Ensayos de electroerosión (EDM) sobre una aleación de Titanio. Aplicación a la producción de implantes dentales

Abstract

Ante la necesidad de una mejor calidad superficial en los implantes dentales se aplican diversos tratamientos superficiales para su fabricación tales como el plasma spray, el arenado, el tratamiento ácido y el sinterizado de polvos esféricos. La calidad del implante se asocia con la capacidad que tenga este de integrarse al hueso, con la capacidad de adaptarse al entorno biológico sin perjudicarlo. Para obtener una oseointegración satisfactoria, es necesario que la superficie del implante presente determinadas características de rugosidad, resistencia a la corrosión y dureza. Estos requerimientos se alcanzan tanto gracias a los tratamientos mencionados como a la elección del titanio (en particular la aleación Ti-6Al-4V) como material de implante, ya que dentro de los materiales disponibles presenta las mejores características de biocompatibilidad y oseointegración. Sin embargo, dependiendo del método de fabricación aplicado se presentan ciertas problemáticas para la obtención simultánea de todas esas características. Estudios preliminares sobre la aplicación del mecanizado por electroerosión sobre Titanio puro grado 2, han reportado la presencia de defectos, como fisuras o poros, que facilitan el crecimiento y desarrollo de colonias de bacterias provocando infecciones e intervenciones luego de realizado el implante. La formación de una capa superficial de óxido de Titanio de elevada dureza y con la rugosidad requerida a los implantes muestran a la electroerosión como un proceso con potencial para ser utilizado en la fabricación de los mismos. Debe decirse además que este proceso, hasta la actualidad, no tiene aplicación en la industria de implantes. En base a lo anterior, en el presente proyecto se propuso la realización de ensayos de electroerosión sobre muestras de Ti-6Al-4V, variando condiciones de potencia y gap, para obtener superficies con la rugosidad requerida y mínimo tamaño de fisuras o poros. Los mismos se efectuaron con agua destilada como fluido dieléctrico y con electrodos del mismo material de las muestras. A su vez se diseñaron y construyeron los diversos elementos y accesorios necesarios para llevar a cabo los ensayos. Con el fin de evaluar la calidad de las superficies obtenidas, se realizó análisis metalográfico en las superficies de las muestras y los electrodos, empleando microscopio óptico y electrónico, así como estudios de difracción de rayos X y mediciones de dureza. Mediante las distintas observaciones se pudieron relevar defectos superficiales tales como, fisuras, pitting y material redepositado. Al medir las rugosidades se pudo constatar que las mismas se encontraban dentro del rango aceptable para lograr la oseointegración. Además, la difracción de rayos X permitió identificar los compuestos superficiales presentes. Por último, las mediciones de dureza no presentaron cambios significativos entre la superficie tratada y el bulk del material que evidencien un cambio de composición.