Funcionamiento de la Maquinaria de Colado Dental

La fabricación de prótesis dentales está en constante innovación, impulsada por la necesidad de estructuras duraderas, nuevos materiales y tecnologías de fabricación avanzadas. Los avances tecnológicos están transformando la odontología, desde el diagnóstico hasta los sistemas de escaneado intraoral y las aplicaciones CAD/CAM para la fabricación de coronas, implantes y puentes.

Fundidora dental de inducción.

Fundición Dental por Inducción

La fundición por inducción electrónica calienta el metal progresivamente desde el interior hacia el exterior. Gracias al movimiento giratorio del campo magnético, se produce una mezcla continua de los distintos componentes de la aleación. La licuefacción es evidente, ya que la masa fundida tiende a "subir" dentro del crisol.

Esta versión permite fundir cualquier tipo de aleación en las mejores condiciones. Los materiales que tienden a oxidarse pueden fundirse en un entorno inerte e inyectarse bajo presión de vacío. El vacío ayuda a eliminar los gases susceptibles de persistir en los canales de revestimiento, que pueden causar burbujas de aire o defectos. La temperatura de fusión se supervisa mediante un pirómetro óptico, que mide la cantidad de rayos infrarrojos emitidos por la aleación durante el calentamiento y la traduce en temperatura.

La inducción de media frecuencia, junto con la medición de la potencia de salida, permite trabajar con cada tipo de aleación en las mejores condiciones.

Fresadoras Dentales: Una Herramienta Clave

Las fresadoras dentales se están convirtiendo en herramientas clave para tratamientos chairside, realizados en el mismo día. Este abordaje es efectivo para modelos dentales, restauraciones provisionales o guías para tratamientos quirúrgicos y restauraciones. Además, genera menos desperdicio de material en comparación con el fresado.

Para volúmenes de trabajo más grandes, las fresadoras pueden ser más eficientes y rápidas en comparación con algunas impresoras 3D, proporcionando una calidad de superficie final excepcional, especialmente importante en restauraciones estéticas. A pesar de la inversión inicial, tener una fresadora puede llevar a un control de costes a largo plazo al reducir la dependencia de laboratorios externos y los tiempos de espera asociados.

Es crucial recordar que los laboratorios son aliados precisos en la práctica diaria, siendo su colaboración imprescindible. La elección entre imprimir o fresar en odontología dependerá de varios factores, incluyendo el tipo de trabajo que se esté realizando y las preferencias del profesional.

Fresadora dental.

El Proceso de Fresado

El agua actúa como refrigerante durante el proceso de fresado, evitando el sobrecalentamiento de las fresas y del material. Esto es crucial al fresar materiales como el zirconio, la cerámica o el metal. Asimismo, ayuda a reducir la generación de polvo durante el fresado, contribuyendo a mantener un ambiente de trabajo limpio y seguro, y mejorando la calidad de la superficie final, especialmente en trabajos estéticos y detallados.

La legislación relacionada con tener una fresadora en la consulta varía según la ubicación geográfica.

Materiales Comunes Utilizados

Algunos de los materiales más comunes son cerámica, zirconio, metales, bloques de resina, composite, materiales vítreos, PMMA y cera. Cabe prestar especial atención a la sinterización del zirconio, ya que es un procedimiento complejo que requiere hornos dentales específicos para este propósito, diseñados para proporcionar condiciones de temperatura y tiempo controladas. La sinterización exitosa requiere un control preciso de la temperatura y el tiempo para garantizar la calidad y resistencia adecuadas del zirconio.

Antes de tomar una decisión, es crucial realizar una investigación exhaustiva, considerando aspectos como la reputación de la marca, la facilidad de uso, la asistencia técnica y el soporte, así como las características específicas de las fresadoras que ofrecen.

Estructuras Dentales y Mecanizado

Las estructuras dentales juegan un importante papel en el campo de la prótesis dental. Las prótesis sobre implantes han evolucionado hasta hacerse imprescindibles como procedimiento protésico cuando hay que reemplazar dientes, sin olvidar que los pacientes solicitan prótesis bucales retenidas por implantes a un precio competitivo y que garanticen una rehabilitación duradera.

Actualmente, las estructuras dentales se encuentran sometidas a grandes exigencias de durabilidad, aplicación de nuevos materiales y a innovadoras tecnologías de fabricación, provocando un torrente continuo de investigaciones, que intentan dar respuesta a estas exigencias funcionales mediante la definición de los parámetros que permiten asegurar un óptimo ajuste y una buena longevidad clínica de las restauraciones.

En los últimos años han predominado las restauraciones estéticas basadas en el empleo de cerámicas feldespáticas, aluminosas o circoniosas como material principal sobre una estructura dental, provocando la necesidad de garantizar un nivel mínimo de adhesión de la cerámica sobre la estructura, que puede ser fabricada mediante procesos de fresado, colado y sinterizado.

Principios Biomecánicos de las Estructuras Dentales

A partir de las diferentes prótesis indicadas y de su función, hay que tener en cuenta que las estructuras dentales deben responder a tres principios biomecánicos:

• Retención: Para que no se produzca su extrusión.
• Soporte: Para resistir las fuerzas de intrusión que actúan sobre ellas.
• Estabilidad: De las prótesis para oponerse a fuerzas horizontales o de cizallamiento y rotación.

El soporte viene dado por los implantes y por la densidad ósea del maxilar en que se han colocado las fijaciones.

Estructura dental atornillada.

En el caso de las prótesis atornilladas, es difícil conseguir un ajuste pasivo sobre los pilares de retención, y por lo tanto, durante su funcionamiento biomecánico, se crean tensiones que pueden provocar la fractura o perdida de tornillos, así como transmitir tensiones a la estructura protésica o a la interfase hueso-implante. Cuanto mayor es el número de pilares de la estructura, más difícil es obtener una estructura atornillada pasiva.

Una primera solución es la selección de aleaciones metálicas de elevado módulo y límite elástico que eviten la deformación plástica y elástica, ante las fuerzas biomecánicas, mientras que para conseguir el ajuste pasivo de la estructura sobre los pilares, es decir, el contacto circunferencial y simultáneo de todos los pilares sobre sus respectivos implantes y de la prótesis sobre sus respectivos pilares, se barajan niveles de precisión de 10 a 50 micras como máximo desajuste permitido.

Los estudios realizados indican que las estructuras fabricadas mediante fresado experimentan una menor deformación durante la etapa de ceramización en comparación con los procesos de colado y sinterizado. La baja distorsión de las estructuras fresadas es atribuible a la elevada estabilidad térmica de la parte metálica al estar libre de tensiones residuales o microporosidades. Si además se consigue una homogoneidad, planitud y precisión en las superficies destinadas a estar en contacto íntimo con el implante dental, se justifica que las estructuras fresadas no requieren manipulación para tener una mejor pasividad en la boca del paciente.

Otro aspecto clave de la estructura dental es la adhesión de la cerámica. Es importante garantizar un nivel mínimo de adhesión de la cerámica en estructuras metálicas de cromo-cobalto y titanio obtenidas mediante fresado, colado y sinterizado.

Aleaciones Metálicas en Odontología

La Asociación Dental Americana (ADA) clasifica las aleaciones en función de su composición:

• Aleaciones nobles altas: Con un porcentaje en peso de metales nobles igual o superior al 60% y de oro igual o superior al 40%.
• Aleaciones nobles: Con un contenido en metal noble igual o superior al 25%.
• Aleaciones con predominio de metal base: Cuyo contenido de metal noble es inferior al 25%.

Los metales considerados nobles son el oro, platino, paladio, iridio, rodio, osmio y rutenio.

Las aleaciones de uso odontológico, tienen propiedades y características establecidas por diferentes normas internacionales ISO. En todos los casos deberán ser biocompatibles en la triple vertiente de no tóxicas, no alergénicas y no carcinogenéticas. Serán susceptibles de un correcto acabado y pulido para aportar cualidades estéticas y evitar la corrosión; tendrán una resistencia elevada, tanto a la compresión como a la tracción; intervalo de fusión no demasiado amplio, alto límite elástico, rigidez adecuada a cada caso, moderada ductilidad y gran dureza.

Las aleaciones más habituales son las aleaciones de cobalto-cromo, titanio y paladio-oro. Veamos sus principales características.

Aleaciones de Cobalto-Cromo (Co-Cr)

Estas aleaciones son biocompatibles, no tienen níquel (Ni) y no son alergénicas, tóxicas ni carcinogenética. Se componen básicamente de cobalto, entre un 35 y 65%; y cromo, en proporciones que oscilan entre un 20 y un 35%. El módulo de elasticidad, el límite elástico y la resistencia a la ruptura del cobalto-cromo son los más elevados de todas las aleaciones utilizadas en odontología. Su gran límite elástico permite prácticamente evitar toda deformación plástica de las estructuras de prótesis.

Estructura dental de Co-Cr.

Aleaciones de Titanio (Ti)

El titanio comercialmente puro, es el utilizado más frecuentemente en la confección de prótesis. Existen cuatro tipos de este metal (según A.S.T.M.).

El titanio puro de grado I se emplea en barras sobre implantes; el titanio puro de mercado grado II (Ti CP 2) se aconseja para las restauraciones fijas sometidas a pequeños esfuerzos mecánicos, así como para la fabricación de cofias en coronas individuales y puentes de pequeña extensión mecanizados. El titanio de grado IV (Ti CP 4) se utiliza para la elaboración de prótesis parciales removibles sometidas a mayores cargas. Además del titanio puro se pueden emplear alguna de sus aleaciones como: Ti-6Al-4V, Ti-15V, Ti-20Cu, Ti-30Pd 49, 107, fundamentalmente la primera.

El titanio tiene un bajo módulo de elasticidad, por lo que las estructuras coladas con este metal son menos rígidas que las de cobalto-cromo. Presentan gran resistencia a la fatiga, a la tensión y deformación y gran ductilidad.

Estructura dental de Ti.

Aleaciones de Paladio-Oro (Pd-Au)

La clasificación noble se refiere por lo general a todas las aleaciones con paladio como base que contienen entre un 54 y 88 % en peso de paladio. Dado que su contenido en plata es bajo (3 % en peso), no causa color verdoso de la porcelana.

Estructura de Pd-Au.

Aplicación del Mecanizado

Los técnicos protésicos y de fabricación tienen que conseguir mecanizar los componentes exigidos, de forma automática, con el menor coste, en el menor tiempo y con la calidad exigida por el cliente.

En el caso del técnico protésico, y ante soluciones basadas en la fabricación por arranque de material, debe aplicar estos criterios sobre todo tipo de máquinas-herramienta y a las diferentes prótesis, implantes y estructuras de circonio, cromo cobalto, titanio, polimetilmetacrilato (PMMA), cera, cerámica y disilicato de litio. Para ello tiene que utilizar técnicas de mecanizado optimizadas y basadas en la utilización de máquinas-herramienta de 3 y 5 ejes, y aplicaciones CAD/CAM con la funcionalidad implantada que se exige en las operaciones de mecanizado dentales.

Existen dos líneas de mecanizado diferenciadas en los laboratorios dentales:

• Mecanizado de materiales blandos (PMMA, cera, resinas y polvo de circonio prensado).
• Mecanizado de estructuras metálicas (titanio y/o cobalto-cromo).

Dichas operaciones de mecanizado, exigen máquinas-herramienta adaptadas con las siguientes características funcionales:

• Tamaño reducido para adaptarse al espacio disponible en los laboratorios dentales.
• Mecanizado de materiales duros y frágiles como la cerámica de vidrio y sintéticos especiales, así como el fresado a alta velocidad de metales exigentes, como el titanio y el cromo-cobalto
• Mecanizado de geometrías complejas mediante configuraciones cinemáticas flexibles y de 3 a 5 ejes.

Las técnicas convencionales de mecanizado y sinterización no consiguen un compromiso fiable ante estas demandas. El mecanizado convencional está limitado en cuanto al tiempo de mecanizado, el tamaño de las herramientas y a geometrías simples. El mecanizado por electroerosión permite el mecanizado de una amplia gama de formas y tamaños pero sólo es adecuado para su uso en materiales conductores. En el caso de la sinterización, la utilización del láser provoca una modificación térmica de la superficie que puede tener un impacto negativo en su utilización final, especialmente en aplicaciones que requieran alta fiabilidad.

En cuanto a las técnicas avanzadas de mecanizado (figura 6), se dispone de máquinas-herramientas de mecanizado a alta velocidad y mecanizado ultrasónico.

El mecanizado a alta velocidad es la técnica más utilizada para la fabricación de componentes dentales en materiales resistentes como las aleaciones de Co-Cr, titanio, PMMA, cera y circonio prensado.

En el mecanizado ultrasónico, no hay influencia térmica, química y eléctrica, no se alteran las propiedades físicas de la pieza y no se producen cambios en la composición química y en la microestructura del material.

La evolución que están sufriendo los materiales dentales y su aplicación protésica, hacen que el mecanizado con refrigeración sea mínimo salvo para el mecanizado de ciertas estructuras dentales (barras sobre implantes), siendo el mecanizado en seco la opción más clara.

Mecanizado Convencional, de Alto Rendimiento y Alta Velocidad (MAV)

El mecanizado de alto rendimiento hace referencia a la utilización de grandes avances y profundidades de corte pero manteniendo las velocidades de corte consideradas convencionales, obteniendo como resultado virutas de gran tamaño y la necesidad de disponer de máquinas-herramienta con cabezales de gran potencia y estructura rígida.

En cuanto al mecanizado a alta velocidad, se basa en mantener la sección de viruta y aumentar la velocidad de corte (~20.000 rpm / 1.000-2.000 m/min.). Su aplicación está condicionada a aleaciones ligeras y de alto índice de arranque, así como materiales endurecidos, al empleo de máquinas-herramientas con características funcionales específicas, a la generación de fuerzas de corte reducidas que provoquen una transferencia térmica menor.

El fresado es la operación dominante en el mecanizado de prótesis dentales, ya que hay que mecanizar geometría con forma de cavidades, perfiles, ranuras y filos. Las piezas son pequeñas con una tasa de arranque de material mínima, se mecanizan en una sola posición de sujeción, garantizando la ausencia de deformaciones y la estabilidad de la precisión dimensional y superficial.

La clave del mecanizado de este tipo de piezas y sus aleaciones, se encuentra en la fase de programación CAM, ya que hay que saber definir las estrategias de fresado (trayectorias) para las operaciones de desbaste y acabado que generen un mínimo desgaste de herramienta (ver apartado 3.2.), en combinación con una óptima selección de herramienta de corte, tanto en material de corte (recubrimientos) como en geometría de corte.

Mecanizado por Ultrasonidos

Es un método de mecanizado de materiales frágiles y duros, con altos niveles de precisión y calidad superficial (Ra=0,2 µm), que se basa en la eliminación del material de la pieza mediante una herramienta que gira (~50.000 rpm) y que se desplaza en dirección axial (vibración ultrasónica, ~20 kHz) utilizando un líquido abrasivo que además sirve para refrigerar la pieza.

El proceso se basa en una señal eléctrica de baja frecuencia que se aplica a un transductor, que convierte la energía eléctrica en alta frecuencia (~20 KHz) generando una vibración mecánica (figura 8). Esta energía mecánica se transmite al conjunto mango-herramienta generando una vibración unidireccional de la herramienta en la frecuencia ultrasónica y con una amplitud conocida menor de 0,05 mm.

Mecanizado ultrasónico. Interacción entre herramienta, abrasivo y pieza.

Entre la herramienta y la pieza hay un flujo constante de abrasivo en suspensión, que se compone de granos de diamante, carburo de boro, carburo de silicio y alúmina, que están suspendidos en una solución química o agua. Además de proporcionar grano abrasivo a la zona de corte, esta solución permite eliminar los residuos. La herramienta vibratoria, combinada con el abrasivo, desgasta el material uniformemente, dejando una imagen inversa de la forma de ...

Tabla Resumen de Aleaciones Dentales

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