Avaliação da fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo

Castability evaluation of a cobalt-chromium alloy

Resumos

Neste trabalho propusemo-nos a avaliar a fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo (VERA-PDI) em função da utilização de três revestimentos: Knebel (aglutinado por sílica), Termocast e Wirovest (aglutinados por fosfato) e duas temperaturas de aquecimento para o molde (900°C e 950°C). Para a execução do teste foi utilizado o método descrito por HINMAN et al.9 (1985). O método de fundição foi o de cera perdida sob chama de gás-oxigênio. Os dados obtidos foram submetidos a análise estatística e demonstraram não haver diferença estatisticamente significante para os revestimentos Knebel e Wirovest, e diferença estatisticamente significante ao nível de 0,1% para o revestimento Termocast quando da variação da temperatura de aquecimento do molde. Quando analisamos os revestimentos sob temperatura do molde de 900°C verificamos diferença estatisticamente significante entre Knebel e Termocast e Knebel e Wirovest ao nível de 0,1%, e diferença entre Termocast e Wirovest ao nível de 5%. Para a temperatura de 950°C houve diferença estatisticamente significante ao nível de 0,1% entre todos os revestimentos. Dentro dos parâmetros utilizados neste estudo pudemos concluir que, para a liga VERA-PDI, a utilização do revestimento Knebel e temperatura de aquecimento do molde de 950°C proporcionaram melhores resultados quanto à fundibilidade.

Materiais Dentários; Ligas de Cobalto-Cromo; Revestimentos; Fundição odontológica


The purpose of this study was to evaluate the castability of a cobalt-chromium alloy (Vera-PDI) using three investments: Knebel (agglutinated by silica), Termocast and Wirovest (both agglutinated by phosphate) at two molding temperatures (900°C and 950°C); using HINMAN et al.9 (1985); methodology. The casting method of using a wax and gas-oxygen flame was used. There was no significant statistical difference between the Knebel and Wirovest investments; however, there was a statistically significant difference for Termocast investment (P < 0.1) at the different temperatures. When analyzing the investments at 900° C there was a statistical difference between Knebel and Termocast and Knebel and Wirovest at P < 0.1 and for Termocast and Wirovest at P < 0.05. At 950°C there was a statistically significant difference (P < 0.1) for all coatings. According to the parameters of this study, we conclude that the best results were obtained for the Vera-PDI alloy when we use the Knebel investment and 950°C for casting.

Dental materials; Chromium alloys; Dental casting investments


Materiais Dentários

Avaliação da fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo

Castability evaluation of a cobalt-chromium alloy

Adriana da Fonte Porto CARREIRO* * Estagiária, ** Professor Assistente e *** Professores Doutores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - USP.

Ricardo Faria RIBEIRO** * Estagiária, ** Professor Assistente e *** Professores Doutores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - USP.

Osvaldo Luiz BEZZON*** * Estagiária, ** Professor Assistente e *** Professores Doutores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - USP.

Maria da Gloria Chiarello de MATTOS*** * Estagiária, ** Professor Assistente e *** Professores Doutores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - USP.

CARREIRO, A. F. P.; RIBEIRO, R. F.; BEZZON, O. L.; MATTOS, M. G. C. Avaliação da fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo.

Rev Odontol Univ São Paulo, v. 13, n. 2, p. 119-125, abr./jun. 1999.

Neste trabalho propusemo-nos a avaliar a fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo (VERA-PDI) em função da utilização de três revestimentos: Knebel (aglutinado por sílica), Termocast e Wirovest (aglutinados por fosfato) e duas temperaturas de aquecimento para o molde (900°C e 950°C). Para a execução do teste foi utilizado o método descrito por HINMAN et al.9 (1985). O método de fundição foi o de cera perdida sob chama de gás-oxigênio. Os dados obtidos foram submetidos a análise estatística e demonstraram não haver diferença estatisticamente significante para os revestimentos Knebel e Wirovest, e diferença estatisticamente significante ao nível de 0,1% para o revestimento Termocast quando da variação da temperatura de aquecimento do molde. Quando analisamos os revestimentos sob temperatura do molde de 900°C verificamos diferença estatisticamente significante entre Knebel e Termocast e Knebel e Wirovest ao nível de 0,1%, e diferença entre Termocast e Wirovest ao nível de 5%. Para a temperatura de 950°C houve diferença estatisticamente significante ao nível de 0,1% entre todos os revestimentos. Dentro dos parâmetros utilizados neste estudo pudemos concluir que, para a liga VERA-PDI, a utilização do revestimento Knebel e temperatura de aquecimento do molde de 950°C proporcionaram melhores resultados quanto à fundibilidade.

UNITERMOS: Materiais Dentários; Ligas de Cobalto-Cromo; Revestimentos; Fundição odontológica.

INTRODUÇÃO

Por muitos anos as ligas de ouro constituíram o material de escolha para a confecção das estruturas metálicas de próteses parciais removíveis (PPR). Porém, com o desenvolvimento de inúmeras ligas metálicas em função de um aumento no custo das ligas de ouro no mercado mundial, iniciou-se o emprego dessas ligas na Odontologia. A partir da década de 30, com o lançamento da liga Vitallium, as ligas de cobalto-cromo passaram a ter um uso cada vez maior e, atualmente, tornaram-se as de eleição na fabricação das estruturas metálicas de PPR. As vantagens do uso dessas ligas para fundições dentárias estão associadas ao fato de serem mais leves e tão resistentes à corrosão quanto as ligas de ouro, terem menor custo e possuírem melhores propriedades mecânicas.

Em razão do bom desempenho de ligas metálicas alternativas na Odontologia, surgiram no mercado inúmeros tipos de ligas, com suas técnicas e equipamentos específicos. Diante deste fato, há a necessidade de avaliá-las, com relação às suas propriedades e aplicação clínica. Assim, propusemo-nos a avaliar a fundibilidade de uma liga de cobalto-cromo empregando dois tipos de revestimento e duas temperaturas de aquecimento do molde.

REVISÃO DA LITERATURA

Apesar do grande número de pesquisas realizadas com o objetivo de avaliar a precisão de fundições de cobalto-cromo, existe ainda uma lacuna com relação aos efeitos de variáveis de fundição sobre a qualidade e a superfície final das fundições. Inúmeros trabalhos foram realizados analisando diversos aspectos envolvidos no processo de fundição de estruturas metálicas de prótese1,2,5,6,7,8,10,12,13. De maneira geral, concluíram que o processo é crítico para o resultado final. Destacaram a premente necessidade de que houvesse maior treinamento dos técnicos e métodos eficazes de avaliação das fundições realizadas.

HINMAN et al.9 (1985) desenvolveram um método para avaliar a fundibilidade de ligas odontológicas e as condições que alteram as propriedades das ligas. Depois de realizarem experimentos com diferentes espécimes, os autores selecionaram um padrão de rede de poliéster, por possuir as seguintes vantagens: (1) facilidade de confecção: os espécimes consistem em um pedaço quadrado de rede, com duas bordas adjacentes, unidas por um sprue; (2) a rede pode ser eliminada da mesma forma que o padrão de cera; (3) a rede é fabricada com dimensões estabelecidas (ASTM E 11-70) e de tamanho uniforme; (4) como a rede é avaliada de acordo com sua extensão, o padrão pode ser alterado conforme o que se deseja pesquisar; e (5) o padrão de rede fundido é facilmente analisado, pois consiste na contagem direta dos orifícios formados.

COHEN et al.4 (1996) estudaram, numa primeira etapa, nove combinações liga-revestimento e, numa outra etapa, duas combinações liga-revestimento frente a quatro temperaturas de eliminação da cera. Utilizaram duas fontes de calor: gás-oxigênio e propano-oxigênio. Foi empregado como corpo-de-prova o padrão de rede, por possuir as seguintes vantagens: (1) facilidade de confecção; (2) disponibilidade de vários tamanhos de rede no comércio, o que torna possível a realização de um estudo piloto para determinar o tamanho ideal da rede de acordo com a proposição do trabalho; e (3) facilidade de avaliação dos resultados através de uma análise direta quantitativa. O padrão de rede apresentava 14,5 mm2 de área, com 100 orifícios (cada lado com 1 mm de comprimento e 320 mm de diâmetro), o sprue principal com 5 mm de altura e os laterais com 16 mm de comprimento. Os autores chegaram à conclusão de que o revestimento influencia significativamente a fundibilidade da liga, bem como a fonte de calor utilizada. Aparentemente, a melhor combinação utilizada era a de propano-oxigênio por proporcionar maior temperatura da chama.

JOHNSON; WINSTANLEY11 (1996) relataram que ainda não existe nenhum método estandardizado para determinar e definir a qualidade de uma fundição. Porém, muitos métodos têm sido usados com vários graus de sucesso, incluindo o teste do padrão de espiral, do pires, da cunha, da borda de faca, da rede, da projeção de filamento, do prato quadrado e o da coroa simulada. Para este estudo, optaram pelo método da rede, por ser o mais referido na literatura e pela facilidade de calcular a qualidade da fundição. Avaliaram o efeito de fatores técnicos e do operador na fundição, utilizando a combinação de três revestimentos e ligas metálicas para coroas metalocerâmicas. Concluíram que vários desses fatores podem influenciar os resultados de fundibilidade para as ligas e revestimentos testados.

MATERIAL E MÉTODOS

Os materiais empregados para a realização deste estudo constam do Quadro 1.

QUADRO 1
- Materiais.

O método proposto para a realização do ensaio de fundibilidade foi o descrito por HINMAN et al.9 (1985), que utilizaram numa matriz de Plexi-Glass

FIGURA 1
- Matriz de Plexi-Glass utilizada para confecção dos padrões de fundição.
FIGURA 2
- Rede de náilon posicionada na matriz e presa aos pinos de cera.
FIGURA 3
- Padrão de fundição preso à base conformadora de cadinho.

Após a inclusão, seguindo rigorosamente as instruções dos fabricantes dos revestimentos (Figura 4), os anéis eram levados ao forno para a eliminação do náilon e da cera.

FIGURA 4
- Corpos-de-prova obtidos com os revestimentos: W: Wirovest; K: Knebel; T: Termocast.

Foram estipuladas duas temperaturas de aquecimento do molde, a saber, 900°C e 950°C. Após atingi-las, os anéis eram mantidos aquecidos por 1 hora. Completado este tempo, eram realizadas as fundições sob chama de gás-oxigênio e centrifugação.

Para cada revestimento e temperatura do molde foram fundidos 6 corpos-de-prova independentes (Figura 5).

FIGURA 5
- Corpos-de-prova obtidos com os revestimentos: T: Termocast; W: Wirovest; K: Knebel;

RESULTADOS

Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 1. Representam dados verificados pela leitura direta do número de espaços da rede de náilon reproduzidos completamente, traduzindo o potencial da liga em reproduzir os detalhes do molde.

TABELA 1
- Total de espaços formados em função do tipo de revestimento e da temperatura do molde.

Na Tabela 2, apresentamos os valores médios encontrados para cada revestimento em função da temperatura do molde.

TABELA 2
- Médias dos parâmetros amostrais (valores originais).

Os dados obtidos foram submetidos a análise estatística mediante a utilização do software GMC 7.1, desenvolvido no Departamento de Estomatologia da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto, da Universidade de São Paulo. Observada a não-normalidade da distribuição amostral, foi realizado o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis, cujos resultados são apresentados nas Tabelas 3 e 4.

TABELA 3
- Resultados do teste de Kruskal-Wallis: valores originais.
TABELA 4
- Resultados do teste de Kruskal-Wallis: valores originais.

De acordo com a Tabela 3, podemos verificar que existe diferença estatisticamente significante ao nível de 1% (a = 0,01) entre as amostras testadas. Na Tabela 4 são apresentadas as comparações duas a duas entre as amostras.

Na Tabela 4, podemos observar que quanto à variação da temperatura do molde não houve diferença estatisticamente significante para os revestimentos Knebel e Wirovest, e que houve diferença estatisticamente significante ao nível de 0,1% para o revestimento Termocast. Quando analisados sob temperatura do molde de 900°C, houve diferença estatisticamente significante entre os revestimentos Knebel x Termocast e Knebel x Wirovest ao nível de 0,1% e entre os revestimentos Termocast x Wirovest ao nível de 5%. Sob temperatura do molde de 950°C, houve diferença estatisticamente entre todos os revestimentos ao nível de 0,1%.

A seguir, apresentamos o gráfico representativo do potencial médio de fundibilidade da liga VERA-PDI em função do revestimento e da temperatura do molde.

O gráfico apresentado demonstra claramente a diferença entre a fundibilidade média obtida para a liga VERA-PDI quando se variou o revestimento (Knebel, Termocast e Wirovest) e a temperatura do molde (900°C e 950°C).

DISCUSSÃO

A partir do lançamento comercial, na década de 30, da primeira liga comercial de uso odontológico à base de cobalto-cromo, inúmeros trabalhos de pesquisa foram realizados. Foram desenvolvidos novos materiais, técnicas e equipamentos que permitiram a larga utilização dessas ligas, especialmente para a obtenção das estruturas metálicas de PPR.

Embora possa ser verificado um bom desempenho clínico quando da utilização de ligas de cobalto-cromo, ainda sentimos a necessidade de novos estudos numa busca da melhoria dos resultados até um grau de excelência cada vez maior, proporcionando segurança aos profissionais envolvidos, dentistas e técnicos em prótese dentária, e, por conseqüência, aos pacientes que receberão os tratamentos.

As diferenças observadas quanto à fundibilidade das ligas podem refletir as variações de formulação dos revestimentos em termos de composição, tamanho de partículas, transmissão de calor, umedecimento e outros, segundo COHEN et al.4 (1996).

Analisando os resultados obtidos neste estudo, podemos verificar, quanto ao revestimento utilizado, que o aglutinado por sílica (Knebel) apresentou melhores resultados. Aparentemente o aspecto mais poroso do material facilitaria o escape dos gases gerados no interior do molde durante seu processamento térmico quando da queima da rede de náilon e da cera.

Para os revestimentos aglutinados por fosfato (Termocast e Wirovest), a maior condensação também seria responsável por maior dificuldade de escape dos mesmos gases, levando ao incompleto preenchimento do molde.

Sabidamente, as ligas de cobalto-cromo não apresentam uma fidelidade de cópia de finos detalhes acentuada, mas o fato não é, de certa forma, tão relevante para a PPR quanto para a prótese fixa. Para essa fidelidade de cópia, um fator extremamente importante é o processo de fundição empregado. Na execução deste trabalho, utilizamos o método ainda mais largamente aplicado nos laboratórios protéticos comerciais que confeccionam PPR. Durante a fundição, alguns parâmetros podem ser estabelecidos: material de inclusão, ciclagem térmica, regulagem da centrífuga e da chama de fundição. Destes, o menos confiável é a regulagem da chama. Associe-se a isso a extrema importância da experiência do operador em determinar o exato momento da fundição da liga, impedindo seu superaquecimento e queima. Para minimizar estes efeitos, procuramos padronizar os procedimentos, e as fundições foram realizadas sempre pelo mesmo técnico.

Quanto à temperatura do molde, os resultados obtidos indicam melhora da fundibilidade da liga de forma mais expressiva quando da utilização do revestimento Termocast.

Embora para os outros revestimentos não houvesse diferença estatisticamente significante, para o aglutinado por sílica (Knebel) a temperatura de aquecimento do molde a 950°C favoreceu a maior reprodutibilidade dos resultados, o que certamente proporcionaria maior segurança de resultados.

Para o revestimento Wirovest, o aumento de temperatura não afetou o resultado, permanecendo num nível abaixo do esperado para o tipo de material.

JOHNSON; WINSTANLEY11 (1996) e HINMAN et al.9 (1985) também chegaram a observar que o aumento da temperatura do molde melhora o desempenho das ligas em relação à fundibilidade e citaram vários estudos prévios que corroboravam sua observação.

HINMAN et al.9 (1985) recomendaram cuidado na avaliação dos resultados obtidos em testes de fundibilidade, lembrando que pequenas variações quanto aos materiais, equipamentos e/ou procedimentos empregados podem ocasionar efeitos significantes. Observam que a análise deve ser feita apenas em bases comparativas e não em termos absolutos.

Consideradas todas as variáveis e supondo que as condições básicas ideais sejam observadas, podemos assumir que a melhora da fundibilidade de uma liga metálica pode ser obtida através da melhor acuidade do processo de fundição. O método de fundição com chama dificulta sobremaneira essa acuidade durante o processo, reavivando a necessidade que a Odontologia tem de desenvolver um método acessível, mas que possa satisfazer os profissionais envolvidos quanto à qualidade e reprodutibilidade dos resultados obtidos.

Embora não fosse objetivo deste trabalho, um aspecto que nos chamou bastante a atenção foi a qualidade superficial obtida para os corpos-de-prova: com o revestimento Knebel foi obtida uma qualidade superficial ruim, com muitos nódulos de fundição; para os revestimentos à base de fosfato (Termocast e Wirovest) a superfície dos corpos-de-prova foi bem melhor, com uma quantidade bastante inferior de nódulos (Figuras 4 e 5).

Podemos afirmar que o ideal seria desenvolver um método que nos permitisse obter os padrões de fundibilidade demonstrados pelo revestimento aglutinado por sílica associado à qualidade superficial proporcionada pelos revestimentos aglutinados por fosfato. Dessa maneira já estaríamos conseguindo confeccionar estruturas metálicas melhor adaptadas e mais fiéis ao projeto executado quando do planejamento da PPR, oferecendo aos pacientes, por conseqüência, um produto final de qualidade superior.

Podemos afirmar que ainda existe a necessidade de aprimoramento do processo de fundição por chama ou do desenvolvimento de um método alternativo que possa assegurar, dentro de custos compatíveis com nossa realidade, a obtenção de resultados adequados.

CONCLUSÃO

Analisando os resultados obtidos podemos concluir que, dentro das condições específicas deste estudo, para a liga VERA-PDI, a utilização do revestimento aglutinado por sílica (Knebel) e temperatura de aquecimento do molde de 950°C, proporcionaram os melhores resultados.

CARREIRO, A. F. P.; RIBEIRO, R. F.; BEZZON, O. L.; MATTOS, M. G. C. Castability evaluation of a cobalt-chromium alloy. Rev Odontol Univ São Paulo, v. 13, n. 2, p. 119-125, abr./jun. 1999.

The purpose of this study was to evaluate the castability of a cobalt-chromium alloy (Vera-PDI) using three investments: Knebel (agglutinated by silica), Termocast and Wirovest (both agglutinated by phosphate) at two molding temperatures (900°C and 950°C); using HINMAN et al.9 (1985); methodology. The casting method of using a wax and gas-oxygen flame was used. There was no significant statistical difference between the Knebel and Wirovest investments; however, there was a statistically significant difference for Termocast investment (P < 0.1) at the different temperatures. When analyzing the investments at 900° C there was a statistical difference between Knebel and Termocast and Knebel and Wirovest at P < 0.1 and for Termocast and Wirovest at P < 0.05. At 950°C there was a statistically significant difference (P < 0.1) for all coatings. According to the parameters of this study, we conclude that the best results were obtained for the Vera-PDI alloy when we use the Knebel investment and 950°C for casting.

UNITERMS: Dental materials; Chromium alloys; Dental casting investments.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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3. CARTER, T. J.; KIDD, J. N. The precision casting of cobalt-chromium alloy. Part II: The influence of casting variables on microstructure and mechanical properties. Br Dent J, v. 118, n. 9, p. 431-436, May 1965b.

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11. JOHNSON, A.; WINSTANLEY, R. B. The evaluation of factors affecting the castability of metal ceramic alloy-investment combinations. Int J Prosthod, v. 9, n. 1, p. 74-86, 1996.

12. PULSKAMP, F. E. A comparison of the casting accuracy of base metal and gold alloys. J Prosthet Dent, v. 41, n. 3, p. 272-276, Mar. 1979.

13. RANTANEN, T.; EERIKÄINEN, E. Accuracy of the palatal plate of removable partial dentures, and influence of laboratory handling of the investment on the accuracy. Dental Mater, v. 2, p. 28-31, 1986.

Recebido para publicação em 13/01/98

Reformulado em 16/05/98

Aceito para publicação em 20/12/98

  • 1
    BARSBY, M. J.; SCHWARZ, W. D. The qualitative assessment of cobalt-chromium castings for partial dentures. Br Dent J, v. 166, p. 211-216, Mar.1989.
  • 4
    COHEN, S. M.; KAKAR, A.; VAIDYANATHAN, T. K.; VISWANADHAN, T. Castability optimization of palladium based alloys. J Prosthet Dent, v. 76, n. 2, p. 125-131, Aug. 1996.
  • 5
    DAVIS, D. R.; KENNEDY, M. P. Xeroradiographic determination of effective setting expansion of a cristobalite investment. Dental Mater, v. 6, p. 29-34, Jan. 1990.
  • 6
    EERIKÄINEN, E.; RANTANEN, T. Inaccuracies and defects in frameworks for removable partial dentures. J Oral Rehabil, v. 13, p. 347-353, 1986.
  • 7
    FIRTELL, D. N.; MUNCHERYAN, A. M.; GREEN, A. J. Laboratory accuracy in casting removable partial denture frameworks. J Prosthet Dent, v. 541, n. 6, p. 856-862, Dec. 1985.
  • 8
    HERÖ, H.; WAARLI, M. Effect of vacuum and supertemperature on mold filling during casting. Scand J Dent Res, v. 99, p. 55-59, 1991.
  • 9
    HINMAN, R. W.; TESK, J. A. T.; WHITLOCK, R. P.; PARRY, E. E.; DURKOWISKI, J. S. A technique for characterizing casting behavior of dental alloys. J Dent Res, v. 64, n. 2, p. 134-138, Feb. 1985.
  • 11
    JOHNSON, A.; WINSTANLEY, R. B. The evaluation of factors affecting the castability of metal ceramic alloy-investment combinations. Int J Prosthod, v. 9, n. 1, p. 74-86, 1996.
  • 12
    PULSKAMP, F. E. A comparison of the casting accuracy of base metal and gold alloys. J Prosthet Dent, v. 41, n. 3, p. 272-276, Mar. 1979.
  • 13
    RANTANEN, T.; EERIKÄINEN, E. Accuracy of the palatal plate of removable partial dentures, and influence of laboratory handling of the investment on the accuracy. Dental Mater, v. 2, p. 28-31, 1986.

  • I I Oficina do Departamento de Materiais Dentários e Prótese, FORP-USP. (
    Figura 1) pedaços de rede de náilon com 10,0 x 10,0 mm contendo 100 espaços vazios. A matriz foi fixada em pinos de cera (3,5 mm de diâmetro), formando um ângulo de 90° na união dos pinos. Foi fixado outro pino com o mesmo diâmetro, que serviu como canal de alimentação (
    Figura 2). O conjunto foi posicionado numa base conformadora de cadinho (
  • *
    Estagiária,
    **
    Professor Assistente e
    ***
    Professores Doutores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese - Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto - USP.
  • II (Figura 1) pedaços de rede de náilon com 10,0 x 10,0 mm contendo 100 espaços vazios. A matriz foi fixada em pinos de cera (3,5 mm de diâmetro), formando um ângulo de 90° na união dos pinos. Foi fixado outro pino com o mesmo diâmetro, que serviu como canal de alimentação (Figura 2). O conjunto foi posicionado numa base conformadora de cadinho (Figura 3). Oficina do Departamento de Materiais Dentários e Prótese, FORP-USP.

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    08 Dez 1999
  • Data do Fascículo
    Abr 1999

Histórico

  • Aceito
    20 Dez 1998
  • Revisado
    16 Maio 1998
  • Recebido
    13 Jan 1998
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