Témata
Reklama

Stopková fréza z plastu - vrták pro zubaře

Zdá se, že by nás vrtání zubu mohlo méně bolet. Nové vrtáky z plastu totiž díky svým materiálovým vlastnostem vrtají pouze vrstvy kazu, nikoliv zdravou a tvrdou zubovinu neboli dentin, na níž se otupují.

Tajemství úspěchu nových stopkových minifrézek či zubních vrtáků spočívá v užití inženýrského plastu PEEK (polyetheretherketon) jako nástrojového materiálu. PEEK vyvinula před více než třiceti lety britská firma Victrex jako vysokoteplotní a korozně odolný plast pro práci při teplotách až 290 °C. Přesto patří stále mezi špičkové konstrukční materiály používané v nejrůznějším tvarovém a rozměrovém sortimentu a užití, např. na části chemických zařízení nebo ložiskový materiál i jako matrice a vlákna vysokoteplotních kompozitů pro letectví, ale nikoliv na nástroje. Zkušební tyče vystříknuté z nevyztuženého PEEK dosahují tvrdosti Rockwell M až 100 a Rockwell R až 126 podle ASTM D 785 a Shore D až 85 podle ASTM D 2240 při pevnosti v tahu Rm až 110 MPa podle ASTM D 638.

Reklama
Reklama
Reklama
Plastový stomatologický vrták PolyBur P1 z plastu polyetheretherketon (PEEK) pro odstraňování zubního kazu bez poškození zuboviny (dentinu)Foto: Gebr. Brasseler

Inovativní myšlenka – plast jako nástroj

S myšlenkou užití PEEK na zubařské vrtáky přišla německá firma Gebr. Brasseler z Lemgo, známý dodavatel stomatologické techniky pod obchodní značkou Komet, jíž realizovala malá rodinná inovativní firma Pfaff z Waldkirchu ve Württembersku (kromě jmen Pfaff a Komet nemají firmy nic společného s výrobcem šicích strojů nebo s výrobcem nástrojů Komet Group), zpracovávající plasty vstřikováním. Na vývoji se podílel i prof. Dr. K.-H. Kunzelmann ze stomatologické kliniky Ludwig-Maxmillianovy univerzity v Mnichově. Vrtáky (vlastně malé stopkové frézy) o hmotnosti 0,8 g o délce 22 mm se čtyřmi břity jsou právě tak tvrdé, že jsou schopny spolehlivě odstranit pouze kariózní zubovinu – kaz. Podle nároku předmětu německého patentu DE 202008006129 má mít nástroj tvrdost podle Knoopa HK minimálně 40, optimálně 60 až 250. Vyšší hodnoty než HK 60 jsou pouze rozšířením nároku patentu, nejsou však technicky opodstatněné, neboť tvrdost zdravé zuboviny se uvádí právě kolem HK 60 a tvrdost skloviny kolem HK 350.

Robotická manipulace plastovými vrtáky po vystříknutí a jejich ukládání do obalu balicím strojem (v modré skříni) v čistém prostoru výrobce Pfaff GmbHFoto: Pfaff

Technologie výroby vrtáků

Vrtáky z PEEK značky PolyBur P1 se vyrábí vstřikováním s následnou úpravou výstřiků v čistých výrobních místnostech podle ISO 14644-1:1999 třídy 7 s robotickou obsluhou a balením. K výrobě používá Pfaff elektrický vstřikovací stroj Arburg Allrounder 370 A s obsluhou šestiosým robotem Kuka při délce vstřikovacího cyklu 25 až 30 s. Z granulátu PEEK, roztaveného na teplotu vstřikování 390 °C, je připraven výstřik vrtáku, který automaticky odebírá balicí zařízení a roboticky ukládá do sterilního obalu na ležato tak, aby jej lékař mohl uchopit za stopku a vložit do držáku nástroje vrtačky. Výrobní pracoviště je od roku 2011 certifikováno podle medicínského standardu EN ISO 13485:2003+AC 2009.

Plastový vrták v práci stomatologa

Pracuje se s nimi tak, že zub s kazem se nejprve miniinvazně otevře běžným růžicovým vrtákem z rychlořezné oceli, tvrdokovu nebo keramiky či diamantovým vrtákem s ultrazvukem při odstranění nejmenšího nutného množství zuboviny. Podle jednoho z příkladů aplikace se následně odstraní veškerý kaz plastovým vrtákem PolyBur P1 velikostí 023, 018 a 014 při otáčkách 2 000 min-1 bez chlazení vodou s minimálním bolestivým drážděním nebo poškozením nervu. Zdravá zubovina se vrtákem PolyBur P1 nepoškozuje. Vrtáky jsou ze své podstaty určeny na jedno použití, přestože PEEK je schopen sterilizace. Pracovní postupy popisuje v referencích, např. [ 1 a 2 ], řada stomatologických ordinací a klinik v Německu již od roku 2011.

Odvrtávání zubního kazu vrtákem PolyBur P1 po otevření zubu standardním vrtákem. Foto: Gebr. Brasseler

První aplikace plastu jako nástroje, byť pro stomatologii, naznačuje, kudy též může vést jedna z cest ekonomické výroby nástrojů s dalším pokrokem vývoje plastových a nanokompozitních materiálů včetně povrchových úprav hromadnou výrobou technologií vstřikování plastů a kovů. Ostatně v nárocích na materiál zmíněného patentu jsou též vyztužené plasty.

Reference:

[ 1 ] KUNZELMANN, K.-H. Dental Magazin – 2011, 28, č. 2.
[ 2 ] DECKER, L. ZMK – 2012, 28, č. 4.

Alexandr Abušinov

abusinov@seznam.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 130723
Datum: 25. 06. 2013
Rubrika: Výroba / Strojírenství & Zdravotnictví
Autor:
Firmy
Související články
Odlehčovací optimalizace 3D tištěné frézy

Vývoj v oboru obrábění se tradičně potýká s mimořádným dynamickým zatížením soustavy na straně jedné a požadavky na přesnost a produktivitu obrábění na straně druhé. Nalezení takové konstrukce nástroje, která odolá extrémním provozním podmínkám, a přitom umožní proces obrábění urychlit, může vést k zefektivnění výrobního procesu. Příkladem toho může být vývoj odlehčené frézovací hlavy. Dosavadní konstrukce obráběcích nástrojů vycházely z jednolitých plných tvarů zaručujících vysokou tuhost na úkor dynamických vlastností nástroje. Změnou vnitřní struktury je však možné najít optimum mezi těmito protichůdnými požadavky.

Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Související články
Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Horké komory pro práci s radioaktivním materiálem

V Řeži u Prahy bylo vybudováno nové výzkumné centrum, jehož součástí byla také výstavba kom-plexu horkých komor. Účelem výstavby bylo vytvořit pracoviště pro bezpečnou práci s vysoce radi-oaktivním materiálem. Po pěti letech budování se na začátku roku 2017 podařilo úspěšně zahájit aktivní provoz laboratoří, které jsou schopné zpracování, mechanického testování a mikrostrukturní analýzy radioaktivních materiálů (tlakové nádoby, vnitřní vestavby reaktorů, pokrytí paliva) s aktivi-tou až 300 TBq 60Co, materiálů pro reaktory III. a IV. generace a fúzní reaktory.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Blíží se druhý ročník veletrhu broušení

Od 14. do 17. května 2024 se koná druhý ročník veletrhu GrindingHub, který odborníkům z celého světa představí – poprvé v historii ve čtyřech výstavních halách – nejnovější technologická řešení v oblasti broušení. Tentokrát se ve Stuttgartu představí přes 460 vystavovatelů z 31 zemí.

Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit