. Metalle, Vollkeramik, Gips

Aufbau mittels Verschmelzen

  • Fertigungstechnologie: z.B. Lasersinter-/Laser-Meltingverfahren (SLM), Fused Deposition Modeling (FDM)
  • Materialien: u. a. Metalle (SLM), Kunststoffe, Harze, Polymerharz

Verfahrenstechnologien im dentalen 3D-Druck

Die derzeit populärsten Funktionsweisen beim dentalen 3D-Druck sind SLA (Stereolithografie) und DLP (Digital Light Processing). Beide Technologien sind sich ähnlich, doch es gibt einen maßgeblichen Unterschied.

Die Art der Belichtungsquelle ist der primäre Unterschied zwischen dem DLP- und SLA-Drucker. Bei der SLA-Technologie fungiert ein Laserstrahl als Lichtquelle. Bei der DLP-Technik handelt es sich um einen Projektor bzw. Beamer.

SLA-Drucker mit Laser-Technologie

Funktionsweise dentaler SLA-Drucker

Das Druckerharz wird mittels eines Laserstrahls, der durch Spiegel auf die zu belichtende Stelle geleitet wird, Punkt für Punkt ausgehärtet. 

Der Laserstrahl bei der SLA-Technik „malt“ das zu druckende Objekt sozusagen sukzessiv in die Oberfläche. Ist eine Schicht erstarrt, werden das Druckobjekt um die Höhe eines Layers abgesenkt bzw. erhöht und die nächste Schicht mittels Laser projiziert.

  • Langsamer als DLP, dafür günstiger
  • Meist größere Bauplattform als bei DLP

Eine Weiterentwicklung ist die Low Force Stereolithography (LFS)™ Technologie, die beim Form 3B und beim Form 3BL von Formlabs zum Einsatz kommt.

DLP-Drucker mit Projektor oder zusätzlicher LCD-Lichtquelle

Funktionsweise dentaler DLP 3D-Drucker

Bei der DLP-Technik wird statt eines Lasers ein Projektor verwendet, um das Bild der gesamten Schicht auf die Plattform zu projizieren, wobei alle Punkte einer Schicht gleichzeitig gehärtet werden.

Der Projektor bzw. Beamer beim DLP-Verfahren hingegen härtet die zu druckende Schicht also mit einem Mal flächig aus. Dies beschleunigt den Druckprozess. Daher kann der DLP-Drucker eine höhere Druckgeschwindigkeit erzielen. Die Belichtung während des eigentlichen Druckprozesses beeinflusst die Genauigkeit und die Druckzeit.

  • Hohe Fertigungsgeschwindigkeit, nur abhängig von der Höhe und nicht von der Breite des Produkts
  • Meist teurer

Bereits seit längeren erfolgreich auf dem Markt ist der DLP-Drucker AsigaMAX von Scheu. Ein aktuelles 3D-Drucksystem mit DLP-Technologie für den Einsatz in Zahnarztpraxis und Labor kommt von dem kalifornischen Dental-Spezialisten SprintRay mit den 3D-Druckern SprintRay Pro 95 und Pro 55.

Aktuell werden von einigen Herstellern in Druckern sogenannte LCD-Lichtquellen ergänzend zum DLP-Projektor eingebaut. Somit sollen Lichtstreuung verhindert und eine gleichbleibend hohe Qualität forciert werden.

Poly-Jet-Technologie

Im dentalen 3D-Druck wird auch die PolyJet-Technologie angewandt. Vergleichen lässt sich die Funktionsweise mit dem Tintenstrahldrucker im Büro, nur statt Tinte fließt Druckermaterial (feine Tröpfchen eines Photopolymers). Die Aushärtung erfolgt mit UV-Licht.

Vorteile der Technologie sind die hohe Detailtreue und die Genauigkeit. Zudem können verschiedene Materialien in einem Druckprozess umgesetzt werden – Multimaterialdruck (3D-MMP). Ein Nachteil des PolyJet-Drucks: PolyJet-Drucker sind aufgrund ihrer komplexen Technologie vergleichsweise teuer.

Filamentdruck

Ein im Dentalbereich noch recht wenig angewandtes Verfahren ist der Filamentdruck, auch fused filament fabrication (FFF) oder fused deposition modeling (FDM) genannt. Wie bei einer Heißklebepistole wird ein Stangen-Filament in einem Hitzekopf erwärmt und über einen Extruder schichtweise auf die Bauplattform aufgetragen. Beim Abkühlen verfestigt sich das Material. Der Filamentdruck wurde bislang primär für den privaten Hausgebrauch genutzt und aufgrund der relativ geringen Auflösung für den dentalen Bereich als ungenau erachtet.

Doch hier hat sich viel getan. Hersteller haben die Geräte weiterentwickelt und für den Dentalbereich optimiert, z. B. Kumovis. Dem Filamentdruck wird für dentale Anwendungen eine gute Zukunft prognostiziert. Grund sind die zu verarbeitenden Materialien: medizinische thermoplastische Materialien (monomerfreie Thermoplaste der Materialgruppe PAEK).

Zahn
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Anwendungsbereiche von 3D-Druckern im Dentalbereich

Ein Vorteil der additiven Fertigung ist, dass jedwede Geometrien umgesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil: der 3D-Druck gehört zu den besonders wirtschaftlichen Fertigungsverfahren. Sollen beispielsweise Modelle aus dem Datensatz des Intraoralscanners erstellt werden, ist der 3D-Druck aus wirtschaftlicher Sicht dem Fräsen vorzuziehen.

3D-Drucker in der Zahntechnik: Dentallabor und Praxislabor

Durch die schnell technische Weiterentwicklung der verschiedenen 3D-Drucktechnologien können mit den dentalen Druckern in der Zahntechnik schon heute viele weitere Anwendungen umgesetzt werden.

Hierzu zählen z. B.

  • Abformlöffel
  • Schienen
  • Modelle für die KFO
  • Implantat-Bohrschablonen
  • Modelle für die Aligner-Therapie
  • Gingivamasken
  • Provisorien
  • Set-ups bzw. Try-in-Prothesen
  • Positionierungshilfen

Für die unterschiedlichen Indikationen gibt es jeweils passende Materialien, neue oder verbesserte Materialien werden kontinuierlich auf den Markt gebracht - häufig speziell abgestimmt auf die Druckermodelle des jeweiligen Herstellers.

3D-Drucker in der Kieferorthopädie

Bei den Zahnarztpraxen sind es unter anderem die Kieferorthopäden, die sich schon länger mit dem 3D-Druck beschäftigen. Bekannt ist vor allem der Einsatz von gedruckten Alignern. Mindestens genau so viel Potential hat in der KFO aber das gedruckte Modell.

Mehr Informationen zu Einsatzbereichen von dentalen 3D-Druckern in der digitalen KFO finden Sie in den nachfolgend verlinkten Artikeln.

Drucker-Farmen in großen Dentallaboren und Fertigungszentren

Je nach Laborstruktur werden verschiedene Indikationen umgesetzt. Während ein Labor den Löffeldruck für sich entdeckt hat, druckt das andere Labor eventuell hauptsächlich Schienen oder Bohrschablonen.

Einige größere Dentallabore bauen sogenannte „Drucker-Farmen“. Hierbei werden mehrere 3D-Drucker aufgestellt und mit jedem der Geräte wird eine bestimmte Indikation umgesetzt. Je nach Voraussetzungen und Ausrichtung des eigenen Labors oder der eigenen Praxis kann es günstiger sein, Druckleistungen einzukaufen und den Fokus der eigenen Arbeit an anderer Stelle zu setzen. Gerade in Bezug auf die Schnelligkeit bietet der eigene dentale 3D-Drucker aber enorme Vorteile.

Lesen Sie zum Thema "Selber machen oder einkaufen" auch den nachfolgenden Ratgeber.

Dentale 3D-Drucker kaufen: Aktuelle Geräte im Vergleich

Die Auswahl an 3D-Druckern für Labor und Praxis ist groß. Nicht nur die Dentalindustrie bietet Drucker an, auch branchenfremde Unternehmen entdecken die Zielgruppe Dentallabor, Zahnarzt und Kieferorthopäde. Einsteiger, Mittelklasse oder Premium – vom günstigen Modell für 1.000 EUR bis zum High-End-Gerät für 60.000 EUR und mehr ist alles möglich.

Welches Gerät für das jeweilige Labor am besten geeignet ist, hängt von vielen Faktoren ab. Neben den Anforderungen der derzeitigen und zukünftigen Kunden sind Wirtschaftlichkeitsberechnungen ein wichtiger Punkt bei der Entscheidung.

Das sind die aktuellen Geräte für die dentale Fertigung und ihre Stärken im Überblick:

Pro 95  und Pro 55 von SprintRay: Schneller DLP-Drucker für reibungslose Abläufe

3D-Drucker SprintRay Pro 95 von SprintRay

Der SprintRay Pro 95 sorgt mit hoher Druckgeschwindigkeit, einer effizienten Prozesskette, einer großformatigen Druckplattform und einer breiten Auswahl beliebter Druckmaterialien verschiedener Hersteller für effizienten 3D-Druck im Praxislabor und im Dentallabor.

Der kompaktere Pro 55, ebenfalls auf Basis der effizienten DLP-Technologie und einem halboffenen Materialsortiment, bringt besondere Präzision, z.B. für die prothetische Fertigung.  

Neben dem umfassenden Materialsortiment und dem hohen Fertigungstempo überzeugt das 3D-Druck-System von SprintRay vor allem mit einer besonders effizienten Prozesskette.

Alle Informationen finde Sie in unserer Produktvorstellung  > SprintRay Pro 95 und Pro 55: Das 3D-Druck-System für den reibungslosen Workflow

3D-Drucker von SprintRay im Online-Shop

Form 3B und Form 3BL von Formlabs: LFS-Drucker für glattere Oberflächen und feinere Strukturen

Formlabs Form 2 - ein beliebter 3D-Drucker im dentalen BereichForm 3B und Form 3BL  sind die dentalen Varianten des 2019 vorgestellten Form 3 des Herstellers Formlabs. Die 3D-Drucker für Dentallabor und Praxis setzen auf die neu entwickelte Low Force Stereolithography (LFS)™-Technologie.

Durch reduzierte Abziehkräfte liefern die Geräte mehr Präzision - für sehr homogene und glatte Oberflächen und besonders feine Stützstrukturen.

Mehr über Indikationen, Funktionen und Materialien erfahren Sie in unserer ausführlichen Produktvorstellung  > Formlabs 3D-Drucker Form 3B und Form 3BL.

3D-Drucker von Formlabs im Online-Shop

PrograPrint PR5 von Ivoclar: DLP-Drucker mit Kartuschen-System für sauberes Handling

Der 3D-Drucker PrograPrint PR5 von Ivoclar basiert auf der DLP-Technologie ist durch das neuartige Kartuschensystem mit nahezu kontaktfreiem Materailhandling auch für die Cheairside-Produktion interessant.  

PrograPrint PR5, 3D-Drucker von IvoclarLaut Hersteller zeichnet sich das Gerät unter anderem durch eine  leistungsstarke Light Engine aus, die mit doppelt so hoher Anzahl an Bildpunkten wie übliche DLP-Drucker arbeitet. In Verbindung mit einer hohen Lichtintensität und eine automatische Kalibrierung ermöglicht das hochpräzise Druckobjekte.

Auch beim PrograPrint PR5 sind die Designschritte automatisiert. Das geschlossene System für Druckmaterialien mit Kartuschen und Transportboxen  sollen die Chairside-Produktion mit dem Primeprint-System noch einfacher machen.

PrograPrint im Online-Shop von Henry Schein

Primeprint von Dentsply Sirona: Dentaler 3D-Drucker mit DLP-Technologie und Google Cloud Integration

PrimePrint 3D-Drucker DentalDer erste 3D-Drucker aus dem Hause Dentsply Sirona basiert auf einer 385-nm-Lichtmaschine und kommt mit passenden Wash & Cure-Geräten sowie der 3D-Modellierungssoftware CAM 22.

Diese Software, in der viele Designschritte automatisiert sind, und das besonders einfache und saubere Handling der Druckmaterialien mit Kartuschen und Transportboxen sollen die Chairside-Produktion mit dem Primeprint-System noch einfacher machen.

Eine weitere Besonderheit bei diesem System: Eine Cloud-Lösung in Partnerschaft mit Google soll den digitalen Workflow optimieren.

3D-Drucker von Dentsply Sirona auf der Website von Henry Schein

Asiga MAX™ von Scheu: Der komfortable DLP-3D-Drucker für viele Indikationen

Der dentale 3D-Drucker AsigaMax von ScheuMit einer Palette eigener Verbrauchsmaterialien und besonders komfortabler Bedienung lassen sich mit dem Aisga MAX Objekte für ganz verschiedene Indikationen herstellen - von dentalen Gussobjekten über Aufbissschienen bis zu Zahnfleischmasken und Bohrschablonen.

Besonders spannend ist der Amiga MAX auch für KFO-Praxen, denn der 3D-Drucker lässt sich nahtlos in den digitalen kieferorthopädischen Workflow einbinden. Mehr dazu erfahren Sie im Beitrag > Einstieg in die digitale Kieferorthopädie.

3D-Drucker von Scheu im Online-Shop

SolFlex von VOCO: Der schnelle DLP-3D-Drucker in drei Größen

SolFlex von Voco - Drei verschiedene 3D-Druckermodelle Der 3D-Drucker SolFlex von VOCO überzeugt mit speziellen Druckmaterialien für den Dentalbereich. Durch die patentierte Materialwanne sind die Geräte besonders sparsam.

Drei unterschiedliche Größen sind an die jeweiligen Bedarfe von mittleren und kleinen Laboren bzw. Praxen angepasst.

3D-Drucker von VOCO im Online-Shop

Mit herstellerübergreifender Beratung zum passenden 3D-Drucker

Es empfiehlt sich, vor dem Kauf eines 3D-Druckers mit Experten zu sprechen und sich herstellerübergreifend über dentale 3D-Drucker zu informieren. Denn eine KFO-Praxis hat ganz andere Anforderungen als ein herkömmliches Praxislabor, und jedes Dentallabor hat individuelle Anforderungen an Größe, Indikationen, Bedienfreundlichkeit und  Produktionskapazitäten.

Die CAD/CAM-Spezialisten von Henry Schein haben viel Erfahrung bei der Unterstützung von Praxen und Laboren bei der Digitalisierung, sie kennen den aktuellen Stand der Technik im dentalen 3D-Druck und bei den Materialien und können deshalb besonders kompetent und zielorientiert beraten.

Umfangreiche Schulungen bieten darüber hinaus die Möglichkeit, sich schnell mit der neuen Technik vertraut zu machen. Und wenn der 3D­-Drucker einmal nicht das gewünschte Ergebnis erzielen sollte, sind die Ansprech­partner der ConnectDental­Support­Hotline zur Stelle. Per Troubleshooting können sie die Fehlerquelle ermitteln und das Problem rasch beheben.

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vom 18.10.2021
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