KR20150063326A - 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형에서 기포의 발생을 차단시켜주고, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 색상에 제한 없이 다양한 색상으로 제작가능하며, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 제작비용 또한 절감시켜주는 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 임신부를 단층촬영 했을 때의 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형(100)과; 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간(210)이 형성된 실측 임신부 외형 몰드(200)에 상기 태아 모형(100)이 내재되고, 그 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 모형(100)이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입 후 경화시킴으로써, 단층촬영 했을 때 임신부의 외관형상을 갖는 임신부 모형(300);으로 이루어진 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법{Pregnant women model with a fetus model and manufactured method thereof}
본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형에서 기포의 발생을 차단시켜주고, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 색상에 제한 없이 다양한 색상으로 제작가능하며, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 제작비용 또한 절감시켜주는 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 제 3차 산업혁명을 유발할 기술로 주목받는 분야는 3D 프린팅 기술이다. 3D 프린팅은 디지털 설계 도면과 3D 프린터만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품 생산이 가능하여, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통한 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다.
한편, 3D 프린팅 자체는 이미 1980 년대 말부터 생산현장에서 시제품 제작에 주로 이용되어 왔지만, 최근 소재 기술의 발달로 플라스틱 뿐만 아니라 유리, 금속으로까지 적용되면서 제작 범위가 다양해졌다.
수억 원대에 달했던 제품 가격이 수천만 원대로 하락하였으며 수백만 원대의 보급형 제품의 출시로 대중화가 눈앞에 있다. 개인의 요구가 다양화됨에 따라 기존의 표준화된 대량생산 공정으로는 생산하기 힘든 개인화된 제품들을 3D 프린터로 직접 제작할 수 있으며, 제조 산업에서는 제품 기획부터 시제품 구현까지의 시행착오가 획기적으로 단축될 수 있어서 앞으로 3D 프린터 시장은 점진적으로 증가할 것으로 예상된다.
일예로, 3D 사진의 출력이나 실제 촬영한 사진을 태아 모형(피규어)으로 제작해주는 서비스가 제안되고 있다.
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위의 이미지는 블로터앤미디어에서 2014년 01월 20일자에 작성된 인터넷 뉴스기사에 실린 것으로, 미국 업체 3D베이비스(www.3d-babies.com)가 3D 프린팅 기술로 임신부의 자궁 속 태아를 형상화해 조형물로 만들어 주는 상품의 이미지를 나타낸 것이다.
이처럼, 3D 프린팅 기술을 이용하면 임신부가 자신의 자궁에서 성장하고 있는 태아의 실제 외관과 동일한 형상의 외관으로 출력이 가능하기 때문에 그 효용성이 높다고 할 수 있겠다.
그런데 이러한, 3D 프린팅 기술이 적용된 3D 프린터는 하나의 모델을 제외한 대부분이 하나의 조형물 즉, 태아 하나만 조형물로 출력가능할 뿐 3D 데이터를 근거로 태아에 해당하는 태아 모형, 3D 데이터를 근거로 해당 태아를 임신한 실제 임신부의 외관형상에 해당하는 임신부 모형 및 3D 데이터를 근거로 상기 임신부 모형에 내재되는 상기 태아 모형의 공간위치까지 감안한 2 이상의 조형물이 존재하는 복합 조형물의 출력은 현재의 3D 프린팅 기술로는 구현이 불가능하다.
한편, 3D 데이터를 근거로 태아에 해당하는 태아 모형, 3D 데이터를 근거로 해당 태아를 임신한 실제 임신부의 외관형상에 해당하는 임신부 모형 및 3D 데이터를 근거로 상기 임신부 모형에 내재되는 상기 태아 모형의 공간위치까지 감안한 2 이상의 조형물이 존재하는 복합 조형물의 출력이 가능한 단 하나 가능한 3D 프린터는 조형물 출력방식이 Polyjet방식으로 2001년 이스라엘의 Objet사(현재 미국의 Stratasys에 합병)가 개발한 Polymer기술을 기반으로 2006년 "Object Eden500V" 제품을 출시하며 처음으로 채택된 기술이다.
PolyJet 방식은 광경화성수지 등의 재료를 프린터헤드의 미세노즐로 분사한 후, 바로 자외선을 투사하여 한층씩 경화하는 과정을 반복하여 복합 조형물을 제작하는 방식이다.
즉, 3D 데이터를 근거로 임신부 모형의 출력을 위한 재료를 분사하는 제 1 미세노즐과, 3D 데이터를 근거로 태아 모형의 출력을 위한 재료를 분사하는 제 2 미세노즐이 구비되고, 그 구비되는 제 1 미세노즐 및 제 2 미세노즐을 X-Y-Z축의 공간좌표로 이동가능하게 제어하는 이동수단을 통해 임신부의 체형 내에 태아가 실제 위치했던 공간위치까지 적용된 복합조형물이 출력됨으로써, 고객의 상품만족도를 극대화시켜주는 이점을 제공하고 있다.
그러나 이와 같은 이점에도 불구하고, 3D 프린팅 기술을 기반으로 하는 종래의 임신부의 체형 내에 태아가 위치되게 출력되는 복합조형물은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 3D 프린팅 기술을 기반으로 하는 종래의 임신부의 체형 내에 태아가 위치되는 복합조형물의 출력 시 일체로 출력형성된 태아 모형 및 임신부 모형에서 기포가 발생하기 때문에 상품성이 반감되는 문제점이 있다. 이는, 3D 프린팅 기술을 통한 모형의 출력방식의 경우 광경화성수지 등의 재료를 프린터헤드의 미세노즐로 분사한 후, 바로 자외선을 투사하여 한층씩 경화하는 과정의 반복이기 때문에 적층되는 재료 사이마다 공기가 함유되기 때문이다.
또한, 3D 프린팅 기술을 기반으로 하는 종래의 임신부의 체형 내에 태아가 위치되게 출력되는 복합조형물은 색상에 제한을 받는 문제점이 있다.
즉, 복합조형물을 출력하는 3D 프린터의 경우 2개의 미세노즐에 연통되는 것으로, 조형물을 만들기 위한 재료가 수용되는 재료수용함 또한 2개만 탑재되어진다. 이 때문에, 태아 모형 및 임신부 모형도 각각 하나의 색상 씩, 2가지의 색상으로만 표현가능하다.
특히, 복합조형물을 출력하는 3D 프린터의 경우 매우 고가의 가격이기 때문에 복합조형물의 제조단가 또한 상승되는 폐단도 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 특허청 특허출원공보 제10-2013-0012097호 특허문헌 2 : 대한민국 특허청 특허등록공보 제10-1451794호
비특허 문헌 1 : http://www.bloter.net/archives/178171(인터넷 뉴스기사) 비특허 문헌 2 : http://m.blog.naver.com/makerspark/220249637392(개인 블로그)
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형에서 기포의 발생을 차단시켜주는 수단을 통해 제작된 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 색상에 제한 없이 다양한 색상으로 제작가능하게 구현된 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 제작비용이 절감된 태아 내재형 임신부 모형 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형은, 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 임신부를 단층촬영 했을 때의 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형과; 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간이 형성된 실측 임신부 외형 몰드에 상기 태아 모형이 내재되고, 그 임신부 외형 성형공간에 상기 태아 모형이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드에 용융 성형재를 주입 후 경화시킴으로써, 단층촬영 했을 때 임신부의 외관형상을 갖는 임신부 모형;으로 이루어진다.
상기 태아 모형에는 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로, 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내하는 태아 공간위치 안내부재;를 포함한다.
임신부의 단층촬영은, 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지들로 이루어지고, 상기 수직단층 촬영이미지에는 상단을 구분 짓는 상측구획, 하단을 구분 짓는 하측구획, 수직의 좌단을 구분 짓는 좌수직측 구획 및 수직의 우단을 구분 짓는 우수직측 구획을 갖으며, 상기 태아 공간위치 안내부재는, 상기 태아 모형이 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력 시 일체로 출력된 것으로, 상기 수평단층 촬영이미지들 중 최하단에 해당하는 임신부 체형의 평면의 외관 형상에 대응되는 형상을 갖는 태아 평면 위치 안내판과; 상기 태아 평면 위치 안내판에 상기 태아 모형이 고정되게 하는 지지대;로 이루어진다.
상기 수직단층 촬영이미지에는 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 수직 높이를 알 수 있게 하기 위한 기준 좌표인 기준 수직좌표가 설정되고, 상기 하측구획에서부터 상기 기준 수직좌표 까지의 높이는 기준 높이이며, 상기 수직단층 촬영이미지에 촬영된 태아 신장의 최하단에 해당하는 수직좌표는 태아 최하단 측정 좌표로 설정되고, 상기 기준 수직좌표에서 상기 태아 최하단 측정 좌표 까지의 높이는 태아 측정 높이이며, 상기 기준 높이에서 상기 태아 측정 높이를 뺀 차에 해당 하는 태아 수직 실측 높이는 상기 태아 평면 위치 안내판에서 부터 상기 지지대 까지의 태아 수직 위치 높이와 같다.
상기 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드는 진공펌핑장치에 내재되어 진공공정을 수행하여, 상기 용융 성형재에서 발생되는 기포가 제거되게 안내한다.
상기 임신부 모형에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판은 절단장치를 통해 절단되어진다.
이와 같은, 구성을 이용하여 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 단계는, 단층찰영장치를 이용하여 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지들을 촬영하고, 그 단층촬영된 수직단층 촬영이미지들 및 수평단층 촬영이미지들을 참조하여 임신부의 3D 데이터를 생성하는 단계와; 3D 프린터에서, 상기 생성된 임신부의 3D 데이터를 입력받고, 그 입력된 임신부의 3D 데이터를 토대로 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형 및 태아 공간위치 안내부재를 일체로 출력하고, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간이 형성된 실측 임신부 외형 몰드를 출력하는 단계와; 상기 실측 임신부 외형 몰드의 임신부 외형 성형공간에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드에 용융 성형재를 주입 후 진공공정을 수행하는 단계와; 상기 진공공정 수행 후 경화되어 형성된 임신부 모형을 상기 실측 임신부 외형 몰드에서 추출하는 단계;로 이루어진다.
상기 실측 임신부 외형 몰드의 임신부 외형 성형공간에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드에 용융 성형재를 주입 후 진공공정을 수행하는 단계는, 상기 태아 공간위치 안내부재를 이루는 지지대가 용융 성형재의 중량에 따른 압력으로 변형되지 않도록, 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드의 임신부 외형 성형공간으로 용융 성형재 주입장치를 이용하여 일부의 용융 성형재를 주입하는 단계와; 상기 임신부 외형 성형공간으로 일부의 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드를 진공펌핑장치에 내재시켜 1차 진공공정을 수행하여, 상기 일부 주입된 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거하는 단계와; 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드의 임신부 외형 성형공간으로 용융 성형재 주입장치를 이용하여 나머지 용융 성형재를 주입하는 단계와; 상기 임신부 외형 성형공간으로 나머지 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드를 진공펌핑장치에 내재시켜 2차 진공공정을 수행하여, 상기 주입된 나머지 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거하는 단계;로 세분화되어진다.
상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드의 임신부 외형 성형공간으로 용융 성형재 주입장치를 이용하여 나머지 용융 성형재를 주입하는 단계에 있어서, 상기 나머지 용융 성형재에는 경화지연제가 함유되어진다.
상기 진공공정 수행 후 경화되어 형성된 임신부 모형을 상기 실측 임신부 외형 몰드에서 추출하는 단계 이후, 상기 추출된 임신부 모형에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판을 절단장치를 이용하여 절단하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형에서 기포의 발생을 차단시켜주는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 색상에 제한 없이 다양한 색상으로 제작가능한 효과도 있다.
또한, 본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 제작비용을 절감시켜주는 효과도 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 일련의 과정들을 시계열적으로 표현한 개념도,
도 4는 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 일련의 과정 중 단층찰영장치를 이용하여 촬영한 수직단층 촬영이미지를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 일련의 과정 중 단층찰영장치를 이용하여 촬영한 수평단층 촬영이미지를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 일련의 과정 중 3D 프린터를 이용하여 출력된 태아 모형을 나타낸 측면도,
도 7은 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 일련의 과정 중 몰딩작업을 통해 제작된 임신부 모형에서 태아 평면 위치 안내판이 절단되는 것을 표현한 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하기 위해서는 단층촬영장치(10), 3D 프린터(20), 용융 성형재 주입장치(30), 진공펌핑장치(40), 연마장치(50), 절단장치(60), 코팅장치(70) 및 초음파 세척장치(80) 등이 필요하다.
먼저, 단층촬영장치(10)는 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지(400)들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지(500)들을 촬영하고, 그 단층촬영된 수직단층 촬영이미지(400)들 및 수평단층 촬영이미지(500)들을 참조하여 임신부의 3D 데이터를 생성하는 부재이다.
여기서, 수직단층 촬영이미지(400)에는 상단을 구분 짓는 상측구획(410), 하단을 구분 짓는 하측구획(420), 수직의 좌단을 구분 짓는 좌수직측 구획(430) 및 수직의 우단을 구분 짓는 우수직측 구획(440)으로 이루어진 박스 안에 임신부 체형 및 태아의 이미지가 촬영되어진다.
수평단층 촬영이미지(500)에도 동일하게 박스 안에 임신부 체형 및 태아의 이미지가 촬영되어진다.
이와 같은, 기능을 수행하는 단층촬영장치(10)는 컴퓨터단층촬영(Computed Tomography)장치가 사용될 수 있는데, 컴퓨터단층촬영장치는 통상적으로 CT촬영장치라고 한다. 여기서, 컴퓨터단층촬영장치는 물체의 내부 구조를 여러 방향에서 찍은 투영을 토대로 계산하여 재구성하는 장치이다. 이러한 컴퓨터단층촬영장치는 X선의 투과를 이용한 X선 CT촬영장치, RI, 양전자 방출을 이용한 방사형 CT촬영장치, 핵자기 공명을 응용한 NMRT CT촬영장치, 중입자선 CT촬영장치 및 초음파 CR촬영장치 등으로 구분되어진다.
상기 3D 프린터(20)는 단층촬영장치(10)로부터 임신부의 3D 데이터를 입력받고, 그 입력된 임신부의 3D 데이터를 토대로 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형(100) 및 태아 공간위치 안내부재를 일체로 출력하고, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간(210)이 형성된 실측 임신부 외형 몰드(200)를 3D로 출력하는 부재이다.
이처럼, 태아 모형(100)은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것이고 이와 마찬가지로 임신부 모형(300)의 외관형상 또한 단층촬영 했을 때 임신부의 외관형상을 갖기 때문에, 임신부를 단층촬영 했을 때의 태아의 외관형상을 갖음으로서, 소비자인 부모가 구매욕구를 향상시키는 요인으로 작용할 수 있다.
더욱이, 태아 모형(100)에는 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로, 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내하는 태아 공간위치 안내부재가 일체로 구비되어 출력되어진다.
여기서, 태아 공간위치 안내부재는 태아 모형(100)이 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내시켜 주는 부재이다.
이와 같은, 기능을 수행하기 위한 태아 공간위치 안내부재는 태아 모형(100)이 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력 시 일체로 출력된 것으로, 수평단층 촬영이미지(500)들 중 최하단에 해당하는 임신부 체형의 평면의 외관 형상에 대응되는 형상을 갖는 태아 평면 위치 안내판(110) 및 태아 평면 위치 안내판(110)에 태아 모형(100)이 고정되게 하는 지지대(120)로 이루어진다.
한편, 수직단층 촬영이미지(400)에는 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 수직 높이를 알 수 있게 하기 위한 기준 좌표인 기준 수직좌표(Z1)가 설정되고, 하측구획(420)에서부터 기준 수직좌표(Z1) 까지의 높이는 기준 높이(R)이며, 수직단층 촬영이미지(400)에 촬영된 태아 신장의 최하단에 해당하는 수직좌표는 태아 최하단 측정 좌표(Z2)로 설정되고, 기준 수직좌표(Z1)에서 상기 태아 최하단 측정 좌표(Z2) 까지의 높이는 태아 측정 높이(M)이며, 기준 높이(R)에서 상기 태아 측정 높이(M)를 뺀 차에 해당 하는 태아 수직 실측 높이(L2)는 상기 태아 평면 위치 안내판(110)에서 부터 지지대(120) 까지의 태아 수직 위치 높이(L1)와 같도록 프로그래밍화 되어진다.
이를 통해, 임신부 모형(300) 내에 지지대(120) 및 태아 평면 위치 안내판(110)의 길이인 태아 수직 위치 높이(L1)로 태아 모형(100)이 위치되기 때문에 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 곳을 가로 및 세로의 평면좌표와 더불어 수직좌표까지 포함하는 공간좌표로 정확하게 안내하여 성형될 수 있게 제공하여 준다.
상기 용융 성형재 주입장치(30)는 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입하여주는 부재이다.
이때, 용융 성형재로는 투명 크리스탈, 레진, 실리콘, 폴리우레탄, 에폭시 및 왁스 등 다양한 성형재료를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 색상 또한 무색 투명 및 청색, 분홍색, 하늘색 등 다양한 색상의 분말을 혼합 성형하여 사용함으로써, 성형재료의 색상에 제한을 받지 않고 사용가능하다.
상기 진공펌핑장치(40)는 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재가 주입된 실측 임신부 외형 몰드(200)를 내재한 상태에서, 실측 임신부 외형 몰드(200)에 주입된 용융 성형재로부터 공기를 뽑아 진공 상태로 만듬으로써, 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거해 주는 부재이다.
이러한 기능을 수행하는 진공펌핑장치(40)로 건식펌프를 이용할 수 있다.
이를 통해, 몰딩성형된 임신부 모형(300)에는 태아 공간위치 안내부재로 인해 태아 모형(100)이 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내되어지되, 임신부 모형(300)의 경우 앞에서 설명한 것처럼 몰딩작업을 통해 성형되기 때문에 제작비용 또한 획기적으로 절감시켜준다.
또한, 본 발명은 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 제작된 태아 모형이 내재되는 임신부 모형의 제작비용을 절감시켜주는 효과도 있다.
상기 연마장치(50)는 경화된 임신부 모형(300)을 연마하여 주는 부재로서, 샌드페이퍼를 이용하여 하도, 중도 및 상도를 거치는 연마과정을 수행한다.
상기 절단장치(60)는 추출된 임신부 모형(300)에 결합된 태아 평면 위치 안내판(110)을 절단시켜 주는 부재이다.
상기 코팅장치(70)는 임신부 모형(300)에 흠집 방지 및 내부 투명도 향상을 위해 코팅장치(70)를 이용하여 폴리 우레탄을 코팅하는 부재로서, 총 3차례에 걸쳐 폴리 우레탄을 도포하고, 경화시키는 과정을 반복한다.
상기 초음파 세척장치(80)는 임신부 모형(300)의 표면에 안착된 이물질 및 먼지를 초음파 세척하여 제거하는 부재이다.
이와 같은, 구성을 이용하여 본 발명의 태아 내재형 임신부 모형을 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단층촬영장치(10)를 이용하여 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지(400)들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지(500)들을 촬영하고, 그 단층촬영된 수직단층 촬영이미지(400)들 및 수평단층 촬영이미지(500)들을 참조하여 임신부의 3D 데이터를 생성(S10)한다.
이후, 3D 프린터(20)는 단층촬영장치(10)로부터, 임신부의 3D 데이터를 입력받고, 그 입력된 임신부의 3D 데이터를 토대로 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형(100) 및 태아 공간위치 안내부재를 일체로 출력하고, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간(210)이 형성된 실측 임신부 외형 몰드(200)를 출력(S20)한다.
이후, 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입 후 진공공정을 수행(S30)수행하는데 그 세부공정은 다음과 같다.
첫 번째로, 태아 공간위치 안내부재를 이루는 지지대(120)가 용융 성형재의 중량에 따른 압력으로 변형되지 않도록, 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)이 내재된 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재 주입장치(30)를 이용하여 일부의 용융 성형재를 주입(S31)한다.
여기서, 용융 성형재의 양은 후술되는 임신부 모형(300)을 몰딩하는데 소요되는 양의 1/3 정도로서, 태아 모형(100)의 머리 부분 정도가 잠길 정도이다. 이를 통해, 태아 모형은 경화되는 일부의 용융 성형재로 인해 지지대(120)의 변형이 발생하지 않으면서도 태아 모형(100)이 이동되지 않고 견고하게 고정될 수 있게 제공한다.
이후, 임신부 외형 성형공간(210)으로 일부의 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)를 진공펌핑장치(40)에 내재시켜 1차 진공공정을 수행하여 일부 주입된 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거(S32)한다. 이때, 수용된 일부의 용융 성형재의 경화도 동시에 진행된다.
이후, 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)이 내재된 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재 주입장치(30)를 이용하여 나머지 용융 성형재를 주입(S33)하는데 이때, 주입되는 용융 성형재에는 경화지연제가 함유되어 있어, 이전에 주입되어 경화된 일부의 용융 성형재 간에 층이 발생되는 것을 차단하여 준다.
이러한 기능을 수행하는 경화지연제에는 리타터 마일드를 이용할 수 있다.
이후, 나머지 용융 성형재가 주입된 실측 임신부 외형 몰드(200)를 진공펌핑장치에 내재시켜 2차 진공공정을 수행하여, 주입된 나머지 용융 성형재에서 발생되는 기포도 제거(S34)한다.
이후, 진공공정 수행 후 경화되어 형성된 임신부 모형(300)을 실측 임신부 외형 몰드(200)에서 추출(S40)한 후 샌드 페이퍼를 이용하여 임신부 모형(300)을 연마(S50)한다.
이후, 연마된 임신부 모형(300)은 절단장치(60)를 이용하여 임신부 모형(300)에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판(110)을 절단(S60)한다.
이후, 태아 평면 위치 안내판(110)이 절단된 임신부 모형(300)은 코팅장치(70)를 이용하여 폴리 우레탄을 코팅(S70)하고 경화하는 과정을 3차례에 걸쳐 반복수행한다. 이를 통해, 임신부 모형(300)에 야기될 수 있는 흠집의 발생이 최소화되도록 하여 주고, 내부 투명도 또한, 향상시켜 준다.
이후, 임신부 모형(300)은 초음파 세척장치(80)에 투입되어 초음파 세척(S80)되어짐으로써, 임신부 모형(300)의 표면에 안착된 이물질 및 먼지를 제거한다.
10 : 단층촬영장치 20 : 3D 프린터
30 : 용융 성형재 주입장치 40 : 진공펌핑장치
50 : 연마장치 60 : 절단장치
70 : 코팅장치 80 : 초음파 세척장치
100 : 태아 모형 200 : 실측 임신부 외형 몰드
210 : 임신부 외형 성형공간 300 : 임신부 모형
400 : 수직단층 촬영이미지 410 : 상측구획
420 : 하측구획 430 : 좌수직측 구획
440 : 우수직측 구획 500 : 수평단층 촬영이미지

Claims (16)

  1. 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 임신부를 단층촬영 했을 때의 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형(100)과;
    임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력된 것으로, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간(210)이 형성된 실측 임신부 외형 몰드(200)에 상기 태아 모형(100)이 내재되고, 그 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 모형(100)이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입 후 경화시킴으로써, 단층촬영 했을 때 임신부의 외관형상을 갖는 임신부 모형(300);으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태아 모형(100)에는 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로, 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내하는 태아 공간위치 안내부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  3. 제2항에 있어서,
    임신부의 단층촬영은, 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지(400)들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지(500)들로 이루어지고,
    상기 수직단층 촬영이미지(400)에는 상단을 구분 짓는 상측구획(410), 하단을 구분 짓는 하측구획(420), 수직의 좌단을 구분 짓는 좌수직측 구획(430) 및 수직의 우단을 구분 짓는 우수직측 구획(440)을 갖으며,
    상기 태아 공간위치 안내부재는, 상기 태아 모형(100)이 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력 시 일체로 출력된 것으로, 상기 수평단층 촬영이미지(500)들 중 최하단에 해당하는 임신부 체형의 평면의 외관 형상에 대응되는 형상을 갖는 태아 평면 위치 안내판(110)과; 상기 태아 평면 위치 안내판(110)에 상기 태아 모형(100)이 고정되게 하는 지지대(120);로 이루어진 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수직단층 촬영이미지(400)에는 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 수직 높이를 알 수 있게 하기 위한 기준 좌표인 기준 수직좌표(Z1)가 설정되고, 상기 하측구획(420)에서부터 상기 기준 수직좌표(Z1) 까지의 높이는 기준 높이(R)이며, 상기 수직단층 촬영이미지(400)에 촬영된 태아 신장의 최하단에 해당하는 수직좌표는 태아 최하단 측정 좌표(Z2)로 설정되고, 상기 기준 수직좌표(Z1)에서 상기 태아 최하단 측정 좌표(Z2) 까지의 높이는 태아 측정 높이(M)이며,
    상기 기준 높이(R)에서 상기 태아 측정 높이(M)를 뺀 차에 해당 하는 태아 수직 실측 높이(L2)는 상기 태아 평면 위치 안내판(110)에서 부터 상기 지지대(120) 까지의 태아 수직 위치 높이(L1)와 같은 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)는 진공펌핑장치(40)에 내재되어 진공공정을 수행하여, 상기 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 임신부 모형(300)에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판(110)은 절단장치(60)를 통해 절단되는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형.
  7. 단층촬영장치(10)를 이용하여 임신부의 체형을 기설정된 수직 간격마다 촬영되는 수직단층 촬영이미지(400)들 및 임신부의 체형을 기설정된 수평 간격마다 촬영하는 수평단층 촬영이미지(500)들을 촬영하고, 그 단층촬영된 수직단층 촬영이미지(400)들 및 수평단층 촬영이미지(500)들을 참조하여 임신부의 3D 데이터를 생성하는 단계(S10)와;
    3D 프린터(20)에서, 상기 생성된 임신부의 3D 데이터를 입력받고, 그 입력된 임신부의 3D 데이터를 토대로 태아의 외관형상을 갖는 태아 모형(100) 및 태아 공간위치 안내부재를 일체로 출력하고, 내부에 형성된 성형공간이 임신부를 단층촬영 했을 때의 외관 형상에 대응하는 임신부 외형 성형공간(210)이 형성된 실측 임신부 외형 몰드(200)를 출력하는 단계(S20)와;
    상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입 후 진공공정을 수행하는 단계(S30)와;
    상기 진공공정 수행 후 경화되어 형성된 임신부 모형(300)을 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에서 추출하는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 태아 공간위치 안내부재는 임신부를 단층촬영 했을 때 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 공간좌표 상에 놓여지게 안내하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 태아 공간위치 안내부재는, 상기 태아 모형(100)이 임신부를 단층촬영하여 획득한 3D 데이터를 토대로 출력 시 일체로 출력된 것으로, 상기 수평단층 촬영이미지(500)들 중 최하단에 해당하는 임신부 체형의 평면의 외관 형상에 대응되는 형상을 갖는 태아 평면 위치 안내판(110)과; 상기 태아 평면 위치 안내판(110)에 상기 태아 모형(100)이 고정되게 하는 지지대(120);로 이루어진 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수직단층 촬영이미지(400)에는 상단을 구분 짓는 상측구획(410), 하단을 구분 짓는 하측구획(420), 수직의 좌단을 구분 짓는 좌수직측 구획(430) 및 수직의 우단을 구분 짓는 우수직측 구획(440)을 갖고,
    상기 수직단층 촬영이미지(400)에는 태아가 임신부의 체형 내에 위치하는 수직 높이를 알 수 있게 하기 위한 기준 좌표인 기준 수직좌표(Z1)가 설정되고, 상기 하측구획(420)에서부터 상기 기준 수직좌표(Z1) 까지의 높이는 기준 높이(R)이며, 상기 수직단층 촬영이미지(400)에 촬영된 태아 신장의 최하단에 해당하는 수직좌표는 태아 최하단 측정 좌표(Z2)로 설정되고, 상기 기준 수직좌표(Z1)에서 상기 태아 최하단 측정 좌표(Z2) 까지의 높이는 태아 측정 높이(M)이며,
    상기 기준 높이(R)에서 상기 태아 측정 높이(M)를 뺀 차에 해당 하는 태아 수직 실측 높이(L2)는 상기 태아 평면 위치 안내판(110)에서 부터 상기 지지대(120) 까지의 태아 수직 위치 높이(L1)와 같은 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)에 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)을 내재한 후 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에 용융 성형재를 주입 후 진공공정을 수행하는 단계(S30)는,
    상기 태아 공간위치 안내부재를 이루는 지지대(120)가 용융 성형재의 중량에 따른 압력으로 변형되지 않도록, 상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재 주입장치(30)를 이용하여 일부의 용융 성형재를 주입하는 단계(S31)와;
    상기 임신부 외형 성형공간(210)으로 일부의 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)를 진공펌핑장치에 내재시켜 1차 진공공정을 수행하여, 상기 일부 주입된 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거하는 단계(S32)와;
    상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재 주입장치(30)를 이용하여 나머지 용융 성형재를 주입하는 단계(S33)와;
    상기 임신부 외형 성형공간(210)으로 나머지 용융 성형재가 주입된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)를 진공펌핑장치에 내재시켜 2차 진공공정을 수행하여, 상기 주입된 나머지 용융 성형재에서 발생되는 기포를 제거하는 단계(S34);로 이루어진 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 태아 공간위치 안내부재가 연결된 태아 모형(100)이 내재된 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)의 임신부 외형 성형공간(210)으로 용융 성형재 주입장치(30)를 이용하여 나머지 용융 성형재를 주입하는 S33단계에 있어서,
    상기 나머지 용융 성형재에는 경화지연제가 함유되어지는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 진공공정 수행 후 경화되어 형성된 임신부 모형(300)을 상기 실측 임신부 외형 몰드(200)에서 추출하는 S40단계 이후,
    상기 추출된 임신부 모형(300)에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판(110)을 절단장치(60)를 이용하여 절단하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 추출된 임신부 모형(300)에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판(110)을 절단장치(60)를 이용하여 절단하는 S60단계의 전처리 단계로서,
    상기 추출된 임신부 모형(300)을 연마하는 단계(S50);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 추출된 임신부 모형(300)에 결합된 상기 태아 평면 위치 안내판(110)을 절단장치(60)를 이용하여 절단하는 S60단계 이후,
    상기 태아 평면 위치 안내판(110)이 절단된 임신부 모형(300)에 흠집 방지 및 내부 투명도 향상을 위해 코팅장치(70)를 이용하여 폴리 우레탄을 코팅하는 단계(S70);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 태아 평면 위치 안내판(110)이 절단된 임신부 모형(300)에 흠집 방지 및 내부 투명도 향상을 위해 코팅장치(70)를 이용하여 폴리 우레탄을 코팅하는 S70단계 이후,
    상기 폴리 우레탄이 코팅된 임신부 모형(300)의 표면에 안착된 이물질 및 먼지를 초음파 세척장치(80)를 이용하여 제거하는 단계(S80);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태아 내재형 임신부 모형 제조방법.
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