SLM 3D Druck in zahnmedizinischen Anwendungen
Der komplette digitale Dental-Workflow von 2onelab
SLM 3D Druck
Selektives Laserschmelzen (SLM) 3D Druck hat die Dentaltechnik revolutioniert, indem es die präzise und effiziente Herstellung hochwertiger Anwendungen wie Teilprothesen (RPDs), Kronen und Brücken ermöglicht. Der Prozess besteht aus drei Hauptschritten: Vorbereitung, Verarbeitung und Nachbearbeitung, die wir im Folgenden erläutern werden.
Vorbereitung
1. Scannen des Modells
„Das Scannen des Modells im Dentallabor“ ist ein zentraler Bestandteil moderner digitaler Workflows in der Zahnmedizin und des SLM 3D Drucks, da so ein präzises digitales Modell für den Druckprozess erstellt wird. Ein Gipsmodell oder Abdruck wird gescannt, um eine genaue digitale Datei zu erzeugen.
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- Vorbereitung: Das Modell wird gereinigt, um Verunreinigungen zu entfernen; gegebenenfalls wird ein Scanspray aufgetragen, um Reflexionen zu reduzieren.
- Platzierung: Das Modell wird für optimale Sichtbarkeit im Scanner positioniert; die Einstellungen werden für Präzision und Effizienz angepasst.
- Scanvorgang: Optische oder laserbasierte 3D-Scantechnologie erfasst das Modell; mehrere Scandurchläufe können kombiniert werden.
- Qualitätskontrolle: Das digitale Modell wird auf Vollständigkeit überprüft; bei Bedarf erfolgt ein erneuter Scan oder eine Nachbearbeitung per Software.
- Speicherung & Archivierung: Speicherung in Standardformaten (STL, OBJ) für die CAD-Verarbeitung und Archivierung für zukünftige Verwendung.
2. Erstellung einer STL-Datei
Um eine STL-Datei für den 3D Metalldruck zu erstellen, wird spezialisierte CAD-Software wie Exocad, 3Shape Dental System oder SilaPart verwendet, um präzise digitale Modelle zu bearbeiten und zu exportieren.
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- Verarbeitung: Das gescannte 3D-Modell wird in CAD-Software optimiert (z. B. Hinzufügen von Stützstrukturen, Verfeinern der Wandstärken, Überprüfung der Geometrie).
- Anpassung: Druckerspezifische Anforderungen (Detailgrößen, Oberflächenqualität) werden berücksichtigt.
- Export: Das Modell wird in eine STL-Datei mit ausgewogener Auflösung für Präzision und Effizienz umgewandelt.
- Dadurch wird sichergestellt, dass die STL-Datei alle Anforderungen für hochwertigen SLM-3D-Druck erfüllt.
3. 2Build - STL-Datei-Vorbereitung
In 2Build wird die STL-Datei für den Druck vorbereitet und in G-Code umgewandelt, der genaue Anweisungen für den Metall-3D-Drucker enthält.
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- Import & Fehlerprüfung: Die STL-Datei wird in die 2Build-Software geladen und auf Probleme (z. B. unvollständige Geometrien, invertierte Normalen) überprüft und bei Bedarf korrigiert.
- Positionierung: Das Modell wird im virtuellen Druckraum ausgerichtet, um Materialverbrauch, Druckzeit und Stützstrukturen zu optimieren.
- Generation unterstützen: Automatische Stützstrukturen stabilisieren Überhänge, wobei manuelle Anpassungen möglich sind, um die Effizienz zu steigern.
- Parameter drucken: Einstellungen wie Schichtdicke, Geschwindigkeit, Laserleistung und interner Aufbau werden für einen optimalen Druck konfiguriert.
- Simulation und Verifizierung: Ein Testlauf deckt mögliche Probleme auf, schätzt die Druckzeit und gewährleistet die Stabilität.
- G-Code-Generierung: Die fertigen Anweisungen werden gespeichert und über ein Netzwerk, USB oder einen anderen Speicher an den 3D-Drucker übertragen.
– Dieser optimierte Prozess in 2Build stellt sicher, dass die STL-Datei optimal für den hochwertigen und präzisen SLM 3D-Druck vorbereitet wird.
Prozess
4. 2Create - Einrichten und Drucken
Der SLM 3D-Drucker 2Create wird eingerichtet, indem das Gerät konfiguriert, Metallpulver eingelegt und wichtige Parameter für einen reibungslosen Druckvorgang eingestellt werden.
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- Reinigung und Inspektion: Rückstände werden entfernt; Bauplattform, Pulverbehälter und Filter werden gereinigt und ausgerichtet.
- Parameter Konfiguration: Einstellungen wie Schichtdicke, Laserleistung und Scangeschwindigkeit werden je nach Material und Modellkomplexität angepasst.
- Vorbereitung des Pulverbettes: Eine dünne, gleichmäßige Puderschicht wird aufgetragen, um eine glatte erste Druckschicht zu gewährleisten.
- Abschließende Systemprüfung: Die Gasversorgung (Argon/Stickstoff), der Sauerstoffgehalt, die Filter und das Lasersystem werden überprüft.
- G-Code-Import & Validierung: Die Datei von 2Build wird auf Kompatibilität geprüft, bevor der Druck beginnt.
- SLM 3D-Druck: Die Maschine baut das Modell Schicht für Schicht auf der Grundlage von G-Code-Anweisungen auf.
– Diese Einrichtung gewährleistet einen präzisen und hochwertigen Metall Druck unter kontrollierten
5. 2Create - Entladen und Entbinden
Nach dem Druck kann das fertige Teil sofort entnommen werden. Die Maschine muss nicht abkühlen, so dass der Entnahmeprozess sofort beginnen kann.
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- Entlüftung der Kammer: Die Kammer wird entlüftet, um etwaige Schutzgasreste (Argon/Stickstoff) freizusetzen, und der Druck wird vor dem Öffnen ausgeglichen.
- Sicherheitsvorkehrungen: Seien Sie vorsichtig, da die Bauplattform und das umgebende Metallpulver noch warm sein können.
- Entfernung von überschüssigem Puder: Das Pulver wird abgesaugt oder abgebürstet und zur Wiederverwendung gesammelt, wodurch die Abfallmenge minimiert wird.
- Erste Inspektion: Das Teil wird auf Fehler wie Risse, Verformungen oder unvollständige Abschnitte geprüft.
- Maschinelle Reinigung: Das restliche Pulver wird abgesaugt, die Filter werden gereinigt, und die Maschine wird überprüft, um eine optimale Leistung für den nächsten Auftrag zu gewährleisten.
– Dieser Prozess gewährleistet eine effiziente Produktion und hochwertige Teile durch sorgfältige Handhabung und Maschinenwartung.
Nachbearbeitung
6. Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung verbessert die mechanischen Eigenschaften von 3D-gedruckten Teilen, indem innere Spannungen aus dem Druckprozess abgebaut werden, verbessert die Festigkeit, Haltbarkeit und strukturelle Integrität.
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- Zweck: Reduziert die inneren Spannungen, die durch das schnelle Erhitzen und Abkühlen während des 3D-Drucks entstehen.
- Handhabung: Das gedruckte Teil und die Bauplattform werden sorgfältig entfernt und auf loses Pulver oder Ablagerungen untersucht.
- Einrichtung des Ofens: Das Teil wird in einen Wärmebehandlungsofen mit präziser Temperaturkontrolle gelegt.
- Behandlungsprofile: Das Verfahren umfasst Spannungsarmglühen (500-650 °C) oder Glühen (höhere Temperaturen zur Verbesserung der Duktilität).
- Temperaturkontrolle: Das Teil wird auf die Zieltemperatur erhitzt und für eine bestimmte Zeit gehalten, um das Material zu stabilisieren.
- Kühlung: Je nach den gewünschten Eigenschaften wird das Teil schrittweise oder durch kontrollierte Luftkühlung abgekühlt.
– Dieser Nachbearbeitungsprozess des selektiven Laserschmelzens (SLM) hilft, Verziehen, Rissbildung zu verhindern und sorgt für dimensionale Stabilität.
7. Bandsäge - Entnahme des Teils
Nach der Wärmebehandlung (oder dem Glühen) wird das Teil im nächsten Schritt von der Bauplattform entfernt und alle Stützstrukturen werden entfernt.
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- Zweck: Nach der Wärmebehandlung wird das Teil von der Bauplattform entfernt und die Stützstrukturen werden abgenommen. Nach dem Abkühlen ist das Teil bereit für die Abtrennung.
- Schneiden: Eine spezielle Säge, wie eine Bandsäge oder ein Drahtschneider, wird verwendet, um das Teil von der Plattform zu trennen. .
- Pflege: Die Säge muss richtig eingestellt werden, um eine Beschädigung des Werkstücks oder Spannungen zu vermeiden, die zu Rissen führen können.
– Die Bauplattform ist oft aus Metall, was sorgfältiges Schneiden erfordert, um Beschädigungen am Teil zu verhindern.
+ Wiederaufbereitung der Bauplattform
Das Recycling der Bauplattform nach einem 3D-Druckauftrag ist wichtig, um die Druckqualität zu erhalten und die Maschinenkomponenten zu schützen: Materialreste entfernen, Oberfläche prüfen, auf Schäden untersuchen.
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- Restmaterial entfernen: Nachdem Sie das Teil mit einer Bandsäge getrennt haben, entfernen Sie die verbleibenden Fragmente mit einem Tellerschleifer.
- Prüfen Sie die Oberfläche: : Stellen Sie sicher, dass alle Stützstrukturen entfernt sind. Geringfügige Unebenheiten sind akzeptabel - das Gummi des Beschichters gleicht sie aus.
- Prüfung auf Schäden: : Vergewissern Sie sich, dass keine scharfen Teile oder Reste zurückbleiben, die das Gummi des Beschichters beschädigen könnten.
- Die Einhaltung dieser Schritte bereitet die Plattform für sicheres Recycling und Wiederverwendung vor.
8. Entfernung der Supports
Sobald das Teil nach dem SLM-Druck von der Bauplattform gelöst ist, besteht die nächste Aufgabe im Entfernen der Stützstrukturen.
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- Werkzeuge: Schneidewerkzeuge, wie Sägen oder Zangen, oder Schleifwerkzeuge werden verwendet, um Halterungen zu entfernen, ohne das Teil zu beschädigen.
- Schleifmaschine: In einigen Fällen werden die Befestigungspunkte mit einer Schleifmaschine abgeschliffen, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.
- Mehrere Etappen: Der Prozess kann je nach Komplexität des Teils mehrere Stufen des Schneidens, Schleifens und Polierens umfassen.
- Endreinigung: Das Teil wird gründlich gereinigt, um Ablagerungen zu entfernen, bevor eine weitere Nachbearbeitung, wie z. B. Polieren oder Beschichten, durchgeführt wird.
– Das Teil ist vollständig für die Endkontrolle und die weitere Verwendung oder Montage vorbereitet.
9. Vorbereiten des Polierens
Bevor das 3D-gedruckte Teil poliert werden kann, müssen alle verbleibenden Stützstrukturen sorgfältig entfernt werden und das Teil sollte gründlich gereinigt werden.
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- Werkzeuge: Verwenden Sie einen Dremel oder ein ähnliches Werkzeug, um Details zu verfeinern und überschüssiges Material zu entfernen.
- Reinigung: Reinigen Sie das Teil mit Druckluft oder einer weichen Bürste, um Staub und Fett zu entfernen.
- Glatte Oberfläche: Achten Sie auf eine saubere, glatte Oberfläche, um beste Polierergebnisse zu erzielen.
10. Polieren
Nachdem das Teil von der Bauplattform gelöst und die Stützstrukturen entfernt wurden, besteht der nächste Schritt darin, das Teil zu polieren, um eine glatte, hochwertige Oberflächenqualität zu erzielen.
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- Methode: Das elektrochemische DLyte-Polieren glättet Oberflächen mit Hilfe einer Elektrolytlösung und elektrischem Strom.
- Prozess: Gleichmäßiger Materialabtrag, ideal für komplexe Geometrien.
- Vorbereitung: Das Teil wird gereinigt, bevor es in die DLyte-Maschine eingelegt wird, wo die Einstellungen optimiert werden.
- Vorteile: Erzeugt eine glatte, korrosionsbeständige Oberfläche mit reduzierter Reibung und verbesserter Haltbarkeit.
- Die abschließende Kontrolle sichert die Qualität, mit optionalen Nachbearbeitungen wie Beschichtung oder Färbung.
Fertigstellung
11. Fertiges Produkt
Der Polierprozess sollte eine glatte und gleichmäßige Oberfläche erzeugt haben, die eine optimale Ausrichtung mit den entsprechenden Bereichen des Modells ermöglicht. Das Ergebnis ist ein funktionales, hochwertiges SLM 3D gedrucktes Bauteil, das einsatzbereit ist.
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