Trouvez l’usineuse la plus adaptée à votre laboratoire
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Les étapes d’un post-traitement réussi
29 juin 2021
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Trouvez l’usineuse la plus adaptée à votre laboratoire

Comment choisir l’usineuse la plus adaptée à vos besoins ?

Partie 1 : Présentation de l’usinage

1. L’usinage

 

Savez-vous d’où vient le terme usinage ? Les 1ères machines utilisées en CFAO dentaire avaient un fonctionnement par soustraction d’où le terme usinage en référence à l’industrie, aux usines et aux machines-outils. Mais cela n’est pas complètement correct car l’usinage peut être réalisé soit par addition, soit par soustraction. Même si généralement, la majorité des systèmes de CFAO réalisent un usinage par soustraction.

L’usinage fait partie du processus de la FAO, c’est la prise en charge par une machine à commande numérique des informations qui décrivent la maquette réalisée à l’écran. A partir d’un fichier informatique, on utilise un bloc de matériau suivant la prothèse et sa dimension afin d’obtenir la pièce finale. Le processus est automatique et peut concerner plusieurs pièces en même temps. Ces machines peuvent produire différentes sortes de pièces prothétiques et utiliser différents types de matériaux comme les céramiques, les métaux ou encore la résine.

Il est important de noter que l’usinage est le moyen de fabrication offrant la plus grande précision.

Mais l’usinage est un terme générique regroupant de nombreux procédés par enlèvement de matières : tournage, fraisage, perçage, rectification, sciage. Le retrait de matière est réalisé par un outil différent suivant le procédé.

Les trajectoires d’usinages sont calculées automatiquement à partir d’algorithmes de stratégie d’usinage. Le modèle FAO obtenu à la fin de l’étape de traitement correspond à une liste ordonnée de courbes 2D ou 3D. Chaque séquence de courbes est associée à un ensemble de mouvements de l’outil d’usinage donné par sa vitesse de coupe ou d’abrasion (vitesse de rotation de l’outil) et sa vitesse d’avance. Cette dernière est la vitesse relative de déplacement de l’outil par rapport à la pièce.

usinage dentaire

2. Les procédés soustractifs

 

Concernant les procédés soustractifs, ils sont réalisés par des machines-outils (MO). Les premières MO étaient actionnées par des opérateurs qui tournaient manuellement des manivelles afin de déplacer les axes. L’outil était mis en rotation grâce à un moteur électrique qui était couplé à une boite de vitesses mécanique.

Désormais, les manivelles ont été remplacées par des moteurs électriques pilotés numériquement. L’outil est asservi en vitesse. Toutes les vitesses de rotation sont possibles. La variation automatique de vitesse de rotation de l’outil est donc possible.

Cette méthode soustractive est la plus courante pour les systèmes de CFAO. Le bloc de matériau est pré fabriqué, sa taille est déterminée suivant la taille de la prothèse à réaliser. La nature du matériau est quant à elle déterminée selon la nature de la pièce prothétique. La forme souhaitée est obtenue grâce à la combinaison de plusieurs mouvements des différents outils. Plusieurs pièces peuvent être usinées sur une même pièce d’usinage. Il est possible de réutiliser les pièces où il reste de la matière.

L’usinage des formes complexes se fait en deux temps. Il y a d’abord l’ébauche qui enlève le maximum de matière par des efforts d’usinage élevés en un temps court. Puis, la finition qui permet l’obtention de la forme finale souhaitée avec ses caractéristiques d’intégrité et d’état de surface.

Il existe deux modes d’enlèvement de matières : par coupe, c’est le plus utilisé (avec des outils à arêtes tranchantes), ou par abrasion avec des outils revêtus de grains de diamant abrasifs. Pour la matière enlevée, on parle de copeaux.

Un logiciel de FAO pilote la machine-outil et programme le parcours des outils composant la machine. Ce dernier doit être capable de générer les programmes d’usinage en automatique. Cela se fait suivant les outils qu’elle contient, la vitesse de coupe et d’avance mais également la stratégie d’usinage. Les programmes d’usinage sont automatisés suivant la prothèse à réaliser. Ces machines-outils sont plus ou moins complexes, selon le nombre de moteurs et d’axes de déplacement ou de rotation, on aura des machines allant de 3 à 5 axes (3, 4, 5, 3+1, 3+2, 4+1 axes).

  • Les usineuses à 3 axes permettent l’usinage de couronnes, chapes, bridges, de barres à sens d’insertion simple.
  • Celles à 4 axes assurent la fabrication de piliers implantaires en plus des indications des machines à 3 axes.
  • Celles à 5 axes conçoivent des pièces prothétiques complexes (barres à directions divergentes) et assurent l’usinage en simultané d’une série de piliers, en plus des indications des machines à 3 et 4 axes bien évidemment.

La fabrication peut se faire dans un centre d’usinage, dans un laboratoire ou dans un cabinet dentaire.

Les différents axes des usineuses présenté par enove dental

L’usinage par soustraction est adapté à la céramique, au titane (alliage métallique) notamment pour la prothèse implantaire, à la cire, aux polymères (résines calcinables ou acrylique) et aux matériaux composites. On parle alors d’usinage par fraisage.

L’usinage par addition, est utilisé avec les métaux, la résine calcinable mais également la cire. On parle alors d’impression 3D.

Partie 2 : Les différents types d’usinage

1. L’usinage 3 axes

 

L’usinage à 3 axes correspond à la technique classique. Des machines-outils classiques sont utilisées comme les fraiseuses où la matière est travaillée sur 3 axes : X, Y et Z. L’enlèvement des copeaux se fait donc suivant 3 directions de base qui correspondent aux axes d’une surface place. C’est-à-dire un déplacement de gauche à droite, un autre d’avant en arrière et un dernier de haut en bas.

Ce type de technique est adaptée aux pièces peu profondes. En effet, certains endroits de la pièce peuvent être impossibles à atteindre. Il est donc difficile de réaliser des pièces complexes, profondes ou présentant des cavités étroites.

À la suite des nouveaux besoins et du développement de nouvelles technologies de FAO, de nouvelles technologies d’usinage ont vu le jour : des usineuses à 3+1 axes, à 3+2 axes c’est-à-dire avec deux axes de rotation servant à orienter l’outil puis à le verrouiller dans une position fixe puis à 5 axes.

eNove Dental usinage dentaire
Usineuse p5

2. L’usinage 5 axes

 

Dans le cas de l’usinage suivant 5 axes, la machine-outil se déplace dans 5 directions différentes : suivant les 3 axes linéaires X, Y et Z et suivant 2 axes A et B autour duquel tourne l’outil. Il y a donc la possibilité d’approcher la pièce dans toutes les directions et de la travailler sur 5 côtés en une seule opération.  Cela permet donc la réalisation de pièces aux surfaces complexes ou avec des cavités étroites et profondes. La précision finale est grandement améliorée car le repositionnement manuel de la pièce est inutile, à la différence de l’usinage suivant 3 axes où dans certains cas ce repositionnement doit être réalisé.

L’usinage avec 5 axes simultanés correspond à la combinaison de 3 axes linéaires et de 2 axes rotatifs qui se déplacent en même temps.

Cette technique est très adaptée aux pièces profondes et aux matériaux durs. Elle assure une précision élevée car des outils d’usinage plus courts sont utilisés. De plus, la vitesse d’usinage est plus grande, et les vibrations outils sont réduites.

Toutefois, l’usinage 5 axes nécessite des préparatifs plus longs mais moins de manipulation de la matière à la différence de l’usinage 3 axes.

Les avantages de cette technique sont nombreuses. Les commandes numériques – matériels et logiciels permettant de prendre le contrôle total des MO – assurent un traitement efficace de nombreuses matières et de surfaces courbées avec une grande précision. Elle permet la programmation et l’automatisation partielle ou totale de la procédure. Elle assure une grande qualité et précision des produits, une plus grande vitesse d’usinage, de meilleurs rendements et l’usinage de pièces de très grandes dimensions.

Le fraisage est une technique de fabrication mécanique par coupe, par enlèvement de matière. Il fait intervenir en coordination le mouvement de rotation de l’outil (mouvement de coupe) et l’avance relative de la pièce usinée par rapport à l’outil (mouvement d’avance). Mais il s’agit d’un déplacement relatif donc il est possible que physiquement ce soit l’outil qui se déplace par rapport à la pièce et non l’inverse.

Concernant le mouvement d’avance, avant il était linéaire. Aujourd’hui, avec le pilotage des axes des MO par commande numérique et le déplacement pratiquement dans n’importe quelle direction de l’espace, le mouvement d’avance est non linéaire en 2D ou en 3D.

3. Les usineuses à sec, humidifiées ou hydrides

 

L’usinage à sec permet d’usiner des matériaux calcinables ainsi que des plastiques pour les prothèses temporaires.
L’usinage humidifié permet d’usiner du titane, du cobalt-chrome, et de la zircone frittée.
Une usineuse hydride peut faire de l’usinage à sec et de l’humidifié.

Partie 3 : Nos usineuses

eNove Dental vous propose différentes usineuses afin de répondre à vos besoins. Avec notre gamme d’usineuses, vous pouvez usiner rapidement et à la demande un large éventail de matériaux, Elles vous permettent de gagner en précision et en productivité.

Elle assure un calibrage automatique avec un système de contrôle simple et intelligent en 1 clic. Elle peut être utilisée dans diverses applications : couronnes, bridges, coping, waxup … Petit plus, avec cette dernière, vous économiserez 60 à 80% d’énergie par rapport aux usineuses classiques. Elle réalise un usinage à sec.

Les usineuses AMD-500 et AMD 500-c sont des fraiseuses à sec 5 axes principalement utilisées pour la zircone, la cire et le PMMA. Elles possèdent un grand angle de traitement ce qui permet de réaliser un usinage vertical jusqu’à 90°. De nombreux avantages leurs sont attribués : un système ouvert, un écran tactile, une double fixation afin d’éviter les vibrations et casses de disques…

Cette machine hydride sèche et humide est très performante et possède 5 axes. Elle vous assurera une productivité et une efficacité optimales. En effet, ses dimensions ainsi que ses différentes fonctionnalités permettent un maximum de polyvalence pour un minimum de place. Usiner un large éventail de matériaux est possible avec cette machine-outil polyvalente. Petit plus, son design compact facilitera son installation dans votre laboratoire.