Biomateriales fisicos odontologicos

COMPORTAMIENTO FÍSICO-‐MECÁNICO DE BIOMATERIALES E INSTRUMENTOS I

TEMA 11

Bibliogra)a recomendada

•  ANUSAVICE K.J. “Phillips. Ciencia de los Materiales Dentales”. Ed. ELSEVIER. 11ª ed. 2004

•  JIMENEZ-‐PLANAS, A. “Diccionario de Materiales Odontológicos”. Secretariado de publicaciones de la Univ. de Sevilla. 2007

•  TOLEDANO M. ”Arte y ciencia de los Materiales Odontológicos”. Ediciones AVANCES. 2003

•  VEGA DEL BARRIO. ”Materiales en Odontología. Fundamentos Biológicos, clínicos, bioZsicos y Zsico-‐químicos”. Ed. AVANCES

PROPIEDADES FÍSICO-‐ MECÁNICAS

•  INTRODUCCIÓN •  PROPIEDADES FÍSICO-‐MECÁNICAS ESTÁTICAS •  CURVAS TENSIÓN-‐DEFORMACIÓN •  PROPIEDADES FÍSICO-‐MECÁNICAS DINÁMICAS

PROPIEDADES FISICO MECÁNICAS

•  INTRODUCCIÓN

.... La presencia de fuerzas masticatorias en situaciones fisiológicas, la existencia de fuerzas sobre el diente en tratamientos ortodóncicos o la presencia de Materiales Odontológicos en la cavidad bucal sometidos a diversas fuerzas ,... ....Requieren el estudio de las PROPIEDADES MECÁNICAS que los caracterizan y los resultados macroscópicos obtenidos tras la realización de ENSAYOS MECÁNICOS.....

ensayo mecánico

•  ENSAYO MECÁNICO: Prueba experimental para estudiar las propiedades mecánicas

ensayo mecánico

•  PROBETA:

Muestra confeccionada para los diferentes ensayos que debe reunir ciertas condiciones en cuanto a su tamaño, morfología,..etc.. registradas en las especificaciones y normas internacionales.



Propiedades Esico-‐mecánicas ESTÁTICAS

•  FUERZA: Influjo o capacidad que al actuar sobre un cuerpo modifica el estado de reposo o de movimiento del mismo, imprimiéndole una aceleración.

TIPOS DE FUERZA : TRACCIÓN

TIPOS DE FUERZA : TRACCIÓN

Dos fuerzas opuestas entre si, que actúan en un material alejándose sobre la misma recta

ALARGAMIENTO (metales) = Relación entre el aumento de longitud y la longitud inicial % Alargamiento = longitud final % longitud inicial

ej: alambre de ortodoncia

TIPOS DE FUERZA : COMPRESIÓN

TIPOS DE FUERZA : COMPRESIÓN

Dos fuerzas opuestas entre si, que actúan en un material aproximándose sobre la misma recta Ej: fenómeno de compresión de la cúspide antagonista, sobre el material de obturación.

TIPOS DE FUERZA : COMPRESIÓN DIAMETRAL

= Ensayo indirecto de tracción = Ensayo Brasileño Se utiliza para materiales frágiles

TIPOS DE FUERZA : CIZALLA = CORTE = TANGENCIAL

Dos fuerzas opuestas que actúan sobre un material, alejándose sobre diferentes rectas paralelas y muy cercanas entre sí y paralelas a la superficie del material.

TIPOS DE FUERZA : FLEXIÓN

Compresión Tracción

Fenómeno complejo de tracción y compresión

TIPOS DE FUERZA : TORSIÓN

Dos fuerzas que giran en sentido opuesto entre sí. Se generan deformaciones helicoidales


•  TENSIÓN: (Presión) Fuerza por unidad de superficie

•  Unidades de medida:

–  (Pa) PASCAL=Newton/ m2 -‐-‐-‐-‐> 1000 Pa = 1 Kpa -‐-‐-‐-‐>1000 Kpa = 1MPa –  (Psi) = Pound Square Inch= 6894,75 Pa = 6,9 KPa


•  Varón •  100 Kg •  Área de contacto: 200 cm2 •  0,05 MPa

•  mujer •  50 Kg •  Área de contacto: 1,56 cm2 •  3 MPa


•  Varón •  100 Kg •  Área de contacto: 200 cm2 •  0,05 MPa

•  mujer •  50 Kg •  Área de contacto: 1,56 cm2 •  3 MPa

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS BIOMATERIALES

Resistencia Tracción (Mpa)

Resistencia Compresión (Mpa)

Resistencia a la cizalla (Mpa)

MODULO ELÁSTICO

Al. oro 448 - - 77

Am.plata 54,7 318 188 34

DENTINA 51,7 297 138 1,4

ESMALTE 10,3 384 90 4,6

Porcelana 24,8 149 111 140

Composite 45,5 237 - 14

Cemento de fosfato Zn

8,1 117 13 13,7

Yeso 7,7 48 - -

Hidrox. Ca 1,0 10,3 - -

Ionomero de vidrio

18 150 - 20



DEFINICIÓN

CAMBIO DIMENSIONAL ∆L / L0

TIPOS

DEFORMACIÓN ELÁSTICA: El material deformado por una tensión pequeña, recupera su dimensión original al ceder la fuerza (reversible)

DEFORMACIÓN PLÁSTICA: El material deformado al aumentar la

tensión, no recupera su dimensión original y queda deformado permanentemente (irreversible)

ZONA PLÁSTICA ZONA ELÁSTICA

TENSIÓN

DEFORMACIÓN

ZONA ELÁSTICA

LIMITE ELÁSTICO = Fuerza máxima que el material puede soportar sin sufrir una deformación permanente

TENSIÓN L E

DEFORMACIÓN

ZONA ELÁSTICA

LIMITE PROPORCIONAL = límite elástico expresado en unidades de fuerza Indica la ELASTICIDAD de un material

T L P L E

D

ZONA ELÁSTICA

MODULO ELÁSTICO = Es la relación entre la tensión y la deformación Se expresa en grados (ángulo) o sin unidades Supone la dificultad a la deformación

Indica la RIGIDEZ /FLEXIBILIDAD

T L P L E

M E

D

LEY DE HOOKE : .......En la zona elástica,

“La deformación es directamente proporcional a la tensión”. Tensión = cte. x def. específica T = ME x Def. absoluta

long. Inicial ME = Módulo de JOUNG

ZONA ELÁSTICA

ME B > ME A B es más rígido A es más flexible o deformable

T L P L E

M E D

B A

T L P L E

M

D

RESILIENCIA = Propiedad del material de almacenar energía cuando se deforma de forma elástica

Supone el área o superficie debajo del tramo elástico de la gráfica

ZONA ELÁSTICA

RESILIENCIA

= LIMITE DE FLUENCIA = CARGA DE FUERZA

T L P L E

M E

D

Tensión que genera deformación del 0,2 % de la longitud inicial

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

RESISTENCIA FINAL

RESISTENCIA FINAL = Mayor grado de tensión que resiste un material desde que se somete a la fuerza hasta que se fractura Se expresa en unidades de tensión

DEBILIDAD = Cualidad de un material que resiste poca tensión hasta que

que se fractura

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

DUCTIILIDAD = Deformación plástica que se consigue al ejercer fuerzas de tracción sobre un material ej: alambre de ortodoncia

MALEABILIDAD = Deformación plástica que se consigue al ejercer fuerzas de compresión sobre un material ej: aleación rica en oro, para incrustaciones

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

DUCTIILIDAD / MALEABILIDAD A es más dúctil que B ( en un ensayo de tracción)

A B

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

FRAGILIDAD = Facilidad a la rotura = Poca capacidad de deformación permanente Cualidad contraria a la ductilidad o maleabilidad Supone una zona plástica corta

FRAGILIDAD

ZONA PLÁSTICA

T L P L E L F

M E

D

TENACIDAD = Resistencia a la fractura Cantidad de energia absorbida hasta la fractura

RESISTENCIA AL IMPACTO = Cantidad de energia absorbida hasta

fractura en un material sometido a una tensión rápida (súbita)

TENACIDAD



REGIMEN DE CARGA

= Velocidad con que se aplica una fuerza o carga sobre un material que modifica sus propiedades mecánicas

Ej: los materiales de impresión extraídos de la cavidad bucal por tracción rápida

RESISTENCIA AL IMPACTO

= Resistencia máxima que ofrece un cuerpo tras la aplicación de una fuerza súbita EJ: Resistencia a la fractura de una prótesis completa de acrílico cuando al

ser limpiada por su propietario cae súbitamente en el lavabo

F A T I G A

FATIGA = Considerable pérdida de la resistencia a la fractura de un material sometido a fuerzas o cargas de carácter repetitivo o cíclico.

Vida de Fatiga = Número de ciclos necesarios de determinada magnitud y frecuencia necesarios para que se produzca la fractura o fallo. Límite de fatiga = Valor de la tensión cíclica para producir fractura en un determinado número de ciclos Límite de tolerancia = Límite de la fuerza por debajo de la cual no hay fractura

C R E E P

CREEP = Escurrimiento = Deformación plástica sufrida por el tiempo, en un material sometido a tensiones constantes menores a la resistencia a la fluencia normal. (= tensiones dentro de la zona elástica)

Ej.: la amalgama de plata

atrincheramiento

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