Betrachtet man die Geschichte der CAD/CAM-Entwicklung in der Zahntechnik, so waren die Werkstoffe Titan und Zirkonoxid die Entwicklungstreiber für die Scan- und Frästechnik. So ließ sich Titan nur mit hohem Aufwand und nicht immer zufriedenstellenden Ergebnissen vergießen, und Zirkonoxid, insbesondere in der „gehipten“ Form, war und ist nur frästechnisch beizukommen. Versuche, Keramik als Gerüstwerkstoff in analoger Form zu verarbeiten, also zum Beispiel durch Elektrophorese abzuscheiden, sind fehlgeschlagen beziehungsweise aufgrund der zunehmenden Digitalisierung nicht weiterverfolgt worden.

Als die CAD/CAM-Systeme ausgereifter wurden und wirtschaftlicher zu betreiben waren, gleichzeitig aber auch der Kostendruck stieg, fanden auch die Nichtedelmetalle ihren Weg in die Fräsmaschinen. Heute stellt diese Materialgruppe den Löwenanteil der frästechnisch hergestellten Arbeiten dar.
Somit war nur noch das klassische Edelmetall übrig, das auf herkömmliche Weise vergossen wurde. Denn auch Pseudo-CAD/CAM-Verfahren wie CAD/Cast können die Nachteile der Gießtechnik gegenüber spanabhebenden Verfahren nicht aufheben und sind nicht unbedingt kostengünstiger umzusetzen.

Die eigentliche frästechnische Bearbeitung von Edelmetall blieb bis 2011 außen vor, von den frühen Versuchen von Etkon wie auch Girrbach mit Digident in Kooperation mit C.Hafner abgesehen. C.Hafner entwickelte die Fräslegierung Orplid F1, aus der Blanks entsprechend an Etkon geliefert wurden. Damals ließ sich das System nicht wirtschaftlich betreiben, weil die Verlustquoten des teuren Materials nicht kompensierbar waren. Alle Bemühungen, Edel­metall mit additiven Verfahren wie Selective Lasermelting als Gerüstwerkstoff zu etablieren, waren bis vor Kurzem an technischen Hürden gescheitert. Allein die Herstellung des Metallpulvers für diese Anwendungen ist alles andere als trivial. Edelmetalle sind mit ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und ihrem Reflexionsverhalten für Lasermelting nur bedingt geeignet. Die bisher realisierbaren Gefügestrukturen waren qualitativ den Anforderungen an zahntechnische Gerüste, besonders im Vergleich zu gefrästen Gerüsten, nicht gewachsen. Allerdings zeichnet sich durch die Weiterentwicklung des Additive Manufacturing auch bei C.Hafner ein Lichtstreif am Horizont ab und es ist künftig mit marktreifen Produkten auch im SLM-Verfahren zu rechnen.

Im Jahr 2011 präsentierte C.Hafner auf der IDS also erstmals mit „cehaGold – Fräsen in Edelmetall“ eine Dienstleistung, die bewährte Materialien mit moderner Technologie verbindet. Mit CAD/CAM-gestützt gefrästen Edelmetallgerüsten wurde somit das Werkstoffangebot im Dentalbereich vervollständigt.

Werkstoffe

Die cehaGold-Gerüste werden aus massiven Edelmetallrohlingen gefräst (Abb. 1). Dazu ist es notwendig, die erforderlichen Fräsrohlinge aus Edelmetall in einer entsprechend hohen Qualität herzustellen. Grundvoraussetzung ist der Einsatz des Stranggussverfahrens, um gleichmäßige Zusammensetzungen und Werkstoffeigenschaften in allen Fräsblanks zu garantieren. Alle Blanks werden umfangreichen Werkstofftests unterzogen. Dazu gehören immer die chemische Analyse der Zusammensetzung, metallografische Untersuchungen und die Untersuchung der mechanisch-physikalischen Eigenschaften.

Nicht jede Edelmetalllegierung lässt sich aufgrund ihrer Bestandteile im Strangguss herstellen. Daher richtete sich die Wahl der sechs angebotenen Fräslegierungen einerseits nach der Herstellungsmethode, andererseits nach der Vielfalt ihrer Einsatzmöglichkeiten. Es handelt sich bei den angebotenen Fräslegierungen um hochgoldhaltige, goldreduzierte und palladiumbasierte Legierungen, mit denen alle Indikationen abgedeckt werden können.

Insbesondere die Legierung Orplid Keramik 3 ist eine in höchstem Maße korrosionsfeste Legierung. Da nun durch die frästechnische Bearbeitung der mit dem Risiko von korrosionsfördernden Lunkern oder Poren behaftete Dentalguss (Abb. 2) entfällt, ist diese Legierung im gefrästen Zustand als Nonplusultra der biologischen Verträglichkeit anzusehen (Abb. 3 und 4).

Abbildung 01 bis 04

Daten

C.Hafner kann STL-Datensätze von offenen Scansystemen und CAD-Lösungen verarbeiten, die dafür vom Anwender bequem per Internet zu C.Hafner nach Wimsheim gesendet werden. Dabei ist mit einem speziellen Softwaretool namens „Zahnomat“ gewährleistet, dass alle Daten verschlüsselt und sicher ankommen. Der „Zahnomat“ ist das Web-End des Auftragsverwaltungssystems Camflow V7 (Mill-IT), das somit die Fräsaufträge direkt in das C.Hafner-­System einspeist. Daten können aber auch per E-Mail mit Dateianhang zu C.Hafner gesendet werden (cehagold@c-Hafner.de). Die entsprechenden Materialsettings für Edelmetallegierungen stehen für 3Shape-Systeme sowie für alle exocad-basierten Systeme bereit.

Der Fertigungsprozess erfolgt mit der CAM-Software Hyperdent des Marktführers Follow Me! (Abb. 5). Die Edelmetallstrukturen werden auf modernen Fünf- und Sechs-Achs-Fräsmaschinen vom Typ DMG Mori und Cybaman gefräst, die eine Mehr-Achs-Simultanbearbeitung erlauben (Abb. 6). Durch sorgfältiges Anpassen der Frässtrategien an die verschiedenen Edelmetalllegierungen und Indikationen werden Passgenauigkeit und höchste Güte sichergestellt (Abb. 7). Diese Frässtrategien sorgen für beste Oberflächenstrukturen und die Wiedergabe feinster anatomischer Details. Abschließend erfolgen eine Reinigung im Ul­traschallbad und die Qualitätskontrolle, danach der Versand ins zahntechnische Labor – in der Regel nach maximal 48 Stunden.

Angeboten wird das Fräsen von Kronen und Brücken aller Spannweiten (auch vollanatomisch), Teleskopen (auch Außenteile) und Stegen, direkt verschraubten Suprakon­struktionen sowie Inlays und Onlays (Abb. 8 bis 10). Mit diesem Angebot kann fast das gesamte Spektrum zahntechnischer Anwendungen abgedeckt werden.

Wirtschaftlichkeit im Unternehmen

Die frühen Versuche, Edelmetall für zahntechnische Anwendungen zu fräsen, sind an der Abbildung eines wirtschaftlich erfolgreichen Prozesses gescheitert. Die wirtschaftliche Hürde ist dabei mindestens genauso groß wie die technische. Nur durch Optimierung der Materialkreisläufe und kurze Wege, das Stranggussverfahren und die Auswahl geeigneter Fräsmaschinen ist es C.Hafner gelungen, Fräsen in Edelmetall wirtschaftlich darzustellen. Das schnelle und effiziente Recycling der Fräsabfälle stellt dabei ein zentrales Element im Materialkreislauf dar. Bei C.Hafner, einer der führenden Gold- und Silberscheideanstalten Europas, ist dies unter einem Dach möglich. Damit ist auch der Weg offen für marktgerechte Preise und die Umsetzung der Digitalisierung der Zahntechnik im gesamten Materialspektrum.

Abbildung 05 bis 10

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