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3D "Hobbydrucker" mit PLA im Labor

Ich habe nun 2 1/2 Wochen immer wieder mit dem Ultimaker 2+ experimentiert. Heute Morgen haben ich die ersten 2 Modellgüsse und eine große Teleskoparbeit ausgebettet. Das Ergbnis ist ordentlich.

Als Material habe ich PLA verwendet und als Düse die mit 0,25 mm Durchmesser.

Das PLA hat für die Zahntechnik sehr interessante Eigenschaften. Es wird bei mir das Lichtwachs (Metacon) ersetzen.

Es ist mit heißem Wasser warm verformbar. Man kann es mit einem kleinen Lötkolben "schweißen".

Es brennt bei den für Modellgußlegierungen üblichen Temperaturen (bei mir 950° C) gut aus - wie dies wegen der chemischen Formel auch zu erwarten war.   D.h., ich habe das Heizprogramm für Metacon verwendet (auf 500° C vorgeheizt, Haltezeit bei

Die transparente Version ist so ziemlich lichtdurchlässig, so daß man die Arbeit es mit lichthärtendem Kunsstoff (z.B. Primopattern oder MW Denta-Lay LC) nachbessern kann. So kann man z.B. eine mit dem 3D-Drucker gedruckte Sekundärkonstruktion perfekt an die Primärkronen anpassen.

Zusätzliche Hilfsmittel sind z.B. ein Heißluftlötgerät für SMD-Schaltkreise (ca. 90 Euro) und der 3Doodler. Letzteren habe ich mir aber erst gerade bestellt und daher noch nicht ausprobiert. Faktisch ist es aber eine kleine Heißklebepistole mit der man das PLA verarbeiten kann.

Als CAD-Software habe ich das normale Exocad (für die Sekundärkronen) und das derzeit kostenlos nutzbare Exocad-Modellguß-Modul benutzt.

 

 

 

 

 

Fotos bitte!

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Schon einige Stunden. Gestern abend um ca. 22 Uhr habe ich z.B. mit zwei Modellgüssen, davon einer im OK mit ziemlich hohem Gaumen (= viele Lagen), mit teilweise vielleicht zu feiner Einstellung begonnen. Druckzeit war bis heute morgen ca. 8 Uhr. Das Slicer-Programm, das den GCode erstellt hattte gemeint es würden 9 Stunden. Der Ultimaker kann vom Bauraum her locker ein halbes Dutzend Modellgüsse und einige zig Kronen auf einmal drucken.

Bilder?

Hier das was ich letzt Nacht gedruckt habe als Übersichtsbild:

3D-Uebersicht-2Mogus

 

 

Als zweites Beispiel eine Detailbild einer Sekundärkonstruktion. Es ist ein Rohling nach dem Entfernen der Stützkonstruktion. Das ist der Stand nach gut 2 Wochen "Spielen". Ich habe das Modell nach Überabdruck mit den fertig gefrästen und polierten Primärkronen gescannt und darüber mit Exocad die Sekundärkronen konstruiert. Hier hatte ich in xy-Richtung 0,1 mm zugegeben und den Zementspalt aber auch 0.0 gesetzt. Der Spalt war für das Slicerprogramm was ich jetzt verwende etwas zu groß.  Mit dem kostenlosen Cura-Slicer von Ultimaker waren bei meinen ersten Versuchen 0,25 mm Spalt nötig.

Wenn die Konstruktion klemmt, bzw. zu schwer auf das Modell passt: Samt Modell in heißes Wasser halten und fest aufdrücken. Die Glastemperatur von PLA liegt in einen zahntechnikerfreundlichen Bereich unter 70 Grad.

Die Passung innen wird wie wie schon erwähnt mit lichthärtendem Modellierkunststoff erzeugt. Chemisch härtendes Palavit G könnte aber auch funktionieren.

Meine Idee war und ist, dass man die vom 3D-Drucker gelieferte Arbeit mit den üblichen Mitteln der Zahntechnik weiterbearbeiten kann (schleifen, fräsen, und mit Wachs oder Modelierkunstoff anpassen.

 

Hier ein Detail-Bild einer gegossenen und gelänzten Arbeit:

Die von 3D-Drucker glieferte Graumenplatte wurde innen, also Gewebseitig, praktisch nicht nachbearbeitet. Die Modellation wurde wohl einige Sekunden in Aceton gelegt. Auf dem Prämolaren sieht man übrigens Teile des Sattelschlosses für die sogenannte Saddle-Lock-Klammer, die hier aus 0,8 mm dickem Draht eingeschweißt werden soll. Zumindest mit der Modellgußsoftware von Exocad läßt sich dieses Konzept mit etwas Übung ganz gut machen.

 

 

Die Gußqualität ist auch nach Meinung meiner Zahntechniker ansich gut. Das heißt, dass zumindest das nicht eingefärbte PLA  bei der für den NEM-Guß ohnehin nötigen Temperatur von 950 °C gut verbrennt, wie ich es anhand der chemischen Formel auch erwartet hatte. Ein Vorteil des transparenten Materials ist wie gesagt, dass man ein Modellation damit auch mit lichthärtendem Kunststoff nachbessern und durch die Konstruktion hindurch belichten kann.

Ich sehe den Ultimaker 2+ als Hilfsmittel und Werkzeug für kleine zahntechnische Labore. Es ist sicher keine Fertigungsstraße wo man vorne die SD-Karte einsteckt oder die Kundendaten einspielt und hinten ein perfektes Produkt entnehmen kann. Es ist aber ein Gerät, dass dem Zahntechniker viele Arbeiten erleichtern kann. Es erfordert ausserdem ziemlich viel Übung, Erfahrung und auch den Einsatz von verschiedenen Programmen. Neben Exocad und Exocad-Partial (ehemals Sensable) habe ich derzeit Meshmixer und Simplyfy3D im Einsatz. Der Cura-Slicer, den der Hersteller des Ultimaker kostenlos anbietet, reicht nach meiner Erfahrung  nicht aus.

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Das oben als zweites eingesetzte Bild, von  der obenerwähnten Sekundärkonstruktion war verschwunden. Hier ist es. Wie ich im Detail sehe ist auch etwas von der Stützkonstruktion noch nicht entfernt:

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Danke Zahnseide2 für die Bilder

Mache ich einen Denkfehler. Ich sehe , wenn ich mir das das obere Bild anschaue, keinen Vorteil.

In der Zeit wo man die Kanälchen abtrennt und den Rest zurechtschleift ( und das nach 9 Stunden Druckzeit)

habe ich auch den Modellguss mit der Hand modelliert.

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Für mich ist das Spielerei ! In der Zeit hast Du den Modellguß fertig, ZTM.

 

 

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Bin ich froh, daß ich noch gelernt habe, wie man Klammermodellgüße, Teleskop- oder Kombinationsprothesen herstellt. Diese Zwischenergebnisse sehen für mich mehr als verstörend aus. Btw...was um Himmels Willen sind das für Klammern an dem Schaltsatttel? Sind das Rückstände von Okklufolie oder-spray? Hat der Patient tatsächlich eine Schleimhautoberfläche wie ein grobes Stück Leinentuch? Darüberhinaus würde ich den Interdentalraumverschluß beidseitig der Übergänge Klammer/Verbinder so nicht rausgeben. Da steckt noch ne Stunde Nacharbeit mit der Rückschleifscheibe drin...

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"Was der Planetenlauf umkreist und was ihr Schimmer überglänzt, so weit sei Dir dein Ziel gegrenzt, das hast Du Macht, Dir zu erwerben." ( Parcival, Wolfram v. Eschenbach )

Hallo Zahnseide2

hast du auch die Kronen gegossen? Würde mich interessieren zB. die Innenfläche der Kronen. Hast du Fotos?

Gruß

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Respekt vor dem Spieltrieb, den hier ein Behandler aufbringt. Wenn auch imho leider mit dem falschen Druckprinzip.

Hoffentlich werden die Arbeiten nicht an echten Patienten "getestet" Zwinkernd

 

Zum verwendeten Drucker "Ultimaker 2+" ein Test:

http://www.chip.de/artikel/Ultimaker-Ultimaker_2-3D-Drucker-Test_6662978...

 

Zitat:
Bei einem Test-Würfel mit zwei Zentimeter Kantenlänge gibt es gerade einmal eine Abweichung von insgesamt 0,4 Millimeter

Bei einem Modellguss mit 5cm Spanne gäbe das eine Differenz von 1mm! Noch Fragen?

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@AUdent

Die Sekundärkronen habe ich gegossen. Die Innenflächen sind wie schon erwähnt NICHT mit dem 3D-Drucker hergestellt, sondern mit Lichthärtendem Kunststoff. Meine Technikerin hatte Denta-Lay LC von M+W und Primopattern von Primotec ausprobiert. Das Denta-Lay wird zumindest bei der Beleuchtung die wir verwendet hatten etwas zu schnell hart. Das Primopattern ließ sich gut verarbeiten.

Das Teil mit den Sekundärkronen hatte ich mit Exocad designed, dann auf das Modell nach Überabdruck gesetzt und dann noch einmal gescannt. Die Metallbasis wurde dann mit dem Modellgußmodul von Exocad konstruiert. Die beiden Kunststoffteile wurden dann mit Lötkolben verklebt. Das ganze wurde im Artikulator eingeschliffen und mit Kronenwachs nachgebessert.

@hyoideus

Klammern an dem Schaltsattel? Meintest Du das bis von dem gegossen Teil? Das wird, wie im Text erwähnt eine sogenannte Saddle-Lock-Klammer. Der Umstand, dass deutsche Techniker soetwas nicht liefern konnten und mir Diskussionen mit Labors irgendwann einfach zu blöd geworden waren, war einer der Gründe warum ich mein Praxislabor aufgebaut habe.

Ansonsten. Das Foto stammt von der Prothese nach dem Aufpassen, so wie sie gestern abend im Labor lag, von da Reste der Farbe der Aufpassfolie. Man sieht auf dem Foto etwas die Struktur des Drucks, d.h., die Schleimhaut ist normal. Man muß sich aber realsieren, dass die Aufnahme ziemlich stark vergrößernd ist. Mit dem Nikon Makroobjektiv und der D7000 zahntechnische Arbeiten ohne Vorwarnung zu fotografieren fördert schon Details auf den Bildschirm, die Betrachtern ohne Mikroskop oder Lupenbrille eher nicht bemerken.

Die Oberflächen könnte man sicher noch etwas verbessern, in dem man das Aceton etwas länger einwirken läßt. Was dass angeht bin ich noch am experimentieren. Auch Linien könnte man vielleicht auch mit einer geringeren Schichtdicke vermindern. Derzeit habe ich 0,06 mm Schichtdicke eingestellt, weil das die kleinste von Ultimaker für die 0,25mm Düse angegebene Schichtdicke ist. 

Ein paar Vorteile dieser Technik mit dem 3D-Druck:

1. Man kann den Modellguß VOR dem Gießen im Artikulator einschleifen/anpassen. Das funktioniert mit der klassischen Technik wo man auf Einbettmassenmodellen modeliert eher nicht. Wenn man auf normalen Gipsmodellen mit Lichtwachs modelliert funktioniert es allerdings schon.

2. Meine Technikerin meinte heute morgen auch noch einmal, dass die Güsse von gestern, also die in PLA gedruckten Mogus, was Sauberkeit bzw. Fehlerfreiheit der Oberflächen angeht, besser seien als die mit Ergebnisse, die wir zuletzt mit unserer alten Technik (Metacon-Lichtwachs) hatten.

3. Im Gegensatz zu einem 3D-Druck per Lasermelting ist die Technik und auch der Verbrauch extrem kostengünstig. Die Materialkosten für des Drucken einer Modellgußprothese liegen im Cent-Bereich. Das Slicer-Programm hatte für den Druck der beiden oben abgebildeten Modellgußprothesen z.B. nur insgesamt etwas über 70 Cent Materialkosten errechnet. Von wegen Rechnen. Mit Meshmixer kann man sich auch das Volumen von als STL-Datei vorliegenden 3D-Objekten anzeigen lassen, was recht hilfreich für das Ermitteln der für den Guß nötigen Metallmenge ist. Im Vergleich zur Sterolithographie ist das Verbrauchsmaterial preiswerter sondern wohl auch haltbarer. D.h., für den Betrieb des Ultimakers benötigt man nur die Filamente aus PLA und für die Wartung etwas Nähmaschinenöl und etwas Fett.

Grundsätzlich kann man die Oberflächen, wie schon erwähnt, auch verbessern indem man sie mit Wachs oder eben mit flüssigem Kunsstoff benetzt. Man kann problemlos durch das transparente Material hindurch aushärten. Das nachbessern mit Wachs geht eigentlich ziemlich schnell.

Diese Technik mit dem Ultimaker ist insgesamt nur ein Handwerkszeug mit dem man erst einmal umgehen lernen muß und das ich jetzt erst 2 1/2 Wochen habe. Mir ging es nur darum zu zeigen, dass es grundsätzlich funktioniert und das PLA  als Material für den zahntechnischen Formenbau brauchbar ist.

Alleine die Vielzahl der Einstellmöglichkeiten der verschiedenen, für den 3D-Druck erforderlichen Programme sind eine Herausforderung, die vielen sicher deutlich zu schwierig und zweitaufwendig ist. Mir ist auch klar, dass es einfacher und kostengünstiger ist, die Prothesen einfach in China fertigen zu lassen.

 

So richtig interessant wird dieser 3D-Drucker vielleicht erst wenn man Filamente in PMMA und anderen Prothesenkunststoffen zu kaufen bekommt UND wenn Exocad und andere Module für den Druck von Prothesensätteln und auch von Kunststoffprothesen anbieten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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