Fräswerkzeuge: Beste Lösung für die Dentaltechnik

Die Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Augsburg hat einen wissenschaftlichen Vergleichstest von Dentaltechnik-Werkzeugen für die Zirkoniumdioxid-Bearbeitung durchgeführt – mit interessanten Ergebnissen.

Das Ergebnis des Tests: Die Auswahl der Fräswerkzeuge hat eine deutliche Auswirkung auf die Qualität der Ergebnisse und die Effizienz der Bearbeitung. Sieger des Benchmarks ist ein für dieses Material optimiertes Werkzeug der Hufschmied Zerspanungssysteme. Einzig mit dem Fräswerkzeug HC720DT-DIP3S von Hufschmied konnten die feinsten Strukturen überzeugend bearbeitet werden. Auch im Standzeittest lieferte es die gleichbleibend höchste Qualität.

Der Benchmark-Test von Werkzeugen für die Zerspanung von Zirkoniumdioxid wurde von Lena Wieland im Rahmen ihrer Bachelorarbeit bei Prof. Dr.-Ing. Ralf Goller (Prozesstechnik für polymere und keramische Faserverbundstoffe) durchgeführt. Zehn Hersteller hatten Fräswerkzeuge für die Zerspanung der in der Dentaltechnik unverzichtbaren Keramik ZrO2 bereitgestellt. Der Benchmark folgte dem in der Branche bewährten Merlon-Test. Dabei werden Dummy-Kronen mit unterschiedlichen Wandstärken aus einer ZrO2-Ronde gefräst.

Detaillierter Testablauf

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Die Aufnahmen vergleichen das Fräswerkzeug der Firma Hufschmied (links) und eines der unbeschichteten Werkzeuge (Zz rechts) nach der gesamten Versuchsreihe. Hier ist ein deutlicher Unterschied im Zustand der Werkzeuge zu erkennen. Während das linke Werkzeug weder fehlerhafte Stellen in der Beschichtung noch in der Geometrie aufweist, sind auf dem rechten Bild deutlich Abnutzungserscheinungen zu erkennen (farbig gekennzeichnet).
Foto: Hufschmied Zerspanungswerkzeuge

Das Fräsen der Ronden wurde jeweils mit drei Werkzeugen jedes Herstellers wiederholt. Die sechs Werkzeuge jener Hersteller, die die besten Ergebnisse vorwiesen, nahmen anschließend noch an einer weiteren Versuchsreihe zum Standzeitverhalten teil. Dafür wurde mit jeweils einem bereits eingesetzten Fräser der Bearbeitungsprozess zwei weitere Male durchgeführt, sodass eines der Werkzeuge insgesamt drei Ronden bearbeitet. So zeigt sich der Werkzeugverschleiß und dessen Auswirkung auf die Qualität der Bearbeitung. Auffällig dabei: Die Performance von unbeschichteten Werkzeugen bricht schon ab der zweiten Ronde dramatisch ein. Einzig das Werkzeug von Hufschmied zeigt in allen drei Durchgängen gleichbleibend maximale Performance.

„Ich gratuliere der Firma Hufschmied zum Sieg im Benchmark zur Zirkoniumdioxid-Zerspanung“, sagt Prof. Dr.-Ing. Ralf Goller, Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Augsburg. „Es bestätigt sich wieder einmal: Zur Materialwissenschaft und Werkstofftechnik gehört immer auch die Verfahrenstechnik - in diesem Fall materialoptimierte Werkzeuge.“

„Der Benchmark der Hochschule Augsburg zeigt objektiv, wie erfolgreich wir mit der Entwicklung eines Spezialfräswerkzeugs für die Zerspanung von Zirkoniumdioxid in der Dentaltechnik waren. Entscheidend für die herausragenden Ergebnisse bei Bearbeitungsqualität und Standzeit sind eine speziell auf das Material angepasste Schneidengeometrie des HC720DT-DIP3S und unsere patentierte Diamantbeschichtung. Hier folgt die Dentaltechnik den Erfahrungen mit industriellen Prozessen: Eine effiziente und prozesssichere Fertigung in der Zahntechnik ist nur mit hochwertigen Spezialwerkzeugen möglich“, sagt Ralph Hufschmied, Geschäftsführer Hufschmied Zerspanungssysteme.

Anpassung an Maschine ebenfalls wichtig

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Mit dem HC720DTA lassen sich diese kleinen Kronen fehlerfrei fräsen. Die Wandstärken können bis auf 0,1 Millimeter gefräst werden, ohne dabei zu brechen.
Foto: Hufschmied Zerspanungswerkzeuge

Der Test wurde mit dem für den Dentaltechnikmarkt entwickelten Fünf-Achs-Fräs- und -Schleifzentrum Sirona inLab MC X5 durchgeführt. Das zweitbeste Ergebnis im Benchmark erreichte nach Hufschmied das Werkzeug, das Dentsply-Sirona zur Verfügung gestellt hatte. Für den Zerspanungsfachmann Ralph Hufschmied keine Überraschung: „Neben der Anpassung von Werkzeugen an das zu bearbeitende Material hat die Berücksichtigung der Eigenheiten von Fräsmaschinen und Bearbeitungsprogrammen den größten Effekt. Eine praktische Konsequenz aus dem Benchmark: Hersteller von Fräsmaschinen für Dentaltechnik können mit der Bereitstellung optimierter Werkzeuge punkten. Wir bieten hier gerne unser Know-how in Kooperationen an.“

Für Interessenten hat die Firma Hufschmied Vorgehen und detaillierte Ergebnisse des Dental-Benchmarks in einem Whitepaper zusammengefasst – inklusive der Ergebnistabellen zu den getesteten Werkzeugen.

Letzte Aktualisierung: 16.09.2020