In der modernen Zahnmedizin nimmt die Nachfrage nach einem qualitativ hochwertigen Zahnersatz zu. Dabei sind besonders die Materialeigenschaften des Zahnersatzes wichtig. Gesucht wird ein Material, dass sich sowohl durch eine Langlebigkeit als auch durch eine gute Biokompatibilität auszeichnet. Verschiedene hochfeste Keramiken bieten sich für eine solche Verwendung an.

Trotzdem ist der Einsatz von Keramik nicht ganz unproblematisch: Bei der Herstellung eines individuellen Zahnersatzes handelt es sich um Einzelteile mit komplexen Geometrien. Das erfordert eine ultrapräzise Bearbeitung des Materials.
Mit den konventionellen Formgebungsverfahren (Schleifen, Pressen Sintern) ist eine Bearbeitung der Keramik immer noch sehr aufwendig und erschwert daher ein schnelles und damit wirtschaftliches Herstellungsverfahren.

Ziel des Verbundes ist es deshalb, eine kostengünstige dreidimensionale Formgebung von hochfesten Keramiken auf der Basis einer maschinellen Fertigung mittels einer fs-Laserbearbeitungsmaschine zu realisieren.

Für die Produktion von Zahnersatz wird die fs-Laser-Bearbeitungsmaschine in eine bestehende Prozesskette eingebunden. Die vollautomatische Prozesskette setzt sich zusammen aus einer Messvorrichtung für abgeformte Zähne (Scanner), einer CAD-Komponente (Software) zur vollautomatischen Berechnung des Zahnersatz-Werkstückes und der fs-Laser-Bearbeitungsmaschine. Diese Bearbeitungsmaschine schneidet aus einem Keramikblock „in toto“ komplex geformte Kronen. Dentalkeramiken – insbesondere hochfestes HIP-ZrO2 - sind mit fs-Lasern schonender und präziser zu formen, als mit konventionellen Formgebungsverfahren.

Bei der bisherigen Fertigungstechnologie werden oft Oberflächenschädigungen induziert, die zu einem vorzeitigen Versagen der Keramik führen. Speziell für die Fertigung von Einlagefüllungen (Inlays) und Zahnersatz (Kronen, Brücken) erfahren spröde Werkstoffe eine signifikante Festigkeitsminderung. Die fs-Laser-Bearbeitungsmaschine ermöglicht hingegen eine ultrafeine und schädigungsarme Formgebung von dentalen Keramiken. Schwer bearbeitbare, jedoch biokompatible Werkstoffe können zukünftig durch dieses innovative Produktionsverfahren als optimale Zahnersatzmaterialien genutzt werden.

Aus: Optische Technologien

Projektende: 2009.

Partner:

• Polytec GmbH
• Jenoptik L.O.S. GmbH
• Kugler GmbH
• LZH Laserzentrum Hannover e. V.
• FGSW mbH

Koordination:
Dr. Paul Weigl
Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik
J.W. Goethe-Universität Frankfurt am Main
Theodor-Stern-Kai 7, Haus 29
60590 Frankfurt am Main

Tel: 069 6301-4787
Fax: 069 6301-3927
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