Een dentale freesmachine wordt normaal gebruikt voor het frezen van kronen, bruggen en andere tandheelkundige restauraties. Bij de TU Delft krijgt dezelfde technologie een bijzondere nieuwe toepassing. Prof. dr. ir. Erik Schlangen, hoogleraar Experimental Micromechanics aan de TU Delft, gebruikt de freesmachine voor materiaalonderzoek naar kleine, nauwkeurige proefstukjes van cementpasta, zand en steen.
De vraag van TU Delft was allesbehalve standaard. Toch sluit dit goed aan bij waar wij dagelijks mee bezig zijn: klanten helpen om een digitale oplossing te kiezen die past bij hun toepassing, workflow en toekomstplannen.
Samen met TU Delft onderzochten wij hoe een dentale freesoplossing buiten de tandheelkunde kon worden ingezet. Het resultaat: een werkende freesstrategie, een geïnstalleerde Roland DGShape DWX-52Di Plus en een onderzoeksteam dat inmiddels de eerste proefstukjes heeft gemaakt.
Van tandartspraktijk naar TU Delft-laboratorium
Soms ontstaat innovatie op een onverwachte plek. Voor prof. dr. ir. Erik Schlangen begon het idee tijdens een bezoek aan zijn eigen tandarts.
Daar zag hij een freesmachine voor het maken van kronen. De precisie van deze dentale technologie bracht hem op een gedachte: zou zo’n machine ook bruikbaar zijn voor wetenschappelijk materiaalonderzoek?
Binnen het onderzoek van TU Delft zijn zeer kleine en nauwkeurige proefstukjes nodig. Het onderzoek richt zich onder meer op de hechting tussen stenen, zand en cementlijm. Om die hechting goed te meten, zijn proefstukken op micrometer formaat nodig.
Daarmee ontstond een vraag die past bij de kracht van digitale tandheelkunde: hoe frees je extreem kleine proefstukjes met voldoende controle, herhaalbaarheid en precisie?
Een bijzondere vraag voor ons team
De vraag van TU Delft was duidelijk, maar technisch uitdagend: kan een dentale freesmachine worden gebruikt om kleine, nauwkeurige proefstukjes te maken van materialen zoals steen, zand en cementlijm?
Voor ons was dit precies het type vraag waarbij technische kennis en meedenken samenkomen. Niet alleen de machine was belangrijk, maar vooral ook de inrichting van het proces.
De uitdaging zat onder andere in:
- de kleine afmetingen van de proefstukjes;
- de speciale vorm van het materiaal;
- de juiste positionering in de freesmachine;
- het verschil in hardheid tussen de materialen;
- de keuze van de juiste freesstrategie;
- de behoefte aan een reproduceerbaar proces.
Samen met TU Delft onderzochten we welke aanpak nodig was om de materialen nauwkeurig te frezen. Door de toepassing eerst uit te proberen, konden we laten zien dat deze bijzondere frees workflow technisch haalbaar was.
Samen zoeken naar de juiste freesstrategie
Voordat TU Delft de machine aanschafte, onderzochten wij de toepassing eerst uitgebreid. We testten in huis hoe de materialen zich gedroegen tijdens het frezen en welke instellingen nodig waren voor een goed resultaat.
Daarbij waren drie punten extra belangrijk.
Ten eerste moest de oriëntatie van het blokje kloppen. Bij zulke kleine proefstukken heeft plaatsing direct invloed op het eindresultaat.
Ten tweede vroeg het verschil in hardheid om een zorgvuldige freesaanpak. Steen, zand en cementpasta gedragen zich anders dan materialen die normaal in een tandheelkundige CAD/CAM-workflow worden gebruikt. De snelheid en freesstrategie moesten daarom zorgvuldig worden afgestemd.
Ten derde moest het materiaal steeds op dezelfde manier in de machine worden geplaatst. Voor wetenschappelijk onderzoek is herhaalbaarheid essentieel. Alleen wanneer proefstukken consequent worden gemaakt, kunnen metingen betrouwbaar worden uitgevoerd.
In nauwe samenwerking met prof. Schlangen en zijn team bekeken we stap voor stap wat technisch mogelijk was. Na meerdere tests bleek de gewenste toepassing haalbaar.
Meer dan een dentale toepassing
Na de succesvolle testfase koos TU Delft voor een Roland DGShape DWX-52Di Plus met MillBox software via Dentalhouse. Inmiddels zijn de eerste proefstukjes succesvol geproduceerd en wordt de freesmachine actief ingezet binnen het onderzoek.
Voor ons laat deze samenwerking zien dat digitale dentale technologie veel breder toepasbaar is dan alleen binnen de tandheelkunde. Door samen te werken, mee te denken en oplossingen af te stemmen op een specifieke vraag, kunnen bestaande technieken ook in andere vakgebieden een waardevolle bijdrage leveren.
Wij kijken met interesse uit naar de verdere ontwikkelingen van het onderzoek en zijn trots dat wij hier met onze kennis en ervaring een bijdrage aan mogen leveren.
Dentale freesmachine helpt TU Delft bij precisie onderzoek