El investigador Óscar Barro del Grupo de Aplicaciones Industriales de los Láseres demuestra la viabilidad de la deposición de energía dirigida por láser (LDED)
Las prótesis dentales suelen estar fabricadas con metales como el titanio o aleaciones de cobalto y cromo, pero una investigación de la UVigo desarrolla nuevos métodos de fabricación que, partiendo de las mismas materias primas, permitan obtener materiales con iguales o incluso mejores propiedades. El estudio conforma la tesis de doctorado de Óscar Barro, enmarcada en el Grupo de Aplicaciones Industriales de los Láseres (FA5) vinculado al Cintecx (Centro de Investigación en Tecnologías, Energía y Procesos Industriales). Barro llevó a cabo un estudio de viabilidad de la técnica de depósito de energía dirigida por láser (LDED) como método de fabricación aditiva en la industria protésica dental. En concreto, como método de generación de estructuras metálicas empleadas en prótesis dentales metalo-cerámicas, empleando los materiales más usados en la actualidad en esta industria, como la aleación de titanio comercialmente pura y las aleaciones dentales Co-Cr (cobalto e cromo).
Para llevar a cabo la fabricación del material, Barro diseñó, construyó y puso a punto una nueva estación de fabricación de aditivos de LDED, de tal modo que se cumpliesen los requisitos necesarios para el procesado de estas aleaciones de alto valor. Para el diseño y fabricación de la estación fue necesario abordar el cabezal de procesado y la cámara de fabricación con atmosfera inerte controlada. Estos elementos de fabricación propia se integraron con otros elementos comerciales y, de este modo, se elaboró con éxito la estación de fabricación LDED con aporte coaxial de partículas capaz de procesar materiales en una atmosfera inerte totalmente controlada, alcanzando niveles de oxígeno inferiores a 0,1 partes por millón en el interior de la cámara. Una vez construida a estación de fabricación, se realizó la puesta a punto y posteriormente se generaron los materiales para su evaluación. El material de titanio comercialmente puro grado 4 obtenido con la nueva estación de fabricación de aditivos LDED se comparó con un titanio de la misma aleación obtenido por la técnica de mecanizado de disco, que es la que actualmente emplea la industria dental.
Metodología de trabajo
Esta comparación se hizo desde el punto de vista microestructural, mecánico y electroquímico, siguiendo las directrices de las normas internacionales ISO 22674 e ISO 10271, que definen las condiciones y requisitos necesarios para la evaluación de materiales metálicos para su uso en la industria de las restauraciones dentales. Los resultados de este estudio demostraron que ambos materiales tienen rendimientos adecuados para su aplicación en prótesis dentales implantosoportadas, y obtienen una clasificación de material tipo 4 según la norma ISO 22764. No obstante, conviene tener en cuenta que el titanio generado por LDED presenta un comportamiento mecánico superior al material obtenido por mecanizado, con aumentos significativos de la tensión de rotura (mejora del 7,0%), del alargamiento de rotura (12,9%), dureza (16,7%) y tenacidad (30,1%).
Viabilidad verificada
Los resultados de este estudio verifican la viabilidad de la técnica LDED para la fabricación de estructuras Co-Cr con un comportamiento general adecuado. Este material tiene propiedades mecánicas similares a las obtenidas por el material mecanizado a partir de disco, siendo ambos los que mayor alargamiento de rotura y tenacidad mostraron. Como conclusión final, esta tesis de doctorado demostró la viabilidad de la deposición de energía dirigida por láser (LDED) como técnica de fabricación aditiva en la industria dental, que se puede implementar para generar estructuras protésicas con altas propiedades mecánicas y electroquímicas, en materiales tan diversos como el titanio comercialmente puro o las aleaciones dentales de Co-Cr. Este proceso de fabricación puede competir directamente con las técnicas de fabricación empleadas en la actualidad. Esto es posible ya que esta técnica combina las ventajas de otras técnicas: material de calidad (similar al disco macizo de mecanizado) y generación de formas libres (al ser una técnica de fabricación aditiva como el SLM).
Fuente: DUVI.
