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Entretien avec le développeur du contre-angle Torqtech rouge

 

Partie 1 : Vers une pièce à main motorisée compétitive sur le marché mondial ! L'évolution du contre-angle Torqtech rouge

- Tout d'abord, comment s'est déroulée la mise au point du contre-angle Torqtech rouge ?

Tanaka : Les pièces à main dentaires sont classées en deux catégories : les turbines à air et les contre-angles motorisés. Les turbines à air sont capables d'une rotation rapide avec une grande efficacité de coupe, tandis que les pièces à main à moteur permettent un réglage précis pour la coupe et le polissage. Morita profite d’une large part de marché pour les turbines à air, avec le lancement de la TwinPower en 2000, suivi de la série TwinPower X dotée d'un mécanisme anti-retour en 2007, et de la série TwinPower Ultra (Powerful Micro Head) dotée d'une tête compacte en 2010. Par ailleurs, la pratique de la dentisterie nécessitait de plus en plus de contre-angles rouges - entre autres pièces à main à moteur - combinant une rotation rapide, efficacité et contrôle précis. À l'époque, le développement des contre-angles rouges avait été mis de côté par Morita. Nous avons commencé par développer un contre-angle rouge compétitif sur le marché mondial et en avons fait un produit phare de notre gamme de pièces à main.

À l'intérieur de son corps, le contre-angle rouge démultiplie par cinq la rotation. Elle passe de 40 000 tr/min à 200 000 tr/min. Cette rotation est près de 100 fois plus rapide que celle d'un moteur d'automobile, ce qui montre à quel point le système de démultiplication incorporé dans le produit doit être durable.

 

- Pourriez-vous expliquer plus en détail pourquoi le contre-angle rouge de l'époque avait une forme aussi rustique ?

Tanaka : À l'époque, les contre-angles rouges étaient construits avec deux engrenages. La vitesse était démultipliée 5 fois : environ x 3,7 dans le corps et environ x 1,3 dans la tête. Avec le design conventionnel, il était impossible d’éviter la forme classique très courbée. Celle-ci interférait avec les dents de devant lors de l'accès aux molaires. Il s'agissait d'un inconvénient majeur du contre-angle rouge. La forme ne pouvait être idéale en raison des mécanismes internes plus complexes que ceux des turbines.

 

- C'est la raison pour laquelle tous les modèles des autres concurrents avaient des formes aussi rustiques ?

 

- Comment s'est déroulé le développement proprement dit ?

Tanaka : Habituellement, la conception d'un système de démultiplication commence par la partie mécanique, et le corps est façonné pour s'adapter à la structure interne. Toutefois, cette procédure n'aboutit qu'à des formes similaires à celles des produits conventionnels. C'est pourquoi, nous avons décidé de déterminer d'abord la forme idéale du corps, puis de trouver le moyen d'y intégrer le système de démultiplication. Avec ce concept inversé, il a fallu procéder par essais et erreurs. Le système de double système d’engrenages coniques de type pignon/couronne a été mis au point au cours de ce processus. Nous avons réussi à placer le système de démultiplication à l'intérieur du corps en passant de deux à trois jeux d'engrenages et en inclinant légèrement les axes. L'ergonomie et l'accès aux molaires s'en trouvent considérablement améliorés, ce qui favorise le confort du praticien et du patient. Nous sommes convaincus qu'il s'agit de la forme la plus idéale à l'heure actuelle, car une réduction supplémentaire de la taille des engrenages compromettrait la durabilité.

 

- Pourriez-vous décrire plus en détail le double système d’engrenages coniques de type pignon/couronne ?

 

- Quel est le mécanisme de démultiplication ?

Tanaka : Le mécanisme d'engrenages pignon/roue est la structure d'engrenage courante. Les dentures sont à l'extérieur. En revanche, dans le cas du mécanisme pignon/couronne, la denture d’un des engrenages est vers l’intérieur. Cette structure permet d'obtenir des dents plus grandes dans un espace plus réduit, ce qui accroît la résistance et la durabilité du système. En revanche, elle entraîne de nouvelles contraintes lors de la fabrication. C’est particulièrement le cas pour les engrenages internes à axes inclinés. La denture des engrenages normaux peut être fabriquée à l'aide d'une fraise classique, mais cette méthode n’est pas adaptée pour les engrenages à denture interne, qui doivent être taillés à l'aide d'une « fraise boule ». Il était auparavant impensable d'utiliser cette méthode pour deux jeux d'engrenages, car elle aurait nécessité beaucoup de temps. Le double système d'engrenage conique interne a remis en question cette idée préconçue.

Toutefois, le double système d’engrenages coniques de type pignon/couronne étant extrêmement spécialisé, il n'existait aucun moyen de mesurer si la forme fabriquée était conforme au design. Nous avons donc dû développer un appareil de mesure de la forme en collaboration avec un fabricant d'appareils. À l'époque, certains au sein de l'entreprise doutaient de la commercialisation d'un contre-angle rouge de haute qualité ne soit possible. Un investissement sans précédent s'est avéré nécessaire pour développer un appareil de mesure en plus de la conception de l'unité Torqtech. (Le caractère innovant du double système d’engrenages coniques de type pignon/couronne a été évalué. Le système a reçu le brevet n° 5645447).

 

- Le contre-angle rouge Torqtech présente-t-il d'autres caractéristiques que vous souhaitez mettre en avant ?

 

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Partie 2 : Le contre-angle rouge Torqtech Ultra Mini, le plus compacte au monde !

- En 2022, l'Ultra Mini a rejoint la gamme de contre-angles Torqtech rouge.

Nous avons également reçu de nombreuses demandes pour une tête plus petite pour le contre-angle rouge. Toutefois, la réalisation de ce projet s'est heurtée à des difficultés particulières qui n'existaient pas lors de la réduction de la taille de la tête des turbines. La réduction de la taille de la tête d’une turbine est obtenue en réduisant la taille du rotor. En revanche, comme un contre-angle rouge est entraîné par un moteur, la réduction de la taille des engrenages entraînerait des contraintes trop importantes sur ceux-ci et sur les roulements. La durabilité en serait affectée. Nous devions donc réduire la taille des roulements sans modifier le système de démultiplication, tout en augmentant sa durabilité.

 

- Il y avait des difficultés particulières qui n'existaient pas lors de la réduction de la taille de la tête de turbine. Comment avez-vous amélioré le roulement ?

Tanaka : Un roulement classique comporte une bague intérieure et une bague extérieure, de part et d’autre d'une gorge où les billes tournent. Une cage retient ces billes à intervalles égaux. Cette pièce est l'élément le plus crucial d'un roulement et aussi le plus vulnérable aux dommages. Si du métal était utilisé pour la cage, elle s’userait à cause de la vitesse de rotation. C'est pourquoi, nous utilisons une résine spéciale pour l'Ultra Mini. Malgré une résistance inférieure à celle du métal, l’extrême légèreté des résines les rend plus résistantes à l'usure due à une rotation rapide. D’un autre côté, les résines courantes se détériorent facilement à haute température et seraient donc extrêmement vulnérables à la stérilisation. Pour résoudre ce problème, nous utilisons une résine spéciale qui résiste à la fois à la chaleur et à la vapeur pour la cage de l'Ultra Mini.

 

- Il y avait des difficultés particulières qui n'existaient pas lors de la réduction de la taille de la tête de turbine. Comment avez-vous amélioré le roulement ?

 

- Avez-vous également amélioré la structure, en plus du matériau ?

Tanaka : Il existe deux structures de roulements : les roulements à gorge profonde et les roulements à contact oblique. Un roulement à gorge profonde comporte une bille placée dans une gorge profonde, la cage ensère les billes qui sont maintenues par les 2 bagues. C'est la structure utilisée pour les contre-angles rouges conventionnels. L'Ultra Mini utilise un roulement à contact oblique, qui supporte une charge axiale plus importante qu'un roulement à gorge profonde. Dans un roulement à contact oblique, les bagues interne et externe retiennent chacune les billes d’un seul côté. Les billes sont en outre placées dans une cage en forme de panier. L'utilisation d'un roulement à contact oblique nous a permis de doubler la résistance de la cage et de réduire les tensions axiales. Grâce à des expériences répétées et à des tests de durabilité, nous avons atteint les spécifications actuelles du roulement en environ cinq ans. Le roulement est le cœur des turbines et des contre-angles et il est le plus vulnérable aux dommages. La technologie progressant continuellement au fil du temps, notre développement n'a jamais cessé, même après la sortie de l'Ultra Mini en 2022.

 

- L'Ultra Mini dispose également d'une méthode de pulvérisation d'eau améliorée.

 

Tanaka : Un contre-angle rouge conventionnel utilise un système de pulvérisation d'eau à trois orifices ce qui implique un réseau complexe à l'intérieur de la tête et nécessite donc une plus grande dimension. Pour cette raison, nous avons conçu la tête Ultra Mini de façon à utiliser un système exclusif de pulvérisation d'eau à orifice unique.

Cependant, avec un système normal, la puissance de pulvérisation d'eau aurait tout simplement été divisée par 3. Comme les contre-angles rouges sont souvent utilisés sous des charges plus élevées que les turbines à air, le refroidissement de la fraise est très important car la chaleur générée dans la zone de coupe peut avoir un effet néfaste sur la pulpe de la dent.

Pour éviter ce problème, nous avons mis au point ce nouveau système de pulvérisation d’eau sur une plus large surface. Il comporte un seul orifice de pulvérisation d'eau entouré de 4 orifices d’injection « chip air ». Ce design oriente le flux d'eau au centre et lui fait prendre une forme en éventail. Cela permet de refroidir une zone plus large, de la tige de la fraise à sa pointe.

 

- Quelles idées ont été utilisées pour le système à un orifice large ?