BR102019024893A2 - processo de fabricação de tarugo com ângulo helicoidal tratado termicamente - Google Patents
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Abstract
A presente patente de invenção aplica-se na área na indústria de equipamentos para a área odontológica, mais precisamente na área de endodontia, e refere-se a processo de fabricação de tarugo para fabricação de instrumentos cirúrgicos com ângulo helicoidal tratado termicamente antes da usinagem do ângulo helicoidal. Onde a matéria-prima (A) passará pela inspeção de qualidade (B), e será conferida pelo seu tipo de material e especificações técnicas; após estes procedimentos, o material será armazenado no almoxarifado e ficará em quarentena (C). O processo será realizado de acordo com as seguintes etapas: Etapa 1- Corte do fio para criação dos blanks de NiTi; Etapa 2 - Usinagem do blank para formatação do taper do instrumento; Etapa 3 - Usinagem da ponta do blank; Etapa 4 -Tratamento térmico do Blank; Etapa 5 - Usinagem do ângulo helicoidal; Etapa 6- Montagem da lâmina no cabo (handle e; Etapa 7- Embalagem e rotulagem.
Description
[01] A presente patente de invenção aplica-se na área na indústria de equipamentos para a área odontológica, mais precisamente na área de endodontia, e refere-se a processo de fabricação de tarugo para fabricação de instrumentos cirúrgicos com ângulo helicoidal tratado termicamente antes da usinagem do ângulo helicoidal.
[02] Atualmente os produtos apresentam tratamento térmico posterior à usinagem, sendo que somente após finalizada a usinagem do tarugo ou blank, é levado ao forno de tratamento térmico. O processo de fabricação de limas endodônticas usinadas segue o mesmo roteiro ou processo, em que a liga é fornecida em forma de fio, que é cortado em um determinado tamanho e submetido a processo de usinagem que irá determinar uma conicidade, e, por fim, estes blanks são usinados com ângulos helicoidais. Finalizado o processo de usinagem, este blank com ângulo helicoidal será submetido a tratamento térmico.
[03] Em resumo, todas as indústrias seguem o processo predeterminado, com o corte do blank, usinagem para taper e ponta de usinagem das helicoidais, e, por fim, o tratamento térmico.
[04] A sequência deste processo apresenta desvantagem, pois, durante o processo de tratamento térmico realizado exclusivamente no final, o instrumento que estava bastante afiado após sua usinagem, perde essa eficiência de corte devido ao calor gerado durante o tratamento térmico, em razão das temperaturas elevadas que fazem com que os ângulos das arestas cortantes se tornem abauladas.
[05] Essa perda de corte gera perda de eficiência de corte. Desta forma, ao perder eficiência de corte, a operação clínica se torna mais demorada e perigosa, pois o instrumento, ao se tornar menos efetivo, exige mais força do profissional pra executar o trabalho. Este excesso de força gera mais fadiga ao instrumento, o que poderá gerar acidentes, tal como a quebra da lima dentro do canal.
[06] A PI 1012228-1 - "Método para fabricação de tubos sem costura” - refere-se a um método para fabricar tubos de aço sem costura no qual um tarugo formado de, em percentual de massa. C: 0,15 a 0,35%, Si: 0,05 a 0,5%. Mn: 0,1 a 1 ,5%, Cr: 0,2 a 1 ,5%, Mo; 0,1 a 1 ,5%, Ti: 0,005 a 0,50%, AI: 0,001 a 0,50%, o saldo sendo Fe e impurezas na composição de 0,1% ou menos de Ni, 0,04% ou menos de P, 0,01% ou menos de S, 0,01% ou menos de N, e 0,01% ou menos de 0, é perfurado a quente e laminado a quente, e tratamento térmico posterior é realizado, em que um tubo de aço laminado a quente é arrefecido por arrefecimento brusco direto a partir de uma temperatura não menor do que o ponto de transformação Ar3; de forma subsequente, o tubo de aço é submetido ao tratamento térmico em uma temperatura não menor do que 450° e não maior do que o ponto de transformação Ac1 em equipamento de tratamento térmico conectado a um aparelho de arrefecimento brusco para realizar o arrefecimento brusco direto; e ainda o tubo de aço submetido ao tratamento térmico é reaquecido, arrefecido por arrefecimento brusco a partir de uma temperatura não menor do que o ponto de transformação Ac3, e revenido em uma temperatura não maior do que o ponto de transformação Ac1. A ocorrência de fratura retardada como craqueamento por choque e craqueamento por armazenamento pode ser suprimida sem uma influência adversa no desempenho do produto. A PI 1012228-1 difere-se da presente patente, pois neste método o tratamento térmico é posterior e existe apenas transformação de fase (Austenita para Martensita), não ocorrendo fusão de componentes, como no processo ora descrito.
[07] A PI 9901614-1 - "Processo de obtenção de uma ferramenta de corte industrial" - compreendendo as etapas de: submeter uma porção de aço carbono a uma usinagem, determinando uma base para a ferramenta com uma porção de sustentação e fixação da referida ferramenta de corte junto a equipamento e/ou máquina de corte e com uma porção periférica que serve de leito para acomodação da lâmina de corte; sendo que sobre o leito da base é acomodada uma lâmina de metal não ferroso que recobre todas as faces desse leito; sendo que sobre esse último acomoda-se uma lâmina de corte, constituída por uma placa delgada de aço liga com temperatura de têmpera bastante próxima do ponto de fusão da lâmina de metal não ferroso; sendo que após a montagem e acomodação das partes que compõem a ferramenta de corte, esse conjunto assim formado é levado a um forno e submetido à uma temperatura entre 800° e 1200° C por um tempo de cerca de 5 à 60 minutos, provocando a fusão do metal não ferroso que atuará como elemento ligante, entre a base de aço carbono e a lâmina de aço liga; sendo em seguida à fusão, simultaneamente a ferramenta de corte é submetida a uma brusca queda de temperatura, através de um choque térmico, voltando ao estado sólido, de modo que o aço liga apresente-se temperado e fixado ao aço carbono. A PI 9901614-1 difere-se da presente patente por apresentar um processo de fusão, enquanto na presente patente não ocorre processo de fusão.
[08] A US6463669B1 - "Apparatus for checking the shape of a part” - refere-se a aparelho para verificar a forma de uma peça, tendo uma porção que é um cilindro de revolução em torno de um eixo e uma face de extremidade de referência. O aparelho inclui uma base e um arranjo de suporte montado na base para receber a porção de cilindro e compreendendo duas peças em forma de V. É provida uma disposição de posicionamento para posicionar a peça axialmente em relação à face final de referência. Um mecanismo é fornecido para conduzir a peça em rotação em torno do eixo. O arranjo de posicionamento compreende uma porção retilínea com uma extremidade hemisférica que proporciona um suporte para a face final. A porção retilínea é montada de forma deslizante na base ao longo de uma direção que forma, em relação ao eixo, um ângulo correspondente à metade do ângulo das peças em forma de V. A US6463669B1 difere-se da presente patente por se tratar de um aparelho para criação de tarugos/lâminas, e por sua vez a presente patente é um processo de usinagem com tratamento térmico prévio.
[09] No processo de fabricação desenvolvido e descrito na presente patente, o insumo a ser utilizado para a fabricação de instrumentos cirúrgicos, que poderá ser um blank de liga metálica níquel e titânio (NiTi) super elástico ou material com propriedades equivalentes, é tratado termicamente antes da usinagem do angulo helicoidal. Desta forma, após a confecção do taper do blank, se faz o tratamento térmico e somente após o tratamento térmico é que realizada a finalização com a usinagem com os ângulos helicoidais desejados. Assim, preserva-se a afiação das lâminas dos helicoidais.
[010] O objetivo do tratamento térmico do blank de liga metálica níquel e titânio (NiTi) super elástico é alterar as características mecânicas deste, aumentando o número de ciclos de fadiga cíclica que o instrumento passará a suportar. Ao realizar o tratamento térmico, o NiTi, que na temperatura ambiente encontra-se em fase autêntica, passa para a fase martensítica. Nesta fase, ele perderá sua memória de forma, característica indesejada para endodontia, e aumentará significativamente a capacidade de suportar ciclos repetitivos de tensão.
[011] Sob o ponto de vista prático, esta alteração de fase aumentará significativamente a segurança de uso, pois um dos principais motivos de falhas destas limas endodônticas é a fadiga. Sob o ponto de vista da manufatura, o tarugo em fase martensítica será mais difícil de usinar, pois se torna muito maleável. Entretanto, ao se desenvolver ferramentas específicas para manter o tarugo em posição durante a usinagem, o processo se torna mais efetivo, pois o tarugo se torna mais macio e o número de afincoes do rebolo são menores. Sob o ponto de vista prático, a grande vantagem é o aumento do número de ciclos de fadiga, entretanto, ao se realizar a confecção do angulo helicoidal após o tratamento térmico, aumentará o poder de corte dos instrumentos.
[012] Existem duas teorias para este maior poder de corte:
[013] a) ao se usinar a lima pós tratamento (tarugo martensitico), o aquecimento gerado nas bordas de corte da lâmina produz um efeito de endurecimento destas, provocando maior corte;
[014] b) ao se realizar o tratamento térmico pós execução do ângulo helicoidal (ângulo de corte), existe uma deposição de uma camada de óxido de titânio, que provoca um abaulamento do ângulo de corte.
[015] Por conseguinte, o tratamento térmico realizado no blank, oferece muitas vantagens sobre o tratamento realizado na lima propriamente dita. O presente processo não implica em tratar termicamente as limas endodôntica e sim os tarugos.
[016] O processo ora descrito apresenta as seguintes vantagens:
[017] - preservação do ângulo de corte da aresta do helicoidal;
[018] - aumento da eficiência da usinagem pelo amaciamento do alloy;
[019] - as afinações de rebolo são menos recorrentes;
[020] - aumento considerável da capacidade de corte do instrumento pela preservação do ângulo de corte da aresta cortante.
[021] A Figura 1 ilustra o fluxograma com as etapas do processo.
[022] De acordo com o fluxograma, o presente processo é realizado de acordo com os seguintes procedimentos e etapas:
[023] Primeiramente, a matéria-prima (A) passará pela inspeção de qualidade (B), onde será conferida pelo seu tipo de material e especificações técnicas; após estes procedimentos, o material será armazenado no almoxarifado e ficará em quarentena (C).
[024] Etapa 1- Corte do fio para criação dos blanks de NiTi - O fio de NiTi, que é armazenado em rolos, será picotado em blanks com comprimentos específicos. O método de corte é por cisalhamento. Às peças cortadas dá-se o nome de blanks que serão cortados em três comprimentos distintos, que serão os comprimentos dos produtos finais.
[025] Etapa 2 - Usinagem do blank para formatação do taper do instrumento - Após o corte, os blanks serão loteados, e seguirão para a fase de rebarbamento por polimento, e após rebarbamento, o blank será levado para a confecção do taper (ou cone) da peça.
[026] Etapa 3 - Usinagem da ponta do blank - As limas endodônticas poderão apresentar vários formatos de ponta, preferencialmente com pontas inativas arredondadas. Os blanks serão transformados em blanks cônicos com um determinado diâmetro de ponta. Esta é a fase de confecção do taper (cone) de cada lima especificamente. Todas as limas endodônticas fabricadas têm alguma conicidade, de 1% até 10%, sendo que quanto maior a porcentagem, maior a conicidade. Tanto o diâmetro da ponta quanto a conicidade também serão bastante precisos e respeitarão uma margem de tolerância de 0,02 mm de erro.
[027] Após a confecção do taper e estabelecimento do diâmetro da ponta, os tarugos voltarão para a máquina de rebarbamento, onde permanecerão em processo de abrasão até que a ponta esteja arredondada (D).
[028] Etapa 4 - Tratamento térmico do Blank - O tratamento do blank é realizado após a confecção do taper da lima. Nesta fase, os blanks com taper e ponta serão levados ao forno a uma temperatura específica, variando de 450 a 550 graus °C. Cada lima exigirá uma temperatura específica de aquecimento, em razão da variação de seu respectivo diâmetro.
[029] Uma vez confeccionada a ponta arredondada do instrumento, o blank cônico com ponta arredondada será levado ao forno para tratamento térmico do tarugo cônico de NiTi. Durante esta fase, de acordo com o tempo de aquecimento, tempo e forma de resfriamento, o tarugo cônico de NiTi se torna um aço inoxidável, por sua estrutura cristalina um martensitico.
[030] Etapa 5 - Usinagem do ângulo helicoidal - O tarugo será usinado para confecção do ângulo helicoidal. Após o tratamento térmico, este blank será levado à máquina CNC objetivando ser confeccionado o ângulo helicoidal que caracterizará a lima endodôntica pretendida, sendo este produto também denominado de lâmina.
[031] A peça com ângulo helicoidal, que já será uma lâmina, será então levada para processo de lavagem (E) e remoção do óleo usado como resfriador. Uma vez lavada, este lote será armazenado e levado a montagem da lima.
[032] Etapa 6- Montagem da lâmina no cabo (handle) - Consiste na montagem da lâmina (tarugo com angulo hélicoidal), por uso de colas ou por apertamento (crimpagem). A montagem (F) será realizado usando uma lâmina e um cabo (handle). Este cabo apresentará um orifício no qual se encaixará a lâmina.
[033] Etapa 7- Embalagem e rotulagem - Consiste na embalagem e rotulagem do produto que posteriormente será estocado (G).
[034] Em todas as etapas do processo são realizados o controle de qualidade do produto (C.Q).
[035] Em resumo, o PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE apresenta as seguintes etapas: corte em tarugos; taper/ponta; arredondamento da ponta; tratamento térmico realizado no tarugo de Niti; confecção de ângulo helicoidal que caracterizam as limas; montagem; lavagem; rotulagem/embalagem.
[036] No presente processo, mantêm-se a vantagem do tratamento térmico nos produtos, porém, em sendo realizado em uma fase anterior à usinagem, será garantida a segurança, sem perder a eficiência de corte da ferramenta. Do ponto de vista econômico, a inversão da etapa da usinagem no processo, não resulta em alteração do resultado, muito embora, ao ser realizar a usinagem de tarugos já tratados apresentará aumento de produtividade.
Claims (9)
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” onde a matéria-prima (A) passará pela inspeção de qualidade (B), e será conferida pelo seu tipo de material e especificações técnicas; após estes procedimentos, o material será armazenado no almoxarifado e ficará em quarentena (C), caracterizado por processo ser realizado de acordo com as seguintes etapas: Etapa 1- Corte do fio para criação dos blanks de NiTi; Etapa 2 - Usinagem do blank para formatação do taper do instrumento; Etapa 3 - Usinagem da ponta do blank; Etapa 4 - Tratamento térmico do Blank; Etapa 5 - Usinagem do ângulo helicoidal; Etapa 6- Montagem da lâmina no cabo (handle e; Etapa 7- Embalagem e rotulagem.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por na Etapa 1- Corte do fio para criação dos blanks de NiTi - o fio de NiTi, que é armazenado em rolos, será picotado em blanks com comprimentos específicos; o corte é por cisalhamento e os blanks serão cortados em três comprimentos distintos.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por na Etapa 2- Usinagem do blank para formatação do taper do instrumento - após o corte, os blanks serão loteados, e seguirão para a fase de rebarbamento por polimento, e após rebarbamento, o blank será levado para a confecção do taper (ou cone) da peça.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 3 caracterizado por na Etapa 3 - Usinagem da ponta do blank - as limas endodônticas poderão apresentar vários formatos de ponta, preferencialmente com pontas inativas arredondadas; os blanks serão transformados em blanks cônicos com um determinado diâmetro de ponta; esta é a fase de confecção do taper (cone) de cada lima especificamente; todas as limas endodônticas fabricadas têm alguma conicidade, de 1% até 10%, sendo que quanto maior a porcentagem, maior a conicidade; tanto o diâmetro da ponta quanto a conicidade terão uma margem de tolerância de 0,02 mm de erro; após a confecção do taper e estabelecimento do diâmetro da ponta, os tarugos voltarão para a máquina de rebarbamento, onde permanecerão em processo de abrasão até que a ponta esteja arredondada (D).
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 4 caracterizado por na Etapa 4 - Tratamento térmico do Blank - o tratamento do blank é realizado após a confecção do taper da lima; nesta fase, os blanks com taper e ponta serão levados ao forno a uma temperatura específica, variando de 450 a 550 graus °C; cada lima exigirá uma temperatura específica de aquecimento, em razão da variação de seu respectivo diâmetro; uma vez confeccionada a ponta arredondada do instrumento, o blank cônico com ponta arredondada será levado ao forno para tratamento térmico do tarugo cônico de NiTi; durante esta fase, de acordo com o tempo de aquecimento, tempo e forma de resfriamento, o tarugo cônico de NiTi se torna um aço inoxidável, por sua estrutura cristalina um martensitico.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizado por na Etapa 5 - Usinagem do ângulo helicoidal - o tarugo será usinado para confecção do ângulo helicoidal; após o tratamento térmico, este blank será levado à máquina CNC para ser confeccionado o ângulo helicoidal que caracterizará a lima endodôntica, sendo este produto também denominado de lâmina; a peça com ângulo helicoidal, que já será uma lâmina, será então levada para processo de lavagem (E) e remoção do óleo usado como resfriador; uma vez lavada, este lote será armazenado e levado a montagem da lima.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 6 caracterizado por a Etapa 6 - Montagem da lâmina no cabo (handle) - consistir na montagem da lâmina (tarugo com angulo hélicoidal), por uso de colas ou por apertamento (crimpagem); a montagem (F) será realizada usando uma lâmina e um cabo (handle); este cabo apresentará um orifício no qual se encaixará a lâmina.
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 7 caracterizado por a Etapa 7- Embalagem e rotulagem - consistir na embalagem e rotulagem do produto que posteriormente será estocado (G).
- “PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TARUGO COM ÂNGULO HELICOIDAL TRATADO TERMICAMENTE” de acordo com as reivindicações 1 a 8 caracterizado por em todas as etapas do processo são realizados o controle de qualidade do produto (C.Q).
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