3D-Druck für Dentallabor und Praxis

Die additive Herstellung macht die digitale Zahnmedizin zu einer sinnvollen Geschäftsentscheidung. Sie kombiniert hohe Qualität und verbesserte Patientenversorgung mit niedrigeren Stückkosten und optimierten Arbeitsabläufen.

Der Markt für den 3D-Druck wächst schnell und bringt die Technologie für mehr Unternehmen in Reichweite. Aber welche Technologien sind für die Zahnmedizin relevant? Wie unterscheiden sich verschiedene Drucker hinsichtlich Qualität, Genauigkeit, Verarbeitungsmenge und Preis? Warum kosten einige weniger als 5.000 Euro und andere mehr als 80.000 Euro?

In diesem Leitfaden schauen wir uns die verschiedenen 3D-Drucktechnologien für die Zahnmedizin und alle Merkmale, die es vor der Anschaffung eines 3D-Druckers zu beachten gilt, an.

  1. 3D-Drucktechnologien für die Zahnmedizin
  2. Wie man 3D-Drucklösungen beurteilt
  3. Fangen Sie mit 3D-Druck für die Zahnmedizin an

Neu auf dem Gebiet der digitalen Zahnmedizin? Lernen Sie mehr über die Unterschiede zwischen analogen und digitalen Workflows und finden Sie heraus, was das Integrieren von 3D-Druck in Ihr Unternehmen beinhaltet.

3D-Drucktechnologien für die Zahnmedizin

Heute sind drei 3D-Drucktechnologien in der Zahnmedizin üblich: Stereolithografie (SLA), Digital Light Processing (DLP) und Material-Jetting. Jede Technologie kann die erforderliche Präzision und Genauigkeit für zahnmedizinische Anwendungen liefern, aber die Qualität kann sich zwischen unterschiedlichen Maschinen und Systemen unterscheiden. Nehmen Sie sich die Zeit, um jede Technologie zu verstehen, aber denken Sie daran, dass es wichtiger ist, bestimmte Geräte anhand der Qualität der Teile, Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Kosten zu bewerten.

Stereolithografie (SLA)

Bei der Stereolithografie wird ein Tank mit flüssigem Kunstharz selektiv einem Laserstrahl über der Druckfläche ausgesetzt, wodurch das Kunstharz an bestimmten Stellen erhärtet. Stereolithografie ist sehr genau und hat die beste Nachbearbeitung der Oberflächeder drei Technologien. SLA-Drucker bieten große Druckvolumen und eine Vielfalt an Materialien für unterschiedliche Anwendungen. Um die Materialien auszutauschen, müssen nur der Kunstharztank und die Patrone gewechselt werden. Die Kombination aus wenig Platzbedarf, einfachem Workflow und niedrigem Preis macht Desktop-SLA-Drucker sowohl für Dentallabore, als auch Praxen geeignet.

SLA-Drucker bieten große Druckvolumen und eine Vielfalt an Materialien. Von oben links nach unten rechts: Kronen- und Brückenmodelle, Bohrschablonen, Schienen und kieferorthopädische Modelle.
SLA-Drucker bieten große Druckvolumen und eine Vielfalt an Materialien. Von oben links nach unten rechts: Kronen- und Brückenmodelle, Bohrschablonen, Schienen und kieferorthopädische Modelle.

Digital Light Processing (DLP)

Digital Light Processing arbeitet mit dem gleichen chemischen Prozess wie SLA, aber nutzt einen digitalen Projektor als Lichtquelle, um das Kunstharz zu erhärten, anstelle eines Lasers. DLP-Drucker brauchen wenig Platz, haben einen einfachen Workflow und eine Vielfalt an Materialoptionen, aber sie sind deutlich teurer als SLA-Desktopdrucker. DLP-Teile neigen zudem dazu, Voxellinien zu zeigen – Schichten, die durch ein digitales Raster aus kleinen, rechteckigen Klötzen geformt werden – und weisen eine schlechtere Nachbearbeitung der Oberfläche auf.

Material-Jetting

Material-Jetting (PolyJet und MultiJet Modeling) 3D-Drucker funktionieren ähnlich wie Tintenstrahldrucker. Anstatt Tintentropfen auf Papier zu sprühen, sprühen sie Schichten aus Kunstharz auf eine Konstruktionsschale und härten sie sofort mit Licht aus. Material-Jetting-Technologien waren vor einigen Jahren die gebräuchlichsten in der Zahnmedizin, aber die Expansion war durch die hohen Kosten und die Größe der Maschinen begrenzt. Sie erfordern umfassende Nachbearbeitung und die Oberfläche der Teile, die mit dieser Technik gedruckt wurden, ist allgemein schlechter als bei SLA oder DLP. Material-Jetting-Systeme haben eine hohe Verarbeitungsmenge, aber können nur für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen verwendet werden, da sie teure und geschützte Materialien verwenden.

Vergleich von 3D-Drucktechnologien in der Zahnmedizin
Stereolithografie (SLA) Digital Light Processing (DLP) Material-Jetting (MJP, PolyJet)
Genauigkeit ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★
Oberflächenbeschaffenheit ★★★★★ ★★★★☆ ★★★☆☆
Geschwindigkeit ★★★★½ ★★★★★ ★★★★★
Verarbeitungsmenge ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★
Materialien ★★★★★ ★★★★★ ★★★★☆
Vorteile Guter Preis
Hohe Genauigkeit
Vielzahl an Materialien
Platzsparend
Benutzerfreundlich
Hohe Genauigkeit
Vielzahl an Materialien
Platzsparend
Benutzerfreundlich
Hohe Genauigkeit
Große Verarbeitungsmenge
Nachteile Geschwindigkeit (einzelnes Teil) Teures Gerät
Kleines Druckvolumen
Teures Gerät
Teure Materialien
Begrenzte Materialoptionen
Große Standfläche
Teure Instandhaltung
Preis Ab 3.500 $ Ab 12.000 $ Ab 35.000 $

Für einen ausführlicheren Einblick in die unterschiedlichen 3D-Drucktechnologien und digitalen Workflows in der Zahnmedizin empfehlen wir unser Webinar über digitale Zahnmedizin von Michael Scherer, DMD, MS, APC.

Wie man 3D-Drucklösungen beurteilt

Genauigkeit und Präzision

Das Gewährleisten von hochwertigen Endteilen ist das wichtigste Anliegen einer Zahnarztpraxis oder eines Dentallabors. Die drei besten Maßnahmen, um sich davor zu schützen, ungenaue Geräte zu kaufen, sind:

  • Seien Sie skeptisch: Glauben Sie nicht, was Unternehmen behaupten.
  • Beurteilen Sie die Genauigkeit anhand der fertigen 3D-gedruckten Modelle, nicht anhand von technischen Daten.
  • Bestellen Sie Beispiele und beurteilen Sie selbst die Genauigkeit und Präzision.

Hersteller können versuchen, potenzielle Kunden mit irreführenden Angaben und technischen Daten zu verwirren. Meistens maskieren Sie die Schichthöhe, die Größe des Laserpunkts oder die Pixelgröße als „Genauigkeit“, auch wenn diese Angaben keine direkte Auswirkung auf die Genauigkeit der fertigen Teile haben. Die meisten Unternehmen nennen eine einzige Zahl für die Genauigkeit (z.B. 50 Mikrometer oder 75 Mikrometer). Das sind aber normalerweise Marketinggimmicks und stellen meistens die Grenze der Auflösung des Druckers dar.

Grundsätzlich werden die Genauigkeit und Präzision eines Druckers dadurch definiert, wie gut das gesamte System kalibriert ist. Man kann das System also nur anhand der fertigen Teile beurteilen. Durch optisches Abtasten der Arbeitsoberfläche lassen sich die organischen Formen von gedruckten Zahnprothesen mit der STL vergleichen, die an das Gerät geschickt wurde. Scans von gedruckten Modellen werden anhand des Prozentsatzes von Punkten innerhalb einer festgelegten Distanz vom Nennpunkt auf dem STL bewertet (z. B. 80 Prozent der Punkte liegen innerhalb von ±50 Mikrometern).

Genauigkeitsstudie einer 3D-gedruckten Schiene (links) und einer Bohrschablone (rechts). Zahnmedizinische 3D-Drucker können hochwertige maßgefertigte Produkte und Instrumente mit hervorragender Passform und wiederholbaren Ergebnissen herstellen.
Genauigkeitsstudie einer 3D-gedruckten Schiene (links) und einer Bohrschablone (rechts). Zahnmedizinische 3D-Drucker können hochwertige maßgefertigte Produkte und Instrumente mit hervorragender Passform und wiederholbaren Ergebnissen herstellen.

Verlangen Sie stets Genauigkeitsstudien mit echten Scandaten von gedruckten Teilen. Noch besser, fragen Sie nach einem kostenlosen Probedruck oder einem maßgefertigten Beispiel Ihres eigenen Designs, das Sie selbst mit dem Originaldesign abgleichen können, und beurteilen Sie die Qualität mit kostenlosen Vergleichssoftware.

Für weitere Informationen bezüglich Genauigkeit und Präzision empfehlen wir dieses Whitepaper über dentale Modelle mit 3D-Druck und eine unabhängige Studie, die die Genauigkeit von drei beliebten 3D-Druckern vergleicht.

Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit

Wie einfach ein 3D-Drucker zu bedienen ist und wie zuverlässig er bei der Produktion ist, sind wichtige Punkte. Immerhin muss Ihr Team lernen, das Gerät täglich zu benutzten und instand zu halten. Versuchen Sie, einen Eindruck der Lernkurve eines neuen 3D-Druckers zu erhalten, indem Sie online Videos anschauen, eine Fachmesse besuchen, sich mit Verkäufern in Verbindung setzen oder Ihre Kollegen zu ihrer Erfahrung befragen.

Denken Sie sorgfältig über die Einrichtungsanforderungen des Geräts nach. Manche der neueren Drucker sind so intuitiv gestaltet, dass man direkt aus der Verpackung mit dem Druck beginnen kann. Andere, kompliziertere Maschinen erfordern während der Einrichtung einen Servicetechniker.

Achten Sie genau auf die täglichen Interaktionen und Wartungsarbeiten, die der Drucker braucht, nachdem er eingerichtet ist. Die automatische Harzdosierung, die bei ausgewählten SLA-Geräten und Material-Jetting-Druckern verfügbar ist, kann einen großen Unterschied bei der Aufrechterhaltung einer sauberen, wartungsarmen Fertigungsumgebung machen. Zudem lassen sich die Materialien dadurch leicht austauschen.

Frühe 3D-Drucker waren dafür berüchtigt, die Hälfte ihres Lebens in Wartung zu verbringen und hatten viele fehlgeschlagene Drucke, selbst wenn sie online waren. Zum Glück ist die neuste Generation von Druckern deutlich besser. Nutzer des Form 2 3D-Drucker zum Beispiel meldeten eine Erfolgsquote von mehr als 95 Prozent bei Millionen von Drucken auf Zehntausenden Maschinen. Informieren Sie sich ausführlich über veröffentlichte Zuverlässigkeitsinformationen und stellen Sie sicher, dass der Hersteller über angemessene Gewährleistungen und Serviceangebote verfügt, damit Sie versorgt sind, wenn Sie Wartungen benötigen.

Kosten und Return on Investment

Die Einführung neuer Technologien muss für ein Unternehmen sinnvoll sein. Denken Sie daran, Folgendes zu berücksichtigen:

  • Anschaffungskosten, nicht nur die Kosten für das Gerät, sondern auch für Training und Einrichtung bei größeren Maschinen, sowie eventuell Software.
  • Betriebskosten, am besten geschätzt an den Materialkosten pro Stück.
  • Wartungs- und Instandhaltungskosten, diese können unter Umständen obligatorische Wartungsverträge beinhalten, die jährlich bis zu 20 Prozent der Anschaffungskosten des Druckers betragen können.

Alle diese Faktoren haben einen direkten Einfluss darauf, wie schnell sich die Investition in 3D-Drucktechnologie für Sie rentiert. Die gute Nachricht ist, dass kleinere, günstigere Geräte mit hoher Ausgabequalität es Dentallaboren und Praxen ermöglichen, innerhab von Monaten einen positiven ROI zu erzielen.

Materialien und Anwendungen

Professionelle 3D-Drucker zählen zu den vielseitigsten Werkzeugen in heutigen Dentallaboren und Zahnarztpraxen – der Schlüssel zu ihrer Vielseitigkeit sind spezielle Materialien.

Die Materialauswahl variiert je nach Druckermodell. Einige einfache 3D-Drucker können nur kieferorthopädische Modelle erstellen, während fortschrittlichere Geräte genauere Kronen- und Brückenmodelle, Bohrschablonen, gießbaren/drückbaren Zahnersatz sowie langlebige und biokompatible Dentalerzeugnisse, wie Schienen, Retainer oder Totalprothesen herstellen können.

Manche 3D-Drucker arbeiten nur mit geschützten Materialien, was bedeutet, dass Ihre Optionen auf die Angebote des Herstellers beschränkt sind. Andere haben ein offenes System, was bedeutet, dass sie auch Materialien von anderen Herstellern verwenden können. Im Falle von Materialien von Drittanbietern ist es wichtig sicherzustellen, dass die Ergebnisse eine klinisch akzeptable Qualität und Genauigkeit erzielen.

Kronen- und Brückenmodelle, 3D-gedruckt auf einem [Formlabs Form 2 Desktop SLA 3D-Drucker](/3d-printers/form-2/).
Kronen- und Brückenmodelle, 3D-gedruckt auf einem Formlabs Form 2 desktop SLA printer.

Die Hersteller bringen regelmäßig neue Materialien auf den Markt. Daher besteht eine gute Chance, dass der Drucker, den Sie heute kaufen, in naher Zukunft eine größere Vielfalt an Dentalerzeugnissen erzeugen kann.

Verarbeitungsmenge und Skalierbarkeit

Der Übergang zur digitalen Zahnmedizin sollte schrittweise erfolgen. Man fängt mit einer einzigen Anwendung an und weitet schrittweise auf mehrere Anwendungen und Workflows aus.

Die Anzahl der Dentalerzeugnisse, die ein 3D-Drucker herstellen kann, hängt stark von dem Druckermodell und der Anwendung ab. Der Projektor eines DLP-Druckers beispielsweise setzt alle Schichten gleichzeitig dem Licht aus, während der Laser in SLA-Druckern jeden Teil einzeln macht. Das führt zu einer höheren Geschwindigkeit bei großen, sehr dichten Drucken. Die Auflösung des Projektors beschränkt jedoch das Druckvolumen, wodurch die Verarbeitungsmenge ähnlich ist. Erkundigen Sie sich beim Hersteller über spezifischen Daten für mehrere Anwendungen und Szenarien.

Verarbeitungsmenge und Kosten von Dentalerzeugnissen mit 3D-Druck auf einem Form 2 Desktop SLA 3D-Drucker

1 € / Quadrant 1,8-3,4 € / Zahnbogen 2,8-3,6 € / Bohrschablone 1,3-2,7 € / Bohrschablone
Drucken mit dem Form 2 Quadrant mit Stümpfen Ganzer Zahnbogen mit Stümpfen Schienen und Retainer Bohrschablonen für den ganzen Zahnbogen Bohrschablonen über ein Viertel des Zahnkranzes
Teile pro Bauart 16 Quadranten und Stümpfe 4 Zahnbögen und Stümpfe 7 Schienen 12 Bohrschablonen 18 Bohrschablonen
Zeit 2 Quadranten / 3 Stunden
16 Quadranten / 8,5 Stunden
2 Zahnbögen / 5,5 Stunden
4 Zahnbögen / 8 Stunden
1 Schiene / 50 Minuten
7 Schienen / 2 Stunden
1 Bohrschablone / 1,5 Stunden
8 Bohrschablonen / 7 Stunden
1 Bohrschablone / 1,5 Stunden
18 Bohrschablonen / 4,5 Stunden
Stückkosten 2,7-4,5 € / Schiene

Die Produktion mit Druckzellen mit mehreren Geräten reduziert oftmals die Anschaffungskosten gegenüber größeren Maschinen. Wird zuerst ein günstiges Gerät angeschafft, können Unternehmen Produktionsmethoden testen, bevor sie schließlich die Produktion anhand der Nachfrage steigern. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, nur für die Produktion zu zahlen, wenn sie gebraucht wird, anstatt auf einem sich schnell entwickelnden Markt große, langfristige Investitionen zu tätigen.

Druckzellen mit mehreren Geräten ermöglichen es, für mehrere unterschiedliche Anwendungen parallel zu drucken, Produktionsanforderungen aufzuteilen und das Risiko durch Redundanz zu verringern.
Druckzellen mit mehreren Geräten ermöglichen es, für mehrere unterschiedliche Anwendungen parallel zu drucken, Produktionsanforderungen aufzuteilen und das Risiko durch Redundanz zu verringern.

Druckzellen verringern das Risiko durch Redundanz. Wenn ein Gerät gewartet werden muss, kann die Produktion auf den Rest der Druckzelle verteilt werden.

Fangen Sie mit 3D-Druck für die Zahnmedizin an

Seit die ersten 3D-Desktopdrucker für die Zahnmedizin auf den Markt kamen, hat sich einiges verändert. Vor ein paar Jahren waren 3D-Drucker nur für die größten Dentallabore erschwinglich. Jetzt sind sie in Laboren und Praxen jeglicher Größe im Praxisalltag angekommen.

Bedenken Sie die oben genannten Faktoren und die Bedürfnisse Ihres Labors oder Ihrer Praxis. Verschiedene Lösungen passen zu einigen Unternehmen besser als zu anderen. Die digitale Zahnmedizin entwickelt sich schnell und neue Desktoplösungen können Dentalerzeugnisse mit ähnlicher oder sogar besserer Qualität und Genauigkeit herstellen, als traditionelle großformatige 3D-Drucker. Stellen Sie Ihre Nachforschungen an, beurteilen Sie Probedrucke und vermeiden Sie hohe Aufpreise.


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