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3D-gedruckte Modelle für die Kieferorthopädie: Techniken für PMMA- und Drahtanwendungen

Kieferorthopädische Anwendungen aus PMMA, wie Hawley-Retainer, Schwarz-, Sagittal- und Fingerfederanwendungen, werden in Handarbeit hergestellt. Diese Anwendungen basieren auf einem Modell und werden in der Regel mit der Kunststoff-Streutechnik erstellt. Bei diesem Verfahren wird nacheinander PMMA-Pulver und flüssiges Monomer auf das Modell aufgetragen, um eine Platte zu erstellen. Diese Platte ist an die Patientenanatomie angepasst und enthält aktive oder passive Drahtkomponenten oder Schrauben. Eine der größten Herausforderungen bei dieser Herstellungsmethode besteht darin, zu verhindern, dass die PMMA-Platte mit dem 3D-gedruckten Modell verklebt.

3D-gedruckte Modelle für die Kieferorthopädie: Techniken für PMMA- und Drahtanwendungen

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Kieferorthopädische Anwendungen aus PMMA, wie Hawley-Retainer, Schwarz-, Sagittal- und Fingerfederanwendungen, werden in Handarbeit hergestellt. Diese Anwendungen basieren auf einem Modell und werden in der Regel mit der Kunststoff-Streutechnik erstellt. Bei diesem Verfahren wird nacheinander PMMA-Pulver und flüssiges Monomer auf das Modell aufgetragen, um eine Platte zu erstellen. Diese Platte ist an die Patientenanatomie angepasst und enthält aktive oder passive Drahtkomponenten oder Schrauben. Eine der größten Herausforderungen bei dieser Herstellungsmethode besteht darin, zu verhindern, dass die PMMA-Platte mit dem 3D-gedruckten Modell verklebt.

1. Grundausstattung

1.1 Erforderliche Hardware und Materialien

1.1.1 Von Formlabs hergestellt

1.1.2 Produkte von Drittanbietern

  • Dentales Trennmedium

  • Kieferorthopädische Drähte und eingebettete Schrauben

  • PMMA-Polymerpulver und -monomer

  • Werkzeuge

    • Zangen, Fräser, Materialien zum Schleifen und Polieren von PMMA

    • Druckbehälter für die Polymerisation

Optionale Materialien

  • Wachsmesser und Schnitzmesser (zum Ausschneiden von Teilen des Modells)

  • Klebewachs (für die Platzierung der Klammern)

  • Löt- oder Lasergeräte (für Metallverbindungen)

1.2 Erforderliche klinische Eingaben und Daten

  • Eine physische oder digitale Abformung

  • Patientendaten: geplante Behandlung

2. Vorbereitung

Für die Fertigung dieser Art von kieferorthopädischen Anwendungen ist ein 3D-gedrucktes Modell erforderlich. Das Verfahren zur Erstellung des Modells hängt von der Abformung ab:

  • Physische Abformung: Dies erfordert das Scannen der Abformung selbst oder das Scannen eines resultierenden Gipsmodells mit einem Desktop-3D-Scanner.

  • Digitale Abformung: Der Prozess der Modellerstellung kann sofort beginnen.

Für die Gestaltung druckfähiger Dentalmodelle stehen verschiedene Software-Lösungen zur Verfügung, z. B. 3Shape Model Builder und exocad Model Creator. Da jedoch für ein Modell, das als Basis für eine PMMA-Anwendung dienen soll, keine besonderen Designmerkmale erforderlich sind, ist die einfachste und kostenlose Option für die Modellerstellung die Verwendung der Funktion Modell aus Scan in PreForm Dental.

2.1 Modell aus Scan

Öffnen Sie PreForm, um ein Modell für Ihre Anwendung zu erstellen.

Anmerkung:

Wenn Sie noch nicht mit der PreForm-Software vertraut sind, sehen Sie sich bitte diese Playlist auf unserem YouTube-Kanal an.

Stellen Sie sicher, dass der Dental-Arbeitsbereich in PreForm ausgewählt ist. Falls noch nicht ausgewählt, wählen Sie Ansicht > Arbeitsbereich auswählen (1), und wählen Sie dann Dental-Arbeitsbereich (2).

PreForm-Arbeitsbereich
PreForm Dental-Arbeitsbereich

Verwenden Sie zunächst die Funktion Modell aus Scan in PreForm Dental, um das Modell direkt aus einem Scan zu generieren. Sie können auf diese Funktion zugreifen, indem Sie auf das kleine Zahnsymbol klicken, das sich auf der linken Seitenleiste in PreForm befindet.

PreForm-Funktion Modell aus Scan

Folgen Sie nun den Schritten des kleinen Assistenten zur Modellerstellung. Sehen Sie sich dieses Video an, in dem der Vorgang demonstriert wird:

Zusätzliche Modelle können entweder durch den Import von STL-Dateien oder durch die Nutzung der Funktion Modell aus Scan hinzugefügt werden.

3. Druckeinrichtung in PreForm

Öffnen Sie PreForm Dental und wählen Sie

  • Drucker (1)

  • Material (2)

  • Schichtdicke (3)

Druckeinrichtung in PreForm

Wählen Sie Fast Model Resin, Precision Model Resin, White Resin oder Grey Resin, je nach Anforderungen. In diesem Beispiel verwenden wir White Resin.

Fast Model Resin

Fast Model Resin

Schnell und genau, ideal für kieferorthopädische Modelle

Fast Model Resin

Precision Model Resin

Gipsähnliche, hochpräzise Modelle

Zahnbogen weiß

White Resin oder Grey Resin

Eindrucksvolle strahlend weiße oder einfache graue Modelle für Patientenpräsentationen

Für kieferorthopädische Anwendungen dieser Art wird eine Schichtdicke von 0,05 mm empfohlen, da sie die beste Kombination aus Druckzeit und Oberflächenqualität bietet.

Wir empfehlen, das Modell flach auf der Bauplattform ausgerichtet zu lassen, um die Stabilität zu erhöhen, die Druckzeit zu verkürzen und den Harzverbrauch zu verringern. Klicken Sie dann auf Print Now (Jetzt drucken). Wenn Ihr Drucker nicht druckbereit ist, zeigt die Schaltfläche stattdessen Upload to Queue (In Warteschlange hochladen) an, und der Druck startet, sobald Sie Ihren Drucker vorbereitet haben.

PreForm Hochladen in Warteschlange

4. Druck starten

Gehen Sie zu Ihrem Drucker, schütteln Sie die Harzkartusche und setzen Sie dann die Kartusche, eine Konstruktionsplattform und einen kompatiblen Harztank in Ihren Formlabs-Drucker ein.

  • Starten Sie den Druck durch Auswahl Ihres Druckauftrags am Touchscreen des Druckers.

  • Befolgen Sie alle Anweisungen oder Dialoge, die auf dem Druckerbildschirm angezeigt werden.

  • Der Drucker schließt den Druckvorgang automatisch ab.

5. Nachbearbeitung

5.1 Ablösen eines Teils

ACHTUNG:

Verwenden Sie bei der Handhabung von ungehärtetem Kunstharz immer Nitrilhandschuhe.

Fast Model Resin

Entfernen Sie die Druckteile von der Konstruktionsplattform. Wenn Sie auf einer Flex Build Platform gedruckt haben, brauchen Sie nur die Griffe zusammenzudrücken, um das/die Modell(e) abzulösen.

Andernfalls verwenden Sie einen Spachtel (1) oder das Ablösewerkzeug aus dem Finish Kit.

Ablösewerkzeuge

ACHTUNG:

Wenden Sie niemals in Richtung Ihrer Hand oder Ihres Körpers Kraft auf das Schabewerkzeug an.

5.2 Waschen

ACHTUNG:

Das Waschen des Druckteils mit Lösungsmitteln muss in einer gut belüfteten Umgebung erfolgen sowie mit geeigneten Schutzmasken und -handschuhen. Abgelaufenes oder unverbrauchtes Kunstharz muss gemäß den örtlichen Vorschriften entsorgt werden.

Waschen Sie die Teile in einem Form Wash oder unter Verwendung der Behälter aus dem Finish Kit. Die Modelle können entweder mit IPA oder Formlabs Resin Washing Solution gewaschen werden. Weitere Informationen zum Waschen von Modellen finden Sie in diesem Artikel.

5.2.1 Trocknen und Prüfen

Lassen Sie die Teile nach dem Entfernen aus der Waschstation in einem gut belüfteten Bereich etwa 30 Minuten bei Raumtemperatur lufttrocknen. Der Trocknungsprozess kann mithilfe von Druckluft beschleunigt werden. Vergewissern Sie sich, dass der Alkohol vollständig verdunstet ist, bevor Sie fortfahren.

Drucklufttrockenzug

Nach dem Druck und dem Waschen müssen die Teile gründlich überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie sauber und trocken sind. Vor den nächsten Schritten dürfen sich kein Restalkohol, kein überschüssiges flüssiges Kunstharz und keine Rückstände auf den Oberflächen befinden. Wenn nach dem Trocknen noch feuchtes, ungehärtetes Harz vorhanden ist, tauchen Sie das Teil etwa eine Minute lang in sauberen IPA ein oder verwenden Sie eine Druckflasche und trocknen Sie die Teile dann erneut wie zuvor beschrieben.

5.3 Nachhärten

Legen Sie die Modelle nach dem Waschen und Trocknen in den Form Cure. Wählen Sie die entsprechende Voreinstellung auf dem Form Cure aus und starten Sie den Nachhärteprozess.

6. Herstellen des Drahtgerüsts

Ab diesem Schritt ist der Arbeitsprozess identisch mit der herkömmlichen Herstellung von Hawley-Retainern.

WARNUNG:

Schweißen und Löten auf 3D-gedruckten Modellen

Wenn ein 3D-gedrucktes Modell geschweißt werden muss, empfiehlt sich das Laserschweißen. Diese Methode wird bevorzugt, weil sie die hitzebedingte Verformung verhindert, die beim herkömmlichen Schweißen auftreten kann. Führen Sie auf keinen Fall Lötarbeiten mit offener Flamme direkt an gedruckten Modellen durch, da diese brennbar sind. Wenn eine Anwendung gelötet werden muss, verwenden Sie immer ein separates, spezielles Lötmodell.

Drahtbiegezange
Seitenschneider

7. Auftragen des Trennmediums

Um zu verhindern, dass die PMMA-Platte mit dem gedruckten Modell verklebt, tragen Sie ein Trennmedium auf.

Achten Sie darauf, die vestibulären Flächen zu meiden, da dies zur Befestigung der Drahtelemente beiträgt.

Formlabs hat die folgenden Dentaltrennmedien hinsichtlich ihrer Trenneigenschaften und ihrer Wachsretention getestet und kann sie empfehlen.

TRENNMEDIUM

TRENNEIGENSCHAFTEN

WACHSRETENTION

Siliform BEA

Effektiv

Nicht gut

Henry Schein Separating FIlm, Clear. NR. 101-8847

Effektiv

Sehr effektiv

Valplast V-sep Denture Separator. P/N 20256

Effektiv

Sehr effektiv

IMPRIMO Model Separator (Scheu Dental)

Sehr gut

Effektiv

SHERAiso-3d (SHERA)

Sehr gut

Effektiv

3D-separating-medium (Dentaurum)

Sehr gut

Effektiv

Palaferm (Kulzer)

Sehr gut

Sehr effektiv

Anmerkung:

Neuere Produkte, die speziell für 3D-gedruckte Modelle formuliert wurden, sind die beste Wahl. Dabei handelt es sich häufig um Trennmittel auf Alginatbasis, die sich gut mit PMMA kombinieren lassen. In der obigen Liste finden Sie Produkte von Scheu, Shera und Dentaurum. Überprüfen Sie deren Verfügbarkeit in Ihrer Region.

8. Auftragen von PMMA

Befestigen Sie zunächst alle metallischen Bauteile (Drähte, Klammern, Schrauben) am Modell und fixieren Sie sie mit Klebewachs oder einem gleichwertigen Material. Für eine bessere Haftfähigkeit der Metallteile ist es hilfreich, das PMMA-Trennmedium nicht auf die Okklusions- und Vestibularflächen des Modells aufzutragen. Erstellen Sie anschließend die PMMA-Platte mit der Kunststoff-Streutechnik. Abschließend polymerisieren Sie die Platte auf dem Modell unter Beachtung der spezifischen Anleitungen des PMMA-Herstellers.

Auftragen von PMMA

WARNUNG:

Flüssige MMA-Monomere sind extrem leicht entzündlich und flüchtig und stellt ein Gesundheitsrisiko dar. PMMA muss entsprechend der Gefahren- und Sicherheitshinweise für das entsprechende Material gehandhabt werden. Die Anwendungsanleitung muss befolgt werden.

9. Fertigstellung

Nach dem Entfernen des PMMA-Retainers vom Modell verwenden Sie handelsübliche PMMA-Werkzeuge, um ihn in seine endgültige Form zu schneiden. Auf der Intaglio-Seite kann eine minimale Politur erforderlich sein, insbesondere bei Verwendung der empfohlenen Schichthöhe von 0,05 mm. Fahren Sie mit dem Schleifen und Polieren der Anwendung wie gewohnt fort. Eine abschließende Passungsprüfung am Modell wird empfohlen, um zu bestätigen, dass alle Drahtkomponenten richtig angepasst und positioniert sind.

WARNUNG:

Das Abschleifen auf einer Drehmaschine mit Bimsstein und einer Glanzpaste bietet zwar gute Ergebnisse, birgt aber eine Gefahr: Die Polierscheibe kann sich potenziell an drahtgebundenen Elementen verfangen. Gehen Sie vorsichtig vor.

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