KR200345617Y1 - 치과 기공용 스프루 - Google Patents

Abstract

본 고안은 치과 보철물의 정밀 주조시에 적용되는 스프루(sprue)에 관한 것으로 본 고안에 따르면 플라스틱재로 성형되며 중공형인 내주부와 일정 두께의 외주부를 갖는 몸체부로 이루어진 스프루를 형성함으로써 왁스 패턴 소환시 왁스 가스의 배출을 용이하게 하고, 주조 후에 매끄러운 주조체를 얻을 수 있으며, 또한 일정 두께의 외주부로 인해 왁스 패턴과의 부착 및 주조 후 탈착이 용이하고, 긴 브릿지(bridge) 제작 시에도 왁스 스프루보다 플라스틱 중공형으로서 견고하게 견디며, 중공형 몸체부 또는 일체 형성된 압탕에 의해 주조시에 균일한 압력이 작용되는 스프루를 만들 수 있도록 하는 것이다.

Description

치과 기공용 스프루{SPRUE FOR DENTAL TECHNOLOGY}

본 고안은 치과 보철물을 정밀 주조하는데 사용되는 스프루에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기공소에서 치과용 보철물을 매몰 주조(investment casting) 또는 로스트 왁스법(lost wax process)과 같은 주조방법으로 주형틀을 제작하는 경우에사용되는 스루프에 관한 것이다.

종래에는, 충치나 치아가 외상에 의하여 손상되었을 때 손상치의 완전한 기능을 회복시키기 위한 보철물을 손상치와 동일하게 주조하여 만들기 위해서, 또는 의치를 만들기 위해서 도 4에 도시된 바와 같이 작업 모형을 형성하고, 작업 모형이 치과 기공소에 도착하면 작업 모형과 동일한 형태의 왁스 패턴을 제작하였다.

작업 모형의 형성 방법 및 왁스 패턴을 제조하는 방법 등에 관해서는 특허 등록 번호 1999 년 제 0249670 호에 자세히 기재되어 있다.

이를 간단히 설명하면, 손상치를 치료함과 아울러 보철물 제작에 필요한 처리를 하는 프랩단계와, 인상재를 사용하여 손상치 및 대합치에 대한 음형을 뜨는 인상과정과, 상기 인상과정에서 음형 인상체에 경석고를 떠 양형 작업용 모델('워킹 캐스트') 또는 '왁스업용 모델(wax-up model)'을 제작하는 작업 모형 제작단계를 거쳐 완성된 작업 모델이 기공소로 운반되고 기공소에서는 보철물이 환자가 편안하게 저작, 손상치와 대합치를 자유롭게 상하교합할 수 있도록 조절하는 왁스 패턴 모델 제작 전 조절 과정과 왁스업(WAX-UP) 과정을 거쳐 왁스 패턴을 완성하였다.

이때 상용되는 왁스는 몰딩 왁스란 상품명으로 잘 알려져 있고 예컨대 70 내지 80%의 파라핀 또는 Ce 레진과 소량의 비즈 왁스(bees wax)로 조성된 베이스 플레이트 왁스(이 왁스는 소프트 타입의 왁스로 베이스 플레이트 왁스 타입 1 이라 하여, 조성 성분에 따라 타입 2, 타입 3이 더 있다)와, 왁스 패턴의 성형성, 주조성 등을 양호하게 하도록 조절하는 바세린 성분, 소나무 천연수지 등을 소정의 비율로 혼합하여 조성된 혼합 왁스가 최종 왁스 패턴 모델의 교합 패턴에 가까운 패턴을 형성하도록 구성되어 있다.

이러한 혼합 왁스는 낮은 온도에서 유동성과 주조성, 성형성이 좋은 재질로서 일반적인 용해 온도 범위가 60 내지 80℃ 이어야 하며, 상온에서 방치하여도 연화되지 않고 일정 강도를 유지해야 한다. 또한, 표면이 깨끗하고 평활한 표면을 가지는 주조물이 되어야 하고, 주형과 잘 분리될 수 있어야 하며, 주입 중 주조물을 변형시키거나 응력을 가하지 않아야 하며, 가급적 열팽창계수가 적은 것이 좋다.

도 5에 도시된 바와 같이 이렇게 완성된 왁스 패턴은 스프루(11, 12, 13)와 스프루 포머(14)에 가열한 왁스로 각각 접착시켜 납형(wax pattern)를 완성하였다. 이렇게 완성된 납형에는 진공 매몰(investing) 작업을 한다. 진공 매몰이란 매몰 주조에서 상기 납형을 매몰재(20) 속에 묻어 경화시키는 것으로, 이러한 매몰은 매몰재와 매몰재 경화제 혼합시 기포 발생을 방지하기 위해서 진공 상태(-76Hg)에서 실시된다. 매몰 상태에서 상온에서 일정시간 방치하면 매몰재가 경화된다.

상기와 같은 매몰 작업 후에는 원심주조방식으로 주조하는데, 이때 경화된 매몰재(20) 속의 왁스 패턴(21)과 스프루(11, 12, 13)를 제거하기 위하여 200℃ 내지 900℃의 온도로 가열한다. 이 때 왁스 패턴은 가스 상태로 제거된다. 그럴 경우, 납형과 동일한 형태의 내부 공간을 갖는 주형틀이 매몰재 속에 형성된다. 상기와 같이 완성된 주형틀에 원심주조법, 가압주입법 등의 방법으로 주조한다. 주조가 끝 난 후 매몰재를 상온에 방치하여 서서히 냉각한 후 링 프레스(ring press)를 이용하여 매몰재와 링을 분리하고, 보철물을 분리하기 위하여 샌드블라스트를 이용하여 매몰재를 제거한다. 보철물 스프루를 절단한 다음, 주조체 표면을 연마(polishing)하면 치과용 보철물이 완성된다.

종래의 기술에 따른 치과용 스프루는 도 5에 도시된 바와 같이, 왁스 스프루, 솔리드형 플라스틱재 스프루로서 진공 매몰작업의 재료로 사용되는 매몰재를 가열하여 만들어지는 주형틀(20)의 내부에서 부채형상으로 배치되어 있다. 또한, 이러한 스프루의 몸체부(11, 12, 13)들의 상부에는 반구 형상의 탕구 포머(14)가 배치되어 있고, 그 하부에는 왁스 패턴(21)이 배치되어 있다.

상기와 같이 배치된 몸체부(11, 12, 13)들은 주형틀(20)의 내부에 통상 파라핀 또는 왁스 재질로서 솔리드형 바형상으로 형성되어 있다. 또한, 이러한 몸체부(11, 12, 13)들은 보철의 주조상태를 양호하게 하기 위해서 상대적으로 긴 소정 길이를 갖게 형성되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 왁스 스프루(13)는 원래 의도한 실선 위치에서 매몰시 이동에 의해 점선 위치로 변화되어 있고, 왁스 스프루(12)는 긴 브릿지(long bridge) 제작시 브릿지가 휘어져 변형될 수 있음을 알 수 있다.

또한, 기존의 솔리드형 플라스틱재 스프루(11)는 왁스 패턴의 소환(burn out)시에 왁스의 용해 온도가 플라스틱의 용해 온도 보다 낮기 때문에 먼저 용해되고 플라스틱은 벌집형태로 표시한 바와 같이 잔존하여 먼저 용해된 왁스 가스가 배출되지 못하게 막혀, 왁스 가스가 매몰재의 표면으로 흡입되어 주조 후 매끄러운 주조체를 얻을 수 없도록 함을 알 수 있다. 또한 왁스 패턴과의 부착이 용이하지못하므로 정밀한 주조체를 얻기 어려움을 알 수 있다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로 플라스틱재로 중공형인 내주부와 일정 두께의 외주부를 갖는 몸체부로 이루어진 스프루를 형성함으로써 왁스 패턴 소환시 왁스 가스의 배출을 용이하게 하고, 주조 후에 매끄러운 주조체를 얻을 수 있으며, 또한 일정 두께의 외주부로 인해 왁스 패턴과의 부착 및 주조 후 탈착이 용이하고, 긴 브릿지(bridge) 제작시에도 왁스 패턴보다 플라스틱 중공형으로서 견고하게 견디며, 중공형 몸체부 또는 일체 형성된 압탕에 의해 주조시에 균일한 압력이 작용되는 스프루를 만들 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 치과 기공용 중공형 스프루를 설명한 단면도,

도 2a 및 도 2b는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 외주부에 압탕(reservoir)이 형성된 치과 기공용 중공형 스프루를 설명한 단면도,

도 3은 본 고안의 제 1 실시예, 제 2 실시예에 따른 스프루를 스프루 포머에 배치한 단면도,

도 4는 종래 기술에 따른 치과 보철물의 왁스 패턴의 사시도,

도 5는 종래 기술에 따른 왁스 스루프, 솔레노이드형 스루프의 문제점을 설명한 단면도.

이 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 치아를 제작하기 위한 치과 기공용 스프루에 있어서, 상기 스프루는 중공형 내주부(1)와 직경이 3.0 또는 3.5 또는 4.0 또는 5.0 mm 인 외주부(2)를 갖는 속이 빈 원통형 몸체부(3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 속이 빈 원통형 몸체부(3)는 주물의 진공 형상을 방지하기 위한 압탕(4)을 속이 빈 구형 볼 형상 또는 럭비 공 형상으로 일체 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압탕(4)은 상기 몸체부(3)의 하단부로부터 h=1.5 mm 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 몸체부(3)는 플락스틱재로 성형되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 치과 기공용 스프루의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 고안의 바람직한 제 1 실시예에 따른 치과 기공용 스프루는 플라스틱재로 성형하여 중공형 내주부(1)와 소정의 직경으로 구성되는 외주부(2)를 갖는 속이 빈 원통형 몸체부(3)로 구성되어 있다. 여기서, 외주부의 직경은 3.0, 3.5, 4.0, 5.0 mm 중 어느 하나임이 바람직하다. 이와 같이 구성된 스프루는 기존의 솔리드형 플라스틱재 스프루보다는 내주부가 중공형이기 때문에 먼저 용해된 왁스 패턴의 왁스 가스의 배출을 용이하게 하여 잔존하는 왁스 가스가 매몰재의 표면으로 흡입되지 않아서 주조 후 매끄러운 주조체를 얻을 수 있다. 또한 왁스 스루프보다 견고하고 긴 브릿지 제작시에도 휘지 않으며 또한 일정한 두께의 단면적을 갖는 외주면이 있어 부착이 용이하며 주조체 완성후 스루프 만의 절단도 그 단면적이 줄어서 훨씬 쉬우므로 정밀한 주조체를 얻을 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이 속이 빈 원통형 스루프를 형성하는 경우에는 크기가 작은 주물을 주조할 경우에는 문제점이 없으나, 크기가 큰 주물을 주조할 경우 고온의 용탕이 매립재의 공간부내에서 식는 과정에서 수축 현상(주물의 중앙 부위가 함몰되는 현상)이 발생되는 것을 방지하지 못하기 때문에, 도 2a 및 도 2b에 도시하는 바와 같이, 본 고안의 바람직한 제 2 실시예에 따른 치과 기공용 스프루는 상기 속이 빈 원통형 몸체부(3)에 압탕(4)을 속이 빈 구형 볼 형상 또는 럭비 공 형상으로 일체 형성하였다.

이렇게 형성된 압탕(4)은 스프루 포머 및 매립재의 공간부와 연통되어 용탕을 충분히 보충하여 수축 현상을 보상할 수 있다. 또한 압탕(4)은 용탕에 정압을 부여하여 용탕에 함유되어 있는 가스를 제거할 수 있도록 하는 것으로 특히 압탕을 구형 또는 타원체형으로 형성하여 가스의 제거를 확실하게 하고 사용한 후에는 압탕의 회쉬율을 향상시킬 수 있도록 스프루의 몸체에 일체 형성하였다. 가장 바람직한 실시예에 있어서, 압탕은 구형 또는 타원형으로 스루프의 몸체부(3', 3")의 하단부로부터 전체 높이에 있어서 1.5 mm 위치에 일체 성형함으로써 용탕 공급시 용탕에 함유되어 있는 가스를 확실하게 제거하고 냉각 및 응고에 따라 생기는 주물의 수축 현상을 확실히 방지할 수 있도록 하였다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 바람직한 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 스프루의 몸체부(3, 3' 3")의 하단부가 왁스 패턴(41)과 연통되고 그 상단부가 반구형 스프루 포머(31)에 연통되도록 배치한 후 가열된 왁스로 접착하여 납형을 완성하였다. 도 3에 있어서 h 는 1.5 mm가 바람직하다.

완성된 납형에는 종래 기술에서 설명한 바와 같은 진공 매몰(investing) 작업을 하고 매몰재를 매몰한 상태에서 상온에서 일정시간 방치하여 매몰재(30)를 경화시킨다. 이때 경화된 매몰재 속의 왁스 패턴(41)과 스프루(3, 3', 3")를 제거하기 위하여 200℃ 내지 900℃의 온도로 가열하면, 이 때 왁스 패턴(41)은 가스 상태로 제거되고 납형과 동일한 형태의 내부 공간을 갖는 주형틀이 매몰재(30) 속에 형성될 것이며, 상기와 같이 완성된 주형틀에 원심주조법, 가압주입법 등의 방법으로 주조한 후 매몰재를 상온에 방치하여 서서히 냉각한 후 링 프레스(ring press)를 이용하여 매몰재와 링을 분리하고, 보철물을 분리하기 위하여 샌드블라스트를 이용하여 매몰재를 제거하였다. 보철물 로부터 스프루를 전기톱 등으로 간단히 절단한 다음, 주조체 표면을 연마(polishing)하여 치과용 보철물을 완성하였다.

이상 상술한 바와 같이 본 고안은, 중공형 플라스틱 재 스루프 또는 압탕(reservoir)이 몸체부의 일정 높이에 형성되어 있는 치과 기공용 스프루에 관한 것으로, 솔레노이드 형상 또는 봉(bar)이나 깔떼기 형상과는 달리 작업 용도에 맞게 선택을 쉽게 할 수 있고 길이를 조절하여 제작할 수 있어 스프루 작업시 짧은 시간에 튼튼하게 부착시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 치과 기공용 스프루는 여러가지 크기로 제작할 수 있다는 다양성과, 번 아웃시 왁스 패턴이 쉽게 배출 되기 때문에 몰드내에 잔류 가스로 인하여 매몰재 표면이 거칠어 지는 현상을 방지할 수 있으며, 또한 중공형 플라스틱재 스루프로 인하여 왁스 패턴의 열적 팽창을 최소화한다.

또한 본 고안의 치과 기공용 스프루는 압탕이 부착되어 있어 주조시에 적절한 열구배 및 적절한 수축량을 보충해주는 작용을 하여 양호한 주조체를 제작할 수 있다.

이상에서 본 고안의 치과 기공용 스프루에 대힌 기술사상을 첨부도면과 함께서술하였지만 이는 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

1. 치과 기공용 스프루에 있어서,

   상기 스프루는 중공형 내주부(1)와 소정의 직경으로 이루어진 외주부(2)를 갖는 속이 빈 원통형 몸체부(3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 치과 기공용 스프루.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외주부(2)의 직경은 3.0, 3.5, 4.0, 5.0 mm 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치과 기공용 스프루.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 속이 빈 원통형 몸체부(3)는 주물의 진공 형상을 방지하기 위한 압탕(4)을 속이 빈 구형 볼 형상 또는 럭비 공 형상으로 일체 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 치과 기공용 스프루.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 압탕(4)은 상기 몸체부(3)의 하단부로부터 1.5 mm 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 치과 기공용 스프루.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체부(3)는 플락스틱재로 성형되는 것을 특징으로 하는 치과 기공용 스프루.