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Título: Modelo de contato aplicado a componentes odontológicos de titânio com superfícies obtidas por diferentes processos de fabricação
Título(s) alternativo(s): Contact model applied to titanium dental components with surfaces obtained by different manufacturing processes
Autor(es): Mehl, Ana Claudia Stadler Burak
Orientador(es): Pintaúde, Giuseppe
Palavras-chave: Materiais dentários
Implantes dentários endoósseos
Implantes dentários osseointegrados
Ligas de titânio - Uso terapêutico
Implantes dentários
Aspereza de superfície
Interferometria
Dental materials
Endosseous dental implants
Osseointegrated dental implants
Titanium alloys - Therapeutic use
Dental implants
Surface roughness
Interferometry
Data do documento: 19-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: MEHL, Ana Claudia Stadler Burak. Modelo de contato aplicado a componentes odontológicos de titânio com superfícies obtidas por diferentes processos de fabricação. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: As variações dos processos de fabricação utilizados em componentes odontológicos (implante/pilar) podem implicar em diferentes níveis de rugosidades das superfícies. Assim sendo, a interação entre estas resulta em diferentes áreas de contato com suas respectivas tensões, afetando o desempenho do conjunto. Este trabalho investigou o efeito da rugosidade, em diferentes superfícies, nas tensões de contato resultantes. Para tanto, foi aplicado um modelo de contato microscópico para superfícies reais. As superfícies analisadas foram de ligas de titânio (Ti-6Al-4V) e titânio puro, materiais comumente utilizados em implantodontia. Quatro superfícies foram analisadas: i) eletroerodida; ii) eletroerodida seguida de eletropolimento, iii) componente real de implante usinado, e iv) componente real de pilar usinado. A rugosidade foi determinada por interferometria óptica, usando imagens 3D de diferentes áreas. Além disso, as superfícies foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura. As áreas de contato foram calculadas usando o modelo clássico de contato mecânico de Greenwood-Williamson, para diferentes níveis de separação entre as superfícies. Verificou-se que a relação entre os parâmetros Sq (raiz quadrada média da rugosidade) e Ssc (média aritmética da curvatura dos cumes) exerceu uma influência significativa nos resultados. A maior razão Sq / Ssc aumenta a área de contato e, portanto, gera menores tensões. A variação de Sq, isoladamente, foi menos significativa do que a da relação apresentada. A superfície do pilar, com baixa rugosidade, apresentou as menores tensões. Esta possui, dentre todas, o menor valor de Ssc, embora seu Sq seja maior que o do implante. A superfície que gerou a maior tensão de contato foi a eletroerodida, que apresentou os maiores valores Sq, Ssc e Sds (densidade de cumes) dentre as amostras analisadas.
Abstract: Changes in manufacturing processes used in dental components (implant/abutment) may imply different levels of surface roughness. Therefore, the interaction between them results in different contact areas with their respective stresses, affecting the performance of the set. This study investigated the effect of roughness, in different surfaces, on resulting contact stresses. For this purpose, a microscopic contact model for real surfaces was applied. The analyzed surfaces were titanium alloys (Ti-6Al-4V) and pure titanium, materials commonly used in implant dentistry. Four surfaces were analyzed: i) electro-discharge machined; ii) electro-discharge machined followed by electrolytic polishing, iii) real component of machined implant, and iv) real component of machined abutment. Roughness was determined by optical interferometry, using 3D images from different areas. In addition, the surfaces were characterized by optical and scanning electron microscopy. Contact areas were calculated using the classic Greenwood-Williamson mechanical contact model for different levels of separation between surfaces. It was found that the relationship between the Sq (root mean square roughness) and Ssc (mean summit curvature) parameters had a significant influence on the results. The higher ratio Sq / Ssc increases the contact area and generated lower stress. The single variation of Sq was less significant than the presented relationship. The surface of the abutment, with low roughness and smallest Ssc value, presented the lowest stress, although its Sq is greater than that of the implant. The greatest contact stress was generated by the electro-discharge machining, which presented the highest values Sq, Ssc and Sds (summit density) among the analyzed samples.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4690
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