KK5032722LL3 - Entwicklung von einschichtig diamant-belegten Dental-Schleifwerkzeugen mittels umweltschonender Kupfergalvanik für die Bearbeitung von Dentalkeramiken

Dental-Schleifwerkzeuge für die Bearbeitung von Vollkeramiken werden derzeit galvanisch mit Nickel hergestellt, was sowohl ökologische als auch medizinische Risiken birgt. Die Aufbereitung der galvanischen Abwässer ist energieaufwendig und Restmengen müssen entsorgt werden, zudem besteht ein Risiko für Nickelrückstände an medizinischen Produkten. Diese Herausforderung betrifft sowohl produzierende Unternehmen als auch Zahnarztpraxen, die zunehmend Wert auf Nachhaltigkeit und Patientensicherheit legen. Eine nickelfreie Bindung mit Kupfer und titanbeschichteten Diamanten bietet das Potenzial, nicht nur Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu reduzieren, sondern auch die Leistungsfähigkeit und die Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen. Für Dentaltechnikunternehmen ermöglicht dies, prozesstechnisch und ökologisch zukunftsfähige Produkte am Markt zu platzieren.

Zielsetzung

Das Projekt zielt auf die Entwicklung und Validierung eines innovativen Verfahrens zur Herstellung von Diamant-Dentalwerkzeugen mit Kupferbindung als umweltschonende Alternative zur Nickelgalvanik. Hierzu werden titanbeschichtete Diamanten galvanisch in einer Kupfermatrix eingebracht und durch Wärmebehandlung in Titankarbid umgewandelt, um Kornhaltekraft und Wärmeleitfähigkeit gezielt zu erhöhen. Die mikrostrukturellen und funktionalen Eigenschaften der Bindung werden umfassend charakterisiert und für den Einsatz an Dentalkeramiken optimiert. Abschließend wird das Werkzeug im industriellen 5-Achs-Schleifprozess getestet, um Praxistauglichkeit und Vorteile nachzuweisen.

Vorteile

Das neue Verfahren ermöglicht eine nickelfreie, umwelt- und patientensichere Herstellung von Dentalwerkzeugen mit höherer Standzeit und Qualität, unterstützt nachhaltige Produktion und senkt langfristig die Kosten.

Vorgehen

Das Projekt gliedert sich in vier Arbeitspakete zur systematischen Entwicklung, Validierung und Anwendung des neuen Dentalwerkzeugs. Zunächst wird die galvanische Einbindung von titanbeschichteten Diamanten in einer Kupfermatrix untersucht. Anschließend erfolgt die gezielte Wärmebehandlung, um Titankarbid zu erzeugen, zur Verbesserung von Kornhaltekraft und Wärmeleitfähigkeit. Das Einsatzverhalten wird praxisnah im Flachschleifprozess getestet. Abschließend wird das Werkzeugkonzept unter industriellen Bedingungen validiert.

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