KR20200120663A - 빔 안내 그리드의 제조 공정 및 이 방법을 이용하여 제조된 빔 안내 그리드 - Google Patents

빔 안내 그리드의 제조 공정 및 이 방법을 이용하여 제조된 빔 안내 그리드 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 방사선-흡수 금속 분말 및 바인더, 특히 텅스텐 분말 및 바인더로부터 통로(40)와 그들을 둘러싸는 벽 영역의 그리드를 구비한 몰딩을 포함하는 빔 안내 그리드(4)를 제조하기 위한 공정에 관한 것이다. 몰딩은 사출 성형에 의해 제조되고, 균질화된 혼합물은 유동성 준비 사출 조성물로서, 사출 성형기를 사용하여, 상기 몰딩을 제조하는 성형 도구(7) 내로 주입되며, 성형 화합물에 충진되기 전에 가동 몰드 코어(72)가 도입된다는 점에서 유리한 제조가 달성된다.

Description

빔 안내 그리드의 제조 공정 및 이 방법을 이용하여 제조된 빔 안내 그리드
본 발명은, 방사선-흡수 금속 분말( radiation-absorbing metal powders) 및 바인더(binders), 특히 텅스텐 분말(tungsten powder) 및 바인더의 혼합물로 제조된, 통로들(passageways) 및 이들을 둘러싸는 벽 영역(wall regions)으로 이루어진 그리드(grid)가 제공된 몰딩(molding)으로부터 제조된 빔 안내 그리드 제조 공정(process for producing a beam guiding grid), 및 이 방법을 이용하여 제조된 빔 안내 그리드(beam guiding grid produced using this method)에 관한 것이다.
산란 방지 그리드(anti-scatter grids) 또는 콜리메이터(collimators)로 공지된, 이러한 유형의 빔 안내 그리드는, 조사할 대상의 이미징(imaging)에서 1 차 이미징 광선에 중첩되는 간섭 산란 방사선(interfering scattered radiation)을 최대한 흡수하고, 후속 검출기 장치(subsequent detector arrangement)에서 가능한 가장 간섭없는 이미징(the most interference-free imaging)을 달성하고, 그리고 가장 정확하게 판독 가능한 이미지를 획득하기 위해, 예컨대, 컴퓨터 단층 촬영 시스템(computed tomography systems)에서 특히 X-선(X-ray) 또는 감마-선(gamma-ray) 진단을 위해 사용된다. 이러한 유형의 도광 그리드(light guiding grids)는 예컨대 두께 범위가 100μm이고 개구부 폭이 대략 1mm 이하인 얇은 벽 영역(thin wall areas)으로 둘러싸인 통로를 가지며, 그 중심 통로 축(central passage axes)은 방사선 원(radiation source)이 배치된 상호 초점(mutual focal point)을 향한다. 이는 서로에 대한 개별 통로 채널(individual passage channels)의 경사진 배향(oblique orientation)을 초래하며, 이러한 빔 안내 그리드를 제조하는 데 문제를 야기한다. 벽 영역은 가능한 한 흡수성이 있는 재료로 만들어지며, 예를 들어 텅스텐 또는 X-선 또는 감마선에 대해 유사한 흡수 용량을 가진 금속을 포함한다.
빔 안내 그리드를 제조하기 위한, 처음에 언급된 유형의 공정은 EP 1 298 678 A2에서 제시된다. 이러한 공지된 공정에서, 통로 채널 또는 불투과성 벽 영역에 대응하는 베이스 몸체(base body)는, 방사선의 작용을 통해, 구조물 재료의 층상 고형화(layered solidification)에 의해 쾌속 프로토타이핑 기술(rapid prototyping technique)을 사용하여 구축되고, 빔 안내 그리드 또는 산란 방지 그리드 또는 콜리메이터는 이러한 베이스 몸체에서 제조된다. 예컨대, 산란된 방사선을 흡수하기 위한 재료는, 액체 상태에서, 베이스 몸체의 틈새(interstices)에 충전되고 냉각에 의해 응고된다. 그리고 베이스 몸체의 재료를 제거함으로써, 흡수 재료의 틀(framework)만이 빔 안내 그리드로 남는다. 다른 접근법에서, 베이스 몸체는 예컨대 니켈을 충전하거나 주조함으로써 음각 몰드(negative mold)로 형성되고, 그리고 빔 안내 그리드가 전술한 방식으로 이러한 음각 몰드로부터 제조될 수 있다. 이러한 예들은 빔 안내 그리드를 제조하는데 높은 비용이 필요함을 보여준다.
US 6 470 072 B1에서는, 플렉시블하게 제조하는 것에 의해 다양한 초점 거리(focal lengths)로 조정 가능한 빔 안내 그리드가 준비되는 것을 제안한다. 제조를 위해 사출 성형(injection molding)이 제안되고, 분말 텅스텐과 열가소송플라스틱 재료(thermoplastic material)의 혼합물이 언급된다. 제조의 세부사항, 특히 앞서 언급한 어려움을 극복하기 위한 방법에 대한 구체적인 정보는 제공되지 않는다.
JP 2003-251 658 A는 사출 성형에 의한 미세-기공(fine-pore) 도광 그리드(light guiding grids)의 제조를 보여주며, 평행 핀(parallel pins) 그룹에 의해 관통되는 가동 부분 몰드(movable partial molds)를 가지는 몰드가 사용된다. 그러나 초점 조정 그리드(focusing grid)는 이러한 장치로 획득될 수 없다.
US 2012/0085942 A1에는 텅스텐 분말로 만들어진 부분 몸체가 소결(sintering)에 의해 제조되고 콜리메이터를 만들기 위해 조립되는 제조 공정 또는 콜리메이터가 개시된다.
US 2010/0276829 A1에는, 특히, 몰드에서 예컨대 텅스텐 분말과 같은 80 wt.-% 내지 98 wt.-% 분말 재료와, 몰드의 바인더를 포함하는 성형 조성물(molding composition)를 성형함으로써 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지는 빔 안내 가이드를 제조하는 것이 설명된다.
DE 10 2011 050 963 A1은, 채널을 가지는 기판이 준비된 이후에 X-선을 흡수하지 않는 재료로 측벽을 코팅하고 그 위에 X-선을 흡수하는 재료로 코팅되는, 산란 방지 X-선 그리드(anti-scatter X-ray grid)를 제조하기 위한 공정을 보여준다. 추가적인 세부사항 없이 나열한 기판 제조 공정은 사출 성형(injection molding), 레이저 가공(lasing), 기계 가공(mechanical working), 플라즈마 에칭(plasma etching) 등이며, 또한, X-선 비 흡수성인 기판 재료로서, 열가소송플라스틱, PEEK, 흑연, 알루미늄 및 이들의 조합을 언급한다. 채널의 축방향 정렬은 소스로부터 발진된 X-선 콘(cone)에 대응될 수 있다.
US 2013/0193329 A1은 중성자 신틸레이터와 바인더로 이루어진 중성자 신틸레이터 조성물(neutron scintillator composition)를 보여준다. US 5 034 157에는, PEEK 수지와 같은 폴리에테르 케톤 매트릭스 물질(polyether ketone matrix material)을 포함하는 사출 성형에 적합한 혼합물이 개시된다.
US 7 839 981 B2에는 다양한 재료로 만들어진 빔 안내 그리드와, 대응하는 제조 공정이 나타난다.
본 발명은, 특히 많은 수의 부분들을 가능한 한 경제적으로 제조할 수 있는 전술한 유형의 빔 안내 그리드를 제조하기 위한 공정을 특정하는 문제를 해결한다. 또한, 이와 같이 경제적으로 제조된 빔 안내 그리드 및 그 용도가 제공되어야 한다.
이러한 문제는 청구항 1에 명시된 절차에 의해 공정의 측면에서 해결될 것이다. 빔 안내 그리드의 경우, 문제는 청구항 8에 명시된 특징으로 해결될 것이다. 시스템 및 그 응용분야에 관련하여, 문제는 각각의 청구항 12 및 13의 특징으로 해결될 것이다.
따라서, 공정에 따르면, 메인 청구항의 특징과 관련하여, 성형 바디(molded body)는 사출 성형에 의해 제조되며, 균질화된 혼합물(homogenized mixture)은, 유동가능한 형태(flowable form)로 준비된 사출 물질(injection mass)로서 성형 바디를 제조하는 성형 도구 내로 채워지며, 사출 물질을 도입하기 전에 가동할 수 있는 몰드 코어가 성형 바디 내로 도입된다.
적절하게 설계된 몰드를 사용하여, 사출 성형의 영역 내에서 압축 사출 성형 공정과 관련될 수 있는 이러한 조치(measures)를 이용할 경우, 특히 많은 수의 부분들을 경제적으로 제조할 수 있다. 이를 통해, 프리미엄급 빔 안내 그리드가 지속적으로 고품질로 제조될 수 있으며, 특히 벽 영역에서 큰 문제 없는(largely problem-free) 내벽 표면(inner wall surfaces)을 획득할 수 있다.
이러한 방식으로 얻어진 빔 안내 그리드 및 이에 기반한 시스템 및/또는 응용분야에 대해 대응하는 장점이 또한 획득된다.
공정의 다양한 실시예들은 사출 공정을 위해 예열 및 가소화된 열가소송플라스틱 재료 또는 듀로-플라스틱(duro-plastic) 재료가 바인더로 사용된다는 사실을 구성한다.
획득되는 빔 안내 그리드의 제조 및 품질에 대한 유리한 추가 조처는 사용되는 열가소송플라스틱 재료가 폴리에테르 케톤, 특히 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이라는 사실을 구성한다.
공정의 성능과 빔 안내 그리드의 기능에 대한 추가적인 유리한 조치는 금속 분말, 특히 텅스텐 분말 대비 바인더의 비율이 부피 기준으로 30/70 내지 98/2 %의 범위에 있다는 사실을 포함한다. 예컨대, 40/60 내지 95/5, 50/50 내지 90/10, 특히 60/40 내지 85/15의 범위 또는 이들 범위 한계 내의 다양한 범위는 발명자들에 의한 초기 연구에서 유리한 것으로 입증되었다.
공정의 성능은, 성형 공정 중에 -통로 채널의 축을 공통 초점을 향해 서로 예각(acute angle)으로 정렬하기 위해- 성형 도구의 몰드 코어는 통로의 배향, 그리드 및 형상에 따라 배치 및 설계되며, 이는 저장 유닛(storage unit)에서 성형 도구의 벽 부분(wall section)의 외측에 유지되고, 사출 물질을 충전하고 초기 응고한 후에 그리고 몰드를 배출(ejection) 전에 통로에서 빼낸다는 점에서, 유리하게 실시될 수 있다.
공정을 수행하기 위한 추가적인 유리한 조치는, 성형 순서(molding sequence)를 준비하기 위해, 몰드 코어를 가지는 저장 유닛을 이동시키는 조정 유닛(adjusting unit)을 사용하여 몰드 코어가 성형 위치에 배치되고, 초기 응고 후 저장 유닛을 이동시키는 조정 유닛에 의해 통로로부터 인출되는 사실을 포함한다.
공정을 수행하기 위한 추가적인 장점은, 개별적으로 할당된 통로를 통해 성형 도구의 벽부분으로 몰드 코어가 도입되고, 삽입(insertion) 및 제거(removal) 중에 통로의 왜곡(skewing)으로 인해 적어도 x방향 및/또는 y방향 및 가능하다면 z방향으로, 측방향 이동 성분(lateral movement component)을 보상하기 위해, 통로를 통해 다시 당겨진다는 사실에서 발생한다.
빔 안내 그리드는 유리하게는 중심 축을 가지는 통로가 공통 초점에 기초하여 서로 예각으로 정렬된다.
또한 빔 안내 그리드의 정확한 형성은 통로가 빔 입사 측(beam incidence side)에서 빔 출구 측(beam exit side)을 향해 원추형으로 확장되며, 중심 축에 대한 원추각은 최대 1°이다.
빔 안내 그리드의 추가적인 유리한 실시예는 통로들의 중심에서 중심까지의 그리드 간격이 최대 2mm이고 가장 얇은 지점에서 벽 영역의 두께가 최대 200㎛라는 사실을 구성한다.
이하에서, 본 발명은 도면을 참조하여 예시된 실시예에 기초하여 설명될 것이다. 도면은:
도 1은 컴퓨터 단층 촬영과 같은 X-선 장치에 빔 안내 그리드를 삽입한 개략도,
도 2는 길이방향 단면의 빔 안내 그리드의 확대 단면도,
도 3은 개략적인 도면에서 빔 안내 그리드의 평단면도 및
도 4는 개략적인 도면에서 단면 사시도로 빔 안내 그리드를 제조하기 위한 수출 성형 도구를 보여준다.
도 1에는 X-선 진단을 위한 이미징 장치(1)에서, 산란 방지 그리드 또는 콜리메이터로 알려진 빔 안내 그리드의 사용을 도시한다. 예컨대 1미터 거리에 있는, 초점에서, X-선을 방출하기 위한 방사선 원(2, radiation source)이 배치되며, 이는 검사 대상물(O)을 가지는 몸체(K)를 투과한다. 그리고나서, 대상물(O)의 이미지 정보를 포함하는 X-선은 1차 광선(30)으로서 빔 안내 그리드(4)의 통로(40)를 통과하고 일반적으로, 매트릭스(matrix)로 배열된 수신기 요소(receiver elements)를 가지는 수신기 유닛(5)에 의해 기록된다. 그리고, 대상물(O)의 분석 가능한 이미지는 개별 기록으로부터 재구성된다. 감마 선, 즉 X-선의 더 짧은 파장 범위 다음의 전자기 방사선 영역에서의 빔을 이용한 검사가 또한 유사하게 수행될 수 있다. 그때 방사선 원(2)은 감마 방사선 원으로 설계되고, 수신기 유닛(5)이 대응하게 선택된다.
도 1에 개략적으로 추가적으로 보여지는 바와 같이, 예컨대, 몸체(K)에 포함된 산란 중심에서, 산란 방사선(31)은 빔(3)의 통로 상에 형성될 수 있고, 1차 광선(30, primary rays)으로부터 획득된 이미지를 모호하게 하거나 이와 간섭하여, 이미지 정보의 평가가 어렵게 되거나 더 이상 상세하게 일어날 수 없게 된다. 빔 안내 그리드의 경우, 빔 안내 그리드(4)의 통로(40)가 흡수성 벽 영역(41, absorbent wall areas)으로 둘러싸여 있기 때문에 산란 방사선이 대부분 흡수된다. 적합한 금속, 예컨대 텅스텐 또는 유사한 X-선- 또는 감마-선-흡수 특성을 가지는 금속을 포함하는 적합한 흡수성 재료는 그 자체로 공지되어 있다.
1차 광선(30)이 방해받지 않고 빔 안내 그리드(4)를 통과할 수 있도록, 흡수성 벽 영역을 가지는 통로(40)는 도 2에 따른 단면도에 표시된 바와 같이, 방사선 원(2)에 배치된 초점에 정렬된다. 도 3에서 명백한 바와 같이, 빔 안내 그리드(4)는 2차원적으로 연장되고, 예컨대, 직사각형, 정사각형 또는 다각형 형상; 원형, 타원형 또는 다른 적절한 자유로운 형태의 형상의 단면을 가지는 통로(40)가 제공된다.
기록 장치(1)는 대상물(O)의 가능한 가장 완전한 이미지를 획득하기 위해 인접하게 배치된 복수의 빔 안내 그리드(4)를 포함하는 시스템을 구비한다. 예컨대, 개별 빔 안내 그리드(4)는 4 및 20mm 사이의 높이(빔 통로와 관련하여)와 수 센티미터의 길이 및 폭을 구비하고, 통로의 단면 치수는 예컨대, 약 1밀리미터의 범위 예컨대, 0.5 및 1.5mm 사이이다. 벽 영역의 두께는 예컨대, 40㎛ 및 200㎛ 사이, 예컨대, 60㎛ 및 150㎛ 사이이며, 여기서 80㎛ 및 120㎛ 사이의 범위가 적합할 수 있다. 통로(40)의 경사진 위치는 예컨대, 1미터 거리에 있는 공통 초점과 관련되므로, 개별 통로들(40)은 초점에 대하여 서로에 관해 예각으로 진행한다.
처음 설명된 바와 같이, 빔 안내 그리드(4)의 설명된 설계에 대한 요구사항은 비교적 높은 비용을 수반한다. 비용을 보다 경제적으로 만들기 위해, 특히 많은 수의 부분들과 균일하게 우수한 상품 제조기술을 고려할 때, 본 발명에 따른 빔 안내 그리드(4)는 사출 성형 기술을 사용하여 제조되고, 설계 및 절차는 도 4에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이, 특별한 조치를 특징으로 한다.
도 4는 사출 성형기에서 사출 재료를 주입하는 사출 노즐 전방의 출구에 배치된 사출 도구(injection tool)를 보여준다. 사출 도구는 후속적으로 빔 안내 그리드(4) 또는 몰딩(6, molding)을 형성하는 사출 몸체용 캐비티를 가지는 성형 도구(7, molding tool)를 구비한다. 판형 몰딩(70, plate-shaped molding)은 노즐 측에 배치되고 몰딩(6)의 외주 윤곽을 형성한다. 토출 측의 몰딩(70) 아래에는 추가적인 판형 몰딩(71)이 있다. 토출 측의 추가적인 몰딩(71)에는 통로 개구부가 배치되고, 이를 통해 통로(40)의 방향으로 변위 가능한 몰드 코어(72)가 통과하여 몰딩(6)에 존재한다. 이들 핀형 몰드 코어(72) 중 소수만이 도 4에 도시되어 있다. 실제로, 이러한 몰드 코어(72)는 모든 통로(40)를 위하여 존재한다.
각각의 몰드 코어(72)는 빔 안내 그리드(4) 및 몰딩(6)의 수직축(z-축)을 향하여 초점에 대하여 필요한 예각으로 개별적으로 정렬되며, 빔 안내 그리드(4) 및 몰딩(6) 각각은 x/y방향에 수직인 평면에서 길이와 폭으로 확장된다. 몰드 코어(72)가 캐비티에 도입된 경우, 사출 조성물(injection composition)이 몰딩(6)을 제조하기 위한 사출 성형기의 대응하는 노즐을 통해 도입되어 흡수성 벽 영역(41)을 제조하는 데, 여기서 사출 조성물은 방사선-흡수 금속 분말(radiation-absorbing metal powder)과 바인더(binder)의 혼합물, 특히 텅스텐 분말 및 바인더의 혼합물로 형성된다.
가열된 액체 사출 조성물은 그리고 나서 몰딩(6)의 사전 응고를 유발하는 온도로 냉각된다. 그리고나서 몰드 코어(72)는 조정 유닛(9)을 작동시킴으로써 몰드 코어(72)를 지지하는 홀더(80)에 의해 몰딩(6)의 통로로부터 인출된다. 이러한 목적을 위해, 홀더(80)는 몰드 코어(72)를 몰딩(6)으로부터 인출하는 동안 z방향에 대해 측면 변위를 허용하는 몰드 코어 홀더(81)를 구비하는데, 몰드 코어(72)를 z방향으로 인출하는 동안, 통로(40)의 경사진 위치로 인해 x 또는 y방향의 측면 운동 성분(lateral motion component)이 몰드 코어(72) 상에 중첩되기 때문이다. 따라서 몰드 코어 홀더(81)에서 몰드 코어(72)의 장착은 플로팅 유형(floating type)이다. 상대적으로, 플로팅 설계는 또한 이젝터(ejector) 측의 추가적인 몰드 부품(71)의 통로를 통해 몰드 코어(72)를 도입하는 동안 x 및 y방향으로 측방향 변위를 만든다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플로팅 서포트(floating support)의 경우, 예컨대, 몰드 코어(72)의 각각의 라인에 대해 x방향으로 연장하는 소수의 수평 가이드가 존재하며, 반면에 각각의 몰드 코어(72)를 가지는 가이드는 y방향으로는 차례로 변위될 수 있으므로, 개구부의 방향에서 또한 통로(40)의 대응하는 정렬이 몰드 코어(72)를 도입하거나 제거하는 동안 보상하도록 행해질 수 있다.
언몰딩(unmolding)을 위한 유리한 조치로서 몰드 코어(72)가 초점을 향하는 방향으로 약간 또는 다소 광범위하게 원뿔형으로 테이퍼진다는 것을 알 수 있다.
몰딩(6) 또는 빔 안내 그리드(4)를 배출하기 위한 사출 성형 도구 또는 성형 도구(7)의 개방은 몰딩(70) 및 추가적인 몰딩(71) 사이에서 발생한다.
또한 발명자에 의한 연구 동안, 예컨대, 폴리-에테르 케톤, 특히 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 만들어진 열가소송플라스틱이 바인더로서 유리하게 사용될 수 있고, 비교적 높은 온도(예컨대, 330℃ 및 450℃ 사이)에서 안정된 특성 및 성형성을 허용한다는 것이 밝혀졌다. 성형 도구(7)를 충진하고 몰드 코어(72)를 인출하는 동안의 온도 사이의 온도 차이는, 예컨대, 70℃이며, 이것을 위해 사출 성형기의 온도 제어 시스템은 적절하게 제어가능하게 구성되어 있다. 다른 열가소송플라스틱 바인더(thermoplastic binders) 또는 듀로플라스틱(duroplastic) 바인더가 또한 고려될 수 있다. 금속 분말로 균질하게 준비된 사출 조성물의 충전 정도는, 금속 분말 또는 텅스텐 분말의 부피에 의한 부분으로, 금속 분말 대 바인더 30/70에서 98/2까지의 부분의 범위, 예컨대, 40/60 내지 95/5, 50/50 내지 90/10 또는 60/40 내지 85/15 사이의 범위에 있으며, 이들 사이의 비율 하락도 고려될 수 있다. 방사선-흡수 금속 분말과 바인더를 위해 선택한 재료 뿐만 아니라, 빔 안내 그리드의 기하학적 비율(geometric ratios)과 벽 영역의 두께도 고려되어야 한다.
특히 본 발명에 따른 공정은 대량으로 그리고 지속적으로 고품질로 빔 안내 그리드(4)를 위한 경제적인 제조 방법을 제공한다.

Claims (13)

  1. 방사선-흡수 금속 분말 및 바인더, 특히 텅스텐 분말 및 바인더의 혼합물로부터, 통로(40)들 및 이들을 둘러싸는 벽 영역의 그리드를 구비하고 몰딩으로 이루어진, 빔 안내 그리드(4)를 제조하기 위한 공정으로서,
    상기 몰딩은 사출 성형에 의해 제조되되, 균질화된 상기 혼합물이, 유동성 준비 사출 조성물로서, 사출기를 사용하여 상기 몰딩을 형성하는 성형 도구 내로 주입되며, 상기 사출 조성물이 충진되기 전에 상기 몰딩 내로 가동 몰드 코어(72)가 도입되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사출 공정에 사용되는 상기 바인더는, 예열되고 가소화된 열가소송플라스틱 또는 듀로플라스틱 재료인 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  3. 제2항에 있어서,
    폴리에테르케톤, 특히 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이 상기 열가소송플라스틱으로 사용되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  4. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속 분말, 특히 텅스텐 분말, 대 바인더의 부피-백분율 비율은 30/70 내지 98/2의 범위인 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  5. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형 중에, 상기 통로(40)의 축을 공통 초점을 향해 서로 예각으로 정렬하기 위해――상기 성형 도구의 상기 몰드 코어(72)는, 상기 통로(40)의 배향, 그리드 및 형상에 따라 배치되고 형상을 갖추며, 저장 유닛 상의 상기 성형 도구(7)의 벽 부분의 외측에 유지되고, 상기 사출 조성물의 도입 및 사전-응고 후 그리고 상기 몰딩을 배출하기 전에 상기 통로(40)에서 인출되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 성형 공정을 준비하기 위해, 상기 몰드 코어(72)는, 상기 몰드 코어(72)를 가지는 상기 저장 유닛(8)을 성형 위치로 이동시키는 변위 유닛(9)을 사용하여 성형 위치에 배치되고, 사전-응고 후에 상기 저장 유닛(8)을 이동시키는 상기 변위 유닛(9)에 의해 상기 통로(40)에서 인출되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 몰드 코어(72)는 상기 성형 도구(7)의 상기 벽 부분에 개별적으로 할당된 피드-쓰루(feed-throughs)를 통해 도입되고 이를 통해 당겨지며, 상기 몰드 코어(72)는 도입 및 인출 중에 상기 통로(40) 및 피드-쓰루의 경사진 위치로 인해 x 및/또는 y방향으로 측방향 이동 성분(lateral movement component)을 보상하기 위해 상기 저장 유닛(8) 상에 플로팅 방식으로 유지되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드의 제조 공정.
  8. 통로들(40) 및 이들을 둘러싸는 X-선 또는 감마 선 흡수성 벽 영역의 그리드를 가지는 몰딩으로부터 형성되고, 바인더로 결합된 균질화된 분포된 금속 분말, 특히 텅스텐 분말으로부터 성형되는, 이전 청구항 중 어느 하나의 항에 따른 빔 안내 그리드로(4)서,
    상기 바인더는 열가소송플라스틱 또는 듀로플라스틱인 플라스틱이거나, 이러한 플라스틱을 주성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통로(40)는 중심 축이 서로에 대해 예각으로 초점을 향해 정렬된 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 통로(40)는 빔 입사 측(beam incidence side)에서 빔 출구 측(beam exit side)으로 원추형으로 테이퍼지며, 상기 중심축에 대한 원추각은 최대 1°인 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통로들의 중심에서 중심까지의 상기 그리드 간격은 최대 2mm이고 가장 얇은 지점에서 상기 벽 영역의 두께는 최대 200㎛인 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드.
  12. 적어도 하나의 X-선 원을 포함하는 광학 시스템의, 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 복수의 빔 안내 그리드(4)의 배열체로서, 상기 통로(40)는 그 중심 축이 상기 X-선 원을 향하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 빔 안내 그리드 배열체.
  13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 빔 안내 그리드(4)의 용도 또는 컴퓨터 단층 촬영에서 제12항에 따른 배열체.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005345467A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Siemens Ag 散乱放射線除去用グリッドまたはコリメータの製造方法
JP2014133353A (ja) * 2013-01-10 2014-07-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd モールド射出成形金型

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034157A (en) * 1990-03-16 1991-07-23 Itt Corporation Injection moldable composite
US6470072B1 (en) 2000-08-24 2002-10-22 General Electric Company X-ray anti-scatter grid
DE10147947C1 (de) 2001-09-28 2003-04-24 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlenrasters oder Kollimators
JP3827215B2 (ja) 2002-03-05 2006-09-27 富士写真フイルム株式会社 多孔体の製造装置及び製造方法
WO2007095241A2 (en) 2006-02-13 2007-08-23 Creatv Microtech, Inc. High aspect ratio microstructures and method for fabricating high aspect ratio microstructures from powder composites
DE102007058986B3 (de) 2007-12-07 2009-07-30 Siemens Ag Streustrahlenraster und Verfahren zur Herstellung
JP5405866B2 (ja) * 2009-03-24 2014-02-05 株式会社東芝 コリメータ、放射線検出器、及びｘ線ｃｔ装置
DE102009052627B4 (de) * 2009-11-10 2012-07-12 Siemens Aktiengesellschaft Streustrahlungskollimator und Verfahren zur Herstellung eines Streustrahlungskollimators
US8265228B2 (en) 2010-06-28 2012-09-11 General Electric Company Anti-scatter X-ray grid device and method of making same
US20120085942A1 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Yossi Birman Collimators and methods for manufacturing collimators for nuclear medicine imaging systems
DE102010062133B4 (de) * 2010-11-29 2017-02-23 Siemens Healthcare Gmbh Kollimator für einen Strahlendetektor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Kollimators sowie Verfahren zur Herstellung eines Kollimatoren aufweisenden Strahlendetektors
CN103561932B (zh) * 2011-03-30 2016-07-06 佛吉亚内饰系统有限公司 注塑模制产品排出装置和方法
US8878135B2 (en) * 2012-01-26 2014-11-04 General Electric Company Lithium based scintillators for neutron detection
ES2833502T3 (es) * 2014-08-29 2021-06-15 Keter Plastic Ltd Sistema de núcleo de moldeado segmentado de un molde de inyección, un procedimiento de moldeado por inyección de artículos huecos formados de esta manera

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005345467A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Siemens Ag 散乱放射線除去用グリッドまたはコリメータの製造方法
JP2014133353A (ja) * 2013-01-10 2014-07-24 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd モールド射出成形金型

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