Additive Manufacturing in der Medizin- und Zahntechnik

Ob in der Orthopädie, Implantologie oder Zahntechnik – durch die hohe Konstruktions- und Herstellungsfreiheit ermöglicht Additive Manufacturing (AM) beziehungsweise der industrielle 3D-Druck die Fertigung patientenindividueller Produkte. Kein Wunder daher, dass die Medizin- und Zahntechnik zu den Bereichen gehören, in denen sich AM bereits auf breiter Ebene etabliert haben. Aspekte, die dabei nun verstärkt in den Fokus rücken, sind die Prozess- und Qualitätskontrolle, Zulassung sowie Risikomanagement. Diesen Themen widmen sich die Fachforen Medizintechnik und Zahntechnik der 13. Rapid.Tech. Die internationale Fachmesse & Konferenz für Additive Manufacturing findet vom 14. bis 16. Juni 2016 in Erfurt statt.

Der Körper jedes Menschen ist ein Unikat. Entsprechend hoch sind die Anforderungen, wenn es um eine patientenindividuelle implantologische, orthopädietechnische oder zahnmedizinische Versorgung geht. Erforderlich sind optimal angepasste, kosteneffizient herstellbare und schnell verfügbare Einzelprodukte oder Kleinserien, die hinsichtlich Material und Verarbeitung höchste Qualitätsansprüche erfüllen. Forderungen, die zur breiten Etablierung von Additive Manufacturing in der Medizin- und Zahntechnik beigetragen haben.

In den letzten Jahren haben sich die verschiedenen Verfahren des industriellen 3D-Drucks für die Herstellung von Implantaten nach den Worten von Ralf Schumacher, Leiter Labor Medical Additive Manufacturing an der Fachhochschule Nordwestschweiz, stark durchgesetzt. Jetzt würden zunehmend­ Themen wie Risikomanagement, Prozess- und Qualitätskontrolle diskutiert. Ralf Schumacher ist verantwortlich für das Fachforum Medizintechnik am 15. Juni bei der diesjährigen Rapid.Tech. So beschäftigt sich ein Vortrag mit den rund 200 Risiken, beispielsweise Wiederholgenauigkeit und Verunreinigungen entlang der Prozesskette, die bei der Fertigung von metallischen Implantaten im Laserschmelzverfahren zu managen sind. Es wird beschrieben, wie Gegenmaßnahmen abgeleitet und ein Qualitätssicherungsprozess abgebildet werden können.

Möglichkeiten für die Reinigung und mechanische Prüfung von Gitterstrukturen aus Titan werden in einem weiteren Referat aufgezeigt. Der Einfluss der strukturellen Ausrichtung auf die mechanischen Eigenschaften offenporiger, selektiv Laser geschmolzener Strukturen aus der Titanlegierung TiAl6V4, die beispielsweise als Knochenersatz zum Einsatz kommen, wird ebenfalls thematisiert.

Ebenso vorgestellt werden im Medizintechnik-Forum der Rapid.Tech die Resultate und Perspektiven für die Entwicklung von patien­tenspezifischen Orbitabodenimplantaten mithilfe des industriellen 3D-Drucks. Darüber hinaus bietet das Forum mit Vorträgen zur additiven Fertigung kundenspezifischer Optiken und parametrisierbarer Fußkonstruktionen für Prothesen Einblicke in neue Anwendungen. Der Erfahrungsbericht eines auf additiv gefertigte Serien­implantate und Sonderversorgungen aus Titan und Edelstahl sowie auf chirurgische Instrumente und passgenaue Prothesen spezialisierten Unternehmens rundet die Agenda ab.

Innovationen für optimierte Qualität in der Zahntechnik

In der Zahntechnik sind die meisten Prozesse­ bereits digitalisiert. Eine Herausforderung stellt jedoch nach wie vor die Qualitätskontrolle dar, erklärt Antonius Köster, Geschäftsführer der Antonius Köster GmbH & Co. KG und Programmverantwortlicher des Rapid.Tech Fachforums Zahntechnik am 16. Juni. Dieses Thema bildet daher auch einen Schwerpunkt.

Zu den Höhepunkten dabei dürfte die Vorstellung eines Prototyps des in einem geförderten Forschungsprojekt entwickelten­ HybriDentCT zählen. Der innovative Hybrid-Computertomograph kombiniert die optische und CT-Scantechnologie in einem Gerät und führt die Messdaten zusammen. Er ermöglicht dadurch erstmals die vollständige, zerstörungsfreie Überprüfung von CAD/CAM-gefertigtem Zahnersatz; nicht nur die objektive, automatisierte Kontrolle auf Maßhaltigkeit, sondern auch die Prüfung auf Lunker, Risse und Materialfehler im Innern der Objekte. Bisher gab es keine Prüfmethode, die dem Gestaltungsgrad der additiven und kombinierten Fertigung von Zahnersatz gerecht wurde.

Erstmalig präsentiert wird auch die neue Metall-Druck-Technologie des isralischen Unternehmens XJET. Sie ermöglicht den hochflösenden 3D-Druck von Metallbauteilen mittels speziellem Tintenstrahldruck­verfahren, das auch das Potenzial für die Verarbeitung von weiteren Werkstoffen, wie zum Beispiel Keramik, bietet.

Mit der Qualitätssicherung und -kontrolle­ beim Laserschmelzen in der Zahntechnik beschäftigt sich ein Vortrag. Aspekte, die dabei beleuchtet werden, sind unter anderem die Pulverqualität, Körnigkeit, die eingebrachte Energie und die Prozesstemperatur. CAD/CAM und Additive Manufacturing – die neuen Verfahren und Prozesse erfordern entsprechend qualifizierte Fachkräfte. An der Kölner Hochschule wird deshalb der neue Bildungsgang Additive Fertigung und CAD/CAM-Prozesse eingerichtet. Das Referat dazu bietet Informationen über die Inhalte.

Wie sich eine klassische zahntechnische Aufgabenstellung – die Herstellung einer Vollprothese – durch einen innovativen Prozess optimieren lässt, zeigt das Fachforum ebenfalls auf. Zahnärztliche Arbeitsschritte und laborseitige Prozesse verschmelzen dabei in einem digitalen Workflow, der für höhere Produktivität, Reproduzierbarkeit und Wirtschaftlichkeit sorgt. Ein Überblick über Prozesse und Werkstoffe sowie das, was sich daraus heute alles fertigen lässt, steht ebenso auf dem Programm.

Nach Einschätzung von Wieland Kniffka, Geschäftsführer der Messe Erfurt, gibt es wohl kaum eine andere Technologie, die sich so rasant entwickelt und ausbreitet wie Additive Manufacturing. Um diesen Fortschritt optimal abbilden zu können, habe man das etablierte Kongressprogramm der Rapid.Tech um die Fachforen 3D Metal Printing, Additive Lohnfertigung, Elektronik und Automobilindustrie ergänzt. Einen Beitrag dazu leiste auch die auf drei Tage verlängerte Dauer der Veranstaltung. Das vollständige Kongressprogramm ist unter

www.rapidtech.de

abrufbar. Alle Vorträge werden simultan (Deutsch<>Englisch) übersetzt.

Durch ihre einzigartige Kombination von Fachkongress und Fachmesse zählt die Erfurter Rapid.Tech international zu den renommiertesten Veranstaltungen im Bereich des Additive Manufacturing.

Parallel wird zum vierten Mal die 3D-Druck-Messe Deutschland für semiprofessionelle Anwender und Prosumer FabCon 3.D veranstaltet. D. Schulz

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