Sie sind Zahnmediziner und möchten durch 3D-Druck in die digitale Zahnmedizin einsteigen? Lesen Sie weiter, um herauszufinden, wie Sie einen zahnmedizinischen 3D-Drucker auswählen.
Die additive Fertigung entwickelt sich zu einem integralen Bestandteil der digitalen Zahnmedizin. Der Einsatz des 3D-Drucks verbessert die Qualität der Endprodukte, senkt die Kosten und optimiert den Arbeitsablauf. Daher ist der 3D-Druck eine logische Wahl für Zahnkliniken und Dentallabore.
Der Markt für 3D-Lösungen wächst ständig und die additiven Technologien werden immer zugänglicher. In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Sie einen 3D-Drucker für die Zahnmedizin auswählen.
Dieser Leitfaden befasst sich mit den verschiedenen 3D-Drucktechnologien, die für die Zahnmedizin geeignet sind, und zeigt Ihnen, wie Sie sich für einen 3D-Drucker entscheiden können. Wir gehen darauf ein, wie sich analoge und digitale Arbeitsabläufe unterscheiden und was es braucht, um den 3D-Druck in Ihr Unternehmen zu integrieren.
3D-Drucktechnologien für die Zahnmedizin
Es gibt zwei 3D-Drucktechnologien, die in Zahnkliniken und -labors am häufigsten eingesetzt werden. Das sind die Laser-Stereolithografie (SLA) und die digitale LED-Projektion (DLP). Es gibt zwar noch andere Methoden des 3D-Drucks, aber sie werden in der Zahnmedizin nur selten eingesetzt und werden in unseren anderen Artikeln ausführlich behandelt.
SLA 3D-Druck
Bei der Stereolithografie härtet ein Laserstrahl bestimmte Bereiche des flüssigen Photopolymerharzes aus, das in das Druckerbad gegossen wird. Die Aushärtung erfolgt Schicht für Schicht.
Der Formlabs Form 3B Dental-3D-Drucker verwendet eine moderne SLA-Modifikation – die Low Breakout Force Stereolithography (LFS)-Technologie. Da sich die Schicht beim Anheben des Druckbetts leicht vom Boden der Wanne ablöst, wird die Spannung zwischen den Schichten reduziert, was zu einem gestochen scharfen, genauen Druck mit verbesserter Oberflächen- und Kantenqualität führt.
Bei der DLP-Technologie werden die gleichen chemischen Verfahren wie bei SLA und LFS eingesetzt. Das Harz wird jedoch nicht durch einen Laser gehärtet, sondern durch einen Projektor oder UV-LEDs, die die LCD-Matrix durchdringen.
Stereolithografie mit geringer Ausbrechkraft (LFS):
DLP-Projektion (DLP):
SLA-, LFS- und DLP-3D-Drucker funktionieren ganz ähnlich.
Die Qualität der 3D-Drucke hängt von der Konstruktion der Drucker, den verfügbaren Materialien, den Kosten und anderen Faktoren ab.
Der transparente Aligner wurde durch Thermoformen auf einem 3D-gedruckten Modell des Kiefers hergestellt, das mit einem dentalen 3D-Drucker FormlabsForm 3B gefertigt wurde.
Wie man zahnmedizinische 3D-Drucker bewertet
Wie man zahnmedizinische 3D-Drucker bewertet
Präzision und Detailgenauigkeit
Die Herstellung hochwertiger, präziser Endprodukte ist die wichtigste Aufgabe für jede Zahnklinik und jedes Labor. Leider können nicht alle 3D-Drucker das erforderliche Maß an Qualität und Genauigkeit bieten.
Wenn Sie verschiedene zahnmedizinische 3D-Drucker vergleichen, sollten Sie sich nicht darauf beschränken, die technischen Daten zu studieren. Einige Hersteller führen potenzielle Käufer mit falschen Angaben in die Irre. Einige von ihnen bezeichnen zum Beispiel die Schichthöhe, die Größe des Laserspots oder die Pixelgröße als “Präzision”, obwohl diese Angaben keinen direkten Einfluss auf die Präzision des endgültigen Details haben.
Außerdem geben einige Unternehmen eine einzige Zahl für die Genauigkeit an (z. B. 50 oder 75 Mikrometer). Damit ist jedoch höchstwahrscheinlich die Obergrenze der Auflösung des Druckers gemeint.
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Die grundlegenden Einheiten zur Beschreibung von SLA- und DLP-Druckern werden in unterschiedlichen Formaten dargestellt, was einen Vergleich verschiedener Maschinentypen anhand numerischer Spezifikationen erschwert.
Grundsätzlich hängen Detailtreue und Genauigkeit von verschiedenen Faktoren ab, z. B. von der Qualität des 3D-Druckers, der verwendeten 3D-Drucktechnologie, den gedruckten Materialien, der Software, der Nachbearbeitung und davon, wie gut all diese Systeme kalibriert sind. Die zuverlässigste Methode zur Bewertung eines zahnmedizinischen 3D-Druckers ist die Überprüfung des gedruckten Endprodukts.
Vergleichen Sie immer die angegebene Druckgenauigkeit mit den Scans der tatsächlich gedruckten Muster. Bitten Sie außerdem um den Druck eines kostenlosen Musters oder bestellen Sie ein Teil Ihres eigenen Designs, um zu sehen, ob die Druckqualität den Angaben entspricht.
Genauigkeitsstudie eines Vollbogenmodells mit Stümpfen, die mit dem 3D-Drucker Form 3B LFS gedruckt wurden. Zahnmedizinische 3D-Drucker können qualitativ hochwertige Produkte drucken, die richtig passen und dieselben Ergebnisse präzise reproduzieren können.
Benutzerfreundlichkeit
Überlegen Sie, wie einfach es ist, den 3D-Drucker zu benutzen. Sie und Ihr Team müssen lernen, wie man das Gerät bedient und es täglich wartet. Versuchen Sie herauszufinden, wie einfach die Bedienung des neuen 3D-Druckers zu erlernen ist, indem Sie sich ein Video im Internet ansehen, eine Messe besuchen, Fragen an das Verkaufsteam stellen usw.
Glücklicherweise sind die meisten modernen Desktop-SLA- und DLP-3D-Drucker intuitiv gestaltet. Daher können Klinik- und Labormitarbeiter den Druckvorgang leicht bewältigen.
Achten Sie darauf, wie der Drucker gewartet werden muss und wie man mit ihm umgeht. Dank der automatischen Harzzufuhr in Formlabs SLA- und LFS-3D-Druckern müssen Sie sich beispielsweise nicht fragen, ob genügend Harz für den Druck Ihres Produkts vorhanden ist.
Einige Drucker werden mit proprietärer Software für die Vorbereitung von 3D-Modellen für den Druck geliefert. Für Formlabs 3D-Drucker wird zum Beispiel PreForm angeboten. Einige Hersteller bieten auch die Verwendung von Software von Drittanbietern an. Überprüfen Sie die Funktionen der Drucksoftware.
Der Funktionsumfang hängt vom jeweiligen Software-Tool ab. PreForm bietet beispielsweise eine Druckeinrichtung per Mausklick und eine breite Palette manueller Einstellungen zur Steuerung der Dichteoptimierung, der Trägergröße, der adaptiven Schichtdicke und der Material- und Zeiteinsparungsfunktionen.
Sie können PreFrom kostenlos herunterladen, um seine Funktionen zu testen.
Mit SLA-, LFS- und DLP-Technologien gedruckte 3D-Modelle müssen nachbearbeitet werden. Die Teile müssen zunächst in einem Lösungsmittel abgespült werden, um überschüssiges Harz zu entfernen. Biokompatible Zahnteile erfordern wie andere Photopolymerdrucke auch ein anschließendes Aushärten oder “Brennen”, d. h. eine zusätzliche Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, um ihre volle Festigkeit zu erreichen.
Formlabs bietet Lösungen für Form Wash Rinse und Form Cure ” Bake” an, die diese Schritte automatisieren, um Zeit zu sparen und Ihre Produktionsumgebung sauber zu halten.
Schließlich müssen einige Drucke, je nach Design, von Stützstrukturen befreit werden. Formlabs Form 3B druckt Träger mit reduzierter Kontaktgröße, die beim Entfernen fast keine Rückstände hinterlassen. Das macht die Nachbearbeitung viel einfacher und kostengünstiger.
Die frühen 3D-Drucker produzierten viele erfolglose Drucke, und fast die Hälfte der Lebensdauer des Geräts wurde für die Wartung aufgewendet. Die Drucker der neuesten Generation sind jedoch viel zuverlässiger. Nach Angaben von Nutzern von Formlabs-3D-Druckern liegt die Zahl der erfolgreichen Drucke bei über 95 % der Millionen von Druckern, die mit Zehntausenden von Geräten hergestellt wurden.
Kosten und Rentabilität von 3D-Druckern
Wenn Sie eine neue Technologie einführen, sollte sie für Ihr Unternehmen finanziell tragfähig sein und Gewinn abwerfen.
Wenn Ihre Klinik zum Beispiel chirurgische Schablonen oder zahnmedizinische Modelle für die Herstellung von tiefgezogenen Alignern druckt, können die Kosten um 75-95 % gesenkt werden. Das ist viel besser, als die Herstellung dieser Produkte an externe Labors auszulagern. Die Einsparungen reichen aus, um die Kosten für einen 3D-Drucker in wenigen Wochen zu amortisieren und in den nächsten Betriebsjahren ein Vielfaches davon wieder hereinzuholen.
Die konkreten Amortisationszeiten hängen vom Druckvolumen und den Endkosten der Dienstleistungen in Ihrer Klinik ab.
Wenn Sie verschiedene 3D-Drucklösungen für Zahnärzte vergleichen, sollten Sie Folgendes beachten:
- Vorlaufkosten: Kosten für den Drucker, Schulung, Einrichtung und möglicherweise Software
- Betriebskosten; Verbrauchsmaterial, Strom, Personalzeit
- Wartungs- und Reparaturkosten.
Probieren Sie das Online-Tool von Formlabs aus, um die Kosten und die Vorlaufzeit von Teilen mit 3D-Druck zu berechnen und Zeit- und Kosteneinsparungen mit anderen Fertigungsmethoden zu vergleichen.
Materialien und Software
Ein professioneller 3D-Drucker ist eines der vielseitigsten Werkzeuge in der modernen Zahnmedizin. Die Fähigkeit, spezielle Materialien zu drucken, ist der Schlüssel zu dieser Vielseitigkeit.
Welches Material Sie verwenden werden, hängt vom Druckermodell ab.
Moderne zahnmedizinische 3D-Drucker können eine breite Palette von Produkten herstellen, darunter:
- Hochpräzise Modelle von Kronen und Brücken
- Chirurgische Schablonen und Formen für gegossene und gestanzte Prothesen
- Biokompatible Dentalprodukte für den Langzeitgebrauch, wie Schienen und Retainer
- Kieferorthopädische Instrumente – transparente Aligner und Hawley-Anker, die durch Thermoformung auf 3D-Druckmodellen hergestellt werden
Dentale 3D-Drucker ermöglichen die kostengünstige digitale Herstellung einer breiten Palette von maßgeschneiderten Dentalprodukten.
Einige 3D-Drucker arbeiten nur mit proprietären Materialien, während andere auch Materialien von Drittanbietern verwenden können.
Wenn Sie Materialien von Drittanbietern verwenden möchten, prüfen Sie, ob diese eine klinisch akzeptable Qualität und Genauigkeit bieten. Denken Sie auch daran, dass die Verwendung biokompatibler Materialien auf nicht zugelassenen 3D-Druckern gegen die Anwendungsanforderungen verstößt. Es ist besser, sich im Voraus über solche Feinheiten zu informieren, um zu wissen, welche Risiken Sie eingehen, wenn Sie ungeprüfte 3D-Drucker und Materialien verwenden.
Chirurgische Schablonen werden auf einem FormlabsForm 3B Dental-3D-Drucker gedruckt.
Die Hersteller bringen regelmäßig neue Materialien mit neuen Eigenschaften auf den Markt. Daher kann der Drucker, den Sie heute kaufen, in naher Zukunft vielleicht mehr und mehr Arten von Dentalprodukten herstellen.
Geschwindigkeit und Bandbreite
Beachten Sie die Druckgeschwindigkeit eines 3D-Druckers und seine Leistung. Die Druckgeschwindigkeiten von SLA-, LFS- und DLP-3D-Druckern sind im Allgemeinen vergleichbar.
Da der Projektor die gesamte Schicht belichtet, ist die DLP-Druckgeschwindigkeit für jede Schicht konstant. Das bedeutet, dass die Gesamtdruckzeit von der Druckhöhe abhängt.
SLA- und LFS-3D-Drucker erzeugen jedes Detail mit einem Laser. Daher variiert die Druckgeschwindigkeit von Schicht zu Schicht.
Im Allgemeinen drucken SLA- und LFS-3D-Drucker einen einzelnen Druck oder kleine Teile schneller. DLP-3D-Drucker hingegen drucken mehrere Produkte schneller und füllen den größten Teil des Druckbetts aus.
Wenn Sie einen DLP-Drucker kaufen möchten, müssen Sie möglicherweise zwischen der Auflösung und der Größe des Arbeitsbereichs wählen. Ein kleiner DLP-3D-Drucker druckt schnell, aber es wird nur eine kleine Menge von Teilen auf dem Druckbett platziert. Ein Drucker mit einem hohen Montagevolumen druckt mehr Teile in der gleichen Zeit, aber oft mit einer geringeren Auflösung. Daher eignet sich ein solcher Drucker möglicherweise nicht für den Druck von Modellen für die therapeutische Zahnmedizin oder von chirurgischen Schablonen, die eine höhere Genauigkeit erfordern.
SLA- und LFS-3D-Drucker vereinen alle diese Optionen in einem Gerät, so dass Zahnärzte entscheiden können, ob sie die Auflösung, die Geschwindigkeit oder den Durchsatz optimieren wollen.
Durchsatz und Kosten von 3D-gedruckten Produkten auf dem Form 3B Dental-3D-Drucker:
Ob ein 3D-Drucker mit einem großen Druckvolumen oder eine Gruppe kleinerer Geräte verwendet werden soll, muss ebenfalls im Voraus entschieden werden.
Die zweite Option reduziert die Anfangskosten. Durch den Kauf eines kostengünstigen Geräts kann das Labor testen, wie es funktioniert, bevor es die Produktion entsprechend der Nachfrage ausweitet. Auf diese Weise können Sie für die Ausrüstung zahlen, wenn Sie sie brauchen, anstatt große Investitionen zu tätigen, die sich in einem sich schnell verändernden Markt nur langsam amortisieren.
Wenn mehrere Drucker vorhanden sind, verringert sich außerdem das Risiko von Ausfallzeiten. Wenn ein Gerät gewartet werden muss oder ausgelastet ist, können Sie den Druck für den nächsten Auftrag auf einem anderen Gerät beginnen.
Die Druckerflotte ermöglicht den parallelen 3D-Druck für verschiedene Anforderungen, wodurch der Produktionsbedarf ausgeglichen und die Risiken aufgrund von Redundanzen verringert werden.
Digitale Zahnmedizin und 3D-Druck
Vor einigen Jahren waren dentale 3D-Drucker nur für die größten Dentallabore erhältlich. Heute sind sie in vielen Labors und Zahnkliniken weit verbreitet.
Um den richtigen dentalen 3D-Drucker zu finden, sollten Sie die Anforderungen Ihres Unternehmens berücksichtigen. Stellen Sie außerdem Nachforschungen an und bewerten Sie die Qualität echter Drucke, die mit verschiedenen dentalen 3D-Druckern erstellt wurden.
