Precisie bewerking ontmoet tandheelkunde: Beheersing van bijt met geavanceerde freesmachines

Tandheelkundig frezen ziet er compleet anders uit dan wat de meeste van ons denken van als reguliere bewerking, maar er zijn enkele opvallende gelijkenissen. Hier is een kijkje hoe tandheelkundige gereedschappen misschien wel het juiste ticket in uw machineshop zijn.

Het is een trieste levensfeit dat mensen lijden aan occasionele tandpijn, waarvan sommige een kroon, een implantaat of een brug vereisen.

Maar terwijl u in de tandartsstoel zit, naar het plafond kijkt met uw mond wijd open, geeft u ooit een gedachte aan het productieproces achter tandheelkundige prothesen? Van welke materialen zijn ze gemaakt, en welke typen CNC-apparatuur en snijgereedschappen zijn nodig om ze te bewerken? En wat differentieert tandheelkundige bewerking van het werk dat u elke dag in uw shop doet?

Voor het grootste deel is het een zeer gespecialiseerd proces, met kiosk-achtige bewerkingscentra en "chairside" CAD/CAM-systemen die alles behalve industriëel van aard zijn. Dat gezegd hebbende, blijf lezen, want hoewel u waarschijnlijk nooit een van deze desktop tandheelkundige frezen zult bedienen of getaakt zult worden met het frezen van een nest van kiesvervangingen, is er enige relevante overlap in de snijgereedschappen en materialen die gebruikt worden om deze gespecialiseerde componenten te produceren.

Waarom snijgereedschappen de sleutel zijn voor tandheelkundig frezen

Tandheelkundig frezen is compleet anders dan wat de meeste van ons denken van als bewerking, zegt Kevin Dyer, een applications engineering manager bij OSG USA Inc.

In gesloten-lus bewerkingssystemen, laadt de operator – meestal een tandarts of tandheelkundige technicus – een blank, uploadt een scan van de patiënt zijn tand, en drukt cycle start. Geen voeding en snelheidsveranderingen, geen afzetten van gereedschappen, geen programmeren of optimaliseren van toolpaths.

Dyer merkt op dat de mensen die de apparatuur bedienen geen draaiers zijn, maar veel van de materialen die ze gebruiken zijn dezelfde.

"De tandheelkundige industrie gebruikt kobalt-chroom en titanium, keramieken zoals zirconiumoxide en alumina, en hoogsterkte polymeren zoals PEEK en PMMA," zegt Dyer. "En de snijgereedschappen die nodig zijn om deze materialen te bewerken, verschillen niet van die nodig in de luchtvaart, medische of vorm- en stempelindustrieën."

Jaime Dimayuga, ook een applications engineer bij OSG, wijst snel erop dat veel van deze frezen en booren een proprietaire steel of voorafstelring hebben die ze ongeschikt kan maken voor gebruik in een typische shop's 5-as bewerkingscentrum of multitasking draaibank. Toch zijn veel niet te onderscheiden van de snijgereedschappen die in gereedschapskribbels overal te vinden zijn, met coatings en geometrieën ontworpen om de net beschreven materialen aan te pakken.

"Onze EXOCARB WXL lijn van bolkopfrezen, bijvoorbeeld, doet een geweldige werk op geharde en voor-geharde stalen, terwijl onze EXOCARB Diamond ofwel een DLC (diamant-achtige koolstof) of diamant-geïmpregneerde CVD coating heeft," zegt hij. "Beide zijn ontworpen voor zirconiumoxide en glas-gebaseerde keramieken maar werken even goed in elk hard, abrasief materiaal."

Toegegeven, deze snijgereedschappen worden gebruikt om minuscule kenmerken in vervangende tanden te snijden, dus zijn ze daarom ook even miniscule. Een van de grootste in OSG's tandheelkundige lineup – een EXOCARB WXS -CRE hoekradius frees – top uit op 12 millimeters, met de meeste van de andere gereedschappen in het 2 mm en kleiner bereik. Als u tractordelen bewerkt, moet u waarschijnlijk stoppen met lezen en terug aan het werk. Voor iedereen die kleine details in praktisch elk abrasief, gehard, of anderszins moeilijk materiaal moet snijden, kunnen tandheelkundige gereedschappen wel het juiste ticket zijn.

Wat te overwegen bij het denken over tandarts frees snijgereedschappen

Er is een belangrijke uitzondering op de vorige stelling. Tandheelkundig frezen is een hooggespecialiseerd veld, en veel van de snijgereedschappen die op toegewijde tandheelkundige leverancierswebsites te vinden zijn, zullen simpelweg niet werken op de grotere, algemeen-doel CNC-apparatuur die gebruikelijk is in de meeste machineshops. Voor deze werktuigmachines bent u beter af met het zoeken naar leveranciers van micro frezen en booren, OSG onder hen. Aannemend dat u gereedschappen met de juiste coating en geometrie gebruikt, zullen ze even goed dienen in de zojuist besproken materialen maar hebben stelen die passen in standaard gereedschaphouders.

Guhring Inc. is een andere bron. Brandon Hull, directeur van productmanagement en business development bij het bedrijf, legt uit dat, met uitzondering van proprietaire en voorafstelringen, tandheelkundige gereedschappen niet allemaal zo anders zijn van andere algemeen-doel snijgereedschappen.

"U praat over standaard, hoewel zeer kleine, bolkopfrezen en booren, in staat om in de gaten en kranen van tandheelkundige implantaatsen als EDM-elektroden, elektronische printplaatbewerking, vorm maken, en andere micro-toepassingen te komen," zegt hij.

Zoals OSG, voert Guhring een complete lijn miniatuure frezen, inclusief zijn UNI PRO en GF300 lijn. Diamantcoatings zijn beschikbaar, evenals de uitgebreide bereik en lange nek gereedschappen nodig voor 5-as bewerking en contouring van relatief diepe zakken. En hier weer, bewerking van geharde stalen, superlegeringen of abrasieve materialen zoals zirconiumoxide (of grafiet) is geen probleem.

Bernd Fiedler, Kennametal Inc.'s senior globale productmanager voor massieve frezen, biedt vergelijkbare aanbevelingen. Hij merkt op dat het bedrijf de specialiteitsfrezen die in tandheelkundige freesmachines gebruikt worden niet draagt, maar wel een uitgebreide lineup van miniatuure vierkante, bolkop en uitgebreide bereik frezen aanbiedt die nodig zijn voor micromachining, vorm maken en vergelijkbare toepassingen.

"Veel van deze zijn ontworpen voor legerings- en geharde stalen, maar wij dekken ook roestvrij, non-ferro, inclusief kunststoffen, kobalt-chroom en superlegeringen," zegt hij. "Het is een breed portfolio, met materiaalspecifieke coatings en geometrieën nodig om productiviteit te maximaliseren."

Als met alle freestoepassingen, beveelt Fiedler een hoogwaardige gereedschaphouder aan om runout te minimaliseren, maar voegt toe dat dit nog kritischer is met micro-gesizeerde frezen, waar zelfs een tiende of twee (0,0001" tot 0,0002") te veel kan zijn. Hij suggereert ook dat spindel RPM een beperking kan zijn, vooral met gereedschapsdiameters van 1 mm en kleiner. Voor deze situaties, kan een lucht-aangedreven of elektrische speeder head nodig zijn om de juiste snijsnelheid te bereiken.

"Het is ook belangrijk om op te merken dat niet alle tandheelkundige bewerking in een kantooromgeving gedaan wordt," zegt hij. "Er zijn veel laboratoria en specialiteitsfabrikanten die meer traditionele CNC-apparatuur gebruiken, met de spindelsnelheden en hoog nauwkeurige beweegcontrole die nodig zijn voor dit en andere typen medisch werk. Voor deze shops zijn hoogwaardige snijgereedschappen geproduceerd door een bedrijf dat het volle spectrum van metaalverwijderingsoperaties dekt, waarschijnlijk de beste oplossing, in plaats van de tandheelkundige tooling ontworpen voor toegewijde maar lichte apparatuur."

Hoe gaat u om met het snijden van kleine details in moeilijk materiaal? Welke unieke oplossingen heeft u gevonden?