2. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΟΠΗΣ, ΑΦΑΙΡΕΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΚΛΗΡΩΝ ΟΔΟΝΤΙΚΩΝ ΙΣΤΩΝ

Transcript

1 2. ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΟΠΗΣ, ΑΦΑΙΡΕΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΚΛΗΡΩΝ ΟΔΟΝΤΙΚΩΝ ΙΣΤΩΝ Η κοπή των σκληρών οδοντικών ιστών είναι μια έννοια συνυφασμένη με την πορεία της Οδοντιατρικής επιστήμης διαμέσου των αιώνων. Από καταβολής της, η Οδοντιατρική επιβάλλει, αφενός μεν την αφαίρεση των κατεστραμμένων οδοντικών ιστών, αφετέρου δε τη σχηματοποίηση των υγιών, προκειμένου αυτά να υποδεχθούν επανορθωτικά αλλά και κοσμητικά υλικά, όπως πολύτιμα κράματα και πολύτιμους λίθους. Είναι συνεπώς ευνόητο ότι η εξέλιξη της Οδοντιατρικής σχετίζεται στενά με την εξέλιξη της τεχνολογίας. Επομένως, στον χώρο της αφαίρεσης των οδοντικών ιστών, διακρίνουμε έξι κατηγορίες μεθόδων και εργαλείων που προσφέρουν αυτήν την υπηρεσία και αυτές είναι οι ακόλουθες: α. εργαλεία χειρός, β. περιστροφικά κοπτικά εργαλεία, γ. αποκοπή με εκτόξευση σωματιδίων, δ. χημικομηχανική αφαίρεση, ε. αποκοπή με υπερήχους, στ. αποκοπή με ακτινοβολία laser. Η καθεμία απ αυτές τις τεχνικές παρουσιάζει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και παράλληλα περιγράφει το φάσμα των δυνατοτήτων εφαρμογής της, σε συνάρτηση τόσο με την χρονική στιγμή κατά την οποία προτάθηκε και χρησιμοποιήθηκε, όσο και με τα υλικά που συνόδευαν την συγκεκριμένη χρονική περίοδο την εφαρμοσμένη κλινική πράξη Εργαλεία χειρός (Hand instruments) Τα χειροκίνητα εργαλεία είναι η αρχαιότερη κατηγορία κοπτικών βοηθημάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Η κατηγοριοποίησή τους γίνεται με πολλές παραμέτρους, όπως της ένδειξης χρήσης τους (πελέκεις, σκαλίδες, κοχλιάρια, διαμορφωτήρες αυχενικού χείλους), της διεύθυνσης ή της φοράς της δύναμης που απαιτείται για να λειτουργήσουν (έλξη ή ώθηση, δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα), των γωνιών που διαθέτουν μεταξύ λαβής και λειτουργικών άκρων (ευθέα, γωνιώδη, διπλογωνιακά, τριπλογωνιακά) αλλά και των ακμών του λειτουργικού άκρου (μονόπλευρης ή αμφίπλευρης κοπής). Τα εργαλεία χειρός διακρίνονται κατασκευαστικά σε τρία μέρη: τη λαβή (shaft), το στέλεχος (shank) και το λειτουργικό άκρο (blade). Το λειτουργικό άκρο διαθέτει τη λεπίδα (cutting edge) η οποία είναι και το αιχμηρό και κατά συνέπεια το κοπτικό μέρος του εργαλείου.

2 Για καθένα από τα μέρη αυτά υπάρχει ανάλογη κατασκευαστική κωδικοποίηση που ορίζει τις γωνίες και τις διαστάσεις των επιμέρους στοιχείων του εργαλείου. Για τους λόγους αυτούς, προκειμένου να είναι επαρκής η περιγραφή ενός εργαλείου χειρός, παρατίθενται τρεις αριθμοί που ευρίσκονται χαραγμένοι σε ακμή της πλευρικής επιφάνειας της λαβής του εργαλείου και που αναπαριστούν στο μετρικό σύστημα, κατά σειρά το εύρος του λειτουργικού άκρου σε δέκατα του χιλιοστού, το μήκος του λειτουργικού άκρου σε χιλιοστά και τη γωνία της λεπίδας ως προς τον επιμήκη άξονα του κοπτικού άκρου π.χ Εντούτοις, πολλές φορές αναγράφεται και ένας τέταρτος αριθμός που αναφέρεται στη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ του λειτουργικού άκρου και του επιμήκη άξονα της λαβής του εργαλείου. Ο αριθμός αυτός αναγράφεται δεύτερος κατά σειρά στην τετράδα πλέον των αναγραφών και πριν από το μήκος του λειτουργικού άκρου. Τα κοπτικά εργαλεία χειρός διακρίνονται σε κοχλιάρια, πελέκεις και σκαλίδες. Εικόνα 2.1: Αρίθμηση κοπτικών εργαλείων χειρός Τα κοχλιάρια (excavators) είναι συνήθως εργαλεία διπλογωνιακά ή τριπλογωνιακά και ανάλογα με το σχεδιασμό του άκρου τους διακρίνονται σε δισκοειδή ή ατρακτοειδή. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την αφαίρεση τερηδονισμένης οδοντίνης ή εύθρυπτων οδοντιατρικών υλικών. Χρησιμεύουν επίσης για τη λάξευση του αμαλγάματος και η κινησιολογία τους είναι με εναλλαγή ώθησης και έλξης.

3 Εικόνα 2.2: Διάφοροι τύποι κοχλιαρίων οδοντίνης Οι πελέκεις (chiseles) είναι εργαλεία σχεδιασμένα για την αφαίρεση αδαμαντίνης και διακρίνονται σε ευθέα, μονογωνιακά, διπλογωνιακά και τριπλογωνιακά. Οι ευθείς πελέκεις λειτουργούν με ώθηση, ενώ τα υπόλοιπα με έλξη του εργαλείου. Χρησιμεύουν για την εσωτερική εξομάλυνση και λοξοτομή των χειλέων της αδαμαντίνης και την απομάκρυνση των αστήρικτων υπολειμμάτων της αδαμαντίνης από τα όρια των κοιλοτήτων. Εικόνα 2.3.:Λεπτομέρεια από λειτουργικό άκρο σκαλίδας, Εικόνα 2.4.: Λεπτομέρεια από λειτουργικό άκρο σκαλίδας

4 Οι σκαλίδες (hatchets) είναι και αυτές εργαλεία που προορίζονται για την αφαίρεση αδαμαντίνης και διακρίνονται για τη λεπτομέρεια, την οποία προσδίδουν στην κοιλότητα μετά τη χρήση τους. Η χρήση τους γίνεται κυρίως με ώθηση, αλλά σε ορισμένες ειδικές κατηγορίες απ αυτές, όπως ο διαμορφωτήρας αυχενικού χείλους ή η κινησιολογία της όλης διαδικασίας είναι με έλξη παρειογλωσσική και το αποτέλεσμα είναι η λοξοτόμηση της δίεδρης γωνίας μεταξύ αυχενικού χείλους και ομόρων επιφανειών μιας κοιλότητας. Εικόνα 2.5: Λεπτομέρεια από λειτουργικό άκρο διαμορφωτήρων αυχενικού χείλους Λαβή των εργαλείων χειρός: Λαβή γραφίδας στην οποία μετέχουν ο αντίχειρας, ο δείκτης και ο μέσος. Ανάστροφη λαβή γραφίδας, κατά την οποία η παλάμη βλέπει προς το έδαφος και αναφέρεται σε κοιλότητες σε δόντια της άνω γνάθου. Λαβή παλάμης αντίχειρα, κατά την οποία η παλάμη βλέπει προς το έδαφος και αναφέρεται σε κοιλότητες σε δόντια της άνω γνάθου. Τα εργαλεία χειρός είναι κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από ανοξείδωτο χάλυβα ή είναι μικτά εργαλεία, δηλαδή τα λειτουργικά τους άκρα είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα, ενώ η λαβή τους από κεραμικό υλικό, από σιλικόνη ή από πολυμερή ύλη. Τα κοπτικά εργαλεία είναι κατασκευασμένα από υλικά που μπορούν να αντεπεξέλθουν σε μηχανικές καταπονήσεις αλλά και σε θερμικές και χημικές που απορρέουν από τις συνήθεις τεχνικές αποστείρωσης και απολύμανσης.

5 2.2. Περιστροφικά κοπτικά εργαλεία (Rotary instrumentation) Τα περιστροφικά κοπτικά εργαλεία στην αρχική τους μορφή έκαναν την εμφάνισή τους στις αρχές του 18ου αιώνα. Χρειάσθηκαν πολλές βελτιώσεις και τροποποιήσεις του τρόπου λειτουργίας, ώστε να φτάσουμε από τα ποδοκίνητα τρύπανα, σε χειρολαβές που λειτουργούν με τη βοήθεια μικροσκοπικού αεροστρόβιλου, ο οποίος περιστρέφεται μέσω παροχής αέρα υπό πίεση από ειδικό αεροσυμπιεστή. Τα σύγχρονα περιστροφικά κοπτικά εργαλεία συνίστανται στις διάφορες χειρολαβές που υποδέχονται τον πεπιεσμένο αέρα ή τη μηχανική κίνηση και τις διαφόρων τύπων εγγλυφίδες που χρησιμοποιούνται για την αποκοπή οδοντικής ουσίας, την παρασκευή κοιλοτήτων ή κολοβωμάτων και για τη διαμόρφωση, λείανση και στίλβωση των αποκαταστάσεων Χειρολαβές Οι χειρολαβές διακρίνονται: Σε χειρολαβές υψηλών ταχυτήτων, με όριο τις στροφές το λεπτό (rpm = revolutions per minute), που κυρίως χρησιμοποιούνται για την αποκοπή των σκληρών οδοντικών ιστών και την παρασκευή κοιλοτήτων. Σε χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων, με όριο τις στροφές το λεπτό (rpm), που χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση της τερηδόνας, τη λείανση και τη στίλβωση δοντιών και αποκαταστάσεων. Προτείνεται, επίσης, η κατάταξη των χειρολαβών με βάση δύο ακόμα κατηγοριοποιήσεις που χρησιμοποιούν τρεις και πέντε βαθμίδες κατάταξης αντίστοιχα. Συγκεκριμένα προτείνονται: α. Χαμηλές ταχύτητες με ανώτερο όριο τις στροφές ανά λεπτό, που προτείνονται για αφαίρεση τερηδονισμένης οδοντίνης, με τη βοήθεια εγγλυφίδων από χάλυβα, στίλβωση αποκαταστάσεων και στίλβωση οδοντικών ιστών, με τη βοήθεια διαφόρων φυραμάτων. β. Μέτριες ταχύτητες με ανώτερο όριο τις στροφές ανά λεπτό, που χρησιμοποιούνται για λοξοτομή αδαμαντίνης, τοποθέτηση καρφίδων, δημιουργία αυλάκων και συγκρατητικών σχηματισμών και γενικά σε πράξεις, όπου απαιτείται μικρός χρόνος λειτουργίας των εργαλείων και οι παρασκευές διέπονται από λεπτουργικές παραμέτρους. γ. Υψηλές ταχύτητες με ανώτατο όριο τις στροφές ανά λεπτό, οι οποίες χρησιμοποιούνται για παρασκευή κοιλοτήτων, παρασκευή κολοβωμάτων, ταπείνωση φυμάτων, αφαίρεση παλαιών αποκαταστάσεων και γενικά σε περιπτώσεις όπου απαιτείται η αφαίρεση μεγάλου όγκου ιστών ή υλικών, χωρίς να επιβάλλεται η απόδοση ιδιαιτέρων λεπτομερειών. Στην πενταβάθμια κλίμακα, η κατάταξη εμπλουτίζεται ως εξής: α. υπερ-χαμηλές ταχύτητες (Ultra low speed) με εύρος από σ.α.λ. (στροφές ανά λεπτό), β. χαμηλές ταχύτητες (Low speed) με εύρος από σ.α.λ.,

6 γ. μέσες ταχύτητες (Medium high speed) με εύρος από σ.α.λ., δ. υψηλές ταχύτητες (High low speed) με εύρος από σ.α.λ., ε. υπερ-υψηλές ταχύτητες (Ultra high speed) με εύρος από σ.α.λ. Σύμφωνα με τη μελέτη των Bayne et al., (2002), οι χειρολαβές διακρίνονται σε τρεις μόνο κατηγορίες: 1. χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων (κάτω από rpm), 2. χειρολαβές μεσαίων ταχυτήτων (από rpm), 3. χειρολαβές υψηλών ταχυτήτων (άνω των rpm). Ειδικές κατηγορίες οδοντιατρικών εργασιών, όπως η λοξοτομή της αδαμαντίνης, η δημιουργία φρεατίων για την τοποθέτηση καρφίδων ή η αφαίρεση γουταπέρκας από τον ριζικό σωλήνα για την υποδοχή άξονα, απαιτούν ενδιάμεσες τιμές ταχυτήτων (της τάξεως των rpm), ωστόσο, γι αυτές τις εργασίες χρησιμοποιούνται κατ εκτίμηση οι χειρολαβές χαμηλών ή υψηλών ταχυτήτων. Η περιστροφή γίνεται πάντα από αριστερά προς τα δεξιά όπως οι δείκτες του ρολογιού/clockwise για τις χειρολαβές υψηλών ταχυτήτων (airotor), ενώ για τις χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων (micromotor/ ηλεκτροκίνηση ή luftmotor/αεροκίνηση) υπάρχει και η δυνατότητα αντίθετης περιστροφής. Εικόνα 2.6.: Διάφοροι τύποι χειρολαβών υψηλών ταχυτήτων, Εικόνα 2.7.: Χειρολαβή υψηλών ταχυτήτων από κράμα τιτανίου Μέσα στην κεφαλή της χειρολαβής υψηλών ταχυτήτων διακρίνουμε το ρότορα που εμπεριέχει τη φτερωτή, τον σφαιροειδή ή ένσφαιρο τριβέα ή ρουλεμάν και τον αυλό καθήλωσης των εγγλυφίδων.

7 Εικόνα Κενή κεφαλή χειρολαβής Εικόνες 2.9.,2.10. Περιεχόμενο κεφαλής χειρολαβής υψηλών ταχυτήτων Κάποιες κατασκευάστριες εταιρείες τοποθετούν όλα αυτά σε ένα ενιαίο σύνολο/κασέτα και οι διατάξεις αυτές ονομάζονται «κλωβοί». Εικόνα 2.11., Εικόνα 2.12., Εικόνα 2.13.: Τυπική εικόνα κλωβών χειρολαβών υψηλών ταχυτήτων Το ρουλεμάν (bearing) αποτελείται από το ακτινικό έδρανο ή κέλυφος, τα σφαιρίδια (ball bearings) ή τους κυλινδρίσκους και τον καθηλωτικό δακτύλιο. Τα ρουλεμάν των οδοντιατρικών χειρολαβών χαρακτηρίζονται ως υψηλής ακρίβειας και έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν σε πολύ υψηλές ταχύτητες, να διαθέτουν υψηλή απόδοση στη μεταφορά φορτίων, να έχουν μεγάλη ακαμψία και χαμηλή τριβή και να διαθέτουν παρατεταμένη διάρκεια ζωής.

8 Εικόνα 2.14., Εικόνα 2.15.: Ρουλεμάν χειρολαβής σε λήψη SEI 15X Σκοπός του ακτινικού έδρανου και των σφαιρικών τριβέων (ρουλεμάν) είναι η μείωση της τριβής εκ περιστροφής και η αντιρρόπηση φορτίων. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση δύο δακτυλίων-εδράνων που συγκρατούν τα σφαιρίδια των τριβέων και κατανέμουν τα φορτία μέσω αυτών. Καθώς το ρουλεμάν κινείται, προκαλεί την περιστροφή των σφαιριδίων. Τα σφαιρίδια παρουσιάζουν μειωμένη αντίσταση κύλισης και συντελεστή τριβής (coefficient of friction) σε συγκριση με δυο επίπεδες επιφάνειες που περιστρέφονται βρισκόμενες σε επαφή. Τα ακτινικά έδρανα, με μια σειρά τριβέων κινούμενων μέσα σε βαθιά τάφρο/αύλακα, είναι τα πιο κοινά, έχοντας μεγάλη ποικιλία εφαρμογών. Τα ρουλεμάν κατασκευάζονται με ιδιαίτερα υψηλή ακρίβεια και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές, όπου η περιστροφική κίνηση και η χαμηλή ροπή είναι απαραίτητες, ενώ το εξασκούμενο φορτίο παρουσιάζει δευτερεύοντα ρόλο. Οι τριβείς που κινούνται μέσα σε βαθιά οδηγό αύλακα έχουν υψηλότερες επιδόσεις αναφορικά με το εξασκούμενο φορτίο, αλλά είναι λιγότερο ανθεκτικοί στην ευθυγράμμιση. Οι τριβείς που βρίσκονται καθηλωμένοι μέσα στα ακτινικά έδρανα χαρακτηρίζονται και από τον αριθμό τους με το πρόσημο ABEC (π.χ. ABEC 6 ή ABEC 7 και πρόσφατα ABEC 8 σε χειρολαβές σύγχρονης τεχνολογίας).

9 Εικόνα 2.16.: Φωτογραφική απεικόνιση κεραμικών τριβέων. Κάθε γραμμή εντός της οποίας εδράζονται έχει μήκος 3 χιλιοστά Τα κεραμικά υβριδικά ακτινικά έδρανα χρησιμοποιούν κεραμικά σφαιρίδια. Τα δεύτερα,ανάλογα με το μέγεθός τους, ζυγίζουν 40 % λιγότερο από τα αντίστοιχα χάλυβος. Αυτό μειώνει τις φυγόκεντρες τάσεις και την ολίσθηση, με αποτέλεσμα τα κεραμικά ακτινικά έδρανα να λειτουργούν κατά 50 % ταχύτερα σε σύγκριση με τα συμβατικά. Αυτό σημαίνει ότι η εξωτερική αύλακα εξασκεί λιγότερες εσωτερικές τάσεις προς τον τριβέα κατά τη φάση της περιστροφής. Η μείωση στις εξασκούμενες τάσεις αμβλύνει τις δυνάμεις τριβής και την αντίσταση κύλισης. Οι ελαφρότεροι τριβείς επιτρέπουν στο έδρανο να περιστρέφεται ταχύτερα και κατά συνέπεια χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια για να διατηρήσει την ταχύτητά του. Τα κεραμικά υβριδικά ακτινικά έδρανα χρησιμοποιούν τα κεραμικά σφαιρίδια στη θέση των χαλύβδινων.

10 Εικονα 2.17.: Κεραμικός τριβέας σε λήψη SEI 15X Τα κεραμικά ακτινικά έδρανα είναι κατασκευασμένα από χαλύβδινους εσωτερικούς και εξωτερικούς δακτύλιους, η παρουσία όμως των κεραμικών σφαιριδίων τους προσδίδει την ιδιότητα του υβριδικού. Τα κεραμικά σφαιρίδια είναι κατάλληλα για εφαρμογές όπου ανιχνεύονται υψηλά φορτία, ταχύτητες και ακραίες θερμοκρασίες. Η μακροβιότητά τους και η ανάγκη για ελάχιστη λίπανση καθιστούν τα υλικά αυτά κατάλληλα για ακραίες χρήσεις. Τα κεραμικά υλικά έχουν χαμηλό πορώδες, δεν μαγνητίζονται, δεν οξειδώνονται και έχουν επιδόσεις καλύτερες από εκείνες του χάλυβα Επιπλέον, σε μορφή σφαιριδίου, τα υλικά αυτά είναι σκληρότερα σε σύγκριση με το χάλυβα, ενώ, επειδή δεν είναι πορώδη, δεν αναπτύσσουν τάσεις τριβής και έτσι είναι ικανά να περιστρέφονται ταχύτερα από τα αντίστοιχα χαλύβδινα. Ο παραγόμενος δε ήχος είναι χαμηλότερου επιπέδου από εκείνον των μεταλλικών τριβέων, οι οποίοι έχουν, όπως είναι γνωστό, κατηγορηθεί για την πρόκληση θορυβογενούς βαρηκοΐας στους οδοντιάτρους, λόγω της συνεχούς χρήσης θορυβοπαραγωγών εργαλείων και διατάξεων. Από διεθνείς οργανισμούς, που ασχολούνται με την υγεία στον εργασιακό χώρο, τα 85 με 90 ντεσιμπέλ (db) έχουν προσδιοριστεί ως το επίπεδο του θορύβου, το οποίο δημιουργεί πρόβλημα στο ανθρώπινο ακουστικό σύστημα και σε αυτό το όριο λειτουργούν και τα μηχανήματα του οδοντιατρικού ιατρείου. Εντούτοις, και παρά το γεγονός ότι η τεχνολογία έχει προχωρήσει προς τη σωστή κατεύθυνση, μειώνοντας σταθερά τον παραγόμενο τον θόρυβο, όλο και καινούργιες πηγές ήχου εισάγονται στο χώρο του οδοντιατρείου, με ασαφείς επιπτώσεις για την υγεία του προσωπικού. Πολλοί ρότορες διαθέτουν επιπλέον δύο παράλληλα διατεταγμένα ρουλεμάν για την καλύτερη μεταφορά της κίνησης από τη φτερωτή στην εγγλυφίδα και την καλύτερη αξιοποίηση της κινητικής ενέργειας σε συνδυασμό με τον περιορισμό των κραδασμών.

11 Εικόνες 2.18, 2.19., : Φτερωτές με 8 και 10 πτερύγια Οι φτερωτές διακρίνονται σε πολλά σχεδιαστικά μοντέλα με αριθμό πτερυγίων που κυμαίνονται από 8 έως 24. Στο πρόσθιο μέρος των πτερυγίων υπάρχουν πολλές φορές σφαιρικά ή ατρακτοειδή εντυπώματα που βοηθούν στην επιτάχυνση αλλά και την αξιοποίηση κάθε ποσότητας διατιθέμενου πεπιεσμένου αέρα, ισορροπώντας παράλληλα την περιστροφή του ρότορα. Εικόνες 2.21., 2.22.: Σφαιρικά και ατρακτοειδή εντυπώματα πτερυγίων Κάποιες χειρολαβές διαθέτουν κάτω από τη φτερωτή, μια δεύτερη διάταξη πτερυγίων (doubleimpeller) που μόλις διακοπεί η παροχή του αέρα, η χειρολαβή ακινητοποιείται, προστατεύοντας έτσι σκληρούς και μαλθακούς ιστούς από τραυματισμό. Στις σύγχρονες χειρολαβές, που χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία, η ακινητοποίηση επέρχεται σε χρόνο μικρότερο του ενός δευτερολέπτου, οι δε χειρολαβές αυτές διαθέτουν σύστημα μη επανεισρόφησης (anti - suck back) διαφορετικής αντίληψης και λειτουργίας από εκείνο της αεροκουρτίνας.

12 Εικόνα 2.23.: Λεπτομέρεια εντυπωμάτων πτερυγίων φτερωτής Οι χειρολαβές διακρίνονται σε κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο οι εγγλυφίδες καθηλώνονται μέσα στον αυλό. Εικόνα 2.24: Εξολκέας κοχλίωσης, Εικόνα 2.25: Εξολκέας κοχλίωσης, Εικόνα 2.26: Εξολκέας εξώθησης Συγκεκριμένα, αν σταθεροποιούνται διατείνοντας τα πλευρικά τοιχώματα του αυλού, ονομάζονται χειρολαβές καθήλωσης δια τριβής (friction grip) (Εικ.), αν συγκρατούνται δια κοχλίωσης, μέσω ειδικού κλειδιού, ονομάζονται κοχλιωτές (screw type) (Εικ.) και τέλος, αν καθηλώνονται ή απελευθερώνονται με απλή πίεση του οπίσθιου μέρους της κεφαλής, ονομάζονται push button.

13 Εικόνες 2.27., 2.28., 2.29.: Χειρολαβή και μηχανισμός PushButton Εικόνες 2.30., 2.31., 2.32., 2.33.: Χειρολαβές με ένα, τρία και τέσσερα στόμια εκτόξευσης νερού. Μέσα ή κάτω από την κεφαλή των χειρολαβών υψηλών ταχυτήτων, διακρίνονται οι σωληνίσκοι καταιωνισμού του επεμβατικού τοπίου και συγκεκριμένα της κεφαλής της εγγλυφίδας με σπρέι αέρα νερού που εκτοξεύεται από διαφορετικό κάθε φορά αριθμό οπών. Οι οπές αυτές ποικίλουν αριθμητικά από μία ευρέως στομίου έως τέσσερις μικρότερης διαμέτρου που εξασφαλίζουν τον σωστό καταιονισμό, τόσο του εργαλείου όσο και της αποκοπτόμενης επιφάνειας των ιστών ή των υλικών. Ανάλογα με τις δυνατότητες αλλά και τις σχεδιαστικές απαιτήσεις κάθε χειρολαβής, διακρίνονται και οι παροχές αέρα και νερού, καθώς και οι επιστροφές τους. Για τον λόγο αυτό, διακρίνουμε τρεις τύπους οπισθίου άκρου των κοχλιούμενων χειρολαβών: τύπου Borden II, με δυο στόμια, τύπου Borden III, με τρία στόμια, τύπου Midwest, με τέσσερα στόμια. Η παρουσία περισσότερων των δύο στομίων στο οπίσθιο μέρος των χειρολαβών υψηλών ταχυτήτων, ωφέλησε, επίσης, στον περιορισμό της εκτόνωσης νερού και αέρα προς την πλευρά της παλάμης του οδοντιάτρου, καθώς και στον περιορισμό του παραγόμενου ήχου/υπερήχων κατά την περιστροφή των χειρολαβών που φθάνει από db, συνθήκη ιδιαίτερα ενοχλητική τόσο για τον οδοντίατρο όσο και για τον ασθενή.

14 Εικόνα 2.34.: Ακροφύσια χειρολαβών τύπου MIDWEST, Εικόνα 2.35.: Ακροφύσια χειρολαβών τύπου BOR- DEN, Εικόνα 2.36.: Ακροφύσια χειρολαβών τύπου BORDEN, Εικόνα : Ταχυσύνδεσμος και άκρο χειρολαβής. Για την ταχύτερη εναλλαγή των χειρολαβών προβλέπονται πλέον οι ταχυσύνδεσμοι, οι οποίοι παραμένουν μόνιμα κοχλιωμένοι στις σωληνώσεις της οδοντιατρικής μονάδας, ενώ οι χειρολαβές απλά τοποθετούνται ή απομακρύνονται με διαδικασία ώθησης ή έλξης. Εικόνες 2.38., 2.39.: Εικόνες χειρολαβής με σύστημα φωτισμού του πεδίου εργασίας. Πολλές χειρολαβές υψηλών ταχυτήτων διαθέτουν σύστημα φωτισμού του πεδίου εργασίας το οποίο βρίσκεται τοποθετημένο στο όριο κεφαλής σώματος και αποτελείται από ομάδα οπτικών ινών, τοποθετημένων μέσα σε μεταλλικό περίβλημα. Αυτά τα συστήματα συμπληρωματικού φωτισμού τροφοδοτούνται από εξωτερική

15 μονάδα παραγωγήςφωτός που βρίσκεται εγκατεστημένη σε απόσταση από το πεδίο εργασίας και εκτός της χειρολαβής. Μια ομάδα οπτικών ινών αναλαμβάνει να μεταφέρει το φως από την πηγή στο πεδίο εργασίας, όπως αυτό συνέβαινε στις αρχές της δεκαετίας του 1980 με τις πρώτες συσκευές φωτοπολυμερισμού συνθέτων ρητινών. Οι σύγχρονες χειρολαβές διαθέτουν το ίδιο σύστημα παραγωγής φωτός, αξιοποιώντας την κινητική ενέργεια του ρότορα (με τη μορφή στροβίλου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας) και εξαλείφοντας την ανάγκη ύπαρξης εξωτερικής φωτοπαραγωγού μονάδας. Εικόνα 2.40.: Χειρολαβή χαμηλών ταχυτήτων Οι χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων έχουν τελείως διαφορετική αρχή λειτουργίας και βασίζονται αποκλειστικά στη μετάδοση κίνησης μέσωανισόπεδων οδοντοφόρων αξόνων. Η κίνηση παράγεται από ειδικό ανεξάρτητο από τη χειρολαβή ηλεκτρικό ή πνευματικό μικροκινητήρα που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια ή το ρεύμα αέρα σε μηχανική περιστροφική κίνηση.

16 Εικόνες 2.41,.2.42.: Σύστημα κεφαλής-σώματος σε χ/β χαμηλών ταχυτήτων Η κίνηση αυτή μεταφέρεται με τη βοήθεια των οδοντοφόρων αξόνων (transmission shafts) στην κεφαλή της χειρολαβής (drive shafts) και από εκεί στο περιστροφικό κοπτικό εργαλείο.

17 Εικόνες 2.43., 2.44., 2.45.: Σύστημα μεταφοράς κίνησης χ/β χαμηλών ταχυτήτων Στις χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων, των οποίων οι επιδόσεις συνήθως κωδικοποιούνται με τη βοήθεια χρωματικών ταινιών (κόκκινη = ταχεία 5:1, μπλε = συμβατική, πράσινη = υποπολλαπλασιαστική με μεγάλη ροπή), η καθήλωση των εγγλυφίδων μπορεί να γίνει με τη μορφή του friction grip, του καθηλωτικού ελάσματος ή του push button.

18 Εικόνα 2.46.: Σύστημα κεφαλής τύπου ελέττας, Εικόνα 2.47.: Σύστημα κεφαλής τύπου πεταλούδας, Εικόνα 2.48.: Σύστημα κεφαλής τύπου push button Το σύστημα καθήλωσης των εγγλυφίδων ποικίλλει και διακρίνεται σετρεις τύπους: της πεταλούδας, της συρόμενης ελέττας, του push button. Διατίθενται επίσης χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων με δυνατότητα εκπομπής φωτός που μεταφέρεται στην κεφαλή μέσω ειδικού φωταγωγού οπτικών ινών από ανάλογη παραγωγό μονάδα. Εικόνα 2.49., Εικόνα 2.50., Εικόνα 2.51., Εικόνα 2.52.: Διάφορες χειρολαβές με φωταγωγούς Στο παρελθόν και συγκεκριμένα μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1990, η αγορά περισσοτέρων της μίας χειρολαβής υψηλών ταχυτήτων αποτελούσε υψηλού κόστους επένδυση. Το γεγονός αυτό υποχρέωνε τα ιατρεία

19 να διαθέτουν μόνο μία χειρολαβή υψηλών ταχυτήτων με αποτέλεσμα η δράση των ιατρείων να αδρανοποιείται το διάστημα της επιδιόρθωσης πιθανούς βλάβης ή κατά την προβλεπόμενη συντήρηση, με σοβαρό κίνδυνο διασποράς διασταυρούμενων λοιμώξεων. Σήμερα, η δαπάνη για την αγορά χειρολαβών είναι πλέον προσιτή, ενώ παρέχεται η δυνατότητα αγοράς εφεδρικών χειρολαβών, εξαιρετικά προσιτού κόστους, με χαμηλότερες όμως δυνατότητες και επιδόσεις. Δυστυχώς, όμως, πολλές από αυτές τις χειρολαβές είναι κατασκευασμένες από κράματα και υλικά ευτελούς ποιότητας, η δε λειτουργική τους επάρκεια είναι μέτρια, η βιωσιμότητά τους περιορισμένη ενώ οι εργονομικές δυνατότητές τους αμφισβητήσιμες. Παρ όλα αυτά, ένα ιατρείο μπορεί να διαθέτει χαμηλού κόστους χειρολαβές σε περιπτώσεις εκτάκτων καταστάσεων (βλάβες, απώλειες, έλλειψη ανταλλακτικών κ.λπ.), αλλά και για τη διεκπεραίωση βατών και μικρού φάσματος περιστατικών. Ηλεκροκινούμενες χειρολαβές Οι χειρολαβές με αεροτουρμπίνα χρησιμοποιούνται στην οδοντιατρική για περισσότερα από σαράντα χρόνια εξαιτίας του χαμηλού τους κόστους, της ικανότητας τους να αφαιρούν εύκολα τους οδοντικούς ιστούς, του μικρού τους βάρους και του εργονομικού μεγέθους που διαθέτουν. Το βασικότερο μειονέκτημά τους είναι η χαμηλή τους ροπή η οποία σε συνδυασμό με την συνεχή παροχή ενέργειας (προερχόμενης από τη ροή του αέρα και την αναπτυσσόμενη πίεση) μπορεί να προκαλέσει μείωση στο ρυθμό περιστροφής, άμεσα σχετιζόμενης με το εφαρμοζόμενο φορτίο, ακόμα και στασιμότητα. Για τον σκοπό αυτό, ο κλινικός θα πρέπει να εφαρμόζει μια σειρά περιοδικών κύκλων από αυξανόμενα και μειούμενα φορτία. Εικόνα 2.53.: Ηλεκτρικές χειρολαβές Οι ηλεκτρικές χειρολαβές έχουν ποικίλη δύναμη και υψηλότερη ροπή από αυτή των χειρολαβών με

20 αεροτουρμπίνα και είναι σχεδιασμένες ώστε να διατηρούν μια σταθερή ταχύτητα λειτουργίας με πολύ μικρή πιθανότητα στάσης κατά τη διάρκεια μιας οδοντικής παρασκευής. Επίσης, είναι πιο αθόρυβες, παράγουν λιγότερη δόνηση, ενώ δίνουν τη δυνατότητα για ακρίβεια στην κοπή με υψηλή ομοκεντρότητα. Η ελεύθερη ροπή περιστροφής (free running revolution per minute-rpm) των ηλεκτρικών χειρολαβών είναι χαμηλότερη εκείνης των χειρολαβών με αεροτουρμπίνα ( αντί rpm). Ωστόσο, ενώ οι ηλεκτρικές χειρολαβές είναι σχεδιασμένες να διατηρούν αυτή την ταχύτητα, έχει αποδειχθεί ότι οι αεροχειρολαβές μειώνουν την ταχύτητα τους καθώς λειτουργούν κάτω από ένα εφαρμοζόμενο φορτίο μέχρι να φθάσουν σε μια σχετικά σταθερή ταχύτητα κοπής. Αυτή η μείωση της ταχύτητας ροπής εξαρτάται από διάφορες μεταβλητές, όπως ο τύπος της χειρολαβής, ο τύπος του χρησιμοποιούμενου εργαλείου κοπής - εγγλυφίδα αλλά και η αποκοπτόμενη ουσία. Οι Galindo, Ercoli, Funkenbusch, Greene, Moss, Lee, Ben-Hanan, Graser και Barzilay (2004) έδειξαν ότι κατά την αποκοπή φυσικών δοντιών η ταχύτητα κοπής μειώνεται στο ένα τρίτο της ελεύθερης ταχύτητας περιστροφής. Επιπλέον, έχει αποδειχθεί ότι το μέγεθος της ροπής της αεροτουρμπίνας εξαρτάται περισσότερο από τη δύναμη της χειρολαβής παρά από την ελεύθερη ταχύτητα περιστροφής. Ένα άλλο πλεονέκτημα του συστήματος των ηλεκτρικών χειρολαβών είναι ο αυξημένος έλεγχος διασποράς λοιμογόνων παραγόντων, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται με μιας χρήσης περιστροφικά κοπτικά εργαλεία. Όταν μια χειρολαβή με αεροτουρμπίνα περιστρέφεται σε πλήρη ταχύτητα, προκαλεί ένα αερόλυμα σάλιου και διασποράς αίματος ακόμα και όταν χρησιμοποιείται ισχυρή χειρουργική αναρρόφηση. Οι ηλεκτρικές χειρολαβές έχουν τη δυνατότητα να παράγουν σημαντικά λιγότερα αερολύματα. Έχει αποδειχθεί ότι ο αριθμός των βακτηριακών αποικιών που παράγονται από τη χρήση χειρολαβών με αεροτουρμπίνα είναι μεγαλύτερος του αντίστοιχου αριθμού που σχηματίζεται από τη χρήση των ηλεκτρικών χειρολαβών. Εντούτοις, ανάλογα με τον τύπο, οι ηλεκτρικές χειρολαβές είναι 2-3 φορές ακριβότερες από τις αντίστοιχες συμβατικές, ενώ το βάρος τους είναι έως και διπλάσιο των χειρολαβών με αεροτουρμπίνα. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων τους εντάσσεται και η διαφορετική ποιότητα του εκπεμπόμενου ήχου κατά την παρασκευή των αποκαταστάσεων, γεγονός που τις καθιστά λιγότερο απωθητικές στους ασθενείς, σε σχέση με τις χειρολαβέςπου είναι εξοπλισμένες με το συμβατικό αεροκινητήρα, ο οποίος παράγει εξαιρετικά υψηλής συχνότητας ήχο. Ενώ οι χειρολαβές με αεροτουρμπίνα, σε ό,τι αφορά στην κοπτική τους ικανότητα σε συνδυασμό με διαφορετικού τύπου εγγλυφίδες, συνοδεύονται από μεγάλο αριθμό δημοσιεύσεων, η βιβλιογραφία είναι εξαιρετικά περιορισμένη για τις ηλεκτρικές χειρολαβές, ειδικά όταν συνοδεύονται από εγγλυφίδες παρασκευής κολοβωμάτων. Σε μια μελέτη τουeikenberg (2001) συγκρίθηκαν δυο διαφορετικές ηλεκτρικές χειρολαβές και μία αεροχειρολαβή με την ίδια εγγλυφίδα καρβιδίου και στο ίδιο υπόστρωμα. Διαπιστώθηκε ότι οι ηλεκτρικές χειρολαβές είχαν παρόμοια απόδοση και καλύτερη κοπτική ικανότητα από τη χειρολαβή με αεροτουρμπίνα. Σε μια άλλη μελέτη των Watson, Flanagan και Stone (2000) έγινε σύγκριση των δυο τύπων χειρολαβών σε δυο διαφορετικά επίπεδα στροφής 1 mm/min και 5 mm/min. Ενώ στις χαμηλές στροφές η κοπτική ικανότητα των δυο χειρολαβών ήταν συγκρίσιμη, όταν η ροπή αυξάνονταν στα 5 mm/min, τα αποτελέσματα ήταν διαφορετικά. Η χειρολαβή με αεροτουρμπίνα επέδειξε δραματική αύξηση στο ασκούμενο φορτίο χωρίς ανάλογη αύξηση στον ρυθμό κοπής, μέχρι που η κοπή έγινε ακανόνιστη και άνιση. Η ηλεκτρική χειρολαβή επέδειξε σταθερό φορτίο με ομοιόμορφο ρυθμό κοπής. Οι περισσότεροι κλινικοί κατά την παρασκευή κολοβωμάτων για ακίνητες προσθετικές αποκαταστάσεις εφαρμόζουν ένα φορτίο της τάξεως των γραμμαρίων. Ένας μεγάλος αριθμός μελετών έχει γίνει για την αξιολόγηση της κοπτικής ικανότητας διαφορετικών τύπων χειρολαβών με διαφορετικά κοπτικά μέσα. Σύμφωνα με τους Siegel και vonfraunhover (1996), δύναμη 100 γραμμαρίων με την αεροτουρμπίνα φαίνεται

21 να είναι ιδανική για εγγλυφίδες αδαμαντόκονης μέσης αδρότητας, καθώς η αύξηση του φορτίου δεν έχει θετική επίδραση στην κοπτική ικανότητα της χειρολαβής, ενώ αντίθετα στα αδρόκοκκα διαμάντια η κοπτική ικανότητα αυξάνεται με την αύξηση του εφαρμοζόμενου φορτίου. Οι ηλεκτροκινούμενες χειρολαβές έχουν τη δυνατότητα να εξοπλιστούν και με σύστημα εκτόξευσης νερού, το οποίο όμως πρέπει να βρίσκεται συνδεδεμένο με τις παροχές αέρα και νερού της οδοντιατρικής μονάδας, ώστε να επιτύχουν την εκτόξευση του νερού με τη μορφή σπρέι, ικανού να ψύξει τις αποκοπτόμενες επιφάνειες. Μεταξύ των μειονεκτημάτων των ηλεκτρικών χειρολαβών, είναι η υπερθέρμανση των πλευρικών τοιχωμάτων αλλά και της κεφαλής τους μετά από παρατεταμένη και έντονη χρήση. Για τον λόγο αυτό, θα πρέπει υπάρχει αυξημένη προσοχή κατά την απαγωγή ή επαφή των χειρολαβών με τα μαλακά μόρια του στόματος (παρειά, γλώσσα, χείλη) των ασθενών αλλά και με τα δάκτυλα του επεμβαίνοντος οδοντιάτρου, προς αποφυγή εγκαυμάτων και ερεθισμών. Χειρολαβές περιορισμένης χρήσης Η εμφάνιση και ο επιπολασμός των σεξουαλικά μεταδιδόμενων νοσημάτων, ιδιαίτερα μετά τις αρχές της δεκαετίας του 1980, άλλαξε ριζικά τη θεώρηση της Ιατρικής και της Οδοντιατρικής αναφορικά με τον έλεγχο της διασποράς των διασταυρούμενων λοιμώξεων. Οι διάφορες τεχνικές απολύμανσης και αποστείρωσης έγιναν περισσότερο λεπτομερειακές και τεκμηριωμένες (evidencebased), ενώ παράλληλα προτάθηκαν και εφαρμόσθηκαν νεώτερα πρωτόκολλα και περισσότερο ασφαλείς και ελεγχόμενες τεχνικές επεξεργασίας των χρησιμοποιημένων και κατά συνέπεια μολυσμένων εργαλείων και διατάξεων στους επεμβατικούς χώρους των επιστημών υγείας. Η Οδοντιατρική επιστήμη απαιτούσε και εφάρμοζε κάθε φορά διάφορα πρωτόκολλα ελέγχου διασποράς των λοιμώξεων, καθώς εξαιτίας των συχνών τραυματισμών που επέρχονται στους στοματικούς βλεννογόνους, η παρουσία του αίματος αλλά και άλλων σηπτικών παραγόντων (σάλιο, πύον, εξιδρώματα, υγρά της ουλοδοντικής σχισμής, ποικίλα εκκρίμματα) αποτελούσε σοβαρό κίνδυνο για τη μετάδοση διαφόρων νοσημάτων, μεταξύ των οποίων η Ηπατίτιδα Β, η οποία κατείχε και τη μεγαλύτερη συχνότητα. Η αλλαγή των πρωτοκόλλων και τεχνικών έφερε την εμφάνιση της λεγόμενης Βιομηχανίας του AIDS (AIDS Industry), σύμφωνα με την οποία τα πάντα στον επεμβατικό χώρο καλύπτονται, απολυμαίνονται, αποστειρώνονται ή απορρίπτονται. Έτσι, τα αποκαλούμενα ως είδη μιας χρήσης ή εφάπαξ χρήσης (ΕΧΕ ή SUitems) έχουν κατακλύσει τον χώρο της Υγείας, προσφέροντας ασφαλή και υψηλής ποιότητας οδοντιατρική περίθαλψη. Όταν ένα υλικό, εργαλείο ή διάταξη χαρακτηρίζεται ως εφάπαξ χρήσης, σημαίνει ότι επιβάλλεται να χρησιμοποιηθεί αποκλειστικά σε έναν ασθενή, μία φορά ή υπό προϋποθέσεις στον ίδιο ασθενή, περισσότερες φορές. Ένα εργαλείο ή υλικό ή διάταξη που χαρακτηρίζεται ως εφάπαξ χρησιμοποιούμενο διαθέτει περιορισμένες μηχανικές και φυσικές ιδιότητες, σε σύγκριση με το αντίστοιχο πολλαπλών χρήσεων. Τα πλεονεκτήματα που απορρέουν από τη χρήση των ΕΧΕ είναι η πρόληψη των διασταυρούμενων λοιμώξεων, η δυνατότητα άμεσης χρησιμοποίησης, η βεβαιωμένη ασφαλής παροχή υπηρεσιών και τέλος, η παρουσία

22 μιας εικόνας σύγχρονου, καθαρού και ασφαλούς ιατρείου. Τα μειονεκτήματα που χαρακτηρίζουν τα ΕΧΕ είναι η εργονομική μετριότητα, το κόστος, η λειτουργική μετριότητα, η αναγκαιότητα ύπαρξης αποθηκευτικών χώρων, η αύξηση του όγκου των απορριμμάτων και κατ επέκταση η περιβαλλοντική επιβάρυνση. Όταν ένα είδος περιγράφεται ως είδος μιας χρήσης, διέπεται από μια σειρά από χαρακτηριστικά, όπως ότι είναι κατασκευασμένο από πολυμερή υλικά χαμηλής ποιότητας και ιδιαίτερα χαμηλού κόστους, από οικονομικά μέταλλα και υφάσματα και από ειδικά επεξεργασμένο χαρτί και γυαλί. Έτσι, έχουν κάνει την εμφάνισή τους χειρολαβές υψηλών ταχυτήτων που χαρακτηρίζονται ως εφάπαξ χρήσης ή πολλαπλών αλλά περιορισμένου αριθμού χρήσεων στον ίδιο ασθενή. Οι χειρολαβές αυτές είναι κατασκευασμένες εξ ολοκλήρου από μέτριας ποιότητας πολυμερή υλικά και ενώ έχουν τη δυνατότητα να προβούν σε παρασκευές οδοντικών ιστών για την υποδοχή κάποιων αποκαταστάσεων, δεν καταφέρνουν να αποκόψουν με επιτυχία κράματα καθώς και κεραμικά υλικά. Εικόνες 2.54., 2.55., 2.56., 2.57.: Χειρολαβές περιορισμένης χρήσης Οι χειρολαβές αυτές διαθέτουν χαμηλή ροπή στρέψης και το εξασκούμενο φορτίο σε αυτές δεν πρέπει να ξεπερνά τα 70 γραμμάρια. Κάποιες από αυτές διαθέτουν και σύστημα φωτισμού του πεδίου με τη βοήθεια οπτικών ινών, με την αρχή της παραγωγής φωτεινής ενέργειας κατά την περιστροφή του ρότορα. Οι οπτικές αυτές ίνες είναιολιγάριθμες και

23 τοποθετημένες εντελώς τυχαία στο σώμα της χειρολαβής.(εικ. 2.54, 2.55, 2.56, 2.57, Χειρολαβές περιορισμένης και εφάπαξ χρήσης). Τελευταία, έχουν κάνει την εμφάνισή τους χειρολαβές περιορισμένης χρήσης με μικτή σχεδίαση, στις οποίες η μεν κεφαλή, η οποία είναι μεταλλική, διαθέτει σε μεγάλο βαθμό τα χαρακτηριστικά της χειρολαβής πολλαπλών χρήσεων, το δε σώμα της αποτελείται από καλής ποιότητας πολυμερές υλικό, ικανό να αντεπεξέλθει τις συνθήκες του αυτόκαυστου κλιβάνου, για μικρό όμως αριθμό κύκλων. Διατίθενται, επίσης, εφάπαξ χρήσης χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων που έχουν την αποκλειστική δυνατότητα να στιλβώνουν οδοντικούς ιστούς με τη βοήθεια κατάλληλων κυπελλοειδών ελαστικών και αποτριπτικού φυράματος, καθώς επίσης και χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων κλειστού τύπου, αποκλειστικά για τη στίλβωση σκληρών οδοντικών ιστών, με τη βοήθεια ελαστικού κυπελλοειδούς και αποτριπτικού φυράματος. Οι συμβατικές χειρολαβές χαμηλών ταχυτήτων δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη στίλβωση, αφενός διότι μολύνονται εύκολα λόγω της εισόδου στήλης μικτού σιάλου μέσα στους μηχανισμούς της κεφαλής και αφετέρου διότι η είσοδος μικροκόκκων δημιουργεί προβλήματα στην ακεραιότητα των περιστρεφόμενων μερών στην κεφαλή της χειρολαβής. Εικόνα 2.58.: Χειρολαβές στίλβωσης οδοντικών ιστών κλειστού τύπου, Εικόνα 2.59.: Χειρολαβή στίλβωσης οδοντικών ιστών ανοικτού τύπου Έξυπνες/ευαίσθητες χειρολαβές Πρόσφατα εμφανίστηκαν μια σειρά από προβληματισμοί και προτάσεις από το Minnesota Dental Research Center for Biomaterials, που αναφέρονται στην κατασκευή «έξυπνων» χειρολαβών, οι οποίες είναι ικανές να αντιλαμβάνονται, κατά τη λειτουργία τους, τη μετάπτωση του εργαλείου από ιστό ή υλικό διαφορετικής δομής, σύνθεσης, πυκνότητας και σκληρότητας. Έτσι, η εξασκούμενη δύναμη, η συχνότητα (ταχύτητα) περιστροφής, με σταθερή πάντα παροχή αέρα, μπορούν να αξιοποιηθούν προσαρμόζοντας τις συνθήκες λειτουργίας της χειρολαβής ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του αποκοπτόμενου μέσου Εγγλυφίδες Με τον όρο έγγλυφίδες περιγράφονται τα περιστρεφόμενα εργαλεία, τα οποία μεταφέρουν την κίνηση από

24 την πηγή παραγωγής της στην επιφάνεια επεξεργασίας, η οποία μπορεί να είναι σκληρός οδοντικός ιστός, κράματα μετάλλων, πολυμερή υλικά, κεραμικά υλικά ή οστούν. Ανάλογα με τον τρόπο καθήλωσης των εγγλυφίδων στο περιστροφικό κοπτικό εργαλείο, αυτές διακρίνονται στις καθηλούμενες δια τριβής (friction grip) και τις μηχανικά συγκρατούμενες μέσω ειδικής εγκοπής (clutch). Σε ό,τι αφορά στη σχεδίαση των εγγλυφίδων, αυτές διακρίνονται στο στέλεχος, τον αυχένα και την κεφαλή. Εικόνα 2.60.: Στέλεχος, αυχένας και κεφαλή εγγλυφίδας υψηλών ταχυτήτων, Εικόνα 2.61.: Στέλεχος, αυχένας και κεφαλή εγγλυφίδας χαμηλών ταχυτήτων. Η κεφαλή, το κύριο λειτουργικό στοιχείο της εγγλυφίδας είναι δυνατό να κατασκευαστεί: από χάλυβα, από ανοξείδωτο χάλυβα, από καρβίδιο του τουνγκστενίου (ή καρβίδιο του βολφραμίου), από αδαμαντόκονη, από πολυμερή υλικά (πολυαιθυλκετόνη), από κεραμικά υλικά. Το κοπτικό άκρο (cutting edge) των εγγλυφίδων εμφανίζει ποικιλία σχημάτων και παραλλαγών για διαφορετική κάθε φορά χρήση. Ο μηχανισμός κοπής των οδοντικών ιστών συνίσταται σε μια πολύπλοκη μηχανική και βιολογική διαδικασία που έχει ως στόχο την παρασκευή κοιλοτήτων προς αποκατάσταση της αποκοπείσας οδοντικής ουσίας, πάντα όμως σεβόμενη την άθικτη οδοντική ουσίας και τη ζωτικότητας του πολφού.

25 Εικόνα 2.62.: Λεπτομέρεια κεφαλής εγγλυφίδας crosscut, Εικόνα 2.63.: Λεπτομέρεια κεφαλής εγγλυφίδας αδαμαντοκόνεως. Η κοπή των οδοντικών ουσιών είναι το αποτέλεσμα του συνδυασμού διατμητικών και εφελκυστικών τάσεων και στηρίζεται στη θραύση-απόσχιση της οδοντικής ουσίας με απόσπαση μικροτεμαχιδίων, ως αποτέλεσμα της ελαστικής και εν συνεχεία της πλαστικής παραμόρφωσης των ιστών. Εξαρτάται από: 1. Το σχήμα, το μέγεθος και το υλικό κατασκευής της εγγλυφίδας

26 Εικόνα 2.64.: Σχηματικό πρότυπο αποκοπής Συγκεκριμένα, όσο αιχμηρότερη είναι η κεφαλή της εγγλυφίδας, τόσο ευκολότερη είναι η διείσδυσή της στους οδοντικούς ιστούς και επομένως διευκολύνεται η έναρξη της διαδικασίας κοπής. Αντίθετα, μεγάλες εγγλυφίδες με αμβλείες κεφαλές απαιτούν εφαρμογή μεγάλης δύναμης ώστε να ξεκινήσει η διαδικασία κοπής. Σε ό,τι αφορά το υλικό κατασκευής, οι εγγλυφίδες από αδαμαντόκονη (διαμάντια) παρουσιάζουν στην αδαμαντίνη ικανοποιητικότερη σε όγκο αποκοπή σε σχέση με τις πτερυγιοφόρες εγγλυφίδες και μακροβιότερη διάρκεια, ενώ στην οδοντίνη συμβαίνει το αντίθετο. 2. Την ταχύτητα και συχνότητα περιστροφής Είναι γεγονός ότι για την έναρξη της διαδικασίας αποκοπής απαιτείται υψηλή συχνότητα περιστροφής, δηλαδή εφαρμογή υψηλότερης δύναμης από τη χειρολαβή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερη αποκοπή του ιστού αφού δεν του δίνεται χρόνος να αναλάβει από την καταπόνηση. 3. Το είδος του αποκοπτόμενου ιστού (αδαμαντίνη, οδοντίνη, οστεΐνη) Η αδαμαντίνη, αποτελούμενη κατά το μεγαλύτερο ποσοστό από ανόργανα συστατικά, παρουσιάζει μεγαλύτερη αντίσταση στις δυνάμεις εφελκυσμού και διάτμησης. Αντίθετα, η αποκοπή της οδοντίνης είναι σημαντικά απλούστερη διαδικασία. 4. Την ασκούμενη πίεση Η πίεση φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αποκοπής των σκληρών οδοντικών ιστών και μάλιστα υπολογίζεται ότι η δύναμη για την αποκοπή κυμαίνεται μεταξύ γραμμαρίων. 5. Το χρησιμοποιούμενο λιπαντικό μέσο Έχει διαπιστωθεί ότι η υπερβολική χρήση λιπαντικών ουσιών οδηγεί στην εναπόθεσή τους σε μικρομοριακό επίπεδο στην χειρολαβή και έτσι επιδρά αρνητικά στην ικανότητα κοπής. 6. Το σωστό καταιονισμό της εγγλυφίδας και της αποκοπτόμενης επιφάνειας με νερό. Κατά την τριβή των πτερυγίων ή των κόκκων διαμαντιού των εγγλυφίδων με τα αποκοπτόμενα στοιχεία αναπτύσσονται εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, οι οποίες μπορεί να φτάσουν στα τοιχώματα των κοιλοτήτων

27 μέχρι και τους 427 C. Είναι ευνόητο ότι τέτοιου ύψους θερμοκρασίες θα προκαλέσουν σοβαρές βλάβες, τόσο στον πολφό όσο και στην δομή και σύνθεση των σκληρών οδοντικών ιστών και ιδιαίτερα στην οδοντίνη, η οποία περιέχει μεγάλο ποσοστό υγρασίας και οργανικών στοιχείων στη μάζα της. Εικόνες 2.65., 2.66.:Εγγλυφίδα με καθηλώσεις πολυμερούς ουσίας Υπενθυμίζεται ότι η θερμοκρασία του πολφού δεν πρέπει να ξεπερνά το όριο των ,5 C, διότι μετά από αυτή τη θερμοκρασία αρχίζουν να εμφανίζονται εκφυλιστικές και πολλές φορές μη αντιστρεπτές αλλοιώσεις στον ιστό. Δυστυχώς, όταν η αύξηση της θερμοκρασίας ξεπεράσει τους 16 C είναι κατά 100 % βέβαιη η νέκρωση του πολφού. Παράλληλα, οι υψηλές αυτές θερμοκρασίες δημιουργούν προβλήματα στην ακεραιότητα των κοπτικών μέσων, τόσο από πλευράς δομής και σχήματος όσο και λόγω της καθήλωσης πάνω σε αυτά μεγάλων ποσοτήτων σκληρών ιστών αλλά και οδοντιατρικών υλικών που περιορίζουν τις κοπτικές επιδόσεις των εγγλυφίδων. Η εκτόξευση πάνω στην εγγλυφίδα μεγάλων ποσοτήτων νερού έχει σαν αποτέλεσμα την ψύξη των επιφανειών αποκοπής, τον καθαρισμό τους από τα ξέσματα και παράλληλα τη λίπανσή τους, ώστε η διαδικασία της κοπής να συνεχίζεται αδιατάρακτα. Η ταχύτητα κοπής (V) είναι βασικό στοιχείο των επιδόσεων μίας εγγλυφίδαςκαι είναι δυνατόν να υπολογισθεί,

28 σε ιδανικές συνθήκες κοπής, με τους παρακάτω τύπους: Vm = d.π.n/1000 (μέτρα ανά λεπτό) ή V = d.π.n/1000x60 (μέτρα ανά δευτερόλεπτο). Όπου d ορίζεται η διάμετρος της κοπτικής κεφαλής του εργαλείου π = 3,14 και n = ο αριθμός των στροφών. Σε ό,τι αφορά στις εγγλυφίδες, αυτές διακρίνονται όπως προαναφέρθηκε στο στέλεχος, τον αυχένα και την κεφαλή. Η κεφαλή, το κύριο λειτουργικό στοιχείο της εγγλυφίδας είναι δυνατό να διαθέτει μεγάλο αριθμό τεχνικών χαρακτηριστικών και σχημάτων. Εντούτοις, παρά τον τεράστιο αριθμό σχημάτων και περιγραμμάτων που εμφανίζονται να διατίθενται στους καταλόγους πώλησης εγγλυφίδων, τα βασικά σχήματα παραμένουν πέντε και συγκεκριμένα είναι: κυλινδρικό, σφαιρικό, ανεστραμμένου κώνου, τραπεζοειδές, απιοειδές. Εικόνες 2.67.: Τομή κεφαλής εγγλυφίδων με έμφαση τα πτερύγια

29 Όλα τα υπόλοιπα σχήματα είναι συνδυασμοί των παραπάνω με ελάχιστες εξαιρέσεις εξαιρετικά εξειδικευμένων περιστροφικών εργαλείων. Παρατηρώντας τη γεωμετρία της κεφαλής μιας εγγλυφίδας από καρβίδιο του τουνγκστενίου ή από χάλυβα, μπορούμε να διακρίνουμε τα παρακάτω στοιχεία: α. Τη γωνία κοπής Είναι η γωνία που σχηματίζεται από την πλευρά της λεπίδας που στρέφεται προς το δόντι και την ακτίνα της φρέζας. Η γωνία αυτή μπορεί να χαρακτηρίζεται ως θετική, μηδενική ή αρνητική. Συνήθως, στις εγγλυφίδες χρησιμοποιείται μηδενική ή αρνητική κοπτική γωνία (rakeangle), σε αντίθεση με τα περισσότερα μεταλλουργικά ή ξυλουργικά εργαλεία.(εικ.2.68) Εικόνες 2.68.: Γωνίες κοπής β. Τον χώρο των ξεσμάτων Είναι ο χώρος μεταξύ δύο κοπτικών χειλέων ή λεπίδων (αυλός της εγγλυφίδας) που προκύπτει από την εφαπτόμενη της περιμέτρου της εγγλυφίδας και το πίσω μέρος της λεπίδας. Χρησιμεύει για να απομακρύνονται τα ξέσματα κατά την αποκοπή της οδοντικής ουσίας, ώστε να μην παρεμβάλλονται στην πορεία της φρέζας. Όσο μικρότερη είναι η γωνία καθαρισμού, τόσο πιο ογκώδες είναι το πτερύγιο, (Εικ. 2.67) με αποτέλεσμα να έχει μεγαλύτερη αντοχή και να απορροφάται καλύτερα η θερμότητα που παράγεται κατά την κοπή.

30 Εικόνες 2.69.: Σχηματική λεπτομέρεια κεφαλής εγγλυφίδας με πτερύγια γ. Η γωνία καθαρισμούή γωνία αποβλήτων Αν η γωνία αυτή μικρύνει πολύ και η εγγλυφίδα φθαρεί έστω και ελάχιστα, τότε δεν είναι δυνατό να απομακρύνονται τα ξέσματα ικανοποιητικά. (Εικ και Εικ. 2.70). Επειδή, κατά την κοπή της οδοντίνης το ενεργό κοπτικό χείλος περιορίζεται στο 1 μm και κατά την κοπή της αδαμαντίνης είναι ακόμα μικρότερο, έστω και η παραμικρή φθορά του καταστρέφει την εγγλυφίδα.

31 Εικόνες 2.70.: Γωνίες καθαρισμού με βάση τον όγκο των πτερυγίων δ. Αριθμός των λεπίδων Οι εγγλυφίδες κοπής ιστών έχουν συνήθως 6-8 λεπίδες. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των λεπίδων τόσο μικρότερος γίνεται ο αυλός μεταξύ τους, από τον οποίο απομακρύνονται τα ξέσματα και έτσι η εγγλυφίδα πληρούται (στομώνει) ευκολότερα. Δεν φαίνεται, όμως, να υπάρχει αξιόλογη κλινική διαφορά μεταξύ των 6 και των 8 λεπίδων, που είναι ο συνήθης αριθμός στις εγγλυφίδες αποκοπής σκληρών οδοντικών ιστών, σε αντίθεση με τις εγγλυφίδες λείανσης, όπου ο αριθμός των λεπίδων αυξάνει ανάλογα με τον βαθμό λείανσης που θέλουμε να επιτευχθεί. Άλλα σημεία που εξετάζονται και τα οποία επηρεάζουν την κοπτική ικανότητα των εγγλυφίδων είναι: 1. το κατά πόσον οι λεπίδες είναι ίσες και συμμετρικές, 2. η εκκεντρότητα της εγγλυφίδας. Ως εκκεντρότητα ορίζεται η ακτίνα της έλλειψης που διαγράφει η κεφαλή της εγγλυφίδας με κέντρο το στέλεχος. Σύμφωνα με τους Marzouk, Simonton και Gross (1985) δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,025 χιλιοστά. 3. η τελείωση των πτερυγίων, 4. η βαφή (hardening/tempering) του μετάλλου, 5. η σχεδίαση του άκρου των πτερυγίων, 6. η διάμετρος της εγγλυφίδας, 7. το εξασκούμενο βάρος ή η ασκούμενη δύναμη, 8. η ταχύτητα περιστροφής, 9. η ροπή της χειρολαβής.

32 Εικόνες και 2.72.: Γραφική παράσταση και Φωτογραφική απεικόνιση εκκεντρότητας (ΔΕ) και ορθήςλειτουργίας (ΑΡ). Όπως προαναφέρθηκε, οι εγγλυφίδες που προτείνονται για την αποκοπή σκληρών οδοντικών ιστών κατασκευάζονται από: χάλυβα (ταχυχάλυβες), ανοξείδωτο χάλυβα, καρβίδιο του τουνγκστενίου (καρβίδιο του βολφραμίου), αδαμαντόκονη, πολυμερή υλικά (πολύ-αιθυλ-κετόνη), κεραμικά υλικά. Συγκεκριμένα, όταν ένα εργαλείο κατασκευάζεται από χάλυβα, η τελική μορφή του μπορεί να προέλθει από τη χύτευση, τις μηχανικές κατεργασίες διαμόρφωσης (σφυρήλαση, εξέλαση, έλαση κ.λπ) και τέλος, από τις μηχανικές κατεργασίες κοπής, όπως είναι το φρεζάρισμα, η τόρνευση και το πλάνισμα.

33 Εικόνα 2.73.: Εγγλυφίδα χαμηλών ταχυτήτων από καρβίδιο του τουνγκστενίου. Κατά τη διάρκεια των εργασιών του φρεζαρίσματος του εργαλείου δημιουργείται ισχυρή τριβή μεταξύ του εργαλείου και του αποβλήτου, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη υψηλών θερμοκρασιών, ιδιαίτερα στην κοπτική ακμή του εργαλείου. Αναπτύσσονται επίσης ισχυρές ταλαντώσεις ακόμα και κρούσεις ιδιαίτερα σε κατασκευές όπου η κάθε λεπίδα αποκόπτεται και σχηματοποιείται ξεχωριστά.

34 Εικόνα 2.74.: SEM λήψη πτερυγίων κεφαλής, εγγλυφίδας χαμηλών ταχυτήτων. Η συνηθέστερη τεχνική κατασκευής εγγλυφίδων χάλυβα είναι εκείνη της εκτόρνευσης της κεφαλής σε άξονα παράλληλο εκείνο του επιμήκους άξονα του εργαλείου. Η διαδικασία της εκτόρνευσης έχει ιδιαίτερη βαρύτητα, διότι από τον τρόπο με τον οποίο στηρίζεται το εκτορνευόμενο εργαλείο, ο χρόνος που απαιτείται που ειδικά για τις οδοντιατρικές εγγλυφίδες ανέρχεται στο 1,5 λεπτό ανά εγγλυφίδα και η επίτευξη αυστηρά κυλινδρικού σχήματος για το σώμα (shank) της εγγλυφίδας, προδικάζουν τις μελλοντικές επιδόσεις του. Στη συνέχεια, η κεφαλή της εγγλυφίδας σκληρύνεται και επαναφέρεται στη μαρτενσιτική φάση του χάλυβα (tempering) στους 204 C, μέχρι η σκληρότητά του κοπτικού άκρου να προσεγγίσει τις 800 μονάδες στην κλίμακα Vickers (VHN). Κατά συνέπεια, οι χάλυβες εργαλείων θα πρέπει να συνδυάζουν τις παρακάτω ιδιότητες: μεγάλη σκληρότητα, καλή δυσθραυστότητα, καλή μηχανική αντοχή, υψηλή αντοχή στην επαναφορά,

35 ικανότητα βαφής. Επειδή πολλές από τις προαναφερθείσες ιδιότητες αντιστρατεύονται η μία την άλλη, για τον λόγο αυτό διατίθεται μια μεγάλη ποικιλία χαλύβων που κατασκευάζονται με αυξομείωση των προσθηκών των επιμέρους συστατικών τους, οι οποίοι κατατάσσονται σε έξι βασικές κατηγορίες, με βάση την Αμερικανική τυποποίηση κατά ANSI: 1. κοινούς χάλυβες η βαφής, 2. χάλυβες κρούσης, 3. χάλυβες ψυχρηλασίας, 4. χάλυβες θερμηλασίας, 5. ταχυχάλυβες, 6. χάλυβες ειδικής χρήσης. Οι ταχυχάλυβες χρησιμοποιούνται κυρίως ως χάλυβες εργαλείων κοπής των μετάλλων. Οι ταχυχάλυβες με βάση το βολφράμιο είναι περίπου ισοδύναμοι με εκείνους που έχουν βάση το μολυβδαίνιο, οι οποίοι και παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντοχή στη θραύση. Οι πιο αξιοσημείωτοι τύποι των ειδικών χαλυβοκραμάτων είναι οι ανοξείδωτοι χάλυβες, οι πυρίμαχοι και εκείνοι που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρομαγνητικές εφαρμογές.

36 Εικόνα 2.75.: SEM λήψη χαραγής καθήλωσης, εγγλυφίδας χαμηλών ταχυτήτων. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες ανακαλύφθηκαν μόλις το 1913 όταν έγινε η παρατήρηση ότι ο χάλυβας με 13 % κ.β. περιεκτικότητα σε Cr παρουσιάζει μεγάλη αντοχή στη διάβρωση της ατμόσφαιρας. Αυτή η αντοχή οφείλεται στο σχηματισμό ενός λεπτού στρώματος οξειδίου του χρωμίου, το οποίο είναι ανθεκτικό και συμπαγές, προσκολλάται καλά και εμποδίζει την προσβολή από την ατμόσφαιρα αλλά και από διαβρωτικό περιβάλλον. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες είναι κατά βάση χρωμιούχοι χάλυβες, ενώ οι χρωμιονικελιούχοι παρουσιάζουν ακόμα περισσότερο βελτιωμένες ιδιότητες. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες διακρίνονται στους μαρτενσιτικούς που εμπεριέχουν άνθρακα από 0,07 % έως 0,40 % και χρώμιο από 12 % έως 18 % κ.β., ενώ οι ωστενσιτικοί χάλυβες εμπεριέχουνάνθρακασε ποσοστό μικρότερο του 0,10 %, χρώμιο 12 % έως 25 % και νικέλιο από 8 % έως 15 %. Στην καθημερινή βάση και ιδιαίτερα σε είδη οικιακής χρήσης είναι γνωστή η κατηγορία των νικελιοχρωμιούχων χαλύβων με π(cr) = 18 % και π(ni) = 10 % που συμβολίζεται ως 18/10. Οι φερριτικοί περιέχουν άνθρακα από 0,10 % έως 0,30 % και χρώμιο από 16 % έως 30 % και έχουν μόνο τη φερριτική φάση. Παρουσιάζουν καλές επιδόσεις στη διάβρωση αλλά έχουν πολύ χαμηλότερες μηχανικές αντοχές.

37 Εγγλυφίδες από καρβίδια Οι εγγλυφίδες με κεφαλή από καρβίδιο του τουνγκστενίου (βολφραμίου) αποτελούν τυπικό δείγμα των επιτευγμάτων ενός ολόκληρου κλάδου της μεταλλουργίας, την κονιομεταλλουργία. Η κονιομεταλλουργία ασχολείται με την παραγωγή των κεραμευτικών κραμάτων από μεταλλικές κονίες σε μορφοποιημένα τεμάχια. Παράγει δηλαδή ένα ακόμα τύπο κραμάτων με μεθοδολογία διαφορετική από εκείνη της τήξης των επιμέρους συστατικών τους (Πετρόπουλος, 1995, Τριανταφυλλίδης, 2014). Εικόνα 2.76.: Λεπτομέρεια κεφαλής εγγλυφίδας crosscut Τα κεραμευτικά προϊόντα διακρίνονται σε εκείνα που δεν μπορούν να παραχθούν με κανέναν άλλο τρόπο, παρά μόνο με την κονιομεταλλουργία, και σε εκείνα για τα οποία η συγκεκριμένη τεχνική είναι περισσότερο συμφέρουσα.

38 Εικόνα 2.77.: SEM λήψη κεφαλής εγγλυφίδας crosscut. Έτσι λοιπόν, παράγονται διαμορφώσιμα τεμάχια από πυρίμαχα μέταλλα, των οποίων η τήξη είναι βιομηχανικά αδύνατη (βολφράμιο, μολυβδαίνιο, ταντάλιο, νιόβιο) που χρησιμοποιούνται κυρίως σε ηλεκτρολογικές εφαρμογές, καθώς και σε ενώσεις σκληρομετάλλων, όπως βολφραμίου, τανταλίου και τιτανίου με καρβίδια, τα οποία χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία των εφαρμογών κοπής. Αν τα κράματα αυτά παράγονταν με τήξη των συστατικών τους, τότε τα καρβίδια θα υφίσταντο διάσπαση και δεν θα διέθεταν τις ιδιότητες που παρουσιάζουν τα σκληρομέταλλα. Με την ίδια ακριβώς φιλοσοφία παράγονται προϊόντα ηλεκτρολογικών εφαρμογών, καθώς και πορώδη κράματα για φίλτρα και αυτολιπαινόμενα έδρανα ολίσθησης. Οι κύριες φάσεις που ακολουθούνται κατά την παραγωγή κονιομεταλλουργικών προϊόντων είναι η παραγωγή των κόνεων με ατομοποίηση, με μηχανική κατάτμηση ή ακόμα και με χημικές μεθόδους παραγωγής κόνεων, η ανάμειξή τους σε ομοιογενές μίγμα, η συμπίεση του μίγματος μέσα σε κατάλληλες μήτρες και τέλος, η θέρμανση του συμπιέσματος μέσα σε αναγωγική ατμόσφαιρα και σε θερμοκρασία χαμηλότερη του σημείου τήξης του πλέον δύστηκτου μετάλλου και κατώτερη των σημείων τήξης όλων των συστατικών του κράματος. Η διεργασία αυτή λέγεται πυροσυσσωμάτωση και προσδίδει στο κράμα εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Η πυροσυσσωμάτωση διακρίνεται σε δύο σταδια ανάπτυξης:

39 α) το στάδιο της μετατροπής της κόνεως από ελεύθερης ροής σε «πράσινη κόνι», β) το στάδιο της μετατροπής της πράσινης κόνεως στο τελικό προϊόν της πυροσυσσωμάτωσης. Οι κόνεις συσσωματώνονται με τη βοήθεια εξωτερικών δυνάμεων με τη μορφή συμπίεσης σε τύπους (καλούπια), συμπίεσης σε έλαστρα (roll pressing), ισοστατικής συμπίεσης σε εύκαμπτα δοχεία (isostaticpressing) και εξώθηση. Η πυροσυσσωμάτωση όμως προκαλεί μεταβολές στις διαστάσεις του τεμαχίου ή ακόμα και στρέβλωση. Για τον λόγο αυτό, για να του δοθούν οι ακριβείς του διαστάσεις, γίνεται τελική κατεργασία. Αυτή η τελική κατεργασία μπορεί να είναι κοπή, λείανση ή αμμοβολή. Εικόνα 2.78.: SEI κεφαλής εγγλυφίδας και ακολουθεί EDS ανάλυση κεφαλής εγγλυφίδας καρβιδίου. Διακρίνονται οι κορυφές του Βολφραμίου (τουνγκστένιογκστένιο)

40 Εικόνα 2.79.: EDS ανάλυση κεφαλής εγγλυφίδας από καρβίδιο. Για εφαρμογές στις οποίες απαιτείται μεγαλύτερη πυκνότητα του προϊόντος σε συνδυασμό με ακριβέστερες διαστάσεις, η πυροσυσσωμάτωση ακολουθείται από ψυχρηλασία, γνωστή ως ανασυμπίεση ή τύπωση.πολλές φορές, επίσης, λαμβάνουν χώρα και ενδιάμεσες επεξεργασίες των κόνεων, σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, οι οποίες αναφέρονται ως προπυροσυσσωμάτωση και ως αναπυροσυσσωμάτωση. Το σύνολο των μηχανικών ιδιοτήτων των προϊόντων της κονιομεταλλουργίας είναι υψηλότερο σε σχέση με τις ιδιότητες των αντίστοιχων κραμάτων της κλασικής μεταλλουργίας. Σε γενικές γραμμές, η % σύνθεση της κεφαλής μίας εγγλυφίδας τουνγκστενίου έχει ως εξής: Καρβίδιο Tu 90 %, Κοβάλτιο 5-10 %, Σίδηρος 0,2 %, Νικέλιο 15-0,25 %, Τιτάνιο 0,01-0,1 %, Πυρίτιο 0,1 %.

41 Εικόνα 2.80.:EDS ανάλυση αυχένα και σώματος εγγλυφίδας καρβιδίου. Διακρίνονται οι κορυφές του Σιδήρου και του Χρωμίου. Τέλος, οι εγγλυφίδες με κεφαλή από καρβίδιο του τουνγκστενίου διακρίνονται σε τέσσερις υποκατηγορίες: 1. με επικάλυψη της κεφαλής από καρβίδιο του τουνγκστενίου, 2. με κεφαλή σχεδόν εξ ολοκλήρου από καρβίδιο του τουνγκστενίου, 3. με κεφαλή και αυχένα εξ ολοκλήρουαπό καρβίδιο του τουνγκστενίου (NEOBURRS) που περιορίζει τον κίνδυνο θραύσης της κεφαλής, 4. με μικτή κεφαλή, όπου το άκρο αποτελείται από καρβίδιο και το σώμα επικαλύπτεται από αδαμαντόκονη. Εικόνες 2.81., Εικόνες μικτής εγγλυφίδας SEI 25X και SEI 120X

42 Όταν οι εγγλυφίδες διαθέτουν κεφαλή επικαλυμμένη κόκκους διαφόρων υλικών, τότε η μεθοδολογία κοπής βασίζεται στην αποτριβή των επιφανειών και όχι στην εξάσκηση διατμητικών δυνάμεων. Πρόσφατα, έχουν κάνει την εμφάνισή τους εγγλυφίδες κατασκευασμένες εξ ολοκλήρου από καρβίδιο για τις οποίες οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι αυτό επιτρέπει την καλύτερη επίδοσή τους από πλευράς περιορισμένης εκκεντρότητας. Εικόνa 2.83.: Εγγλυφίδες με κεφαλή καρβιδίου και εξολοκλήρου από καρβίδιο Σύμφωνα με αναφορές της βιομηχανικής βιβλιογραφίας, κεραμικά υλικά, αλουμινούχος ζιρκονία, οξείδια του αργιλίου και καρβίδια του πυριτίο, με τη μορφή κόκκων, μπορούν να χρησιμεύσουν για την κατασκευή περιστροφικών κοπτικών εργαλείων. Εγγλυφίδες από αδαμαντόκονη Στην οδοντιατρική κοπή χρησιμοποιούνται κόκκοι από αδαμαντόκονη που προέρχεται, τόσο από φυσικούς όσο και από τεχνητούς αδαμαντόλιθους επικολλημένους στην επιφάνεια του στελέχους με τη βοήθεια διαφόρων συγκολλητικών υλικών (φαινολικές ρητίνες, εποξικές ρητίνες, ρητίνες ουρίας, πολυεστερικές ρητίνες και ρητίνες πολυμεριζόμενες με υπεριώδη ακτινοβολία, αλκαλικές γαίες και πυριτιούχα αργιλλοχώματα, συγκολλητικά Νικελίου/Καλίου). Εικόνa 2.84.: Λεπτομέρεια κεφαλής εγγλυφίδας από αδαμαντόσκονη υπό το Μικροσκόπιο προσπίπτοντος φωτισμού.