ZTM Clemens Schwerin

Wollten Sie nicht schon immer einmal wissen, ob eine Eigenfertigung im Bereich CAD/CAM rein aus betriebswirtschaftlicher Sicht für Ihre Laborgröße sinnvoll ist? Dentalmessen wie die IDS, die die ganze Bandbreite zahntechnischer Fräsmaschinen und anderer Geräte für das Labor zeigen, lassen bei den meisten den ein oder anderen Investitionsgedanken aufkommen.

ZTM Clemens Schwerin hat in seiner Arbeit im Rahmen der Prüfung zum Betriebswirt des Handwerks für ein in Mitteldeutschland ansässiges, traditionelles zahntechnisches Labor das bestehende und angestrebte Produktionsvolumen untersucht. Der Beitrag ist erschienen in der Quintessenz Zahntechnik Ausgabe 9/2017. Er gibt eine wertvolle Hilfe, die  eigene betriebswirtschaftliche Situation einzuschätzen.

„Ich habe Angebote für Fräsmaschinen eingeholt und Zahlenmaterial zu den zu erwartenden, oft undurchsichtigen Produktionskosten zusammengetragen. Die dargelegten Rechenwege sollten es Ihnen ermöglichen, schnell und betriebsspezifisch beurteilen zu können, ab welchem vorliegenden Mengengerüst eine Investition für Sie aus betriebswirtschaftlicher Sicht als sinnvoll erachtet werden kann.


Wann sich die Investition in die Eigenfertigung lohnt, sagt ZTM Clemens Schwerin im Video von der ADT 2018. (Quelle: Quintessence News/QTV)

Die Überlegung des Geschäftsführers der Zahnlächeln GmbH ist folgende: „Wir wollen mit der Zeit gehen und unseren Kunden CAD/CAM-hergestellten Zahnersatz aus einer Hand anbieten.“ Die Aufgabe dieser Arbeit ist es, zu eruieren, ob bei der bestehenden Laborgröße eine Eigenfertigung betriebswirtschaftlich sinnvoll ist oder die bestehende Fremdfertigung bei einem Kooperationspartner fortgeführt werden soll.

Im ersten Abschnitt wird Ihnen das Unternehmen vorgestellt und das bestehende sowie abzusehende Produktionsvolumen ermittelt. Im zweiten Abschnitt werden die Vor- und Nachteile der Eigen- und Fremdfertigung erarbeitet und die Angebote auf ihren Nutzen hin untersucht. Der dritte Abschnitt ermittelt und vergleicht die Herstellungskosten pro Einheit und zeigt deren Abhängigkeit von der Größe des Auftragsvolumens auf. So kann im vierten Abschnitt abschließend eine Aussage getroffen werden, ab welchem Mengengerüst sich die Eigenfertigung trägt und welches der drei Angebote für das Unternehmen in den kommenden Jahren betriebswirtschaftlich kosteneffizienter ist.

Bei allen gezeigten Tabellen und Diagrammen handelt es sich um eigene Darstellungen und Berechnungen. Das Datenmaterial wurde sorgfältig zusammengetragen, kann jedoch von Labor zu Labor teils erheblich abweichen.

Leitbild der Zahnlächeln GmbH

Die Zahnlächeln GmbH ist ein zahntechnisches Labor im Herzen Mitteldeutschlands. Der etablierte Betrieb besteht seit 25 Jahren und beschäftigt neun Angestellte, die mit Begeisterung Zahntechniker sind. Die Motivation des Betriebes ist es, handwerklich, fachlich und technisch auf hohem Niveau in ganzheitlicher Betrachtung für die Wiederherstellung der Gesundheit sowie der Lebensqualität des Patienten einzustehen. Gemeinsam und eng vernetzt mit dem Behandler wird hoch ästhetisch aus Vollkeramik und zu fairen Preisen bei bewährter Metallkeramik regional und aus einer Hand gefertigt.

Die Quintessenz Zahntechnik, kurz QZ, ist die monatlich erscheinende Fachzeitschrift für alle Zahntechniker und zahntechnisch interessierte Fachleute, die Wert auf einen unabhängigen und fachlich objektiven Informationsaustausch legen. Im Vordergrund der Beiträge und Berichterstattung steht die Praxisrelevanz für die tägliche Arbeit. In dieser Zeitschrift finden sich Zahntechniker, Dentalindustrie und die prothetisch orientierte Zahnarztpraxis mit ihren Anliegen nach einer hochwertigen Fortbildung gleichermaßen wieder. Zur Online-Version erhalten Abonnenten kostenlos Zugang. Mehr Infos zur Zeitschrift, zum Abo und zum Bestellen eines kostenlosen Probehefts finden Sie im Quintessenz-Shop.

Ist-Zustand des Geschäftsfeldes CAD/CAM

Das Labor bietet als Generalist 15 Zahnärzten ein breites Angebot an Leistungen an und spezialisiert sich seit Jahren in der Implantologie. Der Geschäftsführer und einer seiner Mitarbeiter sind technisch versiert, da sie seit 2014 regelmäßig in Weiterbildungen ihren Erfahrungsschatz im Bereich CAD (dem digitalen Konstruieren am PC) erweitert haben. Bei den Bestandskunden genießt das Labor den Ruf, zuverlässig und preiswert eine hohe Qualität zu liefern. Es investiert regelmäßig in Weiterbildungen und hat den Anspruch, neben ausgeprägten analogen Fähigkeiten bei der anhaltenden Digitalisierung mit der Zeit zu gehen. Der Kunde hat bei Kronen- und Brückengerüstkonstruktionen die Wahl zwischen den Materialien Nichtedelmetall (CoCr) als Standard- und Zirkoniumdioxid (ZrO2) als Premiumversorgung. Seit Anfang 2014 ist ein 3-D-Scanner mit einer offenen CAD-Software im Einsatz. Die Fertigung der konstruierten Einheiten erfolgt in einem Fräszentrum außer Haus. Die Wahl fiel auf den Kooperationspartner Wittenberg-Dental Dr. Eikel (Lutherstadt Wittenberg), ein Fräszentrum im regionalen Umfeld mit hoher Qualität, gutem Service und (nach eigener Recherche) durchschnittlichem Preis-Leistungs-Verhältnis. Hier wird auf einer Fräsmaschine vom Typ Gamma 202 5D der Firma Wissner (Göttingen) gefertigt. Eine preisgünstige Alternative zu gefrästen CoCr-Gerüsten bietet als weiterer Kooperationspartner die CADSpeed GmbH (Nienhagen) an. Die im Selective-Laser-Melting-Verfahren (SLM) hergestellten Einheiten lassen sich herkömmlich verblenden und können mit einem außergewöhnlich günstigen Preis (ca. 50 Prozent der Kosten einer gefrästen Einheit) überzeugen.

Tab. 1 Entwicklung der digital gefertigten Einheiten von 2014 bis 2018.

Ausblick des Geschäftsfeldes CAD/CAM

Bereits im Jahr 2014 wurden 189 Einheiten erstellt, was sich nach der zeitintensiven Einarbeitung und Dank einer Informationsveranstaltung im Folgejahr 2015 auf 438 Einheiten steigerte. Auch 2016 war ein Auftragszuwachs auf 636 Einheiten zu verzeichnen (Tab. 1). Konventionell gegossen werden nur noch edelmetallhaltige Legierungen und Modellgüsse.

Abb. 1 Anteil der CoCr- und ZrO2-Restaurationen an der CAM-Produktion.

Beobachtet werden konnte neben dem starken Anstieg der digital gefertigten Einheiten im Haus auch eine Umverteilung der Einheiten zugunsten des ZrO2-Premiumsegmentes, was einem allgemeinen Trend am Dentalmarkt hin zu mehr Vollkeramik folgt. Hatte zu Beginn der digitalen Produktion 2014 das ZrO2 noch einen Anteil von nur 30 Prozent im Labor, konnte 2016 ein Gleichstand an Einheiten mit CoCr beobachtet werden (Abb. 1).

Laut Geschäftsführer wird sich der positive Trend weiter fortsetzen. Es ist abzusehen, dass 2018 der Anteil an Metallkeramik weiter stark zurückgeht. Inwieweit die Verteilung der Einheiten auf CoCr und ZrO2 relevant ist, zeigt sich später beim Kostenvergleich von Eigen- und Fremdfertigung.

Investitionsüberlegung
Produktübersicht

Das Angebot an CNC-Fräsmaschinen für den zahntechnischen Bereich ist groß und eine klare Einteilung für den Einsteiger kaum möglich. Augenscheinlich unterscheiden sich die Angebote in Größe und Gewicht, was eine Einteilung in folgende Gruppen ermöglicht:

  • Kompaktfräsmaschinen (unter 100 kg)
  • Standfräsmaschinen (unter 1.000 kg)
  • Fräsmaschinen nach Industriestandard (über 1.000 kg)

Die Abbildungen 2 und 3 zeigen Beispiele für Kompakt- und Standfräsmaschinen ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

Der Vorteil der Gruppe 1 ist der deutlich geringere Anschaffungspreis. Gruppe 2 bietet hingegen die Vorteile der kürzeren Bearbeitungszeit bei geringerem Fräserverschleiß, eine mögliche Automatisierung sowie maximale Materialauswahl.

Abb. 4 Eigenschaften der Fertigungsmaschinen für die Eigenfertigung.

Produktvergleich

Die Geschäftsführung der Zahnlächeln GmbH konnte sich auf der weltgrößten Dentalmesse IDS in Köln sowie durch das Studieren der Fachpresse ausführlich über eine Vielzahl von Angeboten informieren. Die ausgewählten Fräsmaschinen fertigen allesamt im Fünfachsbetrieb mit 6 mm Fräswerkzeugen und mit unter 20 µm Abweichungen. Sie unterscheiden sich jedoch stark im Eigengewicht, der geschätzten Geschwindigkeit und der Möglichkeit der Automatisierung durch maschinenseitigen Wechsel der Rohlinge. Für die nachfolgende Kostenvergleichsrechnung wurden stellvertretend für die beiden Gruppen eine Standfräsmaschine (D5 der Firma Datron, Mühltal) sowie eine Kompaktfräs­maschine (M1 Heavy Wet der Firma Zirkonzahn, Gais, Italien) ausgewählt (Abb. 4). Die kalkulierten Herstellungskosten beider Angebote (bei verschiedenen Mengengerüsten je Einheit) sollen mit den Einkaufspreisen beider Kooperationspartner verglichen werden.

Eine Sonderposition nimmt dabei der Kooperationspartner 2 (CADSpeed) ein, da die Einheiten hierbei nicht subtraktiv gefräst, sondern additiv im Selective Laser Melting (SLM) hergestellt werden. Eine entsprechende Fertigungsanlage ist für die Eigenfertigung im Labor jedoch aufgrund der hohen Anschaffungskosten kaum eine Option.

Abb. 5 Hauptargumente zu Kosten- und Qualitätskontrolle, zur notwendigen Logistik und zur Abhängigkeit, in die sich ein Labor begibt.

Vor- und Nachteile der Eigen- und Fremdfertigung

Hören Sie sich im Kollegenkreis um, stellen Sie fest, dass es unterschiedlich starke Argumente auf beiden Seiten gibt, schnell entwickelt sich eine angeregte Diskussion. In Abbildung 5 finden Sie die zusammengetragenen Hauptargumente, bezogen auf die Kosten- sowie Qualitätskontrolle, die notwendige Logistik und die Abhängigkeit, in die sich ein Labor begibt.

Sie sehen deutlich, beide Argumentationen nehmen sehr starke Positionen ein, es stellt sich kein Richtig oder Falsch heraus. Kommt es nun auf Ihre persönliche Philosophie oder auf die Ausrichtung Ihres Labors an?

Hat für Sie die volle Kontrolle über Ihre Herstellungskosten sowie eine garantierte, gleichbleibende Qualität Priorität, so bietet für Sie die Fremdfertigung den größeren Nutzen. Dank moderner Logistik fällt die zusätzlich zur Produktion anfallende Lieferzeit nicht signifikant ins Gewicht. Geschulte Maschinenbediener und Management sorgen stets für gleichbleibende Qualität, innovative Materialien und für die Aktualität der Technologie. Das Labor verliert hierfür keine Zeit und kann sich ganz auf die Weiterverarbeitung fokussieren.

Oder behalten Sie das Know-how der Eigenfertigung und damit die vollständige Kontrolle über die gesamte Fertigung lieber im eigenen Labor, kalkulieren den erhöhten Kostenaufwand für die Investitionen sowie die Lagerhaltung mit ein und bieten noch individuellere Leistungen bei kürzeren Terminen und maximalem Einfluss auf ihr Produkt an, was Sie nach Außen außerordentlich innovativ erscheinen lässt.

Im Folgenden möchte ich das zusammengetragene Zahlenmaterial für beide Fertigungswege betriebswirtschaftlich auswerten.

Investitionsrechnung
Kostenvergleichsrechnung für die Eigenfertigung

Die eingeholten Angebote werden mit Hilfe der Kostenvergleichsrechnung für die Materialien CoCr und ZrO2 auf ihre Herstellungskosten im Jahr und abschließend pro Einheit kalkuliert (Tab. 2 und 3). Unterschieden wird hierbei in mengenunabhängige jährliche fixe Kosten sowie in variable Kosten, welche für jede tatsächlich produzierte Einheit anfallen.

Tab. 2 Kalkulation der Herstellungskosten bei Eigenfertigung.
Tab. 3 Berechnungsgrundlagen zur Kalkulation der Herstellungskosten bei Eigenfertigung.

Zugrunde gelegt wurde eine Nutzungsdauer von acht Jahren, was sich an den steuerlichen Regelungen orientiert. Die reale Nutzungsdauer kann aufgrund des technischen Fortschritts möglicherweise kürzer sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Maschine länger genutzt wird.

Kostenvergleichsrechnung für die Fremdfertigung

Die Kooperationspartner gewähren ab 10, 20 und 40 Einheiten im Monat einen Mengenrabatt, welcher monatlich mit der Kostenaufstellung abgerechnet wird. Anhand der Abrechnungen von jeweils einer, zwei und drei Einheiten pro Tag ermitteln wir die tatsächlichen Herstellungskosten pro Einheit (Tab. 4 bis 6).

Tab. 4 Ermittlung der Herstellungskosten bei 1 Einheit am Tag bzw. 18 im Monat.
Tab. 5 Ermittlung der Herstellungskosten bei 2 Einheiten am Tag bzw. 36 im Monat.
Tab. 6 Ermittlung der Herstellungskosten bei 3 Einheiten am Tag bzw. 54 im Monat.

Kostenvergleich Eigen- gegen Fremdfertigung

Die Auflistung aller Kosten in Bezug auf die pro Tag erstellten Einheiten führt die ermittelten Daten aus der Kostenvergleichsrechnung für die Eigenfertigung und der Kostenvergleichsrechnung für die Fremdfertigung zusammen (Tab. 7). Wertemengen, welche eine Veränderung zugunsten eines Angebotes darstellen, wurden mit weißem Hintergrund markiert. Abbildung 6 zeigt die grafische Darstellung der Kosten pro Einheit in Abhängigkeit von der Anzahl Einheiten pro Tag.

Abb. 6 Grafische Darstellung der Kosten pro Einheit in Abhängigkeit von der Anzahl Einheiten pro Tag.
Tab. 7 Kostenvergleich Eigen- gegen Fremdfertigung.

Abschließende Beurteilung

Zusammenfassung ZrO2

Aus dem Kostenvergleich Eigen- gegen Fremdfertigung geht rechnerisch hervor, dass die Eigenfertigung aus betriebswirtschaftlicher Sicht erst ab einem Mengengerüst von 6 Einheiten ZrO2 am Tag (1.272 Einheiten im Jahr) auf einer Kompaktfräsmaschine (Angebot 1) sinnvoll ist. Ab 11 Einheiten ZrO2 täglich (2.332 Einheiten im Jahr) übernimmt die Standfräsmaschine (Angebot 2) die Kostenführerschaft (Abb. 7) und führt zu geringeren Herstellungskosten als der Kooperationspartner 1. Bis zu 1.272 zu erwartenden Einheiten ZrO2 im Jahr ist eine Zusammenarbeit mit einem Kooperationspartner betriebswirtschaftlich sinnvoll.

Abb. 7 Resultat der Kosten­vergleichsrechnung für ZrO2-Restaurationen (* Foto: Zirkonzahn; ** Foto: Datron).

Zusammenfassung CoCr

Der Kooperationspartner 1 bietet bis zu einem Mengengerüst von 11 Einheiten CoCr am Tag (2 332 Einheiten im Jahr) industriell gefrästes CoCr deutlich kostengünstiger an, als es im Labor gefräst werden könnte. Ab 12 Einheiten CoCr am Tag (2 544 Einheiten im Jahr) kann eine Standfräsmaschine kosteneffizientere Einheiten fertigen (Abb. 8). Eine Kompaktfräsmaschine unterbietet den Kooperationspartner 1 ebenfalls ab 12 Einheiten CoCr täglich, bleibt jedoch hinter dem Angebot 2 zurück. Der Kooperationspartner 2 (orange Linie in Abbildung 8) kann sein lasergesintertes CoCr ab der ersten Einheit deutlich günstiger anbieten, als alle anderen Angebote es vermögen. Auch noch bei 50 Einheiten am Tag (10 600 Einheiten im Jahr) unterbietet er die Standfräsmaschine und ist der klare Kostenführer bei CoCr-Gerüsten.

Abb. 8 Resultat der Kosten­vergleichsrechnung für CoCr-Restaurationen (* Foto: Concept Laser; ** Foto: Datron).

Fazit der Kostenvergleichsrechnung

Sicher haben Sie bereits in Tabelle 7 (Kostenvergleich Eigen- gegen Fremdfertigung) Ihrem Mengengerüst entsprechend herausgefunden, welche Fertigung für Ihre Laborgröße die kosteneffizientere ist. Am Beispiel der Zahnlächeln GmbH konnte aufgezeigt werden, dass sich die tägliche Eigenfertigung von kalkulierten 4 Einheiten in 2017 und 5 Einheiten 2018 betriebswirtschaftlich nicht trägt. Das bestehende Konzept der Fremdfertigung ist kosteneffizient und kann über die kommenden Jahre erfolgreich fortgeführt werden, wobei die Anzahl der gefertigten Einheiten weiterhin dokumentiert wird. Auch kann so vom deutlich günstigeren, industriellen SLM-Fertigungsprozess des Kooperationspartners 2 profitiert werden, was die Produktionskosten der CoCr-Gerüstanfertigung auch bereits bei geringen Mengen halbiert. Zur kommenden IDS im März 2019 kann auf Basis des aktuellen Mengengerüstes erneut über die Investition in eine Kompaktfräsmaschine entschieden werden. Zum Beispiel könnte nach dem heutigen Kenntnisstand eine Kompaktfräsmaschine angeschafft werden, wobei die immer seltener hergestellten CoCr-Einheiten zum kosteneffizienten Kooperationspartner geschickt werden.

Wie aus dem Kostenvergleich deutlich hervorgeht, gibt es für CoCr-Gerüste aus betriebswirtschaftlicher Sicht kaum eine Alternative zum Lasersintern (SLM). Die Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigungstechnologie in Verbindung mit den hohen Stückzahlen der Fertigungszentren unterbietet preislich jedes gefräste Gerüst deutlich in den Herstellungskosten. In diesem Kostenvergleich von eigen- oder fremdgefertigten Einheiten kam dieser Technologie eine Sonderposition zu, da der Vergleich gefräster und lasergesinterter Einheiten offenkundig nicht ganz fair ist. Dennoch ist die Technologie seitens Ihrer Kosteneffizienz allen anderen Möglichkeiten weit voraus.

Tab. 8 ZrO2-Fräser mit 6 bzw. 3 mm Schaftdurchmesser für eine Kompaktfräsmaschine, Auswirkung auf die Fertigungskosten pro Einheit.

Zur Zusammensetzung der Einheiten aus CoCr und ZrO2 kann die Aussage getroffen werden, dass der Trend zur Vollkeramik der Eigenfertigung durchaus zuspielt. Bei der Fertigung von ZrO2 kann bereits bei einer geringeren Anzahl an Einheiten (rechnerisch 1.272 im Jahr) günstiger in Eigen- als Fremdfertigung produziert werden. Zudem ist eine Kompaktfräsmaschine ohne eine teure Metallspindel deutlich günstiger in den Anschaffungs- und Reparaturkosten und kann mit geringerem Schaftdurchmesser betrieben werden, was wiederum die hohen variablen Kosten bereits um 0,40 Euro senkt (Tab. 8).

Tab. 9 ZrO2-Fräser mit und ohne Diamantbeschichtung für eine Standfräsmaschine, Auswirkung auf die Fertigungskosten pro Einheit.

Wer die Möglichkeit hat, speziell beschichtete Fräser für sein System einzusetzen, wird auch hier kräftig Kosten reduzieren können, wie es am Beispiel der Standfräsmaschine (Angebot 2) dank einer Diamantbeschichtung mit Standzeiten bis zu 500 Einheiten ZrO2 zu sehen ist (Tab. 9).

Abschließend ist zu erwähnen, dass die stark digitale Ausrichtung eines zahntechnischen Betriebes in der heutigen Zeit durchaus auch ein Auswahlkriterium für den modernen Zahnarzt und seine Patienten sein kann. Zukünftig werden Behandler bereits im Patientenmund digital Daten erzeugen und nach einem Dienstleister suchen, der die Fertigung übernimmt. Eine Eigenfertigung wirkt nach außen innovativ und kann hierbei einen Wettbewerbsvorteil darstellen. Jedoch bindet die Eigenfertigung nicht zuletzt durch die hohen Lagerhaltungskosten der Verbrauchsmaterialien in nicht unerheblichem Maße finanzielle Mittel. Zudem setzt sie entsprechend qualifizierte Mitarbeiter voraus. Letztlich ist es eine Frage der eigenen Philosophie und Aufstellung des Labors. Die Frage ,Make or Buy?‘ bleibt eine der wohl spannendsten Fragen im heutigen Handwerk der Zahntechniker.“

Danksagung

Der Autor dankt herzlich ZTM Jürgen Mehlert (Betriebswirt HwO), ZTM Ingo Becker (Dentale Technik, MSc; BWL, BSc) und Rüdiger Harbeck (Dipl.-Betriebswirt) vom Elbcampus Hamburg für die Begleitung der Projektarbeit zum Betriebswirt HwO, ZT Josef Schweiger und ZT Johannes Trimpl von der LMU München und Daniel Kühbacher vom Dentalstudio München für die aufwändige Aufarbeitung des zusammengetragenen Zahlenmaterials sowie seinem Vater und Vorbild ZTM Ulrich Schwerin.

Ein Beitrag von ZTM Clemens Schwerin, München

Titelbild: Zirkonzahn