Microfabricación: un caso real

TEKNIKER puso en marcha en 1997 un Plan de Especialización, que incluía la creación de una unidad de I+D en tecnologías de ultraprecisión. Este plan contemplaba la realización de varios proyectos de investigación para desarrollar tecnologías, sistemas y adquirir conocimientos sobre el diseño, fabricación y aplicación de componentes de dimensiones micrométricas, hoy en día llamadas microtecnologías. La culminación de todo este proceso fue la creación de un nuevo Centro de Microfabricación e Ingeniería de Precisión, Tekniker MicroMachining (TMM) inaugurado en noviembre de 20001.
Este centro es, sin duda, la apuesta estratégica de TEKNIKER más importante de los últimos años, y se halla en sintonía con las prioridades tecnológicas que en el ámbito internacional se barajan en la actualidad. TMM es en el momento presente el único centro de sus características a nivel nacional, y puede considerarse ya como uno de los talleres de micromecanizado de referencia en Europa. Dispone de una serie de técnicas y equipos de mecanizado, que podemos englobar en procesos de ultraprecisión a través de técnicas convencionales y procesos de micromecanizado en sala blanca provenientes de las técnicas de mecanizado de silicio. Estos procesos han sido abordados desde una doble perspectiva:

• 1. Estudio de los principios básicos de los procesos. Búsqueda y análisis de los parámetros más influyentes mediante experimentación y modelización.
• 2. Aplicación práctica de los procesos para la fabricación de producto final, con clara vocación de industrialización.

En general, para que los microcomponentes fabricados con estas tecnologías lleguen al mercado, su coste de producción final debe ser razonable y asumible. Para ello la única opción posible es el empleo de técnicas de replicación, que permitan la producción en serie de micropiezas, y así, el resto de procesos deben plantearse para dar soporte a la replicación. Con esta idea en el horizonte, en TMM coexisten una serie de procesos destinados a la fabricación de piezas unitarias o series muy cortas, cuya aplicación es la fabricación de utillajes y moldes para su uso en procesos de replicación, destinados a la producción en masa de micropiezas. En esta búsqueda de la industrialización vía productos micro-inyectados, resulta clave disponer de la capacidad, material y humana, necesaria para el diseño y fabricación de micro-moldes.
En este marco, la Fundación Tekniker – IK4 está desarrollando junto con la empresa madrileña EuroOrtodoncia S.L. una nueva gama de brackets dentales para ortodoncia, de mínimo impacto estético, fabricados mediante técnicas de micro-inyección. Los brackets dentales o piezas de fijación dental son unas pequeñas piezas empleadas en ortodoncia para la correcta alineación de los dientes.

Motivación
El mercado de los brackets dentales está en pleno crecimiento a nivel mundial por diversas razones. En las sociedades occidentales este crecimiento se produce porque el cuidado de la boca ha pasado de guiarse por criterios meramente funcionales, centrados en la conservación de las piezas dentales; a expandirse por criterios estéticos. Ya no sólo sirve tener una boca sana, sino que además debe ser bonita. Esto hace que su aplicación se esté extendiendo a otros sectores de población, además de al habitual sector adolescente de los países occidentales. En otras sociedades, a medida que el nivel de vida va creciendo, la ortodoncia y, en general, el cuidado de la boca, pasa a ser una necesidad primaria.
En este entorno el impacto estético del bracket ha pasado de ser un aspecto secundario a convertirse en una de las prioridades del paciente. Actualmente, la mayor parte de los brackets se fabrican en acero inoxidable, con el consiguiente impacto estético en el paciente. Existen dos tipos de brackets denominados “estéticos” por su menor impacto visual, que son los brackets cerámicos y los plásticos. Los primeros consiguen un efecto estético al ser opacos con un color similar al del diente, pero su principal inconveniente es su elevado coste de fabricación y su poder “abrasivo” respecto al diente. Los brackets plásticos obtienen el efecto estético mediante su transparencia, son económicos, pero su mayor limitación proviene de que el resto de sus prestaciones son muy pobres: resistencia mecánica, envejecimiento, resistencia a la hidrólisis, etc. Por estas razones, tanto brackets cerámicos como plásticos, tienen escasa implantación en el mercado. Además los brackets de acero inoxidable y de cerámica requieren de un laborioso proceso de fabricación, que encarece el producto. Sin embargo, la fabricación de los brackets de plástico mediante micro-inyección es un proceso automatizable y de muy alta productividad.