Máquinas-herramienta para una sonrisa perfecta

Algo está cambiando. Lo habitual hasta ahora, sin apenas margen para otras alternativas, era que el dentista enviara al laboratorio dental un modelo hecho a mano que servía para que el protésico ajustara la pieza a base de limar, sin escanear nada. Un paso posterior consiste en escanear ese molde en 3D, ya sea por parte del mecanizador de las estructuras o del protésico, para, con un sistema CAD/CAM, mecanizar en un centro de mecanizado de 5 ejes.

Y ya se está hablando, aunque no es un proceso que se encuentre realmente en el mercado sino más bien de futuro, de otro paso más hacia la digitalización, según el cual los modelos, en lugar de ser de yeso, son digitales, ya que parten de un escáner. El dentista envía al mecanizador un archivo STL para ser procesado. Pero, como se ha dicho, esto está todavía en una fase inicial.

Como en todo avance tecnológico, la presión sobre los costes es enorme. Por un lado se demanda una precisión y fiabilidad máximas al proceso productivo y, por otro, los dentistas necesitan flexibilidad. Con el fin de reconciliar esta serie de requerimientos que, en principio, chocan entre sí, el mercado está utilizando cada vez más estándares industriales, desde el CAD y el CAM hasta las máquinas de alta tecnología gobernadas por un CNC. Muchos de los procesos manuales, costosos desde un punto de vista de tiempo y dinero, se están reemplazando poco a poco por cadenas de proceso que integran CAD/CAM/CNC. La integración del mundo virtual de la planificación del trabajo y el mundo físico de las capacidades de producción está reduciendo drásticamente el plazo, desde que se recibe al paciente y se prescribe una prótesis, hasta el suministro de la prótesis dental adecuada.

El sector dental está registrando un aumento en la demanda de máquinas de alta tecnología, que deriva de la transición de un proceso de producción de prótesis manual a uno industrializado basado en CAD/CAM. Simultáneamente hay una mayor demanda de coronas, puentes e implantes con gran calidad, unida a la tendencia que apunta a la utilización de nuevos materiales, tales como el óxido de circonio.

Dicho de otra forma se puede asegurar que es un sector que, desde el punto de vista del mecanizado, está avanzando hacia una mayor profesionalización. Se abren así oportunidades para numerosos profesionales, pero también para los fabricantes de máquinas que observan cómo una máquina-herramienta solo puede tener éxito en el sector dental si puede ser usada para mecanizar una amplia gama de materiales y geometrías complejas. Y, como dice Gregor Moreno, ingeniero de Ventas de Tornos Technologies Ibérica, “este tipo de piezas requieren máquinas de alta precisión, como es el caso de Almac (filial de Tornos), con una amplísima experiencia en los sectores de la relojería y médico. De otro modo no es posible conseguir la precisión necesaria en los acoplamientos entre los implantes y el puente”.

Pero las máquinas deben responder a otro tipo de exigencias ya que, continúa Gregor Moreno, “los materiales utilizados, como el cromo cobalto, de gran dureza o el circonio, genera una viruta que podríamos calificar de polvo, y al mezclarse con el fluido de corte penetra por el carenado de la máquina y resulta altamente abrasivo”.

La fabricación industrial de prótesis dentales es más económica, a lo que hay que añadir que el mecanizado CNC también aporta más precisión que los métodos tradicionales. Los modelos dentales digitales y las máquinas de mecanizado de 5 ejes proporcionan una excelente precisión y un enorme abanico de posibilidades para el utilizador. El paciente puede estar completamente seguro de que su prótesis será perfecta.

En opinión de Carles Jiménez, director comercial Zona Catalunya de Maquinser, “las necesidades del laboratorio dental son exactamente las mismas que las de la industria, necesitan un producto fiable, preciso y flexible y a poder ser que pueda trabajar en modo desatendido. Aunque en un principio supone una inversión más elevada, el coste por hora de los sistemas paletizados es mucho menor y la rentabilidad está asegurada”.

Desde DMG Ibérica, una empresa que está prestando mucha atención al sector dental, señalan al respecto que aplican la misma filosofía de automatización con máquinas con sistema de paletización desde 4 hasta 200 palés con el objetivo de aumentar la productividad y la autonomía de la maquina y de reducir costes al mismo tiempo.

Parece que las máquinas destinadas a tener éxito en ese sector son las que sean compatibles con otros sistemas. Máquinas que puedan trabajar con archivos abiertos de STL que pasan por todo el proceso dental, desde el escáner hasta el mecanizado. Los suministradores que trabajan con sistemas cerrados están viendo cómo bajan sus cuotas de mercado. Así pues, se busca la compatibilidad de todos los elementos involucrados en el proceso y su coordinación. Un proceso que comienza con el escáner en 3D de alta resolución, abarca el software CAD/CAM y la máquina-herramienta y pasa al horno de sinterizado. DMG, por ejemplo, puede trabajar el material una vez sinterizado mediante su tecnología de ultrasonidos.

Algunos expertos del sector piensan que solo con sistemas completos los laboratorios dentales podrán ser competitivos en los mercados internacionales y huir de la obligación de fabricar en países de bajo coste. Con esta realidad en el horizonte, algunos fabricantes de máquinas trabajan para poder ofrecer a sus clientes un sistema completo que les permita obtener un valor añadido.

Tras obtener mediante un escáner una imagen digital del diente, esta imagen será procesada por el software CAD. El técnico dental ya no tiene que hacer un modelo de yeso de la prótesis dental, sino que lo crea virtualmente en el ordenador, generando un archivo que posteriormente se prepara para su mecanizado en una máquina CNC. Un software CAM genera una estrategia de mecanizado de la prótesis dental a partir de los datos CAD. El software define qué herramientas y que recorridos debe realizar la herramienta para producir la corona dental, el puente o el implante, con absoluta exactitud con respecto a los datos digitales. El postprocesador ajusta finalmente la estrategia de mecanizado al control de la máquina. “Yo añadiría –señala Carles Jiménez (Maquinser)– que la industrialización del proceso y el uso de la tecnología CAD/CAM/CNC, permite trabajar con estrategias de mecanizado más correctas y emplear las herramientas idóneas, consiguiendo realizar la pieza con mayor precisión, ajustada al modelo inicial, y en menor tiempo, reduciendo además las labores de ajuste manuales que hasta ahora ocupaban mucho tiempo”.

Una vez preparado el programa final, entra en juego la máquina, que en función de su equipamiento y del grado de automatización, se encarga del resto del trabajo. Tras el mecanizado, la pieza protésica se cura en un horno de sinterizado (cuando sea necesario) y se realiza el revestimiento.

Desde que el paciente acude al dentista hasta que recibe una prótesis dental que le encaja perfectamente transcurren tan solo unos días.

Cuando se trata de la boca de un ser humano, el trabajo debe ser meticuloso y es, de hecho, muy exigente desde el punto de vista las precisiones exigibles y de los materiales utilizados. Un mecanizador de este sector puede tener que fabricar coronas de vidrio cerámico o silicato de litio, puentes basados en implantes roscados de titanio o piezas muy precisas a partir de circonio pre-sinterizado. Y los fabricantes de máquinas se han lanzado a buscar soluciones específicas. Por ejemplo, los nuevos materiales como los vitrocerámicos, ureol o circonio sinterizado se pueden mecanizar gracias a las nuevas tecnologías de DMG Dental 10 Ultrasonic, con cabezales de ultrasonido de 42.000 rpm y 30.000 impulsos cada segundo.

También se realizan puentes de varios elementos, filas completas de dientes a partir de cromo cobalto que posteriormente son revestidas de cerámica y atornilladas sobre un implante.

Ideal para todo tipo de estructuras dentales

Tornos dispone de soluciones para el mecanizado de estructuras dentales. Una de las opciones es el centro de mecanizado de 5 ejes simultáneos Almac CU1007, con 4 guías lineales con reglas de una precisión de 1/10 µm y una superficie en planta muy reducida (2,5 m2). El husillo tiene una velocidad máxima de 30.000 rpm (45.000 en opción). El almacén de herramientas tiene 30 ó 64 herramientas. La máquina cuenta con sistema de prerreglaje de herramientas Blum (± 1 µm) y existe la posibilidad de robotizar la carga y descarga y, sobre todo, una solución integrada CAD/CAM para el sector dental que permite el procesado de las piezas y la preparación del programa para su posterior mecanización. Con todo ello, la CU 1007 es una máquina ideal para todo tipo de estructuras dentales. Otra de las opciones es el centro de 5 ejes Almac CU1005 Zr. Técnicamente similar al CU1007, esta máquina incorpora un doble carenado especial en acero inoxidable para proteger todos los órganos internos de la máquina y evitar la corrosión producida por el trabajo de circonio.

Ideada para el laboratorio

Maquinser DEOS (Dental Engineering Open System), integra todos los sistemas y equipos necesarios para estos complicados mecanizados, desde el escáner y la gestión de archivos en formato STL, hasta el programa CAD-CAM de 5 ejes específico, el post-procesado y verificado de trayectorias, la correcta elección de herramientas y condiciones, hasta el mecanizado final.

La máquina Matsuura LX 0 5 AX, ofrece todas las garantías necesarias para realizar óptimamente este complicado proceso. A la rigidez de su construcción, se añaden los motores lineales instalados en los 5 ejes, dotándola de desplazamientos en rápido de hasta 90 mts/min con aceleraciones de 1 G. El cabezal de 43.000 ó 60.000 rpm ofrece el complemento necesario para trabajar en alta velocidad herramientas de pequeños diámetros. La máquina está ideada para el trabajo en laboratorio ya que no supera los 60 dB, y es fácilmente automatizable para aceptar sistemas de paletización estándar y cambiadores de palet para procesos de producción desasistidos.