Usinabilidade e integridade superficial de implantes dentários

Abstract

Metallic alloys applied to implants have been researched aiming at improving their mechanical properties, microstructure and biocompatibility. Despite appearing several types of polymers in the last years, titanium and its alloys are still used extensively in the implantology. Titanium is considered a hard-to-cut material, because it develops high stresses and temperatures in a small cutting area (2/3 smaller than for other materials). Thus cutting parameters and tools need to be specified properly, since both raw material and manufacturing process increase the costs of the final product. This research determined the effects of cutting speed and depth of cut on machinability (cutting force and specific cutting energy) and surface integrity (microhardness and roughness) when threading pure commercially dental implants (grade 4, ASTM F67). Machining tests were carried out in a CNC lathe by applying TiAlN coated carbides and cutting fluid. Based on Analysis of Variance (ANOVA), the main results indicated that cutting parameters influence on machinability and surface integrity of the implant screw, being depth of cut the more influent. Low and high levels of depth of cut increase specific cutting energy and cutting force, respectively, hardening the screw subsurface and damaging the roughness of the thread flanks. Lower cutting speeds trend to raise both cutting force and specific cutting energy, damaging the screw finishing, but they do not affect its subsurface microhardness. Skewness and Kurtosis roughness parameters indicated the predominance of spiky surface on screw which is favorable to osseointegration. Tests at High-Speed Cutting (HSC) showed it is possible to machine implant screws, but depth of cut cannot be high so that avoiding vibration in threads

Ligas metálicas destinadas a implantes, de um modo geral, têm sido cada vez mais pesquisadas quanto às suas propriedades mecânicas, microestruturais e características de biocompatibilidade. Apesar do surgimento de inúmeros materiais poliméricos, o titânio e suas ligas representam ainda a grande gama de aplicações na área da implantodontia. O titânio é considerado um material de difícil usinabilidade, pois desenvolve altas tensões e temperaturas em uma área de corte 2/3 menor que a de outros materiais. Assim, os parâmetros de usinagem e a ferramenta de corte necessitam ser adequadamente especificados, pois tanto a matéria-prima quanto o processo de fabricação levam a um alto valor agregado do produto final. Este trabalho determinou os efeitos da velocidade de corte e da profundidade de usinagem na usinabilidade (força de corte e energia específica de corte) e integridade superficial (microdureza e acabamento) no roscamento de implantes dentários de titânio comercialmente puro (grau 4, ASTM F67). Os ensaios foram realizados em torno CNC de cabeçote móvel, empregando ferramenta de metal duro revestida de TiAlN e fluido de corte abundante. Com base na Análise de Variância (ANOVA), os resultados mostraram que os parâmetros de corte afetam a usinabilidade e a integridade superficial da rosca, sendo a profundidade de usinagem o fator mais influente. Níveis muito baixos ou altos da profundidade de usinagem elevam a energia específica e a força de corte, respectivamente, encruando a subsuperfície da rosca e prejudicando a rugosidade dos flancos dos filetes. Velocidades de corte menores tendem a aumentar a força e a energia específica de corte, prejudicando o acabamento da rosca, mas não influem em sua dureza. Rugosidades estatísticas Skewness e Kurtosis apontaram a prevalência de picos agudos na superfície da rosca, favorecendo a osseointegração. Testes na condição High-Speed Cutting (HSC) indicaram ...