KR101580950B1 - 구강 3d 스캔의 정확도를 향상시킨 스캔핀 제조방법 - Google Patents

Abstract

구강 환경의 3차원 데이터 또는 구강 모델을 제조하기 위하여 사용되는 스캔핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구강 3D 스캔의 정확도를 향상할 수 있는 스캔핀 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 티타늄 합금 재질을 절삭 가공하여 스캔핀의 형상을 가공하는 형상 가공 단계; 형상이 가공된 스캔핀의 표면에 거칠기를 부여하는 샌딩 단계; 및 표면이 샌딩된 스캔핀의 표면에 세라믹 분말을 용사코팅하여 무광표면층을 형성하는 용사 코팅 단계;를 포함하는 스캔핀 제조방법을 제공한다.

Description

구강 3D 스캔의 정확도를 향상시킨 스캔핀 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SCAN PIN FOR INTRA ORAL SCANER}

본 발명은 구강 환경의 3차원 데이터 또는 구강 모델을 제조하기 위하여 사용되는 스캔핀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구강 3D 스캔의 정확도를 향상할 수 있는 스캔핀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

치과용 임플란트 보철물을 제조하기 위해서는 환자의 구강 환경에 대한 정확한 데이터를 취득하는 것이 필수적이다. 이는 임플란트 보철물을 제조하기 위하여 주변치 또는 대합치와의 관계가 중요하기 때문이다.

환자의 구강 환경에 대한 데이터를 취득하기 위하여, 구강 스캔 방법 또는 인상 채득 방법이 사용되고 있다.

구강 스캔 방법은 환자의 치조골에 식립된 픽스처에 스캔핀을 체결한 후, 환자의 구강 환경에 대한 3차원 영상을 취득하고, 이 영상을 통해 3차원 형상에 관한 디지털 데이터를 취득하는 방법이다.

인상 채득 방법은 환자의 치조골에 식립된 픽스처에 임프레션 코핑을 체결한 후, 인상재를 사용하여 환자의 치아모형의 본을 뜬 후 석고 모델을 제작하는 방법이다. 석고 모델을 제작한 후 석고모델을 3차원 스캔하여 환자의 구강 환경에 대한 디지털 데이터를 취득할 수 있다.

관련 선행 기술로는 대한민국 공개특허 2014-0033826호 (공개일자 2014년 3월 19일) '환자맞춤형 어버트먼트 가공방법'이 있다.

본 발명의 목적은 구강 스캐너(Intra Oral Scanner)를 통해 환자의 구강 환경을 3차원 촬영할 때 보다 정확한 구강 환경 자료가 취득될 수 있도록 하는 스캔핀을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 스캔핀을 제조하기 위한 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 티타늄 합금 재질을 절삭 가공하여 스캔핀의 형상을 가공하는 형상 가공 단계; 형상이 가공된 스캔핀의 표면에 거칠기를 부여하는 샌딩 단계; 및 표면이 샌딩된 스캔핀의 표면에 세라믹 분말을 용사코팅하여 무광표면층을 형성하는 용사 코팅 단계;를 포함하는 스캔핀 제조방법을 제공한다.

그리고, 상기 용사 코팅 단계 이후에, 상기 무광표면층을 연마하여 치수정밀도를 향상시키는 연마 교정 단계;를 더 포함할 수도 있다.

상기 샌딩 단계는 입도 100~170 메시(mesh)를 가지는 글라스 비드를 상기 스캔핀의 표면에 분사하여 이루어지거나, 입도 110~130 메시(mesh)를 가지는 알루미나를 상기 스캔핀의 표면에 분사하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 용사 코팅 단계는 알루미나 분말 또는 알루미나와 티타니아 혼합 분말을 이용할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 방법을 통하여, 픽스처에 체결되는 체결부와, 상기 체결부에 일체로 연장 형성되는 지주부와, 상기 지주부의 일측에 형성된 평탄면을 포함하며, 티타늄 합금 재질로 이루어지고, 상기 지주부의 표면에 알루미나 또는 알루미나와 티타니아 혼합 분말로 형성된 무광표면층을 구비하는 것을 특징으로 하는 스캔핀을 제공한다.

이 때, 상기 체결부는 다각형의 형상으로 형성되며, 상기 평탄면은 상기 체결부의 다각형의 일면과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스캔핀은 구강 스캐너를 이용한 구강 스캔시 스캔핀의 형상 정보가 정확하게 취득되도록 하는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명에 따른 스캔핀 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스캔핀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 다른 스캔핀을 나타낸 단면도이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 스캔핀 및 그 제조방법에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 스캔핀 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스캔핀 제조방법은 형상 가공 단계(S110)와, 샌딩 단계(S120)와, 용사 코팅 단계(S130)와, 연마 교정 단계(S140)를 포함한다.

여기서 연마 교정 단계(S140)는 생략될 수도 있는 선택적인 공정이다.

먼저 스캔핀을 제조하기 위한 재질에 관하여 살펴본다.

스캔핀은 환자의 치조골에 식립된 픽스처에 체결되는 것으로, 인체에 무해한 재질이 사용되어야 한다. 또한 스캔핀은 높은 치수 정밀도가 요구되는 부품으로 정밀 가공이 가능한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 스캔핀의 재질로 티타늄 또는 티타늄 합금 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이는 환자의 치조골에 식립된 픽스처가 대부분 티타늄 또는 티타늄 합금재질인 것과 관련이 있다. 즉 픽스처와 유사 재질로 스캔핀을 제조하는 것이다.

픽스처는 환자의 치조골에 식립된 것으로 환자의 잇몸과도 접촉하게 된다. 그런데, 스캔핀으로 픽스처의 재질과 다른 이종 재질을 사용하게 되면, 치아 갈바닉 현상이 발생하여 환자에게 불편감을 줄 수 있다. 따라서 본 발명은 픽스처와 동일 재질로 스캔핀을 제조함으로써 스캔핀 탈부착시에 치아 갈바닉 현상으로 인한 불편감이 발생하지 않도록 하는 효과를 가져온다.

또한, 티타늄 재질은 정밀 가공이 가능하고, 경도와 강도가 우수하여 탈부착 작업시에 변형이 발생하지 않는 장점도 가진다.

그런데, 이러한 티타늄 재질은 금속광택의 표면을 가지고 있어서 티타늄 재질로 제조한 스캔핀을 그대로 구강 스캐너로 스캔할 경우 스캔핀의 형상이 구강 스캐너에 의하여 정확하게 인식되지 않는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 티타늄 또는 티타늄 합금 재질을 모재로 하되, 용사 코팅 방법을 사용하여 표면에 무광표면층이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스캔핀 제조방법은 티타늄 또는 티타늄 합금 재질의 모재를 절삭 가공하여 스캔핀의 형상을 가공하는 형상 가공 단계(S110)와, 형상이 가공된 스캔핀의 표면에 거칠기를 부여하는 샌딩 단계(S120)와, 표면이 샌딩된 스캔핀의 표면에 세라믹 분말을 용사코팅하여 무관표면층을 형성하는 용사 코팅 단계(S130)를 포함한다.

형상 가공 단계(S110)는 티타늄 또는 티타늄 합금 재질의 모재를 절삭 가공을 통하여 원하는 형상과 규격을 가지는 스캔핀을 제조하는 단계이다.

스캔핀에서 요구되는 치수정밀도는 공차 10㎛ 이내이다. 이러한 치수정밀도는 CNC 선반등을 이용하여 정밀 절삭 가공을 통하여 달성될 수 있다.

티타늄 또는 티타늄 합금 재질을 이용한 가공이 완료되면, 이후 표면 처리 공정들이 수행된다.

본 발명은 용사 코팅을 통해 금속광택을 가지는 티타늄 스캔핀의 표면을 무광처리함으로써 3차원 스캐너의 인식율을 향상시키는 것이다.

샌딩 단계(S120)는 스캐핀의 표면에 거칠기를 부여하여 후속하는 용사코팅이 잘 이루어질 수 있도록 하기 위한 공정이다. 스캔핀은 비교적 작은 크기를 가지며 곡면의 표면이 많아 그 상태로 용사 코팅을 수행하게 되면 균일한 코팅을 얻기 어렵다. 따라서 본 발명은 샌딩 단계(S120)를 통해 스캔핀의 표면에 거칠기를 부여함으로써 세라믹 분말과 모재인 티타늄 스캔핀 지주부의 물리적 결합력 증진 및 난반사를 감소시켜 무광효과를 얻을 수 있도록 한다.

샌딩 단계(S120)는 글라스 비드 또는 알루미나 분말을 스캔핀의 표면에 분사하여 충돌 시키는 방법으로 수행될 수 있다.

이 때, 글라스 비드의 입도는 100~170 메시(mesh) 범위인 것이 바람직하다. 분말의 입도가 100 메시 보다 작은 크기를 가지게 되면 치수 정밀도가 저하되는 문제점이 발생하며, 분말의 입도가 170메시 보다 큰 크기를 가지게 되면 원하는 수준의 표면 거칠기를 얻기 어렵다.

알루미나 분말의 입도는 110~130 메시 범위인 것이 바람직하다. 분말의 입도가 110 메시 보다 작은 크기를 가지게 되면 치수 정밀도가 저하되는 문제점이 발생하며, 분말의 입도가 130 메시 보다 큰 크기를 가지게 되면 원하는 수준의 표면 거칠기를 얻기 어렵다.

샌딩 단계(S120)를 수행하면, 스캔핀의 표면에 거칠기가 부여되어 난반사가발생하게 되므로 금속광택이 제거되어 무광효과가 나타나게 되며, 세라믹 분말과의 물리적 결합력이 증가하는 효과를 가져온다.

샌딩 단계(S120)를 통해 표면에 거칠기가 부연된 스캔핀의 표면에 용사 코팅을 수행한다.

용사 코팅 단계(S130)는 고속으로 세라믹 입자를 표면에 충돌시켜 세라믹 입자가 금속의 표면에 용착되어 코팅층을 형성하도록 하는 것이다. 본 발명에서는 코팅 입자로 알루미나 분말 또는 알루미나와 티타니아가 일정 비율로 혼합된 분말 등 다양한 세라믹 분말을 사용하는 것을 특징으로 한다.

이들 입자는 티타늄 합금 표면에 융착되어 무광표면층을 형성한다.

용사 코팅 단계(S130)는 스캔핀을 저속으로 회전시키며 수행되는 것이 바람직하다. 스캔핀을 저속으로 회전시키는 이유는 표면에 균일하게 코팅층을 형성하기 위한 것이다.

이 때, 스캔핀의 회전속도는 60~100rpm 범위인 것이 바람직하다.

회전속도가 상기 범위보다 느리면 코팅층의 균일도가 저하되며, 상기 범위보다 빠른 속도를 가지게 되면 세라믹 분말이 모재에 충분히 융착되기 어려운 단점을 가진다.

용사 코팅 단계(S130) 이후에 선택적으로 연마 교정 단계(S140)를 수행할 수 있다.

용사 코팅의 두께가 10um 이내인 경우에는 연마 교정 단계(S140)가 필요치 않을 수 있으나, 용사 코팅의 두께가 10um 를 초과하는 경우에는 치수 정밀도의 향상을 위해서 연마 교정 단계(S140)를 수행하는 것이 바람직하다.

연마 교정 단계(S140)는 용사 코팅된 스캔핀의 표면을 연마하여 치수정밀도를 향상시키기 위한 것이다. 용사 코팅 단계(S140)를 수행하게 되면 상술한 바와 같이 스캔핀의 표면에 무광표면층이 형성되는데, 이러한 무광표면층은 세라믹 입자로 형성되는 것으로 추가 연마를 통해 치수 정밀도를 향상시키는 것이 바람직하다.

스캔핀은 대략 원통 형상을 가지므로, 원통 연마 또는 센터 리스 연마 방법을 사용할 수 있으며, 평탄면에 대해서는 추가적으로 평면 연삭 방법을 통해 치수 정밀도를 향상시키는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 스캔핀을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 다른 스캔핀을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스캔핀(200)은 픽스처에 체결되는 체결부(210)와, 상기 체결부(210)에 일체로 연장 형성되는 지주부(220)를 포함한다.

지주부(220)는 원통형상으로 형상되며, 일면에 평탄면(222)을 구비한다.

상기 평탄면(222)은 스캔핀의 방향성을 식별하기 위한 부분으로, 추가적인 평면 연마 공정을 통해서 치수정밀도를 향상시키는 것이 바람직하다.

또한, 평탄면(222)은 다각형 형상의 체결부(210)의 일면과 정렬되게 형성된다. 체결부(210)와 평탄면(222)이 정렬되도록 하면, 평탄면(222)의 방향으로부터 픽스처의 방향성을 확인 할 수 있게 되는 효과를 가져온다.

체결부(210)는 픽스처에 형성된 다각홈에 대응하는 다각돌기 형상을 가지고 있어서, 스캔핀(200)이 방향성을 가지고 픽스처에 체결될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

지주부(220)는 환자의 구강내로 노출되어 구강 스캐너에 의하여 형상이 인식되는 부분이다.

용사 코팅을 통한 무광표면층은 평탄면(222)을 포함하는 지주부(220)의 표면에 형성된다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S110 : 형상 가공 단계
S120 : 샌딩 단계
S130 : 용사 코팅 단계
S140 : 연마 교정 단계
200 : 스캔핀
210 : 체결부
220 : 지주부

Claims (7)

1. 티타늄 합금 재질을 절삭 가공하여 스캔핀의 형상을 가공하는 형상 가공 단계;
   형상이 가공된 스캔핀의 표면에 거칠기를 부여하는 샌딩 단계;
   표면이 샌딩된 스캔핀의 표면에 세라믹 분말을 용사코팅하여 무광표면층을 형성하는 용사 코팅 단계; 및
   상기 무광표면층을 연마하여 치수정밀도를 향상시키는 연마 교정 단계;를 포함하며,
   상기 용사 코팅 단계는 스캔핀을 60~100rpm 속도로 회전시키며, 알루미나 분말 또는 알루미나와 티타니아 혼합 분말을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스캔핀 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 샌딩 단계는
   입도 100~170 메시(mesh)를 가지는 글라스 비드를 상기 스캔핀의 표면에 분사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔핀 제조방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 샌딩 단계는
   입도 110~130 메시(mesh)를 가지는 알루미나를 상기 스캔핀의 표면에 분사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스캔핀 제조방법.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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