Laser Melting ist günstig, Fräsen ist teuer – so lautet oft das pauschale Urteil über die beiden Dental-Technologien. Es kommt jedoch immer auf den einzelnen Anwendungsfall an. Und manchmal kann auch eine hybride Herstellung die richtige Lösung sein. Ein Fall aus der Praxis der Fertigung von Teleskopprothesen gibt wichtige Anhaltspunkte dafür, wann welche Technologie ihre Stärken ausspielt.
Über den Erfolg bei der Fertigung von teleskopierendem Zahnersatz entscheidet einerseits die richtige Passform. Unverzichtbar ist andererseits aber auch das richtige Maß an Friktion zwischen Primärteleskop und Sekundärstruktur durch eine gelungene Oberflächenbearbeitung. Geht beides Hand in Hand, stimmt am Ende der Arbeiten neben der Ästhetik vor allem auch ein wesentliches Kriterium: die Funktion. Diese sollte über einen langen Zeitraum gegeben sein. Doch da wird es bei Teleskoparbeiten anspruchsvoll. Oft ist die Situation der noch vorhandenen Zähne äußerst kompliziert, was allein schon das Anpassen und Anfertigen des Primärteleskops zur Herausforderung macht. Je komplexer dieses wiederum ausfällt, desto genauer muss die Sekundärstruktur gefertigt sein. Für die perfekte Passung braucht es glatte Flächen. Sind die Innenflächen zu rau, können sie sich schnell einarbeiten und es entsteht ein Friktionsverlust. So jüngst geschehen bei einem Kunden unseres FZS FräszentrumSüd. Wo lag das Problem und was war die Lösung?
Teleskopprothesen: eine Frage der Friktion
Bevor man eine teleskopierende Arbeit in Auftrag gibt, stellt sich die Frage der richtigen Fertigungstechnologie: Laser oder Fräser? Pros und Kontras gibt es bezüglich beider Arbeitsweisen – es kommt jedoch immer darauf an, für welche Einsatzzwecke man sie heranzieht. Im Falle unseres Kunden wurde versucht, die Laser-gemeltete Sekundärstruktur auszuarbeiten und auf Friktion zu bringen. Generell bedarf es bei Laser-gemelteten Arbeiten einer höheren Nachbearbeitung, die durchaus gelingen kann. Jedoch besteht oft die Gefahr von schwankenden qualitativen Ergebnissen. In unserem Fall hatte die Nachbearbeitung leider keinen Erfolg gezeigt und es war dem Kunden nicht gelungen, die Innenflächen der Sekundärteleskope zu einhundert Prozent auf Glanz zu bringen. [BILD 4Kav SLM] Die Folge: eine raue Oberfläche, die sich in der Praxis schnell einarbeitet und zu einem Friktionsverlust führen würde. Hinzu kam ein unzureichender Randschluss der Sekundärteleskope und die ungleichmäßige, nicht korrekt parallele Fräsung der Primärteleskope. Nach einem umfassenden Kundengespräch entschied sich dieser für eine komplette Neuanfertigung der Teleskoparbeit – dieses Mal mittels moderner Fräs-Technologie.
Primär- und Sekundärteleskop neu per Fräser
Für die komplette Neuanfertigung der Primärteleskope wurden diese zuerst CAD-designt [BILD 10DESIGN] und gefräst. Anschließend wurden sie im Telemaster [BILD 2TM] umgesetzt, händisch feingefräst [BILD 3TM] und taktil gescannt. Auf Basis dieser Arbeiten erfolgte die Erstellung der Sekundärstruktur mit palatinalem Transversalband. Nach der zwischenzeitlichen Designbesprechung und Freigabe durch den Kunden wurde das zu bearbeitende Objekt für die CNC-Maschine programmiert und auf einer Primacon PFM 24 CC gefräst. Im Anschluss an die Ausarbeitung der Sekundärstruktur mit Passungskontrolle und Politur ging es zur Einprobe und Kontrolle beim behandelnden Zahnarzt. [BILD 5Kav Mill / 6Randschluss / 7Ausgearbeitet] Das Ergebnis: Alles passte auf Anhieb perfekt, die Friktion war optimal. Patient, Zahnarzt und Kunde zeigten sich rundum zufrieden. Unser Kunde konnte somit ohne weitere zeitliche Verzögerung die Kunststoffarbeiten fortführen und die Prothese fertigstellen.
Vergleich: Pro und Kontra – Laser oder Fräser
Um besser zu verstehen, wo Laser- und Fräser-Technologie am besten eingesetzt werden, lohnt sich ein Blick auf deren Vorteile und mögliche Nachteile:
Selective Laser Melting (SLM) Verfahren:
Pro:
- sehr materialsparend
- deutlich günstiger in der Produktion
- Retentionen sind in fast allen Varianten möglich
- sehr effizient bei Modellguss-Klammerprothesen
Kontra:
- Kavitäten müssen per Hand stark nachgearbeitet werden
- eventuelle Verzugsgefahr
- Supports an der Oberfläche müssen verschliffen werden
CNC-Frästechnik:
Pro:
- hohe Präzision
- sehr gute Oberflächenqualität direkt aus der Maschine
- wenig Ausarbeitung nötig
- schnellerer Wechsel zwischen unterschiedlichsten Materialien
Kontra:
- eventuell „tote“ Bereiche in der Bearbeitung (z.B. starke Hinterschnitte)
- keine Retentionsperlen für Komposit-Verblendung möglich
- hoher Materialeinsatz
Wichtig ist es, für jeden einzelnen Anwendungsfall zu bewerten, mit welcher Technologie die Vorteile bei dem jeweiligen Projekt überwiegen und ob Laser Melting oder Fräsen den dazu passenden Prozess liefert. Auch eine hybride Fertigung kann sinnvoll sein, um das Beste beider Welten miteinander zu verbinden und so ein Maximum an Qualität herauszuholen. So können auch Laser-gemeltete Arbeiten, falls möglich, in einer Fräsmaschine nachgearbeitet werden, um damit ein qualitativ besseres Ergebnis zu erzielen. Kommt es auf Genauigkeit und Oberflächengüte an, ist Fräsen unschlagbar und spielt seine Stärken eindrucksvoll aus. Beim Fräsen lassen sich zudem auch Gaumenplatten, Transversalbänder oder Sublingualbügel zusammen mit den Teleskopen aus einem Stück effektiv produzieren.
Der Prozess muss perfekt abgestimmt sein
Generell ist es sehr wichtig, dass der Prozess zwischen Maschine, Material, Werkzeug, Strategie und Temperatur für eine erfolgreiche Bearbeitung perfekt abgestimmt wird. Jede Änderung eines Parameters kann das Ergebnis als Ganzes beeinflussen. So hat etwa die richtige Auswahl des Zyklus sowie Gleich- bzw. Gegenlaufs einen erheblichen Einfluss auf die Oberflächen, die Schneidgeometrie und die Beschichtung des Werkzeugs. Auch das Kühlmittel in der Bearbeitung kann eine Rolle spielen.
Wichtig: die Kunst des Programmierens
Für ein perfektes Fräsergebnis ist eine optimale Programmierung das A und O. So markieren wir im FZS FräszentrumSüd beispielsweise oft kritische Stellen als benutzerdefinierte Bereiche, um möglichst viele Details und Hinterschnitte bearbeiten zu können. Im Nachgang und je nach Situation können diese dann fast jedes Restmaterial entfernen. Händische Nacharbeit lässt sich dadurch auf ein Minimum reduzieren. Bei der Programmierung des oben genannten Teleskopprojekts wurde außerdem das Schlichten in zwei Vorgänge aufgeteilt. Eigens dafür wird aktuell ein neues Sonderwerkzeug entwickelt, das zukünftig diese Aufgabe standardmäßig übernehmen wird. Bei der Programmierung unserer Fräsmaschinen vertrauen wir auf die CAM-Software HyperDENT von Follow-Me!, mit der wir auf alle Prozesse zugreifen und diese nach Belieben anpassen können.
Ein Tipp zum Abschluss: Es ist wichtig, die Bearbeitungsmaschine regelmäßig auf die richtige Ausrichtung der X/Y/Z- sowie A/B- und B/C-Achsen zu prüfen. Spezielle Messdorne ermöglichen es, diese auf eine Länge von 100-150mm auf unter 4µ auszurichten. Ebenfalls sollte die Achsen-Kinematik mittels 3D-Taster regelmäßig, vor allem nach Achsabweichungen, neu ermittelt werden.
Zum Autor: Stefan Müller ist Inhaber des FZS FräszentrumSüd in Penzberg. Der gelernte Zahntechniker hat sich auf digitale Fräsprozesse spezialisiert. Seine Leidenschaft gilt der perfekten Kombination aus handwerklicher Präzision und modernen Hightech-Lösungen. Info: www.fraeszentrum-sued.de
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