Prozessentwicklung und ökonomische Bewertung der automatisierten Nachbearbeitung von additiv gefertigten Dentalunikaten

Von:

Sören Reiner Dietz

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Im Zeitalter einer zunehmenden digitalen Vernetzung von virtuellen Arbeitsschritten und der physischen Produktion stellt die Serienfertigung von Dentalunikaten ohne technisches Fachpersonal größte Herausforderungen an die Automatisierung des Produktentstehungsprozesses. Patientenindividueller Zahnersatz in der sogenannten "digitalen dentalen Prozesskette" hergestellt werden. Ziel der Forschung ist die bestmögliche Nachbildung der Eigenschaften eines natürlichen Zahnes. Dies ist durch den eingesetzten Werkstoff und aufgrund des Fertigungsverfahrens limitiert. Additive Fertigungsverfahren erlauben es bionische (Zahn-)Formen ohne werkzeugspezifische Geometriegrenzen zu produzieren. Die digitale dentale Prozesskette ist zudem der erste Fertigungsprozess, in dem additive Verfahren bei identischen Qualitäts- und Zeitanforderungen bezüglich der Fertigungskosten mit abtragenden Verfahren konkurrieren können. Neben den oben genannten Vorteilen der additiven Verfahren stehen diesen Herausforderungen bezüglich der erreichbaren Präzision, den benötigten Zusatzgeometrien und der erzielbaren Oberflächenqualität gegenüber. Diese Nachteile werden heute in der Produktion von Zahnunikaten durch eine manuelle Nachbearbeitung reduziert. In dieser Arbeit wird am Beispiel von Dentalunikaten ein automatisierter frästechnischer Nachbearbeitungsprozess entwickelt und im Anschluss der Grad des Nachbearbeitungsaufwandes am Gesamtprozess identifiziert.Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines automatisierbaren Nachbearbeitungsprozesses von additiv gefertigten Unikaten mit minimalem Materialabtrag.Darauf aufbauend werden im zweiten Teil der Arbeit die Kosten hinsichtlich der benötigten Maschinenhauptzeit und des Werkzeugverschleißes durch Versuche quantifiziert.