Optimierung des FDM-3D-Drucks von Arbeitsmodellen für die Alignertechnik - Druckmaterialien

Ziel: Für die Herstellung von Alignern mittels Tiefziehtechnik werden in einem digitalen Workflow 3D-gedruckte Arbeitsmodelle benötigt. Dafür stehen verschiedene Druckverfahren zur Verfügung, die spezifische Vor- und Nachteile haben. Ziel war die Optimierung des Modelldrucks mittels FDM-Druckern hinsichtlich des verwendeten Materials.
Material und Methode: Für die Untersuchung wurde ein Patientenmodell mit Attachments bukkal und lingual mittels OnyxCeph (Image Instruments, Chemnitz) erstellt und nach Druckoptimierung exportiert. Zusätzlich wurde eine Testplatte mit definierten neun Parametern zur Erfassung von Innen- und Außenmaßen, Oberflächengüte und Detaildarstellung ausgewählt. Alle Objekte wurden mit einem TEVO Tornado (TEVO 3D Electronic Technology Co. Ltd., China) mit 150μm Layer-dicke unter sonst gleichen Bedingungen und Parametern gedruckt. Insgesamt wurden 11 Materialien getestet. Sowohl die Modelle als auch Testplatten wurden mit einem digitialen Messschieber und einem VHX-6000-Digitalmikroskop (Keyence Deutschland GmbH, Neu-Isenburg) vermessen und die Oberflächen begutachtet. Auch Aspekte der Nachhaltigkeit wurden in die Bewertung einbezogen.
Ergebnisse: Es zeigten vier von den elf Materialien unter diesen Bedingungen sowohl nach metrischer Analyse als auch hinsichtlich der Oberflächengüte günstige Eigenschaften. Andere Materialien wiesen Geruchsentwicklung oder deutliche Verziehungen (Warping) auf. Teilweise wäre dies durch anders konstruierte Drucker mit beheiztem Bauraum vermeidbar. Die Genauigkeit ist bei allen verwendeten Materialien unter Beachtung der Messgenauigkeit akzeptabel.
Schlussfolgerung: Als geeignetste Materialien können PETG (Glykol-modifiziertes Polyethylen-terephthalat), PLA (Polylactid), modifizierte Biopolymere und Lignin-basierte Filamente empfohlen werden. Die letzten drei sind aufgrund der biologischen Abbaubarkeit aus unserer Sicht zu bevorzugen. Modifizierte Biopolymere (z.B. Biofil PowR) und Lignin-Filamente (z.B. GreenTech Pro) können als die besten Druckmaterialien angesehen werden. Schlagwörter: FDM-3D_Druckmaterialien, Alignertechnik