KR102413882B1

KR102413882B1 - 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치

Info

Publication number: KR102413882B1
Application number: KR1020200123820A
Authority: KR
Inventors: 김원기; 강월; 이병진
Original assignee: 대구보건대학교산학협력단; 주식회사 프라임덴탈
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-06-28
Also published as: KR20220040749A

Abstract

본 발명은 3차원 CAD/CAM 시스템의 가공척에 장착되어 3차원 형상 가공 데이터에 따라 레진블록을 절삭가공하여 치기공용 보철물을 절삭 가공하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공툴에 관한 것으로,
본 발명에서는, 원판형 레진블록이 안착되는 안착공간이 형성된 지그 베이스와; 상기 지그 베이스의 안착공간의 외측에 등각 방사구조로 배치되어 안착공간 내에 진입된 원판형 레진블록의 외경면을 방사구조로 구속하여 안착공간 내에 고정하는 복수의 클램프 유닛를 포함하되,
상기 지그 베이스에는, 상기 안착공간의 외측에 환형 돌출하여 형성되어 안착공간 내에 클램핑된 원판형 레진블록의 외경을 전체적으로 감싸는 환형 분사챔버가 형성되고, 상기 환형 분사챔버의 내벽에는 안착공간 내에 냉각수를 분사하는 복수의 분사공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치{Jig device for three-dimensional shape processing system of temporary repair prosthesis}

본 발명은 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 CAD/CAM 시스템의 가공공간 내에 장착되어, 3차원 형상 가공 데이터에 따라 레진블록을 절삭가공하는 가공툴에 의해 임시 수복 보철물로 형상 가공되는 원판형 레진블록을 클램핑하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치에 관한 것이다.

일반적으로 치아가 우식이나 파절에 의한 손상 또는 결손 등으로 상실되면 발음, 저작, 심미성에 큰 장애가 발생한다.

또한, 치아가 없는 빈 공간으로 인접치아들이 이동함으로써 치아의 정상적인 배열이 어긋나기 시작하면, 치아 사이에 음식물이 끼게 되어 충치나 풍치가 발생하고 입 냄새가 발생된다.

특히, 어금니의 손상 또는 결손은 식사를 제대로 하지 못하기 때문에 영양부족 현상이 발생하기도 하고, 또 앞니의 손상 또는 결손은 심미적인 문제를 야기하게 된다.

현재 치아의 손상 또는 결손에 의해 발생되는 환자에게 치아 대체 치료인 치과용 수복 또는 보철 시술을 통해, 저작 및 심미적 치료를 실시하고 있다.

또한, 시술방법에 따라 치과용 수복은 직접 수복식과 간접 수복식으로 크게 나눌 수 있다.

여기서, 직접 수복식은 구강 내 수복이 가능한 작은 부위에 사용되며, 경화방식도 화학경화 및 광경화를 사용하고 있다. 간접 수복식의 대표적인 보철물 제작은 다양한 재료와 경화방식을 사용할 수 있다.

한편, 현재의 국내 임시치아의 치과 기공은 아날로그 제작법에서 디지털 제작법으로 변화되는 추세로 수작업으로 분말과 액을 혼합하여 환자 구강내에서 제작하는 방식에서 구강내의 상황을 구강스캐너를 통해 디지털 파일의 방식으로 재현, 재현된 모습위에 디자인해서 밀링하여 제작하는 자동화 장비(CAD/CAM)를 이용하고 있다.

그런데, 상기 레진블록은 세라믹 보다 가공이 용이하며 대합치를 적게 마모시키는 장점이 있으나, 절삭, 및 연삭 가공을 통해 레진 블록을 형상 가공함에 있어, 내열성이 떨어지는 관계로 가공이 어렵고, 또 가공과정에 발생되는 열과 분진에 의해 작업성과 형상의 정교성이 떨어지는 한계성을 갖는다.

KR 10-1629960 B1 KR 10-2010-0118543 A

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 3차원 CAD/CAM 시

스템의 가공공간 내에 장착되어 3차원 형상 가공 데이터에 따라 절입되는 가공툴에 의해 임시 수복 보철물로 형상 가공되는 원판형 레진블록을 정형화되게 클램핑하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치는,

원판형 레진블록이 안착되는 안착공간이 형성된 지그 베이스와; 상기 지그

베이스의 안착공간의 외측에 등각 방사구조로 배치되어, 안착공간 내에 진입된 원판형 레진블록의 외경면을 방사구조로 구속하여, 안착공간 내에 고정하는 복수의클램프 유닛를 포함하되,

상기 지그 베이스에는, 상기 안착공간의 외측에 환형 돌출하여 형성되어 안착공간 내에 클램핑된 원판형 레진블록의 외경을 전체적으로 감싸는 환형 분사챔버가 형성되고, 상기 환형 분사챔버의 내벽에는 안착공간 내에 냉각수를 분사하는 복수의 분사공들이 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 안착공간의 바닥면에는 클램핑된 원판형 레진블록의 저면을 이격되게 지지하는 복수의 지지핀들이 형성되어, 상기 안착공간 내에 안착되어 클램핑되는 원판형 레진블록의 저면과 안착공간의 바닥면 사이에는 지지핀에 의해 이격된 배수경로가 형성되는 한편, 상기 안착공간의 바닥면에는 안착공간 내에 분사된 냉각수의 집배수 경로인 집배수로가 형성된다.

보다 바람직하게는, 상기 클램프 유닛은 외벽에 호형 안내면이 형성되고 내벽에 개구부가 형성된 원호형의 볼케이스 슬롯을 갖는 클램프 헤드와; 상기 클램프 헤드에 형성된 볼케이지 슬롯 내에 좌우 이격하여 배치되어, 호형 안내면을 따라 외접된 상태로 볼케이지 슬롯의 양측으로 진출하면서 내벽에 형성된 개구부에 점차 진출하는 한 쌍의 견착볼; 및 상기 한 쌍의 견착볼 사이에 배치되어 상기 견착볼들을 외측으로 탄지하는 간극 스프링을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 원판형 레진블록은 레진 중합물로 이루어진 원판형 레진 성형체와; 상기 레진 성형체의 하부 테두리부에 인서트 사출하여 형성되며 외벽에 반구형의 단면을 갖는 견착홈이 환형 요입된 금속재질의 환형 밴드로 구성된 클램프링을 포함하고,

상기 클램프 유닛의 견착볼은 레진 성형체의 하부 테두리부에 형성된 클램프링에 형성된 견착홈에 견착하여 클램프링을 통해 레진 성형체를 간접적으로 견착하여 클램핑하도록 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 원판형 레진블록 지그장치는, 안착공간 외측에 형성된 원터치형의 클램핑 구조를 갖는 클램프 유닛들을 통해, 레진 성형체의 하부 테두리부에 인서트링이 사출 성형하여 형성된 다양한 직경을 갖는 원판형 레진블록의 간편한 탈착이 가능하다.

그리고, 본 발명은 지그 베이스에 일체로 형성된 독특한 냉각구조에 의해, 회전 절입되는 가공툴과, 상기 가공툴에 의해 형상 가공되는 레진 성형체의 신속한 냉각을 도모하는 것이 가능하고, 결과적으로 형상 가공되는 레진 성형체의 냉각을 통해 열변형 발생을 억제함으로써, 우수한 정밀도를 갖는 임시 수복 보철물의 신속한 가공이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 지그장치는 형상 가공을 요하는 원판형 레진블록의 정형화된 고정과, 냉각, 그리고 상기 원판형 레진블록을 통해 제작된 임시 수복용 보철물의 초음파 세척을 포함하는 일련의 과정을 연속하여 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치를 통해 클램핑되는 원판형 레진블록의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치에 있어, 클램핑 유닛을 구성하는 클램프 헤드의 세부 구성을 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치에 있어, 클램핑 유닛을 통한 임시 수복 보철물의 클램핑 과정을 순차적으로 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치에 있어, 임시 수복 보철물의 냉각 및 세정상태를 예시하여 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진블록 지그장치를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 원판형 레진

블록 지그장치(1)는, 3차원 형상 가공 데이터에 따라 원판형 레진블록(100)을 절삭 가공하여 임시 수복 보철물을 성형하는 3차원 형상 가공 시스템의 가공공간 내에 배치되어, 상기 원판형 레진블록(100)을 정형화되게 고정하는 장치이다.

상기 원판형 레진블록 지그장치(1)에 고정된 원판형 레진블록(100)은, 3차원형상 가공 데이터에 따라 회동 절입되는 3차원 가공툴(T)에 의해 형상 가공되어 임시 수복 보철물로 성형된다.

본 발명에서는 상기 원판형 레진블록(100)을 가공공간 내에 고정함에 있어, 상기 원판형 레진블록(100)과 지그장치(1)의 구조를 유기적으로 개량하여, 상기 지그장치(1)에 의한 원판형 레진블록(100)의 간편하고 정형화된 클램핑을 도모하고, 상기 클램핑에 의한 원판형 레진 성형체(110)의 자체의 압박을 최소화하는 한편, 절삭 가공과정에 발생된 칩의 안정적인 제거와 절입되는 가공툴과 원판형 레진 성형층(110) 사이의 열변형을 최소화하여 요하는 치수 정밀도를 갖는 임시 수복 보철물의 고속 성형이 가능하도록 한다.

본 발명에 따른 상기 원판형 레진블록(100)은, 도 1에서 보는 바와 같이 레진 중합물로 이루어진 원판형 레진 성형층(110)과, 상기 레진 성형층(110)의 하부 테두리부에 인서트 사출에 의해 형성되는 금속재질의 클램프링(120)을 포함한다.

상기 클램프링(120)은, 외벽에 반구형의 단면을 갖는 견착홈이 환형 요입된 금속재질의 환형밴드로 구성되어, 인서트 사출 성형을 통해 원판형 레진 성형체(110)의 하부 테두리부에 동심구조로 형성된다.

그리고, 상기 클램프링(120)은 알루미늄 중공체로 구성되어 우수한 내부식성과 방열을 확보하고, 또 클램핑 과정에 내측에 형성된 원판형 레진 성형체(110)에 가해지는 압축력을 최소화하여서 지그장치(1)에 의한 클램핑 과정에 발생되는 가압력에 의해 원판형 레진 성형체(110)의 형상 변형이 발생되는 현상을 예방한다.

보다 바람직하게는, 상기 인서트 사출을 통해 클램프링(120)의 내측에 형성되는 원판형 레진 성형체(110)의 외경면에는, 도 1과 도 2, 및 도 4와 같이 외향 돌출되어 클램프링(120)의 내벽에 외접 지지하여 성형되는 지지암부(111)와, 내향 요입되어 클램프링(120)의 내벽과 이격되어 원판형 레진 성형체(110)의 통기공간을 형성하는 통기홈부(112)가 교번하여 형성되어, 절삭 성형과정에 원판형 레진 성형체(110)의 자체 방열성을 확보한다.

한편, 이와 같이 클램프링(120)이 형성된 원판형 레진블록(100)을 클램핑하여 가공공간 내에 고정하는 원판형 레진블록 지그장치는, 원판형 레진블록(100)이 안착되는 안착공간(11)이 형성된 지그 베이스(10)와; 상기 지그 베이스(10)의 안착공간(11)의 외측에 등각 방사구조로 배치되어, 안착공간(11) 내에 진입된 원판형 레진블록(100)의 클램프링(120)을 방사구조로 구속하여, 안착공간(11) 내에 고정하는 복수의 클램프 유닛(20)를 포함한다.

상기 클램프 유닛(120)은, 도 3 내지 도 5와 같이 외벽에 호형 안내면(22a)이 형성되고 내벽에 개구부(22b)가 형성된 원호형의 볼케이스 슬롯(22)을 갖는 클램프 헤드(21)와; 상기 클램프 헤드(21)에 형성된 볼케이지 슬롯(22) 내에 좌우 이격하여 배치되어 호형 안내면(22a)을 따라 외접된 상태로 볼케이지 슬롯(22)의 양측으로 진출하면서 내벽에 형성된 개구부(22b)에 점차 진출하는 한 쌍의 견착볼(23); 및 상기 한 쌍의 견착볼(23) 사이에 배치되어 상기 견착볼(23)들을 외측으로 탄지하는 간극 스프링(24)을 포함한다.

이때, 도 6과 같이 상기 볼케이지 슬롯(22)에 형성된 호형 안내면(22a)의 곡률(R1)은 원판형 레진블록(100)의 클램프링(120)에 형성되어 견착볼(23)에 견착되는 견착홈(121)의 외경 곡률(R2) 보다 작도록 구성되어, 상기 견착볼(23)이 볼케이지 슬롯(22)의 외측으로 진출하면 개구부(22b)를 통해 노출되는 견착볼(23)의 돌출면적으로 증가하고, 견착볼(23)이 볼케이지 슬롯(22)의 내측으로 진입하면 개구부(22b)를 통해 노출되는 견착볼(23)의 돌출면적은 감소한다.

따라서, 도 4 내지 도 6과 같이 상기 간극 스프링(24)의 탄성 지지력에 의해호형 안내면(22a)과 간섭되면서 볼케이스 슬롯(22)의 외측으로 진출되는 견착볼(23)들은 내측에 형성된 개구부(22b)를 통해 점차 진출하여서, 내측에 형성된 원판형 레진블록(100)의 클램프링(120)을 견착하여 구속하고, 결과적으로 안착공간(11) 내에 진입된 원판형 레진블록(100)은 각 클램프 유닛(20)에 형성된 한 쌍의 견착볼(23)들에 의해 클램프링(120)이 등각 방사구조로 견착되어 안착공간(11) 내에 정형화되게 고정된다.

그리하여, 본 발명에 따른 원판형 레진블록 지그장치(1)는 작업자가 클램프링(120)이 형성된 원판형 레진블록(100)을 지그 베이스(10)에 단순 안착하여 가압하면, 상기 원판형 레진블록(100)은 각 클램프 유닛(20)의 볼케이스 슬롯(22)에 탄지하여 형성된 견착볼(23)에 의해 탄력적으로 견착하여 구속되므로, 원판형 레진블록(100)의 탈착에 따른 편리성과 신속성이 확보된다.

또한, 상기 원판형 레진블록(100)의 클램프링(120)을 견착하여 원판형 레진블록(100)을 구속하는 클램프 유닛(20)은, 실린더나 구동모터 등의 별도의 구동원없이 볼케이스 슬롯(22)에 탄지하여 설치된 견착볼(23)들을 통해 원판형 레진블록(100)에 형성된 클램프링(120)을 견착하여 구속되므로, 상기 클램프 유닛(20)은 다양한 외경을 갖는 원판형 레진블록(100)의 공용된 클램핑이 가능하다.

한편, 상기 지그장치(1)에 의해 고정되어 절입되는 가공툴(T)에 의해 형상 가공되는 원판형 레진블록(100)의 레진 성형체(110)는, 절입되는 가공툴(T)과의 마찰에 의해 열변형이 불가피하게 발생된다.

그리고, 이러한 열변형이 발생되면 요하는 정밀도의 임시 수복 보철물을 제작하기 어렵고, 또 저속으로 가공툴을 회전 및 절입하므로 제작에 따른 사이클 타이밍이 길어지는 문제점이 야기된다.

본 발명에서는 상기 원판형 레진블록 지그장치(1)를 구성하는 지그 베이스(10)에, 안착공간(11) 내에 안착 및 클램프 유닛(20)들에 의해 분할하여 클램핑된 원판형 레진블록(100)의 신속한 냉각을 도모하는 냉각구조를 마련하여서, 절입되는 가공툴(T)에 의해 형상 가공되는 원판형 레진블록(100) 레진 성형체(110)의 열변형이 억제되도록 한다.

상기 냉각구조는, 상기 지그 베이스(10)에 형성된 안착공간(11)의 외측에 환형 돌출하여 형성되어 안착공간(11) 내에 클램핑된 원판형 레진블록(100)의 외경을 전체적으로 감싸며, 내벽에 냉각수를 분사하는 복수의 분사공(13)들이 형성된 환형 분사챔버(12)를 포함한다.

그리고, 상기 안착공간(11)의 바닥면에는 클램핑된 원판형 레진블록(100)의 저면을 이격되게 지지하는 복수의 지지핀(17)들을 형성하여, 안착된 원판형 레진블록(100)의 저면과 안착공간(11)의 바닥면 사이에 배수경로를 형성하는 한편, 상기 안착공간(11)의 바닥면에는 깔대기 형상의 집배수로(15)를 형성한다.

따라서, 상기 원판형 레진블록(100)을 외벽을 감싸는 설정높이의 환형 분사챔버(12)는 급수펌프(미도시)와 급수관(14)을 포함하는 급수유닛을 통해 급수되는 냉각수를 분사공(13)들을 통해 안착공간(11) 내로 분사하여서, 가공툴(T) 및, 상기 가공툴(T)에 의해 형상 가공되는 레진 성형체(110)의 신속한 냉각을 도모하고, 또 형상 가공과정에 생성된 칩을 레진 성형체에서 제거하여 집배수로(15), 및 집수로(15)와 연통하는 회수관(16)을 따라 배출한다.

이때, 상기 원판형 레진 성형체(110)의 외경면에 형성된 통기홈부(112)를 통해 원판형 레진 성형체(110)는 냉각수와의 열교환 면적을 증대하여 신속한 냉각이 도모되고, 또 절삭 가공에 의해 생성된 칩들은 통기홈부(112)를 통해 냉각수와 함께 집배수로(15)가 형성된 하부로 신속하게 배출된다.

바람직하게는, 도 6과 같이 상기 원판형 레진 성형체(110)의 냉각 및 세척을 마친 냉각수, 및 칩들은 집배수로(15)를 따라 외부로 배출되며, 바람직하게는 상기 배출되는 냉각수는 여과필터(미도시)를 통해 여과한 다음, 여과된 냉각수를 급수관(14)을 통해 환형 분사챔버(12) 내로 재유입하여서 안착공간(11) 내로 재분사되도록 구성한다.

이와 더불어, 본 발명에서는 상기 냉각수가 분사되는 안착공간(11)의 바닥면에 지지핀(17)에 초음파를 조사하는 초음파 발진자(18)를 배치하고, 상기 집배수로(15)에는 집배수로의 개폐상태를 설정하는 개폐밸브(19)를 배치한다.

따라서, 상기 지그 베이스(10)에 고정된 원판형 레진블록(100)에 가공툴(T)을 절입하여 임시 수복용 보철물들의 성형을 마친 다음, 상기 개폐밸브(19)를 통해 집배수로(15)를 일시적으로 폐쇄한 상태에서 환형 분사챔버(12)에 형성된 분사공(13)을 통해 냉각수를 정량 분사하여 안착공간(11) 내에 냉각수를 저수한다.

이 상태에서, 상기 초음파 발진자(18)는 안착공간(11) 내에 초음파를 발진하여 지지핀(17)을 통해 임시 수복 보철물들이 형성된 원판형 레진블록(100)을 초음파 진동하여서, 제작된 임시 수복용 보철물의 초음파 세척을 수행하여 임시 수복 보철물에 잔류된 칩을 제거하게 된다.

1. 원판형 레진블록 지그장치
10. 지그 베이스 11. 안착공간
20. 클램프 유닛 21. 클램프 헤드
22. 볼케이지 슬롯 22a. 호형 안내면
22b. 개구부 23. 견착볼
24. 간극 스프링
100. 원판형 레진블록 110. 레진 성형체
111. 지지암부 112. 통기홈부
120. 인서트링 121. 견착홈

Claims

원판형 레진블록이 안착되는 안착공간이 형성된 지그 베이스와;
상기 지그베이스의 안착공간의 외측에 등각 방사구조로 배치되어, 안착공간 내에 진입된 원판형 레진블록의 외경면을 방사구조로 구속하여 안착공간 내에 고정하는 복수의 클램프 유닛를 포함하되,
상기 지그 베이스에는, 상기 안착공간의 외측에 환형 돌출하여 형성되어 안착공간 내에 클램핑된 원판형 레진블록의 외경을 전체적으로 감싸는 환형 분사챔버가 형성되고,
상기 환형 분사챔버의 내벽에는 안착공간 내에 냉각수를 분사하는 복수의 분사공들이 형성되는 한편,
상기 클램프 유닛은 외벽에 호형 안내면이 형성되고 내벽에 개구부가 형성된 원호형의 볼케이스 슬롯을 갖는 클램프 헤드와;
상기 클램프 헤드에 형성된 볼케이지 슬롯 내에 좌우 이격하여 배치되어, 호형 안내면을 따라 외접된 상태로 볼케이지 슬롯의 양측으로 진출하면서 내벽에 형성된 개구부에 점차 진출하는 한 쌍의 견착볼; 및
상기 한 쌍의 견착볼 사이에 배치되어 상기 견착볼들을 외측으로 탄지하는 간극 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치.
제 1항에 있어서,
상기 안착공간의 바닥면에는 클램핑된 원판형 레진블록의 저면을 이격되게 지지하는 복수의 지지핀들이 형성되어, 상기 안착공간 내에 안착되어 클램핑되는 원판형 레진블록의 저면과 안착공간의 바닥면 사이에는 지지핀에 의해 이격된 배수경로가 형성되는 한편, 상기 안착공간의 바닥면에는 안착공간 내에 분사된 냉각수의 집배수 경로인 집배수로가 형성된 것을 특징으로 하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 원판형 레진블록은 레진 중합물로 이루어진 원판형 레진 성형체와; 상기 레진 성형체의 하부 테두리부에 인서트 사출하여 형성되며 외벽에 반구형의 단면을 갖는 견착홈이 환형 요입된 금속재질의 환형 밴드로 구성된 클램프링을 포함하고,
상기 클램프 유닛의 견착볼은 레진 성형체의 하부 테두리부에 형성된 클램프
링에 형성된 견착홈에 견착하여, 클램프링을 통해 레진 성형체를 간접적으로 견착하여 클램핑하도록 구성된 것을 특징으로 하는 임시 수복 보철물의 3차원 형상 가공 시스템용 지그장치.