CROWN
Automatisierte Produktion Ceramischer Zahnkronen durch Regelung und Optische Überwachung des Wasserstrahlfräsprozesses mit verschränkten und nicht verschränkten Photonen im Nahinfrarot
Thema Photonik für die Produktion
Fördermaßnahme Photonik für die digitalisierte und automatisierte Produktion
Projektlaufzeit 01.01.2026 - 31.12.2028
Projektvolumen 3593375
Förderquote zu 79,7 % durch das BMFTR gefördert
Oberfläche einer Zahnkrone, die mit dem Wasserstrahlfräsverfahren aus einer endverfestigten Keramik hergestellt wurde.
Beschreibung
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 MIRNIR-Photonen unter der Oberfläche liegende Defekte nach.
Innovation und Perspektiven
Durch die Direktbearbeitung lassen sich die Kosten für eine hochwertige Keramikkrone von 350 US$ 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.
Koordinierender Projektpartner
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Fionec GmbH - Aachen
Nordrhein-Westfalen
Dr. Frank Depiereux
E-Mail: f.depiereux@fionec.de
Projektpartner
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Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz- Institut für Höchstfrequenztechnik - Berlin
Berlin
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Eagleyard Photonics GmbH - Berlin
Berlin
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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) - Aachen
Nordrhein-Westfalen
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ModuleWorks GmbH - Aachen
Nordrhein-Westfalen
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HydroMill GmbH - Aachen
Nordrhein-Westfalen