Industrielle Fertigung im Labor Erfolg im Dentallabor mit 5-Achs-Bearbeitungszentrum

Das Dentallabor Fip Zahnkunst GmbH fertigt Implantatprothesen, Zahnprothesen und andere Dentalprodukte. Obwohl dieser Bereich durch zeitintensive Handarbeit geprägt ist, verwendet Fip die Fünfachs-Simultan-Fräsmaschine Mikron HSM 200U LP von GF Machining Solutions.

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Die Fip Zahnkunst GmbH stellt Zahnersatz in vielen Variationen her. Das Angebot reicht von Kronen, Brücken und Veneers bis zu herausnehmbaren Prothesen. Des Weiteren setzt Fip einen grossen Schwerpunkt auf nahezu alles, was man auf Implantaten verschraubt. Gegründet im Jahr 2010, hat das Dentallabor heute 15 Mitarbeiter und einen Kundenstamm von 27 Zahnärzten und Laboren. Im Anbau steht eine sonst eher in der Industrie vorzufindende Fünfachs-Simultan-Fräsmaschine Mikron HSM 200U LP von GF Machining Solutions. Gründer Tobias Fip, Zahntechnikmeister, Betriebswirt und CNC-Techniker, erklärt dazu: «Viele Dentallabore setzen auf zusätzliches Personal, um ihren Output zu erhö-
hen. Im Gegensatz dazu habe ich auf den Einsatz moderns­ter Technologie gesetzt, genauer gesagt auf die Kombination von 3D-Scannern, CAD-Konstruktion, CAM-Programmierung und präzisem Fünf­achs-Simultanfräsen. Heute generieren wir mit acht Zahntechnikern den gleichen Output wie Firmen mit einem Vielfachen an Mitarbeitern. Die bis zu zehnmal höhere Produktivität verdanken wir unseren optimierten Prozessen und der Mikron HSM 200U LP von GF Machining Solutions.»

Neues Innovations- und Produktionszentrum

Swiss Made steht für Qualität und Zuverlässigkeit

Digitaler Wandel

Software für bessere Maschinenverfügbarkeit

Höchste Präzision und Oberflächenqualität

Um die Vorteile der Mikron HSM 200U LP zu verstehen, muss man wissen, wie Zahnersatzprodukte mit herkömmlichen Methoden hergestellt werden. «Im Grunde genommen ist Zahnersatz heute Handwerkskunst auf höchstem Niveau, näher an der Kunst als an der Industrieproduktion», sagt Tobias Fip. «Als Referenz dient ein Gipsmodell. Selbst komplexe Passungen und 3D-Geometrien mit extrem hohem Präzisionsanspruch fertigt man manuell. Bei der Gründung der Fip Zahnkunst GmbH habe ich darauf gesetzt, dass präzise Fünfachs-Simultanfräsmaschinen wie die Mikron HSM 200U LP das präziser, zuverlässiger und wirtschaftlicher können. Das hiess eine Step-Tec-Spindel statt eines Handschleifgeräts, fünf digital gesteuerte Achsen statt einer Hand und ein CAM-Programm statt eines Gips- oder Einbettmassemodells. Den künstlerischen Aspekt haben wir dabei nicht vergessen: Konstruieren müssen wir den Zahnersatz immer noch selbst. Als Erstes wird der Gipsabdruck des Patientenkiefers 3D-gescannt oder ein Intra­oralscan direkt aus der Zahnarztpraxis als Grund­lage genommen. Anhand des digitalen Modells konstruieren wir mit einem CAD-Programm den Zahn­ersatz, den wir dann auf der Mikron HSM 200U LP fräsen. Es ist einfach genial, dass das gefräste Bauteil exakt auf den Abdruck passt, ganz ohne Einpassen. Wir reden hier von teilweise sechsfachen Doppelpassungen, die einfach ineinandergleiten. Ebenso beeindruckend ist, dass von Anfang an die Oberflächen nahezu perfekt sind. Menschen reagieren überaus empfindlich, wenn die Prothese sich rau anfühlt. Die Teile aus der Mikron HSM 200U LP kommen glatt aus der Maschine. Ich poliere sie dann in wenigen Minuten auf Spiegelglanz und schon stehen sie für den Patienten bereit. Selbst komplexe Prothesen sind so nach drei Stunden Fräszeit fertig. Mit diesem Prozess bekommen unsere Kunden bessere Produkte als je zuvor, wir fertigen deutlich wirtschaftlicher und nahezu mannlos.»

Traditionelle Feingussteile – die Mikron HSM 200U LP fertigt sie spanend

Besonders glänzen kann die Mikron HSM 200U LP bei Implantatanschlüssen und Passungsgeometrien wie Teleskopprothesen. Die verwendet man, wenn noch gesunde Zähne zur Verankerung vorhanden sind. Ein Bügel spannt am Gaumen oder Zungenboden entlang von den Backenzähnen einer Kieferseite zur anderen. Er dient als Versteifung und leitet gleichzeitig Kaukräfte ab. Traditionell fertigt man das tragende Gerüst mit Befestigungsklammern und Bügel im Feingussverfahren. Das Fertigungsverfahren Feinguss ist jedoch sehr aufwendig. Zunächst erstellt ein Zahntechniker anhand der Gipsabdrücke ein Einbettmassemodell der Prothese. Auf dem Einbettmassemodell wird händisch in Wachs Tropfen für Tropfen modelliert und das fertige Wachsteil anschliessend wieder in Einbettmasse überbettet. Nach dem Aushärten der Einbettmasse wird das Wachs herausgeschmolzen und flüssiges Metall eingegossen, aus welchem nach Abkühlung die Prothese entsteht. Es folgen zeitaufwendiges Entfernen der Masse, Reinigen und viel Nacharbeit. Im Falle von Fehlern beginnt der Prozess von vorne. Da schon ein ungenau gearbeiteter Bügel zu Verletzungen in der Mundhöhle führen kann, ist äusserste Präzision gefragt. Fip ist heute in der Lage, mit der Mikron HSM 200U LP und
dem für den Dentalbereich konzipierten offenen CAM-System Hyperdent genau diese komplexen Geometrien komplett präzise zu fräsen. Der aufwendige Feingussprozess entfällt.

Gemeinsam zum Ziel

Jens Vogel, Anwendungsspezialist bei GF Machining Solutions, unterstützt Kunden dabei, ihre neuen GF-Maschinen in Betrieb zu nehmen. «Zahnersatz ist reine Fünfachsbearbeitung», sagt er. «Da gibt es keinen einzigen rechten Winkel, dafür Wandstärken von deutlich unter einem Millimeter und dünne Klammern. Das ist Fräsen auf höchstem Niveau.» «Natürlich hatte ich schon Erfahrung, wie man mit CNC-Maschinen umgeht, aber die Mikron HSM 200U LP war meine erste Industriemaschine», erzählt Tobias Fip. «Da wir keinen Zerspanungs­mechaniker im Haus haben, war ich auf externe Hilfe angewiesen, und die habe ich von GF in vollem Umfang bekommen.»

Durch ihre sehr kompakte und leichte Bauweise eignet sich die Mikron HSM 200U LP auch für Aufstellorte ausserhalb von klassischen Industriehallen. «Die Fertigungseinschränkungen und mangelnde Präzision von Dentalmaschinen gaben seinerzeit den Ausschlag, uns überhaupt mit dem Kauf einer Industriemaschine zu beschäftigen», erinnert sich Tobias Fip. «Eine grosse Teleskopprothese aus einem Stück aus einem grossen Metallbock fräsen, und das auch noch auf Präzision, war nicht machbar für die Dentalmaschinen. Auf unserer Mikron HSM 200U LP können wir das problemlos herstellen. Auf einen so genannten Blank passen eine Vielzahl von Kronen und Kronenbrücken und auch bis zu zwei ganze Kiefer bei Teleskopprothesen. Das multipliziert sich dann noch mit unserem 14-fach-Palettenwechsler. So können wir Programme vorbereiten und die Anlage im 24/7-Modus komplett nutzen. Überhaupt ist die serienartige Fertigungsweise ein Vorteil der Industriemaschinen. Wir setzen das System-3R-Nullpunktspannsystem GPS 120 von GF Machining Solutions für die Automation ein. Werkstücke werden damit wiederholgenau und sicher vollautomatisch eingespannt. Vergleichbare Systeme gibt es bei klassischen Dentalmaschinen eher selten.»

«Bei modernen Werkzeugmaschinen geht es vorrangig um die Prozesssicherheit und -optimierung», erklärt Jens Vogel. «Werkstücke müssen präzise, mit sehr guten Oberflächen und in einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit wirtschaftlich hergestellt werden können. Ausserdem sollte der Werkzeugverschleiss möglichst gering sein, ansonsten wirkt sich das negativ auf den Maschinenstundensatz aus. Dentallaboren bieten wir mit der Mikron HSM 200U LP eine hochpräzise, zuverlässige und sehr effiziente Lösung an.»

Prozessoptimierung zum Vorteil von Zahntechnikern und Patienten

Für die bereits geplante Expansion wird man demnächst in ein neues, voll klimatisiertes Firmengebäude mit eigenständiger Energieversorgung ziehen. Dafür ist auch eine Automationslösung von GF vorgesehen: Eine zweite Mikron HSM 200U LP, ein Palettenmagazin und eine Messmaschine, verbunden mit einem sechsachsigen Robotersystem von System 3R und zentral gesteuert über den WorkShopManager von System 3R. Damit kann Fip die Maschinenlaufzeit noch weiter erhöhen. «Natürlich erhoffen wir uns davon auch eine noch grössere Effizienzsteigerung», meint Tobias Fip. «Aber vor allem wollen wir hochwertigere Medizinprodukte fertigen, denn der Patient steht im Vordergrund. Maschinen wie die Mikron HSM 200U LP machen das möglich.» -ari- SMM

Effizienzsteigerung

Mit Künstlicher Intelligenz erfolgreich durchstarten

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