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WO2025103994A1 - 3d printing of a unitary piece in a metal material - Google Patents

3d printing of a unitary piece in a metal material Download PDF

Info

Publication number
WO2025103994A1
WO2025103994A1 PCT/EP2024/081986 EP2024081986W WO2025103994A1 WO 2025103994 A1 WO2025103994 A1 WO 2025103994A1 EP 2024081986 W EP2024081986 W EP 2024081986W WO 2025103994 A1 WO2025103994 A1 WO 2025103994A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dental
head
surgical handpiece
pipe
handpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/081986
Other languages
French (fr)
Inventor
Laurent Farine
Marco Gallina
Frédéric JAKOB
Davide Sarchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bien Air Holding SA
Original Assignee
Bien Air Holding SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bien Air Holding SA filed Critical Bien Air Holding SA
Publication of WO2025103994A1 publication Critical patent/WO2025103994A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0061Air and water supply systems; Valves specially adapted therefor
    • A61C1/0069Fluid temperature control
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • A61C1/052Ducts for supplying driving or cooling fluid, e.g. air, water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/088Illuminating devices or attachments
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08Machine parts specially adapted for dentistry
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    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/12Angle hand-pieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a dental device (i.e. a turbine, a contra-angle or a straight handpiece) made in a single piece with integrated conduits.
  • a dental device i.e. a turbine, a contra-angle or a straight handpiece
  • Dental devices are generally equipped with internal sprays or conduits for irrigation with physiological liquid, allowing to cool the working area, that is to say the region of the tooth subjected to the action of the cutting, milling or prophylaxis/cleaning tool.
  • they are often additionally equipped with one or more internal conduits intended to allow the insertion, guidance and/or positioning of a rigid optical fiber or a glass rod allowing the transmission of light to the head of the device near the positioning area of the cutting tool. Since a rigid optical fiber or a glass rod with one or more bends cannot be introduced into a conduit, these conduits for optical fiber or glass rods are necessarily formed of different segments, not extending over the entire length of the optical fiber or glass rod provided inside the dental device, but only along portions corresponding to each segment.
  • the spray or internal irrigation lines and the light transmission lines are assembled into the device casing by manual insertion and fixed integrally to the casing by driving or gluing. Since the device generally consists of at least two casing parts fixed together, typically a head and a handle (gripping part) and often a rear cap, the lines must be correctly positioned relative to all these components during assembly and, during the life cycle of the device, they are subjected to mechanical forces generated by the reciprocal movement of these components. of the external carcass (which are glued, driven or screwed together but which maintain a small freedom of vibration in torsion and/or traction.
  • the pipes must be manufactured in advance, which requires one or more machining and degreasing steps, and then assembled manually because robotic assembly is made impossible by the curved shape of the pipes and the casing.
  • the assembly time and manufacturing costs are therefore high.
  • the tube manufacturing and assembly stages require the use of chemical additives (lubricating oils for machining, degreasers, glues), which have an impact on the biocompatibility profile of spray lines, as residues are potentially absorbed by the patient.
  • chemical additives lubricating oils for machining, degreasers, glues
  • the toxicological profile of the products used is not necessarily known or it may change over time with the increase in clinical studies and knowledge.
  • a mixed spray is generally obtained using an air/water mixer, commonly called the diffuser, which is placed in the head of the device and fixed by driving, welding or gluing.
  • the good quality of air-water mixed sprays therefore depends heavily on the geometric tolerances of the tubes and the diffuser as well as the correct positioning of the tubes and the diffuser during assembly.
  • the production dispersion is very important, it is mandatory to systematically carry out a final quality control of the sprays before the release of each device produced, which further prolongs the production lead time and, ultimately, costs.
  • the assembly of the light conductor most often consisting of a rigid optical fiber or a glass rod, is complex, and it can often cause the fiber to break, which prolongs the average manufacturing time and therefore costs.
  • devices such as those disclosed in US patent US6186784B1 which have a removable and replaceable cartridge, intended to be fixed to the head of the dental device and which integrates, as a single-piece module, the spray lines.
  • the geometry of this cartridge is however necessarily relatively simple to allow the machining of the lines through holes.
  • these The lines once the cartridge is inserted, must logically be aligned with the lines inserted into the handle of the device to perform the function of bringing the spray along the handpiece to the head of the device, which refers to the problems mentioned previously in terms of assembly.
  • French patent application FR2864442A1 discloses a handpiece with a single-piece frame, inside which the transmission kinematic chain must be assembled.
  • this solution also does not solve the aforementioned problems in terms of formation, and in particular the areas where the pipes join.
  • US application 20170042639 A1 also describes a 3D printing technique using composite stereolithography to produce certain components of a handpiece, intended to be subsequently assembled to the handle of the latter. This solution still does not solve the aforementioned problems at the level of the internal pipe joining areas.
  • An object of the present invention is to provide a dental device which can be more easily produced compared to prior art solutions.
  • a dental or surgical handpiece formed of a head and a gripping handle each provided respectively with at least one integrated internal pipe chosen from a pneumatic pipe, a light transmission pipe, and a blind pipe adapted for housing one or more electronic sensors, characterized in that at least one element chosen from a internal carcass of the handle and the head is made by metal printing and comprises said pneumatic pipe and/or said light transmission pipe and/or said blind pipe as an internal pipe integrated in a single piece.
  • Another advantage of the proposed solution is that it provides improved flexibility in terms of design and geometric shapes to be achieved both for fluid-related pipes and for pipes intended for light transmission.
  • the dental or surgical handpiece according to the invention is produced from end to end, from the handle to the head, by 3D printing and comprises at least one air spray channel and one water spray channel as pneumatic conduits, each of the pneumatic conduits being devoid of angular parts.
  • the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that it comprises a diffuser integrated in the head which is formed of an upper ring for conveying air, a lower ring for conveying water, and a plurality of transverse outlet channels connecting the ring in parallel upper than the lower ring, the diffuser being directly connected to the air spray channel and the water spray channel.
  • the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the integrated internal pipeline comprises at least one bifurcation.
  • Such a configuration is particularly difficult to obtain by machining or molding and thus allows the desired geometric shapes to be further optimized and the performance of the handpiece produced to be improved while reducing costs.
  • the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the integrated internal pipe has a first double bifurcation of an air spray channel and/or a second double bifurcation of a water spray channel.
  • Such a configuration which is almost impossible to obtain other than via 3D printing, makes it possible to maximize the diffuser's performance in terms of mixing quality thanks to fluid flow minimizing turbulence and guaranteeing better distribution of the pressure of each of the fluids.
  • the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the Integrated internal channeling has a third bifurcation of a light transmission conduit followed by two domed end portions in the head.
  • This configuration for light pipes is doubly advantageous, on the one hand from a reliability point of view in the event of a fall or mechanical shock thanks to the absence of pinching, which also reduces the risk of breakage during assembly. Furthermore, as many light sources as there are branches can be removed, which reduces manufacturing costs accordingly.
  • At least one pneumatic conduit has an elliptical section.
  • Such a configuration makes it possible to reduce the size of the pipes within the dental or surgical handpiece produced, and thus to be able to either minimize the total dimensions of the part, or to have other parts or pipes - in particular for sensors - or even, in the case of a contra-angle, to increase the size of the transmission gear, for the sake of reliability.
  • At least one light transmission pipe has a hexagonal section.
  • Such a configuration makes it possible to minimize the contact points of a glass rod or an optical fiber with the integrated internal channel, and thus allow easier insertion of the light transmission element by minimizing friction, and at the same time reducing any risk of breakage of the latter.
  • At least one light transmission pipe has a variable section following a wavy profile.
  • Such a configuration also makes it possible to minimize the contact points of a glass rod or an optical fiber, and thus allow them to be inserted more easily by minimizing friction, and at the same time reducing any risk of them breaking.
  • the latter comprises a helical-shaped pneumatic cooling pipe.
  • Such a configuration which is particularly difficult to achieve by molding or machining, is particularly suitable for motorized oral surgery devices, which cannot be cooled via any compressed air flow due to the risk of embolism.
  • the 3D printing process determines a surface roughness state on an external surface of an external cap of the gripping handle giving it anti-slip properties.
  • the latter is characterized in that the micro-hardness of the outer surfaces of the carcass of the handpiece or of an outer cap of the gripping handle is at least 20% higher than the hardness of the inner surfaces following a heat treatment of metal powders prior to the 3D printing step, and a subsequent treatment by pulsed-plasma of said outer surfaces.
  • Such a configuration allows to have a sufficiently high hardness on the outside to resist aging phenomena (for example against scratches) and shocks and, at the same time, to preserve a sufficiently low hardness level for internal surfaces that are machined, such as typically a turning or grinding operation to further reduce tolerances for the internal surfaces of the turbine head, the positioning of O-ring seals for rotor positioning, etc.
  • the latter comprises at least one blind conduit adapted for housing one or more electronic sensors, the blind conduit comprising an open end at the grip handle, and being closed at the head by a housing.
  • the latter is characterized in that it comprises a mixer for a mixed spray channel arranged in the internal carcass of the gripping handle.
  • Such a variant makes it possible to offer a simple and effective alternative to a diffuser usually housed in the head of the tool, which is more likely to be damaged, for example, if the tool is dropped, and which sets an additional constraint on the minimum dimensions of the head of the device. Such a variant therefore makes it possible to reduce the dimensions of the head of the device and therefore to facilitate access to the patient's mouth.
  • the present invention also relates to a preferred 3D printing method for producing a dental or surgical handpiece according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized by a growth direction going from said gripping handle towards said head, the microscopic growth layers being superimposed according to printing planes perpendicular to said growth direction and oriented at an angle of between 10° and 20° relative to the transverse plane of the gripping handle.
  • Such a preferential choice for the growth direction of the 3D printing method with a slight offset from the axis of the grip handle makes it possible to optimize the geometric shapes to be produced, in particular the curvatures to be produced according to particular orientations with respect to the frontal plane and the sagittal plane of the handpiece to be produced.
  • FIG. 1A is a side view of a single-unit turbine made according to a preferred embodiment for the present invention, schematically representing the integrated internal pipes for air, water and light;
  • Figure 1 B is a three-dimensional view of the head of a turbine such as that produced in Figure 1A, schematically showing the detail of a diffuser as well as a triple bifurcation for the arrival of air in the head;
  • FIG. 1 C is a sagittal sectional view along plane AA shown in figure 1A showing the detail of the diffuser of the single-block turbine obtained according to the preferred embodiment of figures 1 A and 1 B above;
  • Figures 2A and 2B highlight the difference between an optical channel produced by 3D printing and by machining, Figure 2A illustrating a channel produced by machining having an angular part at its end, while the other channel, illustrated in Figure 2B and produced by 3D printing, has a rounded profile.
  • FIG. 3A is a side view of the exterior of a turbine according to another preferred embodiment
  • FIG. 3B is a sectional view of the turbine of Figure 3A at the end of the handle along the section plane C-C illustrated in Figure 2A;
  • FIG. 3C is a sectional view of the head of the turbine of Figure 3A along the section plane F-F illustrated in Figure 3A;
  • FIG. 4 illustrates a three-dimensional view of a turbine produced in a single block according to another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a light transmission conduit branching off at the head of the turbine;
  • FIG. 5A illustrates a three-dimensional view of another turbine produced in a single block according to yet another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a particular form of a light transmission conduit;
  • Figure 5B illustrates the particular section of a light transmission conduit for a turbine produced according to the preferred embodiment of Figure 5A;
  • FIG. 6 illustrates a three-dimensional view of yet another handpiece made in a single piece according to yet another preferred embodiment for the invention, provided with an integrated helical fluid channel;
  • FIGs 7A, 7B and 7C illustrate respectively a side, front and three-dimensional view of a single-piece turbine, highlighting the vertical growth direction of the 3D printing process;
  • FIG. 8A is a schematic sectional view of a handpiece produced according to a preferred embodiment of the invention and which contains a conduit intended for housing one or more sensors;
  • FIG. 8B illustrates the detail of the head of a handpiece of Figure 8A, containing two housings into which a thermocouple and a piezoelectric acceleration sensor are respectively introduced;
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of a handpiece produced according to a preferred variant for implementing the invention, according to which a mixer is provided in the grip handle instead of a diffuser in the head
  • Figure 1A is a side view of a turbine made in a single piece from the gripping handle 11 to the head 10, schematically representing integrated internal pipes 2 for air, water and light; it will however be understood from the following that it will be possible to produce any type or any subset of these integrated internal pipes without departing from the scope of the present invention.
  • the integrated internal pipes 2 comprise pneumatic conduits 20, provided for circulating fluids such as air or water.
  • the pneumatic lines 20 thus comprise an air spray channel 21 and a water spray channel 22, which respectively comprise a first bent portion 21C and a second bent portion 22C, while the light transmission line 23 comprises a third bent portion 23C a little further oriented in the other direction, that is to say downwards so that the light source 4 can illuminate the working area of the handpiece 1 just under the head 10.
  • the air spray channel 21 and the water spray channel 22 are routed to a diffuser 25 integrated in the head 10 and the detail of which is illustrated in figures 1B and 1C described below.
  • the way in which the various integrated lines are made is undetectable for the user.
  • Figure 1 B illustrates a three-dimensional view of the head 10 of the turbine with respectively the arrivals of the two spray channels, towards diffusion rings, and in particular an upper ring 251 connected to the air spray channel 21 and a lower ring 252 connected to the water spray channel 22; the upper ring 251 and the lower ring 252 being connected to each other via transverse outlet channels 253, clearly visible in Figure 1 C which is a sagittal sectional view along the plane A-A represented in Figure 1 A showing the structural detail of a single-piece turbine diffuser 25 obtained according to the preferred embodiment of the preceding Figures 1 A and 1 B.
  • the advantage of using 3D printing technology is that it is possible to produce here not only any shape for the diffusion rings (i.e. the upper ring 251 and the lower ring, having a circular shape in FIGS. 1 B and 1 C, but which can potentially take any shape required as needed, such as for example an elliptical shape in order to save space or to accommodate another element in the head.
  • the diffusion rings i.e. the upper ring 251 and the lower ring, having a circular shape in FIGS. 1 B and 1 C, but which can potentially take any shape required as needed, such as for example an elliptical shape in order to save space or to accommodate another element in the head.
  • a particular shape of the diffusion rings can also be seen, with an “L”-shaped section for each of the rings; moreover, to improve the quality of the fluid flow, double bifurcations are made in each of the two pneumatic conduits 20, and in particular a first double bifurcation 210 of the air spray channel 21 and a second double bifurcation 220 of the water spray channel 22, clearly visible in FIG. 1 B.
  • double bifurcations are almost impossible. to be obtained by molding and thus make it possible to improve the quality of the turbine in this specific case, but more generally of any handpiece produced according to the invention.
  • a great advantage of the handpieces made according to the invention is to avoid the formation of any angular part, which allows the improvement of the flow of fluids in the framework of pneumatic conduits 20, as illustrated in figure 1A where the air spray channels 21 and respectively water
  • Figures 2A and 2B illustrate this fundamental difference between a prior art solution and the invention, where the light transmission line
  • the light transmission conduit 23 has an angular part 23B with a pointed edge capable of pinching the glass fiber which would be inserted therein at the front of the gripping handle 11 (figure 2A) whereas the light transmission conduit 23 produced by 3D printing according to the invention no longer has any angular part, but on the contrary only a rectilinear then curved part, as illustrated in figure 2B where a third bent part 23C can be seen at the exit of the light transmission conduit 23 towards the front of the gripping handle 11. More generally, the fact of no longer having an angular part thus means no longer having only line or curved parts, and has advantages both in terms of fluid flow and reliability when it comes to light transmission conduits.
  • the light transmission conduits 23 with a smooth surface that is to say with a profile characterized by a continuous derivative, obtained via 3D printing
  • the use of flexible optical fibers, characterized by multi-strands of vitreous fiber not secured to each other is mechanically fragile: the use of light conduits 23 obtained via 3D printing makes it possible to overcome this major drawback, by protecting these flexible fibers and avoiding their breakage during assembly and/or use of the device.
  • FIGS. 3A-3B-3C show different views of a turbine produced according to another preferred embodiment for the present invention, the light pipes of which are not shown, but which highlights the way in which the different pneumatic pipes are produced thanks to sectional views according to different planes;
  • figure 3B is in fact an enlarged view in projection according to the section of the turbine of figure 3A at the level of the end of the handle according to the sectional plane BB illustrated in figure 2A
  • figure 3C is an enlarged view in projection according to the section of the head of the turbine of figure 3A according to the sectional plane CC illustrated in figure 3A, where the rotor has been removed for clarity of visualization.
  • Figure 3B which shows the detail of the pneumatic pipes 20 in the section plane BB, that is to say before bifurcation at the inlet of the head 10, makes it possible to visualize the injection channel of the turbine 200, having a circular section, while the air spray channels 21 and water 22 each have an elliptical section 20S, which makes it possible to save space in height.
  • Such a shape is also more delicate, or even almost impossible to produce by molding, and in particular for metallic materials, which will be favored in the context of the invention.
  • the minimum length of the pipes in the form of tubes is preferably greater than 20 mm, and the wall thickness range of these tubular pipes is between 0.2 mm and 2 mm.
  • Figure 3C shows the detail of these same pneumatic conduits, but after a double bifurcation of the air spray 21 and water 22 channels, such as the first double bifurcation of the air spray channel 210 and the second double bifurcation of the water spray channel 220 shown diagrammatically in the previous figure 1B:
  • This is the reason why, in this figure, we can distinguish three channels of elliptical section corresponding to the water spray channels 22 at the bottom of the head and, in a superimposed plane just above, three air spray channels 21, also of elliptical section.
  • the injection channel of the turbine we can distinguish the injection channel of the turbine, still of circular section, and all of the pneumatic conduits are well integrated into the internal carcass of the head 111.
  • the entire handpiece 1 is produced in a single piece, and in particular the head 10, the gripping handle 11 and the external cap 110 thereof; but according to an alternative embodiment, it would however be possible to produce only the internal carcass 111 provided with all of the integrated internal pipes 2 - not referenced in FIGS. 3B and 3C - including the pneumatic conduits 20, but to produce the casing of the handpiece 1, including in particular the external cap 110 in a separate manner for greater modularity and flexibility.
  • the turbine produced according to the preferred embodiment illustrated in Figures 3A-3C is thus provided with a spray of better quality than that which would have been obtained using an air/water mixer (via the diffuser 25) positioned in the head of the device and then fixed by driving, welding or gluing.
  • the good quality of the air-water mixed sprays then depends heavily on the geometric tolerances of the tubes and the diffuser as well as the correct positioning of the tubes and the diffuser during assembly. Since the production dispersion is very significant, it is therefore mandatory to systematically carry out a final quality control of the sprays before the release of each device produced, which prolongs the passage time and costs.
  • FIG 4 illustrates a three-dimensional view of a turbine produced in a single piece according to another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a light transmission conduit 23 bifurcated at the head 10 of the turbine 1, unlike that of Figure 1A which only comprises a bent part 23C at the end of the handle 11 just before the head 10.
  • This figure thus highlights a third bifurcation 230 of the light transmission channel 23, which unlike the first and second previous bifurcations relating to the spray channels, is a simple bifurcation, that is to say transforming a channel into two sub-channels downstream, and not three as illustrated in particular in Figures 1B and 3C (the referencing diagram consisting of adding a suffix “0” for the bifurcations relative to the integrated internal pipes concerned, i.e.
  • the light transmission pipe 23 ends here with two curved end parts 230B oriented downwards, that is to say towards the work area.
  • an LED module could be located at one of the two ends of one of the pipes corresponding to one of the light transmission pipes 23.
  • the LED module could be located at the front end of this pipe, that is to say rather towards the head 10 of the handpiece, and electrical wires housed all along this pipe.
  • Figures 5A and 5B respectively illustrate a three-dimensional view and a sectional view of a light transmission pipe of another turbine produced in a single piece according to yet another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting respectively a particular shape of a light transmission pipe, on the one hand, and on the other hand a particular section of such a light transmission pipe.
  • the longitudinal section of the light transmission conduit 23 is not constant, which makes it possible to minimize the points of contact between this integrated internal pipe and the optical fiber (or any other suitable material used for light transmission) in the longitudinal direction, the contact between the internal wall of the light transmission conduit 23 and the fiber or for example a glass bar being only sporadic and not entirely continuous.
  • Figure 6 illustrates a three-dimensional view of yet another handpiece 1 made in a single piece according to yet another embodiment.
  • a pneumatic pipe 20 dedicated to the passage of water or physiological liquid is characterized by an axis which describes a helical shape 20H at the periphery of the handpiece, here represented in dotted lines in the gripping handle 11, but which does not extend into the head 10.
  • Such a configuration aims to contribute to the cooling of the handpiece, which can be advantageous for motorized handpieces intended for oral surgery, which therefore cannot be cooled via a flow of compressed air due to risks of embolism.
  • the particular geometry of the pneumatic pipe 20 would be almost impossible to produce by molding and consequently the production of such an internal pipe integrated directly into the internal carcass of a handpiece 1 is advantageously obtained via 3D printing.
  • the 3D printing process uses metals such as steel or titanium, unlike casting, whose technology is limited to certain specific, suitable polymers.
  • metals such as steel or titanium, unlike casting, whose technology is limited to certain specific, suitable polymers.
  • metallic materials also has the advantage of being more robust with regard to cleaning, disinfection and sterilization cycles, a solution using plastic pipes being limited to single-use devices or having a very short service life (a few months of use at most).
  • polymers that would be used for spray lines cannot be cleaned and disinfected with the same level of efficiency as metals; for example, they are not resistant to all enzymatic and/or strongly alkaline products and/or certain alcohols, and can therefore constitute a support for microbial growth, causing a risk of cross-contamination for the patient.
  • the casting technology is also difficult to adapt to handpieces that can be used in combination with a motor because the introduction of a metal kinematic chain (the gears of dental devices are made of steel) inside a plastic casing and in proximity to plastic tubes is complex and can cause deterioration of the casing or internal pipes during the assembly process. For these reasons, it is once again advantageous to use a technology that minimizes the need for assembling different parts, and to work as much as possible only with metal, as proposed in the preferred 3D printing process according to the invention.
  • plastic materials have a modulus of elasticity (Young's modulus) lower than the modulus of elasticity of metals by a factor of more than two orders of magnitude: in fact, the Young's modulus of PEEK (standard thermoplastic polymer) is less than 4 GPa, while the Young's modulus of steel is approximately 200 GPa. Therefore, tubes made of plastic materials are subject to significant vibrations (in amplitude) even during normal operation (the flow of air and water passing through them activates vibrations according to the tubes' natural modes). The vibrations and noise generated are therefore significant and the risk of rupture is significant (the pipes must withstand pressures greater than 4 bars).
  • the grain size of the metal powder used in the 3D printing process is between 20 microns and 80 microns, and even more advantageously between 40 microns and 60 microns.
  • Optimizing the grain size has two important technical advantages: minimizing the printing time and minimizing the roughness of the surfaces resulting from the printing, which avoids post-treatment of the surfaces with chemical substances. aggressive or micro-blasting techniques, these post-treatments leading to increased manufacturing costs and potentially resulting in toxic residues on surfaces, which should absolutely be avoided for all surfaces of medical and dental devices that are in direct or indirect contact with the patient (as is the case with spray lines).
  • Optimizing the grain size is not easy because, on the one hand, the printing time is inversely proportional to the grain size, which must therefore be maximized to reduce costs and reduce the risk of defect or malfunction of the machine during printing, and, on the other hand, the roughness of the surfaces is directly proportional to the grain size, which must therefore be minimized as much as possible.
  • the optimal grain size therefore results from a two-parameter optimization.
  • the grain size may also not be uniform throughout a handpiece made in a fully single-piece manner but, on the contrary, the head 10 may be printed with a powder having a grain size that is at least 1.5 times smaller than the grain size used for the 3D printing of the handle 10.
  • Figures 7A, 7B and 7C illustrate respectively a side, front and three-dimensional view of a turbine produced in a single-piece manner, that is to say from end to end from the handle 11 to the head 10, highlighting the vertical growth direction of the 3D printing process.
  • these three figures will be described jointly and the reference numbers will not be systematically repeated from one figure to another for the sake of clarity.
  • Figure 7A illustrates a profile view of a handpiece whose gripping handle 11 extends along an axis MM while the head is oriented perpendicular to a frontal plane P1, forming an angle of inclination a which is equal to that existing between the different printing planes P4 (several of which are represented in a superimposed manner) and the transverse plane P3 of the handle, that is to say the one perpendicular to the axis MM of the gripping handle 11.
  • the growth direction D is here parallel to the frontal plane P1, but another setting could be carried out to optimize the precision of certain working areas of the handpiece 1 to be produced.
  • Figure 7B illustrates a front view of the handpiece 1 highlighting the sagittal plane P2 and the head 10 of which the diffuser 25 can be seen, and in particular the transverse outlet channels 253 of the latter; nevertheless, the curvature between the gripping handle 11 and the head 10 is no longer perceptible there. It is seen again, however, in three-dimensional figure 7C.
  • the angle of inclination a which corresponds both to the angle formed between the frontal plane P1 and the axis of the gripping handle M-M, and to that between the transverse plane P3 and that of the layers P4, allows a certain optimization of the growth direction D with respect to the handpiece 1 to be produced, in particular with regard to the curvatures of integrated internal pipes to be drawn. According to the preferred embodiment described, it is between 5° and 25°, and according to an even more preferred embodiment, it is between 10° and 20°.
  • FIGS 8A and 8B which follow are intended to schematically illustrate a handpiece produced according to yet another preferred embodiment, comprising blind pipes, that is to say not through, but terminated by housings, the latter being intended to house sensors.
  • FIG 8A is a schematic sectional view of a handpiece produced according to such a preferred embodiment for the invention, and which contains such a blind conduit 24 intended for housing one or more sensors inside the handpiece 1.
  • the blind conduit 24 begins with an open end 241 at the rear of the gripping handle 11, then has a fourth bifurcation 240 generating branches 243 each of which opens onto housings 242 in which the sensors 5 are housed.
  • Figure 8B illustrates the detail of the head 10 of the handpiece of Figure 8A, containing two housings 242 in which a thermocouple 5A and a piezoelectric acceleration sensor 5B are respectively introduced as sensors 5 previously introduced in Figure 8A.
  • the thermocouple 5A is described as “wired” because it is connected via a wire 50 to an energy source located elsewhere, preferably even outside the handpiece 1 as explained below.
  • the usual design of dental and surgical handpieces made it difficult to position the sensors 5, wired like the thermocouple 5A or wireless like the piezoelectric sensor 5B, near the head 10 or directly in the head of the handpiece, due to the limited space inside the head or in the junction part between the gripping handle 11 and the head 10.
  • the creation of suitable housings, via a machining or drilling procedure, would risk breaking or weakening the carcass of the handpiece 1 (not referenced in these figures).
  • the sensor 5 needs to be protected by a waterproof barrier that can prevent contact with spray water, body fluids and debris that are aspirated during clinical treatment.
  • Machining such a barrier in such a limited space is technically complex and would logically lead to penalizing performance; in fact, for a turbine, one would either have to reduce the size of the turbine wheel, or, for a contra-angle, reduce the size of the ball bearings and/or gears, or compromise the ergonomics of the handpiece by increasing the weight and size of the head.
  • blind conduits 24, i.e. closed at the front and added during the assembly phase, is only possible for substantially straight and/or short conduits, due to the angled shape of the handpiece and the limited space inside the handpiece casing. In both cases, it was therefore almost impossible to position a sensor near or in the head of the handpiece from the rear of the gripping handle 11 of the handpiece.
  • thermocouples thermocouples
  • vibration sensors accelerometers
  • the electronic sensors 5 such as the thermocouple 5A arranged in the housings 242 can be connected to an electronic console or to the dental unit through electrical wires passing through the cable or the hose connected to the handpiece, entering the handpiece through the open end 241 at the rear of the gripping handle 11, and passing through the handpiece inside the blind conduit 24 to its front end where a housing 242 is arranged as a terminal bulge.
  • the sensor can be of the wireless type like the piezoelectric sensor 5B.
  • the blind conduit 24 simply allows the sensor 5/5B to be inserted inside the handpiece 1 to its housing
  • plastic materials are thermal insulators and absorbents for mechanical vibrations.
  • thermal sensor thermocouple
  • vibration sensor accelerometer
  • the use of 3D printing in a metallic material proves to be particularly advantageous compared to the aforementioned manufacturing techniques using plastic materials.
  • Another interesting aspect related to the 3D printing technique is to allow the realization of selective hardnesses depending on whether one is at the heart of the part or at its external surface.
  • FIG. 9 finally concerns a schematic sectional view of a handpiece 1 produced according to a preferred variant for implementing the invention, according to which a mixer 3 is provided in the gripping handle 11 in place of a diffuser in the head 10.
  • This mixer 3 consists of a connection via a confluence between the air spray channel 21 and the water spray channel 22 at a mixing zone M located between the middle of the gripping handle 11 and its rear end.
  • the mixer thus consists of a sort of reverse bifurcation, with regard to the direction of flow of the fluids, between the mixed spray channel 26, downstream of the mixer 3, and which conveys the air-water mixture towards the head 10, and its two tributaries upstream of the mixer 3, i.e. the air spray channel 21 and the water spray channel 22.
  • 3D printing allowing the production of a single-piece part is always advantageous compared to the connection of angular channel segments having much less optimal fluid flow properties.
  • 3D printing employed in the context of the invention makes it possible to produce parts in a monobloc, it is also possible to reduce in particular the dispersion of the positioning and the shape of the spray pipes, thus improving the quality of the sprays, and of the light transmission pipes, thus reducing the risk of breakage of the light conductor (glass rod or optical fiber) during assembly and/or operation.
  • the absence of an assembly phase of the pipes makes it possible to optimize the arrangement of the latter inside the carcass of the device, for example, their curvature and/or their section could change several times from the rear part to the head of the device.
  • 3D printing in metallic materials also makes it possible to increase the reliability and robustness of pneumatic and light transmission lines in the event of a fall or mechanical shock.
  • a handpiece made according to the technical teachings of the invention also provides the possibility of minimizing vibrations and noise by design, thanks to the fact that the interfaces between the solid elements are minimized and therefore the device vibrates as a 'whole' - the vibration modes are easily calculated through finite element simulations of the single-piece part integrating the carcass and pneumatic and light transmission lines.

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Abstract

The present invention relates to a dental or surgical handpiece (1) formed by a head (10) and a gripping handle (11), each provided with at least one integrated internal duct (2) selected from a pneumatic duct (20), a light transmission duct (23), and a blind duct (24) suitable for housing one or more electronic sensors (5), characterised in that at least one element selected from an internal shell (111) of the handle (11) and the head (11) is made by 3D printing in metal and contains the pneumatic duct (20) and/or the light transmission duct (23) and/or the blind duct (24) as an integrated internal duct (2) in a single unit.

Description

Impression en 3D dans un matériau métallique d'une pièce monobloc 3D printing in a metallic material of a single piece

Domaine technique de l'invention Technical field of the invention

La présente invention concerne un dispositif dentaire (c’est à dire une turbine, un contre-angle ou une pièce-à-main droite) réalisé de façon monobloc avec des conduites intégrées. The present invention relates to a dental device (i.e. a turbine, a contra-angle or a straight handpiece) made in a single piece with integrated conduits.

État de la technique State of the art

Les dispositifs dentaires sont généralement équipés de sprays internes ou conduites pour l’irrigation avec liquide physiologique, permettant de refroidir la zone de travail, c’est-à-dire la région de la dent soumise à l’action de l’outil de découpe, de fraisage ou de prophylaxie/nettoyage. Par ailleurs, ils sont souvent équipés en plus d’une ou plusieurs conduites internes destinée à permettre l’insertion, le guidage et/ou le positionnement d’une fibre optique rigide ou un barreau de verre permettant la transmission de la lumière jusqu’à la tête du dispositif en proximité de la zone de positionnement de l’outil de coupe. Puisqu’une fibre optique rigide ou un barreau de verre ayant une ou plusieurs courbures ne peuvent pas être introduits dans une conduite, ces conduites pour fibre optique ou barreaux de verre sont nécessairement formés de différents segments, ne s’étendant pas sur toute la longueur de la fibre optique ou du barreau de verre prévue à l’intérieur du dispositif dentaire, mais uniquement le long de portions correspondant à chaque segment. Dental devices are generally equipped with internal sprays or conduits for irrigation with physiological liquid, allowing to cool the working area, that is to say the region of the tooth subjected to the action of the cutting, milling or prophylaxis/cleaning tool. In addition, they are often additionally equipped with one or more internal conduits intended to allow the insertion, guidance and/or positioning of a rigid optical fiber or a glass rod allowing the transmission of light to the head of the device near the positioning area of the cutting tool. Since a rigid optical fiber or a glass rod with one or more bends cannot be introduced into a conduit, these conduits for optical fiber or glass rods are necessarily formed of different segments, not extending over the entire length of the optical fiber or glass rod provided inside the dental device, but only along portions corresponding to each segment.

Les conduites des sprays ou d’irrigation interne ainsi que les conduites de transmission de la lumière sont assemblées dans la carcasse du dispositif par insertion manuelle et fixés solidaires à la carcasse par chassage ou collage. Puisque généralement le dispositif est constitué d’au moins deux parties de carcasse fixées entre elles, typiquement une tête et un manche (partie de préhension) et souvent d’une calotte arrière, les conduites doivent être positionnées correctement par rapport à tous ces composants lors de l’assemblage et, lors du cycle de vie du dispositif, elles sont soumises à des efforts mécaniques générées par le mouvement réciproque de ces composants de la carcasse externe (qui sont collés, chassé ou vissés entre eux mais qui maintiennent une petite liberté de vibration en torsion et/ou en traction. The spray or internal irrigation lines and the light transmission lines are assembled into the device casing by manual insertion and fixed integrally to the casing by driving or gluing. Since the device generally consists of at least two casing parts fixed together, typically a head and a handle (gripping part) and often a rear cap, the lines must be correctly positioned relative to all these components during assembly and, during the life cycle of the device, they are subjected to mechanical forces generated by the reciprocal movement of these components. of the external carcass (which are glued, driven or screwed together but which maintain a small freedom of vibration in torsion and/or traction.

De tels dispositifs traditionnels pour lesquels les conduites spray/irrigation et la conduite de la lumière sont assemblés après usinage ou moulage de la carcasse du dispositif, présentent plusieurs désavantages. Such traditional devices, where the spray/irrigation lines and the light line are assembled after machining or molding the device frame, have several disadvantages.

Tout d’abord, les conduites doivent être fabriquées au préalable, ce qui impose une ou plusieurs étapes d’usinage et dégraissage, et ensuite assemblées manuellement parce qu’un assemblage robotisé est rendu impossible par la forme courbée des conduites et de la carcasse. Le temps de passage nécessaire pour l’assemblage et les coûts de fabrication sont donc élevés. First, the pipes must be manufactured in advance, which requires one or more machining and degreasing steps, and then assembled manually because robotic assembly is made impossible by the curved shape of the pipes and the casing. The assembly time and manufacturing costs are therefore high.

Ensuite, puisque les conduites doivent être fixées par chassage ou collage, leur tenue lors du vieillissement (qui implique aussi des cycles de désinfection, lavage et stérilisation en autoclave) et en cas de chute du dispositif est peu fiable. La rupture d’une conduite spray pendant un traitement clinique est dangereuse, parce qu’elle provoque des fuites de liquide en dehors du dispositif qui peuvent conduire à des courts-circuits avec les autres dispositifs électrifiés se trouvant à proximité dans le cabinet dentaire, ainsi que potentiellement un échauffement immédiat de l’outil de fraisage, ce qui peut provoquer la brûlure du patient. Second, since the lines must be fixed by driving or gluing, their resistance during aging (which also involves disinfection, washing and autoclave sterilization cycles) and in the event of the device being dropped is unreliable. The rupture of a spray line during clinical treatment is dangerous because it causes liquid leaks outside the device which can lead to short circuits with other electrified devices located nearby in the dental office, as well as potentially immediate heating of the milling tool, which can cause burns to the patient.

Par ailleurs, les étapes de fabrication des tubes et les étapes d’assemblage nécessitent d’utiliser des additifs chimiques (huiles lubrifiantes pour l’usinage, dégraissants, colles), qui ont un impact sur le profil de biocompatibilité des conduites des sprays, car les résidus sont potentiellement absorbés par le patient. De plus, le profil toxicologique des produits utilisés n’est pas forcément connu ou il peut évoluer dans le temps avec l’augmentation des études cliniques et des connaissances. Furthermore, the tube manufacturing and assembly stages require the use of chemical additives (lubricating oils for machining, degreasers, glues), which have an impact on the biocompatibility profile of spray lines, as residues are potentially absorbed by the patient. In addition, the toxicological profile of the products used is not necessarily known or it may change over time with the increase in clinical studies and knowledge.

Dans le cas de l’injecteur d’air d’une turbine, le positionnement manuel est sinon souvent complexe et un positionnement incorrect impacte significativement négativement les performances du dispositif en termes de couple et de vitesse. In the case of a turbine air injector, manual positioning is otherwise often complex and incorrect positioning impacts significantly negatively affect the device's performance in terms of torque and speed.

Un spray mélangé est généralement obtenu grâce à un mélangeur air/eau, communément appelé le diffuseur, qui est disposé dans la tête du dispositif et fixé par chassage, soudage ou collage. La bonne qualité des sprays mélangés air-eau dépend donc fortement des tolérances géométriques des tubes et du diffuseur ainsi que du positionnement correct des tubes et du diffuseur lors de l’assemblage. Or puisque la dispersion de production est très importante, il est obligatoire de procéder systématiquement à un contrôle final de qualité des sprays avant la libération de chaque dispositif produit, ce qui prolonge encore le temps de passage en production et, au final, les coûts. A mixed spray is generally obtained using an air/water mixer, commonly called the diffuser, which is placed in the head of the device and fixed by driving, welding or gluing. The good quality of air-water mixed sprays therefore depends heavily on the geometric tolerances of the tubes and the diffuser as well as the correct positioning of the tubes and the diffuser during assembly. However, since the production dispersion is very important, it is mandatory to systematically carry out a final quality control of the sprays before the release of each device produced, which further prolongs the production lead time and, ultimately, costs.

Enfin, l’assemblage du conducteur de lumière, consistant la plupart du temps en une fibre optique rigide ou un barreau de verre, est complexe, et il peut souvent provoquer la rupture de la fibre, ce qui prolonge le temps de fabrication moyen et donc les coûts. Finally, the assembly of the light conductor, most often consisting of a rigid optical fiber or a glass rod, is complex, and it can often cause the fiber to break, which prolongs the average manufacturing time and therefore costs.

Pour toutes ces raisons, on a recherché à obtenir des solutions réalisant des dispositifs « monobloc », c’est-à-dire réalisé d’une seule pièce. La technologie de référence pour obtenir ce résultat est le moulage ou surmoulage avec matières plastiques de la carcasse de la pièce-à-main, comme décrit par exemple dans la demande de brevet européenne EP0937440A2. Un inconvénient de cette méthode de fabrication simplifiée est de nécessiter que si les conduites sprays sont intégrés à la pièce monobloc pendant une phase de moulage, alors ils doivent impérativement être aussi réalisés en matière plastique. Par ailleurs, les possibilités en termes de formes géométriques pour les conduites restent malgré tout restreintes. For all these reasons, we have sought to obtain solutions producing "monobloc" devices, i.e. made from a single piece. The reference technology for achieving this result is the molding or overmolding with plastic materials of the handpiece frame, as described for example in the European patent application EP0937440A2. A disadvantage of this simplified manufacturing method is that if the spray pipes are integrated into the monobloc part during a molding phase, then they must also be made of plastic. Furthermore, the possibilities in terms of geometric shapes for the pipes remain limited.

On connaît sinon par ailleurs des dispositifs comme ceux divulgués dans le brevet américain US6186784B1 qui présentent une cartouche amovible et remplaçable, destinée à être fixée à la tête du dispositif dentaire et qui intègre, en tant que module monobloc, les conduites de spray. La géométrie de cette cartouche est toutefois nécessairement relativement simple pour permettre l’usinage des conduites à travers des perçages. Par ailleurs, ces conduites, une fois la cartouche insérée, doivent logiquement se retrouver en correspondance des conduites insérées dans le manche du dispositif pour réaliser la fonction d’amener le spray le long de la pièce-à-main jusqu’à la tête du dispositif, ce qui renvoie aux problèmes mentionnés précédemment en matière d’assemblage. Otherwise, devices such as those disclosed in US patent US6186784B1 are known which have a removable and replaceable cartridge, intended to be fixed to the head of the dental device and which integrates, as a single-piece module, the spray lines. The geometry of this cartridge is however necessarily relatively simple to allow the machining of the lines through holes. Furthermore, these The lines, once the cartridge is inserted, must logically be aligned with the lines inserted into the handle of the device to perform the function of bringing the spray along the handpiece to the head of the device, which refers to the problems mentioned previously in terms of assembly.

La demande de brevet française FR2864442A1 divulgue quant à elle une pièce à main pourvue d’une carcasse monobloc, à l’intérieur de laquelle la chaîne cinématique de transmission doit être assemblée. Cette solution ne permet toutefois pas non plus de résoudre les problèmes susmentionnés au niveau de la formation, et en particulier des zones de jointure des canalisations. French patent application FR2864442A1 discloses a handpiece with a single-piece frame, inside which the transmission kinematic chain must be assembled. However, this solution also does not solve the aforementioned problems in terms of formation, and in particular the areas where the pipes join.

La demande US 20170042639 A1 décrit par ailleurs une technique d’impression 3D par stéréolithographie composite pour réaliser certains composants d’une pièce à main, destinés à être assemblés ultérieurement au manche de cette dernière. Cette solution ne permet toujours pas de résoudre les problèmes susmentionnés au niveau des zones de jointure de canalisations internes. US application 20170042639 A1 also describes a 3D printing technique using composite stereolithography to produce certain components of a handpiece, intended to be subsequently assembled to the handle of the latter. This solution still does not solve the aforementioned problems at the level of the internal pipe joining areas.

Il existe par conséquent un besoin pour une solution de dispositif dentaire exempt de ces limitations connues. There is therefore a need for a dental device solution free from these known limitations.

Résumé de l'invention Summary of the invention

Un but de la présente invention est de fournir un dispositif dentaire qui puisse être plus facilement produit par rapport aux solutions de l’art antérieur. An object of the present invention is to provide a dental device which can be more easily produced compared to prior art solutions.

Ces buts sont atteints grâce aux caractéristiques de la revendication principale, et en particulier grâce à une pièce à main dentaire ou chirurgicale formée d’une tête et d’un manche de préhension pourvu respectivement chacun et chacune d’au moins une canalisation interne intégrée choisie parmi une conduite pneumatique, une conduite de transmission lumineuse, et une conduite borgne adaptée pour le logement d’un ou plusieurs capteurs électroniques, caractérisée en ce qu’au moins un élément choisi parmi une carcasse interne du manche et la tête est réalisée par impression en métal et comporte ladite conduite pneumatique et/ou ladite conduite de transmission lumineuse et/ou ladite conduite borgne en tant que canalisation interne intégrée de façon monobloc. Un avantage de la solution proposée est de simplifier les opérations de montage, et d’augmenter substantiellement la fiabilité des dispositifs dentaires ainsi formés. These aims are achieved thanks to the characteristics of the main claim, and in particular thanks to a dental or surgical handpiece formed of a head and a gripping handle each provided respectively with at least one integrated internal pipe chosen from a pneumatic pipe, a light transmission pipe, and a blind pipe adapted for housing one or more electronic sensors, characterized in that at least one element chosen from a internal carcass of the handle and the head is made by metal printing and comprises said pneumatic pipe and/or said light transmission pipe and/or said blind pipe as an internal pipe integrated in a single piece. An advantage of the proposed solution is to simplify the assembly operations, and to substantially increase the reliability of the dental devices thus formed.

Un autre avantage de la solution proposée est de conférer une flexibilité améliorée en matière de design et de formes géométriques à réaliser à la fois pour les canalisations relatives aux fluides, et pour les canalisations destinées à la transmission de lumière. Another advantage of the proposed solution is that it provides improved flexibility in terms of design and geometric shapes to be achieved both for fluid-related pipes and for pipes intended for light transmission.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention est réalisée de bout en bout, du manche à la tête, par impression 3D et comporte au moins un canal de spray d’air et un canal de spray d’eau en tant que conduites pneumatiques, chacune des conduites pneumatiques étant dépourvues de parties anguleuses. According to a preferred embodiment, the dental or surgical handpiece according to the invention is produced from end to end, from the handle to the head, by 3D printing and comprises at least one air spray channel and one water spray channel as pneumatic conduits, each of the pneumatic conduits being devoid of angular parts.

De cette manière, non seulement des gains de temps sont réalisés pour produire la pièce à main dentaire ou chirurgicale intégralement d’une seule traite, simplifiant ainsi considérablement le processus de fabrication et les contraintes d’assemblage, mais également améliorant considérablement la qualité de la pièce obtenue dont les canaux de spray peuvent non seulement être positionnés de façon optimisée à l’intérieur de la carcasse, mais dont la forme est également optimisée avec simplement des courbures en lieu et place de parties anguleuses marquant des raccords entre segments d’usinage ou de perçage. De cette manière, les écoulements de fluide sont améliorés et le processus de nettoyage davantage facilité. In this way, not only are time savings achieved in producing the entire dental or surgical handpiece in one go, thus considerably simplifying the manufacturing process and assembly constraints, but also considerably improving the quality of the resulting part, whose spray channels can not only be positioned in an optimized way inside the carcass, but whose shape is also optimized with simply curvatures instead of angular parts marking connections between machining or drilling segments. In this way, fluid flows are improved and the cleaning process is further facilitated.

Selon un mode de réalisation encore plus préférentiel, la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention est caractérisée en ce qu’elle comprend un diffuseur intégré dans la tête qui est formé d’un anneau supérieur pour l’acheminement d’air, un anneau inférieur pour l’acheminement d’eau, et d’une pluralité de canaux transversaux de sortie reliant parallèlement l’anneau supérieur à l’anneau inférieur, le diffuseur étant directement relié au canal de spray d’air et au canal de spray d’eau. According to an even more preferred embodiment, the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that it comprises a diffuser integrated in the head which is formed of an upper ring for conveying air, a lower ring for conveying water, and a plurality of transverse outlet channels connecting the ring in parallel upper than the lower ring, the diffuser being directly connected to the air spray channel and the water spray channel.

Ainsi, il est possible d’optimiser encore la qualité des sprays mélangés air-eau, en réalisant dans une pièce monobloc imprimée 3D de l’ensemble des conduites air et eau et simultanément du mélangeur/diffuseur, ce dernier étant aussi monobloc avec la tête du dispositif. Ceci permet de réaliser une pièce contenant des conduites la plupart du temps circulaires, et en tous les cas de forme annulaire, qui sont très délicates à obtenir par moulage, et de supprimer parallèlement de l’étape de positionnement et chassage ou soudage du diffuseur dans la tête. Thus, it is possible to further optimize the quality of air-water mixed sprays, by producing in a single 3D printed part all the air and water pipes and simultaneously the mixer/diffuser, the latter also being single-piece with the head of the device. This makes it possible to produce a part containing pipes that are mostly circular, and in any case annular in shape, which are very difficult to obtain by molding, and to simultaneously eliminate the step of positioning and driving or welding the diffuser into the head.

Selon un mode de réalisation encore plus préférentiel, la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention est caractérisée en ce que la canalisation interne intégrée comporte au moins une bifurcation. According to an even more preferred embodiment, the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the integrated internal pipeline comprises at least one bifurcation.

Une telle configuration est particulièrement difficile à obtenir par usinage ou par moulage et permet ainsi d’optimiser encore davantage les formes géométriques souhaitées et améliorer les performances de pièce à main réalisée tout en diminuant les coûts. Such a configuration is particularly difficult to obtain by machining or molding and thus allows the desired geometric shapes to be further optimized and the performance of the handpiece produced to be improved while reducing costs.

Selon un mode de réalisation encore plus préférentiel, la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention est caractérisée en ce que la canalisation interne intégrée présente une première double bifurcation d’un canal de spray d’air et/ou une deuxième double bifurcation d’un canal de spray d’eau. According to an even more preferred embodiment, the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the integrated internal pipe has a first double bifurcation of an air spray channel and/or a second double bifurcation of a water spray channel.

Une telle configuration quasiment impossible à obtenir autrement que via une impression 3D permet de maximiser les performances du diffuseur en matière de qualité du mélange grâce à d’écoulement de fluide minimisant les turbulences et garantissant une meilleure répartition de la pression de chacun des fluides. Such a configuration, which is almost impossible to obtain other than via 3D printing, makes it possible to maximize the diffuser's performance in terms of mixing quality thanks to fluid flow minimizing turbulence and guaranteeing better distribution of the pressure of each of the fluids.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel, la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention est caractérisée en ce que la canalisation interne intégrée présente une troisième bifurcation d’une conduite de transmission lumineuse suivie de deux parties terminales bombées dans la tête. According to another preferred embodiment, the dental or surgical handpiece according to the invention is characterized in that the Integrated internal channeling has a third bifurcation of a light transmission conduit followed by two domed end portions in the head.

Une telle configuration pour les canalisations lumineuse est doublement avantageuse, d’une part d’un point de vue fiabilité en cas de chute ou de choc mécanique grâce à l’absence de pincements, qui permet par ailleurs de réduire le risque de rupture lors de l’assemblage. Par ailleurs, on peut supprimer autant de sources lumineuses qu’il y a de bifurcations, ce qui permet de diminuer les coûts de fabrications en conséquence. This configuration for light pipes is doubly advantageous, on the one hand from a reliability point of view in the event of a fall or mechanical shock thanks to the absence of pinching, which also reduces the risk of breakage during assembly. Furthermore, as many light sources as there are branches can be removed, which reduces manufacturing costs accordingly.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale, au moins une conduite pneumatique possède une section elliptique. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece, at least one pneumatic conduit has an elliptical section.

Une telle configuration permet de réduire d’autant l’encombrement des canalisations au sein de la pièce à main dentaire ou chirurgicale réalisée, et ainsi pouvoir soit minimiser les dimensions totales de la pièce, soit disposer encore d’autres pièces ou canalisations - notamment pour des capteurs - ou encore, dans le cas d’un contre-angle, permettre d’augmenter la taille du rouage de transmission, dans un souci de fiabilité. Such a configuration makes it possible to reduce the size of the pipes within the dental or surgical handpiece produced, and thus to be able to either minimize the total dimensions of the part, or to have other parts or pipes - in particular for sensors - or even, in the case of a contra-angle, to increase the size of the transmission gear, for the sake of reliability.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale, au moins une conduite de transmission lumineuse possède une section hexagonale. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece, at least one light transmission pipe has a hexagonal section.

Une telle configuration permet de minimiser les points de contact d’un barreau de verre ou d’une fibre optique avec la canalisation interne intégrée, et ainsi permettre une insertion plus aisée de l’élément de transmission lumineuse en minimisant les frottements, et en réduisant parallèlement tout risque de rupture de ce dernier. Such a configuration makes it possible to minimize the contact points of a glass rod or an optical fiber with the integrated internal channel, and thus allow easier insertion of the light transmission element by minimizing friction, and at the same time reducing any risk of breakage of the latter.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale, au moins une conduite de transmission lumineuse présente une section variable suivant un profil ondulé. Une telle configuration permet également de minimiser les points de contact d’un barreau de verre ou d’une fibre optique, et ainsi permettre de les insérer plus aisément en minimisant les frottements, et en réduisant parallèlement tout risque de rupture de ces derniers. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece, at least one light transmission pipe has a variable section following a wavy profile. Such a configuration also makes it possible to minimize the contact points of a glass rod or an optical fiber, and thus allow them to be inserted more easily by minimizing friction, and at the same time reducing any risk of them breaking.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention, celle-ci comporte une conduite pneumatique de refroidissement de forme hélicoïdale. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece according to the invention, the latter comprises a helical-shaped pneumatic cooling pipe.

Une telle configuration particulièrement délicate à réaliser par moulage ou par usinage est particulièrement adaptée pour des dispositifs de chirurgie orale motorisés, qui ne peuvent pas être refroidis via un quelconque flux d’air comprimé en raison de risques d’embolie. Such a configuration, which is particularly difficult to achieve by molding or machining, is particularly suitable for motorized oral surgery devices, which cannot be cooled via any compressed air flow due to the risk of embolism.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention, le processus d’impression 3D détermine un état de rugosité de surface à une surface externe d’une calotte externe du manche de préhension lui conférant des propriétés anti-dérapantes. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece according to the invention, the 3D printing process determines a surface roughness state on an external surface of an external cap of the gripping handle giving it anti-slip properties.

De cette manière, on peut encore réduire les coûts de fabrication en se dispensant d’une étape de traitement ultérieure de l’extérieur de la pièce à main ou de l’ajout d’un revêtement additionnel enveloppant le manche de préhension. In this way, manufacturing costs can be further reduced by eliminating the need for a subsequent treatment step on the exterior of the handpiece or the addition of an additional coating around the grip handle.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention, celle-ci est caractérisée en ce que la micro-dureté des surfaces extérieures de la carcasse de la pièce à main ou d’une calotte externe du manche de préhension est d’au moins 20% plus élevée que la dureté des surfaces intérieures suite à un traitement thermique de poudres de métal préalablement à l’étape d’impression 3D, et un traitement ultérieur par pulsed-plasma desdites surfaces extérieures. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece according to the invention, the latter is characterized in that the micro-hardness of the outer surfaces of the carcass of the handpiece or of an outer cap of the gripping handle is at least 20% higher than the hardness of the inner surfaces following a heat treatment of metal powders prior to the 3D printing step, and a subsequent treatment by pulsed-plasma of said outer surfaces.

Une telle configuration permet d’avoir une dureté suffisamment élevée à l’extérieur pour résister aux phénomènes de vieillissement (par exemple vis-à-vis de rayures) et aux chocs et, en même temps, de préserver un niveau de dureté suffisamment faible pour les surfaces intérieures qui sont reprises en usinage, comme typiquement une opération de tournage ou de meulage permettant de réduire davantage les tolérance pour les surfaces intérieures de la tête de la turbine, le positionnement de joints O-ring pour le positionnement du rotor, etc. Such a configuration allows to have a sufficiently high hardness on the outside to resist aging phenomena (for example against scratches) and shocks and, at the same time, to preserve a sufficiently low hardness level for internal surfaces that are machined, such as typically a turning or grinding operation to further reduce tolerances for the internal surfaces of the turbine head, the positioning of O-ring seals for rotor positioning, etc.

Selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention, celle-ci comporte au moins une conduite borgne adaptée pour le logement d’un ou plusieurs capteurs électroniques, la conduite borgne comportant une extrémité ouverte au niveau du manche de préhension, et étant refermée au niveau de la tête par un logement. According to yet another preferred embodiment for the dental or surgical handpiece according to the invention, the latter comprises at least one blind conduit adapted for housing one or more electronic sensors, the blind conduit comprising an open end at the grip handle, and being closed at the head by a housing.

Une telle configuration avec des conduites fermées ou bouchées au niveau de la tête - d’où la terminologie de conduite « borgne » par analogie à un trou borgne - est très difficile voire impossible à obtenir avec d’autres méthodes, et elle permet d’assurer de manière intrinsèque l’étanchéité du logement terminal où sont disposés des capteurs électroniques, tels que des capteurs thermiques ou des accéléromètres pour capter un niveau de vibration, et qui seraient autrement soumis à un environnement externe très agressif en raison de la présence d’eau, de salive, de sang, de débris organiques et non organiques. Such a configuration with closed or plugged pipes at the head - hence the terminology of "blind" pipe by analogy with a blind hole - is very difficult or even impossible to obtain with other methods, and it makes it possible to intrinsically ensure the sealing of the terminal housing where electronic sensors are arranged, such as thermal sensors or accelerometers to capture a vibration level, and which would otherwise be subjected to a very aggressive external environment due to the presence of water, saliva, blood, organic and non-organic debris.

Selon une variante pour la pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’invention, celle-ci est caractérisée en ce qu’elle comprend un mélangeur pour canal de spray mixte aménagé dans la carcasse interne du manche de préhension. According to a variant for the dental or surgical handpiece according to the invention, the latter is characterized in that it comprises a mixer for a mixed spray channel arranged in the internal carcass of the gripping handle.

Une telle variante permet de proposer une alternative simple et efficace à un diffuseur habituellement logé dans la tête de l’outil, laquelle est plus susceptible d’être endommagée par exemple en cas de chute de l’outil, et qui fixe une contrainte additionnelle aux dimensions minimum de la tête du dispositif. Une telle variante permet donc de réduire les dimensions de la tête du dispositif et donc de favoriser l’accès dans la bouche du patient. La présente invention concerne encore une méthode d’impression 3D préférée pour la réalisation d’une pièce à main dentaire ou chirurgicale selon l’une des revendications 1 à 14 précédentes, caractérisée par une direction de croissance allant dudit manche de préhension vers ladite tête, les couches microscopiques de croissance étant superposées selon des plans d’impression perpendiculaires à ladite direction de croissance et orientés selon un angle compris entre 10° et 20° par rapport au plan transverse du manche de préhension. Such a variant makes it possible to offer a simple and effective alternative to a diffuser usually housed in the head of the tool, which is more likely to be damaged, for example, if the tool is dropped, and which sets an additional constraint on the minimum dimensions of the head of the device. Such a variant therefore makes it possible to reduce the dimensions of the head of the device and therefore to facilitate access to the patient's mouth. The present invention also relates to a preferred 3D printing method for producing a dental or surgical handpiece according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized by a growth direction going from said gripping handle towards said head, the microscopic growth layers being superimposed according to printing planes perpendicular to said growth direction and oriented at an angle of between 10° and 20° relative to the transverse plane of the gripping handle.

Un tel choix préférentiel pour la direction de croissance de la méthode d’impression 3D avec un léger décalage par rapport à l’axe du manche de préhension permet d’optimiser au mieux les formes géométriques à réaliser, en particulier les courbures à réaliser selon des orientations particulières vis-à-vis du plan frontal et du plan sagittal de la pièce à main à réaliser. Such a preferential choice for the growth direction of the 3D printing method with a slight offset from the axis of the grip handle makes it possible to optimize the geometric shapes to be produced, in particular the curvatures to be produced according to particular orientations with respect to the frontal plane and the sagittal plane of the handpiece to be produced.

Brève description des dessins Brief description of the drawings

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins dans lesquels: The present invention will be better understood from reading the following description, given by way of example and with reference to the drawings in which:

- la figure 1A est une vue latérale d’une turbine monobloc réalisée selon un mode de réalisation préférentiel pour la présente invention, représentant schématiquement les canalisations internes intégrées pour l’air, l’eau et la lumière; - Figure 1A is a side view of a single-unit turbine made according to a preferred embodiment for the present invention, schematically representing the integrated internal pipes for air, water and light;

- la figure 1 B est une vue en trois dimensions de la tête d’une turbine telle que celle réalisée sur la figure 1A, montrant schématiquement le détail d’un diffuseur ainsi qu’une triple bifurcation pour l’arrivée d’air dans la tête; - Figure 1 B is a three-dimensional view of the head of a turbine such as that produced in Figure 1A, schematically showing the detail of a diffuser as well as a triple bifurcation for the arrival of air in the head;

- la figure 1 C est une vue en coupe sagittale selon le plan A-A représenté sur la figure 1A montrant le détail du diffuseur de la turbine monobloc obtenue selon le mode de réalisation préférentiel des figures 1 A et 1 B précédentes; - les figures 2A et 2B mettent en évidence la différence entre un canal optique réalisé par impression 3D et par usinage, la figure 2A illustrant un canal réalisé par usinage présentant une partie anguleuse à son extrémité, tandis que l’autre canal, illustré dans la figure 2B et réalisé par impression 3D, présente un profil arrondi. - figure 1 C is a sagittal sectional view along plane AA shown in figure 1A showing the detail of the diffuser of the single-block turbine obtained according to the preferred embodiment of figures 1 A and 1 B above; - Figures 2A and 2B highlight the difference between an optical channel produced by 3D printing and by machining, Figure 2A illustrating a channel produced by machining having an angular part at its end, while the other channel, illustrated in Figure 2B and produced by 3D printing, has a rounded profile.

- la figure 3A est une vue latérale de l’extérieur d’une turbine selon un autre mode de réalisation préférentiel; - Figure 3A is a side view of the exterior of a turbine according to another preferred embodiment;

- la figure 3B est une vue en coupe de la turbine de la figure 3A au niveau de l’extrémité du manche selon le plan de coupe C-C illustré sur la figure 2A; - Figure 3B is a sectional view of the turbine of Figure 3A at the end of the handle along the section plane C-C illustrated in Figure 2A;

- la figure 3C est une vue en coupe de la tête de la turbine de la figure 3A selon le plan de coupe F-F illustré sur la figure 3A; - Figure 3C is a sectional view of the head of the turbine of Figure 3A along the section plane F-F illustrated in Figure 3A;

- la figure 4 illustre une vue en trois dimensions d’une turbine réalisée de façon monobloc selon un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, mettant en évidence schématiquement une conduite de transmission lumineuse bifurquée au niveau de la tête de la turbine; - Figure 4 illustrates a three-dimensional view of a turbine produced in a single block according to another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a light transmission conduit branching off at the head of the turbine;

- La figure 5A illustre une vue en trois dimensions d’une autre turbine réalisée de façon monobloc selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, mettant en évidence schématiquement une forme particulière d’une conduite de transmission lumineuse; - Figure 5A illustrates a three-dimensional view of another turbine produced in a single block according to yet another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a particular form of a light transmission conduit;

- La figure 5B illustre la section particulière d’un conduit de transmission lumineuse pour une turbine réalisée selon le mode de réalisation préférentiel de la figure 5A ; - Figure 5B illustrates the particular section of a light transmission conduit for a turbine produced according to the preferred embodiment of Figure 5A;

- la figure 6 illustre une vue en trois dimensions d’encore une autre pièce à main réalisée de façon monobloc selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, pourvue d’une canalisation de fluide intégrée hélicoïdale; - les figures 7A,7B et 7C illustrent respectivement une vue latérale, de face et en trois dimensions d’une turbine monobloc, mettant en évidence la direction de croissance verticale du processus d’impression 3D; - Figure 6 illustrates a three-dimensional view of yet another handpiece made in a single piece according to yet another preferred embodiment for the invention, provided with an integrated helical fluid channel; - Figures 7A, 7B and 7C illustrate respectively a side, front and three-dimensional view of a single-piece turbine, highlighting the vertical growth direction of the 3D printing process;

- la figure 8A est une vue schématique en coupe d’une pièce à main réalisée selon un mode de réalisation préférentiel pour l’invention et qui contient une conduite destinée au logement d’un ou plusieurs capteurs; - Figure 8A is a schematic sectional view of a handpiece produced according to a preferred embodiment of the invention and which contains a conduit intended for housing one or more sensors;

- La figure 8B illustre le détail de la tête d’une pièce à main de la figure 8A, contenant deux logements dans lesquels sont respectivement introduits un thermocouple et un capteur d’accélération piézoélectrique; - Figure 8B illustrates the detail of the head of a handpiece of Figure 8A, containing two housings into which a thermocouple and a piezoelectric acceleration sensor are respectively introduced;

- la figure 9 est une vue schématique en coupe d’une pièce à main réalisée selon une variante préférentielle pour la mise en œuvre de l’invention, selon laquelle un mélangeur est prévu dans le manche de préhension en lieu et place d’un diffuseur dans la tête - figure 9 is a schematic sectional view of a handpiece produced according to a preferred variant for implementing the invention, according to which a mixer is provided in the grip handle instead of a diffuser in the head

Description détaillée Detailed description

Dans ce qui suit, on décrira un mode de réalisation préférentiel pour la présente invention pour la réalisation de canalisations internes intégrées 2 d’une pièce à main 1 se présentant sous la forme d’une turbine, représentée schématiquement sur la série de figures 1A-1 B et 1 C puis dont le détail des conduites pneumatiques est ensuite illustré sur la série de figures 3A,3B, et 3C. In the following, a preferred embodiment of the present invention will be described for the production of integrated internal pipes 2 of a handpiece 1 in the form of a turbine, shown schematically in the series of figures 1A-1B and 1C, then the details of the pneumatic pipes are then illustrated in the series of figures 3A, 3B, and 3C.

La figure 1A est une vue latérale d’une turbine réalisée de façon intégralement monobloc du manche de préhension 11 jusqu’à la tête 10, représentant schématiquement des canalisations internes intégrées 2 pour l’air, l’eau et la lumière; on comprendra toutefois de ce qui suit qu’il sera possible de réaliser n’importe quel type ou n’importe quel sous-ensemble de ces canalisations internes intégrées sans sortir du cadre de la présente invention. Figure 1A is a side view of a turbine made in a single piece from the gripping handle 11 to the head 10, schematically representing integrated internal pipes 2 for air, water and light; it will however be understood from the following that it will be possible to produce any type or any subset of these integrated internal pipes without departing from the scope of the present invention.

Comme illustré sur la figure 1A, les canalisations internes intégrées 2 comprennent des conduits pneumatiques 20, prévues pour faire circuler des fluides tels que de l’air ou de l’eau. Selon le mode de réalisation représenté sur cette figure, les conduites pneumatiques 20 comprennent ainsi un canal de spray d’air 21 et un canal de spray d’eau 22, qui comprennent respectivement une première partie coudée 21 C et une deuxième partie coudée 22C, tandis que la conduite de transmission lumineuse 23 comprend une troisième partie coudée 23C un peu plus loin orientée dans l’autre sens, c’est-à-dire vers le bas de manière à ce que la source de lumière 4 puisse éclairer la zone de travail de la pièce à main 1 juste sous la tête 10. Le canal de spray d’air 21 et le canal de spray d’eau 22 sont acheminés vers un diffuseur 25 intégré dans la tête 10 et dont le détail est illustré sur les figures 1 B et 1 C décrites ci-après. Néanmoins, vu depuis la calotte externe 110 du manche de préhension, la manière dont sont réalisées les différentes canalisations intégrées est indétectable pour l’utilisateur. As illustrated in Figure 1A, the integrated internal pipes 2 comprise pneumatic conduits 20, provided for circulating fluids such as air or water. According to the embodiment shown in this figure, the pneumatic lines 20 thus comprise an air spray channel 21 and a water spray channel 22, which respectively comprise a first bent portion 21C and a second bent portion 22C, while the light transmission line 23 comprises a third bent portion 23C a little further oriented in the other direction, that is to say downwards so that the light source 4 can illuminate the working area of the handpiece 1 just under the head 10. The air spray channel 21 and the water spray channel 22 are routed to a diffuser 25 integrated in the head 10 and the detail of which is illustrated in figures 1B and 1C described below. However, seen from the external cap 110 of the grip handle, the way in which the various integrated lines are made is undetectable for the user.

La figure 1 B illustre une vue en trois dimensions de la tête 10 de la turbine avec respectivement les arrivées de des deux canaux de spray, vers des anneaux de diffusion, et en particulier un anneau supérieur 251 relié au canal de spray d’air 21 et un anneau inférieur 252 relié au canal de spray d’eau 22; l’anneau supérieur 251 et l’anneau inférieur 252 étant reliés l’un à l’autre via des canaux transversaux de sortie 253, bien visible sur la figure 1 C qui est une vue en coupe sagittale selon le plan A-A représenté sur la figure 1 A montrant le détail structurel d’un diffuseur 25 de turbine monobloc obtenue selon le mode de réalisation préférentiel des figures 1 A et 1 B précédentes. Figure 1 B illustrates a three-dimensional view of the head 10 of the turbine with respectively the arrivals of the two spray channels, towards diffusion rings, and in particular an upper ring 251 connected to the air spray channel 21 and a lower ring 252 connected to the water spray channel 22; the upper ring 251 and the lower ring 252 being connected to each other via transverse outlet channels 253, clearly visible in Figure 1 C which is a sagittal sectional view along the plane A-A represented in Figure 1 A showing the structural detail of a single-piece turbine diffuser 25 obtained according to the preferred embodiment of the preceding Figures 1 A and 1 B.

L’intérêt d’utiliser la technologie d’impression 3D permet de réaliser ici non seulement n’importe quelle forme pour les anneaux de diffusion (c’est-à-dire l’anneau supérieur 251 et l’anneau inférieur, possédant une forme circulaire sur les figures 1 B et 1 C, mais pouvant prendre potentiellement n’importe quelle forme requise selon les besoins, comme par exemple une forme elliptique en vue d’un gain de place ou pour le logement d’un autre élément dans la tête. Sur la figure 1 C on distingue également une forme particulière des anneaux de diffusion, avec une section en forme de « L » pour chacun des anneaux; par ailleurs, pour améliorer la qualité de l’écoulement du fluide, des doubles bifurcations sont réalisés dans chacune des deux conduites pneumatiques 20, et en particulier une première double bifurcation 210 du canal de spray d’air 21 et une deuxième double bifurcation 220 du canal de spray d’eau 22, bien visibles sur la figure 1 B. De telles doubles bifurcations sont quasiment impossibles à obtenir par moulage et permettent ainsi d’améliorer la qualité de la turbine dans ce cas précis, mais plus généralement de n’importe quelle pièce à main réalisée selon l’invention. The advantage of using 3D printing technology is that it is possible to produce here not only any shape for the diffusion rings (i.e. the upper ring 251 and the lower ring, having a circular shape in FIGS. 1 B and 1 C, but which can potentially take any shape required as needed, such as for example an elliptical shape in order to save space or to accommodate another element in the head. In FIG. 1 C, a particular shape of the diffusion rings can also be seen, with an “L”-shaped section for each of the rings; moreover, to improve the quality of the fluid flow, double bifurcations are made in each of the two pneumatic conduits 20, and in particular a first double bifurcation 210 of the air spray channel 21 and a second double bifurcation 220 of the water spray channel 22, clearly visible in FIG. 1 B. Such double bifurcations are almost impossible. to be obtained by molding and thus make it possible to improve the quality of the turbine in this specific case, but more generally of any handpiece produced according to the invention.

Un grand avantage des pièces à main réalisées selon l’invention est d’éviter la formation de toute partie anguleuse, ce qui permet l’amélioration de l’écoulement des fluides dans le cadre de conduites pneumatiques 20, comme illustré sur la figure 1A où les canaux de spray d’air 21 et respectivement d’eauA great advantage of the handpieces made according to the invention is to avoid the formation of any angular part, which allows the improvement of the flow of fluids in the framework of pneumatic conduits 20, as illustrated in figure 1A where the air spray channels 21 and respectively water

22 ne comprennent que des parties coudées, et plus de segments rectilignes obtenus par usinage assemblés les uns aux autres. Pour les conduites de transmission lumineuse 23, cette propriété est particulièrement avantageuse car elle aussi évite tout endommagement ou rupture de ces conduites étant réalisées la plupart du temps en verre ou autre matériaux susceptible d’être cassant. 22 only include bent parts, and no more straight segments obtained by machining assembled together. For the light transmission pipes 23, this property is particularly advantageous because it also prevents any damage or breakage of these pipes being made most of the time of glass or other materials likely to be brittle.

Les figures 2A et 2B illustrent cette différence fondamentale entre une solution de l’art antérieur et l’invention, où la conduite de transmission lumineuseFigures 2A and 2B illustrate this fundamental difference between a prior art solution and the invention, where the light transmission line

23 présente une partie anguleuse 23B avec un bord pointu susceptible de pincer la fibre de verre qui y serait insérée à l’avant du manche de préhension 11 (figure 2A) alors que la conduite de transmission lumineuse 23 réalisée par impression 3D selon l’invention ne présente plus aucune partie anguleuse, mais au contraire uniquement une partie rectiligne puis recourbée, comme illustré sur la figure 2B où l’on peut distinguer une troisième partie coudée 23C au niveau de la sortie de la conduite de transmission lumineuse 23 vers l’avant du manche de préhension 11. Plus généralement, le fait de ne plus comporter de partie anguleuse signifie ainsi ne plus comporter qu’exclusivement des parties lignes ou courbes, et présente des avantages à la fois en matière d’écoulement de fluide et de fiabilité lorsqu’il s’agit de conduites de transmission lumineuse. Avantageusement, les conduites de transmission lumineuse 23 avec une surface lisse, c’est-à-dire avec un profil caractérisé par une dérivé continue, obtenues via impression 3D, peuvent être combinée avec l’utilisation de fibres optiques souples, caractérisées par des multibrins de fibre vitreuse non solidarisés entre eux. Cette solution technique, qui peut s’adapter à des conduites ayant une forme courbe accentuée, est mécaniquement fragile : l’utilisation de conduites lumineuses 23 obtenues via impression 3D permet de surmonter cet inconvénient majeur, en protégeant ces fibres souples et éviter leur casse lors de l’assemblage et/ou de l’utilisation du dispositif. La série de figures 3A-3B-3C montrent différentes vues d’une turbine réalisée selon un autre mode de réalisation préférentiel pour la présente invention, dont les conduites lumineuses ne sont pas représentées, mais qui met en évidence la manière dont sont réalisées les différentes conduites pneumatiques grâce à des vues en coupe selon différents plans ; la figure 3B est en effet une vue agrandie en projection selon la coupe de la turbine de la figure 3A au niveau de l’extrémité du manche selon le plan de coupe B-B illustré sur la figure 2A, et la figure 3C est une vue agrandie en projection selon la coupe de la tête de la turbine de la figure 3A selon le plan de coupe C-C illustré sur la figure 3A, où le rotor a été supprimé pour clarté de visualisation. 23 has an angular part 23B with a pointed edge capable of pinching the glass fiber which would be inserted therein at the front of the gripping handle 11 (figure 2A) whereas the light transmission conduit 23 produced by 3D printing according to the invention no longer has any angular part, but on the contrary only a rectilinear then curved part, as illustrated in figure 2B where a third bent part 23C can be seen at the exit of the light transmission conduit 23 towards the front of the gripping handle 11. More generally, the fact of no longer having an angular part thus means no longer having only line or curved parts, and has advantages both in terms of fluid flow and reliability when it comes to light transmission conduits. Advantageously, the light transmission conduits 23 with a smooth surface, that is to say with a profile characterized by a continuous derivative, obtained via 3D printing, can be combined with the use of flexible optical fibers, characterized by multi-strands of vitreous fiber not secured to each other. This technical solution, which can be adapted to conduits having an accentuated curved shape, is mechanically fragile: the use of light conduits 23 obtained via 3D printing makes it possible to overcome this major drawback, by protecting these flexible fibers and avoiding their breakage during assembly and/or use of the device. The series of figures 3A-3B-3C show different views of a turbine produced according to another preferred embodiment for the present invention, the light pipes of which are not shown, but which highlights the way in which the different pneumatic pipes are produced thanks to sectional views according to different planes; figure 3B is in fact an enlarged view in projection according to the section of the turbine of figure 3A at the level of the end of the handle according to the sectional plane BB illustrated in figure 2A, and figure 3C is an enlarged view in projection according to the section of the head of the turbine of figure 3A according to the sectional plane CC illustrated in figure 3A, where the rotor has been removed for clarity of visualization.

La seule différence notoire entre les éléments représentés entre la figure 1 A précédente et la figure 3A concerne, outre la visualisation des plans de coupe B-B et C-C utilisés pour les figures 3B et 3C décrites ci-après, le fait que l’on ne voit plus que les parties externes de la tête 10 et du manche de préhension 11 , à savoir la calotte externe 110 de celui-ci, lequel est ici pourvu de préférence d’une surface externe anti-dérapante 110A qui présente une rugosité de surface R prédéfinie obtenue directement lors du processus d’impression 3D, et permet ainsi de se dispenser d’un traitement de surface ultérieur ou d’une étape de recouvrement par un revêtement additionnel à cet effet. De cette manière, le nombre d’étapes requises lors du processus de fabrication est réduit et il est possible de gagner en efficacité. The only notable difference between the elements represented between the preceding figure 1 A and figure 3A concerns, in addition to the visualization of the section planes B-B and C-C used for figures 3B and 3C described below, the fact that only the external parts of the head 10 and the gripping handle 11 are now visible, namely the external cap 110 thereof, which is here preferably provided with an external non-slip surface 110A which has a predefined surface roughness R obtained directly during the 3D printing process, and thus makes it possible to dispense with a subsequent surface treatment or a step of covering with an additional coating for this purpose. In this way, the number of steps required during the manufacturing process is reduced and it is possible to gain in efficiency.

La figure 3B, qui montre le détail des conduites pneumatiques 20 dans le plan de coupe B-B, c’est-à-dire avant bifurcation à l’entrée de la tête 10, permet de visualiser le canal d’injection de la turbine 200, présentant une section circulaire, alors que les canaux de spray d’air 21 et d’eau 22 présentent quant à eux chacun une section elliptique 20S, ce qui permet d’économiser de la place en hauteur. Une telle forme est elle aussi plus délicate, voire quasi impossibles à réaliser par moulage, et en particulier pour des matériaux métalliques, lesquels seront privilégiés dans le cadre de l’invention. Selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur cette figure, la longueur minimale des conduites en forme de tubes est de préférence supérieure à 20 mm, et l'intervalle d'épaisseur de paroi de ces canalisations tubulaires est compris entre 0.2 mm et 2 mm. La figure 3C montre le détail de ces mêmes conduites pneumatiques, mais après une double bifurcation des canaux de spray d’air 21 et d’eau 22, telle que la première double bifurcation du canal de spray d’air 210 et la deuxième double bifurcation du canal de spray d’eau 220 schématisée sur la figure 1 B précédente : C’est la raison pour laquelle, sur cette figure, on peut distinguer trois canaux de section elliptique correspondant aux canaux de spray d’eau 22 au bas de la tête et, dans un plan superposé juste au-dessus, trois canaux de spray d’air 21 , également de section elliptique. Juste au-dessus, le canal d’injection de la turbine on peut distinguer le canal d’injection de la turbine, toujours de section circulaire, et l’intégralité des conduites pneumatiques est bien intégrée dans la carcasse interne de la tête 111. Selon le mode de réalisation préférentiel illustré ici, l’intégralité de la pièce à main 1 est réalisée de façon monobloc, et en particulier la tête 10, le manche de préhension 11 et la calotte externe 110 de celui-ci ; mais selon un mode de réalisation alternatif, il serait toutefois possible de ne réaliser que la carcasse interne 111 pourvue de l’intégralité des canalisations internes intégrées 2 - non référencées sur les figures 3B et 3C - incluant les conduites pneumatiques 20, mais de réaliser l’enveloppe de la pièce à main 1 , incluant en particulier la calotte externe 110 de façon dissociée pour plus de modularité et de flexibilité. Figure 3B, which shows the detail of the pneumatic pipes 20 in the section plane BB, that is to say before bifurcation at the inlet of the head 10, makes it possible to visualize the injection channel of the turbine 200, having a circular section, while the air spray channels 21 and water 22 each have an elliptical section 20S, which makes it possible to save space in height. Such a shape is also more delicate, or even almost impossible to produce by molding, and in particular for metallic materials, which will be favored in the context of the invention. According to the preferred embodiment illustrated in this figure, the minimum length of the pipes in the form of tubes is preferably greater than 20 mm, and the wall thickness range of these tubular pipes is between 0.2 mm and 2 mm. Figure 3C shows the detail of these same pneumatic conduits, but after a double bifurcation of the air spray 21 and water 22 channels, such as the first double bifurcation of the air spray channel 210 and the second double bifurcation of the water spray channel 220 shown diagrammatically in the previous figure 1B: This is the reason why, in this figure, we can distinguish three channels of elliptical section corresponding to the water spray channels 22 at the bottom of the head and, in a superimposed plane just above, three air spray channels 21, also of elliptical section. Just above the injection channel of the turbine, we can distinguish the injection channel of the turbine, still of circular section, and all of the pneumatic conduits are well integrated into the internal carcass of the head 111. According to the preferred embodiment illustrated here, the entire handpiece 1 is produced in a single piece, and in particular the head 10, the gripping handle 11 and the external cap 110 thereof; but according to an alternative embodiment, it would however be possible to produce only the internal carcass 111 provided with all of the integrated internal pipes 2 - not referenced in FIGS. 3B and 3C - including the pneumatic conduits 20, but to produce the casing of the handpiece 1, including in particular the external cap 110 in a separate manner for greater modularity and flexibility.

La turbine réalisée selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur les figures 3A-3C est ainsi pourvue d’un spray de meilleure qualité que celui qui aurait été obtenu grâce à un mélangeur air/eau (via le diffuseur 25) positionné dans la tête du dispositif et fixé ensuite par chassage, soudage ou collage. En effet, la bonne qualité des sprays mélangés air-eau dépend alors fortement des tolérances géométriques des tubes et du diffuseur ainsi que du positionnement correct des tubes et du diffuseur lors de l’assemblage. Puisque la dispersion de production est très importante, il est donc obligatoire d’opérer systématiquement un contrôle final de qualité des sprays avant la libération de chaque dispositif produit, ce qui prolonge le temps de passage et les coûts. Similairement, pour l’injection d’air d’une turbine - via le canal d’injection d’air de la turbine 200, ci- dessous aussi qualifié communément d’injecteur - le positionnement manuel est souvent complexe et un positionnement incorrect a un impact très fortement négatif sur les performances du dispositif, c’est-à-dire en matière de couple et de vitesse de rotation conférée. La turbine selon l’invention permet de pallier ces inconvénients. The turbine produced according to the preferred embodiment illustrated in Figures 3A-3C is thus provided with a spray of better quality than that which would have been obtained using an air/water mixer (via the diffuser 25) positioned in the head of the device and then fixed by driving, welding or gluing. Indeed, the good quality of the air-water mixed sprays then depends heavily on the geometric tolerances of the tubes and the diffuser as well as the correct positioning of the tubes and the diffuser during assembly. Since the production dispersion is very significant, it is therefore mandatory to systematically carry out a final quality control of the sprays before the release of each device produced, which prolongs the passage time and costs. Similarly, for the air injection of a turbine - via the air injection channel of the turbine 200, below also commonly referred to as an injector - manual positioning is often complex and incorrect positioning has a very strong negative impact on the performance of the device, i.e. in terms of torque and rotational speed provided. The turbine according to the invention makes it possible to overcome these drawbacks.

La figure 4 illustre une vue en trois dimensions d’une turbine réalisée de façon monobloc selon un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, mettant en évidence schématiquement une conduite de transmission lumineuse 23 bifurquée au niveau de la tête 10 de la turbine 1 , contrairement à celle de la figure 1A qui ne comprend qu’une partie coudée 23C à l’extrémité du manche 11 juste avant la tête 10. Cette figure met ainsi en évidence une troisième bifurcation 230 du canal de transmission lumineuse 23, qui contrairement aux première et deuxième bifurcations précédentes relatives aux canaux de sprays, est une bifurcation simple, c’est-à-dire transformant un canal en deux sous- canaux en aval, et non pas trois comme illustré notamment sur les figures 1 B et 3C (le schéma de référencement consistant à ajouter un suffixe « 0 » pour les bifurcations par rapport aux canalisations internes intégrées concernées, soit respectivement 210 pour la première bifurcation, double, du canal de spray d’air 21 , 220 pour la deuxième bifurcation, elle aussi double, du canal de spray d’eau 22 et enfin 230 pour la troisième bifurcation, ici simple, de la conduite de transmission lumineuse 23). La conduite de transmission lumineuse 23 se termine ici par deux parties terminales bombées 230B orientées vers le bas, c’est-à-dire vers la zone de travail. Une telle configuration permet de se dispenser de sources de lumières additionnelles dédiées et on pourrait imaginer, dans une variante, réaliser autant de bifurcations que nécessaire tout en n’utilisant qu’une seule source de lumière, et ce qui permet de réduire à la fois les coûts de fabrication et diminuer le temps de montage pour la pièce à main à réaliser. Figure 4 illustrates a three-dimensional view of a turbine produced in a single piece according to another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting a light transmission conduit 23 bifurcated at the head 10 of the turbine 1, unlike that of Figure 1A which only comprises a bent part 23C at the end of the handle 11 just before the head 10. This figure thus highlights a third bifurcation 230 of the light transmission channel 23, which unlike the first and second previous bifurcations relating to the spray channels, is a simple bifurcation, that is to say transforming a channel into two sub-channels downstream, and not three as illustrated in particular in Figures 1B and 3C (the referencing diagram consisting of adding a suffix “0” for the bifurcations relative to the integrated internal pipes concerned, i.e. respectively 210 for the first, double bifurcation, of the spray channel air 21, 220 for the second bifurcation, also double, of the water spray channel 22 and finally 230 for the third bifurcation, here simple, of the light transmission pipe 23). The light transmission pipe 23 ends here with two curved end parts 230B oriented downwards, that is to say towards the work area. Such a configuration makes it possible to do without additional dedicated light sources and one could imagine, in a variant, making as many bifurcations as necessary while using only a single light source, and this makes it possible to reduce both manufacturing costs and reduce the assembly time for the handpiece to be produced.

Selon un mode de réalisation préférentiel, un module LED pourrait être localisé à une des deux extrémités de l'une des canalisations correspondant à l’une des conduites de transmission lumineuse 23. De manière optimale, le module LED pourrait être localisé à l'extrémité avant de cette canalisation, c’est-à-dire plutôt vers la tête 10 de la pièce à main, et des fils électriques logés tout le long de cette canalisation. Les figures 5A et 5B illustrent respectivement une vue en trois dimensions et une vue en coupe d’une conduite de transmission lumineuse d’une autre turbine réalisée de façon monobloc selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, mettant en évidence schématiquement respectivement une forme particulière d’une conduite de transmission lumineuse, d’une part, et d’autre part une section particulière d’une telle conduite de transmission lumineuse. According to a preferred embodiment, an LED module could be located at one of the two ends of one of the pipes corresponding to one of the light transmission pipes 23. Optimally, the LED module could be located at the front end of this pipe, that is to say rather towards the head 10 of the handpiece, and electrical wires housed all along this pipe. Figures 5A and 5B respectively illustrate a three-dimensional view and a sectional view of a light transmission pipe of another turbine produced in a single piece according to yet another preferred embodiment for the invention, schematically highlighting respectively a particular shape of a light transmission pipe, on the one hand, and on the other hand a particular section of such a light transmission pipe.

En effet, comme on peut le constater sur la vue 5A à la vue du profil ondulé 23A représenté en pointillés à l’intérieur du manche de préhension 11 , et ainsi a priori caché sous la calotte externe 110 lorsque la pièce à main 1 est observée depuis l’extérieur, la section longitudinale de la conduite de transmission lumineuse 23 n’est pas constante, ce qui permet de minimiser les points de contact entre cette canalisation interne intégrée et la fibre optique (ou tout autre matériau adapté utilisé pour la transmission lumineuse) dans le sens longitudinal, le contact entre la paroi interne de la conduite de transmission lumineuse 23 et la fibre ou par exemple un barreau de verre n’étant que sporadique et pas intégralement continu. Similairement, on peut constater que le profil de la section de la conduite de transmission lumineuse est hexagonal - la section hexagonale étant référencée 23S sur cette figure - ce qui fait que le nombre de points de contact radiaux au niveau de chaque section est lui aussi limité au maximum, ici un point tangent à chaque côté de l’hexagone, soit 6 au total. De cette manière, en diminuant le plus possible les surfaces de contact avec la paroi interne de la conduite de transmission lumineuse 23, on réduit également les frottements ce qui permet de faciliter d’introduire, voire éventuellement la retirer la fibre en cas de besoin, la partie ondulée dépourvue de parties anguleuses évitant toute contrainte en torsion susceptible de la casser. Un autre avantage de cette solution est la possibilité d’insérer une quantité significative de colle ou autre adhésif tout au long de la conduite 23, les espacements vides entre 2 contacts entre la fibre optique et la conduite pouvant être remplies par la colle ou adhésif, en améliorant ainsi la solidarisation mécanique de la fibre optique au dispositif. Indeed, as can be seen in view 5A when viewing the undulating profile 23A shown in dotted lines inside the gripping handle 11, and thus a priori hidden under the external cap 110 when the handpiece 1 is observed from the outside, the longitudinal section of the light transmission conduit 23 is not constant, which makes it possible to minimize the points of contact between this integrated internal pipe and the optical fiber (or any other suitable material used for light transmission) in the longitudinal direction, the contact between the internal wall of the light transmission conduit 23 and the fiber or for example a glass bar being only sporadic and not entirely continuous. Similarly, it can be seen that the profile of the section of the light transmission pipe is hexagonal - the hexagonal section being referenced 23S in this figure - which means that the number of radial contact points at each section is also limited to the maximum, here a point tangent to each side of the hexagon, or 6 in total. In this way, by reducing as much as possible the contact surfaces with the internal wall of the light transmission pipe 23, friction is also reduced, which makes it easier to introduce, or even possibly remove, the fiber if necessary, the corrugated part being free of angular parts avoiding any torsional stress likely to break it. Another advantage of this solution is the possibility of inserting a significant quantity of glue or other adhesive all along the pipe 23, the empty spaces between 2 contacts between the optical fiber and the pipe can be filled with the glue or adhesive, thus improving the mechanical attachment of the optical fiber to the device.

La figure 6 illustre une vue en trois dimensions d’encore une autre pièce à main 1 réalisée de façon monobloc selon encore un autre mode de réalisation préférentiel pour l’invention, pourvue d’une canalisation de fluide intégrée hélicoïdale. Une telle configuration avec une conduite pneumatique 20 dédiée au passage de l’eau ou du liquide physiologique est caractérisé par un axe qui décrit une forme hélicoïdale 20H à la périphérie de la pièce-à-main, ici représentée en pointillés dans le manche de préhension 11 , mais qui ne s’étend pas jusque dans la tête 10. Une telle configuration a pour but de contribuer au refroidissement de la pièce à main, ce qui peut être avantageux pour des pièces à main motorisées destinés à de la chirurgie orale, qui ne peuvent donc pas être refroidies via un flux d’air comprimé en raison de risques d’embolie. Ici encore, la géométrie particulière de la conduite pneumatique 20 serait quasiment impossible à réaliser par moulage et par conséquent la réalisation d’une telle canalisation interne intégrée directement dans la carcasse interne d’une pièce à main 1 est avantageusement obtenue via impression 3D. Figure 6 illustrates a three-dimensional view of yet another handpiece 1 made in a single piece according to yet another embodiment. preferred for the invention, provided with an integrated helical fluid pipe. Such a configuration with a pneumatic pipe 20 dedicated to the passage of water or physiological liquid is characterized by an axis which describes a helical shape 20H at the periphery of the handpiece, here represented in dotted lines in the gripping handle 11, but which does not extend into the head 10. Such a configuration aims to contribute to the cooling of the handpiece, which can be advantageous for motorized handpieces intended for oral surgery, which therefore cannot be cooled via a flow of compressed air due to risks of embolism. Here again, the particular geometry of the pneumatic pipe 20 would be almost impossible to produce by molding and consequently the production of such an internal pipe integrated directly into the internal carcass of a handpiece 1 is advantageously obtained via 3D printing.

Selon l’invention, le processus d’impression 3D utilise des métaux tels que de l’acier ou du titane, contrairement au moulage dont la technologie est limitée à certains polymères spécifiques adaptés. Ainsi, les risques biologiques pour le patient sont désormais plus limités avec une probabilité d’absorber des substances toxiques relâchées dans le temps qui sont beaucoup plus faibles. According to the invention, the 3D printing process uses metals such as steel or titanium, unlike casting, whose technology is limited to certain specific, suitable polymers. Thus, the biological risks for the patient are now more limited, with a much lower probability of absorbing toxic substances released over time.

L’usage de matériaux métalliques présente également l’avantage d’être plus robuste vis-à-vis de cycles de nettoyage, de désinfection et de stérilisation, une solution utilisant des canalisations en plastique étant limitée à des dispositifs à usage unique ou ayant une durée de service très courte (quelque mois d’utilisation au maximum). The use of metallic materials also has the advantage of being more robust with regard to cleaning, disinfection and sterilization cycles, a solution using plastic pipes being limited to single-use devices or having a very short service life (a few months of use at most).

Par ailleurs, des polymères qui seraient utilisés pour les conduites sprays ne peuvent pas être nettoyés et désinfectés avec le même niveau d’efficacité que des métaux; par exemple, ils ne résistent pas à tous les produits enzymatiques et/ou fortement alcalins et/ou à certains alcools, et peuvent donc constituer un support pour la croissance microbienne en provoquant un risque de cross-contamination pour le patient. Furthermore, polymers that would be used for spray lines cannot be cleaned and disinfected with the same level of efficiency as metals; for example, they are not resistant to all enzymatic and/or strongly alkaline products and/or certain alcohols, and can therefore constitute a support for microbial growth, causing a risk of cross-contamination for the patient.

La technologie de moulage est du reste difficilement adaptable à des pièce-à-mains utilisables en combinaison avec un moteur parce que l’introduction d’une chaine cinématique en métal (les engrenages des dispositifs dentaires sont fabriqués en acier) à l’intérieur d’une carcasse en plastique et en proximité de tubes en plastique est complexe et peut provoquer la détérioration de la carcasse ou des conduites internes lors du processus d’assemblage. Pour ces raisons, il est encore une fois avantageux d’utiliser une technologie permettant de minimiser les besoins d’assemblage de différentes pièces, et de ne travailler au maximum qu’avec du métal, comme proposé dans le cadre du processus d’impression 3D préférentiel selon l’invention. The casting technology is also difficult to adapt to handpieces that can be used in combination with a motor because the introduction of a metal kinematic chain (the gears of dental devices are made of steel) inside a plastic casing and in proximity to plastic tubes is complex and can cause deterioration of the casing or internal pipes during the assembly process. For these reasons, it is once again advantageous to use a technology that minimizes the need for assembling different parts, and to work as much as possible only with metal, as proposed in the preferred 3D printing process according to the invention.

Enfin, les matériaux plastiques ont un module d’élasticité (module de Young) inférieur au module d’élasticité des métaux d’un facteur de plus de deux ordres de grandeur: en effet, le module de Young du PEEK (polymère thermoplastique standard) est inférieur à 4 GPa, alors que le module de Young de l’acier est environ 200 GPa. Donc, les tubes fabriqués dans des matériaux plastiques sont soumis à des vibrations importantes (en amplitude) même lors du fonctionnement normal (le flux d’air et d’eau les traversant active les vibrations selon les modes propres de tubes). Les vibrations et le bruit généré est donc important et le risque de rupture significatif (les conduites doivent résister à des pressions supérieures à 4 bars). La seule solution possible en cas de moulage de ces parties du dispositif dentaire est de prévoir plusieurs éléments de support des conduites pour rigidifier au maximum ces tubes intrinsèquement très flexibles et minimiser bruit, vibrations et risque de rupture. Pour les turbines, la vibration des conduites peut aussi affecter les performances, en créant des turbulences à l’échappement de l’air. Pour toutes ces raisons, la réalisation de pièces en métal monobloc réalisées par impression 3D présente encore d’autres nombreux avantages par rapport à l’état de la technique. Finally, plastic materials have a modulus of elasticity (Young's modulus) lower than the modulus of elasticity of metals by a factor of more than two orders of magnitude: in fact, the Young's modulus of PEEK (standard thermoplastic polymer) is less than 4 GPa, while the Young's modulus of steel is approximately 200 GPa. Therefore, tubes made of plastic materials are subject to significant vibrations (in amplitude) even during normal operation (the flow of air and water passing through them activates vibrations according to the tubes' natural modes). The vibrations and noise generated are therefore significant and the risk of rupture is significant (the pipes must withstand pressures greater than 4 bars). The only possible solution when molding these parts of the dental device is to provide several support elements for the pipes to stiffen these intrinsically very flexible tubes as much as possible and minimize noise, vibrations and the risk of rupture. For turbines, pipe vibration can also affect performance by creating turbulence in the air exhaust. For all these reasons, the production of single-piece metal parts made by 3D printing presents many other advantages compared to the state of the art.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la taille de grain de la poudre de métal utilisée dans le cadre du processus d’impression 3D est compris entre 20 microns à 80 microns, et encore plus avantageusement de 40 microns à 60 microns. L’optimisation de la taille de grain a deux avantages techniques importants : la minimisation de la durée d’impression et la minimisation de la rugosité des surfaces résultantes de l’impression, ce qui évite le post-traitement des surfaces avec des substances chimiques agressives ou des techniques de microbillage, ces post-traitements conduisant à l’augmentation des coûts de fabrication et résultant potentiellement dans des résidus toxiques sur les surfaces, ce qui est absolument à éviter pour toutes les surfaces des dispositifs médicaux et dentaires qui sont en contact direct ou indirect avec le patient (comme c’est le cas des conduites sprays). According to a particularly preferred embodiment, the grain size of the metal powder used in the 3D printing process is between 20 microns and 80 microns, and even more advantageously between 40 microns and 60 microns. Optimizing the grain size has two important technical advantages: minimizing the printing time and minimizing the roughness of the surfaces resulting from the printing, which avoids post-treatment of the surfaces with chemical substances. aggressive or micro-blasting techniques, these post-treatments leading to increased manufacturing costs and potentially resulting in toxic residues on surfaces, which should absolutely be avoided for all surfaces of medical and dental devices that are in direct or indirect contact with the patient (as is the case with spray lines).

L’optimisation de la taille de grain n’est d’ailleurs pas évidente car, d’un côté, la durée d’impression est inversement proportionnelle à la taille de grain, qui doit donc être maximiser pour réduire les coûts et réduire le risque de défaut ou disfonctionnement de la machine en cours d’impression, et, de l’autre côté, la rugosité des surfaces est directement proportionnelle à la taille de grain, qui doit donc être minimisée le plus possible La taille de grain optimale résulte donc d’une optimisation à deux paramètres. La taille de grain peut par ailleurs ne pas être uniforme dans toute une pièce à main réalisée de façon intégralement monobloc mais, au contraire, que la tête 10 soit imprimée avec une poudre ayant une taille de grain qui soit au moins 1 .5 fois inférieure à celle la taille de grain utilisée pour l'impression 3D du manche 10. De cette manière, il est possible de dissocier le matériau relatif à différentes parties de la pièce à main, voire des pièces qui étaient jusqu’ici distinctes l’une de l’autre et mutuellement assemblées l’une à l’autre ensuite, sans perdre l’avantage d’une fabrication simplifiée monobloc, c’est-à-dire d’un seul tenant et via une opération unique de fabrication. Optimizing the grain size is not easy because, on the one hand, the printing time is inversely proportional to the grain size, which must therefore be maximized to reduce costs and reduce the risk of defect or malfunction of the machine during printing, and, on the other hand, the roughness of the surfaces is directly proportional to the grain size, which must therefore be minimized as much as possible. The optimal grain size therefore results from a two-parameter optimization. The grain size may also not be uniform throughout a handpiece made in a fully single-piece manner but, on the contrary, the head 10 may be printed with a powder having a grain size that is at least 1.5 times smaller than the grain size used for the 3D printing of the handle 10. In this way, it is possible to dissociate the material relating to different parts of the handpiece, or even parts that were previously separate from one another and then mutually assembled to one another, without losing the advantage of simplified single-piece manufacturing, that is to say, in one piece and via a single manufacturing operation.

Les figures 7A,7B et 7C illustrent respectivement une vue latérale, de face et en trois dimensions d’une turbine réalisée de façon intégralement monobloc, c’est-à-dire de bout en bout depuis le manche 11 jusqu’à la tête 10, mettant en évidence la direction de croissance verticale du processus d’impression 3D. Dans ce qui suit, ces trois figures seront décrites conjointement et les numéros de référence ne seront pas systématiquement répétés d’une figure à l’autre dans un souci de clarté. Figures 7A, 7B and 7C illustrate respectively a side, front and three-dimensional view of a turbine produced in a single-piece manner, that is to say from end to end from the handle 11 to the head 10, highlighting the vertical growth direction of the 3D printing process. In the following, these three figures will be described jointly and the reference numbers will not be systematically repeated from one figure to another for the sake of clarity.

La figure 7A illustre une vue de profil d’une pièce à main dont le manche de préhension 11 s’étend selon un axe M-M tandis que la tête est orientée perpendiculairement à un plan frontal P1 , formant un angle d’inclinaison a qui est égal à celui existant entre les différents plans d’impression P4 (dont plusieurs sont représentés de façon superposée) et le plan transverse P3 du manche, c’est-à-dire celui perpendiculaire à l’axe M-M du manche de préhension 11 . La direction de croissance D, lors du processus d’impression 3D, est ici parallèle au plan frontal P1 , mais un autre paramétrage pourrait être effectué pour optimiser la précision de certaines zones de travail de la pièce à main 1 à réaliser. Figure 7A illustrates a profile view of a handpiece whose gripping handle 11 extends along an axis MM while the head is oriented perpendicular to a frontal plane P1, forming an angle of inclination a which is equal to that existing between the different printing planes P4 (several of which are represented in a superimposed manner) and the transverse plane P3 of the handle, that is to say the one perpendicular to the axis MM of the gripping handle 11. The growth direction D, during the 3D printing process, is here parallel to the frontal plane P1, but another setting could be carried out to optimize the precision of certain working areas of the handpiece 1 to be produced.

La figure 7B illustre une vue de face de la pièce à main 1 mettant en évidence le plan sagittal P2 et la tête 10 dont on peut discerne le diffuseur 25, et en particulier les canaux transversaux de sortie 253 de ce dernier ; néanmoins, la courbure entre le manche de préhension 11 et la tête 10 n’y est plus perceptible. On la voit à nouveau par contre sur la figure 7C en trois dimensions. De ce qui précède, on comprendra que l’angle d’inclinaison a, qui correspond à la fois à l’angle formé entre le plan frontal P1 et l’axe du manche de préhension M-M, et à celui entre le plan transversal P3 et celui des couches P4, permet une certaine optimisation de la direction de croissance D vis-à-vis de la pièce à main 1 à réaliser, notamment eu égard à des courbures de canalisations internes intégrées à dessiner. Selon le mode de réalisation préférentiel décrit, il est compris entre 5° et 25°, et selon un mode de réalisation encore plus préférentiel, il est compris entre 10° et 20°. Figure 7B illustrates a front view of the handpiece 1 highlighting the sagittal plane P2 and the head 10 of which the diffuser 25 can be seen, and in particular the transverse outlet channels 253 of the latter; nevertheless, the curvature between the gripping handle 11 and the head 10 is no longer perceptible there. It is seen again, however, in three-dimensional figure 7C. From the above, it will be understood that the angle of inclination a, which corresponds both to the angle formed between the frontal plane P1 and the axis of the gripping handle M-M, and to that between the transverse plane P3 and that of the layers P4, allows a certain optimization of the growth direction D with respect to the handpiece 1 to be produced, in particular with regard to the curvatures of integrated internal pipes to be drawn. According to the preferred embodiment described, it is between 5° and 25°, and according to an even more preferred embodiment, it is between 10° and 20°.

Les figures 8A et 8B qui suivent sont destinées à illustrer schématiquement une pièce à main réalisée selon encore un autre mode de réalisation préférentiel, comprenant des conduites borgnes, c’est-à-dire non traversantes, mais terminées par des logements, ces derniers étant destinés à loger des capteurs. Figures 8A and 8B which follow are intended to schematically illustrate a handpiece produced according to yet another preferred embodiment, comprising blind pipes, that is to say not through, but terminated by housings, the latter being intended to house sensors.

La figure 8A est une vue schématique en coupe d’une pièce à main réalisée selon un tel mode de réalisation préférentiel pour l’invention, et qui contient une telle conduite borgne 24 destinée au logement d’un ou plusieurs capteurs à l’intérieur de la pièce à main 1 . La conduite borgne 24 commence par une extrémité ouverte 241 à l’arrière du manche de préhension 11 , puis présente une quatrième bifurcation 240 générant des branches 243 dont chacune débouche sur des logements 242 dans lesquels sont logés les capteurs 5. La figure 8B illustre le détail de la tête 10 de la pièce à main de la figure 8A, contenant deux logements 242 dans lesquels sont respectivement introduits un thermocouple 5A et un capteur d’accélération piézoélectrique 5B en tant que capteurs 5 introduits précédemment sur la figure 8A. Le thermocouple 5A est qualifié de « filaire » car il est relié via un fil 50 à une source d’énergie située ailleurs, de préférence même en dehors de la pièce à main 1 comme expliqué ci-après. Figure 8A is a schematic sectional view of a handpiece produced according to such a preferred embodiment for the invention, and which contains such a blind conduit 24 intended for housing one or more sensors inside the handpiece 1. The blind conduit 24 begins with an open end 241 at the rear of the gripping handle 11, then has a fourth bifurcation 240 generating branches 243 each of which opens onto housings 242 in which the sensors 5 are housed. Figure 8B illustrates the detail of the head 10 of the handpiece of Figure 8A, containing two housings 242 in which a thermocouple 5A and a piezoelectric acceleration sensor 5B are respectively introduced as sensors 5 previously introduced in Figure 8A. The thermocouple 5A is described as “wired” because it is connected via a wire 50 to an energy source located elsewhere, preferably even outside the handpiece 1 as explained below.

L’insertion dans des pièces-à-main dentaires ou chirurgicales de capteurs électroniques vise à diminuer les risques pour le patient. En effet, de tels capteurs permettent de signaler à l’utilisateur la surchauffe de la tête de la pièce-à-main ou la présence de vibrations excessives pouvant conduire, respectivement, à la brulure ou à la blessure du patient. The insertion of electronic sensors into dental or surgical handpieces aims to reduce risks for the patient. Indeed, such sensors can signal to the user the overheating of the handpiece head or the presence of excessive vibrations which could lead, respectively, to burns or injury to the patient.

La conception habituelle des pièces-à-main dentaires et chirurgicales rendait difficile le positionnement des capteurs 5, filaires comme le thermocouple 5A ou non filaires comme le capteur piézoélectrique 5B, à proximité de la tête 10 ou directement dans la tête de la pièce-à-main, en raison de l’espace limité à l’intérieur de la tête ou dans la partie de jonction entre le manche de préhension 11 et la tête 10. La création de logements adaptés, via une procédure d’usinage ou de perçage, risquerait de casser ou fragiliser la carcasse de la pièce-à-main 1 (non référencée sur ces figures). De plus, le capteur 5 nécessite d’être protégé par une barrière étanche qui puisse prévenir le contact avec l’eau spray, les fluides organiques et les débris qui sont aspirés lors du traitement clinique. L’usinage d’une telle barrière dans un espace autant limité est techniquement complexe et logiquement conduirait à pénaliser les performances ; en effet, pour une turbine, on devrait soit réduire la dimension de la roue de turbine, ou, pour un contre-angle, réduire la dimension des roulements à billes et/ou des engrainages, soit porter atteinte à l’ergonomie de la pièce-à-main via une augmentation du poids et de la dimension de la tête. The usual design of dental and surgical handpieces made it difficult to position the sensors 5, wired like the thermocouple 5A or wireless like the piezoelectric sensor 5B, near the head 10 or directly in the head of the handpiece, due to the limited space inside the head or in the junction part between the gripping handle 11 and the head 10. The creation of suitable housings, via a machining or drilling procedure, would risk breaking or weakening the carcass of the handpiece 1 (not referenced in these figures). In addition, the sensor 5 needs to be protected by a waterproof barrier that can prevent contact with spray water, body fluids and debris that are aspirated during clinical treatment. Machining such a barrier in such a limited space is technically complex and would logically lead to penalizing performance; in fact, for a turbine, one would either have to reduce the size of the turbine wheel, or, for a contra-angle, reduce the size of the ball bearings and/or gears, or compromise the ergonomics of the handpiece by increasing the weight and size of the head.

L’insertion d’un capteur pour son enveloppement précédemment évoqué pour le rendre étanche, ne résout pas cette problématique car son positionnement serait alors encore plus complexe, l’enveloppe rendant alors l’encombrement global du composant encore plus important. La réalisation d’une pièce-à-main dentaire ou chirurgicale via une impression 3D comme illustré sur les vues schématiques des figures 8A et 8B permet aussi d’intégrer directement dans la pièce monobloc des canalisations intégrées qualifiées de conduites « borgnes » 24 car terminées par des logements 242 adaptés à recevoir des capteurs électroniques en proximité ou dans la tête de la pièce-à-main 1. En fait, l’impression 3D de la pièce-à-main et des conduites dans une pièce monobloc permet la réalisation de conduites courbes traversant entièrement la pièce-à-main 1 du manche de préhension 11 jusqu’à la tête 10 et dont l’extrémité avant est fermée, ce qui était jusqu’à présent infaisable. En effet, le perçage ou l’usinage d’une conduite dans le corps d’une pièce-à-main ne pourrait que permettre de réaliser, a contrario, des conduites fermées rectilignes et/ou très courtes par rapport à la longueur de la pièce-à- main. La formation de conduites borgnes 24, c’est-à-dire fermées à l’avant et rapportées lors de la phase de montage n’est du reste possible que pour des conduites sensiblement rectilignes et/ou courtes, à cause de la forme anglée de la pièce-à-main et de l’espace limité à l’intérieur de la carcasse de la pièce-à- main. Dans ces deux cas, il était donc quasiment impossible de positionner un capteur en proximité ou dans la tête de la pièce-à-main en venant de l’arrière du manche de préhension 11 de la pièce-à-main. La seule option alternative aurait donc consisté à insérer le capteur directement dans la tête de la pièce-à-main, ce qui la rend toutefois techniquement très difficile à réaliser et aussi très coûteuse car il faudrait parallèlement assurer l’étanchéité du capteur par rapport à l’eau spray et aux fluides organiques aspirés lors des traitements cliniques. Inserting a sensor for its previously mentioned casing to make it waterproof does not resolve this problem because its positioning would then be even more complex, the casing then making the overall size of the component even greater. The production of a dental or surgical handpiece via 3D printing as illustrated in the schematic views of Figures 8A and 8B also makes it possible to directly integrate into the single-piece part integrated pipes called “blind” pipes 24 because they terminate in housings 242 adapted to receive electronic sensors in proximity or in the head of the handpiece 1. In fact, the 3D printing of the handpiece and the pipes in a single-piece part allows the production of curved pipes passing entirely through the handpiece 1 from the gripping handle 11 to the head 10 and whose front end is closed, which was previously unfeasible. Indeed, drilling or machining a pipe in the body of a handpiece could only make it possible to produce, on the contrary, rectilinear and/or very short closed pipes compared to the length of the handpiece. The formation of blind conduits 24, i.e. closed at the front and added during the assembly phase, is only possible for substantially straight and/or short conduits, due to the angled shape of the handpiece and the limited space inside the handpiece casing. In both cases, it was therefore almost impossible to position a sensor near or in the head of the handpiece from the rear of the gripping handle 11 of the handpiece. The only alternative option would therefore have been to insert the sensor directly into the head of the handpiece, which, however, makes it technically very difficult to achieve and also very expensive because it would be necessary to simultaneously ensure the sensor's tightness with respect to the spray water and the organic fluids aspirated during clinical treatments.

Selon le mode de réalisation particulièrement avantageux décrit, il est possible, après impression 3D, d’insérer et de loger un ou plusieurs capteurs électroniques comme par exemple des capteurs de température (thermocouples) ou des capteurs de vibrations (accéléromètres) en proximité de la tête 10 ou à l’intérieur de la tête 10, tout en assurant une étanchéité parfaite par rapport à l’eau spray et aux fluides organiques pouvant être aspirés par la pièce-à-main pendant le traitement clinique (la tête de pièce-à-main se trouvant dans la bouche du patient). Les capteurs électroniques 5 comme le thermocouple 5A disposés dans les logements 242 peuvent être connectés à une console électronique ou à l’unité dentaire à travers des fils électriques traversant le câble ou le tuyau raccordé à la pièce-à-main, entrant dans la pièce-à-main par l’extrémité ouverte 241 à l’arrière du manche de préhension 11 , et traversant la pièce à-main à l’intérieur de la conduite borgne 24 jusqu’à son extrémité avant où est aménagé un logement 242 comme un renflement terminal. Selon une variante avantageuse, le capteur peut être de type sans-fil comme le capteur piézoélectrique 5B. Dans ce cas, la conduite borgne 24 permet simplement d’insérer le capteur 5/5B à l’intérieur de la pièce-à-main 1 jusqu’à son logementAccording to the particularly advantageous embodiment described, it is possible, after 3D printing, to insert and house one or more electronic sensors such as for example temperature sensors (thermocouples) or vibration sensors (accelerometers) in the vicinity of the head 10 or inside the head 10, while ensuring a perfect seal with respect to the water spray and the organic fluids that can be sucked up by the handpiece during the clinical treatment (the handpiece head being in the patient's mouth). The electronic sensors 5 such as the thermocouple 5A arranged in the housings 242 can be connected to an electronic console or to the dental unit through electrical wires passing through the cable or the hose connected to the handpiece, entering the handpiece through the open end 241 at the rear of the gripping handle 11, and passing through the handpiece inside the blind conduit 24 to its front end where a housing 242 is arranged as a terminal bulge. According to an advantageous variant, the sensor can be of the wireless type like the piezoelectric sensor 5B. In this case, the blind conduit 24 simply allows the sensor 5/5B to be inserted inside the handpiece 1 to its housing

242 près de la tête ou dans la tête et d’insérer ensuite une colle ou une résine permettant à la fois de figer la position du capteur et d’assurer l’étanchéité du logement du capteur lors des cycles de retraitement, comme la thermodésinfection et la stérilisation à la vapeur en autoclave. 242 near the head or in the head and then insert a glue or resin to both fix the position of the sensor and ensure the sealing of the sensor housing during reprocessing cycles, such as thermodisinfection and steam sterilization in an autoclave.

Il est par ailleurs important de noter que les matériaux plastiques sont des isolants thermiques et des absorbants pour les vibrations mécaniques. Pour cette raison, le positionnement d’un capteur thermique (thermocouple) ou de vibration (accéléromètre) dans un dispositif obtenu par injection plastique ou surmoulage dans une matière plastique serait donc désavantageux par rapport au processus de fabrication utilisé dans le cadre de l’invention, car le capteur serait alors fortement isolé de l’environnement externe en réduisant le rapport signal sur bruit et/ou en détériorant considérablement son temps de réaction. Ainsi, l’utilisation de l’impression 3D dans une matière métallique s’avère particulièrement avantageuse par rapport aux techniques de fabrication susmentionnées employant des matières plastiques. It is also important to note that plastic materials are thermal insulators and absorbents for mechanical vibrations. For this reason, the positioning of a thermal sensor (thermocouple) or vibration sensor (accelerometer) in a device obtained by plastic injection or overmolding in a plastic material would therefore be disadvantageous compared to the manufacturing process used in the context of the invention, because the sensor would then be highly isolated from the external environment by reducing the signal-to-noise ratio and/or considerably deteriorating its reaction time. Thus, the use of 3D printing in a metallic material proves to be particularly advantageous compared to the aforementioned manufacturing techniques using plastic materials.

Un autre aspect intéressant lié à la technique d’impression 3D est de permettre la réalisation de duretés sélectives selon que l’on se situe au cœur de la pièce ou au niveau de sa surface externe. Ainsi, selon un mode de réalisation préférentiel, on cherche à obtenir une micro-dureté des surfaces extérieures de la carcasse de la pièce à main ou de la calotte externe du manche de préhension 11 comme étant est d’au moins 20% plus élevée que celles des surfaces intérieures. Ceci est réalisé de préférence suite à un traitement thermique de poudres de métal préalablement à l’étape d’impression 3D, et un traitement ultérieur par pulsed-plasma des surfaces extérieures. On notera ici qu’en général, il n’est pas possible d’appliquer les mêmes traitements thermiques ou physico-chimiques aux aciers obtenus de l’impression 3D par rapport aux traitements habituels des aciers usinés, avant ou après usinage. Plus généralement, il serait possible soit de réaliser des traitements spécifiques après impression 3D - ces traitements étant généralement différents des traitements réalisés pour des aciers usinés; par exemple, pour impacter la dureté, après une impression 3D un « annealing » est suffisant alors qu’un acier usiné nécessite d’une trempe - soit de réaliser des traitements pour les poudres avant l’opération d’impression 3D, soit une combinaison de ces deux options. Des poudres traitées changent de morphologie et de composition chimique et peuvent donner des caractéristiques de fatigue et frottement différentes des poudres non-traitées. Another interesting aspect related to the 3D printing technique is to allow the realization of selective hardnesses depending on whether one is at the heart of the part or at its external surface. Thus, according to a preferred embodiment, one seeks to obtain a micro-hardness of the external surfaces of the carcass of the handpiece or of the external cap of the gripping handle 11 as being at least 20% higher than those of the internal surfaces. This is preferably achieved following a heat treatment of metal powders prior to the 3D printing step, and a subsequent treatment by pulsed-plasma of the external surfaces. It will be noted here that in general, it is not possible to apply the same heat or physicochemical treatments to the steels obtained from 3D printing compared to the usual treatments of machined steels, before or after machining. More generally, it would be possible either to carry out specific treatments after 3D printing - these treatments being generally different from the treatments carried out for machined steels; for example, to impact the hardness, after 3D printing an "annealing" is sufficient whereas a machined steel requires quenching - or to carry out treatments for the powders before the 3D printing operation, or a combination of these two options. Treated powders change morphology and chemical composition and can give different fatigue and friction characteristics than untreated powders.

La figure 9 concerne enfin une vue schématique en coupe d’une pièce à main 1 réalisée selon une variante préférentielle pour la mise en œuvre de l’invention, selon laquelle un mélangeur 3 est prévu dans le manche de préhension 11 en lieu et place d’un diffuseur dans la tête 10. Ce mélangeur 3 consiste en un raccordement via une confluence entre le canal de spray d’air 21 et le canal de spray d’eau 22 au niveau d’une zone de mélange M située entre le milieu du manche de préhension 11 et son extrémité arrière. Le mélangeur consiste ainsi en une sorte de bifurcation inversée, en ce qui concerne le sens d’écoulement des fluides, entre le canal de spray mixte 26, en aval du mélangeur 3, et qui achemine le mélange air-eau vers la tête 10, et ses deux affluents en amont du mélangeur 3, c’est-à-dire le canal de spray d’air 21 et le canal de spray d’eau 22. Dans cette variante permettant une alternative au diffuseur des modes de réalisation précédent, l’impression 3D permettant de réaliser une pièce monobloc est toujours avantageuse par rapport au raccordement de segments de canaux anguleux ayant des propriétés d’écoulement de fluide bien moins optimales. Figure 9 finally concerns a schematic sectional view of a handpiece 1 produced according to a preferred variant for implementing the invention, according to which a mixer 3 is provided in the gripping handle 11 in place of a diffuser in the head 10. This mixer 3 consists of a connection via a confluence between the air spray channel 21 and the water spray channel 22 at a mixing zone M located between the middle of the gripping handle 11 and its rear end. The mixer thus consists of a sort of reverse bifurcation, with regard to the direction of flow of the fluids, between the mixed spray channel 26, downstream of the mixer 3, and which conveys the air-water mixture towards the head 10, and its two tributaries upstream of the mixer 3, i.e. the air spray channel 21 and the water spray channel 22. In this variant allowing an alternative to the diffuser of the previous embodiments, 3D printing allowing the production of a single-piece part is always advantageous compared to the connection of angular channel segments having much less optimal fluid flow properties.

Dans le cadre de l’invention, on a ainsi décrit un processus de fabrication et d’assemblage simplifié pour la réalisation de pièces-à-main dentaires, présentant des coûts et le temps de passage réduits sur la chaîne de production, tout en conférant une liberté accrue en matière de design géométrique et l’élimination de parties pointues ou tout simplement anguleuses. In the context of the invention, a simplified manufacturing and assembly process has been described for the production of dental handpieces, presenting reduced costs and time on the production line, while providing increased freedom in terms of geometric design and the elimination of pointed or simply angular parts.

L’usage de l’impression en trois dimensions (impression 3D) employée dans le cadre de l’invention permettant de réaliser des pièces de façon monobloc, il est également possible de réduire notamment la dispersion du positionnement et la forme des conduites de sprays, en améliorant ainsi la qualité des sprays, et des conduites de transmission lumineuse, en réduisant ainsi le risque de rupture du conducteur lumineux (barreau de verre ou fibre optique) en phase d’assemblage et/ou de fonctionnement. Par ailleurs, l’absence de phase d’assemblage des conduites permet d’optimiser la disposition de ces dernières à l’intérieur de la carcasse du dispositif, par exemple, leur courbure et/ou leur section pourrait changer plusieurs fois de la partie arrière à la tête du dispositif. The use of three-dimensional printing (3D printing) employed in the context of the invention makes it possible to produce parts in a monobloc, it is also possible to reduce in particular the dispersion of the positioning and the shape of the spray pipes, thus improving the quality of the sprays, and of the light transmission pipes, thus reducing the risk of breakage of the light conductor (glass rod or optical fiber) during assembly and/or operation. Furthermore, the absence of an assembly phase of the pipes makes it possible to optimize the arrangement of the latter inside the carcass of the device, for example, their curvature and/or their section could change several times from the rear part to the head of the device.

L’impression 3D dans des matériaux métalliques, comme de l’acier ou du titane, permet par ailleurs d’augmenter la fiabilité et la robustesse des conduites pneumatiques et de transmission lumineuse en cas de chute ou choc mécanique. 3D printing in metallic materials, such as steel or titanium, also makes it possible to increase the reliability and robustness of pneumatic and light transmission lines in the event of a fall or mechanical shock.

Une pièce à main réalisée selon les enseignements techniques de l’invention confère également la possibilité de minimiser les vibrations et le bruit par design, grâce au fait que les interfaces entre les éléments solidiens sont minimisées et donc que le dispositif vibre comme un ‘ensemble’ - les modes de vibration sont facilement calculés à travers des simulations à éléments finis de la pièce monobloc intégrant carcasse et conduites pneumatiques et de transmission lumineuse. A handpiece made according to the technical teachings of the invention also provides the possibility of minimizing vibrations and noise by design, thanks to the fact that the interfaces between the solid elements are minimized and therefore the device vibrates as a 'whole' - the vibration modes are easily calculated through finite element simulations of the single-piece part integrating the carcass and pneumatic and light transmission lines.

Claims

Revendications Claims 1. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) formée d’une tête (10) et d’un manche de préhension (11 ) pourvu respectivement chacun et chacune d’au moins une canalisation interne intégrée (2) choisie parmi une conduite pneumatique (20), une conduite de transmission lumineuse (23), et une conduite borgne (24) adaptée pour le logement d’un ou plusieurs capteurs électroniques (5), caractérisée en ce qu’au moins un élément choisi parmi une carcasse interne (111 ) dudit manche (11 ) et ladite tête (10) est réalisée par impression 3D en métal et comporte ladite conduite pneumatique (20) et/ou ladite conduite de transmission lumineuse (23) et/ou ladite conduite borgne (24) en tant que canalisation interne intégrée (2) de façon monobloc. 1. Dental or surgical handpiece (1) formed of a head (10) and a gripping handle (11) each provided respectively with at least one integrated internal pipe (2) chosen from a pneumatic pipe (20), a light transmission pipe (23), and a blind pipe (24) adapted for housing one or more electronic sensors (5), characterized in that at least one element chosen from an internal carcass (111) of said handle (11) and said head (10) is produced by 3D printing in metal and comprises said pneumatic pipe (20) and/or said light transmission pipe (23) and/or said blind pipe (24) as an integrated internal pipe (2) in a single piece. 2. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu’elle est réalisée de bout en bout, dudit manche (11 ) à ladite tête (10), par impression 3D et comporte au moins un canal de spray d’air2. Dental or surgical handpiece (1) according to claim 1, characterized in that it is produced from end to end, from said handle (11) to said head (10), by 3D printing and comprises at least one air spray channel. (21 ) et un canal de spray d’eau (22) en tant que conduites pneumatiques (20), chacune desdites conduites pneumatiques (20) étant dépourvues de parties anguleuses. (21) and a water spray channel (22) as pneumatic lines (20), each of said pneumatic lines (20) being free of angular parts. 3. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon la revendication 2, caractérisée en ce qu’elle comprend un diffuseur (24) intégré dans ladite tête (10), ledit diffuseur étant formé d’un anneau supérieur (241 ) pour l’acheminement d’air, un anneau inférieur (242) pour l’acheminement d’eau, et d’une pluralité de canaux transversaux de sortie (243) reliant parallèlement ledit anneau supérieur (241) audit anneau inférieur (242), ledit diffuseur (24) étant directement relié audit canal de spray d’air (21 ) et audit canal de spray d’eau3. Dental or surgical handpiece (1) according to claim 2, characterized in that it comprises a diffuser (24) integrated in said head (10), said diffuser being formed of an upper ring (241) for the air supply, a lower ring (242) for the water supply, and a plurality of transverse outlet channels (243) connecting in parallel said upper ring (241) to said lower ring (242), said diffuser (24) being directly connected to said air spray channel (21) and to said water spray channel (22). (22). 4. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite canalisation interne intégrée (2) comporte au moins une bifurcation. 5. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite canalisation interne intégrée (2) présente une première double bifurcation (210) d’un canal de spray d’air (21 ) et/ou une deuxième double bifurcation (220) d’un canal de spray d’eau (22). 4. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, characterized in that said integrated internal pipe (2) comprises at least one bifurcation. 5. Dental or surgical handpiece (1) according to claim 4, characterized in that said integrated internal duct (2) has a first double bifurcation (210) of an air spray channel (21) and/or a second double bifurcation (220) of a water spray channel (22). 6. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que ladite canalisation interne intégrée (2) présente une troisième bifurcation (230) d’une conduite de transmission lumineuse (23), suivie de deux parties terminales bombées (230B) dans ladite tête (10). 6. Dental or surgical handpiece (1) according to one of claims 4 or 5, characterized in that said integrated internal pipe (2) has a third bifurcation (230) of a light transmission pipe (23), followed by two curved end parts (230B) in said head (10). 7. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle au moins une conduite pneumatique (20) possède une section elliptique (20S). 7. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, in which at least one pneumatic pipe (20) has an elliptical section (20S). 8. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle au moins une conduite de transmission lumineuse (23) possède une section hexagonale (23S). 8. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, in which at least one light transmission pipe (23) has a hexagonal section (23S). 9. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle au moins une conduite de transmission lumineuse (23) présente une section variable suivant un profil ondulé (23A). 9. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, in which at least one light transmission pipe (23) has a variable section following a wavy profile (23A). 10. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, comportant une conduite pneumatique (20) de refroidissement de forme hélicoïdale (20H). 10. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, comprising a pneumatic cooling pipe (20) of helical shape (20H). 11 . Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications 2 à 10 précédentes, caractérisée en ce que le processus d’impression 3D détermine un état de rugosité de surface (R) à une surface externe (110A) d’une calotte externe (110) dudit manche de préhension (11 ) lui conférant des propriétés anti-dérapantes. 12. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications 2 à 11 , caractérisée en ce que la micro-dureté des surfaces extérieures de ladite carcasse (110) de ladite pièce à main (1 ) ou d’une calotte externe (110) dudit manche de préhension (11 ) est d’au moins 20% plus élevée que la dureté des surfaces intérieures suite à un traitement thermique de poudres de métal préalablement à l’étape d’impression 3D, et un traitement ultérieur par pulsed-plasma desdites surfaces extérieures. 11. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims 2 to 10, characterized in that the 3D printing process determines a surface roughness state (R) on an external surface (110A) of an external cap (110) of said gripping handle (11) giving it anti-slip properties. 12. Dental or surgical handpiece (1) according to one of claims 2 to 11, characterized in that the micro-hardness of the outer surfaces of said carcass (110) of said handpiece (1) or of an outer cap (110) of said gripping handle (11) is at least 20% higher than the hardness of the inner surfaces following a heat treatment of metal powders prior to the 3D printing step, and a subsequent treatment by pulsed-plasma of said outer surfaces. 13. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications précédentes, comportant au moins une conduite borgne (24) adaptée pour le logement d’un ou plusieurs capteurs électroniques (5), ladite conduite borgne comportant une extrémité ouverte (241 ) au niveau du manche de préhension (11 ), et étant refermée au niveau de la tête (10) par un logement (243). 13. Dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims, comprising at least one blind conduit (24) adapted for housing one or more electronic sensors (5), said blind conduit comprising an open end (241) at the level of the gripping handle (11), and being closed at the level of the head (10) by a housing (243). 14. Pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comprend un mélangeur (3) pour canal de spray mixte (26) aménagé dans ladite carcasse interne (111 ) dudit manche de préhension (11 ). 14. Dental or surgical handpiece (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a mixer (3) for mixed spray channel (26) arranged in said internal carcass (111) of said gripping handle (11). 15. Méthode d’impression 3D d’une pièce à main dentaire ou chirurgicale (1 ) selon l’une des revendications 1 à 14 précédentes, caractérisé par une direction de croissance (D) allant dudit manche de préhension (11 ) vers ladite tête (10), les couches microscopiques de croissance étant superposées selon des plans d’impression (P4) perpendiculaires à ladite direction de croissance (D) et orientés selon un angle (a) compris entre 5° et 25° par rapport au plan transverse (P3) dudit manche de préhension (11 ). 15. Method for 3D printing a dental or surgical handpiece (1) according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized by a growth direction (D) going from said gripping handle (11) towards said head (10), the microscopic growth layers being superimposed according to printing planes (P4) perpendicular to said growth direction (D) and oriented at an angle (a) of between 5° and 25° relative to the transverse plane (P3) of said gripping handle (11).
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