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Analisi di strumenti per endodonzia - Attività sperimentale (2)

Tesi di laurea dell'ingegner Lapo Vitali in "Analisi delle sollecitazioni torcenti in strumenti per endodonzia durante il trattamento canalare" presentata al XXX Convegno Nazionale AIAS tenutosi ad Alghero (SS) dal 12 al 15 settembre 2001

Relativamente ai motori elettrici in corrente continua è noto che alimentando un motore sotto una tensione costante, questo aumenta o diminuisce la propria velocità rispettivamente diminuendo o aumentando la coppia resistente all’ albero motore. Un sistema in grado di mantenere costante la velocità di rotazione dell’ albero di un motore elettrico deve quindi basarsi sulla possibilità di variare la tensione di alimentazione, in modo che se la coppia resistente all’ albero aumenta, occorre aumentare anche la tensione di alimentazione e viceversa, allo scopo di compensare le variazioni di corrente assorbita dovute alle variazioni della coppia resistente (ad esempio per il motore di Tecnika un aumento di coppia resistente pari a 13,6 mNm determina un aumento di corrente assorbita dall’ alimentatore pari a 1 A). Un modo semplice e spesso utilizzato per variare la tensione di alimentazione di un motore in corrente continua allo scopo di regolarne la velocità, è sfruttare la tecnica PWM: si alimenta il motore non tramite una tensione continua, ma con una tensione variabile nel tempo secondo un’ onda quadra, che per il sistema di controllo di Tecnica ha un periodo di 1,5 ms; il sistema di controllo è in grado di variare il tempo in cui la tensione è alta rispetto a quello in cui è bassa, determinando in tal modo una variazione del valore medio di tale tensione, che alimenta effettivamente il motore.

Fig. 4 La macchina ATR - Tecnika

Il tempo in cui la tensione è alta rapportato al periodo si dice duty cycle; il regolatore del sistema motorizzato utilizzato registra ad ogni fine periodo la velocità di rotazione e, se ne percepisce delle variazioni, aumenta o diminuisce il duty cycle a seconda se la velocità tenda rispettivamente a diminuire o aumentare (infatti se la velocità diminuisce la coppia resistente all’ albero aumenta ed è necessario un aumento della tensione di alimentazione per compensare l’ aumento di corrente assorbita che ne deriva).

Ovviamente il sistema è tarato in modo che ad un certo scarto di velocità rispetto al valore programmato corrisponda la giusta variazione del duty cycle. Il sistema motorizzato utilizzato è in grado di mantenere costanti tre livelli di velocità dello strumento a seconda del programma specificato dall’ utente (di solito è consigliato quello corrispondente a una velocità di 250 rpm): una volta impostato il programma lo strumento gira alla velocità desiderata sia a vuoto sia sotto carico (cioè mentre lavora all’ interno di un canale). Ad ogni programma è associato anche un valore limite della coppia resistente, e quindi del duty cycle, superato il quale l’ utilizzatore può impostare o un segnale acustico di avvertimento, o il bloccaggio del motore o, infine l’ inversione del senso di rotazione. Con questi accorgimenti gli utenti sono in grado di evitare rotture indesiderate degli strumenti, in caso di canali difficili da trattare, per valori di coppia resistente che superano quelli di resistenza statica. Le limitazioni sulla coppia resistente sono anche molto utili affinché chi esegue il trattamento endodontico utilizzando una simile attrezzatura acquisti una manualità orientata verso valori di coppia resistente sempre più bassi, in modo tale che la vita a fatica a torsione possa spostarsi su un numero più alto di canali trattabili senza incorrere nella frattura degli strumenti. La procedura di acquisizione della coppia resistente agente sugli strumenti è stata basata sul campionamento della corrente assorbita dal motore. Tale grandezza è stata campionata attraverso conversione analogico-digitale ottenuta attraverso una scheda di acquisizione dati montata su un comune PC. La digitalizzazione dei valori di corrente assorbiti permette la successiva elaborazione degli stessi tramite il calcolatore. E’ importante precisare che così facendo si misura la coppia resistente all’ albero del motore elettrico, direttamente proporzionale a quella al mandrino del manipolo, che rappresenta a sua volta la coppia resistente risultante, somma di tutte le forze che lo strumento deve vincere mentre lavora all’ interno del canale e distribuite per tutta la lunghezza di lavoro.











Sommario

Strumenti per il trattamento canalare

Attività sperimentale (1) (2) (3)

Risultati delle prove sperimentali

Commenti e Conclusione

Biografia