Einsteins bahnbrechende Entdeckung der Lichtquanten hat der Wissenschaft im Jahre 1970 auf die Sprünge geholfen. Mit der Erforschung der stimulierten Emission hat er die Funktionsweise des Laserstrahls theoretisch festgelegt.
Mittels einer gasgefüllten Röhre, die er unter Hochspannung gebracht hat, wurden die Gasatome aufgeladen und damit in einen anderen Zustand transferiert, der beim Abfall in den Normalzustand Lichtquanten bündelt. Bis dahin ist eigentlich nichts Ungewöhnliches passiert. Erst durch die sogenannten temporären Zonen, bei denen aufgeladene Elektroden ihre überschüssige Energie sofort abgeben, wurde dann das Prinzip des Lasers erforscht. Den ersten, tatsächlich funktionierenden Laser hat Maiman 1960 in den USA entwickelt und gebaut. Im Laufe der letzten 40 Jahre kamen zahlreiche Anwendungstechniken hinzu.

Lasertechnik im Dentallabor
In der Zahntechnik wurde die Laseranwendung 1990 eingeführt. Bei Dentallasern handelt es sich um Geräte mit gepulstem Laserstrahl. Punktgenaues Schweißen gelingt mit allen Geräten, die in der Lage sind durch Energie-übertragung auf das zu schweißende Werkstück ihre Energieparameter auf einen bestimmten Fleck zu bündeln.
Bei Dentallasern handelt es sich um Strahlschweißgeräte im Impulsverfahren, deren Steuerbarkeit durch einen Lichtblitz mit einem fokussierbaren Durchmesser von 0,2 bis 2 mm und unterschiedlicher Dauer von 0,5 - 20 ms eine Energieintensität bis max. 5,5 KW ermöglichen. Diesen für den einzelnen Schmelzimpuls zur Verfügung gestellten Energieparametern stehen verschiedene andere Faktoren gegenüber. Beim Lasern werden mit einem kurzen, sehr kräftigen Laserblitz Lichtquanten auf die metallische Oberfläche gebracht, um diese aufzuschmelzen. Die auftretenden Lichtquanten regen die Metallatome zum Schwingen an und erwärmen diese. Durch die Wärmezufuhr in die Legierung erfolgt ein relativ schnelles Aufheizen des Metalls an der Oberfläche. Wird bei dieser Energiezufuhr der Schmelzpunkt oder das Schmelzintervall des Materials überschritten, führt der Wärmestau zu einer punktuellen Aufschmelzung der bestrahlten Fläche. Je nach Intensität, Zeit und Umfang der bestrahlten Oberfläche ist diese Aufschmelzung gezielt reproduzierbar.
Neben dem Schmelzpunkt bzw. dem Schmelzintervall des Materials sind die Wärmeleitfähigkeit eines Festkörpers sowie die Absorption wichtige Elemente beim dentalen Schweißen. Zum anderen ist es die Technik, die sicher beherrscht werden muß.
Nach dem Zusammenfall der Blitzleistung erfolgt durch die fehlende Energie und das Abfließen der Wärme eine Erstarrung und somit eine Aushärtung des Schmelzbades.
Die Lichtquanten eines Lasers können nicht allzu tief in eine metallische Werkstoffoberfläche eindringen. Für das Aufschmelzen von Titan gehen z.B. annähernd 99,6 % der ausgesendeten Lichtleistung als Reflexionsstrahlung in der Schweißkammer verloren. Dies erklärt, daß beim Schweißen mit einem Laserstrahl fast 100 % mehr Leistung als notwendig erzeugt werden muß. Silber hat eine Reflexion des Laserstrahls von 99,97 % und ist daher mit einem Dentallaser schwer schweißbar.
Da aber bis zu 5,5 KW im Laserstrahl zur Verfügung stehen, sind alle dentalen Metall-Legierungen damit sehr gut verschweißbar.

Die Phasertechnik
Der phaser (primotec) wurde entwickelt, um einem breiten Anwenderkreis das Schweißen in der Zahntechnik bei überschaubaren Investitionskosten zu ermöglichen. Mit Hilfe einer intelligenten Abstimmung von Hochleistungselektronik und präziser, zuverlässiger Feinmechanik wurde ein hochwertiges Mikro-Lichtbogen-Impulsschweißgerät geschaffen, das sich unteranderem durch minimale Baugröße, geringes Gewicht und einen kleinen Energieeinsatz auszeichnet. Hervorragende Zünd- und Schweißeigenschaften eröffnen ein breites Anwendungsgebiet für den Einsatz bei zahntechnischen Neuanfertigungen und bei Reparaturen. Der phaser ist ein Gerät zum Schweißen und Fixieren von zahntechnischen Arbeiten. Mit ihm können alle gängigen Dentallegierungen und Monometalle (z. B. Titan) geschweißt werden.
Das Gerät ist mit einer besonderen Meß- und Regelsoftware ausgestaattet, die bewirkt, daß permanent mit gleichbleibenden Energieparametern gearbeitet wird. Der Kontakt erfolgt über die Wolframspitze zum Werkstück und schließt hierbei einen Stromkreislauf, da das Werkstück über eine Stromleitung an das System angekoppelt ist.
Vor Beginn des eigentlichen Schweißimpulses wird über die Wolframspitze eine Widerstandsmessung durch das Objekt durchgeführt. Nun beginnt sich die Wolframspitze automatisch ins Handstück zurückzuziehen und unterbricht hierbei den eigentlichen Meßstrom. Dieser Unterbrechungsimpuls führt seitens der Software zur Auslösung des eigentlichen Schweißstroms. Hierbei befindet sich die Wolframspitze ca. 4 - 5 mµ über der Werkstoffoberfläche, die über den Meßstrom an der Berührungsstelle vorgewärmt wird.
Durch Vorwärmung der metallischen Oberfläche geraten die Elektroden in einen  erhöhten Bewegungszustand und können den Strom besser aufnehmen und leiten. Dieser minimale Abstand zwischen Elektrode und Werkstück reicht aus, um einen Plasmastrahl zu erzeugen, der zwischen Werkstück und Elektrodenspitze entsteht. Durch kontinuierliches Zurückziehen ins Handstück wird die Sonde permanent weiter von der Werkstoffoberfläche zurückgezogen und der Plasmastrahl wie ein Kaugummi in die Länge gezogen. Der zeitliche Ablauf sowie die Leistung des Schweißstromes sind die für die Steuerung notwendigen Parameter. Sie ermöglichen dem Zahntechniker sehr schnell, die gezielten Arbeitsschweißleistungen für die verschiedenen Metall-Legierungen und Wandstärken einzustellen. Ebenso kann über den Winkel zur Werkstückoberfläche die Eindringtiefe in das Werkstück manipuliert werden, so daß verschiedene Schweißgeometrien problemlos erzeugt werden können. Anders als bei anderen Systemen kann das Handstück des Primotec Phaser, das sich nicht in einer Schweißkammer befindet, auch frei eingesetzt werden. Unter dem Arbeitsmikroskop oder unter einer Optikeinheit, die durch einen Shutter gesichert wird, ist somit freies Arbeiten möglich. Dieser unschätzbare Vorteil, ohne Einschränkungen arbeiten zu können, ermöglicht viele Arbeitsweisen auf dem Modell: Das Fixieren von Arbeiten bis hin zu einfachen Schweißarbeiten auf dem Meistermodell sind so unter direktem Sichtkontakt möglich.

Fazit
Mit einer guten Ausbildung, den richtigen Einstellungen und der richtigen Technik kann mit jedem System perfekt gearbeitet werden. Reproduzierbare Werte, die nicht dem Zufallsprinzip folgen, sind bei der Herstellung von Zahnersatz nicht nur durch das MPG gefordert, sondern unterscheiden auch Handwerk „Made in Germany“ zu manchem Stückwerk aus „Billiglohnländern“. Stimmen Fachwissen und Leistung, stimmt auch der Preis.

Autor
ZTM Andreas Hoffmann
Dentales Service Zentrum
Ludwig-Erhard-Str. 7b,
37434 Gieboldehausen,  info@1dsz.de