Formlabs Anwendungsleitfaden

3D-Druck von Schienen mit Formlabs SLA 3D-Druckern

Dental LT Clear Resin ist ein langfristig biokompatibles Material, das für die Fertigung von Zahnschienen formuliert wurde. Angesichts seiner Festigkeit eignet sich Dental LT Clear Resin optimal zum Drucken harter Schienen. Zur Anfertigung flexibler Schienen empfiehlt sich der Druck eines Modells mit anschließendem Tiefziehen.

Dieser Anwendungsleitfaden enthält eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für den 3D-Druck von Schienen mithilfe von Formlabs SLA 3D-Druckern. Halten Sie sich an den nachfolgend beschriebenen Ablauf, um präzise Ergebnisse zu erhalten.

Inhaltsverzeichnis

Scannen

Design

Drucken

Nachbearbeitung

Reinigung und Desinfektion von Kunstharz

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Drucken von Schienen mit Formlabs 3D-Druckern

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Grundausstattung

Von Formlabs hergestellt:

Von Drittanbietern:

Dentaldesignsoftware (CAD)
Intraoral- oder optischer Desktopscanner
Alternative Nachhärtungskammer

1. Scannen

Für den 3D-Druck eines Modells müssen die anatomischen Daten des Patientengebisses mit einem Scanner erfasst werden. Scannen Sie dazu das Patientengebiss entweder direkt mit einem Intraoralscanner oder unter Zuhilfenahme eines optischen Desktopscanners zur Erfassung eines Abdrucks aus Polyvinylsiloxan (PVS) oder eines Steinmodells.

2. Design

Damit die Scandaten in Form eines Modells gedruckt werden können, müssen sie von einer CAD-Dentalsoftware verarbeitet werden. Wählen Sie eine Software mit einem Modul zur Modellerstellung, das den offenen Export im STL-Format unterstützt.

Detaillierte Informationen zu den Designschritten erhalten Sie beim Softwarehersteller oder -vertriebspartner. Einige wichtige Schritte, die beim 3D-Druck zu berücksichtigen sind:

Parameter	Empfohlene Werte
Mindestdicke Seitenwände	1,0 mm
Minimale Oberflächenstärke an der Unterseite/Okklusion	1,5 mm
Versatz: (auch „Blocken von Hinterschnitten“)	>= 0,1 mm

2.1 Scans importieren und trimmen – sowohl die Präparation als auch den Antagonisten

Importieren Sie den intraoralen oder optischen Desktop-3D-Scan des Patientengebisses in Ihre CAD-Dentalsoftware. Entfernen Sie mit Linienmarkierungs- oder Bereichsselektionswerkzeugen fehlerhafte Scandaten und wählen Sie nur den zu druckenden Teil des Gebisses aus.

2.2 Einschubrichtung definieren und Hinterschnitte blocken

Stellen Sie sicher, dass das Modell wo nötig je nach den Besonderheiten des Falls ausreichend ausgeblockt ist. Blocken Sie Hinterschnitte direkt aus, die sich auf die Retention der Schiene auswirken.

2.3 Anfängliche Schienenschale erzeugen und anwenden

Verwenden Sie Spline-Werkzeuge zur Markierung des Schienenrandes entlang des Zahnogens, um die Schiene zu entwerfen. Generieren Sie ein erstmaliges Schienendesign unter Einsatz einer Mindeststärke von 1,0 mm und eines Versatzes von 0,1 mm. Passen Sie das Design gegebenenfalls manuell mithilfe der Standard-Modellierwerkzeuge an.

Links: Mithilfe des Spline-Werkzeugs festgelegte Schienengrenzen.

Rechts: Automatisch generiertes erstmaliges Schienengitter.

2.4 Erzeugen einer Schienenleiste

Einige Softwarepakete für Schienendesign bieten die Option, eine Leiste zu entwerfen und diese mit dem Schienendesign zu kombinieren. Stellen Sie beim Generieren einer Schienenleiste sicher, dass die anfängliche Gesamtstärke der Leiste und der Schale mindestens 3,0 mm beträgt, damit ausreichend Platz vorhanden ist, um den Antagonisten anzupassen.

Wenn Sie eine Software für Schienendesign verwenden, welche die Generierung eines Balkens nicht unterstützt, stellen Sie sicher, dass die Bodenflächenstärke der Schiene mindestens 1,5 mm beträgt.

Links: Mithilfe des Spline-Werkzeugs festgelegter Pfad der Schienenleiste.

Rechts: Automatisch generiertes und auf das Schienengitter angewendetes Leistengitter.

2.5 Schienendesign an Antagonisten anpassen

Entfernen Sie Material von der Unterseite der Schiene, um das Design an den Antagonisten anzupassen. Verwenden Sie dafür je nach CAD-Software statische oder dynamische Okklusion über den virtuellen Artikulator.

Schiene mit Bereichen, die aufgrund von dynamischer Okklusion mit dem Antagonisten für die Anpassung hervorgehoben wurden.

2.6 Design prüfen und endgültige Anpassungen vornehmen

Untersuchen Sie das Modell, um sicherzustellen, dass das Druckteil an keiner Stelle der Okklusion dünner als 1,5 mm oder dünner als 1,0 mm an der Seitenwand ist. Passen Sie das Design gegebenenfalls mithilfe der Standard-Modellierwerkzeuge an. Schließen Sie das Design durch doppelte Prüfung der Okklusion und Artikulation des Modells und der Schiene ab.

2.7 Export

Exportieren Sie das Modell des Druckteils nach Abschluss des Designs im STL- oder OBJ-Dateiformat.

Verwenden Sie die Inspektionswerkzeuge, um sicherzustellen, dass die Seitenwandstärke mehr als 1,0 mm und die Bodenflächenstärke mehr als 1,5 mm beträgt.

3. Drucken

3.1 Auswahl des Materials

Öffnen Sie PreForm. Wählen Sie „LT Clear“ im Menü „Material“ aus.

3.2 Modelldateien in PreForm importieren

Importieren Sie die STL- oder OBJ-Datei in PreForm.

3.3 Ausrichtung der Modelle

Richten Sie die Teile mit von der Konstruktionsplattform abgewandten Intaglioflächen aus, sodass ausgeschlossen wird, dass keinerlei Stützstrukturen auf diesen Oberflächen generiert werden.

Stellen Sie sicher, dass Teile mit einem Winkel von höchstens 30° ausgerichtet sind. Sind Teile aufrecht oder in einem Winkel von über 30° ausgerichtet, werden die Präzision und die Passform der Teile beeinträchtigt.

Bei der Winkeleinstellung in PreForm muss der vordere Teil nach oben und weg von der Konstruktionsplattform weisen, sodass die hinteren Enden näher an der Konstruktionsplattform bleiben.

WARNUNG!
Beim Druck in einem Winkel von über 30° sitzen die Schienen schlecht. Wenn der Neigungswinkel des Teils 30° überschreitet, sinkt die Druckgenauigkeit an den Interproximalflächen, was ebenfalls zu einem schlechten Sitz führt.

3.4 Stützstrukturen erstellen

Erstellen Sie Stützstrukturen mit der automatischen Generierungsfunktion von PreForm. Untersuchen Sie das Teil, um sicherzustellen, dass keine Stützberührungspunkte auf den Intaglioflächen vorhanden sind. Fügen Sie mit der manuellen Bearbeitungsfunktion von PreForm nach Bedarf Stützen hinzu oder entfernen Sie diese.

3.5 Hochladen des Drucks

3.6 Vorbereiten von Drucker und Kunstharz

Setzen Sie einen Harztank, die Harzkartusche und eine Konstruktionsplattform in den Drucker ein. Schütteln Sie die Harzkartusche vor dem Einsetzen gründlich und drehen Sie sie mehrmals.

3.7 Druck

WARNUNG!
Für vollständige Konformität und Biokompatibilität erfordert Dental LT Clear Resin einen dedizierten Harztank, eine Konstruktionsplattform und ein Finish Kit, welche ausschließlich mit anderen biokompatiblen Kunstharzen von Formlabs wie Dental SG Resin verwendet werden dürfen.

Standard-Harztank gegenüber Resin Tank LT
Für höchste Genauigkeit und Präzision wird ein Resin Tank LT für den Druck mit Dental LT Clear Resin empfohlen. Der Test von Dental LT Clear Resin in einem Resin Tank LT ergab keine Verschlechterung der Genauigkeit oder Präzision während der Lebensdauer des Tanks. Bei der Verwendung eines Standardharztanks ruft die Laserbelichtung weiße Trübungen auf der Oberfläche der Silikonschicht des Harztanks hervor. Diese Trübung wird mit der Zeit so stark, dass die Genauigkeit beeinträchtigt wird. In Tests begann die Genauigkeit von Bohrschablonen nach 2.000 gedruckten Schichten nachzulassen.

4. Nachbearbeitung gedruckter Schienen

Die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Schienen umfasst fünf Schritte: Spülen, Trocknen, Nachhärten, Entfernen der Stützstrukturen und Polieren.

4.1a Teile mit Form Wash waschen

Stellen Sie die Konstruktionsplattform inklusive der Schienen in einen mit Isopropylalkohol (IPA, 96 % oder höher) gefüllten Form Wash. Stellen Sie den Form Wash auf 20 Minuten ein, um die Teile vor dem Nachhärten zu reinigen und flüssiges Kunstharz zu entfernen.

Lassen Sie die Teile 30 Minuten lang vollständig an der Luft trocknen oder verwenden Sie einen Druckluftschlauch, um IPA von der Oberfläche der Teile abzublasen. Überprüfen Sie die Teile sorgfältig, um sicherzustellen, dass sämtliches ungehärtete Harz entfernt wurde.

Nehmen Sie die Teile mithilfe des Ablösewerkzeugs von der Konstruktionsplattform.

4.1b Teile im Ultraschallbad waschen

Ist kein Form Wash oder IPA (96 % oder höher) verfügbar, können die gedruckten Schienen alternativ mit Ethanol (96 % oder höher) im Ultraschallbad gewaschen werden. Um ein Ultraschallbad zu verwenden, entfernen Sie die Teile mithilfe des Ablösewerkzeugs von der Konstruktionsplattform.

Spülen Sie die Teile 2 Minuten lang im Ultraschallbad in Ethanol (96 % oder höher), um nicht ausgehärtetes oder überschüssiges Harz aufzulösen. Legen Sie die Teile in ein neues Bad mit sauberer Ethanollösung und spülen Sie sie für weitere 3 Minuten im Ultraschallbad. Lassen Sie die Teile mindestens 30 Minuten lang vollständig an der Luft trocknen oder verwenden Sie einen Druckluftschlauch, um Ethanol von der Oberfläche der Teile abzublasen. Überprüfen Sie die Teile sorgfältig, um sicherzustellen, dass sämtliches ungehärtete Harz entfernt wurde. Bei Bedarf können Sie den Waschvorgang wiederholen. Lassen Sie die Teile jedoch nicht länger als 10 Minuten in Ethanol, da dies die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen und Defekte in den Druckteilen hervorrufen kann.

4.2a Teile mit Form Cure nachhärten

Die gedruckten Schienen müssen Licht und Wärme ausgesetzt werden, um die Biokompatibilität und optimale mechanische Eigenschaften zu erreichen. Legen Sie die Druckteile in den Form Cure. Lassen Sie sie 20 Minuten lang bei 80 °C nachhärten.

WARNUNG!
Werden beim Nachhärten nicht die empfohlenen Werte eingehalten, kann es zu extremer Verfärbung der Druckteile kommen. Nachhärten bei zu hohen Temperaturen, für zu lange Zeit oder bei zu hoher Lichtintensität kann zu Vergilbungen führen. Werden beim Nachhärten nicht die empfohlenen Werte eingehalten, kann dies auch zu schlechteren mechanischen und Biokompabilitätseigenschaften führen. Das Nachhärten sollte ausschließlich in Übereinstimmung mit den offiziellen Empfehlungen von Formlabs erfolgen, damit die klarsten und bestmöglichen Ergebnisse erzielt werden.

4.2b Teile in einer anderen Nachhärtungskammer nachhärten

Die gedruckten Schienen müssen Licht und Wärme ausgesetzt werden, um die Biokompatibilität und optimale mechanische Eigenschaften zu erreichen. Die Nachhärtungszeit richtet sich nach der Lichtintensität und der internen Temperatur des Nachhärtungsgeräts. Eine geeignete Nachhärtungsmethode besteht darin, Teile 10 Minuten lang in einer geheizten Umgebung bei 60 °C blauem UVA-Licht (315–400 nm) mit 72 Watt auszusetzen. Eine akzeptable Lichtkonfiguration setzt sich aus vier 18 W-/78-Lampen (Dulux blue UV-A) zusammen. Ist kein Form Cure verfügbar, können die gedruckten Schienen 10 Minuten lang in einer Vertex-Dental LC-3D Print Box nachgehärtet werden.

4.3 Entfernen der Stützstrukturen

Schneiden Sie die Stützstrukturen mit dem im Formlabs Standard Finish Kit enthaltenen Seitenschneider behutsam an ihren Befestigungspunkten am Teil ab. Gehen Sie vorsichtig vor, da das nachgehärtete Material spröde sein kann. Die Stützstrukturen können auch mit anderem Spezialwerkzeug wie Schneidscheiben oder runden Schneidinstrumenten wie Karbidbohrern entfernt werden.

4.4 Polieren von Druckteilen

Polieren Sie die Teile mit einer Schwabbelscheibe und einem Bimsstein bei geringer Geschwindigkeit, um eine glänzende Oberfläche zu erzielen. Gehen Sie nach dem anfänglichen groben Poliervorgang zu einer trockenen Tuchpolitur über. Schließen Sie die Nachbearbeitung mit einer hochkörnigen Acryl-Polierpaste wie z. B. Hi-Shine bei hoher Geschwindigkeit ab.

4.5 Sitz prüfen

Um den Sitz zu prüfen, drucken Sie ein festes Modell des Patientengebisses und setzen Sie die Schiene auf das Modell. Nehmen Sie nach Bedarf Anpassungen am 3D-Modell oder den nachbearbeiteten Teilen vor. Für den Druck kieferorthopädischer Modelle empfehlen wir White Resin oder Grey Resin. Verwenden Sie für höhere Genauigkeit Model Resin.

5. Reinigung und Desinfektion

Um Teile zu desinfizieren, benutzen Sie vor der Verwendung eine Ethanollösung.

Genauigkeitsstudie

Eine detaillierte Genauigkeitsstudie von 80 Schienen, die mit Dental LT Clear Resin gedruckt wurden, verdeutlicht, dass die Intaglioflächen von mit dem Form 2 gedruckten Schienen bei über 80 % der Intaglioflächen eine dimensionale Genauigkeit von ± 100 Mikrometer sowie ± 125 Mikrometer bei über 90 % der Oberflächen aufwiesen. Dies ergab eine präzise Passgenauigkeit sowohl bei Modellen als auch Patienten.

Biokompatibilität

Dental LT Clear Resin ist ein biokompatibles Kunstharz der Klasse IIa. Es entspricht den Anforderungen und Bestimmungen der Richtlinie 93/42/EWG des Rates über Medizinprodukte in der Fassung der Richtlinie 2007/47/EG sowie den folgenden Normen:

EN ISO 1641:2009
EN-ISO 10993-1:2009/AC:2010
EN-ISO 10993-3:2009
EN-ISO 10993-5:2009
EN 908:2008

EG-Konformitätserklärung