Dentaltechnik:
Fertigung im Wandel

Anbieter zum Thema

Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

Angehrn AG - Umformtechnik

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Agie Charmilles Sales Ltd.,

Kunststoff, Gold und Kobalt-Chrom

In der Dentaltechnik werden verschiedene Materialien verarbeitet mit stark unterschiedlichen Eigenschaften und sehr verschiedenen Anforderungen an die Verarbeitung. Neben Kunststoffen und Acrylaten, Zirkonium und Keramiken werden auch verschiedene Legierungen, Titan und relativ weiche Edelmetalle wie Gold und Palladium verwendet.

Legierungen wie Kobalt-Chrom (CoCr) haben sich in Deutschland und Frankreich zum Standard entwickelt, da sie durch die Krankenversicherungen bezahlt werden. CoCr ist allerdings in herkömmlichen Dentallabors nur sehr schwer zu bearbeiten, denn die Anforderungen des Materials an Robustheit, Stabilität und Dynamik des Maschinensystems sind sehr hoch.

Hohe und tiefe Spindeldreh­zahlen - bei gleicher Dynamik

Für diesen Zweck hat Agie Charmilles die Mikron HSM 400U Prodmed Dental entwickelt. Das Bearbeitungszentrum entspricht der auf die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSC) ausgelegten Mikron HSM 400U, nur Werkzeugwechsler und Automation sind auf die Bedürfnisse in der Dentaltechnik ausgerichtet.

Die Hochfrequenzspindeln tragen den geforderten Drehzahlen Rechnung, sowohl für Kunststoff und Zirkonium als auch für CoCr-Legierungen. Sie stellen die erforderlichen Drehzahlen auch bei kleinen Werkzeugdurchmessern zur Verfügung. Selbst bei komplexen Geometrien und hohen Vorschubgeschwindigkeiten halten die Maschinen auf allen fünf Achsen Bahntreue.

Einsparung von 95 Prozent

Welches Potential in dem Verfahren steckt den Fertigungsprozess zu optimieren, demonstrierte Sören Hohlbein, Geschäftsführer der Firma Millhouse GmbH in Hofheim-Wallau in Deutschland. Seit zwei Jahren fertigt das Unternehmen Zahn­ersatz auf einer Mikron HSM 400U und konnte eine Einsparung von 95 Prozent erzielen. Allerdings ist dafür eine zu fertigende Mindestlosgrösse nötig. S. Hohlbein schätzt, «dass die Maschine mindestens einen halben Tag ausgelastet sein muss, damit sich eine Investition rentiert. Das entspricht ungefähr 800 Einheiten im Monat.»

Zusätzlich entwickelte das Unternehmen das Software-System Camflow, welches auf dem Programmiersystem Hyperdent von Openmind aufbaut. Doch in Camflow ist nicht nur die Steuerung von CAD/CAM-Systemen und CNC-Maschinen integriert, so dass die Fertigung vollautomatisch verläuft und dem Zahntechniker zusätzlicher Programmieraufwand erspart wird, sondern auch die Auftragsabwicklung, die Dokumentation, die gesamte Logistik, die Administration und die Prozessüberwachung verlaufen vollautomatisch. Beispielsweise erfolgt die Verteilung der Fräsjobs unter Berücksichtigung der aktuellen Maschinenauslastung und die Fräsvorgänge können mit einfachem Mausklick gestartet werden.

Das passende Werkzeug für jedes Material

Doch nicht nur mit einem effizienten CAD/CAM-System erreicht die HSC-Technologie ihre optimale Leistung, sondern auch mit richtigen Frässtrategien und -werkzeugen. Der fränkische Werkzeugspezialist präsentierte auf dem «Dental Day» sein spezielles Werkzeugangebot zur Herstellung von Zahnersatz. Für eine wirtschaftliche Bearbeitung erfordern die verschiedenen in der Dentaltechnik ge-bräuchlichen Materialien ganz spezielle Werkzeuge, die an die Materialien angepasste Geometrien und Beschichtungen aufweisen.

Diamanten für Zirkonium

Fräswerkzeuge zur Zerspanung von CoCr-Legierungen und Titan sind mit einer TiAlN-Schicht veredelt, die das Grundsubstrat vor vorzeitigem Verschleiss schützt, denn Wärmeentwicklung und Fräskräfte sind verringert. Zusätzliche Herausforderung bei CoCr sind die sehr unterschiedlichen Qualitäten der Legierung.

Werkzeuge zur Bearbeitung von dem sehr spröden Zirkonium sind aus Verschleissschutzgründen diamantbeschichtet, wodurch sehr hohe Standzeiten ermöglicht werden. Die Schneidgeometrie ist speziell konstruiert, um Ausbrüche zu vermeiden. Ausserdem wurden für die Mikroschaftfräser die Halsführungen neu entwickelt, so dass die Spannung bei gleich bleibendem Schnittdruck verringert ist und dadurch die Gefahr des Werkzeugbruchs verringert wird.

Optimale Strategie für optimale Leistung

Insgesamt haben die einzelnen Ausführungen gezeigt, dass die Produktivitätssteigerungen nur bei einem optimalen Zusammenspiel der einzelnen Komponenten möglich sind. Auch R. Zaugg ist der Überzeugung, dass «HSC-Fräsen nur in Verbindung mit einem effizienten CAD/CAM-System mit den entsprechenden HSC-Frässtrategien eine optimale Leistung erreicht.»

Autor

Anne Richter, SMM