Saldatura laser in odontoiatria ortopedica

Ad oggi, la saldatura è considerata una tecnologia obsoleta nella produzione di strutture ortopediche, sebbene sia un metodo semplice per risolvere problemi legati agli scheletri metallici.

Sulla tecnica della saldatura intraorale nel webinar Carico immediato con l'uso della saldatura intraorale. Concetto conometrico.

Svantaggi della saldatura facilmente risolvibili con la saldatura

Questa tecnologia presenta una serie di svantaggi. Il principale è la necessità di riscaldare l'area da saldare dello scheletro a una temperatura sufficientemente alta, che supera la temperatura di fusione del materiale di saldatura. Il risultato è l'ossidazione indesiderata, la combustione dei componenti organici della struttura e l'assottigliamento delle aree dello scheletro, peggiorando l'adesione allo scheletro.

Figura 1. Saldatura laser in odontoiatria.

Il seguente svantaggio è l'assottigliamento della struttura a causa della parziale trasformazione in ossidi, che vengono ulteriormente lucidati, il protesi perde resistenza agli stress, e in situazioni estreme si formano buchi.

È impossibile sopravvalutare l'importanza della saldatura laser nel caso in cui, dopo l'adattamento della struttura, sia evidente la necessità di allungare il bordo della corona. In assenza di un apparecchio per la saldatura, è necessario rifare completamente la struttura, rifondere e saldare il pezzo mancante.

Nel processo di saldatura, la struttura si riscalda in modo non uniforme, causando tensioni di espansione interne che provocano la crepazione e il distacco del fragile rivestimento esterno.

L'uso del laser corregge anche altri problemi, se le aree esternamente lucidate contengono scheggiature formate a causa di inclusioni di scorie, residui del crogiolo di fusione o della massa di formatura, o depressioni che in passato non erano state notate sul modello in cera o erano state acquisite durante la fusione. Si identificano difetti di altra origine, come possono essere porosità volumetriche a causa della contrazione, che vengono eliminate levigando la superficie con il laser, dove il raggio è focalizzato con un diametro maggiore, fondendo solo leggermente l'area della protesi alla minima profondità.

Figura 2. Protesi fusa dopo la riparazione con saldatura laser.

Un altro svantaggio è dovuto al fatto che durante la saldatura si utilizza una lega di riporto, il cui fuso assorbe carbonio, la fiamma del bruciatore contiene idrocarburi, di conseguenza la lega di riporto si arricchisce di carbonio, la sua composizione cambia e si perde l'omogeneità, il che è la base per conseguenze sfavorevoli (deformazione e rottura dell'intera struttura).

Il prossimo svantaggio sono le correnti galvaniche che si sviluppano nella cavità orale del paziente a seguito di protesi, anche se tutte le strutture sono state realizzate in una lega identica.

Il quinto svantaggio è dovuto all'uso del flusso di saldatura. La saldatura a volte aiuta a risolvere un problema, creando le premesse per l'emergere di un altro. Questo accade nel processo di eliminazione delle conseguenze di un'installazione errata del sistema di getto, che causa la formazione di pori stretti, microporosità, depressioni superficiali, crepe e fratture. Nel processo di sigillatura dei difetti elencati, il flusso riscaldato può essere assorbito all'interno della struttura e successivamente, durante la cottura della ceramica, fuoriesce attraverso le microcavitazioni.

Con questo si può concludere l'elenco degli svantaggi della saldatura, menzionando anche la notevolmente minore resistenza della giunzione saldata rispetto al metallo intero, che è particolarmente importante quando si usano rivestimenti fragili. La saldatura debole trasferisce le deformazioni da carico reversibili con difficoltà.

Figura 3. Apparecchio per la saldatura a punti.

Per migliorare la qualità delle protesi, è consigliabile utilizzare metodi di giunzione senza saldatura nella riparazione e nella fabbricazione di strutture ortopediche, tra cui la saldatura laser.

Vantaggi della saldatura laser

Esistono numerosi vantaggi indiscutibili caratteristici della saldatura laser di componenti di strutture metalliche di apparecchi ortodontici e protesi ortopediche.

1. La radiazione laser ha una bassa divergenza, che permette di focalizzarla precisamente su una piccola area, ottenendo un raggio potente ad alta densità, capace di saldare materiali refrattari difficili da saldare.
2. L'assenza di contatto e la capacità di trasmettere la radiazione tramite una fibra ottica permettono di effettuare saldature in punti difficilmente accessibili.
3. Le saldature ottenute con il laser sono caratterizzate da una piccola zona di impatto termico sul materiale circostante, ciò previene possibili deformazioni termiche.
4. Non è necessario l'uso di materiali aggiuntivi come flussi e saldature.
5. La limitata località d'azione della radiazione consente di trattare una parte della struttura vicino a zone termosensibili.
6. La breve durata della saldatura laser evita danni strutturali indesiderati.
7. La velocità di saldatura è piuttosto alta.
8. Il processo di saldatura è automatizzato.
9. Lo specialista può facilmente e rapidamente manovrare la forma, la durata e l'energia del laser, garantendo flessibilità nel controllo del processo di saldatura tecnologica.

Attualmente, le tecnologie laser hanno guadagnato popolarità meritata nella moderna odontoiatria. E sullo sfondo dell'aumento delle allergie nella popolazione e della formazione di resistenza a molti farmaci, la laserterapia rappresenta un'alternativa all'effetto dei farmaci. La biocompatibilità e l'atraumaticità della chirurgia laser hanno permesso di sostituire il bisturi con il raggio laser in molti interventi chirurgici, aiutando a minimizzare gli effetti collaterali, e alcune procedure sono state eseguite per la prima volta.

Figura 4. Uso del laser in odontoiatria.

Mechanismo della saldatura laser

Analizziamo più dettagliatamente il processo di saldatura laser. L'alimentatore dell'impianto laser converte la corrente alternata della rete in energia potente, che viene trasmessa agli elettrodi della lampada di pompaggio. La radiazione laser, che esce dal resonatore, è focalizzata sulla superficie da saldare in forma di un punto di piccolo diametro, non superiore a 1 mm. Una minore quantità della radiazione che colpisce la protesi viene riflessa, la maggior parte viene assorbita e utilizzata per riscaldare il materiale e fonderlo. Se l'energia della radiazione che colpisce l'unità di superficie nell'area di focalizzazione è troppo alta, può verificarsi l'evaporazione del materiale, accompagnata da un'espulsione dello stesso.

Il flusso luminoso impulsivo, creato dal laser, è focalizzato sulla giunzione delle superfici metalliche in un punto di 1 mm di diametro. Nell'area della giunzione, il metallo fuso scorre nella fessura formata dalle parti e, solidificandosi, forma un collegamento saldato a punti grazie alla fusione.

I dettagli all'inizio del successivo impulso laser vengono spostati per permettere una sovrapposizione parziale del punto di saldatura con il precedente, così formando la cucitura saldata.

L'energia della radiazione laser è determinata dalla tensione di carica, un altro indicatore importante della saldatura laser è la dimensione del punto di messa a fuoco, così come l'entità della sovrapposizione dei punti di saldatura. Grazie alla variazione graduale di queste caratteristiche, lo specialista sceglie la modalità di saldatura più ottimale per il particolare dettaglio, tenendo conto delle caratteristiche della configurazione del dettaglio e della sua composizione chimica.

Figura 5. Scalpello laser in odontoiatria.

L'irradiazione laser, quando interagisce con il materiale, provoca una catena di processi complessi interconnessi, che si manifestano in misura maggiore o minore sulla superficie trattata:

• assorbimento dell'energia del laser dalla superficie del metallo, riscaldamento del materiale e distribuzione del calore;
• distruzione termica e deformazione termoelastica del materiale, fusione del metallo e evaporazione superficiale dello stesso;
• sotto l'azione della pressione, il fuso si muove, possono verificarsi schizzi, trasferimento sulle superfici di contatto, mescolamento convettivo;
• riscaldamento del materiale;
• si verifica una deformazione plastica delle superfici metalliche;
• ulteriore propagazione dell'irradiazione laser;
• raffreddamento e solidificazione del fuso, che è accompagnato da trasformazioni strutturali e chimiche.

Il risultato finale della saldatura laser è sensibile alle sottili caratteristiche dell'irradiazione, alla qualità della superficie del materiale da saldare, alla composizione della lega originale. Queste interrelazioni interne dei processi menzionati contribuiscono allo sviluppo di una serie di instabilità e fluttuazioni, influenzando significativamente il risultato finale.

Nel corso delle ricerche di laboratorio è stata stabilita la necessità di sviluppare e produrre dispositivi che garantiscano un posizionamento estremamente preciso e il fissaggio di parti complesse connesse tramite saldatura laser, tra cui la maggior parte dei componenti compositi di strutture ortopediche e dispositivi ortodontici.

Saldatura elettrica nella cavità orale: principio di funzionamento dell'attrezzatura nel webinar Carico immediato tramite saldatura elettrica intraorale in caso di edentulia totale.