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3D-Druckmaterial: Ein Überblick für dentale Anwender

Kategorie: 3D-Drucker Dental
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Welches 3D-Druckmaterial ist für Ihren 3D-Drucker geeignet? Warum es sich lohnt, beim Thema 3D-Druck nicht nur auf die Hardware zu schauen, zeigt dieser Artikel.

3D-Druckmaterial ist nicht gleich 3D-Druckmaterial. Es gibt große Unterschiede und speziell für die dentalen Anwendungen sollten die richtigen Materialien zum Einsatz kommen. Längst haben sich 3D-Drucker in Zahnmedizin und Zahntechnik durchgesetzt.

Es gibt verschiedene 3D-Drucker mit ausreichend hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit, um dentale Anforderungen zu erfüllen. Doch bei der Entscheidung für den richtigen Drucker geht es um mehr als „nur“ die Hardware. In der Regel arbeiten die meisten 3D-Drucker in Praxis und Labor auf Basis der Stereolithografie. Das verwendete 3D-Druckmaterial ist ein Harz, welches über die Lichthärtung (Polymerisation) ausgehärtet wird.

Doch welches 3D-Druckmaterial ist für welchen Drucker geeignet?

3D-Druck: Marketing-Versprechen und realistische Erwartungen

Der Markt für dentale 3D-Drucker wird bis 2027 voraussichtlich ein Finanzvolumen von 9,5 Milliarden US-Dollar erreichen. Die Branche wird mit neuen Anbietern und vielen Versprechen über Rendite (ROI) und Workflow-Verbesserungen gut eingedeckt.

Doch insbesondere die stark marketinggeprägten Aussagen erschweren oft die Kaufentscheidung. Grundsätzlich „erzählt“ die Druckerhardware nur einen Teil der Geschichte. Um den dentalen 3D-Druck bzw. dessen Anwendung seriös einschätzen zu können, sollte man sich mit fundierten Grundlagen befassen.

Parameter wie Genauigkeit und Geschwindigkeit sind für die dentale Anwendung sehr wichtig. Doch es sind auch die 3D-Druckmaterialien zu betrachten, die mit dem jeweiligen Drucker verarbeitet werden können. Gerade Druckerharze, die von Drittherstellern – oft Spezialisten im Bereich 3D-Druck – entwickelt werden, treiben die Entwicklung voran und erweitern die Grenzen des dentalen 3D-Drucks. 

Dentales 3D-Druckmaterial – was ist gemeint?

Nachfolgend ist mit einem dentalen 3D-Druckmaterial ein Werkstoff gemeint, der im Stereolithografie-Verfahren (z. B. DLP-Technologie) umgesetzt wird und speziell für dentale Anwendungen entwickelt worden ist. Es handelt sich um flüssige Photopolymere (harzbasiert), die durch eine Lichtquelle ausgehärtet werden. Im Vergleich zu Anwendungen in anderen Branchen (z. B. Kunst, Industrie, Hobby) sind die Anforderungen an ein 3D-Druckmaterial im Dentalbereich hoch und klar definiert. 

Grundsätzlich gilt: Nicht alle 3D-Druckharze sind für dentale Anwendungen geeignet. Und obwohl 3D-Druckmaterialien für dentale Modelle zu den meistvermarkteten Druckmaterialien in der Zahnmedizin gehören, stellen sie nur einen Bruchteil der Möglichkeiten des dentalen 3D-Drucks dar. Die Zahl gedruckter Objekte, die im Mund des Patienten verwendet werden, steigt stetig. Entsprechend zertifizierte, biokompatible Harze zählen zu einem zukunftsträchtigen Bereich. 

Unterschieden werden kann ein 3D-Druckmaterial in zwei Kategorien:  

Typ 1 – für Modelle und andere Hilfsmittel  
Typ 2 – für Objekte zur intraoralen Anwendung 

3D-Druckmaterial Typ 1: Dentale Modelle

Zunächst könnte man denken, dass die Anforderungen an ein Dentalmodell ähnlich sind wie bei jedem anderen 3D-gedruckten Bauteil. Doch es gibt große Unterschiede, z. B. hinsichtlich Präzision und Oberflächengenauigkeit. Während ein 3D-Modell aus dem Hobby- bzw. Kunstbereich in der Regel stark nachbearbeitet und eventuell bemalt wird, sollte ein Dentalmodell ohne zusätzlichen Aufwand eine hohe Wiedergabegenauigkeit haben. dentales 3D-Druckmaterial: Modellharz Dentales 3D-Druckmaterial vom Typ 1 (Modelharz) hat viele Verwendungen: Lehre, Studien- oder Situationsmodell, Modell für die Patientenkommunikation, Herstellung von Aligner-Schienen etc.

Dentale Modelle für Planung und Kommunikation

Ein ideales 3D-Druckmaterial für dentale Modelle sollte Druckgeschwindigkeit und Ästhetik optimal ausbalancieren können. Viele Anwender nutzen 3D-gedruckte Modelle zur Visualisierung einer restaurativen Therapie bzw. zur Patientenberatung. Damit diese Art der Kommunikation aussagestark und effektiv ist, sollten die Modelle optisch ansprechen. Doch ist eine möglichst gleichmäßige Farbverteilung von vielen Standardharzen nicht priorisiert.

Diese sind speziell für das schnelle Drucken von Modellen entwickelt worden.
Hoher Wert wurde auf den gleichmäßigen Farbverlauf und die Genauigkeit gelegt.

3D-Druckmaterialien: SprintRay White Dental Modellharz
„White Dental Modellharz“ von SprintRay ist ideal für Mock-Ups und die Patientenkommunikation geeignet.

Dentale Modelle für das Herstellen von Aligner-Schienen

Eine weitere beliebte Anwendung des 3D-Drucks ist das Herstellen von Modellen zur Fertigung von Aligner-Schienen. Für die verschiedenen Behandlungssequenzen werden mehrere Ganzkiefermodelle gedruckt und darauf die Schienen hergestellt.

Beim Druck der Aligner-Modelle steht ein Kennwert im Fokus: der Durchsatz (throughput). Der Durchsatz bezeichnet das Maß, wie viele Modelle in einer bestimmten Zeitspanne gefertigt werden können. Hier ist ein Blick auf die Drucktechnologie interessant. 

Viele Desktop-SLA-Drucker verwenden einen Laserstrahl, um das 3D-Druckmaterial auszuhärten. DLP-Drucker (z. B. MoonRay) hingegen härten eine ganze Schicht mit einem UV-Lichtblitz (eine Art Projektor) aus. Das macht die Technologie schnell und präzise – zwei Eigenschaften, die bei der Herstellung von Aligner-Modellen entscheidend sind.

Ist die Genauigkeit der Aligner-Modelle nicht exakt, passen die Aligner-Schienen im Mund des Patienten nicht korrekt; der Therapieerfolg ist gefährdet. Und Schnelligkeit: Da bei der Aligner-Therapie das Drucken von bis zu einem Dutzend Ganzkiefermodellen notwendig ist, ist der Durchsatz entscheidend.

Hier punktet die DLP-Technologie. Doch der schnelle, präzise Modelldruck ist nicht nur eine Frage des Druckers. Geschwindigkeit und Genauigkeit werden auch durch das 3D-Druckmaterial bestimmt. Bei dentalspezifischen Modellharzen ist der hohe Durchsatz in Kombination mit zuverlässiger Genauigkeit das Ergebnis jahrelanger Feinarbeit in Forschung und Entwicklung.  

3D-Druckmaterial Typ 2: Druckharze für intraorale Anwendungen

Es gibt einige 3D-Druckmaterialien, die als Medizinprodukt Klasse Ia und IIa zertifiziert sind. Diese Harze sind durch ihre physikalischen Eigenschaften ideal für dentale Anwendungen. Beispiele: Materialien für Schienen, Bohrschablonen oder Klebehilfen für kieferorthopädische Apparaturen. Auch Try-ins für die intraorale Einprobe oder monolithische Prothesen können in kurzer Zeit und zu einem geringen Materialeinsatz gedruckt werden.  

CAD-Konstruktion für den 3D-Druck
CAD-Konstruktion für eine Prothese für den 3D-Druck. Hardware, Software und 3D-Druckmaterial sind aufeinander abgestimmt.

Jetzt denken Sie vielleicht: Großartig! Wenn es so viele neue 3D-Druckmaterialien für dentale Anwendungen gibt, warum werden diese dann nicht in allen Zahnarztpraxen und Dentallaboren verwendet? Leider ist das oft nicht so einfach. Die meisten 3D-Drucksysteme sind noch „geschlossen“. Das bedeutet: Hier kann es schwierig sein, die richtige Kombination aus Produktmerkmalen und Materialkompatibilität zu finden. Damit ein bestimmter 3D-Drucker beispielsweise mit einem zertifizierten Prothesen-Basisharz drucken kann, muss der Drucker über die richtigen Software-Einstellungen verfügen.
Ist dies nicht der Fall, wird der Druck misslingen. 

Offene vs. geschlossene Systeme

Viele dentale 3D-Druckmaterialien werden von Drittanbietern – oft Spezialisten im Bereich 3D-Druck – hergestellt. Nur eine geringe Anzahl von 3D-Druckern erlaubt jedoch die Verwendung dieser modernen Harze. Noch weniger davon bieten entsprechenden Support und vordefinierte Einstellungen, um die Kompatibilität zu gewährleisten.

Die meisten 3D-Drucker – auch solche, die für dentale Anwendungen entwickelt wurden – verwenden proprietäre Ökosysteme. Wenn Sie in einen solchen Drucker investieren, kann dies Ihre Möglichkeiten der freien Materialwahl einschränken. 

3D-Drucksystem
Wenn Sie neue 3D-Druckmaterialien zur Herstellung dentaler Anwendungen nutzen möchten, ist es entscheidend, welches 3D-Druck-Ökosystem Sie wählen.

Das rasche Tempo der Materialentwicklungen mag entmutigend erscheinen. Und so ist der Einstieg in die Druckplattform von SprintRay der Beginn einer besonderen Partnerschaft. Zusätzlich zu eigenen 3D-Druckmaterialien werden vollständig unterstützte 3D-Druckmaterialien führender Hersteller angeboten. Für den Anwender bedeutet dies eine hohe Sicherheit, denn der neue Drucker, das Support-Team und somit auch sie selbst sind immer auf dem Laufenden über die aktuellen Entwicklungen im Bereich dentaler 3D-Druckmaterialien. 

Wählen Sie Ihr 3D-Druckmaterial: Zertifizierte offene Systeme

3D-Drucker für Zahnarztpraxen und Dentallabore sind eine langfristige Investition. Doch während die Hardware auf einen relativ langen Produktzyklus ausgelegt ist, trifft dies auf 3D-Druckmaterialien nicht immer zu. Die Hersteller von 3D-Druckmaterialien sind schnell und investieren kräftig in Forschung und Entwicklung.

Die Anwender benötigen daher idealerweise einen Partner, der dabei hilft, auf dem neuesten Stand zu bleiben. Viele der verfügbaren 3D-Druckharze sind erst seit Kurzem auf dem Markt und der Fortschritt in dem Bereich scheint nicht zu enden.

Der Erfolg des 3D-Drucks in der dentalen Welt beruht zu einem großen Teil auf der hohen Leistungsfähigkeit dieser neuen, von Drittanbietern entwickelten 3D-Druckharze.

3D-Druckharze werden für Kronen und Brücken eingesetzt
Kronen und Brücken können Dank der offenen Harzplattform und der Verpflichtung zur Zertifizierung der 3D-Druckharze von Nextdent auf Sprintray-Druckern gefertigt werden.

Fazit: Freie Wahl beim 3D-Druckmaterial und die Zukunft des 3D-Drucks

SprintRay bietet eine zertifizierte offene Materialplattform. Hingegen zertifizieren und unterstützen geschlossene Systeme nur ihre eigenen 3D-Druckmaterialien.

Ein offenes zertifiziertes System bedeutet für SprintRay:

  • Zertifiziert: Die Produktingenieure von SprintRay arbeiten eng mit den Herstellern der 3D-Druckmaterialien zusammen. Alle Materialien werden erst nach strengen Prüfungen zertifiziert und unterstützen so die maximale Produktionsflexibilität.
  • Offen: Während andere Anbieter nur wenige Harze für dentale Anwendungen im Portfolio haben, öffnet SprintRay seine Drucker für viele 3D-Druckmaterialien.  
  • Plattform: Dentale 3D-Druckmaterialien erfordern intensive Tests und einen guten Support. SprintRay hat sich voll und ganz der dentalen Welt verschrieben und erfüllt somit die Bedürfnisse in Zahnarztpraxis und Dentallabor.

Während die Welt des 3D-Drucks die Zahnmedizin weiter revolutionieren wird, werden neue 3D-Druckmaterialien die Grenzen erweitern. Dank der offenen zertifizierten Harzplattform ist SprintRay das Ökosystem der Wahl für viele Zahnarztpraxen und Dentallabore. 

Dieser Text basiert auf einem englischen Artikel, der im SprintRay-Blog unter https://sprintray.com/dental-3d-printing-materials-guide/ erschienen ist. 

 

Für weitere Fragen rund um das ideale 3D-Druckmaterial für Ihren Anspruch sind die CAD/CAM-Experten von Henry Schein für Sie da.  

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vom 16.12.2021
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