Verbundprojekt

COMMANDD

Rechnerunterstützte Entwicklung und Fertigung dentaler Produkte

Kurzfassung:

Ziel des Projekts war die Erarbeitung einer Entwicklungsumgebung zum simultanen Design von Produkt und Produktionssystem im dentalmedizinischen Bereich. Mit der Verknüpfung und Parallelisierung des Produktionssystems wurden die Stückkosten reduziert und die Effizienz erhöht. Die neue Entwicklungsumgebung bietet für die ca. 10.000 Dentallabore in Deutschland die Möglichkeit, Produkte auf höchstem Qualitätsniveau zu entwickeln und zu produzieren.

www: http://www.commandd.de

Projektdauer: 01.03.12 - 28.02.15

Projektkoordinator:

Dipl.-Ing. Philipp Weiß
Datron AG
Tel.: +49 6151 1419-109
E-Mail: philipp.weiss@datron.de

Ansprechpartner bei PTKA-PFT:

Dipl.-Ing. Stefan Scherr
Tel.: +49 721 608-25286
E-Mail: stefan.scherr@kit.edu

 

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung

Die Medizintechnik verzeichnet einen rasanten Wandel. Faktoren wie demografischer Wandel, neue medizinische Werkstoffe, zunehmender Kostendruck und die Nachfrage nach kundenindividuellen medizintechnischen Produkten sind die Hauptanforderungen für die Medizintechnik der Zukunft. Dazu stehen innovative und individuelle Produkte und Implantate bereits zur Verfügung. Insbesondere in der Dentaltechnik werden diese Trends in den nächsten Jahren zu einer deutlichen Veränderung der heutigen Prozesstechniken führen. Die angewandten Produktionstechniken müssen mit dieser Entwicklung Schritt halten und den medizinischen Kunden nachhaltige Prozesse und effiziente Methoden zur Entwicklung von neuen und angepassten Produkten und Produktionssystemen zur Verfügung stellen. Die mehrstufigen und über einen längeren Zeitraum andauernden Behandlungen sind geprägt durch rekursive Abläufe im Dentallabor. Diese Prozessketten müssen industrialisiert werden, um den zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Zielsetzung

Ziel des Projekts war deshalb die Erarbeitung einer Entwicklungsumgebung zum simultanen Design von Produkt und Produktionssystem im dentalmedizinischen Bereich. Mit diesem System wurde dem Arzt eine neuartige Methodik an die Hand gegeben, mit welcher für den Patienten schneller und mit geringeren Stückkosten individuell angepasste Implantate auf höchstem Niveau entwickelt werden können.

Vorgehensweise

Die bestehende Prozesskette wurde dazu mit einem einheitlichen, zukunftsweisenden und produktivitätssteigernden Datensystem abgebildet. Die Datenübergabe zwischen Konstruktion und Fertigung erfolgt beschleunigt über standardisierte Schnittstellen. Dazu wurden aufbauende und abtragende Fertigungstechnologien für verschiedene zahnmedizinische Produkte erprobt. Die innovative Prozesskette wurde Zahnärzten und Zahntechnikern an einem Demonstrator der TU Darmstadt zur Verfügung gestellt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial

Mit der Entwicklung der neuen Technologie hat das Konsortium Grundlagen geschaffen, um Abwanderungen von Aufträgen ins Ausland zu vermeiden. Mit der Verknüpfung und Parallelisierung des Produktionssystems werden die Stückkosten zukünftig reduziert und die Effizienz erhöht. Die Entwicklungsumgebung bietet für die ca. 10.000 Dentallabore in Deutschland die Möglichkeit, Produkte auf höchstem Qualitätsniveau zu entwickeln und zu produzieren.

Eine direkte Nutzung der erfolgreich getesteten Projektergebnisse erfolgte durch das Projektkonsortium sowie durch einen branchenübergreifenden Anwenderarbeitskreis. Die Übertragbarkeit auf andere Branchen, wie den allgemeinen Maschinenbau, den Prototypenbau, sowie die Herstellung von Zerspanungswerkzeugen, wurde durch die Durchführung eines branchenübergreifenden Anwenderarbeitskreises gewährleistet.

Publikationen

Rechnerunterstützte Entwicklung und Fertigung dentaler Produkte

Autor: Abele, E.; Anderl R.; Weiß P. (Hrsg.)

Verlag: Shaker Verlag GmbH, Aachen

Erscheinungsjahr: 2015

ISBN: 978-3-8440-3814-9

Beschreibung: Die herkömmliche Herstellung von Zahnersatz besteht trotz verstärktem Einsatz von Werkzeugmaschinen aus umfangreichen einzelnen Prozessschritten. Diese sind durch komplexe manuelle Tätigkeiten gekennzeichnet Herausforderungen sind hier die geringen Bauteilgrößen sowie die komplexe Oberflächen. Bei jedem Zahnersatz handelt es sich um Unikat, das erst mit den Methoden der Serienfertigung wirtschaftlich hergestellt werden kann. Durch die Entwicklung und prototypische Implementierung eines Datenmanagementsystems (FDDM) konnten die Prozessschritte zur Herstellung eines Zahnersatzes von 12 auf 6 Schritte reduziert werden. Die sinnvolle Verknüpfung von auftragenden Verfahren (SLM) mit abtragenden Verfahren (Fräsen) trägt ebenfalls zur wirtschaftlichen Herstellung von Zahnersatz bei. Dies erfolgt durch die Optimierung des CAM-Systems, sowie des Transfers der Positionslage des Bauteils von der der Maschine mit dem auftragenden Verfahren zur Fräsmaschine. Die Erkenntnisse sind nicht nur für den Dentalbereich relevant, sondern können durchaus im Bereich der Turbinenherstellung angewendet werden. Speziell die Anforderungen an Gewichtseinsparung in Verbindung mit Strömungsflächen geringer Rauheit lassen auf ein großes Marktpotenzial schließen.

Marktorientierung, strategische Produktplanung

 

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