3 . 6  -  Mise en œuvre

Actuellement, on peut dénombrer une vingtaine de systèmes différents de mise en forme du titane. Tous ces systèmes utilisent trois grands principes de mise en forme : la coulée, l'usinage et l'électroérosion.

3 . 6 . 1  -  Les procédés de coulée

Le procédé de moulage par coulée de précision autorise, à moindre coût, la réalisation de pièces unitaires très précises et de formes complexes.

Les différents protocoles qui existent actuellement sur le marché tentent tous de répondre aux spécificités du titane [7] : son point de fusion très élevé (1720°C), sa forte réactivité notamment à haute température et sa faible masse volumique rendent délicat le remplissage parfait du moule [16].

Pour tenter de résoudre ces problèmes, diverses solutions font appel à des techniques par-ticulières pour la mise en revêtement, la fusion et l'injection dans le moule [3].
Le titane en fusion réagit avec le revêtement et crée en surface de la pièce prothétique, une couche superficielle polluée appelée alpha-case [10] dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 100 pm. Cette couche possède des propriétés moindres tant sur le plan mécanique, que sur le plan de la résistance à la corrosion [12; 15] et doit être éliminée après coulée, par usinage et/ou par sablage.

Les revêtements à liant phosphate sont généralement employés pour la coulée des alliages non précieux ou des alliages précieux à haute température de fusion. Pour le titane fortement réactif à température élevée, ces matériaux sont remplacés par des matériaux réfractaires thermiquement plus stables comme la magnésie et l'alumine [8].
Le titane étant très réactif à haute température, il est nécessaire de travailler sous atmosphère raréfiée ou sous vide. En effet, l'incorporation d'oxygène, d'azote ou de carbone modifie les propriétés de l'alliage.[17]

L'évolution de la composition des matériaux réfractaires, le positionnement idéal des tiges d'apport de métal permettent aujourd'hui de réaliser des pièces prothétiques avec des taux de succès semblables aux autres alliages dentaires. Certains auteurs ont décrit l'intérêt de modifier les tiges de coulées, notamment pour les pièces de grande dimension comme les plaques métalliques. Les tiges droites habituellement utilisées pour les autres alliages provoquent l'apparition de porosités internes. Les tiges proposées sont en arc de cercle pour favoriser le remplissage du moule. [2]

3 . 6 . 2  -  Les procédés d'usinage du titane en odontologie

L'usinage par soustraction comme décolletage, taraudage, fraisage est possible avec le titane. Les outils d'usinage travailleront à vitesse de coupe très lente avec d'un bon système de refroidissement. On obtient un excellent état de surface des pièces usinées.

L'usinage mécanique direct du titane par des systèmes de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CFAO) de couronnes et de ponts sont aujourd'hui performants et nombreux sur le marché [1].

Cependant ces systèmes ne permettent pas de reproduire des formes très complexes, telles qu'une armature de prothèse adjointe avec ses selles, crochets, taquets ... Ils sont donc limités à des travaux de prothèse fixée.

Des prothèses fixées de très grande étendue sont réalisables mais nécessitent un assemblage par soudage. Ce soudage par laser, microplasma ou infrarouge se fait sous argon [13].

3 . 6 . 3  -  Les procédés d'électroérosion

L'électroérosion du titane met en oeuvre une soustraction du matériau à partir de matière forgée. Cette élimination de matière se pratique par étincelage obtenu sous forme de décharges électriques qui provoquent une fonte ponctuelle du métal qui est immédiatement éliminé par le passage d'un liquide diélectrique entre la pièce forgée et l'électrode. Actuellement, ce procédé est le moins utilisé des trois.

Les techniques de coulée et d'usinage présentent chacune des avantages et des inconvénients :

  • La mise en oeuvre par coulée permet la réalisation de pièces complexes et uniques. Cependant un certain nombre de problèmes subsistent, tels les défauts de coulée et la formation d'alphacase. Cette couche difficilement éliminable provoque une nette diminution de la résistance de la liaison ceramo-metallique [9].
  • La mise en oeuvre par usinage permet la fabrication de pièces sans porosité et sans alphacase, de l'élément unitaire au bridge complet implantaire.

3 . 7  -  Aptitude à la liaison céramo-métallique du titane

La surface des pièces coulées en titane est sujette à la contamination par l'oxygène et interagit avec les matériaux de revêtement. La couche extérieure d'alpha-case caractéristique d'une oxydation à haute température, est un obstacle à l'établissement de la liaison céramo-métallique.
Il est indispensable d'éliminer cette couche, par sablage à l'alumine non recyclé, avant cuisson de la céramique. Ceci crée des rugosités limitant le risque de fissuration à l'interface. Certains auteurs ont préconisé une attaque de surface à l'acide (HNO3-HF) pour nettoyer la surface du titane.

Le très faible coefficient de dilatation thermique (9,6 x 10-6/°C) exige l'utilisation de céramique spécialement conçue pour le titane [4].

Une étude a montré qu'il était préférable de cuire une céramique basse fusion spécifique sous atmosphère réduite d'argon plutôt que sous vide. Un revêtement projeté d'or permet encore d'améliorer la liaison céramo-métallique sans pour autant atteindre les valeurs obtenues avec les alliages conventionnels. Dans les conditions de cette étude et quel que soit le traitement de surface, les alliages coulés présentent une résistance au test de flexion de la liaison céramo-métallique supérieure à celle des échantillons usinés [11].

Les céramiques basse fusion, spécifiques au titane, ont été maintenant développées. Bien que leur coefficient d'expansion thermique ait été adapté à celui du titane, la valeur de la liai-son est encore inférieure à celle obtenue avec un alliage base palladium [14].

9/10