L'usinage de précision rencontre la dentisterie : Maîtriser l'occlusion avec des fraiseuses avancées

Le fraisage dentaire peut sembler complètement différent de ce que la plupart d'entre nous considèrent comme de l'usinage régulier, mais il y a quelques similitudes notables. Voici un aperçu de la façon dont les outils dentaires pourraient être exactement ce qu'il vous faut dans votre atelier.

C'est un fait triste de la vie que les humains souffrent de maux de dents occasionnels, certains nécessitant une couronne, un implant ou un bridge.

Mais pendant que vous êtes assis dans le fauteuil du dentiste, regardant le plafond la bouche grande ouverte, donnez-vous jamais une pensée au processus de fabrication derrière les prothèses dentaires ? Quels matériaux sont-ils faits, et quels types d'équipements CNC et d'outils de coupe sont nécessaires pour les usiner ? Et qu'est-ce qui différencie l'usinage dentaire du travail que vous faites chaque jour dans votre atelier ?

Pour la plupart, c'est un processus très spécialisé, avec des centres d'usinage de type kiosque et des systèmes CAO/FAO « chairside » qui n'ont rien d'industriel. Cela dit, continuez à lire, car bien que vous n'opérerez probablement jamais l'une de ces fraiseuses dentaires de bureau ou ne serez chargé d'usiner un nid de remplacements molaires, il y a un chevauchement pertinent dans les outils de coupe et les matériaux utilisés pour produire ces composants spécialisés.

Pourquoi les outils de coupe sont clés pour le fraisage dentaire

Le fraisage dentaire est complètement différent de ce que la plupart d'entre nous pensent comme usinage, dit Kevin Dyer, responsable de l'ingénierie des applications chez OSG USA Inc.

Dans les systèmes d'usinage en boucle fermée, l'opérateur — généralement un dentiste ou un technicien dentaire — charge un brut, télécharge un scan de la dent du patient, et appuie sur cycle start. Pas de changements d'avance et de vitesse, pas de touche d'outils, pas de programmation ou d'optimisation de trajectoires d'outils.

Dyer note que les personnes opérant l'équipement utilisé ne sont pas des machinistes, mais beaucoup des matériaux qu'ils utilisent sont les mêmes.

« L'industrie dentaire utilise le cobalt-chrome et le titane, des céramiques telles que la zircone et l'alumine, et des polymères à haute résistance comme le PEEK et le PMMA », dit Dyer. « Et les outils de coupe nécessaires pour usiner ces matériaux ne sont pas différents de ceux nécessaires dans les industries aérospatiale, médicale ou moules et matrices. »

Jaime Dimayuga, également ingénieur d'applications chez OSG, est rapide à souligner que beaucoup de ces fraises en bout et forets ont un corps de fixation propriétaire ou une bague de préréglage qui pourrait les rendre impropres à l'utilisation dans un centre d'usinage 5 axes typique ou un tour multitâche. Pourtant, beaucoup sont indiscernables des outils de coupe trouvés dans les casiers à outils partout, avec des revêtements et des géométries conçus pour s'attaquer aux matériaux juste décrits.

« Notre gamme de fraises en bout hémisphériques EXOCARB WXL, par exemple, fait un excellent travail sur les aciers trempés et pré-trempés, tandis que notre EXOCARB Diamond est livré avec soit un revêtement DLC (carbone de type diamant) soit un revêtement CVD imprégné de diamant », dit-il. « Les deux sont conçus pour la zircone et les céramiques à base de verre mais fonctionnent tout aussi bien dans n'importe quel matériau dur et abrasif. »

Admettons-le, ces outils de coupe sont utilisés pour couper de minuscules caractéristiques dans des dents de remplacement, ils sont donc tout aussi minuscules. L'un des plus grands dans la gamme dentaire d'OSG — une fraise en bout à rayon de coin EXOCARB WXS -CRE — culmine à 12 millimètres, la plupart des autres outils se situant dans la gamme de 2 mm et moins. Si vous usinez des pièces de tracteur, vous devriez probablement arrêter de lire et retourner au travail. Pour quiconque a besoin de couper de petits détails dans pratiquement n'importe quel matériau abrasif, trempé ou autrement difficile, cependant, les outils dentaires pourraient être exactement le ticket.

Ce qu'il faut considérer quand on pense aux outils de coupe pour fraisage dentaire

Il y a une exception importante à l'affirmation précédente. Le fraisage dentaire est un domaine hautement spécialisé, et beaucoup des outils de coupe trouvés sur les sites web dédiés aux fournitures dentaires ne fonctionneront tout simplement pas sur les équipements CNC plus grands et à usage général communs à la plupart des ateliers. Pour ces machines-outils, vous feriez mieux de chercher des fournisseurs de fraises en bout et forets micro, OSG parmi eux. En supposant que vous utilisiez des outils avec le bon revêtement et la bonne géométrie, ils serviront tout aussi bien dans les matériaux juste discutés mais auront des corps de fixation qui s'adaptent aux porte-outils standards.

Guhring Inc. est une autre source. Brandon Hull, directeur de la gestion de produit et du développement commercial chez l'entreprise, explique qu'à l'exception des bagues propriétaires et de préréglage, les outils dentaires ne sont pas si différents des autres outils de coupe à usage général.

« Vous parlez de fraises en bout hémisphériques et forets standards, bien que très petits, capables d'entrer dans les recoins des implants dentaires ainsi que des électrodes EDM, de l'usinage de circuits imprimés, de la fabrication de moules, et d'autres applications micro », dit-il.

Comme OSG, Guhring propose une gamme complète de fraises en bout miniatures, y compris ses gammes UNI PRO et GF300. Les revêtements diamant sont disponibles, ainsi que les outils à portée étendue et à col long nécessaires pour l'usinage 5 axes et le contourage de poches relativement profondes. Et ici encore, l'usinage d'aciers trempés, de superalliages ou de matériaux abrasifs comme la zircone (ou le graphite) n'est pas un problème.

Bernd Fiedler, responsable principal du produit mondial pour le fraisage en bout monobloc chez Kennametal Inc., offre des recommandations similaires. Il note que l'entreprise ne propose pas les fraises spécialisées utilisées dans les machines de fraisage dentaire mais offre une gamme étendue de fraises en bout carrées, hémisphériques et à portée étendue miniatures nécessaires pour le micromécanique, la fabrication de moules et applications similaires.

« Beaucoup de ces outils sont conçus pour les aciers d'alliage et trempés, mais nous couvrons aussi l'inoxydable, les non-ferreux, y compris les plastiques, le cobalt-chrome et les superalliages », dit-il. « C'est un portefeuille large, avec des revêtements et géométries spécifiques aux matériaux nécessaires pour maximiser la productivité. »

Comme pour toutes les applications de fraisage, Fiedler recommande un porte-outil de haute qualité pour minimiser le faux-rond, mais ajoute que c'est encore plus critique avec des fraises de taille micro, où même un ou deux dixièmes (0,0001" à 0,0002") pourraient être trop. Il suggère également que le régime de broche peut être une contrainte, surtout avec des diamètres d'outil de 1 mm et moins. Pour ces situations, une broche à air ou électrique pourrait être nécessaire pour atteindre la vitesse de coupe correcte.

« Il est important de noter également que tout l'usinage dentaire n'est pas fait dans un environnement de bureau », dit-il. « Il y a beaucoup de laboratoires et de fabricants spécialisés qui utilisent des équipements CNC plus traditionnels, avec les vitesses de broche et le contrôle de mouvement hautement précis nécessaires pour ce type de travail médical et d'autres. Pour ces ateliers, des outils de coupe de haute qualité produits par une entreprise qui couvre tout le spectre des opérations d'enlèvement de métal est probablement la meilleure solution, plutôt que l'outillage dentaire conçu pour un équipement dédié mais léger. »

Comment gérez-vous la coupe de petits détails dans des matériaux difficiles ? Quelles solutions uniques avez-vous trouvées ?