dental dialogue Présenté par: Idées pour la technique dentaire Le Journal International de la Technique Dentaire Tirage à part Qu est-ce qui fait l efficience d une sableuse Dr. Gisela Peters GmbH Industriegebiet 78247 Hilzingen/Germany ou: Postfach 1109 78245 Hilzingen/Germany Tel. +49 77 31 82 08-0 Fax 82 08-70 www.renfert.com info@renfert.com
dd SCIENCE L Université des Sciences Appliquées d Osnabrück a testé huit sableuses au niveau de leur consommation et de leur efficience Qu est-ce qui fait l efficience d une sableuse Une fois acquise, une sableuse s utilise fréquemment, et presque personne ne se pose de questions sur les coûts du matériau et du travail. Cependant, la rentabilité d un tel appareil à côté de la qualité du sablage- doit être un critère majeur avant la réalisation d un tel investissement par le propriétaire du laboratoire de prothèse. En fonction de la décision prise, il en découle des coûts plus faibles ou plus élevés. L Université des Sciences Appliquées d Osnabrück a apporté sa contribution : elle a évalué huit sableuses. Au cours de nombreux tests, les scientifiques ont déterminé la consommation du matériau de sablage, l effet du matériau et la qualité du sablage. De plus, les tests ont mis en évidence la résistance de la liaison entre la céramique et l alliage, après avoir conditionné les armatures avec chaque sableuse testée. Sablez-vous encore ou faites-vous déjà des économies Cette question peut être posée aux laboratoires de prothèse si l on regarde les résultats des tests fournis par la Faculté d Ingénierie, d Informatique et de Technologie dentaire de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück. Le groupe de recherche formé autour de Mme le Professeur Dr. Ing. Isabella-Maria Zylla a non seulement analysé la puissance des appareils, mais s est également interrogé sur la quantité de matériau de sablage utilisé et sur la durée du procédé. Le principe consiste à éliminer complètement le matériau de revêtement, de nettoyer la couche d oxyde et de sabler uniformément la surface. Après conditionnement, la liaison métal-céramique doit être très résistante et durable ce qui est directement influencé par un sablage total et uniforme. L appareil utilisé au cours de la procédure doit fonctionner de manière économique un laboratoire moderne doit offrir la qualité requise à des coûts et prix compétitifs. L Université des Sciences Appliquées a testé huit sableuses: 1. SBU 5.2 Compact de chez Averon, Ekaterinbourg (Russie) 2. Platinum D.O.S. de chez Dentalfarm, Turin (Italie) 3. Planetarium de chez Mestra, Passau (Allemagne) et Bilbao (Espagne) 4. MS3 de chez Omec, Muggiò (Italie) 5. Basic classic et 6. Basic quattro IS de chez, Hilzingen (Allemagne) 7. Easy Sand de chez Silfradent, S. Sofia (Italie) 8. Sand Storm Expert de chez Vaniman, Fallbrook, Californie, Etats-Unis Prenant en considération la combinaison entre la consommation du matériau de sablage et l effet du matériau, Basic classic et Basic quattro IS de sont les meilleures. Hautement souhaitée : une faible consommation du matériau de sablage Les tests montrent, en premier lieu, que la consommation totale en matériau de sablage varie selon le modèle (fig. 1) et que les appareils ne sont pas tous économiques. Par cycle de test la taille des grains est de 50 et 125 micromètres la sableuse Basic classic projette seulement 13,68 g de corindon. La sableuse Basic quattro IS a même utilisé moins de matériau de sablage (7,345 g) grâce à sa fonction d arrêt rapide. Les plus grandes quantités d'abrasifs d'autres appareils se sont élevées à 49,69 et même 61,65 g, bien que tous les appareils utilisent des buses de même taille. Chaque cycle du test est constitué de trois phases : 1. le temps préalable pour obtenir un flux uniforme de sablage, 2. le temps de sablage standardisé à vingt secondes, et 3. le temps nécessaire pour que le matériau de sablage ne sorte plus de la buse. Le temps préalable à l obtention du flux de sablage et le temps de post-sablage varient en fonction de l appareil testé, car la montée de la pression et sa diminu- 2 dental dialogue 9E ANNÉE 2008
SCIENCEdd 60 g 50 g 40 g 30 g 20 g 10 g 0 g Basic quattro IS Basic classic Averon SBU 5.2 Compact Silfradent Easy Sand Mestra Planetarium Omec MS3 Vaniman Sand Storm Expert Dentalfarm Platinum D.O.S. Fig. 1: La construction fait la différence : quelques sableuses utilisent le matériau de sablage de manière économique, d autres consomment des quantités plus importantes. 50 Schwankungen in Gramm 45 40 35 30 25 20 15 50 µm 125 µm 10 5 0 Basic quattro IS Basic classic Averon SBU 5.2 Compact Dentalfarm Platinum D.O.S. Mestra Planetarium Silfradent Easy Sand Fig. 3: Les résultats sont facilement reproductibles par un flux régulier du matériau de sablage avec non seulement des niveaux variés dans les silos établis ici pour chaque appareil mais également deux tailles de grains différentes. Omec MS3 Vaniman Sand Storm Expert Fig. 2: Utilisation au laboratoire du cabinet dentaire du Dr. Rusch, Owingen, Allemagne : lorsque le matériau de sablage est projeté en un flux continu, et indépendamment de sa quantité dans les réservoirs, le prothésiste dentaire peut se concentrer complètement sur l objet coulé et conditionner la surface avec des mouvements toujours réguliers. Ceci permet des résultats reproductibles. tion dépendent du type d appareil. Une consommation totale élevée est due dans certains appareils à un débit excessif pendant le sablage, et d autres ne réduisent pas immédiatement le flux après le temps de sablage, causant ainsi une perte de matériau et de temps de travail précieux. La pression monte rapidement dans la sableuse Basic classic, et diminue rapidement après la libération de la pédale, l appareil se révélant très économique aussi au cours du sablage. Un flux uniforme du matériau améliore la qualité Les prothésistes dentaires le savent par expérience : le niveau de remplissage du silo influence la montée de la pression et donc le flux du matériau de sablage. En pratique, ceci signifie des fluctuations de la pression et donc une quantité variable de matériau projeté sur les objets coulés. Un flux constant et régulier du matériau de sablage est particulièrement important pendant le sablage. C est seulement de cette manière que le prothésiste dentaire peut obtenir la qualité requise avec des mouvements constants de la buse (fig. 2) et qu il n a pas besoin d ajuster sa méthode de travail selon le niveau de remplissage du silo, que ce dernier soit plein ou presque vide. En prenant en compte cela, les examinateurs de cette étude ont déterminé la consommation du matériau de sablage des appareils testés avec des silos de niveaux différents. Les mesures ont été prises avec un réservoir à un tiers, deux tiers et plein. Deux tailles de grains ont été également utilisées. Selon le test d Osnabrück, trois appareils ont particulièrement projeté un flux uniforme d oxyde d aluminium fin et grossier (50 microns et 125 microns) avec une faible consommation dans le même temps : les sableuses Basic classic, Basic quattro IS et SBU 5.2 Compact (fig. 3). En pratique, ceci signifie que le flux de matériau uniforme de ces appareils permet au prothésiste dentaire de reproduire des bons résultats indépendamment du niveau du réservoir ou de la taille des grains. 9E ANNÉE 2008 dental dialogue 3
dd Fig. 4 Détail d une surface sablée avec un petit anneau d oxyde à partir d un jet en faisceau («principe du laser»), test réalisé avec l appareil. Les six planches supérieures ont été sablées avec des buses de 0,8, et les six inférieures avec des buses de 1,2. Fig. 5 Surface largement sablée et anneau d oxyde important à partir d un matériau fortement éparpillé ( principe de la lampe de poche ), appareil de comparaison. Un sablage ciblé fait vraiment la différence Plus il y en a, meilleur c est est une expression fréquemment utilisée. Chacun peut déduire à partir des résultats des tests d Osnabrück portant sur l efficience du nettoyage que ceci n est pas le cas si l on se réfère à la relation existant entre la consommation du matériau de sablage et son effet. Des plaques en alliage recouvertes de matériau de revêtement ont été traitées pendant 15 secondes par les appareils et les résultats ont été ensuite photographiés. L observateur peut voir de cette photo que les appareils de différents fabricants produisent des motifs de sablage très différents (fig. 4 et 5). Il est visible que les zones sans matériau de revêtement sont de différents diamètres en fonction de l appareil, et que la zone de transition oxydée entre la surface propre et le matériau de revêtement résiduel également dépendante de l appareil varie en largeur. Cette différence au niveau du nettoyage peut être attribuée à un flux plus ou moins concentré du matériau de chaque appareil. Il doit être établi que la concentration du jet de sable est importante pour les résultats du nettoyage. Plus le diamètre du jet est petit et plus la zone sablée est réduite, et plus de grains frappent par unité de surface (fig. 6 à 8). Ainsi, la surface est nettoyée plus intensément. Dans le même temps, ce «pilonnage» fort à l intérieur de la zone foyer assure une rugosité de surface régulière. L objectif du sablage est d obtenir un nettoyage de la surface avec un motif d impact parfaitement distribué et uniforme. Ceci prépare au mieux la surface en métal pour un recouvrement céramique et évite les tensions résultant de la cuisson (fig. 9 à 12). Un état de surface totalement différent est par contre obtenu par une distribution large et irrégulière des grains. Les grains peuvent même frapper à côté de l objet et ne pas avoir d effet. Ceci explique bien la relation entre le ciblage du matériau et sa consommation. La comparaison entre une plaque traitée avec un appareil et une autre plaque traitée met ceci en évidence (comparer la fig. 1 et les fig. 4 à 12). L appareil produit un sablage bien ciblé, en gardant un flux de matériau 4 dental dialogue 9E ANNÉE 2008
dd Fig. 6 à 8 Economie et efficience du matériau de sablage : un jet ciblé empêche le matériau de ne pas atteindre l objet. Au contraire, plus de particules par unité de surface touchent la surface à l intérieur de l espace désigné. La surface est complètement nettoyée. Fig. 9 et 10 Illustration d un sablage irrégulier : lorsque la force du jet varie et que la dispersion est élevée, il existe une distribution inégale des particules sur la surface. A côté de zones qui sont peu atteintes et donc à peine «bosselées», d autres zones sont touchées plus fréquemment et donc sont toujours de plus en plus entaillées. D autres zones sont «écrasées» par l énergie d impact. Fig. 11 et 12 Illustration d un sablage uniforme : lorsque le matériau de sablage est dispersé uniformément, les particules touchent la surface de manière régulière. La surface est sablée de manière régulière ; aucune tension ne se forme au niveau de la liaison métal-céramique. faible et économique. Par comparaison, l appareil dans la fig. 5 a présenté la troisième consommation la plus élevée de matériau à grains fins et de loin la consommation la plus élevée de matériau grossier au cours du traitement. Dans le même temps, les plaques en alliage montrent une zone sablée importante causée par un large jet avec un flux abondant de matériau. Calculé avec une limite étroite Une bonne qualité de sablage d un côté (fig. 11 à 13), une faible consommation de l autre : c est ce qui est souhaité pour un appareil qui va servir les utilisateurs dans le travail quotidien du laboratoire de prothèse. Les résultats du test de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück permettent de faire des calculs exemplaires montrant aux propriétaires de laboratoires de prothèse les différences (fig. 16 et Tab. 1) et de démontrer pleinement le suivi des coûts au niveau de leur investissement. Les exemples de calcul sont fondés sur la consomma- 9E ANNÉE 2008 dental dialogue 5
dd SCIENCE Fig. 13 Un objet coulé bien sablé Fig. 14 A l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück, un échantillon est examiné au microscope Fig. 15 Des étudiants de la Faculté de Technologie dentaire à l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück. Après l analyse de la surface, les données sont évaluées avec un ordinateur. tion des différents appareils au cours du temps préalable au sablage, du temps de sablage, et du temps post-sablage et déterminée par les cycles du test d Osnabrück. De plus, chacun peut définir une «intervention modèle» de la sableuse de 15 fois par jour pour une année entière. De cette manière, il est possible faire le calcul des kilos nécessaires qui seront alors multipliés par le prix du matériau. Ceci permet une vue générale des coûts pour le matériau de sablage. Par exemple, le calcul concernant la consommation d abrasif (Tableau 1) pour Basic quattro IS est d environ 94 Euros (fig. 16). Pour les appareils d autres fabricants, ce montant peut s élever à presque 640 Euros et plus. L éventail de ces montants comme également les résultats du sablage est un résultat direct de la construction de l appareil. L Université des Sciences Appliquées d Osnabrück a rendu possible des comparaisons de consommation et de qualité ce qui apporte un éclairage sur les coûts cachés de tout investissement et donne au propriétaire du laboratoire de prothèse un instrument important 700 600 500 400 300 200 100 0 93,38 377,58 637,42 Fig 16 Consommation du matériau de sablage et coûts 6 dental dialogue 9E ANNÉE 2008 Basic quattro IS Mestra Planetarium Vaniman Sand Storm Expert
SCIENCEdd Consommation totale : valeur moyenne de 50 et 125 µm d oxyde d aluminium Sablage par Jour Semaine Mois Année** Sableuse Consommation : valeur moyenne au cours des trois étapes en gramme 15x 75x 300x 3150x Exprimé en kilogrammes Coût du matériau de sablage p.a.* En comparaison avec la meilleure catégorie c) en % a) Planetarium 29,50 443 2.213 8.850 92.925 93 377,58 304 b) Sand Storm Expert 49,69 745 3.727 14.907 156.524 157 637,42 583 c) Basic quattro IS 7,35 110 551 2.204 23.137 23 93,38 - * à un prix estimé de 4,06 / kg ** 10,5 mois Tableau 1 Consommation du matériau de sablage et coûts de décision. Calculés sur plusieurs années, des coûts élevés peuvent s accumuler, et un achat qui peut sembler bon marché peut se révéler être cher. Un entretien avec A la suite de ces résultats, Mme le Dr. Gisela Peters a interviewé Mme le Professeur Dr.-Ing. Isabella-Maria Zylla. Au cours de cet interview, le Professeur Dr. Zylla nous fait part comment elle est arrivée à faire ces tests, donne des conseils aux propriétaires de laboratoires de prothèse pour l achat d une sableuse, et explique quelle future coopération elle aimerait voir entre la science et l industrie. Dr. Gisela Peters: Professeur Zylla, vous dirigez la Faculté d Ingénierie, d Informatique et de Techno - logie dentaire de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück depuis sa formation. Vous n êtes pas seulement responsable de l enseignement, mais également du développement des connaissances scientifiques. Quelles sont vos principaux domaines de recherche à présent Dr.-Ing. Isabella-Maria Zylla: Nous sommes impliqués dans le développement de nouveaux matériaux, et testons les matériaux déjà existants. Avant tout, c est notre tâche de réaliser des tests structuraux et sous-structuraux sur les matériaux en question. Dans le même temps, nous réalisons des comparaisons technologiques. Par exemple, nous examinons l effet que des procédures et traitements variés avec des appareils ont sur l application d un procédé sur les matériaux. Peters: Quels sont vos objectifs de recherche Zylla: Notre cible est la recherche appliquée. Nous formulons les questions afin de définir les références pour une application ultérieure des matériaux et des procédés. Notre recherche est conçue pour répondre à la question «pourquoi». Notre objectif est de donner une entrée significative à un développement ultérieur au travers de la clarification d une cause par exemple, la cause d une erreur. Dans ce contexte, une recherche compromise est très informative. Lorsqu un matériau est essayé au-delà de ses limites, nous pouvons apporter des conclusions sur un traitement et une manipulation correctes. Ici, un exemple : avec des matériaux nouveaux dans le domaine dentaire, tel le dioxyde de zirconium, nous nous interrogeons : la manière dont le matériau se comporte peut-être elle directement liée à sa sous-structure Qu est-ce qui est responsable de cette réaction Les connaissances ainsi obtenues peuvent être utilisées pour introduire des changements ceci s applique aux procédés de fabrication des matériaux ainsi qu à leurs traitements. Peters: Vous avez testé les sableuses en ce qui concerne leur effet sur les surfaces métalliques et leur efficience. Etes-vous satisfaite des résultats Zylla: Je voudrais vous faire remarquer d abord que l objectif du sablage est de préparer la surface à une liaison métal-céramique. Cette étape, parmi d autres, détermine la résistance de la liaison. En principe, tous les appareils testés ont réalisé cet objectif. Tous les appareils répondent à ce standard respectif. Ceci signifie que la résistance de la liaison était au moins de 25 MPa. Mais d un point de vue de l utilisateur, deux autres questions se posent : la première, si je veux travailler de manière efficace quelle en est la consommation La seconde : une fois que je me suis décidé pour un fabricant, puis-je en tant que propriétaire du laboratoire être sûr que j ai acquis un produit qui va produire des résultats fiables après que la période de garantie ait expirée Peters: Tant que les tests d application sont concernés, les appareils testés délivrent des résultats différents. A quoi sont dues ces importantes variations Zylla: Les caractéristiques et la manipulation des appareils jouent un rôle ici. Par exemple, au cours des tests, quelques appareils ont présenté un manque d étanchéité. Un modèle qui a montré des niveaux de Illustrations: Dr. Gisela Peters, Bad Homburg 9E ANNÉE 2008 dental dialogue 7
dd Voici ce qui a été examiné au cours de l étude : Comparaison et test de l efficacité de sept micro-sableuses différentes (plus un test additionnel). 149 pages plus un appendice. (exécution en 2007) Etude dirigée par le Professeur Dr.-Ing. Isabella-Maria Zylla, Faculté d Ingénierie, d Informatique et de Technologie dentaire de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück Sept sableuses disponibles sur le marché international, ont été testées : 1. SBU 5.2 Compact de chez Averon, Ekaterinbourg (Russie) 5. Basic classic et 2. Platinum D.O.S. de chez Dentalfarm, Turin (Italie) 6. Basic quattro IS de chez, Hilzingen (Allemagne) 3. Planetarium de chez Mestra, Passau (Allemagne) et Bilbao (Espagne) 7. Easy Sand de chez Silfradent, S. Sofia (Italie) 4. MS3 de chez Omec, Muggiò (Italie) 8. Sand Storm Expert de chez Vaniman, Fallbrook, Californie, Etats-Unis En préalable à leur compte-rendu d examination, les examinateurs ont listé les caractéristiques des appareils observés au cours de leur utilisation. Ils ont organisé au mieux quatre expérimentations qui ont été conçues pour obtenir des informations sur l efficacité des sableuses. Première problème : la consommation Elle a été déterminée avec trois niveaux de silo, différenciés par des mesures réalisées au cours du temps préalable au sablage, du temps de sablage et du temps post-sablage. Tandis que les temps préalable au sablage et de post-sablage ont varié d un appareil à un autre, et étaient dépendants de la montée et de la diminution de la pression nécessaire, le temps de sablage a été réglé à vingt secondes pour chaque sableuse. Le niveau dans les silos a été mesuré à un tiers, deux tiers et plein. Le test de la consommation a été réalisé avec 50 microns et 125 microns de corindon. Le matériau utilisé a été collecté et pesé après chaque test. Ceci montre les différentes quantités de matériau de sablage projetées par les sableuses en fonction de leur forme ; de plus ou moins grandes fluctuations ont été observées en fonction de l étape du procédé, du niveau de silo et de la taille des grains. Deuxième problème : l effet du matériau de sablage sur le revêtement et la consommation Des échantillons de revêtement ont été sablés avec un angle de 90 et une distance de 3 cm pendant 15 secondes ; les largeurs et les profondeurs des cavités ont été ensuite mesurées. La mise en œuvre du test a inclus trois niveaux du silo et deux tailles de grains du matériau, comme cela a été auparavant expliqué. Comme pour le premier problème, le matériau utilisé a été collecté et pesé pour chaque test. Ce test a mis en évidence également des résultats différents. La consommation, la profondeur du cratère et sa largeur produite sur l échantillon varient avec le type de sableuses testées. Troisième problème : l effet de sablage sur des plaques coulées en métal précieux et non précieux démoulées grossièrement Les coulées préparées ont été traitées selon une manière prédéfinie en utilisant les sableuses testées et ont été examinées sous microscope. De plus, le matériau de sablage utilisé a été pesé. Une fois encore, il y a eu des différences dans la consommation en fonction de l appareil utilisé ; de plus, le jet du matériau de sablage a produit des zones nettoyées de taille variable et des anneaux d oxyde de plus ou moins grande étendue. Quatrième problème : la résistance à la flexion de la liaison métal-céramique sur les plaques en alliage Avant le recouvrement avec de la céramique les plaques en métal ont été préparées avec les sableuses testées ceci était le seul critère dans lequel les plaques testées ont différé de manière spécifique. Après cuisson, le test de flexion trois points selon Schwickerath a été réalisé. Les résultats montrent qu une résistance à la flexion de 25 MPa a été obtenue ou a même excédée dans toutes séries de tests, quelque soit la sableuse utilisée parmi les huit. Les examinateurs ont testé de plus la localisation du plan de fracture en utilisant un microscope électronique à balayage. Ils ont remarqué des différences en fonction des appareils en ce qui concerne les surfaces d adhésion entre le métal et la céramique. Source: Zylla I-M (2007): Comparaison et examen de l efficience de sept sableuses différentes. 149 pages (plus un test additionnel), recherche en rapport avec l application, Faculté d Ingénierie, d Informatique et de la Technologie dentaire de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück. Adresse de contact consommation élevés a eu une fuite à partir du raccord entre la pièce à main et la buse ; d autres ont présenté un manque d étanchéité entre le tube et le silo. La consommation a donc augmenté lorsque les tubes n étaient pas assez flexibles et la manipulation est devenue ingérable. La forme technique influence donc la rapidité de la pression de sablage, et si l appareil continue à projeter du matériau de sablage après relâchement de la pédale. Peters : Quel conseil pouvez-vous donner aux laboratoires de prothèse Zylla: Nos tests ont montré qu il existe des différences entre les sableuses. Cependant, non seulement les coûts d acquisition doivent être considérés, mais d autres critères d aide à la décision doivent également être utilisés lors d une acquisition! Demandez la durée garantie pour obtenir des pièces détachées, car vous voulez utiliser votre appareil pendant de nombreuses années. Il est recommandé de demander un appareil à tester. De cette manière, vous pouvez avoir une idée de l appareil sous des conditions de laboratoire. Vous devez voir et tester l appareil vous-même. Avant de faire l acquisition d un appareil, vous devez changer vous-même les buses et le réservoir également, et les connecter. Ceci aide également d avoir dévissé une pièce à main et de remplacer une rondelle. Visitez également les expositions régionales et demandez une démonstration de l appareil après avoir fait votre sélection. Peters : Maintenant que vous avez fini le test des sableuses, quelles recommandations et souhaits Dr. Gisela Peters Lohrbachstraße 8 61350 Bad Homburg/Germany Fon +49 (0) 61 72-30 10 24 Fax +49 (0) 61 72-30 10 25 Mobil +49 (0) 170-28 55 375 peters.gisela@t-online.de www.concise-text.de www.concise-pr.de Professeur Dr.-Ing. Isabella-Maria Zylla, Faculté d Ingénierie, d Informatique et de Technologie dentaire de l Université des Sciences Appliquées d Osnabrück. Illustrations/Graphiques: Professeur Dr. Isabella-Maria Zylla, Osnabrück Art. No. 21-1019 8 dental dialogue 9E ANNÉE 2008
SCIENCEdd voudriez-vous donner aux fabricants Zylla: Précisément, je voudrais encourager les fabricants à mettre à disposition des universités plus de possibilités. Nous avons de nombreuses possibilités de recherche, et parmi lesquelles également certaines ne sont peut-être pas disponibles pour les fabricants nous sommes capables de fournir des résultats indépendants de l industrie et des acheteurs. Selon moi, ceci donne un grand avantage pour l utilisateur, et les deux parties en profitent : celle qui développe le produit et celle qui l utilise. Professeur Zylla, merci beaucoup pour cet interview agréable! 9E ANNÉE 2008 dental dialogue 9