Análisis de la influencia del acabado superficial convencional y por micromecanizado del Polipropileno en el coeficiente de fricción con la piel

RESUMEN: El objetivo de la investigación es analizar cómo afecta el acabado superficial del Polipropileno (PP) en el coeficiente de fricción con la piel mediante estudios experimentales y una posterior réplica numérica. Para esto se realizaron estudios de indentación dinámica en un voluntario sin ningún tratamiento previo, en un recinto con una temperatura de 24 °C a 25.7°C y 49 % a 50 % de Humedad Relativa. Se utilizaron probetas de PP tipo disco de 15 mm de radio con tres diferentes acabados superficiales, dos de ellos se obtuvieron mediante desbaste superficial usando papeles abrasivos con tamaños de grano 60 y 360. Los estudios experimentales demuestran que el coeficiente de fricción dinámico promedio entre el PP y la piel humana depende del acabado superficial, pero se comprobó que para describir de manera más precisa la interacción PP-Piel humana se deben incluir variables como la fuerza normal, temperatura y humedad, las cuales no fueron incluidas dentro de esta investigación. Existen diversos modelos constitutivos que pueden representar el comportamiento mecánico y la mecánica de contacto de la piel humana en los estudios numéricos, por esto se replica un estudio de tracción uniaxial utilizando propiedades y modelos obtenidos de la literatura, observando que los modelos hiperelásticos describen de mejor manera el comportamiento de la piel humana. Utilizando condiciones de bordes similares a las del estudio experimental y propiedades mecánicas hiperelásticas, se elaboró un modelamiento numérico en el software ABAQUS ®. Usando el perfil real de la probeta se obtuvieron magnitudes de coeficientes de fricción similares a las obtenidas experimentalmente. Finalmente usando las mismas condiciones numéricas, se evaluaron nueves perfiles para el PP micromecanizables con forma de rectangular, donde se variaron los parámetros Ra y HSC, eligiendo el perfil más conveniente para ser implementado en sockets para amputados transfemorales con el objetivo de mejorar el confort de esta población al usar su prótesis

Análisis estático para optimizar un chasís de patín de carreras sobre ruedas

La forma de patinar de los deportistas ha ido evolucionando a través del tiempo debido a diversos factores tales como: el cambio de patines convencionales a patines en línea, el tamaño de las ruedas y la intención de reducir el esfuerzo físico del patinador para realizar la misma distancia con menos energía. En el patinaje de velocidad se desarrolló la técnica de doble empuje para mejorar el rendimiento, esta técnica ha provocado fallas en el chasís del patín debido a los esfuerzos a los que es sometido. A partir de una caracterización del material, de un análisis de la cinemática del movimiento y el cálculo de las cargas estáticas generadas en el punto más crítico del ciclo de la técnica, se elaboran modelos computacionales para dos tipos de chasís y mediante simulación numérica se obtienen los esfuerzos y se realiza un análisis de falla, para posteriormente elaborar una optimización geométrica AbstractStatic analysis to optimize a skates’ frame of inline speed skatingThe way how skate has evolved over time due to various factors such as the change of conventional skates to inline skates, the size of the wheels and the intention to reduce the physical effort of the skater to perform the same distance with less energy. In speed skating double push technique was developed to improve the performance, this technique has led to failures in the skate chassis due to the stresses to which it is subjected. Computational models for two types of chassis were made through a characterization of the material, the analysis of the kinematics of motion and the calculation of static forces generated at the most critical point in the cycle and the failure analysis was obtained by numerical simulation with the aim of developing a geometrical optimization that guarantees a durable and reliable product, giving to athletes a better device for this sport.Keywords: Speed skating; double push technique; finite elements; geometrical optimization; stresses analysi

Comparison of frictional resistance between passive self-ligating brackets and slide-type low-friction ligature brackets during the alignment and leveling stage

To compare the frictional resistance between passive self-ligating brackets and conventional brackets with low-friction ligature under bracket/archwire and root/bone interface during dental alignment and leveling. A tridimensional model of the maxilla and teeth of a patient treated with conventional brackets, and slide ligatures was generated employing the SolidWorks modeling software. SmartClip self-ligating brackets and Logic Line conventional brackets were assembled with slide low-friction ligatures, utilizing archwires with different diameters and alloys used for the alignment and leveling stage. Friction caused during the bracket/archwire interface and stress during the bone/root interface were compared through a finite element model. SmartClip and Logic Line brackets with slide elastomeric low-friction elastomeric ligature showed similar frictional stress values of 0.50 MPa and 0.64 MPa, respectively. Passive self-ligating brackets transmitted a lower load along the periodontal ligament, compared to conventional brackets with a low-friction ligature. Slide low-friction elastomeric ligatures showed frictional forces during the bracket/archwire interface similar to those of the SmartClip brackets, while the distribution of stresses and deformations during the root/bone interface were lower in the passive self-ligating brackets

Metodología alternativa para elaborar modelos geométricos de anatomía dental

Alternative methodology to elaborate geometrical models of dental anatomySe pretende proponer una metodología alternativa para elaborar modelos geométricos de anatomías dentales para estructuras de dientes incisivos y caninos, y crear modelos CAD apropiados para un posterior estudio por método. Se describe la metodología aplicándola a la construcción de un Incisivo maxilar lateral izquierdo, donde posteriormente se analiza, a modo de ejemplo, el comportamiento del elemento creado bajo una carga de 200 N; esta carga genera un desplazamiento de 27 µm y un esfuerzo Von Mises máximo de 92.588 MPa. Alternative methodology to elaborate geometrical models of dental anatomy The aim of this article is to propose an alternative methodology to elaborate geometrical models of dental anatomy for incisors and canines structures, and to create appropriate CAD models for a further numerical method study. The methodology is described applying it to the construction of a maxillary left lateral incisor. Then the crated element is analyzed, as an example, under a load of 200 N. This load generates a displacement of 27 µm and a maximum Von Mises stress of 92.588 MPa

Avaliação da distribuição de esforços de uma restauração imediata implantossuportada em três fases de cicatrização: Análise de elementos finitos

Introduction: to evaluate the distribution of von Mises stress in implant-supported restorations, with a temporary pillar of Peek and one of titanium, in three stages of healing (zero day, 1.5 months and 3 months). These evaluations were carried out bfem) method.   Methods: A Tapered Screw-Vent® implant (ref .: TSVB10 Zimmer Dental) of 13 mm length by 3.7 mm diameter was modeled with a 3.5 mm platform, a Peek abutment, a titanium abutment, a screw, a crown Pmma of an upper central incisor, a cortical and spongy bone with different densities depending on the stage of healing; the Solid Works 2010 cad Software was used, processed and analyzed through the ansys Software version 14. The von Mises stress distribution was evaluated, applying oblique loads with a magnitude of 200N.   Results: the concentration of stress in the apical spongy bone is 10 times greater on day zero than in the other moments of healing. The models of abutments in peek at the time 1.5 and 3 months showed almost two times greater efforts in the implant than the models in titanium; similar values wer e observed von Mises when comparing the moment 1.5 and 3 months.   Conclusions: on the zero day of healing the greatest amount of effort is concentrated in the apical portion of the cancellous bone, the Peek pillars transmit more effort to the implant screw, the crestal bone formation helps a better distribution of the stress in the system.Introducción: el propósito de esta investigación fue evaluar la distribución de esfuerzos von Mises en restauraciones implanto soportadas, con un pilar temporal de PEEK y uno de titanio, en tres etapas de cicatrización (día cero, 1, 5 meses y 3 meses). Estas evaluaciones fueron realizadas por medio del método de análisis de elementos finitos (MEF). Métodos: se modeló un implante Tapered Screw-Vent® (ref. TSVB10 Zimmer Dental) de 13 mm de longitud por 3.7 mm diámetro con una plataforma de 3.5 mm, un pilar de PEEK, un pilar de titanio, un tornillo, una corona de PMMA de un incisivo central superior, así como hueso cortical y esponjoso con diferentes densidades dependiendo del estadio de cicatrización; se utilizó el Software CAD de Solid Works 2010 (Solid Works Corp., Concord, MA, USA), y posteriormente se procesó y analizó a través del Software ANSYS versión 14. Se evaluó la distribución de esfuerzos von Mises, aplicando cargas en sentido oblicuo con una magnitud de 200N. Resultados: la concentración de stress en el hueso esponjoso apical es 10 veces mayor en el día cero que en los demás momentos de cicatrización; los modelos de pilares en PEEK en el momento 1, 5 y 3 meses mostraron casi dos veces mayor esfuerzos en el implante que los modelos de pilar en titanio; se observaron valores similares von Mises al comparar el momento 1, 5 y 3 meses. Conclusiones: en el día cero de cicatrización, se concentra la mayor cantidad de esfuerzo en la porción apical del hueso esponjoso, los pilares de PEEK trasmiten mayor esfuerzo al tornillo del implante, la formación de hueso crestal ayuda a una mejor distribución de los esfuerzos en el sistema.Introdução: avaliar a distribuição do estresse de von Mises em restaurações implantossuportadas, com um pilar temporário de Peek e um de titânio, em três estágios de cicatrização (zero dia, 1,5 meses e 3 meses). Essas avaliações foram rmef ).   Métodos: Um implante Tapered Screw-Vent® (ref.: TSVB10 Zimmer Dental) de 13 mm de comprimento por 3,7 mm de diâmetro foi modelado com uma plataforma de 3,5 mm, um pilar Peek, um pilar de titânio, um parafuso, uma coroa Pmma de um incisivo central superior, um osso cortical e esponjoso com diferentes densidades dependendo do estágio de cura; O software cad Solid Works 2010 foi utilizado, processado e analisado através da versão 14 do software ansys. A distribuição de tensão de von Mises foi avaliada, aplicando cargas oblíquas com magnitude de 200N.   Resultados: a concentração de estresse no osso esponjoso apical é 10 vezes maior no dia zero do que nos outros momentos de cicatrização. Os modelos de abutments em Peek na época de 1,5 e 3 meses mostraram esforços quase duas vezes maiores no implante do que os modelos em titânio; Valores semelhantes foram observados em von Mises quando comparados os momentos 1,5 e 3 meses.   Conclusões: no dia zero de cicatrização a maior quantidade de esforço está concentrada na porção apical do osso esponjoso, os pilares do Peek transmitem mais esforço ao parafuso do implante, a formação do osso crestal ajuda a uma melhor distribuição do estresse no sistem

Avaliação dos micromovimentos na interfase osso-implante com carga imediata: análise de elementos finitos

Introduction: The purpose of this research was to evaluate micromovements at the bone-implant interface using a provisional polyetheretherketone (peek) abutment and a polymethyl methacrylate (pmma) crown subjected to immediate loading, in order to establish whether these micromovements can impair implant osseointegration under normal loads. This evaluation was carried out through the finite element analysis (fem) method.   Methods: A 13 mmL, 3.7 mmD Tapered Screw-Vent® implant (ref. (tsvb10 Zimmer Dental) was modeled with a 3.5 mm platform, a peek abutment, a screw, and a pmma crown of an upper central incisor. A cortical bone and a cancellous bone were modeled using Solid Works 2010 computer-aided design (cad) software (Solid Works Corp., Concord, Massachusetts, United States), and then processed and analyzed by the ansys 14.0 software. Micromovements at the bone-implant interface were evaluated by applying loads obliquely with a force of 200 Newtons on the palatal surface of the upper central incisor.   Results: The cancellous and cortical bones showed micromovements with similar values (31.57 and 32.88 μm, respectively).   Conclusions: The maximum micromovements occurred at the level of the implant neck. However, the high-density bone is prepared to receive implants with immediate loading without jeopardizing the osseointegration process.Introducción: el propósito de esta investigación fue evaluar los micromovimientos en la interfase hueso–implante utilizando un pilar provisional de poliéter cetona (PEEK)  y una corona de polimetilmetacrilato (PMMA) sometidos a carga inmediata con la finalidad de establecer si estos micromovimientos pueden perjudicar la oseointegración del implante bajo cargas normales. Esta evaluación fue realizada a través del método de análisis de elementos finitos (MEF). Métodos: se modeló un implante Tapered Screw-Vent® (ref. TSVB10 Zimmer Dental) de 13 mm de longitud por 3,7 mm diámetro con una plataforma de 3,5 mm, un pilar de poliéter cetona, un tornillo, una corona de polimetilmetacrilato de un incisivo central superior, así como hueso cortical y esponjoso utilizando el Software de diseño asistido por computadora (CAD) de Solid Works 2010 (Solid Works Corp., Concord, MA, USA), y posteriormente se procesó y analizó a través del Software ANSYS versión 14. Se evaluaron los micromovimientos en la interfase hueso-implante aplicando cargas en sentido oblicuo con una magnitud de 200 Newtons en la superficie palatina del incisivo central superior. Resultados: el hueso esponjoso y cortical presentaron micromovimientos con valores similares (31,57 y 32,88 μm). Conclusiones: los micromovimientos máximos se dieron a nivel del cuello del implante. Sin embargo, el hueso de alta densidad está preparado para recibir implantes con carga inmediata sin poner en riesgo el proceso de oseointegración.Introdução: o propósito desta pesquisa foi avaliar os micromovimentos na interfase osso-implante utilizando um pilar provisório de polietercetona (peek) e uma coroa dentária de polimetilmetacrilato (pmma) submetidos a carga imediata, com a finalidade de estabelecer se esses micromovimentos podem prejudicar a osseointegração do implante sob cargas normais. Essa avaliação foi realizada por meio do método de análise de elementos finitos (mef).   Métodos: modelou-se implante Tapered Screw-Vent® (ref. tsvb10 Zimmer Dental) de 13 mm de longitude por 3,7 mm de diâmetro com uma plataforma de 3,5 mm, um pilar de peek, um parafuso, uma coroa dentária de pmma de um incisivo central superior, e modelaram-se um osso cortical e um osso esponjoso utilizando o software de desenho assistido por computador (cad) de Solid Works 2010 (Solid Works Corp., Concord, Massachussets, Estados Unidos); em seguida, processou-se e analisou-se por meio do software ansys versão 14. Avaliaram-se os micromovimentos na interfase osso-implante aplicando cargas em sentido oblíquo com uma magnitude de 200 Newtons na superfície palatina do incisivo central superior.   Resultados: o osso esponjoso e o cortical apresentaram micromovimentos com valores similares (31,57 e 32,88 μm, respectivamente).   Conclusões: os micromovimentos máximos foram dados no nível do colo do implante. Contudo, o osso de alta densidade está preparado para receber implantes com carga imediata sem colocar em risco o processo de osseointegração

Simulação de microdeformação óssea de bruxismo em implante dentário anterior

Introduction: The purpose of this research was to evaluate the bone microdeformation of bruxism with dental implants by means of the finite element analysis (FEA) method. Materials and methods: One (1) Tapered Screw-Vent® implant (ref. TSVB10 Zimmer Dental): 13mm long x 3.7mm diameter with a 3.5mm platform, a Zirconium abutment, a screw, resin cement as the cementing agent, a monolithic ceramic crown of an upper central incisor, cortical bone and cancellous bone, was modeled using Solid Works 2010 (SolidWorks Corp., Concord, MA, USA), and later it was processed and analyzed with ANSYS version 14. The von Mises stresses and bone microdeformation (microstrain) were evaluated, applying oblique forces with magnitudes of 200N and 800N. This analysis allowed for evaluating and comparing the microdeformation, both in cortical bone and in cancellous bone in two magnitudes 200N and 800N. Results: Each one of the elements of the modeled structure (crown, abutment, screw, implant, cortical and cancellous bone) when subjected to increased stress, presented particular von Mises and microstrain values with a linear behavior. By subjecting the modeled structure to forces of 200N and 800N, none of the components suffered permanent deformation, that is, the yield point was not exceeded. Conclusion: According to the mechanical behavior of the modeled structure in magnitudes of 800N, it is possible to use a dental implant in a maxillary central incisor, since the parafunctional forces generated by bruxism are not higher than those presented in the modeled structure; Consequently, they do not generate permanent bone deformations.Introducción: el propósito de esta investigación fue evaluar la microdeformación ósea del bruxismo con implantes dentales por medio del método de análisis de elementos finitos (FEA). Materiales y métodos: se modeló un (1) implante Tapered Screw-Vent® (ref. TSVB10 Zimmer Dental) de 13mm de longitud x 3.7mm de diámetro con una plataforma de 3.5 mm, un pilar en Zirconio, un tornillo, agente cementante cemento de resina, una corona cerámica monolítica de un incisivo central superior, hueso cortical y hueso esponjoso, utilizando el Software CAD de Solid Works 2010 (SolidWorks Corp., Concord, MA, USA), y posteriormente se procesó y se analizó a través del Software ANSYS versión 14. Se evaluaron los esfuerzos von Mises y microdeformación ósea (µstrain), aplicando esfuerzos en sentido oblicuo con magnitudes de 200N y 800N. Este análisis permitió evaluar y comparar la (µstrain), tanto en el hueso cortical como en el hueso esponjoso en dos magnitudes 200N Y 800N. Resultados: cada uno de los elementos de la estructura modelada (corona, pilar, tornillo, implante, hueso cortical y esponjoso) sometida al incremento de esfuerzos, presentó valores von Mises y µstrain particulares con un comportamiento lineal. Al someter la estructura modelada a esfuerzos de 200N y 800N, ninguno de los componentes sufrió deformaciones permanentes, es decir, no se superó el límite de fluencia. Conclusión: de acuerdo al comportamiento mecánico de la estructura modelada en magnitudes de 800N, es posible la utilización de un implante dental en un incisivo central superior, debido a que las fuerzas parafuncionales generadas por el bruxismo no son superiores a las presentadas en la estructura modelada, en consecuencia, no generan deformaciones permanentes en el hueso.Introdução: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a microdeformação óssea do bruxismo com implantes dentários por meio do método de análise de elementos finitos (FEA). Materiais e métodos: Um (1) implante Tapered Screw-Vent® (ref. TSVB10 Zimmer Dental): 13 mm de comprimento x 3,7 mm de diâmetro com uma plataforma de 3,5 mm, um abutment de zircônio, um parafuso, cimento resinoso como agente de cimentação, um monolítico coroa de cerâmica de um incisivo central superior, osso cortical e osso esponjoso, foi modelada usando Solid Works 2010 (SolidWorks Corp., Concord, MA, EUA), e posteriormente processada e analisada com ANSYS versão 14. As tensões de von Mises e osso microdeformações(microstrain) foram avaliadas, aplicando forças oblíquas com magnitudes de 200N e 800N. Essa análise permitiu avaliar e comparar a microdeformação, tanto no osso cortical quanto no osso esponjoso em duas magnitudes 200N e 800N. Resultados: Cada um dos elementos da estrutura modelada (coroa, pilar, parafuso, implante, osso cortical e esponjoso) quando submetido a tensões aumentadas, apresentou valores particulares de von Mises e micro-tensões com comportamento linear. Ao submeter a estrutura modelada a forças de 200N e 800N, nenhum dos componentes sofreu deformação permanente, ou seja, o limite de escoamento não foi ultrapassado. Conclusão: De acordo com o comportamento mecânico da estrutura modelada em magnitudes de 800N, é possível utilizar um implante dentário em um incisivo central superior, uma vez que as forças parafuncionais geradas pelo bruxismo não são superiores às apresentadas na estrutura modelada; Conseqüentemente, eles não geram deformações ósseas permanentes