Verbundprojekt: Automatisierte Produktion Ceramischer Zahnkronen durch Regelung und Optische Überwachung des Wasserstrahlfräsprozesses mit verschränkten und nicht verschränkten Photonen im Nahinfrarot (CROWN)
Funding Agency: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
FKZ: : 13N17470
Kurzbeschreibung:
Motivation:
Weltweit werden als Ersatz für defekte oder verlorene Zähne jährlich 23 Mio. Zahnkronen eingesetzt. Hochwertige, langlebige und ästhetische Keramikkronen kosten bis zu 1500 US$ und sind daher für viele Patienten unerschwinglich. Alternativ werden kostengünstige aus Metall oder Kunststoff gefertigte Produkte aus Fernost eingesetzt, zum Nachteil der Patienten sowie der deutschen und europäischen Anbieter hochwertiger Produkte. Grund für den hohen Preis keramischer Kronen ist eine mehrgliedrige Prozesskette aus einzelnen teils händischen Prozessschritten.
Ziele und Vorgehen:
Ziel des Verbundprojekts CROWN ist die Entwicklung eines Bearbeitungsverfahrens, das alle Prozessschritte zur Fertigung hochwertiger Keramikkronen aus endverfestigter Keramik automatisch auf einer Anlage umsetzt. Hierzu wird ein abrasives Wasserstrahlfräsverfahren realisiert und über ein neuartiges hybrides optisches Sensorkonzept geregelt. Dabei vermisst ein NIR-OCT-Sensor inline die Oberfläche der bearbeiteten Keramik. Ein zweiter Quanten-OCT-Sensor weist mit verschränkten MIR-NIR-Photonen unter der Oberfläche liegende Defekte nach.
Innovationen und Perspektiven:
Durch die Direktbearbeitung lassen sich die Kosten für eine hochwertige Keramikkrone um 98% auf 30 US$ reduzieren. Dies würde die flächendeckende Versorgung der europäischen Bevölkerung mit hochwertigem Zahnersatz sicherstellen. Die HydroMill GmbH könnte sich mit diesem Alleinstellungsmerkmal auf dem europäischen Markt der Dentalfräsmaschinen von 750 Mio. € die Technologieführerschaft sichern. Die starke Kostenreduktion hätte mittelfristig eine Rückverlagerung der Produktion von Zahnkronen aus Niedriglohnländern nach Europa zur Folge
Oberfläche einer Zahnkrone, die mit dem Wasserstrahlfräsverfahren aus einer endverfestigten Keramik hergestellt wurde. © Hydromill GmbH, Aachen
Düse für das Wasserstrahlfräsverfahren während der Oberflächenbearbeitung. © Hydromill GmbH, Aachen
Projektpartner
Beginn: Januar 2026
Ende: Dezember 2028