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Es ist kein Geheimnis, dass die additive Fertigung viele Branchen und Branchen betrifft. Insbesondere bietet es erhebliche Vorteile hinsichtlich Produktivität, Kosten, Individualisierung und Fertigungszeit. Eine der wichtigsten Anwendungen des 3D-Drucks ist die Zahnmedizin. In diesem Bereich der Medizin trägt die Technologie dazu bei, jedem Patienten individuelle zahnmedizinische Lösungen zu bieten. Laut einer Studie von Markets and Markets wird erwartet, dass der weltweite Umsatz im Dental-3D-Druck bis 2029 8,1 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 19 %. Dieses Wachstum lässt sich insbesondere durch die kontinuierliche Weiterentwicklung von 3D-Technologien und unterschiedlichen Materialien erklären.
Der zahnmedizinische 3D-Druck umfasst eine Vielzahl von Prozessen, von der Stereolithographie über die Metallschmelze bis hin zur Schmelzabscheidung. Eine Vielzahl von Technologien ermöglicht die Herstellung von Teilen aus Harz, Filament, Metall und mehr. Die additive Fertigung im Dentalbereich wiederum erleichtert die Herstellung von Bohrschablonen, Kronen, Schienen oder Zahnersatz, sodass jede Lösung sehr genau an den Patienten angepasst werden kann. Doch welche sind die bekanntesten 3D-Technologien und welche Einsatzmöglichkeiten gibt es? Was sind ihre Stärken in diesem Bereich und wie sieht ihre Zukunft aus? Wir erzählen Ihnen alles!
Die Dentalbranche kann in zwei große Kategorien unterteilt werden: Zahnkliniken und Zahnersatzlabore. Traditionell arbeiten sie zusammen, um maßgeschneiderte medizinische Geräte (Dachrinnen, Kronen, Brücken usw.) herzustellen. Tatsächlich nimmt der Zahnarzt einen Abdruck vom Zahn des Patienten und schickt ihn an ein Labor, das dann das Gerät herstellt, normalerweise aus Gips. Der Vorgang dauert mehrere Tage, den Hin- und Rückweg zwischen Zahnarzt und Labor nicht eingerechnet. Für den Patienten muss er einen weiteren Termin vereinbaren und es gibt keine Garantie, dass sein Gerät beim ersten Mal passt. Daher sind herkömmliche Prozesse zeitaufwändig, kostspielig und möglicherweise mangelhaft an Präzision. Die Einführung der 3D-Technologie wirbelt diese Organisation jedoch durcheinander und entmaterialisiert die Arbeitsabläufe vollständig.
Dentale 3D-Drucktechnologie und Materialien
Wenn man über additive Fertigung in der Zahnmedizin spricht, ist es wichtig zu verstehen, dass es viele verschiedene Arten von Technologien gibt. Die Wahl hängt hauptsächlich von der durchzuführenden Anwendung und den kompatiblen Materialien ab. Olivier Bellaton, Direktor und Gründer von BIOSUMMER Dental, weist darauf hin, dass jedes Verfahren natürlich seine Vor- und Nachteile hat. Beispielsweise wird es mit FDM möglich sein, „Teile zu Kosten im zweistelligen Cent-Bereich und ohne Nachbearbeitung nach dem Druck herzustellen.“ Geschwindigkeit, Präzision und Biokompatibilität sind hingegen nicht vorhanden. »Generell wird es diese Technologie in der Kieferorthopädie ermöglichen, Zahnmodelle zu erstellen, die für thermogeformte Zahnspangen verwendet werden, sei es zur Korrektur, zum Aufhellen oder zur Retention. Allerdings beginnen wir, das Aufkommen biokompatibler Dentallösungen mithilfe des PEEK-3D-Drucks zu beobachten. Der 3D-Drucker-Hersteller IEMAI3D erklärt: „Die Vorteile von PEEK-Teilprothesen sind vielfältig. Es ist ein starkes und leichtes Material, das den Patientenkomfort verbessert. Der Prothesenrahmen enthält kein Metall und ist völlig geruchlos.“
Ein weiteres, wahrscheinlich eines der wichtigsten Verfahren im Dentalbereich ist der Harz-3D-Druck. Ob durch Stereolithographie (SLA) oder DLP, die Technologie liefert eine höhere Auflösung und einen erheblichen Detaillierungsgrad. Das ETEC-Team erklärt: „In Kombination mit CE/FDA-zugelassenen Materialien sorgt die Photopolymerisation für einen präziseren Abdruck, was zu einem flexibleren Gerät führt lassen sich leicht an unterschiedliche Anwendungen anpassen, was der Dentalindustrie zugute kommt, da Ärzte ihre Patienten schneller behandeln können »
Schließlich ist die additive Metallfertigung auch in der Zahnmedizin ein weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Nickel-Chrom- oder Titan-Implantaten, Prothesen oder Kronen. Innerhalb der Familie der Metalltechnologien sind in diesem Bereich pulverbettbasierte Technologien am weitesten verbreitet. Dazu gehören die Laser-Pulverbett-Fusion und die Elektronenstrahl-Fusion. BIOSUMMER Dental stellt fest: „Die Technologie erfordert eine kontinuierliche Produktion, um die Investition, die Hunderttausende Euro betragen kann, mit mehr Fähigkeiten in der Industrie als in der Zahnmedizin zu amortisieren. » Metallmaschinen kosten viel mehr als andere Technologien, manchmal auch mehr Nachbearbeitung Es ist Arbeit erforderlich, was bei manchen Menschen die Produktivität verringert. Im Gespräch mit dem Zahnprothetiker erklärte er uns, dass die Bearbeitung der Krone 15 Minuten Arbeitszeit erfordert, während der 3D-Metalldruck 5 Stunden Druckzeit erfordert. Hinsichtlich der Stückkosten ist die additive Fertigung jedoch deutlich interessanter (75 Cent gegenüber über 7 Euro).
3D-Scannen und Drucken: eine Win-Win-Kombination in der Zahnmedizin
Es zeigt sich, dass der zahnmedizinische 3D-Druck präziser ist und die Herstellungszeit verkürzt. Tatsächlich kann die Arbeitszeit von mehreren Tagen auf nur wenige Stunden verkürzt werden, sodass in manchen Fällen eine Lösung für den Patienten in einer einzigen Konsultation gefunden werden kann. Aber welche Schritte sind nötig, um ein 3D-gedrucktes Dentalgerät zu erstellen? Die erste Untersuchung wird in einer Zahnklinik durchgeführt, wo nach einer Erstdiagnose durch einen Spezialisten ein intraoraler Scan des gesamten Mundes des Patienten durchgeführt wird. Als Ergebnis erhalten wir digitale Bilder, die es uns ermöglichen, 3D-Modelle der vollständigen Form zu erstellen. Bemerkenswert ist, dass es neben intraoralen 3D-Scannern auch Laborlösungen gibt, mit denen Teile und Abdrücke im Mund des Patienten gescannt werden können.
Sobald die Scanphase abgeschlossen ist, werden die resultierenden 3D-Dateien über eine sichere Webplattform an das Dentallabor gesendet. Das Labor liest dann den digitalen Abdruck erneut und modelliert die Form der Krone oder des Implantats in seiner Designsoftware (CAD). Beim Modellierungsprozess werden Zahnfleischbeschränkungen, Interferenzen mit anderen digitalisierten Zähnen und sogar die Form des Lächelns des Patienten mithilfe eines Gesichtsscanners berücksichtigt. Schließlich erfolgt die Herstellung der Teile durch 3D-Drucker, die vorzugsweise für diesen Zweck konzipiert sind. Im Gegensatz zu vielen Standardlösungen für die additive Fertigung bieten Dental-3D-Drucker die überlegene Oberflächenqualität, Präzision und Geschwindigkeit, die in der Praxis erforderlich sind. Sie ermöglichen nicht nur die Herstellung von Teilen aus biokompatiblen Materialien, sondern ermöglichen auch wichtige Arbeitsabläufe und die Möglichkeit, Arbeiten sofort zu produzieren.
Wie wir gesehen haben, benötigen Zahnärzte und Zahntechniker eine entsprechende Ausstattung. Ganz gleich, ob es sich um einen 3D-Scanner, einen 3D-Drucker oder die Beherrschung einer CAD-Software handelt, dieser Aspekt kann heute für viele Fachleute ein Hindernis darstellen. Das Entwicklungsteam für Dentalprodukte von Formlabs stellte klar: „Die Grundpfeiler dieser neuen Arbeitsweisen sind 3D-Scanner, CAD-Software und 3D-Druck. Generell beobachten wir einen Punkt des Widerstands auf Softwareebene, an dem Schulung und Schulung nicht einfach sind.“ „
Wie sieht die Zukunft der additiven Fertigung im Dentalbereich aus?
Wie wir sehen, bringt die 3D-Technologie enorme Vorteile für die Dentalindustrie mit sich, sodass die Zukunft dieser Branche vielversprechend ist. Allerdings stoßen viele Praktiker immer noch auf Hindernisse bei der Einführung dieser Technologien. Dies liegt in der Regel daran, dass sie neue Organisations- und Arbeitslogiken, Softwareschulungen und Vorlaufkosten für 3D-Scanner und -Drucker erfordern. Viele Labore sind heute mit 3D-Scannern und Verarbeitungsmaschinen, darunter auch 3D-Druckern, ausgestattet. ETEC kam zu dem Schluss: „Die Mehrheit der Ärzte ist sehr empfänglich und offen für neue digitale Technologien. Es erfordert lediglich, dass Ärzte und Fachleute der Dentalbranche die neuen digitalen Technologien und deren Auswirkungen auf sie, ihr Unternehmen und die Frage nach den Vorteilen vollständig verstehen und ihnen vertrauen.“ Natürlich spielen Aus- und Weiterbildung eine wichtige Rolle, weshalb viele produzierende Unternehmen in diesen Bereich investieren, um die Technologie und ihre klinischen Anwendungen besser zu verstehen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Zahnärzte, die digitale Technologie nutzen, durch minimalinvasive Eingriffe Zeit und Geld sparen, die Produktivität steigern und das Benutzererlebnis verbessern werden. Im Gegenzug werden sie in der Lage sein, wettbewerbsfähige Dienstleistungen anzubieten und mehr Patienten zu gewinnen oder zu halten, insbesondere im Vergleich zu Konkurrenten, die die neuesten technologischen Fortschritte nicht verstehen.
Wenn wir uns auf den Dental-3D-Druckmarkt konzentrieren, werden wir feststellen, dass die Konkurrenz immer härter wird. Dies wird durch die Ankunft neuer Player und den Kampf um Marktanteile unter etablierten Playern noch verstärkt. Dieser Wettbewerb führt nach und nach zu niedrigeren Preisen, da die Unternehmen versuchen, sich von anderen abzuheben. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Material-, Ausrüstungs- und Arbeitskosten in den kommenden Jahren allgemein steigen werden, sodass Dentalunternehmen ihre Rentabilität und wettbewerbsfähige Preise aufrechterhalten müssen.
