Der digitale Horizont:
Dental CAD/CAM-Vergleich von zentraler und dezentraler Fertigung

In der rasant fortschreitenden Dentalwelt ist die Digitalisierung nicht nur eine Modeerscheinung – sie ist die Zukunft. Es beginnt mit dem, was wir als „digitalen Zwilling“ bezeichnen.

Dieser kann entweder durch einen Intraoralscan direkt im Mund der Patient:innen oder durch das Scannen einer herkömmlichen Abformung gewonnen werden.

In der rasant fortschreitenden Dentalwelt ist die Digitalisierung nicht nur eine Modeerscheinung – sie ist die Zukunft. Es beginnt mit dem, was wir als „digitalen Zwilling“ bezeichnen.

Dieser kann entweder durch einen Intraoralscan direkt im Mund der Patient:innen oder durch das Scannen einer herkömmlichen Abformung gewonnen werden.

Haben wir einmal den Scan, nutzen wir hochmoderne CAD-Software wie Exocad oder 3Shape, um den perfekten Zahnersatz zu konstruieren.

Der Vorteil? Dieser digitale Ansatz bietet Präzision und Flexibilität in der Planung, wodurch ein hochwertiges Ergebnis garantiert wird.

Für Dentallabore ist es von zentraler Bedeutung, dass sie ihre Rolle in der Wertschöpfungskette beibehalten. Das eigenständige Konstruieren mittels CAD stellt sicher, dass das Labor seine Expertise einbringen kann, die volle Übersicht behält und die Verantwortung für das Endprodukt trägt. Die Labore haben die zeitliche Priorisierung selbst in der Hand und können oft kosteneffizienter agieren, da sie die Dienstleistung meist günstiger als eine Fremdleistung anbieten können.

Doch was, wenn man die Konstruktion an Fertigungsdienstleister wie CADdent outsourcen möchte? Dieser kann die Konstruktionen direkt entsprechend den Fertigungsanforderungen optimieren. Allerdings wird das Argument abgeschwächt, da auch Hersteller Konstruktionsempfehlungen geben, die den Anforderungen gerecht werden. Der geringere Personalbedarf im Labor durch Outsourcing kann je nach Sichtweise ein Vor- oder Nachteil sein.

Vorteile der CAD-Eigenleistung:

• Einbringung von eigenem Know-how
• Zeitliche Priorisierung liegt im eigenen Ermessen
• In der Regel Kostenvorteil gegenüber der Fremdleistung

Vorteile der CAD-Fremdleistung durch Fertigungsdienstleister:

• Die Konstruktion wird direkt entsprechend den Fertigungsanforderungen erstellt
• Weniger Personalbedarf im Labor

Nachdem die Entscheidung zwischen der CAD-Eigenleistung und dem Outsourcing an Dienstleister wie CADdent sorgfältig abgewogen wurde, rückt nun der eigentliche Produktionsprozess in den Fokus: Das Umsetzen des digitalen Designs in ein physisches Kunstwerk.

Die Konstruktion wird in das bekannte STL-Format überführt, ein essenzielles Bindeglied für die meisten Produktionsmethoden. Das eigentliche Kunststück beginnt jedoch erst jetzt: Der Datensatz muss entsprechend dem gewählten Herstellungsverfahren vorbereitet werden.
Wenn Sie sich für das LaserMelting entscheiden, einem gängigen additiven Fertigungsprozess für metallischen Zahnersatz, wird Ihr Design mithilfe einer Software auf eine virtuelle Bauplatte gesetzt. Zusätzlich werden die Designs durch Stützstrukturen mit der Bauplatte verbunden. Ist eine komplette Bauplatte gesetzt, werden die Datensätze des Druckjobs mithilfe der Software gesliced, also virtuell in Schichten unterteilt. Diese schichtweisen Informationen werden dann auf die Maschinensoftware übertragen. Die additive Produktionsanlage beginnt anschließend mit dem Fertigungsprozess und erstellt, entsprechend den übermittelten Daten, Schicht für Schicht die gewünschten Bauteile.

Frästechnik? Ein etwas anderer Ansatz. Im Gegensatz zur additiven Fertigung, bei der der Zahnersatz auf eine Bauplatte gesetzt wird, wird bei der Frästechnik der konstruierte Zahnersatz in einen virtuellen Fräsrohling hinein genestet. Dies erfordert eine sorgfältige Ausrichtung des Bauteils entsprechend der Fräsanlage. Das Design muss derart positioniert werden, dass das Fräswerkzeug der Maschine jede notwendige Stelle erreichen und das Bauteil aus jedem erforderlichen Winkel aus dem Rohling herausarbeiten kann. Zusätzlich werden die Bauteile in der Software mit Haltestiften versehen. Diese Stifte halten das ausgefräste Bauteil sicher im Rohling und verhindern dessen Bewegung während des Fräsvorgangs.

Je nachdem, welchen Produktionsweg Sie wählen, gibt es unterschiedliche Schritte im Anschluss. Zum Beispiel müssen beim LaserMelting die Bauteile einem thermischen Verfahren unterzogen werden, um prozessbedingte Spannungen, die während des Fertigungsprozesses innerhalb der Metallbauteile entstehen, zu reduzieren. Erst nach diesem Prozess dürfen die Bauteile von der Bauplatte abgesägt werden. Das Ergebnis: Ein verzugsfreies und präzises Bauteil.

Bei anderen Verfahren, wie dem Fräsen, werden die Bauteile zur Weiterverarbeitung nicht nur einfach aus ihrem Ursprungsrohling gelöst. Nach dem Heraustrennen der gefrästen Bauteile aus der Fräsronde müssen die Haltestifte sorgfältig mithilfe von Werkzeugen verschliffen werden. Wenn es sich um den Werkstoff Zirkoniumdioxid handelt, wird das ausgefräste Bauteil im Anschluss gesintert, um sicherzustellen, dass die Keramik ihre geschätzten Materialeigenschaften erhält.

Bei der Entscheidung, ob Sie im Labor oder zentralisiert produzieren sollten, gibt es viel zu beachten. Die Produktion im eigenen Labor hat den Vorteil, dass keine Zeit für Transportwege verloren geht, Sie den gesamten Prozess überblicken können und nicht von externen Dienstleistern abhängig sind. Insbesondere beim LaserMelting müssen jedoch die hohen Anschaffungskosten für die Produktionsanlage, die Siebanlage zur Pulveraufbereitung und den Glühofen bedacht werden. Dieses Verfahren erfordert zudem viel Know-how und Erfahrung. Um die Wirtschaftlichkeit der Maschine zu gewährleisten, ist es entscheidend, sie gut auszulasten: Je voller die Bauplatte, desto günstiger die Stückkosten.

Beim Fräsen im Labor fallen mittelhohe Anschaffungskosten an, insbesondere für die Fräsanlage und den Sinterofen für Keramik. Obwohl das Verfahren einfacher als das LaserMelting ist, sind die Verbrauchsmaterialien, insbesondere in großen Mengen, zu berücksichtigen.
Andererseits bietet die zentrale Großproduktion Vorteile durch die Bündelung von Fachwissen, einen optimierten Workflow und günstige Einkaufspreise durch den Masseneinkauf.

Produktion im Labor:

• Keine Transportzeiten
• Vollständige Prozesskontrolle
• Unabhängigkeit von Dritten

LaserMelting im Labor:

• Hohe Anschaffungskosten
• Großes Fachwissen erforderlich
• Wirtschaftlichkeit durch Auslastung

Fräsen im Labor:

• Mittelhohe Anschaffungskosten
• Einfacherer Prozess
• Mengenrabatte bei Verbrauchsmaterialien

Zentrale Großproduktion:

• Bündelung von Know-how
• Optimierter Workflow
• Mengenrabatte beim Einkauf

Wenn es um den Kauf von Produktionsanlagen und Software geht, sollten Sie sich nicht nur auf den Preis konzentrieren. Das Hauptaugenmerk sollte auf der Qualität der Bauteile liegen, die aus einer Produktionsanlage hervorgehen. Vor der Entscheidung für eine bestimmte Maschine ist es empfehlenswert, Benchmarks durchzuführen und verschiedene Hersteller zu vergleichen.
Die Fertigungsgeschwindigkeit spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Insbesondere bei LaserMelting-Produktionsanlagen kann die Geschwindigkeit durch den Erwerb einer Maschine mit mehreren Laserköpfen erheblich gesteigert werden. Obwohl dies die Investitionskosten erhöht, steigt die Produktivität deutlich. Duallaser sind in den meisten Industrieanlagen mittlerweile Standard.
Die Kompatibilität der Software mit den Anlagen ist ein weiterer wichtiger Punkt. Viele Anlagenhersteller kooperieren mit bestimmten Softwareherstellern, sodass der CAD/CAM-Workflow zwischen der Setzsoftware und der Maschine optimal abgestimmt ist. Daher ist es ratsam, den Empfehlungen des Anlagenherstellers zu folgen.

Die Höhe der Investitionskosten ist nicht unbedingt der entscheidende Faktor für die Produktionskosten pro Bauteil. Wichtiger ist die Auslastung der Maschine und der Workflow drum herum. Maschinen sind darauf ausgelegt, kontinuierlich zu arbeiten, und dieses Potenzial sollte ausgeschöpft werden, um wirtschaftlich zu produzieren. Dies bedeutet, dass vor dem Kauf einer Anlage der gesamte Prozess durchdacht und skizziert werden sollte. Es ist ebenfalls wichtig sicherzustellen, dass genügend Aufträge vorhanden sind, um die Maschine kontinuierlich auszulasten.
Darüber hinaus dürfen Sie nicht vergessen, in Arbeitssicherheitsmaßnahmen wie Brandschutz, Absaugung und andere Ausrüstung für Arbeitsschutz zu investieren. Es geht nicht nur um das reine Maschinenpotenzial, sondern auch darum, einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.