Bei einem Besuch bei Christian Saurman, dem Geschäftsführer und Mitinhaber von NEO Lab, einem familiengeführten Zahnlabor für digitale Kieferorthopädie in Andover, Massachusetts, wollte das Stratasys-Team erfahren, wie unsere Technologien den Arbeitsalltag der 120 Mitarbeiter erleichtern könnten, die mit rund 3.000 kieferorthopädischen und kinderzahnärztlichen Praxen im ganzen Land zusammenarbeiten.
Saurman erklärte, wie zeitaufwendig und mühsam die Herstellung von Acrylschienen mit einer herkömmlichen Trennflüssigkeit ist, da diese eine sorgfältige Anwendung erfordert, mehr Material verbraucht und dazu neigt, um das Modell herum auszulaufen. Außerdem dauert das Trocknen länger, und da sich die Schiene nur schwer vom Modell lösen lässt, kann das Modell leicht zerbrechen. Ihm gefiel, dass die mit PolyJet gedruckten Stützschichten wie eine natürliche Trennschicht wirken, um das Acryl zu lösen. Und wenn Stratasys einen Weg finden könnte, mehr Trennmittel in die letzten Schichten einzubringen, damit sich die Vorrichtung leicht ablösen lässt, wäre das ein echter Durchbruch.
Aus dieser Diskussion entstand die Entwicklung des „Stratasys Separator Verbundmaterials“ (DM). Separator DM wird in das Kunstharz eingearbeitet und erleichtert so die Trennung der Acrylvorrichtung vom Modell – wodurch sich Wachs- und Acrylrückstände leicht entfernen lassen –, was zu einer besseren Oberflächenbeschaffenheit und einem geringeren manuellen Arbeitsaufwand führt.
Diese bahnbrechende Funktion wurde in Zusammenarbeit mit Saurman und seinem Team entwickelt, wobei unter anderem die Menge an Stützmaterial und Modellmaterial, die zum Lösen des Acryls erforderlich ist, genau abgestimmt wurde, um eine bessere Oberflächenqualität unterhalb der Zahnschiene zu erzielen.
„Während der Produktion verbinden wir gedruckte Modelle aus Kunstharz mit Acryl-Kunstharz. Diese beiden Materialien verbinden sich miteinander, und so entsteht ein großes Stück Kunstharz, das nicht auseinanderfällt“, sagt Saurman. „Das ist der Grund, warum wir für unsere Acrylarbeiten 3D-Drucker von Stratasys verwenden – die Schichten aus Stützmaterial sorgen für eine Trennung der beiden Kunstharze, die beim DLP- oder SLA-Druck von Natur aus nicht gegeben ist.“
Nachdem Separator DM nun getestet und perfektioniert wurde, sagt Saurman, dass die Auswirkungen des Einsatzes für NEO Lab „enorm“ waren. Der ursprüngliche Grund, warum er dieses Projekt mit Stratasys angehen wollte, war, eine bessere Oberflächenqualität bei ihren Zahnspangen zu erzielen: „Letztendlich wollen wir ein besseres Produkt, das in die Praxen gelangt.“ Dabei stellten sie jedoch fest, dass der Einsatz von Separator DM insgesamt zahlreiche weitere Vorteile mit sich brachte, wie zum Beispiel einen geringeren manuellen Arbeitsaufwand, eine höhere Genauigkeit und ein besseres Erlebnis für den Kunden.
Bei Verwendung des Separators DM, so Saurman, müssen lediglich die Hinterschneidungen der Zähne und der Sockel – also der untere Teil des Modells, der auf der Bauplatte aufliegt – abgespült werden. Bei NEO Lab kratzen sie die Stützstruktur an der Unterseite einfach mit einem Spachtel ab – schon ist das Modell nachbearbeitet und einsatzbereit. Früher hingegen war das Modell vollständig von Stützstruktur umgeben, sodass sie diese per Wasserstrahl entfernen oder das Modell in die Trommel geben mussten, um die Stützstruktur abzutrummen.
„Wir wussten gar nicht, dass das mit dem Separator DM möglich sein würde“, sagt Saurman. „Und wir waren total begeistert davon, denn zuvor hatten wir einen Vollzeit- und einen Teilzeitmitarbeiter, die 15 Stunden am Tag damit beschäftigt waren, alle Modelle mit dem Wasserstrahl zu bearbeiten. Jetzt können wir ihre Arbeitszeit für andere Aufgaben nutzen.“
Laut Saurman spart Separator DM NEO Lab etwa drei Minuten pro Modell. Die Hälfte dieser Zeitersparnis entfällt auf die Nachbearbeitung, die andere Hälfte darauf, dass der Separator nicht mehr aufgetragen werden muss. Vor dem Einsatz von Separator DM hatte die Acrylabteilung große Schwierigkeiten, das Gerät vom Modell zu lösen. Statt 30 Sekunden pro Modell benötigt NEO Lab nun nur noch fünf Sekunden – was sich bei einer Tagesproduktion von 550 bis 600 Apparaturen deutlich bemerkbar macht.
Neben der Zeitersparnis trägt die einfache Trennung auch dazu bei, die Genauigkeit bei NEO zu erhöhen. Beispielsweise hatte ein Techniker Schwierigkeiten, das Acryl bei einer Retentionsschiene mit einem herkömmlichen Separator abzuziehen. Dabei konnten sich die Drähte verbiegen, sodass sie anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückgebogen werden mussten. Mit dem Separator DM löst sich das Acryl jedoch mühelos vom Modell, sodass die Drähte an Ort und Stelle bleiben und die Schiene hochpräzise bleibt.
Neben der besseren Oberflächenbeschaffenheit, die der Einsatz von Separator DM mit sich bringt, sehen die 3D-gedruckten Modelle zudem sehr hochwertig aus, sodass die Zahnärzte, mit denen NEO Lab zusammenarbeitet, sie ihren Patienten mitgeben. Es gibt sogar Zahnärzte, die das 3D-gedruckte Modell und die Schiene in einer fertigen Schachtel mit ihrem Logo als Abschiedsgeschenk überreichen.
„Das Erlebnis ist das, was wir verbessern wollen. Als ich das digitale Erlebnis vermarktete, sprachen wir immer über den letzten Eindruck“, sagt Saurman. „Man erinnert sich an den letzten Eindruck von der Praxis und daran, wie man beim Verlassen der Praxis behandelt wurde.“
