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Zahnersatz ohne Gipsabdruck

Miniatur-Kugelgewindetrieb unterstützt Scanner für Digitalisierungsaufgaben in der Odontologie
Zahnersatz ohne Gipsabdruck

Ein innovativer 5-achsiger Scanner ermöglicht die digitale Abformung der Zähne. Mit ihm können Abdrücke sowie Teil- und Ganzkiefermodelle in weniger als 1 min gescannt werden. Der Schweizer Gewinderollspezialist Eichenberger hat ein maßgebliches Konstruktionselement dieses Hightechproduktes entwickelt und von der Einzelanfertigung bis zum Serienlauf gebracht.

Exklusiv in KEM Die Autorin: Ursula Schädeli, Marketing Eichenberger Gewinde AG, Burg, Schweiz

In der heutigen Gesellschaft bedeuten schöne Zähne neben Gesundheit soziale Akzeptanz und beruflichen Erfolg. Also werden auch von der Dentalindustrie Höchstleistungen erwartet. Technologietrends versprechen Marktwert- und Absatzsteigerungen. So stellen die Arbeitsfelder der Automatisierung, der Miniaturisierung und der Digitalisierung fortwährend neue und außergewöhnliche Dimensions- und Qualitätsansprüche an mechanische Antriebselemente. Im Hightech-Zeitalter muss selbst eine einfache Konstruktionskomponente hohen Anforderungen Rechnung tragen. Mit der Miniaturausführung des kaltgerollten Kugelgewindetriebs (KGT) Carry, Durchmesser 4 mm, Steigung 1 mm, hat sich ein kleines Bauteil erfolgreich unter Beweis gestellt – in wirtschaftlicher, zeitlicher und qualitativer Hinsicht.
Herkömmliche Zahntechnik
Die Dentaltechnik ist ein Handwerk, dessen Aufgabe es ist, alle Arten von Zahnersatz, wie Zahnkronen, Brücken, Prothesen usw. herzustellen. Bei nahezu jeder Arbeit sind Abformungen der Kiefer und Zähne die Grundlage für zahntechnische Tätigkeit. Der Zahnarzt fräst den zu restaurierenden Zahn zu einem Stumpf zurück. Aus dem bei vielen Patienten unbeliebten, gummiartigen Kunststoffabdruck stellt der Zahntechniker ein Gipsmodell her, sodass er die Situation vorliegen hat, die auch im Munde des Patienten gegeben ist. Dann modelliert er auf diesem maßgetreuen Zahnstumpf ein Wachsmodell, das beispielsweise der späteren Krone entspricht. Durch verschiedene Gussverfahren können die Formen der Wachsmodelle 1:1 übernommen und Zahnersatzteile hergestellt werden.
Die Erfahrung vieler Patienten zeigt, dass diese herkömmliche Technik langatmig ist und Kronen und Inlays nicht immer perfekt sitzen. Unter Stress ausgeführte Konstruktionen oder aus minder ausgeprägter Geschicklichkeit erstellte Zahnersatzarbeiten führen häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen.
Hightech-Innovation: digitale Abformung der Zähne
Die computergestützte Fertigung von Zahnersatz, die als CAD/CAM-Technologie bezeichnet wird, erleichtert nicht nur Patienten das Leben, sondern hat schon so manchen Zahnarzt und Techniker ins pure Staunen versetzt. Diese Innovation ermöglicht die digitale Abformung der Zähne. Sie spart Zeit und vereinfacht das Aufnahmeverfahren. Der Zahnarzt führt den Kamerakopf über die Zähne, während sich parallel dazu auf dem Bildschirm eine detaillierte 3D-Abbildung in natürlichen Farben aufbaut. Der berechnete Keramikersatz am Bildschirm lässt sich drehen, sodass u. a. die Kontaktpunkte zu den ebenfalls digital erfassten Nachbarzähnen genau zu bestimmen sind. Die hohe Präzision dieser digitalen Daten ermöglicht dem Zahnarzt die Konstruktion eines passgenauen Zahnersatzes aus Keramik.
Ein revolutionärer 5-achsiger Scanner mit Roboterarm und innovativer Modellpositionierung geht noch einen Schritt weiter. Durch sein besonderes Bedienkonzept ist das Scannen im vollautomatischen Modus, aber auch manuell in Rekordzeit möglich. Mit ihm können Abdrücke sowie Teil- und Ganzkiefermodelle in weniger als 1 min gescannt werden. Ebenfalls schafft es der 5-Achser, das Gaumendach zu scannen, wodurch eine digitale Konstruktion von Modellgussarbeiten ermöglicht wird. Eichenbergers Kugelgewindetrieb Carry 4×1, leicht angepasst, erfüllt alle Anforderungen, um diesem neuartigen Positionierungsscanner zu hoher Effizienz und Bewegungsflexibilität zu verhelfen. Eine besondere Software errechnet also, wie der gesunde Zahn an dieser Stelle einmal ausgesehen hat. Dann schickt sie den digitalen Datensatz an eine Fräsmaschine, meist steht diese in einem Praxisnebenraum. Es entsteht in nur einer Sitzung ein hochwertiger, metallfreier und präziser Zahnersatz.
Klein, präzise und reinraumtauglich
Für einen Gewindespezialisten sind Gewindeformen, die sich neben der Norm befinden, willkommene Herausforderungen. Klein, präzise und reinraumtauglich sind die treibenden Wünsche, insbesondere im Medizinbereich. Der kaltgerollte Miniatur-Kugelgewindetrieb Carry beantwortet diese Aufgabenstellung seit rund vier Jahren und besetzt diese Marktnische mittlerweile erfolgreich. Er ist die Alternative zu den hochpreisigen, geschliffenen Spindeln, zu denen man bis dahin greifen musste, wenn eine Mini-Dimension gefragt war. Die Konstrukteure von Eichenberger hören dem Kunden zu und erfassen sein Anliegen. Im beratenden, lösungsorientierten Dialog werden Antworten gesucht und gefunden. Wenn Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung aus einer Hand kommen, ist die Beweglichkeit in Bezug auf die Prototypenerstellung, inklusive Gewinderollwerkzeuge, wie es bei Eichenberger der Fall ist, innerhalb kurzer Frist möglich.
Nun galt es, den Schritt von der Kleinserie in die Großserienfertigung zu bewerkstelligen. Hohe Qualitätsansprüche und massiver Preisdruck waren die Triebfeder, die die Entwickler veranlasste, „über einen Umweg“ ans Ziel zu gelangen. Was sich so leicht anhört, funktioniert nur mit großem Know-how, einem hohen Qualitätsbewusstsein der Mitarbeiter und mit einem entsprechend modernen Maschinenpark. Lediglich eine Maschine fertigt heute die Mutter des KGTs. In einer einzigen Aufspannung werden mehrere Operationen am Mutternstück durchgeführt. Ein größeres Körpervolumen als Ausgangsmaterial, mit einer speziellen Griffmöglichkeit zur Bearbeitung des Mutternkörpers, gekoppelt mit einer neu eingerichteten vollautomatisierten und robotergestützten Produktionsmaschine war der Schachzug zur konkurrenzfähigen Herstellung der Carry-Mutter.
Dank der eigenen Induktionshärteanlage ist die anspruchsvolle Härtung der Spindeloberflächen realisierbar (700 bis 800 HV5). Die Gewinde mit Durchmesser 4 mm weisen einen Kerndurchmesser von 3,2 mm auf. Der Härtebereich muss vom Außendurchmesser der Spindel bis 0,5 mm unter den Kerndurchmesser reichen. Damit die Gewindestangen maximal belastungsfähig werden, ist die Erhaltung eines weichen Kerns unabdingbar.
Nicht nur die Fähigkeit des Härtens und die automatisierte Produktion im Hause führten innerhalb kurzer Zeit zu erheblichen Verbesserungen in Bezug auf Präzision, Termine, Qualität und Flexibilität, auch die Entscheidung zur One-Piece-Flow-Montage war wegweisend. Das heißt, die wachsenden Anforderungen an Arbeitsabläufe, steigende Stückzahlen, dadurch immer engere räumliche Verhältnisse und eine wenig ergonomische Bereitstellung des Materials wurden mithilfe von Fließfertigungsinseln optimiert. Diese Umstellung reduzierte die Durchlaufzeit in der Montage deutlich und hat eine massive Effizienzsteigerung zur Folge. I
Halle 16, Stand D08

Info & Kontakt
Eichenberger
Thomas Haller, Verkaufsleiter
Tel.: +41 62 76510-31
Video zu Entwicklung und Herstellung von Gewindetrieben
Systems Engineering im Fokus

Ingenieure bei der Teambesprechung

Mechanik, Elektrik und Software im Griff

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