Cinématiques des MOCN destinées au secteur dentaire

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  • Publié le . Paru dans Biomatériaux Cliniques n°1 - 15 mars 2023 (page 95-101)
Information dentaire

Cet article sur la thématique de l’ingénierie mécanique appliquée aux biomatériaux dentaires prolonge le sujet dédié à l’usinage de pièces prothétiques par fraisage. Il se veut pédagogique et s’intéresse aux différentes cinématiques de Machines-outils à commande numérique (MOCN), aussi appelées « usineuses », destinées au secteur dentaire.

Dans un premier temps, les notions de Degrés de liberté (DDL), cinématique et axes numériques sont définies. Ensuite, les différentes cinématiques, leurs illustrations et applications dans le secteur dentaire sont données. Enfin, les impacts des cinématiques machines sur la géométrie et l’intégrité de surface prothétique sont abordés.

Définitions

Degrés de liberté

Pour tout objet dans l’espace, il existe six mouvements possibles (trois translations notées : Tx, Ty, Tz, et trois rotations notées : Rx, Ry, Rz). Ces mouvements s’opèrent respectivement suivant et autour des axes d’un repère orthonormé direct X, Y et Z (fig. 1). Ces mouvements sont appelés « Degrés de liberté » (DDL) (degrees of freedom, DOF). Les trois translations permettent à l’objet d’atteindre n’importe quel point dans l’espace. Les trois rotations offrent la possibilité d’orienter l’objet autour d’un point.

De la même façon, ce sont ces six degrés de liberté qui sont mis en œuvre pour positionner virtuellement la prothèse sur la dent préparée au travers d’un logiciel de CFAO dentaire (fig. 2a, b).

Cinématique

La cinématique (kinematic, en anglais) est la branche de la physique qui étudie les mouvements (ciné- du grec kinêsis, mouvement). La génération d’une surface, surtout si elle est complexe, comme dans le secteur dentaire, oblige à combiner et à coordonner les mouvements (translations et rotations) de l’outil par rapport à la pièce à usiner.

La cinématique d’une machine d’usinage correspond à la structure (assemblage) des différents axes (linéaires et rotatifs) ainsi qu’aux choix technologiques associés qui sont faits.

Axes principaux

D’après les normes ISO 2806 et ISO 841 [1,2], un axe est défini comme étant la direction dans laquelle une partie de la machine peut bouger dans un mode linéaire ou rotatif (fig. 3a). Les mouvements linéaires principaux de la machine, parallèles aux axes du système d’axes machine sont désignés par X, Y et Z. A, B et C désignent respectivement des axes rotatifs autour des axes linéaires X, Y et Z.

• Axe Z : il est parallèle à l’axe de rotation de la broche principale de la machine. Quand il existe plusieurs…

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