RESUMO DE LIGAS METÁLCAS ODONT

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RESUMO DE LIGAS METÁLCAS ODONTOLÓGICAS
Prof. Heraldo Elias Salomão dos Santos
nteiIiie naupohd ambnenidniiaeion
metais elementares não são adequados para o uso isolado
dpipmtiadese andndamppednispmsde
condições clinicas
emos uma ampa gama de lga metálca dsponves para a mas vanadas apaoe o
be
onneindBpenetdnoe
enone n ies h on na sa
at pan pdes hs on einoei de ntetano
metalocerâmicas) (6 e 7)
necessáro conhecer os requisitos de cada tipo de aplicacão para selecionar conetamente
nametaka mas adequada, de acordo com sua propriedades fsicasemecancas
Princnais propriedades que devem ser consideradas para as ligas metalicas de uso en
prótese
1Biocompatibilidade
Estabilidade química - corrosão
Módulo de Elasticidade
4.Limite de escoamento
5.Ductilidade
6.Dureza
7.Coeficiente de Expansão Térmica
8. Temperatura de fundição – Intervalo de fusão
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1. Biocompatibilidade:
Habilidade do material
desempenhar, com uma resposta
tecidual apropriada, uma
aplicação especifica
Não produzir qualquer resposta biológica adversa
Nao induzir efeito sistemico
Nao-toxico
Nao-carcinogenico
ao-antigenico
ao-mutagenico
2. Estabilidade química – corrosão
Em sua maioria, os metais são encontrados na natureza principalmente na forma de oxidos
Estado de maior estabilidade termodinâmica).
Exceção: metais nobres (ex: Paladio, platina e ouro
Para que as próteses metálicas sejam resistentes à corrosão, utilizamos ligas nobres ou
adicionamos elementos de liga que formam camada de óxido passivadora, como o cromo e o
titanio.
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3.Módulo de elasticidade:
Éa medida da força de ligação entre os átomos. Indica a rigidez do material, sua capacidade de
resistiràdeformacãoelástica(deformaçãoreversível),
semelhante ao que ocorre quando se tensiona uma mola, e ao
liberar a tensão ela retorna à sua forma original
3
Quanto maior o módulo de elasticidade, maior sua rigidez
C
É uma propriedade importante quando temos pônticos em uma
prótese fixa que necessitam resistir às forças mastigatórias sem
fletir, ou quando temos um revestimento cerâmico aplicado
sobre o metal que irá sofrer fratura caso o metal se deforme
)
Framework
Porcelain
*Tonsilo stress —*
4.Limite de escoamento:
Na prática, é a tensão na qual se excede o limite elastico do materia
ele passa a sofrer uma deformação irreversivel (deformaçao
plástica).
Exemplo: um grampo de prótese parcial removivel deve apresentar
um limite de escoamento elevado, para que com o uso não sofra
deformacão permanente e a retenção seja perdida
S.Ductilidade
Capacidade do material de se deformar plasticamente sem fraturar
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sejam brunidas (deformadas) de encontro aos ângulos cavo-superficiais de forma a melhorar a
precisão de sua adaptacão ao dente preparado
6.Dureza:
Propriedade relacionada à resistência ao desgaste. Ligas de alta dureza são difíceis de serem
ajustadas e polidas
7.Coeficiente de expansão térmica:
Mede a variação dimensional em função da temperatura
Esta propriedade fisica e de grande importância para as ligas utilizadas em próteses
metalocerâmicas.
Neste tipo de prótese, a porcelana estética é aplicada sobre uma estrutura metálica e levada ao
forno para a sinterização. Caso o coeficiente de expansão térmica da liga não seja compatíve
com o da porcelana, ela irá fraturar durante o resfriamento, ou mesmo tardiamente após a
instalação da protese.
8. Temperatura de fundição / intervalo de fusão
Um dos métodos mais empregados para a confecção de restaurações metálicas é o da fundição
por cera perdida, que sera abordado mais adiante. Como as ligas são formadas pela mistura de
metais que possuem diferentes temperaturas absolutas de fusão, elas não fundem e se
solidificam em uma temperatura exata, mas em um intervalo de temperatura de fusão onde
podemos observar a presença de fase solida e liquida simultaneamente. Quanto maior for este
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intervalo de fusão, o que irá depender dos constituintes da liga, maior a possibilidade de ocorrer
a segregacão de elementos de liga durante a solidificação, ou seja, de obtermos um resultado
não homogêneo que pode afetar as propriedades do material
A temperatura de fundição também é uma propriedade importante nas ligas para próteses
metalocerâmicas. Ela deve ser elevada o suficiente para que a prótese não se deforme quando
levada ao forno para a sinterização da cobertura estetica
16A
Classificação das Ligas Metalicas
Podemos classificar as ligas metalicas
1.Quanto às suas aplicações,
2.Quanto à composição
3. Quanto às propriedades mecanicas
1.Quanto às suas aplicações
A. Ligas para próteses totalmente metálicas ou metaloplásticas e núcleos metalicos
Prótese fixa metaloplastica Coroa total metalica Onlay metalico Inlay metalico
Núcleo metálico fundido
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B. Ligas para próteses metalocerâmicas
Cr
C.Ligas para próteses parciais removíveis
2. Quanto a composição
Cassificação proposta pela ADA (American Dental Association) em 1984, que considera os
percentuais de ouro e metais nobres (não necessariamente ouro) na composicão. A tabela
abaixo adiciona um grupo para o titânio
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Classe Conteudo
de metais
nobres (%)
>60
Conteudo
de ouro (%
Conteudo de
titanio (%
Ligas altamente nobres
Ligas nobres
Ligas de metais basicos
Titänio comercialmente
>40
>2S
<25
uro e ligas de titânio
(Sakaguchi & Powers, 2012)
85
Metais Nobres
AuOsRhPd
Ir PtRu
Ag: na Odontologia, devido
reatividade não e considerada
metalnobre.
3. Quanto as propriedades mecânicas:
A especificação n°5 da ADA e a ISO 15682 (International Organization for Standardization
classificam as ligas odontológicas em quatro grupos (l – IV) de acordo com suas propriedades
mecanicas. As normas são semelhantes, embora a ISO seja específica para ligas altamente
nobres e a ADA aplicavel também para ligas com outras composições.
ipo
de Liga
Descriçao Aplicação Tensäo de
escoamento
% de
alongamento
ductilidade
18
Mpa
<140Macia Restauraçoes submetidas a um
baixo nivel de tensão. Permite fácil
brunidura. Inlays
Restaurações sujeitas a um nível
moderado de tensão. Permite
brunidura. Inlays e onlays
Restaurações sujeitas a um nível
elevado de tensão, onde abrimos
mão da brunidura em favor de uma
maior resistencia. Onlays, coroas
totais, proteses fixas de 3
elementos.
Restaurações sujeitas a um nível
muito alto de tensão, como coroas
finas, proteses fixas longas e
próteses parciais removíveis.
(Sakaguchi & Powers, 2012 Phillips, 2013)
Media 140-200 18
Dura 201-340 12
Extradura >340 10
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Tipo l
Inlays de 1 superficie
Regiões de baixa tensao
Alta dutctilidade
Facilmente bruniveis
Ex: Apenas ligas altamente nobres
Tipo Il:
Inlays e onlays
Evitar espessuras finas
Boa dutctilidade
Também bruniveis
Ex: Ligas altamente nobres e ligas de prata-estanho
Características das ligas de prata-estanho:
Baixo custo
Adição de cobre e zinco melhora as propriedades
mecanicas
Baixa resistência à corrosão e ao deslustre
Onlay de prata-estanho
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Tipo III
Inlays, onlay, coroas, Próteses parciais fixas de 3 elementos, núcleos metálicos
Maior resistencia mecanica
Baixa ductilidade
Dificil brunidura
Restaurações e núcleo metálico fundido em ligas altamente nobres
Ex: Ligas altamente nobres, ligas nobres de prata paladio e ligas de cobre-aluminio
Características das ligas de prata-paladio
Elemento predominante: Ag
Paládio > 25%: Melhora resisténcia à corrosão e deslustre
Alternativa de menor custopara as ligas com alto teor de ouro
Conhecida como “ouro branco'
Adicão de In resulta em cor amarelada
Também utilizada para metalocerâmica (coroas unitarias e proteses parciais fixas de 3
elementos
Boa alternativa para núcleos metálicos fundidos
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Núcleos metálicos fundidos e coroa em liga de prata-paladio
Características das ligas de cobre-aluminio
Estas ligas foram introduzidas no mercado com o propósito de baratear o custo das
proteses metalicas
Não são reconhecidas pela ADA
Possuem o custo mais baixo entre as ligas metalicas
Apresentam alta contração de solidificação.
Possuem baixa estabilidade quimica – Alta corrosão
Seu emprego não é recomendado.
Tipo NV:
Próteses parciais fixas longas, núcleos metalicos, Proteses parciais removiveis
Alta resisténcia mecanica
Não permite brunidura
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Núcleo metálico e próteses em liga altamente nobre tipo I
Ex: Ligas altamente nobres, ligas de Cobalto-cromo e ligas de Niquel-cromo
Características das ligas de Cobalto-cromo:
igas muito utilizadas para prótese parcial removive
Ligas também utilizadas para próteses metalocerâmicas, porém com diferenças na
composicão (explicado mais adiante
Alto módulo de elasticidade (250 GPa)
Permite a mesma resistência mecânica em estruturas mais delgadas do que as de ligas
altamente nobres tipo IV
(%)(%)(%)Vickersde escoamento a(%)solidus-liquidusde fundiçao
0,296.(MPa) (o
600 1.320-1.3801.500Biosil H 65,7 28,5 360
Vitalium 31.5 428 616 1.300-1.370 1.SS0
Wisil (Krupp) 6S 390 S80 1.355-1.375 1.535
(Cruz et al., 1997)
Estrutura de PPR em CoCr com sela banhada a ouro; estrutura para PPF
metaloceramica
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Liga CoCr para ppr liga CoCr para metalocerâmica
Caracteristicas das ligas de niquel-cromo
Ligas muito utilizadas para próteses parciais fixas metalocerâmicas
Também utilizadas em próteses totalmente metálicas, metaloplasticas e raramente em
prótese parcial removivel.
Alto módulo de elasticidade
Permite a mesma resistência mecânica em estruturas mais delgadas do que as de ligas
altamente nobres tipo IV
Possibilidade do níquel produzir reação alergica.
TABLE 10.15Properties of Base-Metal Alloys for Ceramic-Metal Restorations
Ultimate
Tensile
Strength (MPa)
Yield StrengthElastic
OffsetModulus
(GPa
Casting
femperatureElongation Density
(MPa)
Ni-Cr 400-1000 255-730 150-210 5-20 210-380 15-71 1300-1450
Co-Cr 14S-220 615 7.5-7.6 1350-1450
103-114 10-20 14S 1760-1860
Co, Cobalt; Cr, chromium; Ni, nickel, Ti, titannum; VHN, Vickers handness numben
Podem conter ou não berilio em sua formulação, com a seguinte finalidade
Refinamento de grão,
Melhor fusibilidade,
Estabilidade na formação de óxido (importante para adesão de cerâmica de
recobrimento em próteses metalocerâmicas),
Porém, o berilio é cancerigeno para quem manipula a liga (técnico em prótese e
dentista).
0000
Estrutura de prótese parcial fixa metalocerâmica antes e após receber o revestimento
estetico
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liga à base de Ni Cr com Tilànio para PPF
FitCast
TitaniumNi-Cr
com Titanio
FitCast-SB
PlusNi-Crsem
Berilio
FitCast-VNI-
Cr
Tilit
Ligas
Ceramicas
Tilite
Ligas de niquel cromo
Observações sobre as ligas para metalocerâmica
As ligas para metalocerâmica apresentam uma série de propriedades que as tornam
adequadas para receber o revestimento cerâmico
Este revestimento é depositado sobre a superficie do metal e levado ao forno em
temperaturas em torno de 850-980°C para que ocorra a sinterização (processo que sera
apresentado na aula de cerâmicas odontológicas)
Desta forma, a liga deve apresentar um alto intervalo de fusão, para que durante a
sinterização da cerâmica de revestimento a estrutura metalica não sofra distorções
A adesão da cerâmica de revestimento na superfície da liga metalica ocorre devido a
trés mecanismos distinto (que serão apresentados na aula de cerâmicas odontologicas)
Um deles é a união química devido à difusão de óxidos metalicos que são produzidos na
superfície da liga durante o aquecimento para a sinterização da cerâmica. Para tanto e
importante que a liga seja capaz de produzir uma camada de óxidos fina e estavel para
que ocorra uma boa adesão. Este controle da camada de oxidos é obtido através de uma
cuidadosa formulação da composição e percentuais de elementos de liga
Estas ligas também devem apresentar um coeficiente de expansão térmica compative
com a cerâmica de revestimento, caso contrário ocorrerão trincamentos durante o
resfriamento da peça conforme ja foi explicado
Possuem alta resistência mecânica para que as forças oclusais não produzam flexão da
estrutura metálica, o que acarretaria em trincamento do revestimento cerâmico
Portanto, podemos ter ligas de niquel-cromo, cobalto-cromo e altamente nobres que
não são compatíveis com a técnica de metalocerâmica, pois não foram formuladas com
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este propósito. Da mesma forma temos ligas de níquel-cromo, cobalto-cromo e ligas
altamente nobres para metalocerâmica que não são adequadas para outras aplicações
como estruturas de prótese parcial removível por exemplol
As ligas altamente nobres para metalocerâmica também são conhecidas como ligas do
tipo V. Possuem as propriedades mecânicas das ligas do tipo IV mas com algumas
modificações em sua formulação para que se tornem apropriadas para receber o
revestimento ceramico.
Estas ligas recebem a adição de pequenos percentuais de metais básicos, como indio,
gálio e ferro para produção de óxidos superficiais, necessários para a adesão química da
cerâmica de recobrimento durante a sua sinterização
São isentas de cobre, pois este elemento químico produz óxido esverdeado que produz
manchas na cerâmica de revestimento.
Possuem coeficiente de expansão térmica compatível com a cerâmica de revestimento
Recebem adição de platina e paládio com a finalidade de elevar a temperatura de
fundição para que o aquecimento para a sinterização da cerâmica de revestimento não
resulte em distorções na estrutura metalica
Conforme já foi comentado, possuem alta resistência mecânica para que as forças
oclusais não produzam flexão da estrutura metalica, o que acarretaria em trincamento
do revestimento cerâmico.
Prótese fixa metalocerâmica de liga altamente nobre
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Métodos de processamento das ligas odontológicas
Fundicão por cera perdida
Usinagem CAD/CAM
Metalurgia do pó (sinterização)
Na fundicão por cera perdida, após a moldagem, preparo do modelo de gesso
montagem em articulador semi-ajustável e troquelização do modelo de trabalho, é
confeccionado um padrão de cera da restauração.
Arestauração metálica é confeccionada a partir deste padrão de cera, que é posicionado
em um anel de fundição. Este anel é preenchido por um revestimento refratario e
colocado em um forno para a eliminação da cera. Apos ser eliminada a cera, temos um
bloco de revestimento com uma cavidade interna com a morfologia da restauração que
desejamos produzir. Em seguida este anel de fundição e removido do forno e
posicionado em uma máquina centrífuga. A liga metálica é fundida por meio de uma
chama de maçarico e a liga fundida é injetada no interior da cavidade do anel de
fundicão ao se liberar o braço da centrífuga, que gira em grande velocidade. A contração
de solidificacão da liga é compensada pela expansão térmica do revestimento que fo
mantido no forno em uma temperatura adequada.
Ver:
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outube.com
outube.com
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watch?v=LOiuZPdc_T
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Fundição por cera perdida. Imagens
cedidas pelo Prof. Estácio de Sa
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Na usinagem CAD/CAM, o modelo de trabalho é digitalizado em um scanner 3D, e a
prótese é desenhada em um software de modelagem CAD. Em seguida o arquivo é
enviado para uma máquina de usinagem CNC que produz a prótese a partir de um bloco
metalico de Cobalto-cromo.
Ver:
htt
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outube.com
outube.com
watch?v=Hedav35hcck
watch?v=R4T913JW
Na metalurgia do pó por manufatura aditiva, o processo é semelhante ao da usinagem
CAD/CAM, porém a produção da peça érealizada a partir da sinterização do pó metálico
por um feixe de laser de alta potência no formato da prótese desejada
Ver:
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WWW. outube.com
outube.com
watch?v=olc_KaalC40
watch?v= n8osv9
Bibliografia:
William D. Callister, J. (2014). Materials Science and En
Wiley & Sons, Inc
ineerin An Introduction. USA, John
Anusavice, K. J., et al. (2013). PHILLIPS' SCIENCE OF DENTAL MATERIALS. USA, Elsevier
Noort, R. v. (2010). Introdu äo aos materiais dentarios. Rio de Janeiro, Elsevier
Williams, DF. Biocompatibility: An overview, Concise Encyclopedia of medical & denta
materials, Pergamon Press and MIT Press, 1990 p51-59)
Yamamoto, M. (1985). Metal-Ceramics: Princi
Quintessence Pub Co.
e and Methods of Makoto Yamamoto. USA
Sakaguchi, R. L. and J. M. Powers (2012). CRAIG'S RESTORATIVE DENTAL MATERIALS. USA
Elsevier.
CRUZ, C. A. d. S., et al. (1997). "Resistência a corrosão de ligas de prata e estanho para
fundições odontológicas: Efeito de diferentes temperaturas de fundição e métodos de
resfriamento." Rev. Odontol UNESP 26(1): 121-132