KR102066669B1

KR102066669B1 - 3d 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관

Info

Publication number: KR102066669B1
Application number: KR1020180106043A
Authority: KR
Inventors: 홍동은
Original assignee: 홍동은
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2020-01-15

Abstract

본 발명은 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것으로, 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법은 모델링 단계, 가모형 추출 단계, 유치관 제작 단계, 가공 단계를 포함하며, 3D 프린터를 이용하는 유치관은 이를 통해 제조되며, 삼각형 형상으로 제작된 유치관은, 충치 부위가 삭제된 하악 또는 상악에 끼워질 수 있는 유치관으로서, 상기 하악 또는 상악은 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부를 포함하며, 상기 세다리부에 끼워지며, 삼각형 형상으로 이루어진 유치관을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관 {Method to make the kids crown using 3D printer and kids crown using the same method and kids crown made in shape of triangle}

본 발명은 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제조함에 따라 치수가 일정한 유치관을 제조하며, 유치관의 생산성을 향상시킬 수 있는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것이다.

일반적으로 소아보철 유치관 수복은 우식증(충치)이나 외상에 의해 심하게 손상된 유치의 치관을 수복하는 시술이다. 유치관 치료방법에 쓰이는 재료에는 레진, 메탈 기성관, 지르코니아 기성관, 리듐 디실리케이트 기성관으로 분류를 할 수 있다.

레진은 강도가 약하기 때문에 우식증이 적은 부분의 치료와 같이 빠르고 간단한 시술에 사용되지만, 우식증이 많이 생겼을 때에는 레진을 사용하기 어려운 문제점이 있다.

이에 따라, 치아에 우식증이 많이 생겼을 경우에는 치아를 제거하고, 메탈 기성관, 지르코니아 기성관, 리듐 디실리케이트 기성관의 재료를 통해 치료하게 된다.

그러나 메탈 기성관은 심미적이지 않으며, 니켈 성분을 포함하고 있어 생체 친화적이지 않아 잇몸에 부작용을 야기할 수 있는 문제가 있다. 또한, 메탈 기성관은 치아 사이즈 별로 몰드를 제작하여 사출 성형 방식을 통해 만들어 내기 때문에 대량 생산에 적합하지만, 사용자의 요구에 따라 기성관의 형태나 모양을 수정하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 메탈 기성관의 형태나 모양을 수정하기 위해서는 새로운 몰드를 제작해야 하기 때문에, 사용자의 요구 사항에 따라 메탈 기성관의 형태나 모양을 수정하는 것에 과도한 비용이 발생하게 된다.

지르코니아 기성관은 생체 친화적이고 메탈 기성관보다는 심미적이지만, 기존의 치아보다 강도가 너무 강하여 대합치의 마모를 유발시킬 수 있는 문제가 있다. 또한, 지르코니아 기성관은 강도가 너무 강하여 기성관의 수정이 어려울 뿐만 아니라, 지르코니아 기성관의 제작방법도 메탈 기성관과 같이 몰드를 사용하여 사출성형을 통해 제작됨에 따라 지르코니아 기성관의 형태나 모양을 수정하기 어려운 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 리듐 디실리케이트 기성관이 사용되고 있다. 리듐 디실리케이트 기성관은 치아와 거의 유사한 강도를 가지고 있어 대합치의 마모를 방지할 수 있으며, 생체 친화적이면서도 치아와 유사한 심미적인 재료이다. 리듐 디실리케이트는 메탈 기성관과 지르코니아 기성관과 다르게 몰드 방식이 아닌 밀링 장치를 통해 밀링 방식으로 제작되고 있다.

그러나 이와 같은 리듐 디실리케이트 기성관의 제작 방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 몰드 방식이 아닌 밀링 방식으로 리듐 디실리케이트 기성관을 제작하는 것은 리듐 디실리케이트 기성관의 제작에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 밀링 방식으로 리듐 디실리케이트 기성관을 제작하면 몰드 방식과 달리 치수가 일정하게 제작이 되지 않아, 사용자가 원하는 치수가 일정한 크기의 유치관이 형성되지 않는 문제점이 있다.

1. 일본 공표특허공보 특표2012-531989호(2012.12.13 공개) 2. 공개특허공보 제10-2015-0012114호(2015.02.03 공개)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제조함에 따라 치수가 일정한 유치관을 제조하며, 유치관의 생산성을 향상시킬 수 있는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법은 모델링 장치를 이용하여 유치관의 형태를 3차원으로 모델링하는 모델링 단계; 상기 유치관의 형태를 3차원으로 모델링 한 이후에 3D 프린터를 이용하여 가모형을 추출하는 가모형 추출 단계; 상기 가모형을 통해 유치관을 제작하는 유치관 제작 단계; 제작된 상기 유치관을 가공하는 가공 단계;를 포함하며, 상기 가모형은, 상기 유치관의 형태에 대응되는 형상으로 이루어진 치아부와, 상기 치아부 하부에 배치되며, 상기 치아부의 하부로 연장되는 기둥부를 포함하며, 상기 모델링 단계는, 상기 모델링 장치를 통해 유치관의 상기 치아부의 뼈대를 모델링 하는 뼈대 설계 단계와, 상기 모델링 장치를 통해 상기 뼈대에 면을 입히면서 모델링 하는 면 설계 단계와, 상기 모델링 장치를 통해 상기 치아부 하부에 배치되는 상기 기둥부를 모델링 하는 기둥부 설계 단계를 포함하며, 상기 유치관은, 충치 부위가 삭제된 하악에 끼워질 수 있으며, 상기 하악은 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부를 포함하며, 상기 유치관은 삼각형 형상으로 이루어지면서 상기 세다리부의 상기 치아에 끼워지는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법의 상기 치아부와 상기 기둥부는 상기 3D 프린터를 통해 일체로 제작될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법의 상기 유치관 제작 단계는, 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 매몰재 틀에 상기 가모형을 삽입하고, 매몰재를 매몰하는 매몰 단계; 상기 매몰재 틀에 삽입되어 있는 상기 가모형과 상기 매몰재를 건조하는 건조 단계; 상기 가모형과 상기 매몰재를 건조한 이후에, 상기 매몰재를 가열하여 상기 가모형의 재료를 기화시키는 기화 단계; 상기 가모형을 기화시킨 이후에, 상기 매몰재의 내부 공간에 리튬 디실리케이트를 삽입하여 용융하는 용융 단계; 상기 리튬 디실리케이트를 삽입하여 용융한 이후에, 상기 리튬 디실리케이트를 냉각시키는 냉각 단계; 상기 리튬 디실리케이트를 냉각한 이후에, 상기 매몰재를 절단하여 상기 리튬 디실리케이트로 이루어진 유치관을 인출하는 인출 단계; 를 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법의 상기 가모형은 왁스 모형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 치아부는, 상기 3D 프린터를 통해 삼각형 형상으로 추출되는 것이 바람직하며, 상기 매몰재는 석고로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터를 이용한 유치관은, 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법을 통해 제조될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 삼각형 형상으로 제작된 유치관은, 충치 부위가 삭제된 하악에 끼워질 수 있는 유치관으로서, 상기 하악은 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부를 포함하며, 상기 세다리부의 상기 치아에 끼워지며, 삼각형 형상으로 이루어진 유치관을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 삼각형 형상으로 제작된 유치관은 메탈, 지르코니아, 레진, 리듐 디실리케이트 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명은 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것으로, 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제조함에 따라 치수가 일정한 유치관을 제조할 수 있고, 이를 통해 유치관의 상품성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제작함에 따라 유치관의 모형을 최소한으로 조정할 수 있고, 3D 프린터를 통해 제조과정을 간소화하여 제품 생산의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 제조과정에서 사용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 삼각형 형상으로 유치관을 제작함에 따라, 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되며, 삼각형 형상을 갖는 하악의 치아를 치료시, 원래 환자가 가지고 있는 치아와 유사한 형태의 유치관을 공급할 수 있으며, 이를 통해 치아의 삭제를 최소화하고 빠르고 정확한 치료를 진행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법의 공정도이다.
도 2a 및 도 2b는 밀링 장치를 통해 유치관을 제작하기 위해 추출된 모형을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 3D 프린터를 통해 추출된 가모형을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 모델링 장치를 통해 유치관의 뼈대를 모델링 하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 모델링 장치를 통해 모델링된 유치관의 뼈대에 면을 입히면서 모델링 하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 모델링 장치를 통해 기둥부를 모델링 하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 가모형을 매몰재 틀에 삽입한 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 매몰재를 매몰재 틀에 매몰하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 3D 스캐너를 통해 하악을 스캔한 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 삼각형 형상으로 이루어진 유치관을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 세다리 뿌리를 기반으로 한 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것으로, 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제조함에 따라 치수가 일정한 유치관을 제조하며, 유치관의 생산성을 향상시킬 수 있는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 유치관은 어린이 치아 치료에 사용될 수 있는 것으로, 하악 또는 상악에 기존의 치아 대신 끼워질 수 있는 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 유치관은 어린이 치아 치료에 사용될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법은 모델링 단계(S100), 가모형 추출 단계(S200), 유치관 제작 단계(S300), 가공 단계(S400)를 포함한다.

상기 모델링 단계(S100)는 모델링 장치를 이용하여 유치관의 형태를 3차원으로 모델링 하는 단계이다. 상기 모델링 장치는 3차원 컴퓨터 프로그램일 수 있으며, 유치관의 형태를 모델링 할 수 있다면 다양한 장치가 사용될 수 있다. 상기 모델링 단계(S100)에서는 치아의 형태, 수치, 크기를 사용자에 맞게 조절할 수 있도록, 상기 모델링 장치를 통해 사용자가 원하는 형태로 모델링 할 수 있다.

상기 모델링 장치를 통해 유치관의 형태를 모델링 한 이후에는 가모형을 추출하게 된다. 상기 가모형 추출 단계(S200)는 유치관의 형태를 3차원으로 모델링 한 이후에 3D 프린터를 이용하여 가모형을 추출하는 단계이다.

종래에는 리듐 디실리케이트로 유치관을 제작하기 위해 밀링 장치를 사용하여 유치관의 모형을 추출하였다. 밀링 장치는 밀링 커터를 회전시켜 밀링 절삭하는 장치로, 밀링 장치로 모형(10)을 추출하기 위해서는 밀링 장치와 결합되는 봉 형상의 결합부(11)를 모형(10)에 형성시켜야 한다.

도 2a 및 도 2b는 밀링 장치로 추출된 모형(10)을 나타내는 것으로, 상기 결합부(11)를 통해 밀링 장치에 모형(10)을 연결하여 유치관의 형태로 모형(10)을 형성하게 된다. 밀링 장치로 추출된 모형(10)에는 기둥부(12)도 형성되어 있는데, 상기 기둥부(12)를 불로 가열하여 스풀에 붙이게 된다. 이와 같이 밀링 장치로 추출된 모형(10)을 통해 리듐 디실리케이트 유치관이 제작된다.

그러나 이와 같이 밀링 장치로 추출된 모형(10)을 통해 유치관을 제작하기 위해서는 결합부(11)를 제거해야 한다. 봉 형상의 결합부(11)는 밀링 장치와 결합을 위해 형성된 것으로, 유치관의 형태와 무관하다. 따라서 유치관을 제작하기 위한 모형은 결합부(11)가 제거되어야 하며, 결합부(11)는 커터 등을 통해 제거될 수 있게 된다.

하지만 결합부(11)를 커터로 제거하는 과정에서 모형(10)의 치수와 형태가 일정하게 되지 않는 위험이 있으며, 유치관에도 결합부(11)가 제거된 흔적이 남아 있게 되는 문제점이 있다. 결합부(11)가 제거된 흔적을 없애기 위해서는 수작업을 통해 다듬어야 하지만, 이와 같은 작업은 작업시간이 오래 소요됨에 따라 인건비가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 결합부(11)가 제거된 흔적을 수작업으로 제거함에 따라, 유치관의 치수가 일정하지 않게 될 우려가 있으며, 유치관의 형태도 변하게 되는 문제점이 있다. 이와 함께 유치관을 제작하기 위해서는 모형(10)의 기둥부(12)를 불로 가열하여 스풀에 붙여야 하는데, 불로 기둥부(12)를 가열하는 작업 공정에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가모형 추출 단계(S200)는 밀링 장치를 사용하는 대신 3D 프린터를 이용하여 가모형(110)을 추출하게 된다. 이와 같이 본 발명의 실시 예는 밀링 장치를 사용하지 않음에 따라 커터로 결합부(11)를 잘라내는 공정, 기둥부(12)를 스풀에 붙이는 공정, 결합부(11)가 제거된 흔적을 다듬는 공정 등을 생략할 수 있게 된다. 이를 통해 작업의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있으며, 유치관의 치수와 형태가 변형되는 것도 방지할 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 가모형 추출 단계(S200)에서는, 3D 프린터를 이용하여 유치관의 형태에 대응되는 형상으로 이루어진 치아부(111)와 상기 치아부(111) 하부에 배치되며, 상기 치아부(111)의 하부로 연장되는 기둥부(112)를 포함하는 가모형(110)을 제작할 수 있게 된다.

도 3을 참조하면, 상기 치아부(111), 상기 기둥부(112)는 3D 프린터를 통해 일체로 제작될 수 있다. 즉, 3D 프린터를 통해 상기 치아부(111), 상기 기둥부(112)를 일체로 제작함에 따라, 상기 치아부(111)와 상기 기둥부(112)를 불로 결합하는 공정을 거치지 않을 수 있게 된다.

상기 치아부(111)와 상기 기둥부(112)로 이루어진 가모형(110)은 복수 개가 제작될 수 있는데, 상기 기둥부(112) 하부에는 복수 개의 상기 기둥부(112)를 연결시키기 위한 원판 형상의 제1받침부(113)가 마련될 수도 있다. 이때, 상기 제1받침부(113)는 3D 프린터를 통해 상기 치아부(111) 및 상기 기둥부(112)와 일체로 제작될 수도 있다.

상기 제1받침부(113) 하부에는 상기 제1받침부(113)를 지지할 수 있는 제2받침부(114)가 마련될 수도 있다. 상기 제2받침부(114)는 상기 가모형(110)을 매몰재 틀(120)에 넣을 때 사용될 수 있는 것으로, 상기 제2받침부(114)를 통해 상기 가모형(110)을 매몰재 틀(120)에 용이하게 삽입할 수 있게 된다.

상기 가모형 추출 단계(S200)에서 3D 프린터를 통해 제작되는 가모형(110)은 왁스 모형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 후술할 공정에서 상기 가모형(110)을 증발시키고 리듐 디실리케이트로 채우기 위함이다.

상술한 바와 같이 상기 가모형 추출 단계(S200)에서 3D 프린터를 통해 상기 가모형(110)을 추출될 수 있다. 이를 위해서 상기 모델링 단계(S100)는 뼈대 설계 단계(S110), 면 설계 단계(S120), 기둥부 설계 단계(S130)를 포함하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 상기 뼈대 설계 단계(S110)는 상기 모델링 장치를 통해 유치관의 상기 치아부(111)의 뼈대(161)를 모델링 하는 단계이다. 상기 뼈대 설계 단계(S110)는 유치관 형태의 가모형(110)을 추출하기 위해 뼈대(161)를 모델링 하는 것으로, 유치관 형태를 따라 상기 모델링 장치로 뼈대(161)가 모델링 된다.

도 5를 참조하면, 상기 면 설계 단계(S120)는 상기 모델링 장치를 상기 뼈대(161)에 면(162)을 입히면서 모델링 하는 단계이다. 상기 면 설계 단계(S120)는 유치관 형태의 가모형(110)을 추출하기 위해 뼈대(161)에 면(162)을 모델링 하는 것으로, 유치관 형태를 따라 상기 모델링 장치로 면(162)이 모델링 된다.

도 6을 참조하면, 상기 기둥부 설계 단계(S130)는 상기 모델링 장치를 통해 상기 치아부(111) 하부에 배치되는 상기 기둥부(112)를 모델링 하는 단계이다. 상기 기둥부 설계 단계(S130)는 상기 기둥부(112)가 형성되어 있는 가모형(110)을 추출하기 위한 것으로, 상기 기둥부 설계 단계(S130)를 통해 상기 기둥부(112)가 모델링 될 수 있게 된다.

여기서, 상기 뼈대 설계 단계(S110), 상기 면 설계 단계(S120), 상기 기둥부 설계 단계(S130)는 복수 개의 유치관(가모형(110)) 설계에 적용될 수 있으며, 복수 개의 유치관(가모형(110))은 상기 모델링 장치로 동시에 모델링 된 이후에 3D 프린터로 제작될 수 있다.

복수 개의 유치관(가모형(110))은 원판 형상으로 이루어진 상기 제1받침부(113)를 통해 하나로 연결되면서 지지될 수 있는 것으로, 상기 기둥부 설계 단계(S130)에서는 상기 제1받침부(113) 까지 모델링 될 수도 있다. 또한, 복수 개의 유치관(가모형(110))과 상기 제1받침부(113)가 상기 기둥부 설계 단계(S130)에서 모델링 될 때는, 적절한 위치에 복수 개의 유치관(가모형(110))이 배치될 수 있도록, 복수 개의 유치관(가모형(110))의 배치 위치도 모델링 될 수 있다.

이와 같이 상기 모델링 단계(S100)에서 상기 뼈대 설계 단계(S110), 상기 면 설계 단계(S120), 상기 기둥부 설계 단계(S130)를 포함함에 따라, 상기 가모형 추출 단계(S200)에서 3D 프린터를 이용하여 상기 가모형(110)을 추출할 수 있게 된다.

3D 프린터를 이용하여 상기 가모형 추출 단계(S200)에서 가모형(110)을 추출한 이후에는, 상기 가모형(110)을 통해 유치관이 제작된다. 상기 유치관 제작 단계(S300)는 상기 가모형(110)을 통해 유치관을 제작하는 단계이다. 구체적으로, 상기 유치관 제작 단계(S300)는 매몰 단계(S310), 건조 단계(S320), 기화 단계(S330), 용융 단계(S340), 냉각 단계(S350), 인출 단계(S360)를 포함한다.

상기 매몰 단계(S310)는 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 매몰재 틀(120)에 상기 가모형(110)을 삽입하고, 매몰재(130)를 매몰하는 단계이다. 구체적으로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 매몰 단계(S310)에서는 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 상기 매몰재 틀(120)에 상기 치아부(111), 상기 기둥부(112)를 포함하는 상기 가모형(110)을 삽입하고, 상기 매몰재(130)를 상기 매몰재 틀(120)의 내부 빈 공간으로 삽입한다. 이를 통해 상기 매몰재(130)에 상기 가모형(110)이 매몰된다. 여기서, 상기 매몰재(130)는 석고와 같은 재질이 사용될 수 있다. (여기서, 상기 가모형(110)은 상기 제1받침부(113)와 상기 제2받침부(114)를 통해 상기 매몰재 틀(120)에 삽입될 수 있다.)

상기 건조 단계(S320)는 상기 매몰재 틀(120)에 삽입되어 있는 상기 가모형(110)과 상기 매몰재(130)를 건조하는 단계이다. 상기 매몰재(130)는 석고와 같은 재질로 이루어질 수 있는 것으로, 상기 매몰재(130)를 상기 매몰재 틀(120)에 삽입한 이후에 시간이 경과되면 굳을 수 있게 된다.

상기 기화 단계(S330)는 상기 가모형(110)과 상기 매몰재(130)를 건조한 이후에, 상기 매몰재(130)를 가열하여 상기 가모형(110)의 재료를 기화시키는 단계이다. 상술한 바와 같이 상기 가모형(110)은 왁스 모형으로 이루어질 수 있으며, 상기 매몰재(130)는 석고로 이루어질 수 있다.

왁스 모형은 석고에 비해 녹는점 및 끓는점이 낮기 때문에, 상기 매몰재(130)를 가열하면, 왁스 모형으로 이루어진 상기 가모형(110)은 증발하고 상기 매몰재(130)는 증발하지 않은 상태로 남아 있게 된다.

왁스 모형으로 이루어진 상기 가모형(110)이 증발되면, 상기 매몰재(130) 내부에 상기 가모형(110) 형상으로 이루어진 내부 공간이 형성되고, 이 공간에 리듐 디실리케이트를 삽입하게 된다.

상기 용융 단계(S340)는 상기 가모형(110)을 기화시킨 이후에, 상기 매몰재(130)의 내부 공간에 리튬 디실리케이트를 삽입하여 용융하는 단계이다. 상술한 바와 같이 왁스 모형으로 이루어진 상기 가모형(110)을 증발시키면, 상기 매몰재(130)에는 상기 가모형(110)의 형상으로 이루어진 내부 공간이 형성되고, 이 곳에 리튬 디실리케이트가 삽입된다.

이때, 상기 매몰재(130)의 온도를 700도 내지 920도로 가열하고, 15 내지 30분 동안 가열로에서 계류시키고, 리튬 디실리케이트를 용융시키면서 상기 매몰재(130)의 내부 공간에 리튬 디실리케이트를 삽입하게 된다. 리튬 디실리케이트는 900도 내지 930도의 온도 범위에서 5 내지 20분 동안 프레싱 되며, 이를 통해 상기 매몰재(130)의 내부 공간으로 리튬 디실리케이트가 삽입되면서 상기 가모형(110)과 같은 형상으로 상기 매몰재(130) 내부 공간에서 밀착된다.

상기 냉각 단계(S350)는 리튬 디실리케이트를 상기 매몰재(130) 내부 공간에 삽입하여 용융한 이후에, 리튬 디실리케이트를 냉각시키는 단계이다. 리튬 디실리케이트를 냉각 시키면, 상기 매몰재(130)의 내부 공간의 형상(상기 가모형(110)의 형상)에 따라 리튬 디실리케이트가 굳게 된다.

상기 인출 단계(S360)는 리튬 디실리케이트를 냉각한 이후에, 상기 매몰재(130)를 절단하여 상기 리튬 디실리케이트로 이루어진 유치관을 인출하는 단계이다. 상기 매몰재(130)는 전동커터나 샌드 블라스트를 이용하여 절단될 수 있는 것으로, 상기 매몰재(130)를 절단하면, 상기 가모형(110) 형상으로 이루어진 리튬 실리케이트 유치관을 인출할 수 있게 된다.

상기 유치관 제작 단계(S300)가 완료되면, 제작된 상기 유치관을 가공할 수 있다. 상기 가공 단계(S400)는 상기 유치관을 인출한 이후에, 상기 유치관을 가공하는 단계로, 상기 유치관을 폴리싱 하여 가공할 수 있다. 다만, 상기 가공 단계(S400)는 상기 유치관을 폴리싱 하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 유치관 모형을 사용하기 위한 다른 가공 단계도 포함될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 치아부(111)는 상기 3D 프린터를 통해 삼각형 형상(또는 직삼각형 형상)으로 추출될 수도 있다. 구체적으로, 상기 치아부(111)는 상기 가모형 추출 단계(S200)에서 3D 프린터를 통해 삼각형 형상으로 제작될 수 있다.

도 9는 어린이 환자의 하악을 3D 스캐너를 통해 스캔한 것이다. 일반적인 어린이 치아의 하악 D번은 사각형 형태로 이루어진 치아로 구성되지만, 아시아계(한국, 일본, 중국)의 15~20%는 하악 D번(141)이 삼각형 형태로 이루어진 치아로 구성되기도 한다.

종래에는 삼각형 형태의 하악 D번(74번,84번)을 치료하기 위한 삼각형 형태의 기성관(유치관)이 없었다. 따라서, 환자가 원래 가지고 있는 삼각형 형태의 하악 D번(74번, 84번) 치아에 우식증(충치)이 있을 때는, 의사가 그 삼각형 형태의 치아를 삭제할 때 우식 부위만을 삭제하는 것이 아닌 삼각형 형태를 임의적으로 사각형 형태로 삭제하였다. 사각형 형태로 삭제한 이후에, 사각형 형태의 기성관(유치관)으로 치아를 씌워 치아를 치료하였다.

그러나 이와 같이 사각형 형태로 치아를 삭제하는 것은, 치아를 과도하게 삭제 하거나 우식증(충치)이 없는 부분까지 치아를 삭제해야 하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 종래에는 사각형 형태의 기성관(유치관)에 맞게 치아를 삭제하여, 사각형 형태의 기성관(유치관)을 억지로 끼워맞추면서 치아를 치료하고 있는 실정이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 치아부(111)는 상기 3D 프린터를 통해 삼각형 형상으로 추출될 수도 있다. 구체적으로, 도 9를 참조하면, 하악(140)(하악 D번)은, 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부(141)를 포함할 수 있는 것으로, 상기 치아부(111)는 삼각형 형상으로 추출될 수 있다.

상기 세다리부(141)는, 두 개의 뿌리로 이루어진 치아가 아닌, 세 개의 뿌리로 이루어진 치아를 지지하는 곳으로, 삼각형 형상의 치아가 위치해 있는 곳이다. 상기 세다리부(141)를 치료하기 위해서는, 도 10과 같이 삼각형 형상의 유치관(150)이 끼워져야 정확하게 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 가모형 추출 단계(S200)는 삼각형 형상의 상기 치아부(111)를 제작하는 것이 바람직하다.

여기서, 삼각형 형상이라는 것은, 각진 삼각형만을 나타내는 것은 아니며, 전체적인 외곽이 삼각형 형상으로 이루어진 것을 나타낸다. 즉, 삼각형 형상은, 전체적으로 세 번 꺽이는 지점이 있는 것을 나타낸다. 또한, 삼각형 형상은 직각 삼각형 형상으로 이루어질 수도 있다. 이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법을 통해 유치관을 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관은, 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법을 통해 제조될 수 있는 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법의 특징을 모두 포함할 수 있는 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명은 삼각형 형상으로 제작된 유치관에 관한 것이다. 삼각형 형상으로 제작된 유치관은, 충치 부위가 삭제된 하악(140)의 치아에 끼워질 수 있는 것이다.

도 9를 참조하면, 상기 하악(140)은 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부(141)가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 세다리부(141)는, 두 개의 뿌리로 이루어진 치아가 아닌, 세 개의 뿌리로 이루어진 치아를 지지하는 곳으로, 세 고정 지점을 통해 지지되는 삼각형 형태의 치아가 위치하는 곳이다.

일반적인 어린이 치아의 하악 D번은 사각형 형태로 이루어진 치아로 구성되지만, 아시아계(한국, 일본, 중국)의 15~20%는 하악 D번(141)이 삼각형 형태로 이루어진 치아로 구성되기도 한다. 종래의 기성관(유치관)은 삼각형 형태가 없기 때문에, 삼각형 형태로 이루어진 치아를 치료하기 위해서는 우식증(충치) 부분을 사각형으로 삭제한 후, 사각형 형태의 기성관을 사용하였다.

그러나 이와 같이 사각형 형태로 치아를 삭제하는 것은 우식증(충치) 부위 보다 더 많은 부분의 치아를 삭제하게 되므로, 과도하게 치아를 삭제해야 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 하악 (140) 또는 상악은, 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부(141)를 포함하며, 삼각형 형상으로 이루어진 유치관(150)이 상기 세다리부(141)의 치아에 끼워질 수 있는 것이다. (삼각형 형상으로 이루어진 유치관(150)이 상기 세다리부(141)의 교합면에 끼워질 수 있는 것이다.)

여기서, 삼각형 형상이라는 것은, 각진 삼각형만을 나타내는 것은 아니며, 전체적인 외곽이 삼각형 형상으로 이루어진 것을 나타낸다. 즉, 삼각형 형상은, 전체적으로 세 번 꺽이는 지점이 있는 것을 나타낸다. 또한, 삼각형 형상은 직각 삼각형으로도 이루어질 수 있다.

도 10과 같은 삼각형 형상으로 이루어진 유치관(150)은 3D 프린터를 이용하여 제작되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않으며, 몰드 방식, 밀링 방식으로도 제작될 수 있음은 물론이다. 또한, 삼각형 형상으로 이루어진 유치관(150)은 리튬 디실리케이트로 이루어지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않으며 유치관에 사용되는 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 가령, 상기 유치관(150)은 메탈, 지르코니아, 레진, 리듐 디실레케이트 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상술한 본 발명의 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관 및 삼각형 형상으로 제작된 유치관은 다음과 같은 효과가 있다.

종래에는 리듐 디실리케이트로 유치관을 제작하기 위해 밀링 장치를 사용하여 유치관의 모형을 추출하였는데, 밀링 장치를 사용하기 위해서는 결합부(11)가 필요하였다. 그러나 봉 형상의 결합부(11)는 밀링 장치와 결합을 위해 형성된 것으로 유치관의 형태와 무관하기 때문에, 밀링 장치로 추출된 모형(10)을 통해 유치관을 제작하기 위해서는 결합부(11)를 제거해야 한다.

결합부(11)는 커터 등을 통해 제거될 수 있게 되는데, 결합부(11)를 커터로 제거하는 과정에서 모형(10)의 치수와 형태가 일정하게 되지 않는 위험이 있으며, 유치관에도 결합부(11)가 제거된 흔적이 남아 있게 되는 문제점이 있다. 결합부(11)가 제거된 흔적을 없애기 위해서는 수작업을 통해 다듬어야 하지만, 이와 같은 작업은 작업시간이 오래 소요되며 비용이 상승하는 문제점이 있다.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법 및 이를 통해 제작된 유치관은, 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제조함에 따라 치수가 일정한 유치관을 제조할 수 있고, 이를 통해 유치관의 상품성을 높일 수 있는 장점이 있다.

구체적으로, 밀링 장치를 사용하지 않고 3D 프린터를 이용함에 따라, 커터로 결합부(11)를 잘라내는 공정, 기둥부(12)를 스풀에 붙이는 공정, 결합부(11)가 제거된 흔적을 다듬는 공정 등을 생략할 수 있게 된다. 이를 통해 작업의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있으며, 유치관의 치수와 형태가 변형되는 것도 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 3D 프린터를 이용하여 유치관을 제작함에 따라 유치관의 모형을 최소한으로 조정할 수 있고, 3D 프린터를 통해 제조과정을 간소화하여 제품 생산의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 제조과정에서 사용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따르면, 삼각형 형상으로 유치관을 제작함에 따라, 세다리부(141)가 형성되어 있는 하악(140)의 치아 치료를 용이하게 진행할 수 있는 장점이 있다. 일반적인 어린이 치아의 하악 D번은 사각형 형태로 이루어진 치아로 구성되지만, 아시아계(한국, 일본, 중국)의 15~20%는 하악 D번(141)이 삼각형 형태로 이루어진 치아로 구성되기도 한다.

종래의 기성관(유치관)은 삼각형 형태가 없기 때문에, 삼각형 형태로 이루어진 치아를 치료하기 위해서는 우식증(충치) 부분을 사각형으로 삭제한 후, 사각형 형태의 기성관을 사용하였다. 그러나 이와 같이 사각형 형태로 치아를 삭제하는 것은 우식증(충치) 부위보다 더 많은 부분의 치아를 삭제하게 되므로, 과도하게 치아를 삭제하게 되는 문제가 있었다.

그러나 본 발명의 실시 예에 따르면, 삼각형 형상으로 유치관을 제작함에 따라, 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부(141)가 형성되어 있는 하악(140) 또는 상악의 치아 치료를 용이하게 진행할 수 있고, 세다리부(141)가 형성되어 있는 하악(140) 또는 상악에 정확하게 끼워질 수 있는 유치관을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

S100...모델링 단계 S110...뼈대 설계 단계
S120...면 설계 단계 S130...기둥부 설계 단계
S200...가모형 추출 단계 S300...유치관 제작 단계
S310...매몰 단계 S320...건조 단계
S330...기화 단계 S340...용융 단계
S350...냉각 단계 S360...인출 단계
S400...가공 단계
110...가모형 111...치아부
112...기둥부 113...제1받침부
114...제2받침부 120...매몰재 틀
130...매몰재 140...하악
141...세다리부 150...삼각형 형상의 유치관
161...뼈대 162...면

Claims

유치관을 제조하는 유치관 제조방법에 있어서,
모델링 장치를 이용하여 유치관의 형태를 3차원으로 모델링하는 모델링 단계;
상기 유치관의 형태를 3차원으로 모델링 한 이후에 3D 프린터를 이용하여 가모형을 추출하는 가모형 추출 단계;
상기 가모형을 통해 유치관을 제작하는 유치관 제작 단계;
제작된 상기 유치관을 가공하는 가공 단계;를 포함하며,
상기 가모형은,
상기 유치관의 형태에 대응되는 형상으로 이루어진 치아부와,
상기 치아부 하부에 배치되며, 상기 치아부의 하부로 연장되는 기둥부를 포함하며,
상기 모델링 단계는,
상기 모델링 장치를 통해 유치관의 상기 치아부의 뼈대를 모델링 하는 뼈대 설계 단계와,
상기 모델링 장치를 통해 상기 뼈대에 면을 입히면서 모델링 하는 면 설계 단계와,
상기 모델링 장치를 통해 상기 치아부 하부에 배치되는 상기 기둥부를 모델링 하는 기둥부 설계 단계를 포함하며,
상기 유치관은, 충치 부위가 삭제된 하악에 끼워질 수 있으며,
상기 하악은 3개의 뿌리를 가지는 구조로 지지되는 치아가 형성되어 있는 세다리부를 포함하며,
상기 유치관은 삼각형 형상으로 이루어지면서 상기 세다리부의 상기 치아에 끼워지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
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제1항에 있어서,
상기 치아부와 상기 기둥부는 상기 3D 프린터를 통해 일체로 제작되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 유치관 제작 단계는,
내부에 빈 공간이 형성되어 있는 매몰재 틀에 상기 가모형을 삽입하고, 매몰재를 매몰하는 매몰 단계;
상기 매몰재 틀에 삽입되어 있는 상기 가모형과 상기 매몰재를 건조하는 건조 단계;
상기 가모형과 상기 매몰재를 건조한 이후에, 상기 매몰재를 가열하여 상기 가모형의 재료를 기화시키는 기화 단계;
상기 가모형을 기화시킨 이후에, 상기 매몰재의 내부 공간에 리튬 디실리케이트를 삽입하여 용융하는 용융 단계;
상기 리튬 디실리케이트를 삽입하여 용융한 이후에, 상기 리튬 디실리케이트를 냉각시키는 냉각 단계;
상기 리튬 디실리케이트를 냉각한 이후에, 상기 매몰재를 절단하여 상기 리튬 디실리케이트로 이루어진 유치관을 인출하는 인출 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 가모형은 왁스 모형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 치아부는, 상기 3D 프린터를 통해 삼각형 형상으로 추출되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 매몰재는 석고로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 이용하는 유치관 제조방법.
제1항의 제조방법에 따라 제조된 유치관.
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