KR102408656B1 - 가공 장치 및 소프트 소재 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공 장치 및 소프트 소재 가공 방법에 관한 것으로, 물이 채워질 수 있는 가공공간이 형성된 작업대, 그리고 상기 작업대와 접하여 상기 물을 얼리는 온도조절부를 포함한다.
상기 소프트 소재는 작업대에 생성된 얼음에 놓일 수 있고 상기 소프트 소재는 상기 얼음에 의해 상기 작업대에 고정된다.

Description

가공 장치 및 소프트 소재 가공 방법{Wet type skin processing apparatus and machining method using the same}

본 발명은 가공 장치 및 소프트 소재 가공 방법에 관한 것이다.

성형 수술은 주로 인체의 부분 손상이나 기형의 교정 또는 미용을 위하여 하는 외과적 수술의 총칭이지만, 최근 들어서는 미용을 위한 수술이 주를 이루고 있는 실정이다.

미용성형 중 유방확대 수술은 작은 유방에 대해 좀 더 정상적이고 아름다운 유방을 만들어 주는 수술 방법으로 최소한의 흉터를 남기고 유방의 기능을 최대한 유지하도록 한다. 선천적으로 유방 발육이 저하되어 있거나 체중 감소 또는 출산 후 유방이 작아지거나 유방 수술, 외상으로 인한 유방 모양이 변형된 경우의 치료로 시행된다.

이러한 유방확대 수술은 유방의 일부분을 절개하고 그 내부로 보형물을 넣어 자연스러운 유방 모양을 만들게 된다. 보형물은 실리콘젤, 식염수 등이 있다.

보형물이 유방에 삽입된 상태에서 면역체계가 보형물을 외부 물질로 인지하고 공격하는 거부반응이 발생할 수 있어 이를 예방하기 위해 보형물을 피부로 감싸는 기술이 개발되었다.
피부는 신체의 한 영역으로부터 절제하거나(자가 이식), 다른 인간 공급원으로부터 절제하거나(동종 이식), 다른 동물로부터 절제하여(이종 이식) 얻을 수 있다. 얻은 피부를 클램프 따위로 작업대에 고정한 후 절단, 절개 등을 하여 보형물에 맞게 가공한다. 이때 클램프 따위로 피부를 고정할 경우 클램프의 압력에 의해 피부가 손상될 수 있다. 또한 클램프의 금속 성으로 인하여 가공되는 피부가 오염될 수 있다. 더욱이 피부 가공이 습식 또는 건식상태에서 이루어지면서 건식가공 시 분진 따위가 발생하며, 습식가공 시 피부가 건조되는 문제가 발생하였다.
이에 가공할 피부를 작업대에 고정할 때 고정압력에 의해 피부가 손상되는 것을 예방하며, 가공되는 피부를 금속으로부터 오염되는 것을 방지하고 피부가공 시 분진, 건조 등의 문제가 발생하지 않도록 하여 피부 가공성을 높이는 피부 가공 기술이 요구된다.

일본 공개특허공보 특개평06-031567호(1994.02.08.)

본 발명은 가공할 소프트 소재를 얼음으로 고정하여 오염을 예방하고 가공성을 높인 가공 장치를 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 가공 장치는 소프트 소재를 가공하는 것으로, 물이 채워질 수 있는 가공공간이 형성된 작업대, 그리고 상기 작업대와 접하여 상기 물을 얼리는 온도조절부를 포함한다.

상기 소프트 소재는 작업대에 생성된 얼음에 놓일 수 있고 상기 소프트 소재는 상기 얼음에 의해 상기 작업대에 고정될 수 있다.

상기 가공 장치는 상기 소프트 소재를 가공하는 적어도 하나의 툴을 더 포함할 수 있다.

상기 가공 장치는 상기 작업대와 상기 온도조절부 사이에 위치하여 상기 온도조절부와 결합되어 있고 상기 작업대를 흡착 결합하는 진공모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 온도조절부는 펠티어 소자(Peltier)를 포함할 수 있다.

상기 온도조절부는 상기 물이 얼도록 -1℃ 내지 -40℃ 온도를 조절할 수 있다.

상기 가공 장치는 상기 작업대와 상기 온도조절부를 지지하는 테이블을 더 포함할 수 있다.

상기 가공 장치는 상기 테이블에 배치되어 상기 작업대를 지지하는 복수의 서포트부를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 서포트부는 각각 상기 작업대에 설치된 받침블록, 상기 테이블에 지지되어 상기 받침블록을 관통하여 상기 작업대에 일부분이 삽입된 로드 및 상기 받침블록과 상기 로드를 고정하는 결합수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 소프트 소재 가공 방법은 작업대와 온도조절부를 결합하는 단계, 상기 작업대의 가공공간에 물을 채우는 단계, 상기 온도조절부를 이용하여 상기 물을 얼리어 얼음을 생성하는 단계, 상기 얼음에 소프트 소재를 놓는 단계 및 적어도 하나의 툴을 이용하여 상기 소프트 소재를 가공하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 소프트 소재는 상기 얼음에 의해 상기 작업대에 고정될 수 있다.

상기 얼음은 상기 소프트 소재를 관통한 상기 툴의 단부를 완충 지지하여 상기 단부가 상기 작업대의 표면과 접하지 않도록 차단할 수 있다.

상기 온도조절부는 상기 얼음을 생성하는 단계에서 상기 물을 살얼음 상태로 얼릴 수 있다.

상기 결합하는 단계에서, 상기 온도조절부와 결합된 진공모듈에 의해 흡착 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 정제수로 만들어진 얼음이 소프트 소재를 고정하므로 가공되는 소프트 소재에 오염원이 발생하지 않는다. 그리고 소프트 소재가 전체적으로 펼쳐진 상태에서 얼음에 고정되므로 소프트 소재에 압력을 가하지 않아 고정으로 인한 손상이 발생하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 툴의 단부가 작업대의 내부 바닥과 접하면 마찰 등으로 인하여 툴의 단부와 작업대의 내부 바닥 손상으로 파티클 따위가 발생할 수 있다. 그러나 툴의 단부가 얼음과 접하므로 파티클 발생을 미연에 방지할 수 있으며 소프트 소재 가공 과정에서 오염원이 발생하지 않는다. 이에 소프트 소재를 안전하게 가공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 작업대의 하면은 진공블록의 상면에 흡착 고정될 수 있다. 이에 작업대와 진공블록의 사이에 틈새가 발생하지 않는다. 온도조절부의 온도는 진공블록을 통해 작업대에 전달된다. 작업대와 진공블록의 사이에 틈새가 발생하지 않아 열전도에 따른 열손실을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 작업대가 진공블록에 흡착 고정된 상태에서 결합수단이 체결 고정되면 진공모듈이 작동하지 않아도 작업대는 진공블록과 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이에 진공모듈 작동에 따른 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 습식 피부 가공 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 작업대와 테이블의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 작업대를 자른 단면도.
도 4는 도 2의 작업대와 서포터부의 분리 사시도.
도 5는 도 4의 결합 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 소프트 소재 가공 방법을 나타낸 블록도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 가공 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 습식 피부 가공 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 작업대와 테이블의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1의 작업대를 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 작업대와 서포터부의 분리 사시도이며, 도 5는 도 4의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 가공 장치(100)는 작업대(10), 그리고 온도조절부(20)를 포함하며 소프트 소재를 얼음으로 고정하여 오염을 예방한다. 가공 장치(100)는 툴(30a, 30b), 진공모듈(40), 테이블(50) 및 서포트부(60)를 더 포함할 수 있다. 소프트 소재는 수분을 함유하고 있는 것이며 인체피부, 젤라틴, 천연가죽, 인조가죽 등일 수 있다.

작업대(10)는 소프트 소재(2)를 가공하기 위한 가공공간(11)이 형성되어 있다. 가공공간(11)은 작업대(10)의 내부에서 상면으로 개방되어 형성되어 있다. 가공공간(11)에는 물이 채워질 수 있다. 물은 정제수일 수 있다. 물은 소프트 소재(2)를 고정하기 위해 얼음으로 만들어질 수 있다. 소프트 소재(2)가 수분을 함유하고 있으므로 소프트 소재(2)를 얼음(1)에 놓으면 얼음의 영향으로 소프트 소재(2)의 수분이 급격한 온도 저하로 인하여 얼음과 함께 수분 동결되면서 소프트 소재(2)는 얼음에 고정될 수 있다. 즉, 소프트 소재(2)의 수분이 얼음과 함께 얼어버리면서 서로 결합되어 소프트 소재(2)는 얼음에 고정될 수 있다.

금속 클램프 따위로 소프트 소재(2)를 고정할 경우 클램프의 압력에 의해 소프트 소재(2)는 손상될 수 있다. 또한 클램프의 금속 성으로 인하여 소프트 소재(2)는 오염될 수 있다. 그러나 정제수로 만들어진 얼음이 소프트 소재(2)를 고정하므로 가공되는 소프트 소재(2)에 오염원이 발생하지 않는다. 그리고 소프트 소재(2)가 전체적으로 펼쳐진 상태에서 얼음에 고정되므로 소프트 소재(2)에 압력을 가하지 않아 고정으로 인한 손상이 발생하지 않는다.

작업대(10)는 알루미늄 따위로 만들어질 수 있다. 작업대(10)의 재질을 알루미늄으로 한정하지 않는다. 작업대(10)는 열전달이 우수한 재질로 만들어질 수 있다.

툴(30a, 30b)은 적어도 하나로 이루어져 있다. 툴(30a, 30b)은 구동부(도시하지 않음)와 연결되어 3축 이동으로 소프트 소재(2)를 가공할 수 있다. 툴(30a, 30b)은 드릴을 이용하여 홀을 가공할 수 있고 칼을 이용하여 기설정된 모양으로 재단할 수 있다. 드릴과 칼은 각각 설치되어 독립적으로 구동할 수 있다. 그러나 드릴과 칼은 선택적으로 설치될 수 있다. 위 설명에서 툴(30a, 30b)이 소프트 소재(2)를 홀 가공 및 재단하는 것으로 하였으나, 툴은 소프트 소재(2)를 슬라이스 형태로 얇게 가공할 수 있다. 이에 툴은 와이어 쏘우(wire saw) 구조로 형성될 수 있다. 툴(30a, 30b)은 소프트 소재(2) 가공 형태에서 따라 툴이 다양하게 적용될 수 있다.

한편, 툴(30a, 30b)의 단부(31)는 소프트 소재(2)를 가공하기 위해 소프트 소재(2)를 상하 관통한다. 이때 단부(31)는 얼음(1)에 접하여 작업대(10)의 내부 바닥과는 접하지 않는다. 여기서 얼음(1)의 강도가 단부(31)의 강도보다 약하므로 단부(31)는 손상되지 않는다. 이에 얼음(1)은 소프트 소재(2)를 고정하면서 단부(31)를 보호할 수 있다. 그리고 단부(31)가 작업대(10)의 내부 바닥과 접하면 마찰 등으로 인하여 단부(31)와 작업대(10)의 내부 바닥 손상으로 파티클 따위가 발생할 수 있다. 그러나 단부(31)가 얼음(1)과 접하므로 파티클 발생을 미연에 방지할 수 있으며 소프트 소재(2) 가공 과정에서 오염원이 발생하지 않는다. 이에 소프트 소재(2)를 안전하게 가공할 수 있다.

온도조절부(20)는 작업대(10)의 하면에 배치되어 있다. 온도조절부(20)는 작업대(10)의 온도를 낮추어 물을 얼릴 수 있다. 온도조절부(20)는 물을 꽁꽁 얼리지 않는다. 얼음은 살얼음 상태일 수 있다.

온도조절부(20)는 작업대(10)의 온도를 -1℃ 내지 -40℃로 낮출 수 있다. 온도조절부(20)는 작업대(10)의 온도를 -7℃ 내지 -13℃로 낮출 수 있다. 온도조절부(20)는 작업대(10)의 온도를 -10℃로 낮출 수 있다. 온도조절부(20)는 물이 살얼음 상태가 되면 멈출 수 있다. 얼음에 놓인 소프트 소재(2)의 수분이 얼음과 함께 얼 수 있다.

이와 같은 온도조절부(20)의 세부 구조는 널리 공지된 펠티어 소자(Peltier) 구성이 적용될 수 있는 바, 상세 구조에 대한 설명은 생략한다.

진공모듈(40)은 진공블록(41), 그리고 진공펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 진공블록(41)은 작업대(10)의 하면과 온도조절부(20)의 사이에 배치되어 있다. 진공블록(41)은 체결수단(도시하지 않음)으로 온도조절부(20)와 결합되어 있다. 진공블록(41)의 내부에는 서로 연결된 진공유로(411)들이 형성되어 있다. 진공블록(41)의 상면에는 진공유로(411)들과 연결된 흡착홀(412)이 형성되어 있다. 진공블록(41)의 상면은 작업대(10)의 하면 중앙 주변부와 접해 있다. 진공블록(41)은 작업대(10)와 동일한 알루미늄으로 만들어질 수 있다.

진공펌프는 진공유로(411)와 연결되어 있으며 진공유로(411)의 공기를 흡입할 수 있다. 이때 진공블록(41)의 상면과 작업대(10)의 하면 사이의 공기는 흡입될 수 있으며 작업대(10)의 하면은 진공블록(41)의 상면에 흡착 고정될 수 있다. 이에 작업대(10)와 진공블록(41)의 사이에 틈새가 발생하지 않는다.

온도조절부(20)의 온도는 진공블록(41)을 통해 작업대(10)에 전달된다. 작업대(10)와 진공블록(41)의 사이에 틈새가 발생하지 않아 열전도에 따른 열손실을 방지할 수 있다.

테이블(50)은 2축 이동하는 이동대(도시하지 않음)에 설치될 수 있으며 온도조절부(20)와 작업대(10)를 지지하고 있다. 이에 테이블(50)은 3축 이동하는 툴(30a, 30b)과 별도로 2축 이동할 수 있다.

서포트부(60)는 테이블(50)의 상면에서 간격을 두고 복수 배치되어 작업대(10)의 가장자리를 지지하고 있다. 서포트부(60)들은 각각 받침블록(61), 로드(62) 및 결합수단(63)을 포함한다.

받침블록(61)은 작업대(10)의 하면 모서리 부분에 각각 배치되어 체결수단으로 고정되어 있다. 받침블록(61)에는 관통홀(611)이 형성되어 있으며 관통홀(611)과 일치하는 작업대(10)의 하면 모서리 부분에는 삽입홈(12)이 형성되어 있다.

로드(62)는 작업대(10)의 모서리 부분에 위치하여 상단은 관통홀(611)을 통해 삽입홈(12)에 삽입되어 있으며 하단은 테이블(50)의 상면에 지지되어 있다. 작업대(10)는 로드(62)가 삽입홈(12)의 범위 내에서 로드(62)의 길이 방향으로 승강할 수 있다. 받침블록(61)은 작업대와 고정되어 있으므로 받침블록(61)은 작업대(10)를 따라 승강할 수 있다.

결합수단(63)은 로드(62)와 수직하게 위치하여 받침블록(61)에 체결되어 단부가 로드(62)와 접해 있다. 결합수단(63)의 체결로 작업대(10)의 승강 위치가 설정된다.

한편, 작업대(10)가 진공블록(41)에 흡착 고정된 상태에서 결합수단(63)이 체결 고정되면 진공모듈(40)이 작동하지 않아도 작업대(10)는 진공블록(41)과 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이에 진공모듈(40) 작동에 따른 에너지 소비를 최소화할 수 있다.

다음으로 도 6을 더 참고하여 소프트 소재 가공 방법에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 소프트 소재 가공 방법은 수분을 함유하고 있는 소프트 소재(2)를 기설정된 형상으로 가공하는 것으로 작업대를 온도조절부와 결합하는 단계(S10), 작업대에 물을 채우는 단계(S20), 물을 얼리는 단계(S30), 얼음에 소프트 소재를 놓는 단계(S40) 및 소프트 소재를 가공하는 단계(S50)를 포함한다.

작업대(10)가 서포트부(60)와 진공블록(41)에 지지된 상태에서 진공펌프를 작동시키면 작업대(10)와 진공블록(41)의 사이의 공기가 흡착홀(412)과 진공유로(411)를 통해 유동하게 되면 작업대는 하강하여 진공블록(41)에 밀착되면서 흡착 고정된다. 결합수단(63)을 체결하여 받침블록(61)을 로드(62)에 고정하여 작업대(10)가 진공블록(41)에 밀착된 상태를 유지하도록 한다(S10).

작업대(10)의 가공공간(11)에 물을 기설정된 높이로 채운다(S20). 물의 높이는 소프트 소재(2)의 두께에 따라 달라질 수 있다.

온도조절부(20)를 작동시켜 작업대(10)의 온도를 낮춘다. 온도조절부(20)는 -10℃로 작업대(10)의 온도를 낮추어 물이 얼도록 한다(S30). 이때 온도조절부(20)는 기설정된 시간동안 작동하여 물이 살얼음 상태가 되면 작동을 멈출 수 있다. 온도조절부(20)는 소프트 소재(2)가 얼음(1)에 놓인 후에도 소프트 소재(2)의 수분이 얼음과 함께 얼 수 있도록 기설정된 시간동안 더 작동할 수 있다.

얼음(1)에 수분을 함유하고 있는 소프트 소재(2)를 올려 놓으며 이때 온도조절부(20)의 작동으로 소프트 소재(2)의 수분은 얼음(1)과 함께 얼어 얼음(1)에 고정될 수 있다(S40). 소프트 소재(2)는 펼쳐진 상태에서 얼음(1)에 고정되므로 클램프 따위의 고정수단을 사용하지 않는다. 이에 소프트 소재(2)의 전체면적을 모두 가공할 수 있다.

툴(30a, 30b)을 이용하여 얼음(1)에 고정된 소프트 소재(2)에 홀 또는 재단하여 기설정된 형상으로 가공한다(S50). 툴(30a, 30b)의 단부(31)는 소프트 소재(2)를 관통하여 얼음(1)으로 삽입된다. 얼음(1)은 소프트 소재(2)를 지지하는 동시에 단부(31)를 지지한다. 이에 단부(31)의 강도는 소프트 소재(2) 및 얼음(1)의 강도보다 크므로 단부(31)의 손상을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 얼음 2: 소프트 소재
100: 습식 피부 가공 장치
10: 작업대 11: 가공공간
12: 삽입홈 20: 온도조절부
30a, 30b: 툴 40: 진공모듈
41: 진공블록 411: 진공유로
412: 흡착홀 50: 테이블
60: 서포트부 61: 받침블록
611: 관통홀 62: 로드
63: 결합수단

Claims (12)

1. 소프트 소재를 가공하는 것으로,
   물이 채워질 수 있는 가공공간이 형성된 작업대,
   상기 작업대와 접하여 상기 물을 얼리는 온도조절부 및
   상기 소프트 소재를 가공하는 적어도 하나의 툴
   을 포함하며,
   상기 소프트 소재는 작업대에 생성된 얼음에 놓일 수 있고 상기 얼음은 상기 소프트 소재를 고정하며 상기 소프트 소재를 관통한 상기 툴의 단부를 완충 지지하여 상기 단부가 상기 작업대의 표면과 접하지 않도록 차단하는
   가공 장치.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 작업대와 상기 온도조절부 사이에 위치하여 상기 온도조절부와 결합되어 있고 상기 작업대를 흡착 결합하는 진공모듈을 더 포함하는 가공 장치.
4. 제1항에서,
   상기 온도조절부는 펠티어 소자(Peltier)를 포함하는 가공 장치.
5. 제1항에서,
   상기 온도조절부는 상기 물이 얼도록 -1℃ 내지 -40℃ 온도를 조절하는 가공 장치.
6. 제1항에서,
   상기 작업대와 상기 온도조절부를 지지하는 테이블을 더 포함하는 가공 장치.
7. 제6항에서,
   상기 테이블에 배치되어 상기 작업대를 지지하는 복수의 서포트부를 더 포함하는 가공 장치.
8. 제7항에서,
   상기 복수의 서포트부는 각각
   상기 작업대에 설치된 받침블록,
   상기 테이블에 지지되어 상기 받침블록을 관통하여 상기 작업대에 일부분이 삽입된 로드 및
   상기 받침블록과 상기 로드를 고정하는 결합수단
   을 포함하는
   가공 장치.
9. 작업대와 온도조절부를 결합하는 단계,
   상기 작업대의 가공공간에 물을 채우는 단계,
   상기 온도조절부를 이용하여 상기 물을 얼리어 얼음을 생성하는 단계,
   상기 얼음에 소프트 소재를 놓는 단계 및
   적어도 하나의 툴을 이용하여 상기 소프트 소재를 가공하는 단계
   를 포함하며,
   상기 얼음은 상기 소프트 소재를 상기 작업대에 고정하고 상기 소프트 소재를 관통한 상기 툴의 단부를 완충 지지하여 상기 단부가 상기 작업대의 표면과 접하지 않도록 차단하는
   소프트 소재 가공 방법.
10. 삭제
11. 제9항에서,
    상기 온도조절부는 상기 얼음을 생성하는 단계에서 상기 물을 살얼음 상태로 얼리는 소프트 소재 가공 방법.
12. 제9항에서,
    상기 결합하는 단계에서,
    상기 온도조절부와 결합된 진공모듈에 의해 흡착결합되는 소프트 소재 가공 방법.

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