Impact de l'usinage par CFAO sur l'intégrité de surface des prothèses dentaires coronaires

CAD/CAM Machining Impact on the Surface Integrity of Dental Crown Prostheses

• Auteur / Autrice : Nicolas Lebon
• Direction : Bernardin Mawussi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur - mention Génie Biologique et Médical
• Date : Soutenance le 27/06/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche biomatériaux innovants et interfaces (Montrouge ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Susanne Scherrer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles Delville, Laurent Tapie, Elsa Vennat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Lartigue, Yann Landon

Mots clés

Mots clés contrôlés

DesignCAD (logiciel)

Abrasion dentaire

Fraisage (odontostomatologie)

Rugosité

Conception assistée par ordinateur -- Logiciels

Mots clés libres

Intégrité de surface

Surface integrity

Résumé

La réhabilitation des fonctions dentaires grâce à la pose de prothèses obtenues par CFAO est l’un des enjeux majeur de la dentisterie restauratrice moderne. La qualité de ces prothèses peut être évaluée grâce à la rugosité, correspondant à une composante de l’intégrité de surface (IS), prépondérante en dentisterie. Les travaux de thèse ont pour but l’évaluation et la quantification de l’influence des caractéristiques liées à différents outils usinant la pièce, des matériaux employés ainsi que les paramètres associés au procédé d’usinage sur la rugosité résiduelle. Grâce aux résultats obtenus lors de ces travaux il est montré une influence assez limitée de la vitesse d’avance sur la rugosité, alors que celles liées à la taille de la micro-géométrie de l’outil, à l’orientation outil/prothèse et aux biomatériaux sont plus significatives. Il est aussi démontré l’importance de l’utilisation d’un jeu de paramètres de rugosité, de façon à obtenir un maximum d’informations relatives à la topologie de la surface. Ceci a conduit à la définition d’indicateurs de performance du processus d'usinage pour l’évaluation multi-physique et multi-indicateurs de l’IS. La validation de la démarche par un cas d’application montre qu’une décomposition topologique de la couronne est nécessaire afin de mieux respecter le cahier des charges prothétique et fournir une aide précieuse au praticien ou technicien de laboratoire. Pour un meilleur respect du cahier des charges initial, chaque région topologique peut ainsi : être usinée grâce à des stratégies d’usinage différentes, être évaluée par un jeu de paramètres de rugosité qui lui est propre et subir un post-traitement de polissage, si nécessaire.

The rehabilitation of dental function following the fitting of prostheses obtained by CAD/CAM is one of the major challenges of modern restorative dentistry. The quality of these prostheses can be assessed using roughness, corresponding to a major surface integrity (SI) component in dentistry. This thesis work aims to evaluate and quantify the influence of the characteristics associated with various milling tools, the materials used, and the parameters associated with the milling process on the residual roughness. The achieved results obtained during this work show a rather limited influence of the feedrate on the roughness, whereas those related to the size of the tool micro-geometry, the tool/prosthesis inclination, and the biomaterials are more significant. The importance of using a roughness parameters set in order to obtain a maximum of information relating to the surface topology is also demonstrated. This in turn leads to the definition of machining process performance indicators for the multi-physical and multi-indicator SI evaluation. The validation of the approach through a case study shows that a topological decomposition of the crown is necessary in order to better respect the prosthetic specifications and to provide valuable assistance to the practitioner or the laboratory technician. Each topological region can thus be machined using different machining strategies, be evaluated by a set of its own roughness parameters set, and undergo a post-processing polishing treatment, if necessary.