1. Technologischer Hintergrund
Die Einführung digitaler Arbeitsabläufe hat die Herstellung von Zahnersatz grundlegend verändert. CAD-Modelle, die aus intraoralen oder Modellscans erstellt werden, ermöglichen ein präzises Design, während moderne 5-Achs-Fräsmaschinen selbst komplexe Geometrien reproduzierbar herstellen können. Die Materialauswahl ist eng mit den technologischen Möglichkeiten verknüpft, da verschiedene Materialien unterschiedliche Anforderungen an den Fräsprozess stellen.
Keramische Werkstoffe wie Zirkoniumdioxid und Lithiumdisilikat gehören heute zu den am häufigsten verwendeten Materialien. Sie zeichnen sich durch eine hohe Stabilität und hervorragende ästhetische Eigenschaften aus. Ursprünglich wurde Zirkoniumdioxid vor allem wegen seiner hohen Biegefestigkeit verwendet; neuere Entwicklungen ermöglichen jedoch zunehmend auch transluzente Varianten mit verbesserter Lichtdurchlässigkeit. Laut Sulaiman (2020) geht der Trend eindeutig zu hochtransluzenten Keramiken, die eine e.max-ähnliche Optik bieten.
Eine zweite Kategorie sind Werkstoffe auf Polymerbasis und Hybridkeramiken. Diese bieten eine bessere Fräsbarkeit durch weichere Strukturen und geringeren Werkzeugverschleiß. Eskandarion (2021) hebt hervor, dass diese Materialklasse aufgrund der schnellen Produktionszyklen besonders für Chairside-Anwendungen relevant ist.
Der technologische Fortschritt erhöht auch die Relevanz von metallischen Werkstoffen im digitalen Fräsprozess. Titan- und CoCr-Legierungen werden traditionell durch Sintern bearbeitet, aber die Frästechnologie ermöglicht eine höhere Präzision und eine bessere Oberflächenqualität. Untersuchungen von Ruggiero et al. (2025) zeigen, dass metallische Werkstoffe aufgrund ihrer mechanischen Stabilität weiterhin eine Schlüsselrolle in Labors und Industriezentren spielen.
Gleichzeitig sind neue Materialtypen wie 3D-gedrucktes Zirkoniumdioxid im Kommen. Su et al. (2023) argumentieren, dass additiv hergestelltes Zirkoniumdioxid in Zukunft eine vielversprechende Alternative zum traditionellen Fräsen werden könnte - obwohl seine mechanischen Eigenschaften noch nicht vollständig vergleichbar sind.
2. Praktische Anwendung / Anwendungsfälle
Zirkoniumdioxid: Der Universalwerkstoff
Zirkoniumdioxid gilt aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit als Standard für Kronen und Brücken, insbesondere im Seitenzahnbereich. Sein Einsatzspektrum reicht von monolithischen Restaurationen bis hin zu Gerüsten für Verblendkeramiken. Moderne, hochtransluzente Generationen ermöglichen auch ästhetische Lösungen im Frontzahnbereich. Eine systematische Übersichtsarbeit von Małysa et al. (2025) bestätigt seine hohe Biokompatibilität und die breite klinische Evidenz.
Lithiumdisilikat: Ästhetik für Frontzahnrestaurationen
Lithiumdisilikat bietet außergewöhnliche optische Eigenschaften und eine gute Schleifbarkeit. Es ist ideal für Inlays, Onlays, Veneers und Einzelkronen. Aufgrund seiner glasähnlichen Struktur kann es mit geringer Dicke hergestellt werden, was minimalinvasive Präparationen ermöglicht. Allerdings ist seine Biegefestigkeit geringer als die von Zirkoniumdioxid, so dass es für größere Brücken weniger geeignet ist.
Hybridkeramik und Kompositblöcke
Hybridmaterialien kombinieren Polymermatrizen mit keramischen Füllstoffen. Sie lassen sich leicht fräsen, verursachen weniger Werkzeugverschleiß und bieten elastische Eigenschaften, die bei okklusaler Belastung von Vorteil sind. Eskandarion (2021) weist darauf hin, dass diese Materialien ideal für den Chairside-Workflow sind, da sie keinen Kristallisationsbrand erfordern.
PMMA und Langzeitprovisorien
PMMA wird heute nicht nur für Kurzzeitprovisorien, sondern zunehmend auch für Langzeitprovisorien mit hoher Materialhomogenität verwendet. Industriell polymerisierte PMMA-Scheiben bieten eine verbesserte Bruchfestigkeit und ästhetische Stabilität. Sie sind unverzichtbar für provisorische Brücken, Testphasen in der komplexen Prothetik und diagnostische Modelle.
Metalle: Titan und CoCr
Gefrästes Titan ist aufgrund seiner Biokompatibilität und Festigkeit heute Standard für Implantatabutments und Stegstrukturen. CoCr-Legierungen werden häufig für Brückengerüste und metallkeramische Versorgungen verwendet. Ruggiero et al. (2025) zeigen, dass moderne Frästechnik metallische Werkstoffe mit hoher Präzision bearbeitet und so die Fehlerquote reduziert.
Neue Werkstoffe: Additive Technologien
Su et al. (2023) berichten, dass 3D-gedrucktes Zirkoniumdioxid eine aufkommende Innovation ist. Seine additiv hergestellten Mikrostrukturen können den Verschleiß im Laufe der Zeit verringern. Die klinische Anwendung befindet sich jedoch noch in einem frühen Stadium.
3. Vorteile für Fertigungszentren
Zahntechnische Laboratorien
Die Materialauswahl ist eng mit Produktivität, Ästhetik und Prozesssicherheit verbunden. Fräsoptimierte Materialien verkürzen die Produktionszeiten und senken die Werkzeugkosten. PMMA und Hybridkeramik ermöglichen eine schnelle Verarbeitung, während Zirkoniumdioxid und Lithiumdisilikat hochwertige definitive Restaurationen ermöglichen. Małysa et al. (2025) unterstützen diese Unterscheidung zwischen temporären und definitiven Materialklassen.
Fräszentren
Fräszentren arbeiten häufig mit einem breiten Materialportfolio, um externe Kunden zu bedienen. Die Materialien beeinflussen die Produktionskapazität, die Lebensdauer der Werkzeuge und die Maschinenauslastung. Hochfestes Zirkoniumdioxid oder Titan erfordern leistungsstarke Maschinen, bieten aber hohe Gewinnspannen und breite Indikationen. Ruggiero et al. (2025) betonen die Rolle von fräsoptimierten Metallen für die Prozessstabilität.
4. Herausforderungen/Grenzwerte
Die Materialauswahl bringt auch Herausforderungen mit sich. Zirkoniumdioxid kann innere Spannungen entwickeln, wenn es nicht richtig gesintert oder schlecht konstruiert ist. Lithiumdisilikat ist bei starker okklusaler Belastung bruchgefährdet. Hybridkeramiken können im Vergleich zu traditionellen Keramiken eine geringere Langzeitstabilität aufweisen. Die Biokompatibilität ist ein weiterer entscheidender Faktor: Małysa et al. (2025) betonen, dass Variationen in der Materialzusammensetzung die Gewebereaktion erheblich beeinflussen.
Ein weiteres Problem ist der Werkzeugverschleiß. Harte Materialien wie Zirkoniumdioxid erfordern Diamantwerkzeuge und optimierte Spindeldrehzahlen. Unzureichendes Prozessmanagement kann zu Qualitätsproblemen oder Mikrofrakturen führen.
5. Markt und Zukunftsperspektiven
Die Materialentwicklung schreitet rasch voran. Zu den Trends gehören transluzentes Zirkoniumdioxid, neue Hybridmaterialien, die Festigkeit und Ästhetik verbinden, und die additive Fertigung. Laut Su et al. (2023) wird die additive Keramikherstellung an Bedeutung gewinnen, insbesondere für personalisierte Zirkoniumdioxidstrukturen.
Auch das Thema Nachhaltigkeit wird immer wichtiger - energieeffizientes Fräsen und recycelbare Materialien werden zunehmend diskutiert. Neue polymere Werkstoffe könnten aufgrund des schnellen Fräsens und des geringen Werkzeugverschleißes wirtschaftlich attraktiv werden.
6. Schlussfolgerung und Empfehlungen
Die Materialauswahl ist ein strategischer Faktor für Dentallabore und Fräszentren. Zirkoniumdioxid ist nach wie vor der Standard für definitive Restaurationen, während Hybridkeramik und PMMA für provisorische und Chairside-Arbeiten immer mehr an Bedeutung gewinnen. Lithiumdisilikat ist für die Ästhetik unverzichtbar, und Metalle bleiben für die implantatgetragene Prothetik wichtig.
Labore sollten ihr Materialportfolio so gestalten, dass es sowohl ästhetische als auch wirtschaftliche Anforderungen flexibel erfüllt. Fräszentren profitieren von einer breiten Materialbasis, die eine Vielzahl von Indikationen abdeckt. Aus der zitierten Literatur geht hervor, dass Investitionen in moderne Werkstoffe die Prozesssicherheit erhöhen und langfristig die Kosten senken.
FAQ:
Welches Material ist für monolithische Kronen am besten geeignet?
Zirkoniumdioxid gilt derzeit als das bevorzugte Material für monolithische Kronen, da es eine hohe Biegefestigkeit und gute Langzeiteigenschaften bietet. Moderne transluzente Varianten ermöglichen zudem eine ästhetische Gestaltung im Frontzahnbereich. Lithiumdisilikat bietet eine bessere Ästhetik, ist aber für höhere Belastungen weniger geeignet. Labore sollten je nach Indikation entscheiden.
Welche Vorteile hat die Verwendung von Hybridkeramik für Chairside-Restaurationen?
Hybridkeramiken können schnell und effizient geschliffen werden, da sie eine geringere Härte als klassische Keramiken haben. Sie müssen nicht kristallisiert werden, was die Herstellungszeit erheblich verkürzt. Außerdem haben sie elastische Eigenschaften, die bei okklusalen Belastungen von Vorteil sein können. Für langanhaltende definitive Versorgungen sind Keramiken jedoch vorzuziehen.
Sind Langzeitprovisorien aus PMMA klinisch sicher?
Industriell polymerisierte PMMA-Materialien weisen eine sehr gute klinische Stabilität und eine geringe Porosität auf, was sie deutlich widerstandsfähiger macht als handgemischtes PMMA. Studien bestätigen ihre Eignung für mehrmonatige temporäre Versorgungen. Sie sind ideal für die Testphase komplexer Versorgungen und ermöglichen eine präzise ästhetische Beurteilung.
Welche Rolle spielen metallische Werkstoffe in modernen Fräszentren?
Titan und CoCr sind nach wie vor wichtige Werkstoffe für implantatgetragene Konstruktionen und Metallgerüste. Fräsverfahren bieten hohe Präzision, reproduzierbare Passung und gute Oberflächenqualität. Vor allem für hochbelastete Indikationen, Stegkonstruktionen oder individuelle Abutments bleiben metallische Werkstoffe unverzichtbar.
Wie entwickelt sich der Markt für neue Materialien?
Der Trend geht eindeutig in Richtung transluzentes Zirkonoxid, strukturierte Hybridwerkstoffe und additiv gefertigte Keramiken. Darüber hinaus gewinnen nachhaltige Materialien und energieeffiziente Produktionsmethoden an Bedeutung. Forschung und Industrie arbeiten zunehmend an Materialien, die sowohl ästhetische als auch mechanische Eigenschaften vereinen.
