Brevet FR2578055A1 — publié le 19860829

La présente invention concerne un instrument de mesure destiné à déterminer certaines propriétés physiques des matériaux de réplique, et notemment leur aptitude à la reproduction des détails. I1 existe des instruments composés d'un socle métallique à surface plane, sur laquelle est gravée une série de li -gnes parallèles, caractérisées selon la figure 1 par une longueur de l'ordre de 30 mm., une largeur selon chaque ligne de 20 micro-mètres, 50, 75, etc..., un angle de 90 ou 60 degrés. Ces gravures ont été définies dans la norme ISO n" 1563, et AFNOR correspondante. Le praticien exécute une réplique de ces lignes à l'aide d'un matériau de moulage, et vérifie que la morphologie de chaque ligne est bien reproduite, par inspection au micro -scope. I1 effectue dans un second temps, une deuxième réplique d'après la première, effectue la meme inspection sur-le deuxième matériau, et en déduit son degré de reproductibilité, en vérifiant quelle est la ligne la plus fine correctement et complètement reproduite. Ces bloc tests sont en aciers; la ligne la plus fine re -quise par certains textes normalisés est 20 microns de largeur. Une série de critiques peut etre formulée à l'encontre de ces instruments. En effet la nature des aciers employés, induit parfois des phénomenes de collage avec certains matériaux, et particu -lierement avec les alginates. Dans les indentations les plus fines peuvent subsister parfois des débris arrachés au moment du démoulage. Dans un deuxième temps, de récents progrès effectués dans la composition des matériaux de réplique, pour augmenter leur affinité réciproque, laissent apparaitre que des topographies largement inférieures à 20 microns peuvent etre correctement reproduites à l'aide d'une double réplique. Un artefact dans l'écoulement des matériaux peut toujours interrompre la continuité d'une ligne d'une manière acci -dentelle. L'examen d'une seule ligne ne présente pas un caractère statistique, et oblige à une série suffisante de répliques devant etre examinées ensuite une par une. L'examen de ces lignes est malaisé, long, et peut laisser place à interprétation. La présente invention vise à supprimer ces inconvénients. Elle permet en effet d'effectuer avec une seule manipulation la lecture d'un faisceau de lignes convergentes. Ces lignes sont de largeur et de profondeurs cr$ssantes, et sont convergentes dans la direction de leur plus petite largeur. L'inspection se fait donc sur une surface et non sur une seule ligne: la surface représentée par le faisceau de lignes. L'examen en micoscopie révèle exctement l'interruption de chaque ligne. Mais la simple inspection visuelle est possible, et suffit à déceler un changement d'aspect, à l'endroit ou le faisceau n'est plus reproduit. Des differences de rugosité, de brillance, de couleur sont en effet perceptibles à l'oeil. Les lignes les plus extériures du faisceau sont étalonnées traduisant, soit un coefficient sans dimension, soit la largeur de la ligne. L'exaRiaminateur pourra de plus faire une moyenne entre les deux echelles graduées. L'invention améliore donc le caractère statistique des mesures, en ce sens qu'une série de lignes sont lues d'un coup; mais surtout qu'une série convergente de ces lignes crée une surface plus accessible à l'oeil. Une facilité, ainsi qu'un gain de temps substanciel sont ainsi acquis. Le fait que ce faisceau soit composé de lignes de profondeur et largeur décroissantes, permet une séparation par changement d'aspect, et une lecture directe sur une échelle de mesure. Pour mémoire, nous choisissons des matières n'autorisant pas le collage, et des lignes s'élargissant de 1 à 75 micromètres. Les moyens mis en oeuvre pour parvenir à ces résultats, sont les suivants. Un support est constitué par un disque dont l'une des faces est rendue plane et polie selon les procédés classiques de finition des surfaces. Ce disque peut etre travaillé dans divers matériaux, tels que des résines synthétiques, des céramiques alumineuses, des métaux, etc... A partir du centre de la surface planéifiée, et selon la figure 2, une série de segments de rayons, sont gravés de manière à ce que la largeur de la gravure soit de 1 micron de corde vers le centre du cercle, et de 75 microns de corde vers la périphérie. Chaque gravure représente dans le plan de référence du disque, une surface pouvant etre définie, par la-longueur des segments, la dimension des arcs de cercle, ou leur degré d'angle. La profondeur de chaque gravure est identique, et présente une pente régulière du centre du cercle vers la périphérie. Voir figure 3. La section d'une série de gravures est représentée par les trois variantes de la figure nO 4, selon section concentrique. Sur les profils 4.1 et 4.2, le fond de chaque gravure est triangulaire. Chacune peut etre séparée de sa voisine::un plateau apparait ainsi sur le profil. Si elles sont directe -ment contigues, il apparait un pic. Le profil de la figure 4.3, représente une section sinusoidale des gravures, dont l'amplitude et la période peuvent etre variables. Dans ce cas le fond de chaque gravure n'est pas triangulaire, mais arrondi. Un instrument de mesure à gravures radiales est ainsi conçu. Le nombre- de ces rainures peut couvrir une partie de la surface du disque ou sa totalité. Une variante géométrique de ces rainures peut aussi etre concue selon la figure n" 5, par une spirale, à la manière d'un disque microsillon. A chaque spire, en partant du centre du disque, la rainure ira en augmentant a la fois de largeur et de profondeur. L'enfoncement de l'outil de gravure ira donc en augmentant, au fur et à mesure de l'éloignement du centre du disque, d'autant plus fortement que la vitesse linéaire des spires à graver ira en augmentant. On obtient donc sur la surface, une gravure de plus en plus large, en s'éloignant du centre du disque, et en meme temps de plus en plus profonde. Une coupe radiale indiquera donc une sinusoide de période et d'amplitude crois-santes. Ce procédé peut etre retenu car il représente une plus grande facilité de fabrication. La limite de reproductibilité de chaque couple de matériaux de moulage, est inscrite dans l'éloignement au centre du disque, dans le cas de gravure radiale, -ou en spirale. Une échelle de graduations est disposée, dans les deux cas selon un, ou deux rayons du disque. Voir figure 2. Ce-s-graduations peuvent traduire directement la largeur des gravures, ou un coefficient sans dimension. A titre d'exemple non limitatif, est décrite une réalisation de l'invention, plus particulièrement destinée à la mesure de matériaux dentaires. Un disque de céramique alumineuse de 1 cm. d'épaisseur, sur 6 cm. de rayon est planéifié et poli selon les procédés de finition des surfaces. Ce disque est caractérisé par une énergie de surface, qui se rapproche de celle de l'émail humain. (hydroxi-apatite) I1 est de faible porosité. Une série de gravures radiales, de largeur 1 à 75 micromètres d' angle de 90" sur le fond, séparées par des largeurs identiques non gravées, est crée par l'enfoncement p*ogrssif d'un outil de coupe de faible rayon de courbure.(diamant) L' outil de coupe est animé d'un mouvement orthogonal, creusant davantage au fur et à mesure de 1 'éloignement du centre du disque. La pièce.est animée d'un mouvement de rotation dans le but d'assurer l'orientation radiale des gravures. Une machine à commandes numérique programme l'enfoncement de 1 'outil. Une cinquantaine de ces gravures ont dues ainsi etre crées. Deux echelles de mesure identiques sont situées sur les gravures situées de part et d'autre du faisceau. La première est en regard de la largeur 5 microns, et la dixième en regard de la largeur 75 microns. Elles séparent des distances égales. L'essai réalisé avec les couples de matériaux CALGINAT, marque d'alginate pour usage dentaire, et CALGIROC, platre à mouler d'usage dentaire, materiaux optimisées dans un but d'affinité réciproque par le nombre et la taille des cristaux du platre, montre effectivement un changement d'aspect situé vers la gra -duation 2. L'examen en microscopie révèle une reproduction correcte du faisceau, située entre les graduations 1 et 2, c'est à dire entre les largeurs 5 et 10 micromètres. Divers platres coulés dans le meme alginate traduisent des degrés divers d'affinité. REVENDICATIONS 1- dispositif pour la mesure de reproductibilité des maté -riaux et couples de matériaux de réplique, comportant un socle, dont l'une des faces est rendue plane et polie, et des gorges en creux gravées sur cette surface, dont les caractéristiques sont les suivantes: a/ leur disposition est radiale b/ elles sont de largeur croissante et de profondeur croissante au fur et à mesure de leur éloignement du centre du disque c/ elles ont une section triangulaire d/ elles sont séparées l-'une de l'autre par un plateau non gravé e/ elles -sont toutes identques, et forment un faisceau d' une certaine surface 2- dispositif selon 1, caractérisé par des graduations situées de chaque coté du faisceau formé, traduisant la largeur et la profondeur de chaque ligne 3- dispositif selon 1, caractérisé par une section sinusoidale des gravures, en coupe concentrique 4- dispositif selon 1, caractérisé par une gravure en spirale, partant du centre du disque et aboutissant à sa périphérie, de largeur et profondeur croissantes 5- dispositif selon 1 et 4, ne ménageant pas de surface plane entre chaque ligne ou spire 6- dispositif selon 1, caractérisé par un couvercle destiné à recevoir les matériaux. ~ dispositif selon 1 et 4, caractérisé par une pénétration plus ou moins progressive de l'outil de coupe, créant ainsi un élargissement des gravures plus ou moins accentué.