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Forschungsziel: Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung, prototypische Herstellung und Erprobung eines neuen Hybrid-Computertomographen, mit dem aus klassischen intraoralen Abformungen direkt - d.h. ohne ein Gipsmodell erstellen zu müssen - hoch genaue 3D-Modelle von kompletten Kieferbögen erstellt werden können. Es wird eine Genauigkeit von ± 10 µm auf 100 mm Durchmesser angestrebt. Mit dem neuen Hybrid-CT wird es möglich sein, den maschinell hergestellten Zahnersatz sehr genau mit dem anfangs erstellten CAD-Modell zu vergleichen und erstmals eine automatisierte Materialprüfung durchzuführen. Innerhalb des Projektes sollen noch die notwendigen Schnittstellen zum digitalen Workflow-Datentransfer innerhalb der computergestützten Zahnersatzproduktion entwickelt werden. Mit dem neuen Hybrid-CT soll ein gesichertes, reproduzierbares, automatisiertes Fertigungsverfahren von Zahnersatz ermöglicht werden. Fehler im Produktionsprozess und kosten- und zeitaufwendige Nachbearbeitungen des Zahnersatzes sollen zukünftig deutlich reduziert werden.
Lutz Mordhorst +49 431 5411-66
mordhorst@hugo-rost.de
Dipl.-Ing. Andreas Gässler
+49 721 608-24240
gaessler@kit.edu
Problemstellung
Die Zahnerhaltung und Prothetik haben in den letzten Jahrzenten große technologische Fortschritte erlebt. Aufgrund der Forderung nach Kostensenkungen im Bereich der Zahnheilkunde und nach Reduzierung handwerklich-manueller Fehler bei der Herstellung von Zahnersatz, gewinnt die CAD/CAM-Technologie seit ihrer Einführung im Dentalbereich vor etwa mehr als 10 Jahren immer mehr an Bedeutung. Sie bietet eine neue Möglichkeit an, festsitzenden Zahnersatz schnell und genau zu produzieren.
Trotzdem ist die Verbreitung dieser Technologie im Vergleich zu anderen wirtschaftlichen Bereichen sehr gering. Immer noch wird die Herstellung von Zahnersatz zu einem großen Teil von handwerklichen Prozessen geprägt.
Projektziel
Im KMU-innovativ-Projekt HybriDentCT soll ein neuer Hybrid-Computertomograph entwickelt werden, der eine gesicherte, reproduzierbare und automatisierte Fertigung von Zahnersatz ermöglicht. Fehler im Produktionsprozess und kosten- und zeitaufwendige Nachbearbeitungen des Zahnersatzes sollen zukünftig deutlich reduziert werden.
Vorgehensweise
Im neuen Computertomographen soll das Messobjekt zunächst von einem photogrammetrischen Sensor erfasst werden. Somit wird eine Referenz für die Außenkontur des Objektes erstellt. Die Innenkonturen sowie die Fehlstellen der Außenkontur werden durch die Daten aus den CT-Scans ergänzt. Hinterschneidungen (Stellen die optisch nicht erfasst werden können) sind somit unproblematisch. Durch das Zusammenführen der Daten aus beiden Messverfahren soll ein sehr genaues 3D-Modell des Prüfobjektes entstehen.
Mit seiner hohen Genauigkeit wird sich der neue Scanner auch für die Qualitätssicherung von Zahnersatz hervorragend eignen. Der hergestellte Zahnersatz kann eingescannt und mit dem CAD-Modell verglichen werden. Auch eine objektive Materialstrukturprüfung wird zukünftig möglich sein. Somit können Fehler in der Produktion zeitnah und mit geringem Aufwand entdeckt werden.
Anwendungspotenzial und erwartete Ergebnisse
Mit dem neu zu entwickelnden Hybrid-CT sollen deutliche Verbesserungen bei der CAD/CAM-gestützten Produktion von Zahnersatz erreicht werden. Erstmals soll eine objektive, automatisierte Qualitätsprüfung (Form- und Materialprüfung) des hergestellten Zahnersatzes ermöglicht werden. Dadurch können auch Fehler in der Fertigung deutlich schneller detektiert und korrigiert werden. Fehlproduktion und Materialverschwendung werden reduziert.
Die Ergebnisse aus diesem Verbundprojekt sollen zukünftig auch in andere Branchen übertragen werden. Die Technologie eignet sich insbesondere für die industrielle Qualitätsprüfung von Produkten aus Mischmaterialien (z.B. Metall und Kunststoff).
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