KR102226749B1

KR102226749B1 - 광경화장치

Info

Publication number: KR102226749B1
Application number: KR1020190099206A
Authority: KR
Inventors: 김진철; 김진백
Original assignee: 주식회사 디오
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2021-03-11
Also published as: KR20210020231A

Abstract

광경화수지로 제조되는 치아 수복물을 단시간에 균일하게 경화시키기 위하여, 본 발명은 바닥부의 양단 테두리로부터 상향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 하부지지부를 포함하되, 제1광원을 통해 조사되는 제1경화광이 상기 하부지지부 사이의 상단측에서 중첩되도록 상기 바닥부와 각 상기 하부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제1광원이 구비되는 하부경사부가 구비된 하부케이스; 상면부의 양단 테두리로부터 하향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 상부지지부를 포함하되, 제2광원을 통해 조사되는 제2경화광이 상기 상부지지부 사이의 하단측에서 중첩되도록 상기 상면부와 각 상기 상부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제2광원이 구비된 상부경사부가 구비된 상부케이스; 및 하면이 상기 하부지지부의 상단 테두리에 안착되어 수평하게 배치되며 상측이 상기 상부케이스를 통해 커버되되, 상기 제1경화광 및 상기 제2경화광이 투과되어 중첩되는 상면에 경화대상물이 안착되는 안착부가 형성된 투영 재질의 경화플레이트를 포함하는 광경화장치를 제공한다.

Description

광경화장치{photocurable apparatus}

본 발명은 광경화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광경화수지로 제조되는 치아 수복물을 단시간에 균일하게 경화시키는 광경화장치에 관한 것이다.

일반적으로 치아 수복물(dental restoration)은 결손된 치아를 대체하여 외형과 기능을 인공적으로 회복시켜주는 구강 내 인공치주조직을 의미한다. 즉, 상기 치아 수복물을 구강에 설치함으로써 저작기능을 회복시키고 대합치 또는 치아 수복물이 필요한 대상악궁측 잔존 치아의 변형 또는 손상을 방지한다. 여기서, 상기 치아 수복물은 상실된 치아에 개별 매칭되는 인공치관(crown)으로 구비될 수 있으며, 대상악궁측의 복수개 또는 전체적인 결손치아를 대체하는 보철(dental prosthesis) 또는 의치(denture) 형태로 구비될 수도 있다.

한편, 종래에는 이러한 치아 수복물을 수작업으로 제조하였다. 즉, 구강의 인상을 채득하고, 채득된 인상을 기반으로 인상모형 및 금형을 제조한다. 그리고, 제조된 금형을 기반으로 사출 또는 절삭하여 최종 치아 수복물이 제조된다.

그러나, 이와 같이 수작업으로 제조된 경우 제조기간 및 제조공수가 증가하며, 상기 치아 수복물의 정밀도가 현저히 낮아 구강에 설치시 이물감 및 불편함이 가중되는 문제점이 있었다. 이에 최근 들어서는 상기 치아 수복물의 정밀도 개선을 위하여 캐드캠시스템을 도입하는 경우가 증가하는 추세이다.

상세히, 캐드캠시스템을 이용한 치아 수복물의 제작과정은, 먼저 피시술자의 구강 표면 및 치조골 정보를 포함하는 플래닝이미지를 기반으로 상기 치아 수복물의 설계정보가 획득된다. 그리고, 획득된 상기 치아 수복물의 설계정보가 3D 프린터로 전송되어 출력됨에 따라 신속하고 정밀한 치아 수복물이 제조될 수 있다.

한편, 3D 프린터는 FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereo Lithography Apparatus), SLS(Selective Laser Sintering), DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다. 이러한 3D 프린터는 빛에 반응하여 경화되는 광경화수지가 주재료로 사용되며, 출력된 상기 치아 수복물이 구강에 설치시 적합한 굽힘강도를 가지도록 경화되기까지 최소 24시간에서 최대 48시간의 장시간이 소요된다.

이를 해결하기 위하여, 출력된 상기 치아 수복물을 빠르게 경화시키기 위한 후경화장치가 일부 개시되었다. 상세히, 종래의 후경화장치는 출력된 상기 치아 수복물을 수용하는 케이스의 내부에 자외선을 조사하는 UV LED를 장착하여 단시간에 경화시키는 것이다.

그러나, 종래의 후경화장치는 케이스 내부의 상면 또는 측면의 중앙부측에 UV LED가 집중적으로 배치되며, 경화광이 수직 또는 수평방향으로만 조사된다. 이로 인하여, 3차원 설계정보에 따라 다양한 돌출부 및 함몰부를 포함하여 입체형상으로 형성되는 상기 치아 수복물에 상기 경화광이 균일하게 조사되기 어려워 경화속도가 지연된다. 또한, 조사되는 광량에 따라 경화 정도가 다르게 형성됨으로 인하여 구강에 설치후 저작압력과 같은 굽힘강도가 저하되는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 치아 수복물의 하면은 상기 후경화장치의 케이스 내부 바닥에 실질적으로 안착되어 차폐되며, 광원에 인접한 부분이 돌출되는 타면측이 가려지면서 사각 위치(blind spot) 형성되는 문제점이 있었다. 이로 인해, 상기 치아 수복물의 하면 또는 사각 위치에 경화광이 조사되지 못하므로 상기 치아 수복물이 전체적으로 완전히 경화되지 못하여 품질이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1821772호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광경화수지로 제조되는 치아 수복물을 단시간에 균일하게 경화시키는 광경화장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 바닥부의 양단 테두리로부터 상향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 하부지지부를 포함하되, 제1광원을 통해 조사되는 제1경화광이 상기 하부지지부 사이의 상단측에서 중첩되도록 상기 바닥부와 각 상기 하부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제1광원이 구비되는 하부경사부가 구비된 하부케이스; 상면부의 양단 테두리로부터 하향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 상부지지부를 포함하되, 제2광원을 통해 조사되는 제2경화광이 상기 상부지지부 사이의 하단측에서 중첩되도록 상기 상면부와 각 상기 상부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제2광원이 구비된 상부경사부가 구비된 상부케이스; 및 하면이 상기 하부지지부의 상단 테두리에 안착되어 수평하게 배치되며 상측이 상기 상부케이스를 통해 커버되되, 상면에 형성된 안착부에 안착된 경화대상물의 하면부에도 경화광이 투과되어 조사되도록 상기 제1경화광 및 상기 제2경화광이 투과되는 투영 재질로 형성된 경화플레이트를 포함하되, 조사거리에 비례하여 조사면적이 넓어지도록 기설정된 화각을 갖는 제1경화광 및 제2경화광이 상기 하부경사부와 상기 상부경사부의 경사각도와 직교하여 교차되도록 조사되면서 다중 중첩되어 중첩경화영역이 형성되도록, 각 상기 하부경사부와 각 상기 상부경사부는 대각선방향으로 마주보게 구비됨을 특징으로 하는 광경화장치를 제공한다.

여기서, 상기 중첩경화영역의 수직방향 중첩중심면은 상기 경화플레이트의 상면으로부터 상측에 기설정된 간격으로 이격되어 배치되도록 설정됨이 바람직하다.

이때, 상기 상면부와 상기 경화플레이트 사이의 이격간격을 선택적으로 조절하도록 상기 경화플레이트의 상측으로 연장되어 각 상기 상부지지부와 체결되는 승강부가 더 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1광원 및 상기 제2광원은 상기 하부경사부와 상기 상부경사부의 길이방향을 따라 복수개로 배열되며 화각이 65~80° 범위인 LED모듈로 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 하부케이스와 상기 상부케이스의 내면에는 상기 제1경화광과 상기 제2경화광을 반사시키는 반사면이 형성됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명에 따른 광경화장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 대각선방향으로 마주보게 배치되는 각 광원으로부터 사선으로 조사되는 경화광이 경화공간 내부의 중앙부측에서 다중 중첩되어 광량이 집중되는 중첩경화영역이 형성됨에 따라 저렴한 LED램프를 사용하더라도 고가의 고출력 램프와 유사한 경화강도를 갖도록 상기 경화대상물이 신속하게 경화될 수 있어 경제적이다.

둘째, 상기 경화플레이트가 투영 재질로 구비되고 상기 중첩경화영역의 수직방향 중첩중심면이 상기 경화대상물이 안착되는 상기 경화플레이트의 상측에 기설정된 간격으로 이격되어 배치되도록 설정됨에 따라 입체적으로 형성되는 상기 경화대상물의 전체적인 부분이 전체적으로 경화광에 노출되면서 경화취약 부분 없이 균일한 경화강도로 경화되므로 저작압력에 대한 굽힘강도가 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 상기 승강부를 통해 상기 경화플레이트와 상기 상부케이스 사이의 이격간격을 조절하기만 하면 상기 중첩경화영역의 중심을 상기 경화대상물의 크기에 따라 용이하게 변경하면서 경화환경을 조절할 수 있어 활용성이 향상되며, 복잡한 제어장치를 필요로 하지 않아 제품이 단순하고 컴팩트하게 제조될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 폭방향 단면예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 길이방향 부분 단면예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 사용상태를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광경화장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 폭방향 단면예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 길이방향 부분 단면예시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광경화장치의 사용상태를 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광경화장치(100)는 하부케이스(10), 상부케이스(20) 및 경화플레이트(30)를 포함하여 구비된다.

이때, 상기 광경화장치(100)는 3D 프린터를 통해 제조된 경화대상물(K)을 완전히 경화시키기 위해 사용되는 것으로 이해함이 바람직하다. 여기서, 상기 경화대상물(K)은 기수립된 설계정보에 대응하여 3D 프린터를 통해 프린팅된 치아 수복물로 이해함이 바람직하다. 이러한 경화대상물(K)은 부분보철, 완전보철, 부분틀니, 완전틀니 및 크라운을 포괄하는 것으로 이해함이 바람직하다. 더욱이, 치열교정 치료시 치아에 부착되어 사용되는 디지털 브라켓도 상기 경화대상물(K)에 포함될 수 있다. 즉, 3D 프린터를 통해 출력 후 광을 통해 완전 경화되도록 후처리를 필요로 하는 경화대상물은 본 발명의 광경화장치(100)를 이용하여 경화시킬 수 있다.

상세히, 상기 하부케이스(10)는 바닥부(11) 및 상기 바닥부(11)의 양단 테두리로부터 상향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 하부지지부(12)를 포함한다. 여기서, 상기 바닥부(11)와 각 상기 하부지지부(12)가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도(d1)로 경사지게 연결하는 하부경사부(13)가 대칭으로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 하부케이스(10)는 한쌍의 상기 하부지지부(12)의 내면 사이가 동일 간격으로 이격되되, 한쌍의 상기 하부경사부(13)를 통해 상기 바닥부(11)로 갈수록 내측 면적이 작아지는 상광하협 프로파일로 형성될 수 있다.

이때, 각 상기 하부경사부(13)의 내면에는 제1경화광(L1)을 조사하는 제1광원(14)이 길이방향을 따라 복수개로 배치된다.

그리고, 상기 상부케이스(20)는 상면부(21) 및 상기 상면부(21)의 양단 테두리로부터 하향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 상부지지부(22)를 포함한다. 여기서, 상기 상면부(21)와 각 상기 상부지지부(22)가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도(d2)로 경사지게 연결하는 상부경사부(23)가 대칭으로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 상부케이스(20)는 한쌍의 상기 상부지지부(22)의 내면 사이가 동일한 간격으로 이격되되, 한쌍의 상기 상부경사부(22)를 통해 상기 상면부(21)로 갈수록 내측 면적이 작아지는 상협하광 프로파일로 형성될 수 있다.

이때, 각 상기 상부경사부(23)의 내면에는 제2경화광(L2)이 조사되는 제2광원(24)이 길이방향을 따라 복수개로 배치된다.

한편, 상기 경화플레이트(30)는 하면이 상기 하부지지부(12)의 상단 테두리에 안착되어 수평하게 배치되며 상측이 상기 상부케이스(20)를 통해 커버되는 평판으로 구비됨이 바람직하다. 더욱이, 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 투과되도록, 상기 경화플레이트(30)는 투영 재질로 형성됨이 바람직하다. 예컨대, 투명 아크릴판, 석영판, 유리판 등이 상기 경화플레이트(30)로서 구비될 수 있다. 이러한 경화플레이트(30)는 상기 바닥부(11)와 평행하게 배치됨에 따라 그의 상면에 상기 경화대상물(K)이 배치되는 안착부(30a)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 광경화장치(100)는 상기 하부케이스(10)의 내면 및 상기 상부케이스(20)의 내면이 연결되어 내부에 형성되는 경화공간(S)이 8각형 프로파일로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부케이스(10) 및 상기 상부케이스(20)가 상하로 대칭으로 배치된 전면 및 후면을 커버하는 커버부(50a)가 더 구비된다. 이에 따라, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)으로부터 조사되는 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 상기 경화공간(S)의 외부로 새어나감을 방지할 수 있다.

또한, 상기 경화플레이트(30)가 투영 재질로 형성됨에 따라 상기 안착부(30a)에 안착되는 상기 경화대상물(K)의 하면부에도 경화광이 조사될 수 있다. 따라서, 상기 경화대상물(K)이 상기 경화플레이트(30)의 상면에 넓은 면적으로 안정적으로 안착된 상태에서도 투과되는 상기 제1경화광(L1)을 통해 하부까지 동시에 균일하게 경화되므로 경화효율이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 상기 경화공간(S)의 여러 방향에서 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 조사됨에 따라 상기 경화대상물(K)의 배치상태를 변경해가면서 경화시키는 번거로움이 최소화되므로 사용편의성이 현저히 향상될 수 있다. 더욱이, 상기 경화대상물(K)의 배치상태를 변경하면서 반복적으로 경화광(L1,L2)에 노출되는 부분의 경화강도가 다른 부분과 불균일하게 형성됨이 방지되므로 상기 경화대상물(K)의 굽힘강도에 대한 부분적인 파절 및 파손이 최소화될 수 있다.

이때, 도면에서는 상기 경화플레이트(30)의 양단측이 상기 하부케이스(10) 및 상기 상부케이스(20)의 양측으로 돌출되는 형상으로 도시하였으나, 상기 하부케이스(10) 및 상기 상부케이스(20) 사이에 상기 경화플레이트(30)가 수평방향으로 배치되는 구조라면 이에 한정하지 않는다. 즉, 상기 하부케이스(10) 및 상기 상부케이스(20) 중 어느 일측에는 상기 경화플레이트(30)의 양단 테두리가 걸림 안착되는 안착단턱이 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 하부지지부(12)와 상기 상부지지부(22)의 각 테두리가 상호 체결되어 내부가 차폐될 수도 있다.

한편, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)은 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 기설정된 화각(a1,a2)을 갖는 램프로 구비된다. 여기서, 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 교차되면서 다중 중첩되어 중첩경화영역(h)이 형성되도록, 각 상기 하부경사부(13)와 각 상기 상부경사부(23)는 대각선방향으로 각 내면이 마주보게 구비됨이 바람직하다. 이때, 각 경화광(L1,L2)의 화각(a1,a2)이라 함은 각 광원(14,24)으로부터 조사되되 조사거리에 비례하여 조사면적이 넓어지는 범위를 각도로 표시한 것으로 이해함이 바람직하다. 즉, 각 상기 경화광(L1,L2)은 각 상기 광원(14,24)의 조사방향과 대응하는 중심선을 기준으로 전체적으로 대칭인 원뿔형상으로 조사된다. 그리고, 각 상기 경화광(L1,L2)의 단면 형상이 이루는 각도가 상기 화각(a1,a2)인 것으로 이해함이 바람직하다.

이때, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)이 각각 기설정된 각도(d1,d2)로 경사지게 형성된 상기 하부경사부(13) 및 상기 상부경사부(23)에 배치된다. 그리고, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)으로부터 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 상기 하부경사부(13)와 상기 상부경사부(23)의 경사진 각도(d1,d2)와 직교하도록 사선으로 조사된다. 따라서, 상기 제1경화광(L1)과 상기 제2경화광(L2)은 각각 상기 하부케이스(10)의 중앙부 상측 및 상기 상부케이스(20)의 중앙부 하측으로 조사될 수 있다. 그리고, 상기 제1경화광(L1)과 상기 제2경화광(L2)이 화각(a1,a2)에 따라 교차되도록 다중 중첩되면서 마름모 형상의 상기 중첩경화영역(h)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 바닥부(11) 및 상기 상면부(21)를 기준으로 상기 하부경사부(13)와 상기 상부경사부(23)가 경사진 각도(d1,d2)는 15~75°범위로 형성됨이 바람직하다. 상세히, 상기 하부경사부(13) 및 상기 상부경사부(23)의 경사진 각도(d1,d2) 상기 15°미만이거나 75°를 초과하는 경우 각 상기 경화광(L1,L2)이 수평 또는 수직방향에 가깝게 조사된다. 이로 인해, 상기 중첩경화영역(h)이 실질적으로 형성되지 못하며, 상기 경화대상물(K)의 전체적인 부분이 동시에 경화되기 어려우며 상기 경화대상물(K)의 굽힘강도가 저하됨으로 인해 불량률이 증가한다.

따라서, 상기 하부경사부(13)와 상기 상부경사부(23)가 경사진 각도(d1,d2)는 15~75°범위로 형성됨에 따라 'X'자 형으로 조사되는 각 상기 경화광(L1,L2)이 동시에 교차되면서 중첩될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 하부경사부(13)와 상기 상부경사부(23)가 경사진 각도(d1,d2)는 15~35°범위로 설정될 수 있다. 따라서, 상기 중첩경화영역(h)이 가로방향으로 넓은 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 완전보철 또는 완전틀니와 같이 양측으로 넓은 면적을 갖는 치아 수복물의 경우에도 양측단부까지 상기 경화광(L1,L2)이 풍분한 광량으로 조사될 수 있다.

이와 같이, 상기 제1경화광(L1)과 상기 제2경화광(L2)이 교차되어 중첩됨에 따라 상기 중첩경화영역(h)으로 각 상기 경화광(L1,L2)이 집중될 수 있다. 이를 통해, 상기 경화대상물(K)의 경화속도가 현저히 증가되어 신속한 경화가 이뤄질 수 있다. 또한, 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 대각선방향으로 마주보도록 경사지게 조사됨에 따라 치아 및 구강 형상에 대응하여 오목하거나 볼록한 상기 경화대상물(K)의 전체적인 부분에 균일한 광중합반응이 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 중첩경화영역(h)의 수직방향 중첩중심면(hc)은 상기 경화플레이트(30)의 상면으로부터 상측에 기설정된 간격(w3)으로 이격되어 배치되도록 설정됨이 바람직하다. 이를 위해, 상기 경화플레이트(30)와 상기 바닥부(11) 사이의 이격간격(w1)보다 상기 경화플레이트(30)와 상기 상면부(21) 사이의 이격간격(w2)이 크게 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 제1광원(14)와 상기 제2광원(24)은 상기 제1경화광(L1)과 상기 제2경화광(L2)이 동일한 화각(a1,a2)을 가지도록 동일한 출력량을 갖는 램프로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 수직방향 중첩중심면(hc)이라 함은 상기 중첩경화영역(h)의 최외곽 양측단부 사이를 연결한 영역면으로, 상기 경화플레이트(30)의 상면과 평행하게 수직방향으로 기설정된 간격(w3)으로 이격된 영영역으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 수직방향 중첩중심면(hc)은 상기 경화대상물(K)의 높이의 1/2 지점으로 설정됨이 더욱 바람직하다.

따라서, 상기 경화플레이트(30)에 상기 경화대상물(K)이 하중에 의해 중력방향으로 안착되기만 하면 상기 중첩경화영역(h)에 대응하는 위치로 배치될 수 있다. 즉, 상기 경화대상물(K)이 상기 안착부(30a)로부터 상측으로 돌출된 형상으로 배치되는 형상이 고려되어 상기 중첩경화영역(h)이 형성되는 위치가 설정되므로 상기 경화대상물(K)의 전체적인 부분이 균일한 강도로 경화될 수 있다.

또한, 각 상기 경화광(L1,L2)이 상기 경화공간(S)의 사방에서 조사되면서 교차되므로 각 상기 광원(14,24)으로 출력이 다소 낮은 저렴한 램프를 사용하더라도 고가의 고출력의 램프와 유사한 경화강도를 갖도록 경화될 수 있다. 이를 통해, 장치 제조시 제조비용이 절감되므로 경제성 및 생산성이 현저히 향상될 수 있다.

또한, 각 상기 광원(14,24)으로부터 멀어지면서 각 상기 경화광(L1,L2)의 광량이 감소되더라도 다중 중첩되면서 감소된 광량을 보완하여 경화효율이 유지되므로 에너지효율이 현저히 향상될 수 있다. 더욱이, 상기 경화플레이트(30)가 수평하게 배치되므로 상기 경화대상물(K)을 고정하는 별도의 고정수단 없이도 상기 중첩경화영역(h)에 배치된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

여기서, 상기 상면부(21)와 상기 경화플레이트(30) 사이의 이격단격(w2)을 선택적으로 조절하도록 승강부(40)가 더 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 승강부(40)는 상기 경화플레이트(30)의 상면측으로 연장되어 각 상기 상부지지부(22)와 체결된 상태에서 상기 상부지지부(22)와의 겹침폭이 조절되는 구조로 구비되며 한쌍으로 배치됨이 바람직하다.

상세히, 상기 승강부(40)는 하면부(40a)가 상기 경화플레이트(30)의 상면에 접촉 지지된다. 그리고, 상기 승강부(40)의 각 상기 하면부(40a)로부터 돌설되는 측면부(40b)가 상기 상부지지부(22)와 부분적으로 겹쳐지도록 배치되되, 각 상기 측면부(40b)의 상하방향으로 승강조절공(41)이 절개되어 형성됨이 바람직하다. 더불어, 상기 상부지지부(22)에는 일단이 상기 승강조절공(41)을 관통하되 타단측에 상기 승강조절공(41)의 단폭간격을 초과하는 고정너트(25)가 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 승강조절공(41)은 도면에서와 같이, 상기 측면부(40b)의 상하방향을 따라 길게 절개된 슬롯형으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 승강조절공(41)이 슬롯형으로 형성되면, 상기 경화플레이트(30)와 상기 상면부(21) 사이의 이격간격(w2)을 세밀한 간격으로 유연하게 조절할 수 있다. 따라서, 상기 중첩경화영역(h)이 상기 경화대상물(K)의 높이 및 크기에 맞게 형성되도록 상기 제1광원(14)의 위치가 탄력적으로 조절될 수 있어 경화효율이 현저히 향상될 수 있다.

물론, 경우에 따라 상기 승강조절공(41)은 상기 측면부(40b)의 상하방향을 따라 복수개로 이격되며, 내경이 상기 고정너트(25)의 일단 직경을 초과하되 타단 직경보다 작은 관통공으로 형성될 수도 있다.

즉, 상기 상부케이스(20)의 승강 위치를 조절한 후 상기 고정너트(25)를 조이면, 상기 상부지지부(22)와 상기 고정너트(25) 사이에 상기 승강조절공(41)의 테두리가 가압되면서 클램핑 구속된다. 이를 통해, 상기 경화플레이트(30)와 상기 상면부(21) 사이의 이격간격(w2)이 조절된 상태가 견고하게 고정될 수 있다.

또는, 상기 승강부(40)는 동력을 통해 상기 상부케이스(20)를 승강시키는 구조로 구비될 수도 있으며, 상기 상면부(21)와 상기 경화플레이트(30) 사이의 이격간격(w2)을 조절할 수 있는 다양한 구성으로 구비될 수 있다.

한편, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)은 상기 하부경사부(13)와 상기 상부경사부(23)의 길이방향을 따라 복수개로 배열됨이 바람직하다. 따라서, 상기 중첩경화영역(h)이 상기 경화공간(S)의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1경화광(L1) 및 상기 제2경화광(L2)이 조사되는 영역이 증가하므로 동시에 다수개의 경화대상물을 한꺼번에 경화 처리할 수 있어 경제적이다.

또한, 상기 제1광원(14)과 상기 제2광원(24)은 길이방향으로도 각 상기 경화광(L1,L2)이 중첩될 수 있다. 이를 통해, 상기 중첩경화영역(h)에 중첩되는 광량이 증가하며, 상기 경화플레이트(30)에 복수개로 안착되는 상기 경화대상물(K)에 조사되는 광량이 균일하게 분포될 수 있다. 따라서, 동시에 경화처리되는 상기 경화대상물(K) 간의 경화강도 역시 균일하게 형성되므로 상기 경화대상물(K)의 불량률이 현저히 감소할 수 있다.

이때, 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)은 화각(a1,a2)이 65~80°범위인 자외선을 조사하는 LED모듈로 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상세히 상기 자외선 LED모듈은 특히 300~400nm의 파장을 갖는 UV-A 범위의 자외선을 조사하는 것으로 구비됨이 바람직하다. 이러한 자외선이 상기 제1광원(14) 및 상기 제2광원(24)을 통해 여러 방향에서 상기 경화대상물(K)에 조사되면 광중합반응을 통해 완전히 경화되는데 소요되는 시간이 3~5분으로 현저히 단축될 수 있다.

더불어, 상기 하부케이스(10)와 상기 상부케이스(20)의 내면에는 상기 제1경화광(L1)과 상기 제2경화광(L2)을 반사시키는 반사면(19,29)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 경화대상물(K)이 치아 형상에 따라 제조되면서 볼록하게 돌출되거나 오목하게 함몰되어 기하학적인 형상으로 형성되더라도 전체적으로 균일한 경화 강도를 가질 수 있다. 이를 통해, 상기 경화대상물(K)이 구강에 설치되어 반복적인 저작압력이 가해지더라도 내구성이 향상되므로 파손 및 파절이 최소화되어 사용수명이 현저히 증가할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 대각선방향으로 마주보게 배치되는 각 상기 광원(14,24)으로부터 사선으로 조사되는 각 상기 경화광(L1,L2)이 상기 경화공간(S) 내부의 중앙부측에서 다중 중첩되어 광량이 집중되는 상기 중첩경화영역(h)이 형성된다. 이에 따라, 상기 경화대상물(K)의 완전 경화를 위한 광원으로서 저렴한 LED램프를 사용하더라도 고가의 고출력의 램프와 유사한 경화강도를 갖도록 신속하게 경화될 수 있어 경제적이다.

또한, 상기 경화플레이트(30)가 투영 재질로 구비되고 상기 중첩경화영역(h)의 수직방향 중첩중심면(hc)이 상기 경화대상물(K)이 안착되는 상기 경화플레이트(30)의 상측에 기설정된 간격으로 이격되어 배치되도록 설정된다. 이에 따라, 입체적으로 형성되는 상기 경화대상물(K)의 전체적인 부분이 전체적으로 경화광(L1,L2)에 노출되면서 경화취약 부분 없이 균일한 경화강도로 경화되므로 저작압력에 대한 굽힘강도가 현저히 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 승강부(40)를 통해 상기 경화플레이트(30)와 상기 상부케이스(20) 사이의 이격간격(w2)을 조절하기만 하면 상기 중첩경화영역(h)의 중심(hc)을 상기 경화대상물(K)의 크기에 따라 용이하게 변경하면서 경화환경을 조절할 수 있다. 이를 통해, 제품의 활용성이 향상되면서도, 복잡한 제어장치를 필요로 하지않아 제품이 단순하고 컴팩트하게 제조될 수 있다.

한편, 상기 광경화장치(100)에는 각 상기 경화광(L1,L2)에 의한 상기 경화대상물(K)의 가열을 방지하는 냉각부가 더 구비될 수도 있다. 이를 통해, 상기 경화대상물(K)이 고온의 열로 인하여 변형됨을 방지할 수 있다. 또한, 상기 경화대상물(K)이 완전 경화되어 후가공 단계 또는 구강에 설치되는 단계에서 고온으로 인한 화상 등의 손상을 미연에 방지할 수도 있다.

이러한 냉각부는 송풍팬을 포함하여 구비될 수도 있다. 이때, 상기 송풍팬에는 자외선에 의해 제품의 내부에 형성되는 오존 등의 유해성분을 여과하는 필터가 더 구비될 수도 있다.

1,400mA		1	2	3	4	5	평균	강도차이
굽힘강도 (MPa)	실시예1	145.3	147.7	150.1	156.5	146.5	148.1
굽힘강도 (MPa)	실시예2	151.1	154.0	153.6	155.1	155.5	154.2	+6.1

1,200mA		1	2	3	4	5	평균	강도차이
굽힘강도 (MPa)	실시예1	137.3	146.2	145.0	145.0	137.5	142.5
굽힘강도 (MPa)	실시예2	140.2	144.8	152.3	144.1	148.0	145.6	+3.1

표 1 및 표 2는 기존에 경화대상물을 경화시키기 위하여 사용되는 경화기(실시예1)와 본 발명에 따른 광경화장치(실시예2)를 통해 경화된 샘플의 굽힘강도를 측정한 결과를 나타낸 표이다. 이때, 상기 표 1은 각 실시예에 1,400mA로 동일한 광량으로 출력되는 자외선램프를 사용하였으며, 상기 표 2는 각 실시예에 1,200mA로 동일한 광량으로 출력되는 자외선램프를 사용하였다.

여기서, 상기 표 1 및 상기 표 2의 각 실시예에 사용된 경화대상물은 동일한 형상과 동일한 재료를 이용하여 3D 프린팅한 샘플로 준비하였다. 그리고, 각 출력량에 따라 각 실시예의 장치를 이용하여 5개씩 경화처리 후 각각의 굼힘강도를 측정하였다. 여기서, 굽힘강도는 ISO 10477:2003 시험법에 의거하였으며, 각 실시예에서 샘플의 최저 굽힘강도와 최고 굽힘강도를 제외한 나머지 3개에 대한 평균값을 산출하여 강도차이를 비교하였다.

상기 표 1 및 상기 표 2에서 보는 바와 같이, 동일한 광량에서 본 발명에 따른 광경화장치(실시예2)를 통해 경화된 경화대상물의 굽힘강도가 현저히 높은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광경화장치를 이용하여 상기 경화대상물이 저작압력을 안정적으로 지지할 수 있는 강도로 경화될 수 있음을 확인할 수 있다.

한편, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 광경화장치 10: 하부케이스
11: 바닥부 12: 하부지지부
13: 하부경사부 14: 제1광원
20: 상부케이스 21: 상면부
22: 상부지지부 23: 상부경사부
24: 제2광원 30: 경화플레이트
40: 승강부

Claims

바닥부의 양단 테두리로부터 상향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 하부지지부를 포함하되, 제1광원을 통해 조사되는 제1경화광이 상기 하부지지부 사이의 상단측에서 중첩되도록 상기 바닥부와 각 상기 하부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제1광원이 구비되는 하부경사부가 구비된 하부케이스;
상면부의 양단 테두리로부터 하향 돌출되어 내면이 마주보게 배치되는 한쌍의 상부지지부를 포함하되, 제2광원을 통해 조사되는 제2경화광이 상기 상부지지부 사이의 하단측에서 중첩되도록 상기 상면부와 각 상기 상부지지부가 연결된 양측 모서리를 기설정된 각도로 대칭으로 경사지게 연결한 내면에 상기 제2광원이 구비된 상부경사부가 구비된 상부케이스; 및
하면이 상기 하부지지부의 상단 테두리에 안착되어 수평하게 배치되며 상측이 상기 상부케이스를 통해 커버되되, 상면에 형성된 안착부에 안착된 경화대상물의 하면부에도 경화광이 투과되어 조사되도록 상기 제1경화광 및 상기 제2경화광이 투과되는 투영 재질로 형성된 경화플레이트를 포함하되,
조사거리에 비례하여 조사면적이 넓어지도록 기설정된 화각을 갖는 제1경화광 및 제2경화광이 상기 하부경사부와 상기 상부경사부의 경사각도와 직교하여 교차되도록 조사되면서 다중 중첩되어 중첩경화영역이 형성되도록, 각 상기 하부경사부와 각 상기 상부경사부는 대각선방향으로 마주보게 구비됨을 특징으로 하는 광경화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 중첩경화영역의 수직방향 중첩중심면은 상기 경화플레이트의 상면으로부터 상측에 기설정된 간격으로 이격되어 배치되도록 설정됨을 특징으로 하는 광경화장치.
제 2 항에 있어서,
상기 상면부와 상기 경화플레이트 사이의 이격간격을 선택적으로 조절하도록 상기 경화플레이트의 상측으로 연장되어 각 상기 상부지지부와 체결되는 승강부가 더 구비됨을 특징으로 하는 광경화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1광원 및 상기 제2광원은 상기 하부경사부와 상기 상부경사부의 길이방향을 따라 복수개로 배열되며 화각이 65~80° 범위인 LED모듈로 구비됨을 특징으로 하는 광경화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하부케이스와 상기 상부케이스의 내면에는 상기 제1경화광과 상기 제2경화광을 반사시키는 반사면이 형성됨을 특징으로 하는 광경화장치.