KR102453353B1 - Method of manufacturing a micro-drill and a micro-drill manufactured by the method - Google Patents

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KR102453353B1
KR102453353B1 KR1020210067716A KR20210067716A KR102453353B1 KR 102453353 B1 KR102453353 B1 KR 102453353B1 KR 1020210067716 A KR1020210067716 A KR 1020210067716A KR 20210067716 A KR20210067716 A KR 20210067716A KR 102453353 B1 KR102453353 B1 KR 102453353B1
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micro
drill
mold
central axis
pattern
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소홍윤
박상윤
고병조
이희원
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

A method of manufacturing a micro drill is disclosed. A method of manufacturing the micro drill comprises the following steps of: manufacturing a mold by stacking filaments output from a 3D printer; filling the mold with a liquid polymer; curing the polymer filled in the mold; and separating the cured polymer from the mold, wherein the cured polymer has a conical drill tip and a cylindrical drill body.

Description

마이크로 드릴의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 마이크로 드릴{Method of manufacturing a micro-drill and a micro-drill manufactured by the method}Method of manufacturing a micro-drill and a micro-drill manufactured by the method

본 발명은 마이크로 드릴의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린터로 출력한 몰드를 이용하여 마이크로 드릴을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a micro-drill, and more particularly, to a method for manufacturing a micro-drill using a mold output by a 3D printer.

마이크로 로봇은 신체 내부에 삽입되어 의료 행위를 수행할 수 있다. 마이크로 로봇은 그 크기가 작기 때문에, 신체 내부를 이동하며 질병을 진단하거나 약물을 전달하는 등 의사가 직접 시술을 수행하기 어려운 부위에 대한 의료 행위를 수행하기 용이하다. Micro-robots can be inserted inside the body to perform medical actions. Since the microrobot is small in size, it is easy to perform medical actions on areas where it is difficult for a doctor to directly perform a procedure, such as diagnosing a disease or delivering a drug while moving inside the body.

마이크로 로봇의 한 종류로 마이크로 드릴이 있으며, 마이크로 드릴은 혈관이나 소장, 대장 등 장기의 막힌 곳을 뚫어주는 드릴링(drilling) 작업에 활용되고 있다.There is a micro-drill as a type of micro-robot, and the micro-drill is used for drilling work to break through blockages in organs such as blood vessels, small intestine, and large intestine.

기존의 마이크로 드릴 제작에는 MEMS 공정 방식이 사용된다. 그러나 MEMS 공정 방식은 고가의 장비를 이용한 여러 단계의 복잡한 제작 과정을 필요로 하며, 제품의 디자인을 변경하기 위해서는 마스크를 새로 제작하는 등 과정이 복잡하고 오랜 시간이 소요되는 한계가 있다. 또한, 마이크로 드릴의 표면에 블레이드를 형성함에 있어 날카롭게 제작하는 데 한계가 있다.MEMS process method is used to manufacture conventional micro-drills. However, the MEMS process method requires a complex manufacturing process of several steps using expensive equipment, and there is a limitation in that the process is complicated and takes a long time to change the design of the product, such as making a new mask. In addition, in forming the blade on the surface of the micro-drill, there is a limitation in making it sharp.

본 발명은 간단한 공정으로 마이크로 드릴을 제작할 수 있는 마이크로 드릴의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a micro-drill capable of manufacturing a micro-drill by a simple process.

또한, 본 발명은 마이크로 드릴의 표면에 날카로운 블레이드를 형성할 수 있는 마이크로 드릴의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a micro drill capable of forming a sharp blade on the surface of the micro drill.

본 발명에 따른 마이크로 드릴의 제조 방법은 3D 프린터에서 출력되는 필라멘트를 적층하여 몰드를 제작하는 단계; 상기 몰드에 액상의 폴리머를 채우는 단계; 상기 몰드에 채워진 폴리머를 경화시키는 단계; 및 경화가 완료된 폴리머를 상기 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하되, 경화가 완료된 상기 폴리머는 원뿔 형상의 드릴 팁과 원기둥 형상의 드릴 바디를 가진다.The manufacturing method of the micro drill according to the present invention comprises the steps of manufacturing a mold by stacking filaments output from a 3D printer; filling the mold with a liquid polymer; curing the polymer filled in the mold; and separating the cured polymer from the mold, wherein the cured polymer has a cone-shaped drill tip and a cylindrical drill body.

또한, 상기 드릴 팁과 상기 드릴 바디의 표면에는 상기 필라멘트의 적층 무늬에 대응되는 패턴이 형성될 수 있다.In addition, a pattern corresponding to the lamination pattern of the filaments may be formed on the surface of the drill tip and the drill body.

또한, 상기 필라멘트는 상기 드릴 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 사선 방향으로 적층될 수 있다.In addition, the filaments may be stacked in an oblique direction at a preset angle with respect to the central axis of the drill body.

또한, 상기 필라멘트의 적층 무늬는 상기 드릴 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 경사지거나, 상기 드릴 바디의 중심축에 수직하거나, 나선형의 패턴일 수 있다.In addition, the laminate pattern of the filament may be inclined at a preset angle with respect to the central axis of the drill body, perpendicular to the central axis of the drill body, or a spiral pattern.

또한, 상기 필라멘트의 적층 무늬는 상기 드릴 바디의 중심축에 수직할 수 있다.In addition, the laminate pattern of the filament may be perpendicular to the central axis of the drill body.

또한, 상기 액상의 폴리머가 채워진 상기 몰드에 자석을 투입하는 단계를 더 포함하되, 상기 자석은 원기둥 형상을 가질 수 있다.In addition, the method further comprising inserting a magnet into the mold filled with the liquid polymer, wherein the magnet may have a cylindrical shape.

또한, 경화가 완료된 상기 폴리머를 상기 몰드로부터 분리하는 단계는 처리액에 이용하여 상기 몰드를 용해 또는 연화시킬 수 있다.In addition, the step of separating the cured polymer from the mold may be used in a treatment solution to dissolve or soften the mold.

또한, 상기 처리액은 물 또는 아세톤을 포함할 수 있다.In addition, the treatment solution may include water or acetone.

본 발명에 따른 마이크로 드릴은 원뿔 형상의 드릴 팁과 원기둥 형상의 드릴 바디를 갖는 마이크로 바디; 및 상기 마이크로 바디의 내부에 삽입된 자석을 포함하되, 상기 드릴 팁과 상기 드릴 바디의 표면에는 마이크로 패턴이 형성될 수 있다.A micro drill according to the present invention includes a micro body having a cone-shaped drill tip and a cylindrical drill body; and a magnet inserted into the micro body, wherein a micro pattern may be formed on the surface of the drill tip and the drill body.

또한, 상기 드릴 팁의 표면에 형성된 마이크로 패턴과 상기 드릴 바디의 표면에 형성된 마이크로 패턴은 동일할 수 있다.In addition, the micro pattern formed on the surface of the drill tip and the micro pattern formed on the surface of the drill body may be the same.

또한, 상기 마이크로 패턴은 상기 마이크로 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 경사지거나, 상기 드릴 바디의 중심축에 수직하거나, 나선형의 패턴일 수 있다.In addition, the micro pattern may be inclined at a predetermined angle with respect to the central axis of the micro body, perpendicular to the central axis of the drill body, or a spiral pattern.

본 발명에 의하면, 마이크로 드릴의 제조 방법은 3D 프린터로 출력된 몰드를 이용하므로 간단한 공정으로 마이크로 드릴을 제작할 수 있다.According to the present invention, since the manufacturing method of the micro-drill uses a mold output by a 3D printer, the micro-drill can be manufactured by a simple process.

또한, 본 발명에 의하면, 필라멘트의 적층 무늬가 마이크로 패턴으로 형성되므로, 마이크로 드릴의 표면에 날카로운 블레이드를 형성할 수 있다. In addition, according to the present invention, since the laminate pattern of the filament is formed in a micro pattern, it is possible to form a sharp blade on the surface of the micro drill.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 드릴의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 드릴의 제조 방법에 따른 각 단계를 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 마이크로 드릴이 의료 행위를 수행하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 마이크로 드릴의 성능을 검증하기 위한 실험 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 마이크로 드릴이 5cm의 장애물을 뚫는데 걸린 시간을 비교한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 마이크로 드릴이 3분 동안 장애물을 뚫은 깊이와 비교 예에 따른 마이크로 드릴이 3분 동안 장애물을 뚫은 깊이를 비교한 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro drill according to an embodiment of the present invention.
2 is a view sequentially showing each step according to the manufacturing method of the micro drill of FIG.
3 is a view showing a micro drill manufactured according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a micro drill manufactured according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view showing a micro drill manufactured according to a third embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which the micro-drill of the present invention performs a medical action.
7 is a view showing an experimental apparatus for verifying the performance of the micro drill.
8 is a graph comparing the time taken for a micro drill according to various embodiments of the present invention to penetrate an obstacle of 5 cm.
9 is a graph comparing the depth at which the micro-drill drills through the obstacle for 3 minutes according to various embodiments of the present invention and the depth at which the micro-drill drills through the obstacle for 3 minutes according to the comparative example.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for effective description of technical contents.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes a complementary embodiment thereof. In addition, in this specification, 'and/or' is used in the sense of including at least one of the elements listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, element, or a combination thereof described in the specification exists, and one or more other features, numbers, steps, or configurations It should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of elements or combinations thereof. In addition, in this specification, "connection" is used in a sense including both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 드릴의 제조 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 도 1의 마이크로 드릴의 제조 방법에 따른 각 단계를 순차적으로 나타내는 도면이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a micro drill according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view sequentially illustrating each step according to the method of manufacturing the micro drill of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 마이크로 드릴의 제조 방법은 몰드 제작 단계(S10), 폴리머 투입 단계(S20), 자석 투입 단계(S30), 경화 단계(S40), 그리고 몰드 분리 단계(S50)를 포함한다.1 and 2, the manufacturing method of the micro drill includes a mold manufacturing step (S10), a polymer input step (S20), a magnet input step (S30), a curing step (S40), and a mold separation step (S50). include

몰드 제작 단계(S10)는 3D 프린터의 노즐(50)로부터 필라멘트(11)를 토출하고, 필라멘트(11)를 적층하여 몰드(10)를 제작한다. 몰드(10)의 내측에는 마이크로 드릴(100)이 제조될 수 있는 공간(15)이 형성되며, 필라멘트(11)는 상기 공간(15)의 둘레를 따라 적층된다. 상기 공간(15)은 원뿔 형상의 하부 공간과 원기둥 형상의 상부 공간이 연통된 구조를 갖는다. In the mold manufacturing step ( S10 ), the filament 11 is discharged from the nozzle 50 of the 3D printer, and the filament 11 is laminated to manufacture the mold 10 . A space 15 in which the micro drill 100 can be manufactured is formed inside the mold 10 , and the filaments 11 are stacked along the perimeter of the space 15 . The space 15 has a structure in which a conical lower space and a cylindrical upper space communicate.

필라멘트(11)는 다양한 조건으로 출력될 수 있다. 일 예에 의하면, 필라멘트(11)는 몰드(10)의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 사선방향으로 적층될 수 있다. 실시 예에 의하면, 필라멘트(11)는 몰드(10)의 중심축에 45도 각도로 적층될 수 있다. 다른 예에 의하면, 필라멘트(11)는 몰드(10)의 중심축에 대해 수직방향으로 적층될 수 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 필라멘트(11)는 나선형으로 적층될 수 있다. 마이크로 직경의 필라멘트(11)가 순차적으로, 그리고 연속적으로 적층됨에 따라, 상기 공간(15)을 형성하는 몰드(10)의 내측면에는 마이크로 패턴이 형성된다. 마이크로 패턴은 상술한 필라멘트(11)의 적층 방향에 대응된다. The filament 11 may be output under various conditions. According to an example, the filaments 11 may be stacked in an oblique direction at a preset angle with respect to the central axis of the mold 10 . According to an embodiment, the filament 11 may be stacked at an angle of 45 degrees to the central axis of the mold 10 . According to another example, the filaments 11 may be stacked in a direction perpendicular to the central axis of the mold 10 . According to another embodiment, the filaments 11 may be stacked in a spiral. As the micro-diameter filaments 11 are sequentially and continuously stacked, a micro pattern is formed on the inner surface of the mold 10 forming the space 15 . The micro-pattern corresponds to the lamination direction of the filament 11 described above.

필라멘트(11)는 처리액에 용해되거나 연화될 수 있는 재질을 갖는다. 일 예에 의하면, 처리액은 물이며, 필라멘트(11)는 물에 용해되거나 연화될 수 있는 물질로 제공된다. 필라멘트(11)는 물에 용해될 수 있는 PVA(Polyvinyl alcohol)이 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 처리액은 아세톤이며, 필라멘트(11)는 아세톤에 용해되거나 연화될 수 있는 물질로 제공된다. 필라멘트(11)는 아세톤에 연화될 수 있는 PLA(Poly lactic acid)가 사용되거나, 아세톤에 용해될 수 있는 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)가 사용될 수 있다.The filament 11 has a material that can be dissolved or softened in the treatment solution. According to an example, the treatment liquid is water, and the filament 11 is provided as a material that can be dissolved or softened in water. As the filament 11 , polyvinyl alcohol (PVA) that can be dissolved in water may be used. According to another embodiment, the treatment liquid is acetone, and the filament 11 is provided as a material that can be dissolved or softened in acetone. As the filament 11, poly lactic acid (PLA) that can be softened in acetone may be used, or acrylonitrile butadiene styrene (ABS) that can be dissolved in acetone may be used.

폴리머 투입 단계(S20)는 액상의 폴리머(31)를 몰드(10)의 내측 공간(15)으로 투입한다. 액상의 폴리머(31)는 폴리머와 경화제가 혼합된 용액일 수 있다. 폴리머는 에폭시(epoxy), 폴리디메틸실록산(PDMS), 또는 아크릴 레진이 사용될 수 있다. 경화제는 자외선 경화제가 사용될 수 있다.In the polymer input step S20 , the liquid polymer 31 is introduced into the inner space 15 of the mold 10 . The liquid polymer 31 may be a solution in which a polymer and a curing agent are mixed. As the polymer, epoxy, polydimethylsiloxane (PDMS), or acrylic resin may be used. The curing agent may be an ultraviolet curing agent.

자석 투입 단계(S30)는 몰드(10)의 내측 공간(15)에 채워진 액상의 폴리머(31)에 자석(120)을 투입한다. 자석(120)은 그 중심축을 기준으로 N극과 S극이 마주 배치된 원기둥 형상을 갖는다. 자석(120)은 몰드(10)의 내측 공간으로 소정 깊이에 위치한다.In the magnet input step ( S30 ), the magnet 120 is put into the liquid polymer 31 filled in the inner space 15 of the mold 10 . The magnet 120 has a cylindrical shape with an N pole and an S pole facing each other with respect to its central axis. The magnet 120 is positioned at a predetermined depth into the inner space of the mold 10 .

경화 단계(S40)는 몰드(10)의 내측 공간(15)에 채워진 폴리머(31)를 경화시킨다. 실시 예에 의하면, 경화 단계(S4)는 자외선 램프(40)로 자외선을 조사하여 폴리머(31)를 경화시킨다. In the curing step S40 , the polymer 31 filled in the inner space 15 of the mold 10 is cured. According to an embodiment, in the curing step ( S4 ), the polymer 31 is cured by irradiating ultraviolet rays with the ultraviolet lamp 40 .

몰드 분리 단계(S50)는 경화가 완료된 폴리머(31)를 몰드(10)로부터 분리시킨다. 몰드 분리 단계(S50)는 상술한 처리액을 이용하여 몰드(10)를 용해시키거나 연화시켜 폴리머(31)를 분리한다. 몰드 분리 단계(S50)는 처리액이 담긴 용기에 몰드(10)를 침지하여 몰드(10)를 용해시키거나 연화시킬 수 있다. 몰드(10)의 분리로 경화된 폴리머(110)내에 자석(120)이 삽입된 마이크로 드릴(100)이 제조될 수 있다.In the mold separation step S50 , the cured polymer 31 is separated from the mold 10 . In the mold separation step ( S50 ), the polymer 31 is separated by dissolving or softening the mold 10 using the above-described treatment solution. In the mold separation step ( S50 ), the mold 10 may be immersed in a container containing the treatment liquid to dissolve or soften the mold 10 . The micro drill 100 in which the magnet 120 is inserted in the hardened polymer 110 by separation of the mold 10 can be manufactured.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a micro drill manufactured according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 마이크로 드릴(100)은 마이크로 바디(110)와 자석(120)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the micro drill 100 includes a micro body 110 and a magnet 120 .

마이크로 바디(110)는 원뿔 형상의 드릴 팁(111)과 원기둥 형상의 드릴 바디(112)가 일체로 결합된 구조를 갖는다. 드릴 팁(111)의 표면과 드릴 바디(112)의 표면에는 마이크로 패턴(114, 115)이 형성된다. 마이크로 패턴(114, 115)은 필라멘트(11)의 적층 무늬가 드릴 팁(111)의 표면과 드릴 바디(112)의 표면에 새겨진 것으로, 날카로운 블레이드(114, 115)가 마이크로 바디(110)의 둘레를 따라, 그리고 마이크로 바디(110)의 길이방향으로 연속하여 형성되어 상기 마이크로 패턴(114, 115)을 형성한다. 드릴 팁(111)의 표면에 형성된 마이크로 패턴(114)과 드릴 바디(112)의 표면에 형성된 마이크로 패턴(115)은 동일하고 연속적이다. 실시 예에 의하면, 마이크로 패턴(114, 115)은 날카로운 블레이드가 마이크로 바디(110)의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 사선방향으로 형성될 수 있다. 날카로운 블레이드(114, 115)은 마이크로 바디(110)의 중심축에 대해 45도 각도로 형성될 있다.The micro body 110 has a structure in which a cone-shaped drill tip 111 and a cylindrical drill body 112 are integrally combined. Micro patterns 114 and 115 are formed on the surface of the drill tip 111 and the surface of the drill body 112 . The micro-patterns 114 and 115 are the laminated patterns of the filament 11 engraved on the surface of the drill tip 111 and the surface of the drill body 112 , and the sharp blades 114 and 115 are formed around the micro-body 110 . along and continuously in the longitudinal direction of the microbody 110 to form the micropatterns 114 and 115 . The micro pattern 114 formed on the surface of the drill tip 111 and the micro pattern 115 formed on the surface of the drill body 112 are identical and continuous. According to an embodiment, the micro patterns 114 and 115 may have sharp blades formed in an oblique direction at a preset angle with respect to the central axis of the micro body 110 . The sharp blades 114 and 115 may be formed at an angle of 45 degrees with respect to the central axis of the micro body 110 .

자석(120)은 원기둥 형상으로, 그 길이방향의 중심축이 마이크로 바디(110)의 중심축과 일치하도록 마이크로 바디(110)의 내부에 고정 위치한다.The magnet 120 has a cylindrical shape and is fixedly positioned inside the micro body 110 so that the central axis of its longitudinal direction coincides with the central axis of the micro body 110 .

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a micro drill manufactured according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 마이크로 패턴(114, 115)은 날카로운 블레이드가 마이크로 바디(110)의 중심축에 대해 수직 방향으로 마이크로 바디(110)의 둘레를 따라 형성되고, 상기 날카로운 블레이드(114, 115)가 마이크로 바디(110)의 길이방향으로 소정 간격 이격하여 배치된 패턴을 갖는다.Referring to FIG. 4 , in the micro patterns 114 and 115 , sharp blades are formed along the periphery of the micro body 110 in a direction perpendicular to the central axis of the micro body 110 , and the sharp blades 114 and 115 . has a pattern disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the longitudinal direction of the microbody 110 .

도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따라 제조된 마이크로 드릴을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a micro drill manufactured according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 마이크로 패턴(114, 115)은 날카로운 블레이드가 마이크로 바디(110)의 둘레를 따라, 그리고 마이크로 바디(110)의 길이 방향을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the micro patterns 114 and 115 may have sharp blades spirally formed along the periphery of the micro body 110 and in the longitudinal direction of the micro body 110 .

상술한 마이크로 드릴은 신체 내부에 삽입되어 의료 행위를 수행할 수 있다.The above-described micro-drill may be inserted into the body to perform a medical operation.

도 6은 본 발명의 마이크로 드릴이 의료 행위를 수행하는 모습을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a state in which the micro-drill of the present invention performs a medical action.

도 6을 참조하면, 마이크로 드릴(100)은 혈관이나, 소장, 대장 등 신체의 관상 조직(60)에 삽입되며, 신체 외부에서 발생되는 외부 자기장의 제어로 관상 조직(60) 내에서 회전하거나 이동할 수 있다. 마이크로 드릴(100)은 관상 조직 내 막힌 곳(70)을 드릴링 작업으로 뚫어 줄 수 있다.Referring to FIG. 6 , the micro drill 100 is inserted into the tubular tissue 60 of the body, such as blood vessels, small intestine, and large intestine, and rotates or moves within the tubular tissue 60 under the control of an external magnetic field generated outside the body. can The micro-drill 100 may drill a blockage 70 in the tubular tissue through a drilling operation.

도 7은 마이크로 드릴의 성능을 검증하기 위한 실험 장치를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 마이크로 드릴이 5cm의 장애물을 뚫는데 걸린 시간을 비교한 그래프이다. 제1실시 예는 도 3에서 설명한 마이크로 드릴이 사용되었고, 제2실시 예는 도 4에서 설명한 마이크로 드릴이 사용되었고, 제3실시 예는 도 5에서 설명한 마이크로 드릴이 사용되었다 마이크로 드릴의 회전 속도를 1000rpm, 750rpm, 그리고 500rpm으로 달리하여 실험하였다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 마이크로 드릴이 3분 동안 장애물을 뚫은 깊이와 비교 예에 따른 마이크로 드릴이 3분 동안 장애물을 뚫은 깊이를 비교한 그래프이다. 비교 예는 표면에 마이크로 패턴이 형성되지 않는 마이크로 드릴이 사용되었다.7 is a view showing an experimental apparatus for verifying the performance of the micro drill. 8 is a graph comparing the time taken for a micro drill according to various embodiments of the present invention to penetrate an obstacle of 5 cm. In the first embodiment, the micro drill described in FIG. 3 was used, in the second embodiment, the micro drill described in FIG. 4 was used, and in the third embodiment, the micro drill described in FIG. 5 was used. Experiments were carried out at 1000 rpm, 750 rpm, and 500 rpm. 9 is a graph comparing the depth at which the micro-drill drills through the obstacle for 3 minutes according to various embodiments of the present invention and the depth at which the micro-drill drills through the obstacle for 3 minutes according to the comparative example. In the comparative example, a micro-drill in which micro-patterns are not formed on the surface was used.

도 7을 참조하면, 실험은 마이크로 드릴(100)을 물(71)과 장애물(72)의 경계에 위치시키고, 외부에서 회전 자기장을 인가하여 드릴링 작업을 수행하였다.Referring to FIG. 7 , in the experiment, the micro-drill 100 was positioned at the boundary between the water 71 and the obstacle 72 , and a rotating magnetic field was applied from the outside to perform a drilling operation.

도 8을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 마이크로 드릴(100)이 장애물을 뚫는데 걸리는 시간이 가장 짧게 나타났으며, 마이크로 드릴(100)의 회전 속도가 빠를수록 장애물을 뚫는데 걸리는 시간이 짧아지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the micro drill 100 according to the first embodiment takes the shortest time to penetrate the obstacle, and the faster the rotation speed of the micro drill 100 is, the shorter the time it takes to penetrate the obstacle. losing can be seen.

도 9을 참조하면, 마이크로 드릴(100)의 표면에 마이크로 패턴(114, 115)이 형성될 경우, 마이크로 드릴(100)의 드릴링 효율이 향상됨을 알 수 있다. 특히, 마이크로 패턴(114, 115)이 제1 실시 예의 형태로 형성되는 경우, 드릴링 효율이 극대화되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9 , when the micro patterns 114 and 115 are formed on the surface of the micro drill 100 , it can be seen that the drilling efficiency of the micro drill 100 is improved. In particular, when the micro-patterns 114 and 115 are formed in the form of the first embodiment, it can be seen that the drilling efficiency is maximized.

위 실험 결과를 통해, 마이크로 드릴(100)의 표면에 마이크로 패턴(114, 115)이 형성될 경우 드릴링 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 이는 마이크로 드릴(100)이 고속 회전하는 동안, 드릴 팁(111)의 표면에 형성된 마이크로 패턴(114)이 장애물을 분쇄하고, 드릴 바디(112)의 표면에 형성된 마이크로 패턴(115)이 분쇄된 장애물을 신속하게 마이크로 드릴(100)의 후방으로 배출시키기 때문이다. 또한, 본 발명의 마이크로 드릴(100)의 표면에 형성된 마이크로 패턴(114, 115)은 필라멘트(111)의 적층 무늬로 인해 새겨지기 때문에, 공작 기계로 드릴 바디의 표면을 가공하여 형성한 패턴보다 미세하다. 때문에, 드릴링 작업이 효과적으로 이루어질 수 있다.Through the above experimental results, it can be confirmed that the drilling efficiency is improved when the micro patterns 114 and 115 are formed on the surface of the micro drill 100 . This is because the micro-pattern 114 formed on the surface of the drill tip 111 crushes the obstacle while the micro-drill 100 rotates at high speed, and the micro-pattern 115 formed on the surface of the drill body 112 crushes the obstacle. This is because it is quickly discharged to the rear of the micro-drill 100. In addition, since the micro patterns 114 and 115 formed on the surface of the micro drill 100 of the present invention are engraved due to the lamination pattern of the filaments 111, it is finer than the pattern formed by processing the surface of the drill body with a machine tool. do. Therefore, the drilling operation can be made effectively.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments and should be construed according to the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 몰드
11: 필라멘트
31: 폴리머
40: 자외선 램프
100: 마이크로 드릴
110: 마이크로 바디
111: 드릴 팁
112: 드릴 바디
114, 115: 마이크로 패턴
120: 자석10: mold
11: filament
31: polymer
40: UV lamp
100: micro drill
110: micro body
111: drill tip
112: drill body
114, 115: micro pattern
120: magnet

Claims (11)

3D 프린터에서 출력되는 필라멘트를 적층하여 몰드를 제작하는 단계;
상기 몰드에 액상의 폴리머를 채우는 단계;
상기 액상의 폴리머가 채워진 상기 몰드에 자석을 투입하는 단계;
상기 몰드에 채워진 폴리머를 경화시키는 단계; 및
경화가 완료된 폴리머를 상기 몰드로부터 분리하는 단계를 포함하되,
경화가 완료된 상기 폴리머는 원뿔 형상의 드릴 팁과 원기둥 형상의 드릴 바디를 가지고, 상기 드릴 팁과 상기 드릴 바디의 표면에는 상기 필라멘트의 적층 무늬에 대응되는 패턴이 형성되며,
상기 자석은 원기둥 형상으로, 그 길이방향의 중심축이 상기 드릴 바디의 중심축과 일치하도록 위치하는 마이크로 드릴의 제조 방법. manufacturing a mold by stacking filaments output from a 3D printer;
filling the mold with a liquid polymer;
inserting a magnet into the mold filled with the liquid polymer;
curing the polymer filled in the mold; and
Separating the cured polymer from the mold,
The cured polymer has a cone-shaped drill tip and a cylindrical drill body, and a pattern corresponding to the lamination pattern of the filaments is formed on the surface of the drill tip and the drill body,
The magnet has a cylindrical shape, and the central axis in the longitudinal direction thereof is positioned to coincide with the central axis of the drill body. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 필라멘트는 상기 드릴 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 사선 방향으로 적층되는 마이크로 드릴의 제조 방법.The method of claim 1,
The method of manufacturing a micro drill in which the filament is stacked in an oblique direction at a preset angle with respect to the central axis of the drill body. 제 1 항에 있어서,
상기 필라멘트의 적층 무늬는 상기 드릴 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 경사지거나, 상기 드릴 바디의 중심축에 수직하거나, 나선형의 패턴인 마이크로 드릴의 제조 방법.The method of claim 1,
The lamination pattern of the filament is inclined at a preset angle with respect to the central axis of the drill body, perpendicular to the central axis of the drill body, or a spiral pattern. 제 1 항에 있어서,
상기 필라멘트의 적층 무늬는 상기 드릴 바디의 중심축에 수직한 마이크로 드릴의 제조 방법.The method of claim 1,
The lamination pattern of the filament is perpendicular to the central axis of the drill body. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
경화가 완료된 상기 폴리머를 상기 몰드로부터 분리하는 단계는 처리액에 이용하여 상기 몰드를 용해 또는 연화시키는 마이크로 드릴의 제조 방법.The method of claim 1,
The step of separating the cured polymer from the mold is a method of manufacturing a micro drill in which the mold is dissolved or softened by using a treatment solution. 제 7 항에 있어서,
상기 처리액은 물 또는 아세톤을 포함하는 마이크로 드릴의 제조 방법.8. The method of claim 7,
The method of manufacturing a micro-drill, wherein the treatment solution contains water or acetone. 원뿔 형상의 드릴 팁과 원기둥 형상의 드릴 바디를 갖는 마이크로 바디; 및
상기 마이크로 바디의 내부에 삽입된 자석을 포함하되,
상기 드릴 팁과 상기 드릴 바디의 표면에는 마이크로 패턴이 형성되며,
상기 마이크로 패턴은 상기 마이크로 바디의 중심축에 대해 기 설정된 각도로 경사지며,
상기 자석은 원기둥 형상으로 그 길이방향의 중심축이 상기 드릴 바디의 중심축과 일치하도록 위치하는 마이크로 드릴.A micro body having a cone-shaped drill tip and a cylindrical drill body; and
Including a magnet inserted into the inside of the micro body,
A micro pattern is formed on the surface of the drill tip and the drill body,
The micro pattern is inclined at a preset angle with respect to the central axis of the micro body,
The magnet is a micro-drill having a cylindrical shape, and the central axis of its longitudinal direction coincides with the central axis of the drill body. 제 9 항에 있어서,
상기 드릴 팁의 표면에 형성된 마이크로 패턴과 상기 드릴 바디의 표면에 형성된 마이크로 패턴은 동일한 마이크로 드릴.10. The method of claim 9,
The micro pattern formed on the surface of the drill tip and the micro pattern formed on the surface of the drill body are the same micro drill. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20170008072A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 General Electric Company Three-Dimensional Manufacturing Methods and Systems for Turbine Components

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7832457B2 (en) * 2006-04-28 2010-11-16 Halliburton Energy Services, Inc. Molds, downhole tools and methods of forming
US20170008072A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 General Electric Company Three-Dimensional Manufacturing Methods and Systems for Turbine Components

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