Die Erfindung betrifft eine Kartusche für einen 3D-Drucker, ein Stützmaterial für den 3D-Druck von Dentalteilen aus Kompositmaterial, sowie ein Verfahren zum Aushärten von Kompositmaterial und ein Verfahren zur generativen Herstellung von Zahnersatzteilen .

Mit 3D-Druck werden allgemein alle Herstellungsverfahren bezeichnet, welche ein Bauteil durch schichtweises Aneinanderfügen von Materialportionen aufbauen. Es sind heute viel unterschiedliche 3D-Druckverfahren bekannt. Einige Verfahren verwenden Licht oder Laser, um geometrische Strukturen aus einem photosensitiven Harz zu verfestigen. Dazu gehören z.B. die Stereolithographie (STL) oder das Direct Light Processing (DLP) .

Die Verwendung von Druckköpfen, wie sie ähnlich im konventionellen Tintenstrahldruck eingesetzt werden, ist bekannt. Dabei werden photosensitive und niedrigviskose Flüssigkeiten als Tröpf ^¬ chen schichtweise abgelegt und mittels Bestrahlung ausgehärtet. Die Verfahren werden z.B. je nach Equipment des Herstellers als Multi Jet Modelling (MJM) oder Polyjet Printing (PJP) bezeichnet .

In einer Abwandlung davon kann eine photosensitive Flüssigkeit (Tinte, Binder) in ein Pulverbett gespritzt werden, um Pulverpartikel gezielt zu verkleben und schichtweise zu einem Bauteil zu verbinden. Ein Beispiel dafür ist das sogenannte ColorJet Printing (CJP) . Entweder ist der Binder selbst eingefärbt oder Binder und Farbpigmente werden mittels unterschiedlicher Düsen abgelegt. In anderen Verfahren wird eine viskose Flüssigkeit als Strang extrudiert und dieser Schichtweise auf eine Bauplattform deponiert. Bei dem eingesetzten Material kann es sich um ein ge- schmolzenes polymerbasiertes Material handeln oder um eine Paste aus einer Flüssigkeit/Harz-Feststoff Mischung. Die Aushärtung des Bauteils kann bei der Verwendung von Thermoplasten durch Phasenumwandlung (Erstarren) oder bei der Verwendung von Harzsystemen durch Bestrahlung mit Photoinitiatoren erfolgen. Beispiele sind das Fused Deposition Modelling (FDM) oder 3D Plot- ting .

Die Oberflächenrauhigkeit ist als Folge der Schichtung je nach dem verwendeten Verfahren sehr unterschiedlich. Die meisten Verfahren verlangen eine Nachbehandlung, wie z.B. das Entfernen von Hilfsmaterial/Stützmaterial. Abhängig von der Qualität des

Hilfsmaterials kann dieses durch Ausschmelzen, mechanisches Ab ^¬ brechen oder Strahlen oder durch Lösen in einem Bad erfolgen. Andere mögliche Nachbehandlungen sind bei photosensitiven Harzen eine Nachhärtung mit Licht und/oder Wärme, Harzinfusion zum Schliessen von Stufen, oder Lackieren.

Für dentale Anwendungen werden heute bereits verschieden Verfahren eingesetzt, z.B. SLM für Metallgerüste von herausnehmbaren Prothesen, MJM für Modelle und Bohrschablonen und STL für Provisorien .

Nachteilig an den vorgängig beschriebenen Verfahren ist jedoch, dass es bisher nicht gelungen ist, Zahnersatzteile wie z.B.

Brücken, Kronen, Inlays, Onlays, Veneers mit 3D-Druck Verfahren herzustellen, welche die in gängigen Normen geforderten physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften erfüllen. Des Weiteren sind auch ästhetische Aspekte damit bislang nicht ver ^¬ wirklicht .

Die gewünschte Ästhetik verlangt zudem häufig den Einsatz von mehreren Farben in einem Bauteil, wodurch die heute bekannten Verfahren mit einem monomeren Ausgangsmaterial ausscheiden. Um die notwendige Festigkeit und Steifigkeit für die Aufnahme von auftretenden Kaukräften, für eine ausreichende Abrasionsbeständigkeit und für eine vernünftige Lebensdauer des Zahnersatzes zu erfüllen, müssen verstärkte Polymere, auch bekannt als Komposi- te, eingesetzt werden.

EP 1 240 878 Bl beschreibt die Verwendung von Kunststoffmaterial im 3D-Druck von Zahnersatzteilen. Ein vermindertes Verstopfen einer Düse in einer Düsenanordnung wird durch eine Blende erreicht, welche die Düse vor Licht der Aushärtungswellenlänge ab ^¬ schirmt. Des Weiteren ist die Verwendung eines polymerisierbaren Kunststoffes offenbart, welcher eine solche Viskosität aufweist, dass die Verarbeitung des Kunststoffes mit der Düsenanordnung in unpolymerisiertem Zustand erfolgen kann.

EP 1 243 231 Bl offenbart ein Verfahren, in welchem hochviskose bzw. gefüllte Ausgangsmaterialien in 3D-Druckverfahren eingesetzt werden. Die Ablage von Mikrosträngen oder Mikrotropfen ist damit möglich. Die Verstärkungen in Form von Fasern oder Partikeln führen im Allgemeinen dazu, dass solche Komposite eine hohe Viskosität aufweisen. Dies führt jedoch zu vergleichsweise hohen Auspressdrücken der Kartuschen und Düsen und zu einem Verstopfen der Düse durch die Verstärkungen. Ein zuverlässiges und kostengünstiges Drucken von Zahnersatzteilen ist daher mit den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren nicht möglich. Das Austauschen des Druckkopfes bzw. der Düse des Druckkopfes bedeu ^¬ tet zudem einen erheblichen Kostenfaktor.

US 2010/140850 AI offenbart eine Zusammensetzung für SFF (solid freeform fabrication) umfassend eine aushärtbare Komponente mit einer monofunktionalen Methacrylat-Gruppe, einen Photoinitiator und einen schwefelhaltigen Zusatz. US 2002/167100 AI offenbart ein Verfahren für die Herstellung von Dentalteilen, welches das Auftragen eines Materials auf eine feste Auflage oder ein flüssiges Medium mit einem schichtweisen 3D-Auftragsverfahren umfasst.

US 2014/167300 AI offenbart mit Licht aushärtbare Zusammenset ^¬ zungen für künstliche Zähne und die Basis von Zahnprothesen mit lichtaushärtbaren organischen Komponenten, einem oberflächenmodifizierten anorganischen Füllstoff, einem Photoinitiator, Farbstoff und Stabilisierer.

WO 2005/084581 AI offenbart eine medizinische 3D-Struktur aus einem biokompatiblen, biologisch abbaubaren Harz und ein Verfahren für die Herstellung. Letzteres umfasst das Füllen einer Spritze mit einem Granulat eines biokompatiblen, biologisch abbaubaren Harzes, Schmelzen des Harzes und Formen von 2D-Lagen durch Ablage durch eine Düse. Mehrere 2D-Lagen bilden eine 3D- Struktur .

WO 01/78968 AI offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten. Die Vorrichtung weist einen Behälter für ein Medium und einen dreidimensional positionierbaren Dispenser zur Abgabe eines Materials in das Medium auf. Die Abgabe des Materials in das Medium führt zur Ausbildung fester Strukturen. Die Abgabe des Materials durch Bewegen des Dispensers in XYZ-Richtung auf eine Plattform unterhalb der Füllhöhe des ersten Materials in dem Behälter führt zur Ausbil ^¬ dung dreidimensionaler Objekte.

WO 2012/070052 AI offenbart ein Verfahren zur additiven Herstellung eines 3D-Gegenstands . Das Verfahren umfasst das nacheinan ^¬ der Bilden von mehreren Schichten zu einem Muster, welches der Form des zu bildenden Gegenstands entspricht. Die Schichten wer ^¬ den durch Ablegen mindestens eines Modellmaterials gebildet und durch Strahlung ausgehärtet.

WO 2015/017421 A2 offenbart ein Verfahren umfassend Bereitstel ^¬ len eines Trägermaterials, in welchem eine Struktur hergestellt wird, Ablegen eines Strukturmaterials in das Trägermaterial zum Herstellen der Struktur und Entfernen des Trägermaterials zur Freigabe der hergestellten Struktur.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kartusche für einen 3D-Drucker bereitzustellen, welche den 3D-Druck von Zahnersatzteilen ermöglicht und dabei praktische und ästhetische Vorteile realisiert. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen das Bereitstellen i) eines Stützmaterials für die Lichtpolymerisation eines Kompositmaterials, ii) eines Verfahrens zur Aushärtung von Kompositmaterial und iii) eines Verfahrens zur generativen Herstellung von Zahnersatzteilen.

Die Erfindung betrifft eine Kartusche für einen 3D-Drucker, wobei die Kartusche eine Düse aufweist oder derart ausgebildet ist, dass eine vordefinierte Düse ausbildbar ist, und wobei die Kartusche ein dentales Kompositmaterial enthält. Das Kopmposit- material umfasst eine aushärtbare, insbesondere lichtaushärtba- re, Matrix, und nur Füllstoffe mit einer maximalen Partikelgrös ^¬ se von < 5 ym. Das dentale Kompositmaterial weist im nicht- ausgehärtetem Zustand eine Viskosität im Bereich von 1 - 10 ^λ 000 Pa*s, bevorzugt von 10 - 2000 Pa*s, besonders bevorzugt 50 - 800 Pa*s auf, insbesondere gemäss Bestimmung der Viskosität im Rheo- meter wie nachstehend in den Ausführungsbeispielen erläutert. Auf diese Weise wird ein Verstopfen der Düse beim 3D-Drucken weitestgehend ausgeschlossen, was ein kontinuierliches 3D- Drucken ermöglicht. Ein Pausieren oder Stoppen des Druckprozesses zum Befreien der Düse von Verstopfungen ist somit nicht erforderlich. Die erfindungsgemässe Kartusche ermöglicht ein effi ^¬ zientes und zügiges 3D-Drucken von Zahnersatzteilen. Diese Zahnersatzteile können provisorische oder finale Zahnersatzteile darstellen. Die erfindungsgemässe Kartusche ermöglicht ein kos ^¬ tengünstiges Drucken durch einen Zahnarzt (chair side) innerhalb kurzer Zeit, so dass ein Patient in einer Konsultation komplett versorgt werden kann.

Die Kartusche kann ein Grössenverhältnis des Düsendurchmessers der Kartusche zur grössten Partikelgrösse des Kompositmaterials von 10:1, bevorzugt 30:1, besonders bevorzugt 50:1, aufweisen. Der Düsendurchmesser kann dabei im Bereich von 50 bis 300 ym, bevorzugt 100 bis 250 ym, besonders bevorzugt 150 bis 200 ym, liegen. Durch das entsprechend gewählte Verhältnis aus Düsen ^¬ durchmesser der Kartusche zur grössten Partikelgrösse des Kompo ^¬ sitmaterials wird ein Verstopfen und damit ein Abbrechen bzw. Unterbrechen des 3D-Drucks verhindert.

Die Kartusche kann des Weiteren derart ausgestaltet sein, dass sie eine Menge eines Kompositmaterials enthält, welche im We ^¬ sentlichen für eine Anwendung ausreicht (single dose) . Dies hat den Vorteil, dass für jeden neuen Bauauftrag und für jede Mate ^¬ rialkomponente eine neue und saubere Düse verwendet wird. Auf diese Weise wird die Prozessstabilität verbessert. Es findet keine Materialverschleppung statt. Eine Reinigung nach dem Ab- schluss des Bauauftrages ist nicht notwendig. Entsprechend sam ^¬ meln sich keine Kompositmaterialreste an Stellen, welche auf ^¬ grund des Umgebungslichts aushärten könnten und den Druckprozess bei einem nächsten Auftrag stören könnten. Die Füllmenge der Kartusche kann bevorzugt in einem Bereich von 0.5 Gramm bis 4 Gramm liegen, beispielsweise bei 1.5 Gramm. Bei der Herstellung von Zahnersatzteilen mittels 3D-Druck aus mehre ren Materialien kann die Menge für die einzelnen Materialien ge gebenenfalls entsprechend geringer sein.

Die Kartusche und/oder der Reservoirbereich kann/können aus ver schiedenen Materialien hergestellt und auf verschiedene Arten gefertigt werden. Dabei können die Materialien ausgewählt sein aus der Gruppe Metall, Kunststoff und Kombinationen von Metall und Kunststoff.

Bevorzugte Metalle sind rostfreier Stahl, Aluminium, oder Titan Diese weisen die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit auf, reagieren nicht mit dem Kompositmaterial, sind lichtdicht und lassen sich mit fachüblichen Mitteln und Verfahren einfach in die gewünschte geometrische Form bringen.

Die Kartusche kann zusätzlich an den Innenseiten (des Reservoirs/Reservoir-Bereichs) , welche in Kontakt mit dem Kompositma terial stehen, beschichtet sein. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise Kunststoff oder Keramik enthalten oder daraus bestehen. Derart können bestimmte Eigenschaften wie beispielsweise das Gleitverhalten vorteilhaft beeinflusst und ein ^¬ gestellt werden.

Bevorzugte Kunststoffe sind thermoplastische Materialien, insbe sondere Polypropylen (PP) , Polybutylenterephthalat (PBT) , Poly ^¬ amid (PA), Polyphthalamide (PPA) , Polysulfon (PSUP) , Polypheny- lensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK) .

Eine Kartusche aus Kunststoff ist kostengünstig in den benötig ^¬ ten Stückzahlen herstellbar. Die Sauerstoffdurchlässigkeit der Kartusche aus Kunststoff wirkt sich positiv auf die Haltbarkeit des Kompositmaterials aus. Die mechanische Stabilität der Kartu ^¬ sche aus Kunststoff ist ausreichend und kann mit Füllstoffen noch weiter optimiert werden. Die Lichtdichtigkeit der Kartusche aus Kunststoff kann durch die Zugabe von Farbpigmenten zum

Kunststoff bei der Herstellung der Kartusche erreicht werden.

Eine Kartusche aus einer Kombination von Metall und Kunststoff ist vorteilhaft, weil eine feine und robuste Düse ausgestaltet werden kann. Dazu wird bevorzugt eine zylindrische oder konifi- zierte Metall-Kanüle als Düse an einer Kunststoffkartusche ange ^¬ bracht. Dies kann beispielsweise durch Umspritzen der Metall- Kanüle oder durch Einsetzen, insbesondere Einpressen, Einzementieren oder Einschweissen, der Metall-Kanüle erfolgen.

Die Kartusche kann weiter einen Kolben zum Verdrängen des Kompositmaterials durch die Düse aus der Kartusche aufweisen. Auf diese Weise kann das Kompositmaterial anforderungsgemäss aus der Kartusche verdrängt und an einer Zielstelle abgelegt werden.

Bevorzugt sind die Geometrien der Kartusche und der Düse derart ausgestaltet, dass ein strömungstechnisch optimierter Material- fluss des Kompositmaterials beim Druckvorgang erzielt wird. Auf diese Weise wird ein hoher Materialfluss bei geringem Auspress ^¬ druck erzielt. Die Durchflussrate konnte mit einer konischen Dü ^¬ se um den Faktor 30-50 erhöht werden. Ein typischer Wert für die Durchflussrate mit konischer Düse mit einem Enddurchmesser von 0.160 mm ist 0.05 g/min, bei 5 bar Extrusionsdruck und 23°C.

Besonders bevorzugt ist die Düse über einen weiten Bereich, in ^¬ besondere über ihre im Wesentlichen gesamte Länge konisch ausge ^¬ staltet; lediglich ein Endbereich vor dem Austritt ist zylindrisch ausgestaltet. Die zylindrische Ausgestaltung im Endbereich dient insbesondere dem Einstellen eines definierten Strangdurchmessers. Bevorzugt hat der zylindrische Endbereich der Düse eine Länge vom 1 bis 30fachen, vorzugsweise vom 3 bis lOfachen des Innen-Düsendurchmessers am Austritt. Aufgrund der feinen Ausge ^¬ staltung der Düse kann diese bevorzugt mit einer abziehbaren Kappe versehen sein. Die abziehbare Kappe schützt die Düse gegen Deformationen .

Die Kartusche kann eine Positioniereinrichtung aufweisen, welche eine definierte und reproduzierbare Aufnahme der Kartusche in einem 3D-Drucker gewährleistet. Eine definierte Aufnahme ist insbesondere bei der Verwendung mehrerer Kartuschen unterschiedlichen Inhalts bei der Herstellung eines Zahnersatzteils von Nutzen, um einen unerwünschten Versatz zwischen den Materialien zu vermeiden. Die Positioniereinrichtung kann z.B. durch ein konisches oder kegelstumpfförmiges Zentrierelement gebildet wer ^¬ den, welches um die Düse herum angeordnet ist. Die Positionier ^¬ einrichtung kann ferner einen Anschlag zur Gewährleistung einer definierten Position des Düsenauslasses entlang der Düsenlängsachse aufweisen. Ein zur Aufnahme der Kartusche vorgesehener Druckkopf eines 3D-Druckers kann eine zum Positionierelement korrespondierende Gegen-Positioniereinrichtung aufweisen.

Ebenso kann die Kartusche ein Sieb aufweisen, welches vor dem Austritt der Düse angeordnet ist. Wird das Kompositmaterial aus der Kartusche verdrängt, so wird dieses durch das Sieb hindurch ^¬ geleitet. Dabei ist das Sieb im Inneren der Kartusche angeord ^¬ net, um das Kompositmaterial vor dem Erreichen der Düse zu fil ^¬ tern. Auf diese Weise werden Agglomerate von FüllstoffPartikeln, die sich in der Kartusche gebildet haben können, von der Düse ferngehalten und ein Verstopfen der Düse verhindert. Das Sieb kann eine Porengrösse im Bereich von 5 bis 1000 ym, bevorzugt 10 bis 500 ym, besonders bevorzugt 20 bis 100 ym aufweisen. So kann das System aus Durchmesser der Düsenöffnung, maximaler Partikelgrösse der Füllstoffe und Porengrösse des Siebs derart einge ^¬ stellt werden, dass ein effizientes 3D-Drucken von Zahnersatzteilen ermöglicht ist.

Des Weiteren kann die Kartusche eine Abdeckung aufweisen, welche allgemein den Inhalt der Kartusche vor der Umgebung schützt. Insbesondere kann mittels einer solchen Abdeckung ein ungewoll ^¬ tes Betätigen des Kolbens zum Verdrängen des Kompositmaterials ausgeschlossen werden.

Die Kartusche kann derart ausgestaltet sein, dass eine Düse durch Anschneiden oder durch Punktieren, insbesondere mittels eines Lasers, ausbildbar ist. Derart wird eine Düse bzw. eine Düsenöffnung mit einer anforderungsgemäss definierten Grösse zur Verfügung gestellt.

Die Kartusche kann weiterhin mindestens ein Dichtelement aufwei ^¬ sen. Dabei ist das Dichtelement derart ausgestaltet, dass die Kartusche gegenüber einem an der Kartusche anordenbaren Presselement zum Verdrängen des Kompositmaterials abdichtbar ist. Ein derartiges Presselement kann zum Einwirken auf den Kolben ausgestaltet sein. Insbesondere kann das Presselement ein mit Pressluft betriebenes, hydraulisches oder ein mechanisches Pres ^¬ selement sein, welches an der Kartusche anordenbar ist. Das Dichtelement kann eine Dichtung in Form eines O-Rings, bei ^¬ spielsweise aus einem deformierbaren Material, sein. Ebenso kann eine Dichtwirkung durch eine Kerbe auf der Kartusche erzielt werden. Hierbei ist das Material des Pressstempels im Vergleich zum Material der Kartusche härter, wodurch eine Kerbe und damit eine Dichtwirkung an der Kartusche erzielt wird. Prinzipiell sind auch umgekehrte Materialeigenschaften denkbar, jedoch weniger bevorzugt. Das mindestens eine Dichtelement kann an einem äusseren Bereich der Kartusche bevorzugt auf einer oberen Abdeckung angeordnet sein. Alternativ kann es in einem inneren Bereich der Kartusche oberhalb des Presselements, welches an einen Reservoirbereich angrenzt, angeordnet sein. Dabei enthält der Reservoirbereich das Kompositmaterial. Auf diese Weise wird ein effizientes Ab ^¬ dichten des inneren Bereichs der Kartusche gegenüber der Umgebung erreicht und damit ein kontrolliertes Ablegen von Komposit ^¬ material aus der Kartusche durch die Düse hindurch ermöglicht.

Die Kartusche umfasst eine das Reservoir vollständig umlaufende Wand. Im Betriebszustand kann die Düse bzw. die Düsenöffnung un ^¬ terhalb der Wand des Reservoirs angeordnet sein. Die umlaufende Wand bildet so eine Aufnahme für den Kolben. Die Wand kann zy ^¬ lindrisch ausgestaltet sein. Alternativ kann die Wand einen Sockel, beispielsweise zur Aufnahme eines Dichtelements, insbeson ^¬ dere eines O-Rings, aufweisen. Prinzipiell kann das Dichtelement auch ohne einen Sockel in einem Innenbereich, beispielsweise in einem im Betriebszustand oberen Bereich der Kartusche oder in einem Bereich der oberen Begrenzung der Kartusche angeordnet sein. Die Wand der Kartusche kann auch zwei funktionell unter ^¬ schiedliche Bereiche aufweisen. Ein erster Bereich ist dabei zur Aufnahme des Presselements, insbesondere eines Pressluftstut ^¬ zens, zum Bewegen des Kolbens und zur Aufnahme des Dichtelements ausgestaltet. Der zweite Bereich bildet dabei zumindest teilwei ^¬ se das Reservoir zur Aufnahme des Kompositmaterials und des Kol ^¬ bens. Auf diese Weise kann im Betriebszustand eine vorteilhafte Dichtwirkung der Kartusche gegenüber der Umgebung erreicht werden .

Die Kartusche und das mindestens eine Dichtelement sind mittels Koextrusion oder mittels Tiefzieh-Verfahren herstellbar. Alter- nativ kann das mindestens eine Dichtelement auch durch Ansprit ^¬ zen an die vorgefertigte Kartusche hergestellt werden.

Die Kartusche kann derart ausgestaltet sein, dass die Kartusche formschlüssig in oder an einer korrespondierenden Einheit eines 3D-Drucker positionierbar ist. Dies kann vorzugsweise über eine Indexierung in Form einer Aussparung oder eines Vorsprungs erreicht werden, wobei an dem 3D-Drucker eine im Wesentlichen formkomplementäre Aussparung oder Vorsprung vorhanden ist. Derart ist eine Fehlverwendung im Sinne eines Einlegens und Verwen- dens einer nicht geeigneten Kartusche ausgeschlossen.

Die Kartusche kann eine Wärmeleitfähigkeit von 0.1 bis 400 W/mK, bevorzugt 0.2 bis 250 W/mK, besonders bevorzugt 70 bis 250 W/mk aufweisen. Auf diese Weise kann ein effizienter Wärmeeintrag von einer Heizeinheit auf die Kartusche erfolgen, welche in oder an der zu der Kartusche korrespondierenden Einheit des 3D-Drucker angeordnet ist. Mittels des Wärmeeintrags können die Fliessei ^¬ genschaften des Kompositmaterials in der Kartusche optimal bzw. anforderungsgemäss eingestellt werden. Die Verarbeitung des Kom ^¬ positmaterials sowie optional weiterer Materialien, wie eines Stützmaterials und/oder eines Trennmaterials wie nachfolgend be ^¬ schrieben bei einer definierten Temperatur, bevorzugt einer mittels Heizeinheit eingestellten definierten Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, gewährleistet ferner definierte und re ^¬ produzierbare Eigenschaften der jeweiligen Materialien.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Stützmaterial für den 3D-Druck von Dentalteilen aus Kompositmaterial wie vorgängig erläutert. Das Stützmaterial kann derart ausgestaltet sein, dass es im Wesentlichen Sauerstoff-undurchlässig und insbesondere bi ^¬ okompatibel ist. Unter biokompatibel wird hier und im Folgenden die Eigenschaft verstanden, dass ein Material keinen negativen Einfluss auf Lebewesen in seiner Umgebung nach ISO 10993 1- 20:2009 hat. Auf diese Weise kann das Stützmaterial im 3D-Druck bei der Herstellung von insbesondere medizinischen und zahnmedizinischen Ersatzteilen im 3D-Druck eingesetzt werden. Aufgrund der Sauerstoff-Undurchlässigkeit wird abgelegtes Kompositmateri ^¬ al, welchem das erfindungsgemässe Stützmaterial aufgelagert ist, vom Umgebungssauerstoff abgeschirmt.

Das Stützmaterial kann alternativ oder zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Undurchlässigkeit für Sauerstoff im Wesentlichen durchlässig für elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbe ^¬ reich von 100 bis 1000 nm, bevorzugt 200 bis 800 nm, besonders bevorzugt 300 bis 500 nm, sein. Auf diese Weise kann eine Aus ^¬ härtung des Kompositmaterials durch eine oder mehrere aufgela ^¬ gerte Schichten des Stützmaterials erfolgen. Die vorgängig erläuterte Sauerstoff-Undurchlässigkeit des Stützmaterial ermög ^¬ licht zudem, dass die äusserste Schicht des Kompositmaterials ausgehärtet werden kann, wenn dieser Stützmaterial aufgelagert ist, da das Kompositmaterial nicht im Kontakt mit Umgebungssau ^¬ erstoff steht.

Das Stützmaterial kann derart ausgestaltet sein, dass es nicht mit dem eigesetzten Kompositmaterial reagiert. Um also eine op ^¬ timale Ablösbarkeit zu gewährleisten, ist das Stützmaterial der ^¬ art ausgestaltet, dass das Stützmaterial keine irreversible che ^¬ mische Bindungen mit dem Kompositmaterial ausbilden kann.

Das Stützmaterial kann derart ausgestaltet sein, dass es nach der Aushärtung elastisch verformbar ist. Dies kann über eine geringere Vernetzungsdichte im Vergleich zum Kompositmaterial er ^¬ reicht werden. Das Stützmaterial ist derart ausgestaltet, dass es sich nicht mit dem Kompositmaterial verbindet und im Wesentlichen nicht da ^¬ ran anhaftet.

Das Stützmaterial kann nicht aushärtbar oder aushärtbar sein. Ein nicht aushärtbares Stützmaterial ist bevorzugt eine stand ^¬ feste, thixotrope Paste, beispielsweise ein Gel aus Glycerin und pyrogener Kieselsäure; oder ein im geschmolzenen Zustand auftragbares, thermoplastisches Elastomer mit einem Schmelzpunkt < 150°C, bevorzugt < 120°, besonders bevorzugt <90°C.

Bevorzugte thermoplastische Elastomere sind thermoplastische Co- polyamide (TPA) , thermoplastische Polyesterelastomere (TPE) , thermoplastische Polyurethane (TPU) , Copolyamide (CoPA) , Copoly- ester-Elastomere (CoPE) , Polyvinylalkohol (PVOH) .

Aushärtbares Stützmaterial weist ein feuchtehärtendes Material, beispielsweise Silikone, oder ein mit Strahlung/Licht, bevorzugt im UV-Bereich, aushärtbares Material auf. Dabei kann das Stütz ^¬ material derart ausgestaltet sein, dass es mit der gleichen Wel ^¬ lenlänge wie das Kompositmaterial aushärtbar ist. Bevorzugte aushärtbare Materialien des Stützmaterials basieren auf Siliko ^¬ nen, Urethanen, Acrylaten.

Das Stützmaterial kann nach der Verwendung beim Drucken je nach verwendetem Stützmaterial entfernt werden. Abwaschbar sind bei ^¬ spielsweise Stützmaterialien aus wasserlöslichen, standfesten Pasten, wie z.B. Gelen aus Glycerin und pyrogener Kieselsäure.

Stützmaterial basierend auf thermoplastischen Elastomeren oder schwach vernetzten Materialien kann zum Entfernen in einem geeigneten polaren oder apolaren Lösungsmittel aufgelöst werden. Es ist jedoch auch möglich, dass das Stützmaterial lediglich im Lösungsmittel quillt; es kann dann anschliessend mit geringem Aufwand manuell entfernt werden, insbesondere durch Abschälen.

Es ist ebenfalls möglich, dass insbesondere elastisches und/oder bröseliges Stützmaterial mechanisch unter geringem Kraftaufwand und somit schonend entfernt wird, insbesondere durch Abschälen.

Kombinationen der vorgenannten Möglichkeiten zum Entfernen des Stützmaterials können eingesetzt werden. Mit den vorgängig be ^¬ schriebenen Möglichkeiten der Entfernung des Stützmaterials vom Kompositmaterial wird das gedruckte Kompositmaterial nicht ver ^¬ ändert oder zerstört.

Besonders vorteilhaft ist das Stützmaterial gefärbt, um eine einfache visuelle Kontrolle einer vollständigen Entfernung zu gewährleisten. Ein Anwender erkennt, wenn das Stützmaterial nicht vollständig entfernt wurde, da das verbliebene Stützmate ^¬ rial visuell auffällt.

Das Stützmaterial kann ausgewählt sein aus der Listebestehend aus Polystyrol; Polyphenylsulfon; Wachs; wasserlösliche Polyme ^¬ re, insbesondere Acrylat-Copolymere oder Polyvinylalkohole ;

weichelastische, gelartige Massen, insbesondere Silikone oder Polyurethane; wasserlösliches standfestes Gel.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Stützmaterials sind nach ^¬ folgend beschrieben. i) Temperaturabhängigkeit

Das Stützmaterial kann vorteilhaft derart ausgestaltet sein, dass sich die Materialeigenschaften, insbesondere die Viskosi ^¬ tät, im Temperaturbereich zwischen 20 und 60°C nicht wesentlich ändern. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn sich die Temperaturabhängigkeit der Viskosität des Stützmateri ^¬ als insbesondere in dem genannten Temperaturbereich im Wesentlichen gleich verhält wie Temperaturabhängigkeit der Viskosität des Kompositmaterials. Ferner ist es bevorzugt, wenn das Stütz ^¬ material bis 90°C im Wesentichen temperaturstabil ist, sich also weder entmischt noch zersetzt oder selbständig (bspw. ohne UV- Aktivierung) aushärtet. ii) Viskosität

Das Stützmaterial kann des Weiteren vorteilhaft derart ausge ^¬ staltet sein, dass es eine Viskosität im nicht-ausgehärteten Zu ^¬ stand aufweist wie vorgängig für das Kompositmaterial ausge ^¬ führt . iii) Lichtdurchlässigkeit

Das Stützmaterial kann vorteilhaft derart ausgestaltet sein, dass es eine Transluzenz von > 30%, bevorzugt > 80%, bei einer Schichtdicke von 1 mm aufweist bei einer Wellenlänge von 100 bis 1000 nm, bevorzugt 200 bis 800 nm, besonders bevorzugt 300 bis 500 nm. iv) Sauerstoffdurchlässigkeit

Das Stützmaterial kann weiter vorteilhaft derart ausgestaltet sein, dass es eine Sauerstoffdurchlässigkeit von < 1000 cm / (m ² d bar), bevorzugt <10 cm ³ / (m ² d bar), aufweist. v) Löslichkeit:

Das Stützmaterial kann weiter vorteilhaft derart ausgestaltet sein, dass es bevorzugt bei Raumtemperatur löslich in polaren Flüssigkeiten ist, insbesondere in Wasser. Das Stützmaterial löst sich dabei bevorzugt innerhalb von wenigen Minuten auf. vi) Mechanische Werte Die Zugfestigkeit des Stützmaterials nach dem Auftrag auf das Kompositmaterial kann vorteilhaft grösser 5 MPa sein und ist da ^¬ bei grösser als die Haftung am Kompositmaterial. Auf diese Weise kann das Stützmaterial in einem Stück entfernt, insbesondere ab ^¬ gezogen, werden. vii) E-Modul

Das E-Modul des Stützmaterials ist weichelastisch und kann auch im Bereich von Hinterschnitten an einem Stück abgezogen werden. Dabei kann das Stützmaterial eine Shorehärte A von < 50, bevor ^¬ zugt < 40, aufweisen.

Des Weiteren kann bevorzugt ein zusätzliches Hilfsmaterial vor ^¬ gesehen sein, beispielsweise in Form eines Trennmittels. Das Trennmittel kann als dünne Schicht zwischen Kompositmaterial und Stützmaterial angeordnet sein. Auf diese Weise kann für das Kom ^¬ positmaterial und das Stützmaterial das gleiche Komposit als Ba ^¬ sis verwendet werden. Aufgrund des zwischengelagerten Trennmit ^¬ tels verbinden sich das Kompositmaterial und das Stützmaterial nicht .

Bevorzugt wird das Trennmittel als standfeste Paste und als ein ^¬ zelner Strang schichtweise auf das vorgelegte Kompositmaterial aufgebracht. Dabei kann die Schichtdicke des Strangs im Bereich von 50 bis 600ym, bevorzugt 80 bis 300 ym, besonders bevorzugt 180 bis 220 ym sein. Derart wird eine besonders hohe Oberflä ^¬ chenqualität erreicht. Wenn das Trennmittel zusätzlich eine Sauerstoffbarriere bildet, kann es auch zur Verhinderung einer Inhibitionsschicht eingesetzt werden. Das Trennmittel vernetzt nicht mit dem Kompositmaterial und dem Stützmaterial. Ein bevor ^¬ zugtes Trennmittel ist eine mit pyrogener Kieselsäure eingedick ^¬ te Paste aus Glycerin. Geeignet sind auch Pasten auf Basis von Paraffinöl, Vaseline oder Silikonöl. Bei diesen Alternativen ist jedoch die zuverlässige und komplette Entfernung notwendig, da sie beim Einsetzten der Restauration die Haftung des Adhäsivsys- tems beinträchtigen können.

Stützmaterial und Trennmittel und/oder sonstige Hilfsmittel kön ^¬ nen in gleicher Weise wie zuvor für ein Kompositmaterial be ^¬ schrieben, in entsprechenden Kartuschen, z.B. einer Stützmittelkartusche bzw. einer Hilfsmittelkartusche, bereitgestellt wer ^¬ den, welche ebenfalls eine Düse aufweisen oder derart ausgebil ^¬ det sind, dass eine vordefinierte Düse ausbildbar ist. Die Kar ^¬ tuschen können ebenfalls zuvor beschriebene Elemente wie Dich ^¬ tungen, Kolben, Siebe und Positioniereinrichtungen aufweisen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aushärtung von mindestens einem Kompositmaterial umfassend die Schritte Bereitstellen eines auszuhärtenden Kompositmaterials bevorzugt mittels eines additiven Verfahrens, besonders bevor ^¬ zugt mittels 3D-Druck; teilweise oder vollständiges Umhüllen des Kompositmaterials mit einem Stützmaterial wie vorgängig erläu ^¬ tert; Aushärten des Kompositmaterials mit elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 100 bis 1000 nm, bevorzugt 200 bis 800 nm, besonders bevorzugt 300 bis 500 nm, für welchen das Stützmaterial im Wesentlichen durchlässig ist; und Entfernen des Stützmaterials. Auf diese Weise wird ein Ver ^¬ fahren zur Verfügung gestellt, wobei ein vollständiges Aushärten aller Schichten des Kompositmaterials möglich ist. Bei herkömmlichen Verfahren härtet die äusserste Schicht des Kompositmate ^¬ rials, welche selbst eine Art Sauerstoffbarriere bildet, nicht aus und muss nach dem Aushärten der darunterliegenden Schichten entfernt werden. Die Sauerstoffbarriere bildet im erfindungsge- mässen Verfahren das aufgetragene Stützmaterial. Es muss somit für den 3D-Druck kein überschüssiges Kompositmaterial aufgetra ^¬ gen werden, welches anschliessend entfernt werden müsste. Selbstverständlich kann ein Kompositmaterial oder mehrere Kompo ^¬ sitmaterialien, welche sich insbesondere in ihrer Zusammenset ^¬ zung wie beispielsweise Schmelzmasse, Dentinmasse, Effektfarbe unterscheiden, für das erfindungsgemässe Verfahren bereitge ^¬ stellt sein.

Die Begriffe „Umgeben" oder „Umhüllen" beziehen sich auf die geometrische Gestalt des hergestellten Zahnersatzteil oder auf ei ^¬ ne einzelne Schicht nach ihrer Herstellung, so dass das Stützma ^¬ terial teilweise oder vollständig das Zahnersatzteil bzw. die Schicht in Form einer Hülle umgibt. Es impliziert jedoch keine bestimmte Reihenfolge bei der Herstellung bzw. dem Drucken der einzelnen Schichten.

So können beispielsweise Dentinmasse und Schmelzmasse als ver ^¬ schiedene mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und/oder unterschiedlichen optischen Eigenschaften für eine gewünschte Zahnfarbe und Transluzenz bereitgestellt sein. Mehrere Kartuschen können entweder separat und zur separaten Aufnahme im Druckkopf eines 3D-Druckers vorgesehen sein, wobei der Druckkopf entsprechende Aufnahmen aufweist. Alternativ oder zusätzlich können mehrere Kartuschen aber auch als Baufeinheit zu einer Kombi-Kartusche zusammengefasst sein.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur generativen Herstellung, insbesondere 3D-Druck, von Zahnersatzteilen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Auspressens und Här ^¬ tens von Kompositmaterial aus mindestens einer Kartusche derart, dass ein Zahnersatzteil gebildet wird. Die Kartusche ist dabei wie vorgängig erläutert ausgestaltet. Auf diese Weise werden die Vorteile der vorgängig beschriebenen Kartusche in einem Verfahren zur generativen Herstellung von Zahnersatzteilen nutzbar gemacht. Selbstverständlich kann eine Kartusche oder mehrere Kar- tuschen, insbesondere mit unterschiedlichen Inhalten, für das erfindungsgemässe Verfahren bereitgestellt sein. Sind mehrere Kartuschen bereitgestellt, so weisen diese insbesondere unter ^¬ schiedliche Kompositmaterialien wie vorgängig erläutert auf. Die eine Kartusche oder die mehreren Kartuschen können über eine CAM-Software gesteuert werden.

Insbesondere kann das Verfahren das Auspressen und Härten eines Dentin-Kompositmaterials sowie eines Schmelz-Kompositmaterials umfassen, wobei das Dentin-Kompositmaterial und das Schmelz- Kompositmaterial unterschiedliche mechanische und/oder optische Eigenschaften aufweisen. Dabei umfasst das Verfahren ein Ablegen von Dentin-Kompositmaterial und Schmelz-Kompositmaterial derart, dass das Schmelz-Kompositmaterial das Dentin-Kompositmaterial zumindest teilweise umgibt oder umhüllt.

In dem vorgängig beschriebenen Verfahren kann des Weiteren ein Stützmaterial bereitgestellt sein, welches wie vorgängig erläu ^¬ tert ausgestaltet ist. Das Stützmaterial wird dabei zum Stützen komplexer Strukturen vorgelegt. Entsprechend wird auf das vorge ^¬ legte Stützmaterial Kompositmaterial, welches das Zahnersatzteil bildet, abgelegt. Auf diese Weise können komplexe Strukturen im generativen Verfahren, insbesondere im 3D-Druck, ausgebildet werden. Das Verfahren kann das Ausdrücken und optionale Aushärten von Stützmaterial aus einer Kartusche umfassen.

Insbesondere kann das Verfahren ein Ablegen von Stützmaterial in solchen Bereichen umfassen, welche beim fertiggestellten Zahnersatzteil Ausnehmungen, Ausbrüche oder Kavitäten bilden. So kann das Verfahren das Ablegen und optionale Härten von Stützmaterial in einem zentralen oder mittleren Bereich des Zahnersatzteils und das anschliessende Umgeben oder Umhüllen mit Kompositmaterial, wie Dentin-Kompositmaterial und/oder Schmelz- Kompositmaterial, umfassen. Der Bereich des Stützmaterials er ^¬ streckt sich dabei beispielsweise bis zu einer Basis des Zahner ^¬ satzes, so dass das fertige Zahnersatzteil in einem zentralen Bereich eine Ausnehmung aufweist. Nach dem späteren Entfernen des Stützmaterials wie zuvor beschrieben dient die Kavität zum Aufsetzend des Zahnersatzteils, z. B. einer Krone, auf ein Zahn ^¬ implantat, einen verbliebenen etc.

In der zuvor beschriebenen Verfahrensvariante erfolgt der Aufbau des Zahnersatzteils mittels 3D-Druck beginnend mit der Basis zur Kaufläche hin. Ebenfalls möglich ist ein umgekehrtes Vorgehen, bei dem der Aufbau des Zahnersatzteils mit der Kaufläche be ^¬ ginnt. In diesem Fall umfasst das Verfahren ein Ablegen und optionale Härten von Stützmaterial entsprechend der negativen oder inversen Kontur der Kaufläche. Dieses Stützmaterial dient als Fundament, auf welchem anschliessend Kompositmaterial abgelegt und gehärtet wird.

Das vorgängig beschriebene Verfahren kann des Weiteren die

Schritte umfassen: Bereitstellen eines Stützmaterials wie vor ^¬ gängig erläutert; teilweise oder vollständiges Umhüllen des ab ^¬ gelegten Kompositmaterials mit dem Stützmaterial; Aushärten des Kompositmaterials mittels elektromagnetischer Strahlung mit ei ^¬ ner Wellenlänge im Bereich von 100 bis 1000 nm, bevorzugt 200 bis 800 nm, besonders bevorzugt 300 bis 500 nm, durch das Stütz ^¬ material hindurch. Auf diese Weise wird ein teilweise oder voll ^¬ ständig mit Stützmaterial umhülltes, abgelegtes Kompositmaterial in einem definierten Wellenlängenbereich vorteilhaft ausgehärtet, wobei auch die an das Stützmaterial angrenzende Schicht des Kompositmaterials ausgehärtet wird. Somit ist ein anschliessen ^¬ der Materialverlust, welches herkömmlicherweise beim Entfernen der äussersten, nicht-ausgehärteten Kompositmaterialschicht stattfindet, ausgeschlossen. Entsprechend muss zur Herstellung eines Zahnersatzteils kein überschüssiges Material aufgetragen werden. Dies erhöht die Fertigungszeit, erlaubt eine präzise Fertigung, reduziert die entstehenden Materialkosten und macht einen Entfernungsschritt der äusseren nicht-ausgehärteten

Schicht unnötig. Selbstverständlich kann ein Stützmaterial oder mehrere, insbesondere unterschiedliche, Stützmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren bereitgestellt sein. Das Stützmate ^¬ rial oder mehrere Stützmaterialien kann in einer oder mehreren Kartuschen bereitgestellt sein.

Das Verhältnis aus Viskosität des Kompositmaterials im unausge- härteten Zustand zum Düsendurchmesser kann im Bereich von 0.033 bis 40 Pa*s/ym, bevorzugt 0.5 bis 10.0 Pa*s/ym, besonders bevor ^¬ zugt 0.8 bis 5.0 Pa*s/ym liegen. Auf diese Weise ist ein Ver ^¬ stopfen der Düse ausgeschlossen und eine optimale Handhabbarkeit des Kompositmaterials gewährleistet. Dies reduziert die Störan ^¬ fälligkeit, optimiert so die Fertigungszeit und reduziert die Herstellungskosten. Allgemein kann die Viskosität des Kompositmaterials im unausgehärteten Zustand im Bereich von 10 bis 2000 Pa*s liegen. Allgemein kann der Düsendurchmesser im Bereich von 50 bis 300 ym liegen.

Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung einer Kartusche wie vorgängig erläutert zur generativen Herstellung von Zahnersatz, insbesondere mittels 3D-Druckverfahren .

Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung von Stützmaterial wie vorgängig erläutert in einem additiven Verfahren, insbesondere im 3D-Druck.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Kit-of-parts , im Sinne eines Systems, umfassend die Komponente a., die optionale Komponente b. und die Komponente c. Komponente a. umfasst eine Kartusche. Insbesondere umfasst die Komponente a. mehrere Kartuschen mit unterschiedlichen Kompositmaterialien. Dabei unterscheiden sich einzelne der mehreren Komposite in Farbe und/oder Transluzenz uns/oder bezüglich der FüllstoffZusammensetzung, insbesondere zum Einstellen unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften oder Glanzbeständigkeit. Die optionale Komponente b. umfasst ein Stützmaterial insbesondere mehrere Stützmaterialien. Dabei un ^¬ terscheiden sich einzelne der mehreren Stützmaterialien in den durchlässigen Wellenlängenbereichen und/oder der Viskosität. Die Komponente c. umfasst Anwendungshinweise zur Herstellung von Zahnersatz. Die optionale Komponente b. kann ferner eine Kartu ^¬ sche umfassen, welche das Stützmaterial enthält bzw. in welcher das Stützmaterial bereitgestellt ist.

Im Rahmen der Erfindung bevorzugte Kompositmaterialien sind die folgenden :

A. Dentales Kompositmaterial umfassend

a. eine aushärtbare, insbesondere lichtaushärtbare, Mat ^¬ rix;

b. nur Füllstoffe mit einer maximalen Partikelgrösse von < 5 ym,

wobei das dentale Kompositmaterial in nicht-ausgehärtetem Zustand eine Viskosität im Bereich von 1 - 10 ^λ 000 Pa*s, be ^¬ vorzugt von 10 - 2000 Pa*s, besonders bevorzugt 50 - 800 Pa*s aufweist, insbesondere gemäss Bestimmung der Viskosität im Rheometer wie nachstehend in den Ausführungsbeispielen erläutert .

B. Dentales Kompositmaterial gemäss A, wobei das Material der Matrix Monomerer umfasst ausgewählt aus der Gruppe umfassend BisGMA, BisEMA, UDMA, EGDMA, DEGDMA, TEGDMA, TCD-Di-HEA, Isobornylmethacrylat . Diese Auswahl ist nicht abschliessend und es können durchaus weitere Monomere, insbesondere Acrylatmonomere zugefügt werden. Diese können mono-, di- oder trifunktional , aromatisch, cyc- loaliphatisch, herterocylisch, linear oder verzweigt sein.

C. Dentales Kompositmaterial gemäss A oder B, wobei die Füll ^¬ stoffe ausgewählt sind aus der Liste

a. gemahlenes Dentalglas aus Glaskeramik, wobei Partikel mit einer Grösse > 5ym abgetrennt sind;

b. gemahlene Glaskeramik, wobei Partikel mit einer Grösse > 5ym abgetrennt sind;

c. kugelförmige Silikate mit Partikelgrössen im Bereich von 0.1 bis 1 ym;

d. aggregierte Nanopartikel , beispielsweise pyrogene Kie ^¬ selsäure ;

e. nicht aggregierte Nanopartikel auf Basis von Si0 ₂ , oder auf Basis von Mischoxiden aus Si, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, La, Hf, Ta, Yb, Ce; hergestellt nach Sol-Gel Verfahren oder Flammpyrolyse;

f. nicht agglomerierte Partikel auf Basis von Ytterbium- fluorid .

Unter e. angeführte Nanopartikel sind beispielsweise als Levasil 200A/40% von Bayer erhältlich.

D. Dentales Kompositmaterial gemäss A, B oder C, wobei der

Füllstoff einen Gewichtsprozentanteil des Kompositmaterials im Bereich von 20-90 Gew.-%, bevorzugt 40-80 Gew.-%, besonders bevorzugt 55-75 Gew.-%, aufweist. E. Dentales Kompositmaterial gemäss A, B, C oder D, wobei der Füllstoff agglomerierte und/oder nicht-agglomerierte Nano- partikel aufweist.

F. Dentales Kompositmaterial gemäss A, B, C, D oder E umfassend Photoinitiatoren ausgewählt aus der Liste Campherchinon, Acylphosphinoxide wie bspw. Lucirin TPO, Phenylbis (2 , 4 , 6- trimethylbenzoyl ) -phosphine oxide (BAPO) ; Gemaniumverbinun- gen .

Dabei können die Photoinitiatoren auf die Lichtquelle am 3D Dru ^¬ cker abgestimmt werden, beispielsweise Campherchinon für Blau ^¬ lichthärtung mit einem Strahlungsmaximum im Bereich von 450 bis 470 nm; Acylphosphinoxide wie beispielsweise Lucirin TPO, BAPO für Violett/UV Härtung mit Strahlungsmaximum im Bereich von 380 bis 400 nm; Germaniumverbindungen wie DBDEGe . BAPO ist bei ^¬ spielsweise als Irgacure 819 von CIBA erhältlich.

G. Verfahren zur Herstellung von dentalem Kompositmaterial, wobei in eine aushärtbare, insbesondere lichtaushärtbare Mat ^¬ rix ein Füllstoff eingearbeitet wird, wobei die maximale Partikelgrösse des Füllstoffes < 5 ym ist.

H. Verfahren gemäss G umfassend ein Fraktionierungsverfahren ausgewählt aus der Liste Sichten im Wirbelbett, Nassfiltra ^¬ tion, Sedimentation, Zentrifugation .

Für die Nassfiltration kann als Lösungsmittel destilliertes Was ^¬ ser eingesetzt werden. Anschliessend wird das Lösungsmittel durch Zentrifugieren reduziert. Der Füllstoff muss aber nicht vollständig vom Lösungsmittel befreit werden. I. Verfahren zur Aufarbeitung eines Füllstoffes zur Einarbeitung in einem Kompositmaterial gemäss A bis H oder zur Verwendung in einem Verfahren gemäss F oder G umfassend die Schritte a. Bereitstellung eines Füllstoffes, der frei ist von Par ^¬ tikeln > 5 ym,

b. Abtrennen von Partikeln > 5 ym, sodass ein Füllstoff mit einer maximalen Partikelgrösse von < 5 ym erhalten wird .

Wird das Abtrennen in einer wässrigen Suspension bewerkstelligt, so wird das Wasser durch Zentrifugieren grösstenteils entfernt. Für eine gute Verbindung von Harz und Füller kann der Füllstoff silanisiert sein. Eine Nass-Silanisierung wird dabei bevorzugt, da durch die wegfallende Trocknung keine Agglomerate des Füll ^¬ stoffes entstehen. Als Massnahme zur Verhinderung von Agglomera ^¬ ten des Füllstoffes kann während dem Silanisieren zusätzlich Ultraschall appliziert werden. Die Paste, aus welcher das denta ^¬ le Kompositmaterial herstellbar ist, kann mittels zwei Flügel- knetern und/oder einem Dreiwalzenstuhl geknetet und homogenisiert werden. Da die Luftfreiheit Grundvoraussetzung für einen stabilen Druckprozess ist, wird das dentale Kompositmaterial an ^¬ schliessend entlüftet. Dies geschieht beispielsweise in den Flü- gelknetern und/oder in einer Zentrifuge.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die nachfolgende Tabelle zeigt eine erste erfindungsgemässe sammensetzung eines Kompositmaterials.

Ba Glas 0.2 μπι,

53 Gew.% GM27884 NF180 (Schott)

silanisiert

Pyrogene Kieselsäure 2 Gew.% Aerosil R711 (Degussa)

Nano Si0 ₂ 10 Gew.% Levasil 200A/40% (Bayer)

Bisphenol A glycerolate dimethacrylate,

BisGMA 16 Gew.%

494356 (Sigma Aldrich)

2.2-bis 4-methacryloxy-ethoxy phenyl propan,

BisEMA 14 Gew.%

Sartomer SR101 (Arkema) Triethylene glycol dimethacrylate,

TEGDMA 4 Gew.%

261548 (Sigma Aldrich)

Initiatoren und

1 Gew.%

Stabilisatoren

Die nachfolgende Tabelle zeigt eine zweite erfindungsgemässe sammensetzung eines Kompositmaterials.

BESTIMMUNG DER VISKOSITÄT

Die Viskosität wird im Rahmen der Erfindung wie vorstehend er ^¬ wähnt in einem StressTech-Rheometer von ATS RheoSystems bestimmt. Die Standfestigkeit eines Materials zeigt sich ungefähr bei Schergeschwindigkeiten von 0.01s ^-1 bis 10s ^-1 . Da die Vorgabe von derart tiefen Schergeschwindigkeiten messtechnisch schwierig ist, und bei aushärtenden Materialien im Oszillationsmodus ge ^¬ messen wird, wird die Viskosität bei einer zerstörungsfreien De ^¬ formation (0.01) und 1Hz bestimmt. Das Messsystem ist eine fla ^¬ che Bodenplatte (plate-plate P15) . Die Messung wird bei einer Temperatur von 23 °C durchgeführt. Der Spalt weist eine Tiefe von 1 mm auf. Für das Auftragen der Probe wurde eine Flow

Spritze mit Applikationsnadel verwendet. Die Einstellungen am StessTech-Rheometer sind nachfolgend aufgeführt:

Methode Oszillation Deformation

Messsystem P15

Messtemperatur 23°C Steuerung Normalk

Ladevorgang Methode: auf Spalt

Max. Normalkraft: 5.00 N

Ausgleich Messbeginn wenn unter 5.65 N

Max. Dauer: 1000 s

Probe trimmen inaktiv

Probenhöhe 1 mm

Einheit N

Frequenz und Deformation

Frequenz 1 Hz

Verzögerung ls

Integrationsperiode 1

Deformation 0.01

Grösse 512

l.Stress 10 Pa

Kontinuierlich aktiv

Temperatur und Zeit

Vorscheren inaktiv

Ausgleichszeit inaktiv

Anzahl Messungen 10

Messintervall 1 s

T nach Messung manuell eingegebener

Zusatzfunktionen

Auflösung 4 rad

Deformationsgrenzwert 1%

Max. Anz. Iterat. 5

Vorhergehender Wert wird verwendet. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläu ^¬ tert. Es zeigen:

Figur 1: Eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Kartusche;

Figur 2: Einen vertikalen Schnitt der erfindungsgemässen Kartusche ;

Figur 3: Eine Ansicht der erfindungsgemässen Kartusche von oben;

Figur 4: Einen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche mit

Dichtelementen in einem 3D-Drucker;

Figur 5: Einen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche mit einer weiteren Anordnung eines Dichtelements;

Figur 6: Einen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche mit einer weiteren Anordnung eines Dichtelements;

Figur 7: Einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform einer er- findungsgemässen Kartusche.

Figur 8: Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen

Kartusche in einer Seitenansicht (Fig. 8a) und im

Schnitt (Fig. 8b) .

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Kartusche 1 in einer Sei ^¬ tenansicht. Die Kartusche 1 umfasst eine Düsenöffnung 2, eine Wand 3 und eine obere Begrenzung 4. Im unteren Bereich, welcher in der Düsenöffnung 2 endet, ist die Wand 3 abgeschrägt und läuft zusammen. Im oberen Bereich ist die Wand 3 zylindrisch ausgestaltet und bildet so ein Reservoir für ein Kompositmateri- al (vgl. Figuren 2 bis 4) . Die obere Begrenzung 4 der Kartusche 1 sorgt für eine Kontaktierung eines 3D-Druckers.

Die Figur 2 zeigt einen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche 1. Die Kartusche 1 umfasst eine Düsenöffnung 2, eine Wand 3 und eine obere Begrenzung 4. Die Begrenzung 4 weist eine Ausspa ^¬ rung zur Aufnahme eines Presselements auf. Das Reservoir 6, wel ^¬ ches von der die Aussparung 6 umlaufenden Wand 3 gebildet wird, weist ein Kompositmaterial und einen Kolben auf (nicht gezeigt) . Mittels der Aussparung 5 wird ein Presselement von der Kartusche aufgenommen, welches den Kolben innerhalb der Kartusche in Richtung der Düsenöffnung 2 verschieben kann. Auf diese Weise kann das Kompositmaterial des Reservoirs 6 der Kartusche 1 durch die Düsenöffnung 2 hindurch ausgelassen werden.

Figur 3 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemässen Kartusche von oben. Die obere Begrenzung 4 weist die Aussparung 5 auf (vgl. Figur 2) . Des Weiteren sind ein erster Index 7a und ein zweiter Index 7b gezeigt. Die Kartusche 1 kann selbstverständlich auch nur einen der gezeigten Indices aufweisen. Mittels des Indexes 7a und/oder des Indexes 7b wird eine Fehlverwendung der Kartu ^¬ sche 1 in einem 3D-Drucker vermieden. Der Index 7a und/oder der Index 7b wird dabei in ein entsprechendes Gegenstück positio ^¬ niert. Weist also eine eingelegt Kartusche den zu dem 3D- Drucker, bzw. der Aufnahme der Kartusche am 3D-Drucker, passenden Index nicht auf, so ist eine Verwendung der Kartusche ausge ^¬ schlossen. Der Index oder die Indices der Kartusche bilden dementsprechend eine Schnittstelle für einen 3D-Drucker.

Figur 4 zeigt einen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche 1 in einem 3D-Drucker 11. Gezeigt sind ebenfalls die Dichtelemente 9a, 9b und 9c. Die erfindungsgemässe Kartusche 1 kann selbstver ^¬ ständlich nur eines oder mehrere der gezeigten Dichtelemente aufweisen. Die Dichtelement 9a und 9b sind O-Ringe. Das Dich ^¬ telement 9a ist im Aussenbereich der Kartusche 1 auf der oberen Begrenzung 4 angeordnet. Das Dichtelement 9b ist in einem inne ^¬ ren Bereich der Kartusche 1 an der Wand 3 angeordnet. Die Dich ^¬ telemente 9a und 9b bilden Dichtungen zwischen der Kartusche 1 und dem Presselement 8. Das Dichtelement 9c wird durch eine Kan ^¬ te gebildet, welche auf dem Presselement 8 angeordnet ist und eine Kerbe in das Material der Kartusche 1 schlägt. Die Pres ^¬ selement 9a, 9b und 9c gewährleisten eine Dichtung der Kartusche 1 und des Presselements 8 gegenüber der Umgebung. Da das Pres ^¬ selement 8 als Pressluft-Stutzen ausgebildet ist, ist eine Ab ^¬ dichtung gegenüber der Umgebung erforderlich, um den Kolben 10 in Richtung der Düsenöffnung 2 zu bewegen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen weitere Ausführungen des Dichtele ^¬ ments 9, 9d der Kartusche 1. Gezeigt sind vertikale Schnitte der Kartusche 1. Zur vereinfachten Darstellung ist jeweils nur eine Hälfte der angeschnittenen Kartuschen 1 gezeigt. Das Dichtelement 9 der Kartusche 1 in Figur 5 ist ein O-Ring, welcher auf einem Sockel der Wand 3 im Inneren der Kartusche 1 angeordnet ist. Das Presselement 8, welches ein Pressluft-Stutzen ist, presst auf den O-Ring, welcher, da er durch den in der Wand 3 angeordneten Sockel in Position gehalten wird, zwischen Sockel und Stutzen verklemmt wird. Entsprechend effizient ist die er ^¬ zielte Dichtwirkung. Figur 6 zeigt eine alternative Ausführung eines Dichtelement 9d, welches sich im äusseren Bereich de Kar ^¬ tusche 1 auf der oberen Begrenzung 4 befindet. Die entsprechende Stelle weist elastische Materialeigenschaften auf. Das Pressele ^¬ ment 8 in Form eine Pressluft-Stutzens setzt an die elastische Stelle an und drückt diese ein, so dass eine Dichtwirkung si ^¬ chergestellt ist. Figur 7 zeigt einen vertikalen Schnitt einer erfindungsgemässen Kartusche 1. Die Kartusche 1 weist zwei Bereiche I, II der Wand 3 auf. Einen oberen ersten Bereich I, in welchem ein Dichtelement 9 in Form eines O-Rings angeordnet ist. Der erste Bereich I ist abgeschrägt. Im ersten Bereich I setzt ein Presselement 8 in Form eines Pressluft-Stutzens an das Dichtelement 9 an. Entspre ^¬ chend wird eine Dichtwirkung gegenüber der Umgebung erreicht. Ein zweiter unterer Bereich II der Wand 3 ist zylindrisch ausgestaltet und dient als Reservoir, in welchem sich Kompositmaterial befindet (nicht gezeigt) . Die zylindrische Ausgestaltung er ^¬ möglicht ein Verschieben eines Kolben (nicht gezeigt; vgl. Figur 4) mittels des Pressluft-Stutzens in dem zweiten unteren Bereich II der Kartusche 1 in Richtung der Düsenöffnung 2, wodurch Kompositmaterial durch die Düsenöffnung 2 hindurch ausgelassen werden kann.

Fig. 8a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge ^¬ mässen Kartusche 1 (die Längsachse der Kartusche ist mit A-A ge ^¬ kennzeichnet) ; Fig. 8b zeigt diese Kartusche 1 in einer Schnitt ^¬ darstellung. In dieser Ausführungsform ist die Düsenöffnung 2 am unteren Ende einer als zylindrische Hohlkanüle gestalteten Düse 2a angeordnet, wobei die Düse von dem durch die Wand 3 gebilde ^¬ ten Kartuschenkörper abragt und in diesen z.B. dichtend einge- presst oder eingeklebt ist. Eine solche Anordnung vermeidet vor ^¬ teilhaft ein Verschmieren benachbart abgelegter Materialstränge sowie eine unerwünschte Materialanhäufung an der Düsenöffnung 2.

Die Kartusche gemäss Figur 8a/b weist ferner eine Positionier ^¬ einrichtung auf, welche durch einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt 3a des Kartuschenkörpers sowie ein einen Teil des Endab ^¬ schnitts 3 kragenförmig umschliessendes Anschlagelement 12 mit einer entsprechenden kegeligen Innenkontur gebildet wird. Dabei ragt ein unterer Teil des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 3a aus dem Anschlagelement 12 heraus und bildet so ein kegelstumpf- förmiges Zentrierelement 11 für die definierte Aufnahme im 3D- Drucker. Ein definierter und eng tolerierter Abstand zwischen der unteren Begrenzung 12a des Anschlagelements 12 und der Dü ^¬ senöffnung 2a gewährleistet eine definierte und reproduzierbare Position der Düsenöffnung 2. Entsprechend dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt 3a weist auch der Kolben 10 hier einen Bereich mit korrespondierender Gestalt auf, um ein möglichst vollständi ^¬ ges Ausdrücken bzw. Entleeren der Kartusche 1 zu gewährleisten.

Die in Figur 8a/b gezeigte Düsengestaltung und die Positioniereinrichtung sind funktional unabhängig und können einzeln oder gemeinsam vorhanden sein. Ebenso ist die Kombination mit weiteren Elementen anderer Ausführungsformen, insbesondere Indices möglich .

Mehrere Kartuschen für mehrere Materialien, z. B. Dentin- Kompositmaterial, Schmelz-Kompositmaterial und Stützmaterial können in grundsätzlich gleicher Weise aufgebaut sind, wobei die konkreten Geometrien von Kartusche und Düse je nach Material- und Fliesseigenschaften gleich oder unterschiedlich sein können. Entsprechend kann eine korrespondierende Aufnahme oder ein

Druckkopf des 3D-Druckers zur gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Kartuschen ausgelegt sein. Sind die Kartuschen mit Indices versehen, wie im Zusammenhang von Figur 3 erläutert, weisen Kartuschen mit unterschiedlichen Materialien, z. B. Dentin- Kompositmaterial, Schmelz-Kompositmaterial und Stützmaterial, sowie die entsprechende Aufnahme oder Aufnahmen des 3D-Druckers unterschiedliche Indizierungen auf, um ein korrektes Einsetzen der Kartuschen mit unterschiedlichen Materialien an den zugehörigen Positionen zu gewährleisten. Dagegen weisen Kartuschen mit alternativ verwendbaren Materialen, z. B. Kompositmaterialien unterschiedlicher Färbung und/oder Transluzenz vorteilhaft identische Indices auf.