Dentaler 3D-Druck

Die Technologien und der Nutzen für die Dentalwelt

An dieser Stelle möchten wir Ihnen die unterschiedlichen 3D-Druck-Verfahren vorstellen und grob erläutern. Eine nähere Darstellung finden Sie in unserem Blog.

FDM-Technologie

FDM steht für Fused Deposition Modeling. Eine weitere Bezeichnung ist FFF - Fused Filament Fabrication.

Die soegannte „Schmelzschichtung“ funktioniert wie eine CNC gesteuerte Heißklebepistole. Der an zwei Achsen geführte „Extruder“ wird auf die genaue Schmelztemperatur eines zugeführten Kunststoffes eingestellt. Der Kunststoff (Filament)  wird meist auf einer Spule geliefert und wie ein Draht in den erwärmten Extruder eingeführt. Der Drucker fährt nun über eine planare Bauplattform und spritzt den Kunststoff an die zu bedruckende Stelle. So entsteht Schicht für Schicht das anzufertigende Modell.

Dentale Indikationen: Abformlöffel, Modelle für Aligner

Vorteil: sehr kostengünstig

Nachteil: Genauigkeit für die meisten dentalen Indikationen nicht ausreichend und Zeitintensiv.

DLP-Technologie

Das Digital Light Processing-Verfahren ist die wohl weit verbreitetste 3D-Druck-Technik im dentalen Bereich. DLP-Drucker arbeiten mit einer Kunststoffflüssigkeit (Resin) die durch Einwirkung von einem UV-Licht aushärtet. Als Licht- und Bildgebungseinheit dient bei dieser Art von Druckern ein Hochleistungsprojektor. Dieser befindet sich unter der sogenannten Resinwanne, in welcher sich der flüssige Kunststof befindet.

Während des Druckvorgangs fährt die Bauplattform - geführt an einer Achse - in die mit flüssigem Kunststoff gefüllte Resinwanne. Von unten leuchtet der Projektor nun durch die Resinwanne auf die Bauplattform. An den belichtetet Stellen härtet der Kunststoff nun aus. Grund dafür sind die UV-Strahlen. So entsteht Schicht für Schicht das zu druckende Bauteil.

In dentalen Bereich sind die einzelnen Druckschichten meist 50 bis 100 Mikrometer stark. Umgerechnet sind dies 0,05mm bzw. 0,1mm. Je nach Leistung des Projektors sowie dem verwendeten Material, können so in kürzester Zeit sehr genaue Modelle und viele weitere Teile gedruckt werden.

Dentale Indikationen: Modelle, Modellgüsse zum ausbrennen, Schienen, Abformlöffel, Bohrschablonen, Prothesenbasen, Zahnflischmasken, Provisorien und einige weitere.

Vorteil: hohe Genauigkeit, Geschwindigkeit, viele 3D-Druck-Materialien die zum Anfertigen von Medizinprodukten zugelassen sind.

Nachteil: höhere Anschaffungskosten

SLA-Technologie

bei dem Stereolithografie-Druckverfahren handelt es sich um das älteste additive Druckverfahren. Wie bei dem DLP-Verfahren erfolgt hier mittels Aushärtung eines lichtaushärtenden Kunststoffes schichtweise das 3D-Objekt. Allerdings erfolgt der Druck mittels Laser-Lichtquelle.

Der Laserstrahl wird durch einen Spiegel umgelenkt und trifft so auf die Bauplattform, welche sich in der Resinwanne befindet. Die Bauplattform fährt so immer weiter in die Resinwanne ein oder aus - das Objekt wird aufgebaut.

Vorteil: Keine Verpixelung der Bauteile, hohe Genauigkeit, viele 3D-Druck-Materialien die zum Anfertigen von Medizinprodukten zugelassen sind.

Nachteil: Zeitintensiver als DLP Drucker

MSLA-Technologie

Auch beim MSLA-Verfahren erfolgt der Aufbau der 3D-Druck-Objekte mithilfe einer UV-Belichtungstechnik und einem Flüssigkunststoff. Der wesentlichste Unterschied bei diesem Verfahren ist die Belichtungs- und Bildgebungseinheit. Vergleicht man das Verfahren mit der DLP-Technologie, so wird der Projektor gegen ein LCD-Display und ein LED-Panel getauscht. Durch die neuen 4K-Displays lassen sich hier vergleichbar gute Ergebnisse wie beim DLP-Druck generieren. Auch die LED Leistung nimmt immer mehr an Stärke zu, so dass auch die Druckgeschwindigkeiten in der Vergangenheit deutliche verbessert werden konnten.

Vorteil: preiswerter Einstieg in den dentalen 3D-Druck, kleine Abmessungen

Nachteil: Oftmals keine Nachjustierung der Bildgebungs- und Belichtungseinheit möglich. Daher bei Defekt oftmals Austausch notwendig.

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Unter MDR-Kriterien: Im Rahmen der MDR wird für viele Geräte eine Validierung und Re-Validierung bzw. Prozessvalidierung notwendig. Was das im Einzelnen bedeutet, kann bislang nicht abschließend beurteilt werden. Viele Geräte müssen jedoch jährlich oder alle zwei Jahre überprüft werden. Dies ist auch zu erwarten, wenn mit dem 3D-Drucker Medizinprodukte gedruckt werden sollen. Ist dies der Fall, so kann es passieren, dass die Drucker geprüft/gewartet werden müssen, um weiterhin MDR-konform Zahnersatz herstellen zu können. Viele MSLA-3D-Drucker bieten eine solchen Überprüfung/Nachjustierung jedoch nicht. Wir bleiben bei dem Thema am Ball und halten Sie in unserem Block auf dem Laufenden...