BR112020008310A2

BR112020008310A2 - estrutura cerâmica para aplicação dentária, processo e seus usos.

Info

Publication number: BR112020008310A2
Application number: BR112020008310-0A
Authority: BR
Inventors: Filipe Samuel Correia Pereira Silva; Paulo Filipe Salgado Pinto; Óscar Samuel Novais Carvalho
Original assignee: Universidade Do Minho
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-10-20
Also published as: BR112020008310B1; EP3701902B1; EP3701902C0; CN111372531A; CN111372531B; EP3701902A1; WO2019082159A1; JP2021500186A; US20200306019A1

Abstract

ESTRUTURA CERÂMICA PARA APLICAÇÃO DENTÁRIA, PROCESSO E SEUS USOS. A presente divulgação diz respeito a uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência restauração dentária, processo para a sua obtenção e seus usos. O processo agora divulgado compreende a usinagem controlada por computador (CNC), particularmente por fresagem, para a obtenção de uma estrutura cerâmica, por exemplo capas dentárias, que atingem espessuras entre 0,05 e 0,4 milímetros.

Description

ESTRUTURA CERÂMICA PARA APLICAÇÃO DENTÁRIA, PROCESSO E SEUS

USOS Domínio técnico

[001] A presente divulgação refere-se à aplicação estética de cerâmica dental, de preferência restauração estética de cerâmica dental, particularmente à obtenção de uma estrutura cerâmica com espessura entre 0,05 e 0,4 milímetros para revestimento parcial de um dente. Antecedentes

[002] A aplicação dentária é efetuada, essencialmente, por estruturas metalo- cerâmicas que compreendem revestimentos cerâmicos ou de porcelana para a aparência estética.

[003] As capas dentárias - que compreendem capas de porcelana/cerâmica e capas de resina — são próteses muito finas que são coladas ou cimentadas na frente dos dentes, previamente desgastados ou descolorados, ou danificados, no sentido de proporcionar uma aparência natural aos mesmos, bem como promover uma resistência comparável ao esmalte do dente natural.

[004] As capas dentárias podem ainda ser designadas de películas ou facetas.

[005] De acordo com o indicado no documento US 2013/0224688, os processos de manufatura das capas dentárias são essencialmente manuais, recorrendo à adição de camadas sucessivas de pastas cerâmicas seguidas de sinterização. Alternativamente, podem ser executadas com técnicas de prensagem de pós (US 2006/0099552), ou por processos de impressão 3D (US 5,902,441), entre outros processos variados.

[006] Com o advento da usinagem controlada por comando numérico (CNC), a partir de desenhos assistidos por computador (CAD), as películas podem passar a ser produzidas por esta via, utilizando processos subtrativos, nomeadamente a usinagem por fresagem. Este processo é bastante usado para obtenção de componentes dentários, entre os quais, pontes dentárias, implantes e partes de restauros dentários, compostos por materiais metálicos como Ti, CoCr, aço inox, ou por materiais cerâmicos, como cerâmicas à base de zircônia, alumina, entre outros. No caso de materiais cerâmicos de elevada resistência mecânica e dureza, a usinagem é normalmente realizada "a verde”, ou seja, sobre um compacto de pós que pode ou não ter sido sujeito a uma pré-sinterização para criar uma melhor ligação entre os pós cerâmicos, mas sem o compacto estar completamente (ou seja, na sua totalidade) sinterizado. Na literatura, é referido que é muito difícil usinar capas finas a partir de blocos prensados, eventualmente pré-sinterizados, (Fernando Zaronex*, Simona Russo, Roberto Sorrentino, From porcelain-fused-to-metal to zirconia: Clinical and experimental considerations, dental materials, 2 7 (2011) 83-96), sendo mencionadas espessuras mínimas, possíveis de serem produzidas por CNC, de aproximadamente 0,4-0,5 milímetros. A razão da dificuldade no uso de usinagem está ligada à resistência mecânica da capa, enquanto não está completamente sinterizada, ou seja, está ainda “a verde”, e desta não ser capaz de suportar esforços de usinagem durante o processo de fresagem. A obtenção de capas com espessuras na ordem dos 0,4-0,5 milímetros resulta em capas para dentes relativamente espessas, sendo necessário um desbaste substancial do dente, na mesma ordem de grandeza da espessura da capa, para posterior aplicação da capa sobre o dente previamente desbastado. Este processo de desbaste acentuado do dente é bastante moroso, invasivo, e causa grande desconforto no cliente. As capas a aplicar devem ter a menor espessura possível, de forma a evitar grande desbaste do dente. Também existe a possibilidade de usinar peças cerâmicas, a partir de blocos já totalmente sinterizados, obtendo-se espessuras mínimas que podem atingir 0,2 milímetros (Elliot Mechanic, BSc, DDS, The Zirconia-Based Porcelain Veneer, DENTISTRYTODAY.COM, JULY 2012, p. 102-105). Todavia, o desbaste de zircônia sinterizada é um processo bastante moroso e requer equipamentos bastante caros, não sendo por isso um processo aceitável para industrialização do processamento destas capas.

[007] O processo de usinagem “a verde”, ou seja, sobre um compacto de pós, tendo este sido sujeito a uma eventual pré-sinterização, mas não completamente sinterizado, é particularmente útil, pois permite taxas de usinagem elevadas, de forma rápida, e com obtenção de geometrias bastante rigorosas, sem desvios face aos desenhos iniciais em CAD, utilizando equipamentos de fresagem CNC relativamente baratos, quando comparados com equipamentos para fresagem de componentes sinterizados.

Contudo, este processo apresenta como desvantagem o fato de o compacto de pós ser frágil, podendo fraturar com facilidade durante a usinagem, sobretudo quando a espessura das capas ou outros componentes a usinar, ou de algumas zonas destes, é pequena, normalmente quando é inferior a 0,4 ou 0,5 mm.

[008] A presente divulgação apresenta um novo processo, onde a capa de cerâmica a ser usinada “a verde” está, durante todo o processo de usinagem, suportada na face oposta da de usinagem, por outro material de suporte, e em que, na fase final da usinagem, o material de suporte permite amortecer eventuais impactos entre a fresa e a peça, derivados do processo de usinagem. A forma de usinagem proposta neste documento permite a obtenção de películas ou capas ultrafinas, obtidas por usinagem de blocos de pós prensados e eventualmente pré-sinterizados. Esta proposta apresenta-se como muito mais eficiente do que os processos existentes, pois permite obter capas ultrafinas, por usinagem controlada por comando numérico (CNC), a partir de blocos de pós, eventualmente pré-sinterizados, evitando que as capas cerâmicas, quando são muito finas, fraturem durante o processo de usinagem. Isto permite que os processos de preparação dos dentes, antes de receberem estas capas, sejam minimamente invasivos, com um desbaste muito pequeno do dente, na ordem de grandeza da espessura das capas, ou seja, entre 0,05 e 0,4 milímetros.

[009] Estes fatos são descritos de forma a ilustrar o problema técnico visado pela presente divulgação. Descrição Geral

[010] A presente divulgação diz respeito a um processo de manufatura de capas dentárias ultrafinas de material cerâmico, preferencialmente em zircônia, alumina, ou materiais à base de zircônia ou de alumina, podendo a zircônia conter elementos estabilizadores da fase tetragonal da zircônia, tais como ítria, céria, magnésia, entre outros, ou possuírem, tanto a zircônia como a alumina, óxidos ou outros compostos diversos que sejam responsáveis pela cor, ou ainda pela fluorescência, e que sejam aplicadas na restauração, ou para fins estéticos de dentes.

[011] As capas dentárias podem também ser designadas de facetas, lâminas ou películas ultrafinas.

[012] Conforme referido anteriormente, as capas dentárias ultrafinas têm como finalidade serem aplicadas sobre dentes com a função essencialmente estética (para proporcionar uma aparência natural aos mesmos), mas devem também possuir resistência mecânica, ao desgaste e à abrasão, bem como propriedades físicas, como cor, transluscência ou fluorescência.

[013] O objetivo de a capa ser ultrafina é de tornar o processo minimamente invasivo, ou seja, evitar que o dente sobre o qual a capa será aplicada tenha que sofrer um nível elevado de desbaste ou de remoção de material da superfície do dente. A espessura de esmalte a remover da superfície do dente, realizada com ferramentas como pequenas fresas, é normalmente da ordem de grandeza da espessura da capa a aplicar no dente.

[014] As capas obtidas por este novo processo possuem uma espessura que pode variar entre 0,05 a 0,4 milímetros.

[015] O processo desenvolvido permite uma manufatura por usinagem, controlada por computador (CNC), em particular por fresagem, e uma fixação do componente a fresar, durante a sequência de usinagem. A fresagem é um processo de usinagem mecânica, feito por fresadoras e por ferramentas especiais chamadas fresas. A fresagem consiste na retirada de material da superfície de uma peça, de modo a que a peça final atinja a forma e acabamento pretendido. Na fresagem, a remoção do material da peça é feita pela combinação de vários movimentos simultâneos: rotação da ferramenta, a fresa, e movimentos de translação e rotação do porta-fresas e da mesa da máquina, onde é fixada a peça a ser produzida.

[016] A presente divulgação compreende os seguintes aspetos: - na colocação de amortecedores entre a peça a ser produzida, isto é, a futura capa, e os elementos de fixação (amarras) da máquina ou bloco original cerâmico, ambos rígidos e em que os amortecedores consistem num material de baixo módulo de elasticidade; e - na colocação de um material de suporte, sobre a primeira face da capa produzida, após a sua usinagem, cobrindo toda a face, e fazendo com que, durante a usinagem da face oposta, ou segunda face, a primeira face a ser produzida esteja suportada pelo material de suporte. Isto permite que durante todo o processo de usinagem, a face oposta da capa que está a ser produzida esteja totalmente suportada por um material de suporte.

[017] Estes aspetos permitem que eventuais choques entre a ferramenta de corte e a peça, derivados de vibrações e/ou folgas do equipamento ou ainda de erros associados ao software e de eventuais estratégias de usinagem, sejam amortecidos e assim minimizados, eliminando o efeito do impacto entre a ferramenta e a peça, evitando assim que a peça, quando já possui uma espessura muito fina, ou seja, já tenha dimensões próximas das finais, tornando-se a película ou capa ultra fina, frature durante a fase final de usinagem.

[018] A usinagem é feita sobre compactos de pós, que poderão ser ou não sujeitos a uma pré-sinterização inicial, e que, após usinagem, a capa será sujeita a sinterização final, para consolidação da capa final.

[019] A proposta apresenta várias vantagens. A primeira grande vantagem do processo é permitir a obtenção de capas ultrafinas, podendo atingir espessuras entre 0,05 e 0,4 milímetros, recorrendo a usinagem controlada por computador (CNC) de blocos de pó pré-compactados. Tradicionalmente, as capas ultrafinas têm sido obtidas por processos manuais muito morosos e dispendiosos, normalmente em materiais pouco resistentes mecanicamente, como porcelanas, e são usados processos aditivos de colocação de camadas sucessivas de pós cerâmicos, seguidos de sinterização, e de processos manuais de acabamento como desbaste, polimentos, entre outros, até se atingirem as dimensões pretendidas. O uso de usinagem controlada por computador não é facilmente praticável nas porcelanas. É, todavia, possível e fácil em materiais como zircônia ou alumina, ou compostos à base dos primeiros, por estes se apresentarem em blocos compactados, obtidos por compactação de aglomerados de pós ultrafinos com cerca de 0,06 milímetros de tamanho de aglomerados de partículas do pó, tendo as partículas de pó cerca de 50 nanômetros de dimensão. A usinagem destes blocos prensados é relativamente fácil, pois o bloco de pó ainda não está densificado, permitindo assim uma usinagem fácil, rápida e pouco onerosa.

[020] A segunda grande vantagem é permitir que as referidas capas ultrafinas sejam em materiais cerâmicos de elevada resistência tais como zircônia, alumina, ou compostos à base dos materiais anteriormente referidos, zircônia ou alumina. Conforme referido no ponto anterior, é possível usinar por CNC materiais com elevada resistência mecânica e ao desgaste, desde que estes se apresentem em compactos de pós prensados e eventualmente pré-sinterizados, com dimensões como as referidas no ponto anterior. Assim, será possível obter as capas ultrafinas em materiais com resistências mecânicas à flexão de cerca de 1200 MPa, e ao desgaste, também muito elevado.

[021] A terceira grande vantagem é que a usinagem pode ser realizada em compactos de pós “usinagem a verde”, que podem sofrer uma pré-sinterização antes de serem usinados, e sem que estes compactos fraturem durante a usinagem. A usinagem convencional em blocos pré prensados origina peças bastante frágeis, pois estas ainda não estão completamente sinterizadas ou densificadas. A possibilidade de fratura destas peças durante a usinagem é normalmente elevada, sobretudo quando as peças Ou zonas das peças atingem espessuras inferiores a 0,5 milímetros. A possibilidade de usinar peças com áreas relativamente grandes (por exemplo até 15x15 milímetros) com espessuras muito finas (atingindo espessuras entre 0,05 e 0,4 mm) só é possível através deste novo processo.

[022] Desta forma, a presente divulgação diz respeito a um processo para obter uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência uma estrutura cerâmica para restauração dentária, em que o processo compreende os seguintes passos: usinar uma primeira face de um bloco de pós cerâmicos prensados, de modo a criar uma cavidade na primeira face do referido bloco; inserir um material de suporte na cavidade, de modo que o referido material adira e suporte a primeira face do bloco de pós cerâmicos prensados; usinar uma segunda face do bloco de pós cerâmicos prensados; retirar o material de suporte, de modo a obter a estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência este passo é retirado por usinagem.

[023] Numa forma de realização, o passo de inserir o material de suporte na cavidade pode ser realizado de modo que o referido material de suporte adira e cubra a totalidade da primeira face do bloco de pós cerâmicos prensados, de preferência e para obter melhores resultados, este passo pode ser realizado com o material de suporte no estado líquido.

[024] Numa forma de realização, o material de suporte pode ser um material de baixo módulo de elasticidade, de preferência é um material com uma elasticidade entre 0,05- GPa, ainda de maior preferência, o material de suporte é uma cera ou um polímero termoplástico, ou suas combinações, sendo que o polímero termoplástico pode ser selecionado da seguinte lista: polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.

[025] Numa forma de realização, o bloco de pós cerâmicos prensados pode estar fixo ao equipamento de fresagem por CNC por intermédio de um bloco de um material de baixo módulo de elasticidade, de preferência é um material com uma elasticidade entre 0,05-20 GPa, ainda de maior preferência, o material de suporte é uma cera ou um polímero termoplástico, ou suas combinações, sendo que o polímero termoplástico pode ser selecionado da seguinte lista: polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.

[026] Numa forma de realização, o processo agora divulgado pode compreender um passo prévio de fixar o bloco de pós cerâmicos prensados a um equipamento de fresagem por CNC.

[027] Numa forma de realização e para obter melhores resultados, o material de baixo módulo de elasticidade pode ter uma elasticidade entre 0,05-20 GPa, de maior preferência, o material de suporte é uma cera ou um polímero termoplástico, ou suas combinações, sendo que o polímero termoplástico pode ser selecionado da seguinte lista: polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.

[028] Numa forma de realização e para obter ainda melhores resultados, o material de suporte pode ser cera ou um polímero termoplástico, ou suas combinações, sendo que o polímero termoplástico é polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.

[029] Numa forma de realização, o bloco de pós cerâmicos prensados pode compreender zircônia, alumina, ou suas combinações.

[030] Numa forma de realização, o bloco de pós cerâmicos prensados pode compreender zircônia, ítria, céria, magnésia, ou suas combinações.

[031] Numa forma de realização, o bloco de pós cerâmicos prensados pode compreender zircônia, alumina, óxidos de ferro, óxidos de manganês, ou suas combinações.

[032] Numa forma de realização, o processo agora divulgado pode compreender um passo de pintar a estrutura cerâmica e/ou pode compreender um passo de limpar a estrutura cerâmica.

[033] Numa forma de realização, o processo agora divulgado pode compreender um passo de remover o material de suporte, em particular o material de baixo módulo de elasticidade.

[034] Numa forma de realização, o passo de remover o material de suporte, em particular o material de baixo módulo de elasticidade é realizado, for fusão ou sublimação, a uma temperatura entre 80 — 400 ºC.

[035] Numa forma de realização, o passo de remover o material de suporte, em particular o material de baixo módulo de elasticidade, é realizado por dissolução química com recurso de um solvente, de preferência etanol.

[036] Numa forma de realização, o processo agora divulgado pode compreender um passo de sinterizar a estrutura cerâmica com ciclos térmicos entre 1200-1600 ºC durante 0,5-3h e entre períodos de aquecimento e arrefecimento durante 2-4h, com rampas de aquecimento de 5º C/minuto.

[037] Numa forma de realização, o passo de fixar o bloco de pós cerâmicos prensados num equipamento de fresagem por CNC pode ser realizado por meios de elementos de fixação, de preferência por uma amarra ou um parafuso.

[038] Numa forma de realização, o bloco de pós cerâmicos prensados pode ser pré sinterizado.

[039] A presente divulgação também diz respeito a uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência para restauração dentária, obtenível pelo processo agora divulgado, sendo que a referida estrutura cerâmica tem uma espessura entre 0,05-0,4 mm.

[040] Numa forma de realização, a estrutura cerâmica é uma capa dentária, uma faceta dentária, uma lâmina dentária, uma película dentária ultrafina, ou um implante.

[041] A presente divulgação diz ainda respeito ao uso de um material de suporte para usinar uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, em que o material de suporte é um material de baixo módulo de elasticidade, em particular com uma elasticidade entre 0,05-20 GPa, sendo que o referido material pode ser selecionado de cera, polímero termoplástico, ou suas combinações.

[042] Numa forma de realização, o polímero termoplástico pode ser polimetil- metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações. Breve descrição das figuras

[043] Para uma mais fácil compreensão, juntam-se em anexo as figuras, as quais representam realizações preferenciais que não pretendem limitar o objeto da presente descrição: Figura 1: a) - apresenta um exemplo de um bloco de pós cerâmicos prensados (1) e eventualmente pré-sinterizados, colocado nos elementos de fixação (19) da máquina; b) - apresenta um bloco (18) em material de baixo módulo de elasticidade, no qual estão rigidamente fixados no seu interior e à superfície pequenos blocos (20) de pós cerâmicos prensados do mesmo material que o disco (1), estando o primeiro (18) colocado no elemento de fixação da máquina (19); Figura 2: a) - representação esquemática da usinagem, por exemplo, com fresas (5) de uma zona de uma face do bloco (lado A) e da primeira face da capa (4), no bloco pré-compactado (1), criando uma zona produzida (3) à volta da capa no compacto de pós cerâmicos (1); b) representação esquemática da usinagem, por exemplo, com fresas (5) da primeira face da capa (4), no bloco de menor dimensão de pós compactados (20), incrustado na face A do bloco de material de baixo módulo de elasticidade (18);

Figura 3: a) e b) - Representação esquemática do processo de preenchimento (6) do orifício e da zona da primeira face da capa (4), já usinados, por exemplo, por vazamento de cera no estado líquido (7) com um material de baixo módulo de elasticidade tal como cera, ou outro polímero;

Figura 4: a) - Representação esquemática da usinagem, com fresas (5), da ligação cerâmica (8) entre a capa e o bloco de pós compactos inicial, em que as ligações ou suportes cerâmicos, entre a zona de onde sairá a capa (4) e o restante do bloco de compacto cerâmico (1), são removidos, ficando a capa apoiada apenas no material de adição (6) de baixo módulo de elasticidade.

Após remoção desta ligação cerâmica, segue-se a usinagem da segunda face da capa (9), até se atingirem espessuras muito finas.

Nesta última fase de usinagem da capa, esta está a ser suportada apenas pelo material de adição, por exemplo cera, que está por sua vez apoiado no restante bloco cerâmico pré-sinterizado; b) - Representação esquemática da usinagem, fresas (5) da segunda face da capa (9), no bloco pequeno de pós compactos, inserido no interior ou na superfície, e rigidamente preso apenas no material de adição e no bloco maior de material de baixo módulo de elasticidade, até se atingirem espessuras muito finas; c) - Detalhe do efeito de amortecimento, com deformação no regime elástico, do material de adição (6), de baixo módulo de elasticidade, que liga a capa (4) ao bloco principal cerâmico (1), ou, no caso do bloco (18), liga a capa (4) às amarras — elemento de fixação (19);

Figura 5: a) e b) - Representação esquemática da usinagem (5) do suporte (10) em cera, que liga a capa, já totalmente produzida, ao bloco compacto inicial de cerâmica (a), ou de cera, ou outro polímero (b), e consequente extração de um pequeno bloco de cera que contém a capa (11);

Figura 6: Representação esquemática da remoção da cera (12) ou polímero, (a) por aquecimento (13), ou (b) por dissolução química (14) num solvente (15), seguidos de (c) sinterização final da capa (16), por aquecimento (13) num forno.

Figura 7: Representação esquemática dos dois lados da capa (17), após sinterização final, e com uma espessura entre 0,05 e 0,4 milímetros. Descrição detalhada

[044] A presente divulgação diz respeito a um processo de manufatura de capas dentárias, facetas, lâminas, ou películas ultrafinas, com espessuras entre 0,05 a 0,4 mm, e dimensões globais da capa que podem atingir pelo menos 15 mm, em largura e em comprimento. Estas capas são realizadas em cerâmicas, preferencialmente em zircônia ou alumina, ou compostos à base de zircônia ou alumina, podendo a zircônia conter elementos estabilizadores da fase tetragonal da zircônia, tais como ítria, céria, magnésia, entre outros, ou a zircônia ou a alumina conter óxidos ou outros compostos diversos que sejam responsáveis pela cor e pela fluorescência, tais como óxidos de ferro, óxidos de manganês, entre outros, e que sejam aplicadas na restauração, ou para fins estéticos de dentes.

[045] O processo que permite a obtenção de capas ultrafinas, ou seja, capas com espessuras que podem ter entre 0,05 e 0,4 milímetros, compreende a manufatura por usinagem, controlada por computador (CNC), em particular por fresagem, e no processo de fixação do componente a fresar, durante a sequência de usinagem.

[046] A presente divulgação diz respeito a um processo de obtenção de uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência restauração dentária, ou caracterizada por se obter uma estrutura com espessuras entre 0,05 e 0,4 milímetros por usinagem controlada por computador (CNC) e pode, por exemplo, compreender os seguintes passos: colocar blocos com diâmetro entre 85 e 100 milímetros e uma espessura entre 10 e 20 milímetros no equipamento de fresagem (5) por CNC; fixar o bloco no equipamento com elementos de fixação (19); usinar uma das faces do bloco, de forma que se forme a primeira face da capa (4); inserir, na cavidade existente após o passo anterior, um material de baixo módulo de elasticidade que adira quer ao bloco, quer à face produzida da capa;

começar a usinar a segunda face da capa (9) do outro lado do bloco e remover as ligações cerâmicas antes de se atingir espessura de 0,5mm, ficando então a capa apoiada exclusivamente no material de baixo módulo de elasticidade; prosseguir com o programa de usinagem da capa para redução da espessura da capa até às dimensões pretendidas para a capa; usinar o material de suporte de baixo módulo de elasticidade para separar a capa do bloco, sendo que a capa ainda vem junta com o material de baixo módulo de elasticidade, numa das faces; colocar a capa num forno ou numa solução química para remoção do material de baixo módulo de elasticidade; sinterizar a capa num ciclo térmico de temperaturas entre 1200 a 1600 ºC por um período de tempo entre 0,5 a 3h, entre períodos de aquecimento e arrefecimento, que podem durar entre 2 e 4 horas, com rampas de aquecimento de cerca de 5 ºC/minuto.

[047] Numa forma de realização, o bloco pode ser compacto de pós cerâmicos ou bloco de material de baixo módulo de elasticidade que incorpora no seu interior e à superfície um ou mais blocos compactos de pós cerâmicos de menor dimensão.

[048] Numa forma de realização, o bloco compacto de pós cerâmicos de menor dimensão pode ter uma dimensão entre 10 e 20 milímetros de diâmetro e cerca de 3 milímetros de espessura.

[049] Numa forma de realização, os blocos compactos de pós cerâmicos podem ser de zircônia ou alumina ou compostos à base de zircônia ou alumina, podendo a zircônia conter elementos estabilizadores da fase tetragonal da zircônia, tais como ítria, céria, magnésia, entre outros, ou a zircônia, ou a alumina, conter óxidos, tais como óxidos de ferro, óxidos de manganês, entre outros.

[050] Numa forma de realização, o material de baixo módulo de elasticidade pode ter entre 0,05 e 20 GPa.

[051] Numa forma de realização, o material de baixo módulo de elasticidade do bloco pode ser cera ou polímero termoplástico, como PMMA, Nylon, LDPE;, entre outros.

[052] Numa forma de realização, os elementos de fixação podem ser amarras ou parafusos, entre outros.

[053] Numa forma de realização, na fase final de usinagem da segunda face da capa, a capa pode estar apoiada, em toda a primeira face da capa a ser produzida, por material de baixo módulo de elasticidade e, por a ligação entre a capa e o bloco maior ser através de material de baixo módulo de elasticidade.

[054] Numa forma de realização, a colocação do material de baixo módulo de elasticidade na cavidade pode ser realizada por vazamento no estado líquido.

[055] Numa forma de realização, a remoção da cera ou outro material de baixo módulo de elasticidade, pode ser realizada num forno com uma temperatura entre os 80 º e 400 ºC.

[056] Numa forma de realização, a solução química pode consistir num solvente, como o etanol, ou outro equivalente, ou outro agente químico de dissolução, no caso de outros polímeros.

[057] Numa forma de realização, as capas dentárias podem ter uma espessura entre 0,05 e 0,4 milímetros e comprimentos de pelo menos 15 milímetros e larguras de pelo menos 15 milímetros.

[058] Numa forma de realização, o processo pode inicia-se com um bloco compacto de pós cerâmicos (1), e que deve ser preso por elementos de fixação (19) da máquina, como por exemplo, amarras, parafusos, ou outros elementos de fixação do bloco na máquina, que pode ser vendido comercialmente, ou que pode ser obtido através da compactação de pós, realizados numa prensa, numa moldagem, com pressões que podem oscilar entre 30 e 200 MPa. Os blocos prensados são normalmente pré- sinterizados em temperaturas que podem oscilar entre 600 ºC e 1100 ºC, durante períodos que podem ir de 1 hora até 12 horas, e em que as dimensões dos blocos têm normalmente entre 85 e 100 milímetros de diâmetro, com uma espessura entre 10 a 20 milímetros. A pré-sinterização pode aumentar ligeiramente a resistência do prensado e durante a usinagem pode aumentar o desgaste das ferramentas de corte. Alternativamente, podem usar-se blocos de material de baixo módulo de elasticidade (18), por exemplo de cera ou de outro polímero, que será fixado com os elementos de fixação (19) à máquina de usinagem, e nele serem incrustados (isto é, inseridos no interior e à superfície) e rigidamente fixos, pequenos blocos de pós cerâmicos prensados (20), do mesmo material do bloco 1, e com dimensões entre 10 e 20 milímetros - um pouco maiores do que serão as dimensões da capa final a obter desses pequenos blocos. Como exemplo, pode ter 20 milímetros de diâmetro e 3 milímetros de espessura. Os blocos de cera ou polímero (18) podem ser adquiridos comercialmente, ou obtidos recorrendo a fusão do material de baixo módulo e posterior moldagem. Os pequenos blocos compactos de pós cerâmicos (20) seguem o mesmo processamento mencionado para o bloco 1, anteriormente mencionado.

[059] Numa forma de realização, os blocos (1) ou (18) podem ser depois fixados nos equipamentos de fresagem por CNC, em amarras metálicas (19), disponíveis comercialmente, que os fixam rigidamente, com precisão e rigor.

[060] Verifica-se assim que é possível utilizar duas abordagens de fixação dos blocos cerâmicos: - os blocos cerâmicos (1) são fixados diretamente nas amarras metálicas (19); ou - blocos cerâmicos (20) de menores dimensões são colocados e rigidamente fixados, mecanicamente ou por meio de colagem (por exemplo, com material igual ao do bloco maior) sobre blocos maiores de material de baixo módulo de elasticidade (18) e estes últimos são colocados na máquina, fixos pelos elementos de fixação (amarras) (19). Com esta segunda opção, consegue-se que os pequenos blocos cerâmicos (20) já estejam suportados num bloco maior de material de baixo módulo de elasticidade (18) e, por isso, já possuam algum efeito de amortecimento na ligação entre estes pequenos blocos cerâmicos (18) e as amarras da máquina (19).

[061] Na primeira opção, antes de se finalizar a usinagem da segunda face da capa, será necessário remover a ligação cerâmica entre o bloco cerâmico inicial (1) e o pequeno bloco de onde sairá a capa (4), ficando a capa apenas ligada ao bloco principal cerâmico (1), através de material de baixo módulo de elasticidade, ganhando desta forma amortecimento (Figura 4 c)), com deformação elástica do material de adição, necessário para que a capa não frature durante a fase final da usinagem. Em ambos os casos, durante a fase final da usinagem, para além destes amortecedores para a capa, esta possui também material de suporte que cobre toda a face que foi a primeira a ser produzida.

[062] Numa forma de realização, seguidamente, e em ambos os casos de montagem dos blocos cerâmicos, o programa numérico começa a executar a usinagem, com fresas (5), por controle numérico, de uma das faces da capa (4).

[063] Numa forma de realização, após a primeira face (4) (Lado A) da capa estar produzida, o processo é interrompido, e a cavidade (3) referente à capa efetuada no compacto devido à usinagem desta face da capa, é preenchida (6) com um material como cera ou outro polímero, que tenha um baixo módulo de elasticidade (tipicamente entre 0,05 e 20 GPa), e que fique aderente, quer ao bloco de pós cerâmicos (1), ou ao bloco de material de baixo módulo de elasticidade (18), quer à face produzida da capa (4). Este preenchimento pode ser, por exemplo, por vazamento no estado líquido (7) de cera, ou polímeros termoplásticos como PMMA - Poly(methyl methacrylate), Nylon, LDPE - Low-density polyethylene, entre outros.

[064] Numa forma de realização, seguidamente, o equipamento inicia a usinagem (5) da outra face da capa (9) do outro lado do bloco compacto, e, no caso do bloco compacto de pós cerâmicos (1), remove as ligações cerâmicas (8) entre a capa e o bloco cerâmico inicial (1), antes que a capa atinja espessuras muito finas, por exemplo antes que atinja cerca de 0,5 mm de espessura.

[065] Numa forma de realização, seguidamente, o equipamento prossegue o programa de usinagem da segunda face da capa (9) até que a capa atinja a espessura desejada, ultra fina, ou seja, entre 0,05 e 0,4 milímetros. Durante esta fase final de usinagem da capa, a capa está ligada ao bloco cerâmico (1) ou ao bloco de material de baixo módulo de elasticidade (18) apenas pelo material de adição (6), o que lhe confere um efeito de amortecimento, com deformação elástica do material de adição e, no caso do disco (18), também do próprio disco (18), conforme esquematicamente representado na Figura 4 c), quando, por exemplo, existe um impacto (F) de vibração da fresa (5) em relação à capa (4). Para além disto, a primeira face da capa a ser produzida (4) também está completamente suportada pelo material de adição (6), o que lhe confere também um efeito de amortecimento e de resistência adicional da capa, quando sujeito a cargas (F) de impacto ou de usinagem. O fato do material de apoio da capa, assim como o material de ligação da capa em relação aos blocos iniciais (1) (18), ter baixo módulo de elasticidade, permite que qualquer impacto entre a fresa (5) e a capa seja amortecida pelo material de baixo módulo, evitando assim a fratura deste.

[066] Numa forma de realização, após terminar a usinagem da capa, o programa usinará o material de suporte de baixo módulo de elasticidade (10), de forma a separar a capa (11) do bloco cerâmico (1) ou do bloco de material de baixo módulo (18), sendo que a primeira face da capa a ser produzida (4), continua totalmente apoiada ou suportada no material de baixo módulo de elasticidade.

[067] Numa forma de realização, seguidamente, podem ser executados, na face da capa exposta (9), ou seja, na segunda face a ser produzida, eventuais pinturas da capa, ou outros tratamentos, tais como de limpeza. Após estas operações opcionais, o pequeno bloco (11), extraído do bloco principal, composto pela capa e por material de baixo módulo de elasticidade, que ainda se encontra agarrado a uma face da capa, é colocado num forno, para remoção, por fusão ou por sublimação, do material de baixo módulo de elasticidade (12), sob temperaturas (13) que podem ir de 80 ºC até 400 ºC, dependendo do material de baixo módulo de elasticidade usado. Alternativamente, o material de baixo módulo de elasticidade, cera ou outro polímero, pode ser removido por dissolução química (14), num solvente (15), por exemplo, etanol, no caso de algumas ceras, sendo neste caso a capa e o material que lhe está agarrado, imersos nas ditas soluções.

[068] Numa forma de realização, seguidamente, a capa é colocada num forno e sujeita a sinterização final (16), num ciclo térmico que pode atingir temperaturas máximas entre 1200 ºC e 1600 ºC, por períodos que podem durar entre 0,5 a 3 horas, entre períodos de aquecimento e arrefecimento, que podem durar entre 2 a 4 horas, com rampas de aquecimento de cerca de 5 ºC/minuto.

[069] Numa forma de realização, após este tratamento de sinterização, a capa (17) fica pronta e com espessuras que podem ter entre 0,05 e 0,4 milímetros, e comprimento e largura que podem atingir pelo menos 15 milímetros.

[070] O termo “compreende” ou "compreendendo" quando utilizado neste documento destina-se a indicar a presença das características, elementos, inteiros, passos e componentes mencionados, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características, elementos, inteiros, passos e componentes, ou grupos dos mesmos.

A presente divulgação não é, naturalmente, restrita às realizações descritas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma e de substituições de características técnicas por outras equivalentes, tal como definido nas reivindicações anexas.

As realizações descritas são combináveis entre si.

As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para obter uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, caracterizado pelo processo compreender os seguintes passos: usinar uma primeira face de um bloco de pós cerâmicos prensados, de modo a criar uma cavidade na primeira face do referido bloco; inserir um material de suporte na cavidade, de modo que o referido material adira e suporte a primeira face do bloco de pós cerâmicos prensados; usinar uma segunda face do bloco de pós cerâmicos prensados; retirar o material de suporte, de modo a obter a estrutura cerâmica para aplicação dentária.

2. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo passo de inserir o material de suporte na cavidade ser realizado de modo que o referido material de suporte adira e cubra a totalidade da primeira face do bloco de pós cerâmicos prensados.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo passo de inserir o material de suporte na cavidade ser realizado com o material de suporte no estado líquido.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de suporte ser um material de baixo módulo de elasticidade.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo bloco estar fixo ao equipamento de fresagem por CNC, por intermédio de um bloco de um material de baixo módulo de elasticidade.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo compreender um passo prévio de fixar o bloco de pós cerâmicos prensados a um equipamento de fresagem por CNC.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de baixo módulo de elasticidade ter uma elasticidade entre 0,05-20 GPa.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material de suporte ser cera ou um polímero termoplástico, ou suas combinações.

9. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo polímero termoplástico ser polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo bloco de pós cerâmicos prensados compreender zircônia, alumina, ou suas combinações.

11. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo bloco de pós cerâmicos prensados compreender zircônia, ítria, céria, magnésia, ou suas combinações.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo bloco de pós cerâmicos prensados compreender zircônia, alumina, óxidos de ferro, óxidos de manganês, ou suas combinações.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo compreender um passo de pintar a estrutura cerâmica.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo compreender um passo de limpar a estrutura cerâmica.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo compreender um passo de remover o material de suporte, em particular, o material de baixo módulo de elasticidade.

16. Processo, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo passo de remover o material de suporte ser realizado, por fusão ou sublimação, a uma temperatura entre 80 — 400 ºC.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo passo de remover o material suporte ser realizado por dissolução química com recurso de um solvente, de preferência etanol.

18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo processo compreender um passo de sinterizar a estrutura cerâmica com ciclos térmicos entre 1200-1600 ºC durante 0,5-3h, e entre períodos de aquecimento e arrefecimento durante 2-4h, com rampas de aquecimento de 5ºC/minuto.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo passo de fixar o bloco de pós cerâmicos prensados num equipamento de fresagem por CNC ser realizado por meios de elementos de fixação, de preferência por uma amarra ou um parafuso.

20. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo bloco de pós cerâmicos prensados ser pré-sinterizado.

21. Estrutura cerâmica para aplicação dentária, de preferência para restauração dentária, obtenível por qualquer uma das reivindicações anteriores 1-20, caracterizado pela estrutura cerâmica ter uma espessura entre 0,05-0,4 mm.

22. Estrutura cerâmica, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pela estrutura cerâmica ser uma capa dentária, uma faceta dentária, uma lâmina dentária, uma película dentária ultrafina, ou implante.

23. Uso de um material de suporte para usinar uma estrutura cerâmica para aplicação dentária, caracterizado pelo material de suporte ser um material de baixo módulo de elasticidade selecionado de cera, polímero termoplástico, ou suas combinações.

24. Uso, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo polímero termoplástico ser polimetil-metacrilato (PMMA), nylon, polietileno de baixa densidade (LDPE), ou suas combinações.