Propriedades Mecânicas em Flexão e Torção de Fios - IME

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RESUMO As ligas de niquel-titânio com efeito memória de forma (EMF) tem sido usadas na manufatura de fios ortodônticos devido as suas propriedades de memória de forma, superelasticidade e resistência a corrosão. As ligas com EMF tem alta resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade quando comparada com as ligas de aço inoxidavel. O comportamento superelástico dos fios de Ni-Ti significa que no descarregamento eles retornam a sua forma original devolvendo forças leves em uma ampla faixa de deformação o que é ideal para a permitir a movimentação dentária. O objetivo desse trabalho é discutir a propriedades mecânicas do Ni-Ti usado na ortodontia e analisar o comportamento de seis fios comercializados no Brasil, incluindo dois diferentes lotes de cada fabricante. Ensaios de flexão e torção foram realizados para determinar o comportamento mecânico superelástico dos fios. O conhecimento dessas propriedades é um fator importante para otimizar os resultados clínicos e melhor atender as necessidades do ortodontista e paciente. Os fios de dois fabricantes apresentaram diferenças nas propriedades mecânicas maiores que 20% entre seus lotes. O fio de um dos fabricantes não apresentou histerese conivente com fios termoativados e diferença de 19% entre os lotes. Os fios termoativados geraram tensões no descarregamento mais próximas de uma força leve fisiológica. Foram encontradas diferenças de até 34 gf no descarregamento entre lotes de mesmo fabricante. Os ângulos de torção usados nos tratamentos ortodônticos não foram suficientes para gerar transformação martensítica induzida por tensão nos fios ensaiados e consequentemente as tensões geradas na recuperação de forma não serão amortecidas. A variação das propriedades mecânicas nos lotes de um mesmo fabricante deve ser levada em consideração em ensaios mecânicos com fios ortodônticos de liga a base de Ni-Ti. Palavras-chave: Flexão de três pontos, memória de forma, superelásticidade e torção 17
ABSTRACT Nickel-titanium (Ni-Ti) shape-memory alloys (SMAs) have been used in the manufacture of orthodontic wires due to their shape memory properties, superelasticity, high ductility, and resistance to corrosion. SMAs have greater strength and lower modulus of elasticity when compared with stainless steel alloys. The pseudoelastic behavior of Ni-Ti wires means that on unloading they return to their original shape by delivering light forces over a wider range of deformation which is good to allow dental displacements. The aim of this work is to discuss the physical, metallurgical, and mechanical properties of Ni-Ti used in Orthodontics in order to analyze the behavior of six wires marketed in Brazil, including two different lots of each manufacturer. Bending tests and torsion tests ware performed to map the superelastic behaviour of the products and the knowledge of these properties is a important step in looking for a pattern of characteristics. This allows to optimize clinical outcomes and better meet the needs of the orthodontist and the patient. Two manufacturers had differences greater than 20% of their lots in the mean stress and resilient modulus in the loading. One manufacturer did not provide hysteresis conniving with thermal activated wires and a difference of 19% between lots. The thermal activated wires generated unloading stress closer to a physiological force. We found differences of up to 34 gf in the unloading stress between lots of the same manufacturer. The angles of torsion induced in the usual orthodontic treatments do not appear sufficient to generate lighter stress in unloading. The variation of mechanical properties in lots of one same manufacturer should be taken into consideration for mechanical assays involving orthodontic Ni-Ti alloy wires. Key words: Three-point bending, shape memory, superelastic and torsion 18
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