WO2020138767A1 - 리테이너 제작 방법 - Google Patents

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WO2020138767A1
WO2020138767A1 PCT/KR2019/017409 KR2019017409W WO2020138767A1 WO 2020138767 A1 WO2020138767 A1 WO 2020138767A1 KR 2019017409 W KR2019017409 W KR 2019017409W WO 2020138767 A1 WO2020138767 A1 WO 2020138767A1
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retainer
base material
laser processing
manufacturing
data
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PCT/KR2019/017409
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French (fr)
Inventor
김석준
전재호
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주식회사 스마일캐드
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45041—Laser cutting

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a retainer, and more specifically, based on data obtained by 3D scanning of the tooth arrangement, laser cutting the shape memory alloy based on 2D data reflecting all of the inclination of each tooth, the shape of the teeth, and the shape of the interdental teeth. It relates to a method of manufacturing a retainer for production.
  • a retainer is a kind of dental arrangement maintenance device used for removing an orthodontic device after maintenance of an orthodontic treatment and maintaining a dental arrangement.
  • retainers can be largely divided into adhesive retainers that attach to teeth and removable retainers that can be arbitrarily detached like mouthpieces.
  • the triplex wire produced in this way has the advantage of being easy to manufacture because it can be deformed, and it has the advantage of allowing a slight physiological movement when each tooth receives a force because it has some elasticity. It has a problem that the tongue is uncomfortable because it intersects the interdental concave area on the inner surface of the tooth because it is not closely adhered, and food is pinched or a plaque is formed in the concave area, causing inflammation and cavities.
  • the dentition may be distorted, and the dentition is deformed as the broken or bent area is opened or the twisted three strands are released.
  • the present invention has been derived to solve the above-mentioned problems, and is manufactured by laser cutting a shape memory alloy based on two-dimensional data reflecting all the inclinations of each tooth, the shape of the tooth flexion, and the interdental shape, based on the three-dimensional scanning of the tooth arrangement. To provide a method for manufacturing a retainer.
  • the method of manufacturing a retainer according to an embodiment of the present invention includes obtaining 3D scanning data of a tooth array using a 3D scanning device, and converting the obtained 3D scanning data into laser processing data for laser processing. And manufacturing a retainer by laser processing a base material based on the laser processing data.
  • the three-dimensional scanning data of the tooth array may be characterized in that the file corresponding to the stl file format.
  • the step of converting the obtained three-dimensional scanning data into laser processing data for laser processing comprises: setting a virtual retainer position in the three-dimensional scanning data corresponding to the stl file format, the third Setting a reference plane position (Datum plane section) on the dimensional scanning data, forming a retainer shape along the outer line of the tooth arrangement on the reference plane, and generating a 2D laser processing data according to the formed retainer shape It can be characterized by doing.
  • the step of manufacturing a retainer by laser processing a base material includes preparing a jig to fix the base material, and seating and fixing the base material on the jig Step, setting a set value of the laser cutting means, processing the base material according to the set value, producing a retainer corresponding to the laser processing data, and separating the retainer from the base material It can be characterized by doing.
  • the base material may be characterized in that the material Nitinol (Nitinol).
  • the retainer is formed with a curved protrusion protruding toward the interdental, and the data for laser processing may be generated such that the protruding end of the curved protrusion is rounded.
  • the retainer is formed with a curved projection protruding toward the interdental, and after the step of laser processing the base material to produce a retainer, processing the protruding end of the curved projection to be rounded; It can be characterized by.
  • the front side facing the tooth surface of the retainer and the rear side of the retainer opposite to the front side are formed to be inclined, and in the step of manufacturing a retainer by laser processing the base material, the base material is provided on the front side and the back side of the retainer. It can be characterized in that the corresponding front and rear surfaces are laser cut so as to be perpendicular to the upper surface, and after the laser cutting is performed, the cut front and back surfaces of the base material are inclined by separate processing.
  • the step of manufacturing the retainer by laser processing the base material separately processing the sharp edge portion of the laser-processed base material to form a rounded corner portion of the repeater; Can.
  • the shape memory alloy is laser cut, but the inclination of each tooth, the shape of the tooth flexion, and the shape of the interdental are all reflected on the basis of the three-dimensional scanning data of the tooth array. It has the advantage of being in close contact.
  • the teeth are not deformed during the period required for the manufacture and attachment of the retainer, thereby providing perfect adhesion to the teeth. It has an advantage.
  • the tooth surface bend, tooth surface inclination, etc. can be accurately identified through the 3D scanning method, the attachment area between the tooth surface and the retainer is maximized when attaching via adhesive, thereby maintaining the strong adhesion.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional conventional triplex wire retainer and various problems caused by the retainer.
  • FIG. 2 is a view showing a method of manufacturing a retainer according to an embodiment of the present invention in a sequence.
  • FIG. 3 is a view showing in more detail the step of converting the data for laser processing shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing in more detail the step of manufacturing a retainer by laser processing the base material shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view more specifically showing the jig shown in FIG.
  • FIG. 6 is a view showing a curved projection of the retainer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional conventional triplex wire retainer and various problems caused by the retainer.
  • a conventional general triplex wire retainer is twisted by bending a ready-made wire made of a bundle (b) by twisting three strands of triplex wire (a), and then hitting it through a dental bond It is used to attach to the method.
  • the retainer to which the triplex wire is applied has various problems as follows.
  • FIG. 2 is a view showing a method of manufacturing a retainer according to an embodiment of the present invention in a sequence
  • FIG. 3 is a view showing in more detail the step of converting the data for laser processing shown in FIG. 2
  • FIG. 4 2 is a view showing in more detail the step of manufacturing a retainer by laser processing the base material shown in FIG. 2.
  • the retainer according to the embodiment of the present invention is closely adhered to and attached to the teeth by a separate adhesive by closely contacting each tooth along the arrangement of teeth, and the retainer has a shape memory alloy plate based on 3D scanning data of the tooth arrangement. It can be produced by laser cutting.
  • the retainer is a plate-shaped shape memory alloy plate cut by a laser cutting method to be integrally manufactured, it has a shape that perfectly matches the arrangement of teeth.
  • the retainer is a shape memory alloy material, even if the tooth is distorted or deformed, the force may be limited by the nature of maintaining the laser cut form at all times.
  • 3D scanning data of a tooth array is acquired using a 3D scanning device (S201).
  • the 3D scanning data refers to photographing data obtained by using a 3D camera for teeth of the maxillary and mandibular teeth.
  • the 3D scanning data includes tooth arrangement, tooth surface bending, tooth shape, interdental shape, tooth surface inclination, etc. All this is included.
  • the teeth arrangement, tooth surface curvature, tooth shape, interdental shape, tooth surface inclination, etc. are all reflected through the laser cutting machine, and these 3D scanning data are stl files. It may be a file corresponding to the format.
  • the obtained 3D scanning data is converted into laser processing data for laser processing (S202). This will be described in more detail through FIG. 3.
  • a virtual retainer position is set on the 3D scanning data corresponding to the stl file format, and a datum plane section on which the virtual retainer is located on the 3D scanning data is set.
  • a retainer shape is formed along an outer line that the tooth arrangement and the reference surface abut.
  • the formed retainer shape is formed with one or more curved protrusions 111 (FIG. 6) for tight contact with each pronunciation.
  • the bent protrusion 111 refers to an area in which a portion protrudes in an inner direction so as to be in close contact with a recessed portion formed in a gap between teeth adjacent to each other.
  • the curved protrusion 111 is formed at the time of laser cutting based on the 3D scanning data, it is precisely matched to the recessed portion of the interdental without error.
  • the retainer may be formed by reflecting the inclination of each tooth surface in order to maximize the attachment area with the tooth surface of each tooth.
  • the cross-section of the retainer may take the form of a parallelogram formed to correspond to the inclination formed on the tooth surface, rather than a vertical rectangular shape.
  • a retainer is manufactured by laser processing (cutting) a base material based on data for laser processing (S203). This will be described in more detail with reference to FIG. 4.
  • the base material may be a shape memory alloy plate, and may be a thin metal plate of Nitinol material.
  • the base material is fixed to the jig so that it does not move using a separate fixing device.
  • the set value (algorithm condition value) of the laser cutting machine is set (granted), for example, processing speed 200mm/s, processing acceleration 3000mm/s, pulse type pulse power 300w, pulse frequency 600hz, pulse time 400us , Argon gas pressure 3.0mpa, etc. will set the laser cutting machine.
  • the base material is laser cut according to the set value, thereby forming a retainer corresponding to the data for the two-dimensional laser processing.
  • the retainer is separated from the base material, where the retainer can be separated from the base material and accommodated in the jig.
  • the jig absorbs fine vibrations (shocks) of the base material generated during laser cutting of the base material (thin nitinol), and extinguishes or minimizes the reflected beam through the base material. Let's take a look.
  • FIG. 5 is a view more specifically showing the jig shown in FIG.
  • the jig is largely divided into an upper body (Top body) and a lower body (Bottom body).
  • the center of the lower body has a constant depth (distance) so that the laser beam passing through the base material is extinguished or the influence of the reflected beam is minimized during laser cutting.
  • a seating portion for seating and fixing the lower edge of the thin-walled nitinol base material is formed at the center, and a plurality of circular magnets (for example, at least 8 or more circular magnets) are disposed at regular distances along the upper edge surface. .
  • the upper body is positioned on the lower body.
  • the upper body is formed in a shape and size corresponding to the upper surface of the lower body.
  • the nitinol base material is firmly fixed between the upper body and the lower body.
  • the nitinol base material may be fixed firmly without moving during laser cutting.
  • a plurality of positioning projections are protruded on the upper side of the lower body, and a plurality of positioning grooves are formed on the upper body at a corresponding position.
  • the upper body when the upper body is superimposed on the lower body, the upper body may not be moved in the lower body and can be firmly fixed as the groove for positioning is fitted to the projection for positioning.
  • the 3D scanning data may not include a tooth surface inclination, and in this case, additional processing may be further performed after laser processing the base material.
  • the retainer does not reflect the inclination of each tooth surface during laser cutting, and after the laser cutting, the inclination may be formed through additional processing.
  • the retainer is formed by cutting the plate-shaped shape memory alloy plate by a laser cutting method, and thus the upper and lower surfaces of the shape memory alloy plate may be reflected and formed identically. That is, the upper and lower surfaces of the retainer may be formed to be parallel.
  • the front surface facing the tooth surface of the retainer may be formed to be inclined through additional processing after laser cutting perpendicular to the upper surface. That is, in step S203, the front surface of the retainer may be razor-cut perpendicular to the top surface. And, it can be processed inclined corresponding to the tooth surface through additional processing.
  • the rear surface opposite to the front surface of the retainer may be formed to be inclined to be parallel to the front surface.
  • the rear surface of the retainer may be formed to be inclined through additional processing after laser cutting perpendicular to the upper surface. That is, in step S203, the rear surface of the retainer may be razor-cut perpendicular to the upper surface. And, it can be processed inclined corresponding to the tooth surface through additional processing.
  • Additional processing for obliquely forming the front and rear surfaces of the retainer may include milling, polishing, and the like.
  • the thickness of the retainer which has been manufactured, may be approximately 0.4 mm.
  • the height of the retainer may be approximately 0.4 mm.
  • the retainer When the front and rear surfaces of the retainer are formed to be inclined through additional processing, the retainer may be laser cut to have a thickness of approximately 0.5 mm. In addition, as the front and rear surfaces are processed obliquely through additional processing, it may be formed to a thickness of approximately 0.4 mm.
  • all corner portions of the retainer may be formed to be round.
  • further processing may be further performed after laser processing the base material.
  • a corner formed in a portion in which the upper surface and the front surface of the retainer are in contact, a portion in which the upper surface and the rear surface are in contact, a portion in which the lower surface and the front surface are in contact, and a portion where the lower surface and the rear surface are in contact may be rounded.
  • corner portions formed at both ends of the retainer may be rounded.
  • portions corresponding to the corners of the retainer may be rounded through a separate additional processing.
  • additional processing may include milling, polishing, and the like.
  • the front surface of the retainer facing the tooth surface and the rear surface of the retainer opposite to the front surface may be formed in a shape corresponding to each other.
  • the curved protrusion 111 protrudes toward the interdental from the front of the retainer.
  • the bent protrusion 111 is recessed toward the interdental surface from the rear surface of the retainer.
  • the retainer may be formed in a shape that smoothly continues as a whole, so that there are no sharp edges and valleys when viewed from above.
  • the protruding end of the bent projection 111 may be formed to be round.
  • FIG. 6 is a view showing a curved projection of the retainer according to an embodiment of the present invention.
  • the curved protrusion 111 may be formed such that an end protruding from the front of the retainer is rounded. Through this, it is possible to prevent the occurrence of damage due to the sharp end of the bent protrusion 111.
  • the curved protrusion 111 may be formed to have a rounded end at the rear surface of the retainer. Therefore, a thickness for securing the strength of the protruding end of the bent protrusion 111 can be secured. In addition, the risk of breaking of the bent protrusion 111 may be blocked as the recessed end of the bent protrusion 111 is sharply formed.
  • a portion corresponding to an end of the bent protrusion 111 is automatically detected and a cutting shape is corrected based on 3D scattering data so that the end of the bent protrusion 111 has a shape that is rounded as a whole. Can be cut.
  • step S202 a part corresponding to the end of the bent protrusion 111 is recognized on the 3D scanning data by computer software, and after the part is corrected to a round shape, it corresponds to a 2D CAD file. Laser processing data can be generated.
  • the portion corresponding to the end of the bent protrusion 111 is recognized, and the laser machining data is corrected so that the portion is processed into a round shape. It may be.
  • the retainer may be formed into a shape in which sharp edges and valleys are rounded through additional processing after laser cutting is performed without correction of cutting shapes for sharp edges and valleys.
  • the retainer is laser cut to have a rounded shape by correcting the cutting shape by computer software, and sharp edges are additionally processed after laser cutting is performed without correction of the cutting shape.
  • Through the round paper may be formed in a shape.
  • the bent protrusion 111 may be laser cut into a shape in which the end of the bone is rounded by correcting the cutting shape on the back side. Then, the front side edge of the bent protrusion 111 may be formed by laser cutting, and then rounded through additional processing. At this time, as the end of the bone on the back side of the bent protrusion 111 is roundly cut, the thickness at which the thickness is reduced can be offset by the processing of the front edge of the bent protrusion 111.
  • a retainer for maintaining a tooth arrangement is manufactured by laser cutting a shape memory alloy, but is produced by reflecting all of the inclination of each tooth, the shape of the tooth flexion, and the interdental shape based on the 3D scanning of the tooth arrangement. do.

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Abstract

본 발명은 치아 배열을 3차원 스캐닝 한 데이터를 토대로 치아 별 경사도, 치아 굴곡 형태, 치간 형태가 모두 반영된 2차원 데이터를 토대로 형상 기억 합금을 레이저 커팅하여 제작하기 위한 리테이너 제작 방법에 관한 것이다.

Description

리테이너 제작 방법
본 발명은 리테이너 제작 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 치아 배열을 3차원 스캐닝 한 데이터를 토대로 치아 별 경사도, 치아 굴곡 형태, 치간 형태가 모두 반영된 2차원 데이터를 토대로 형상 기억 합금을 레이저 커팅하여 제작하기 위한 리테이너 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 리테이너(Retainer)는 치아 교정 치료가 끝난 후 교정 장치를 제거하고 치아 배열의 유지를 위해 사용되는 일종의 치아 배열 유지장치이다.
이러한 리테이너는 크게 치아에 부착하는 접착식 리테이너와, 마우스 피스처럼 임의로 탈착이 가능한 가철식 리테이너로 나뉠 수 있다.
현재 대부분의 접착식 리테이너는 세 가닥의 와이어를 꼬아서 만든 트리플렉스 와이어(triflex wire)를 치과용 본드를 이용하여 치아에 부착하는 방식을 이용하고 있다.
한편, 트리플렉스 와이어를 이용한 접착식 리테이너의 경우, 환자의 치열 형태를 분홍색의 알지네이트라는 재료로 본뜬 후 이를 토대로 석고 모형을 제작하고, 제작된 석고모형의 치면 굴곡에 맞추어 제작자가 트리플렉스 와이어를 직접 구부려 제작하게 된다.
이렇게 제작된 트리플렉스 와이어는 변형이 가능하기 때문에 제작과정이 수월하다는 장점과, 어느 정도의 탄성을 가지기 때문에 각 치아가 힘을 받을 경우 미세한 생리적 움직임을 허용한다는 장점을 가지고 있는데 반해, 치아면에 완벽하게 밀착하지 못하기 때문에 치아 안쪽면의 치간 오목한 부위를 가로지르기 때문에 혀가 불편하다는 점과, 해당 오목한 부위에 음식물이 끼거나 프라그가 형성되어 염증 및 충치를 유발한다는 문제점을 가지고 있다.
또한, 트리플렉스 와이어는 변형이 가능하기 때문에 치열이 틀어질 수 있으며, 끊어지거나 구부린 곳이 펴지면서 또는 꼬인 세 가닥이 풀리면서 치열이 변형되는 등의 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 치아 배열을 3차원 스캐닝 한 데이터를 토대로 치아 별 경사도, 치아 굴곡 형태, 치간 형태가 모두 반영된 2차원 데이터를 토대로 형상 기억 합금을 레이저 커팅하여 제작하기 위한 리테이너 제작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너 제작 방법은 3차원 스캐닝 장치를 이용하여 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 단계, 획득된 3차원 스캐닝 데이터를, 레이저 가공을 위한 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계 및 상기 레이저 가공용 데이터를 토대로, 모재(base material)를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터는 stl 파일 포맷에 해당하는 파일인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 획득된 3차원 스캐닝 데이터를 레이저 가공을 위한 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계는, 상기 stl 파일 포맷에 해당하는 상기 3차원 스캐닝 데이터에 가상의 리테이너 위치를 설정하는 단계, 상기 3차원 스캐닝 데이터 상에서 기준면 위치(Datum plane section)를 설정하는 단계, 상기 기준면 상에서 치아 배열의 외각선을 따라 리테이너 형태를 형성하는 단계 및 형성된 리테이너 형태에 따라 2차원의 레이저 가공용 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저 가공용 데이터를 토대로, 모재(base material)를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계는 상기 모재를 고정할 지그(jig)를 준비하는 단계, 상기 지그에 모재를 안착 및 고정하는 단계, 레이저 커팅수단의 설정값을 세팅하는 단계, 세팅된 설정값에 따라, 상기 모재를 가공하여 상기 레이저 가공용 데이터에 상응하는 리테이너를 제작하는 단계 및 상기 모재로 부터 상기 리테이너를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모재는 니티놀(Nitinol) 재질인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리테이너에는 치간을 향하여 돌출되는 굴곡 돌출부가 형성되며, 상기 레이저 가공용 데이터는, 상기 굴곡 돌출부의 돌출된 단부가 라운드지게 가공되도록 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리테이너에는 치간을 향하여 돌출되는 굴곡 돌출부가 형성되며, 상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계 후, 상기 굴곡 돌출부의 돌출된 단부를 라운드지게 가공 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 리테이너의 치면을 향하는 전면과, 상기 전면에 반대되는 상기 리테이너 배면은 경사지게 형성되며, 상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계에서, 상기 모재는 상기 리테이너의 전면과 배면에 대응하는 전면과 배면이 상면에 수직하도록 레이저 커팅되고, 레이저 커팅이 실시된 후, 상기 모재의 커팅된 전면과 배면이 별도의 가공에 의해서 경사지게 가공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계 후, 레이저 가공된 모재의 날카로운 모서리 부분을 별도로 가공하여 리네이터의 모서리 부분을 라운드지게 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 형상 기억 합금을 레이저 커팅하여 제작되되 치아 배열을 3차원 스캐닝 한 데이터를 토대로 치아 별 경사도, 치아 굴곡 형태, 치간 형태가 모두 반영됨에 따라, 각각의 치아와 빈틈없이 완전히 밀착되는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 스캐닝을 한 후 단기간(예컨대, 당일)에 제작이 가능하기 때문에, 리테이너의 제작 및 부착에 소요되는 기간 동안 치열이 변형되지 않아 치아와 완벽한 밀착력을 제공할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 3D 스캐닝 방식을 통해 치면 굴곡, 치면 경사도 등을 정확히 파악할 수 있기 때문에, 접착제를 통한 부착 시 치면과 리테이너 간의 부착면적이 최대가 되어 견고한 부착력을 유지할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 종래의 일반적인 트리플렉스 와이어가 적용된 리테이너 및 이러한 리테이너에 의해 발생되는 다양한 문제점을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너 제작 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 지그를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너의 굴곡 돌출부를 보인 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다.
그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 일반적인 트리플렉스 와이어가 적용된 리테이너 및 이러한 리테이너에 의해 발생되는 다양한 문제점을 도시한 도면이다.
도 1(a)을 살펴보면, 종래의 일반적인 트리플렉스 와이어가 적용된 리테이너는 세 가닥의 트리플렉스 와이어(a)를 꼬아서 한 묶음(b)으로 만들어진 기성 와이어를 구부린 후, 이를 치아용 본드를 통해 치면에 부착시키는 방식을 이용하게 된다.
이러한 트리플렉스 와이어가 적용된 리테이너는 다음과 같은 다양한 문제점을 가지게 된다.
도 1(b)를 살펴보면, 트리플렉스 와이어가 치간의 오목한 부위를 가로 질러 위치함에 따라 혀와의 간섭이 발생하고, 해당 오목한 부위에 음식물이 끼임으로써 치석 및 프라그가 발생함은 물론 염증 및 충치도 유발하는 문제점을 가지게 된다.
또한, 트리플렉스 와이어의 특성 상 변형이 가능하기 때문에, 구부린 곳이 다시 펴지면서 치열이 쉽게 변형되거나, 세 가닥의 와이어 꼬임이 풀리면서 치아 각도가 변형되는 등 다양한 문제점을 가지게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너 제작 방법을 일련의 순서대로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계를 보다 구체적으로 도시한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한 리테이너는 치아 배열을 따라, 각 치아와 빈틈없이 밀착하여 별도의 접착제에 의해 치아와 밀착 및 부착되는데, 이러한 리테이너는 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터를 토대로 형상 기억 합금 플레이트가 레이저 커팅됨으로써 제작될 수 있다.
보다 구체적으로, 리테이너는 하나의 판상 형태인 형상 기억 합금 플레이트가 레이저 커팅(laser cutting) 방식으로 절단하여 일체형으로 제작되기 때문에, 치아 배열과 완벽히 일치하는 형태가 된다.
이 때, 상기 리테이너는 형상 기억 합금 재질이기 때문에, 만약 치아가 틀어지거나 치열이 변형되는 힘이 작용하더라도 항시 레이저 커팅된 형태 그대로를 유지하려는 성질에 의해 그 힘이 제한될 수 있다.
먼저 도 2를 살펴보면, 본원발명에서는 3차원 스캐닝 장치를 이용하여 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터를 획득한다(S201).
이때, 3차원 스캐닝 데이터는 상악 및 하악 별 치아를 3D 카메라를 이용하여 촬영한 촬영 데이터를 의미하며, 이때 3차원 스캐닝 데이터에는 치아 배열, 각 치아 별 치면 굴곡, 치아 형태, 치간 형태, 치면 경사도 등이 모두 포함된다.
따라서, 레이저 커팅기에 이러한 3차원 스캐닝 데이터가 입력됨에 따라, 레이저 커팅기를 통해 치아 배열, 각 치아 별 치면 굴곡, 치아 형태, 치간 형태, 치면 경사도 등이 모두 반영되며, 이러한 3차원 스캐닝 데이터는 stl 파일 포맷에 해당하는 파일일 수 있다.
그 다음, 본원발명에서는 획득된 3차원 스캐닝 데이터를 레이저 가공을 위한 레이저 가공용 데이터로 변환하게 된다(S202). 이에 대해서는 도 3을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3을 살펴보면, 먼저 stl 파일 포맷에 해당하는 3차원 스캐닝 데이터 상에서 가상의 리테이너 위치를 설정하고, 해당 3차원 스캐닝 데이터 상에서 가상의 리테이너가 위치하는 기준면 위치(Datum plane section)를 설정하게 된다.
그 후, 치아 배열과 기준면이 접하는 외각선을 따라 리테이너 형태를 형성하게 된다.
이렇게 형성된 리테이너 형태에 따라, 2차원의 캐드 파일에 해당하는 레이저 가공용 데이터가 생성되게 된다.
이때, 형성된 리테이너 형태는 각 치간(pronunciation)에 빈틈없이 밀착되기 위한 하나 이상의 굴곡 돌출부(111, 도6)가 형성된다.
굴곡 돌출부(111)는 서로 인접한 치아와 치아 사이의 간격에 형성되는 함몰 부위에 밀착되도록 일부가 내측 방향으로 돌출된 영역을 의미한다.
이러한 굴곡 돌출부(111)는 3차원 스캐닝 데이터에 기초하여 레이저 커팅시에 형성되기 때문에, 치간의 함몰 부위에 오차없이 정확히 일치하게 된다.
또한, 리테이너는 각 치아의 치면과의 부착면적을 최대화하기 위하여, 치면 별 경사도가 반영되어 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 리테이너의 단면은 측면이 수직한 사각형 형태가 아닌, 치면에 형성된 경사도에 대응하도록 형성된 평행사변형 형태를 취할 수 있다.
따라서, 치면과 리테이너 간의 밀착면적 및 부착면적이 최대가 되기 때문에, 양치질 등의 외력에 의해서 리테이너가 치면으로부터 잘 떨어지지 않고 견고하게 부착된 상태를 유지할 수 있게 된다.
다시 도 2로 돌아와서, 본원발명에서는 레이저 가공용 데이터를 토대로, 모재(base material)를 레이저 가공(커팅)하여 리테이너를 제작하게 된다(S203). 이에 관해서는 도 4를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4를 살펴보면, 먼저 모재를 고정할 지그(jig)를 준비한다. 여기에서 모재라 함은 형상 기억 합금 플레이트 일 수 있으며, 니티놀(Nitinol) 재질의 금속 박판이 될 수 있다.
그 다음, 지그에 모재를 안착 및 별도의 고정장치를 이용하여 움직이지 않도록 고정한다.
그 다음, 레이저 커팅기의 설정값(알고리즘 조건값)을 세팅(부여)하게 되는데, 예를 들어 가공속도 200mm/s, 가공가속도 3000mm/s, 펄스타입의 펄스파워 300w, 펄스 주파수 600hz, 펄스타임 400us, 아르곤가스압 3.0mpa 등과 같이 레이저 커팅기를 세팅하게 된다.
그 다음, 세팅된 설정값에 따라 모재를 레이저 커팅하여, 2차원의 레이저 가공용 데이터에 상응하는 리테이너를 형성하게 된다.
그 다음, 모재로부터 리테이너를 분리하게 되는데, 이때 리테이너는 모재로부터 분리되어 지그에 수용될 수 있다.
이때, 지그는 모재(니티놀 박판)의 레이저 컷팅 시 발생하는 모재의 미세 진동(충격)을 흡수하고, 모재를 투과하여 반사되는 빔을 소멸시키거나 최소화하게 되는데, 이에 대해서는 도 5를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 5는 도 4에 도시된 지그를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5를 살펴보면, 지그는 크게 상측 바디(Top body) 및 하측 바디(Bottom body)로 구분된다.
이때, 하측 바디의 중심부는 레이저 컷팅 시 모재를 투과하는 레이저 빔이 소멸되거나 또는 반사되는 빔의 영향이 최소화되도록 일정한 깊이(거리)를 가지게 된다.
또한, 중심부에는 박판 형태의 니티놀 모재의 가장자리 하측이 안착 및 고정되기 위한 안착부가 형성되며, 상측 가장자리면을 따라서는 다수의 원형 마그네틱(예컨대, 적어도 8개 이상의 원형 마그네틱)이 일정한 거리 간격으로 배치된다.
하측 바디의 상부에는 상측 바디가 위치하게 된다.
이때, 상측 바디는 하측 바디의 상부면과 상응하는 형태 및 크기로 형성되는데, 상측 바디가 하측 바디의 상측에 적층되어 포개어짐에 따라, 상측 바디와 하측 바디 사이에는 니티놀 모재가 단단히 고정된다.
다수의 원형 마그네틱에 의해 금속 재질의 상측 바디가 자력으로 고정됨에 따라, 니티놀 모재가 레이저 컷팅 시 움직이지 않고 견고하게 고정될 수 있다.
한편, 하측 바디의 상측면에는 다수의 위치고정용 돌기가 돌출 형성되고, 상측 바디에는 이와 상응하는 위치에 다수의 위치고정용 홈이 형성된다.
따라서, 상측 바디가 하측 바디에 포개지는 경우 위치고정용 홈이 위치고정용 돌기에 끼움 결합됨에 따라 상측 바디가 하측 바디에서 움직이지 않고 견고히 고정된 상태가 유지될 수 있다.
한편, 상술된 일실시예에서는 상기 S201단계에서 3차원 스캐닝 장치를 이용하여 치아 배열의 3차원 스캐팅 데이터를 획득 시, 치면 경사도가 포함되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 상술된 일실시예에 제한되지 않는다.
예로들어, 상기 3차원 스캐닝 데이터에는 치면 경사도가 포함되지 않을 수도 있으며, 이 경우 모재를 레이저 가공한 후 추가적인 가공이 더 이루어질 수도 있다.
구체적으로, 상기 리테이너에는 레이저 커팅 시 치면별 경사도가 반영되지 않고, 레이저 커팅 후에 별도의 추가 가공을 통해서 경사도가 형성될 수 있다.
상기 리테이너는 판상 형태인 형상 기억 합금 플레이트가 레이저 커팅 방식으로 절단되어 제작되므로, 상면과 하면은 형상 기억 합금 플레이트의 상면과 하면이 동일하게 반영되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 리테이너의 상면과 하면은 평행하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 리테이너의 치면을 향하는 전면은 상면과 수직하게 레이저 커팅된 후, 추가적인 가공을 통해서 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 S203 단계에서 상기 리테이너의 전면은 상면에 수직하게 레이터 커팅될 수 있다. 그리고, 추가적인 가공을 통해서 치면에 대응하여 경사지게 가공될 수 있다.
그리고, 상기 리테이너의 전면과 반대되는 배면은 전면과 평행하도록 경사지게 형성될 수 있다. 이를 위해서, 상기 리테이너의 배면은 상면과 수직하게 레이저 커팅된 후, 추가적인 가공을 통해서 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 S203 단계에서 상기 리테이너의 배면은 상면에 수직하게 레이터 커팅될 수 있다. 그리고, 추가적인 가공을 통해서 치면에 대응하여 경사지게 가공될 수 있다.
상기 리테이너의 전면과 배면을 경사지게 형성하기 위한 추가적인 가공에는 밀링 가공, 폴리싱 등이 포함될 수 있다.
한편, 제조가 완료된 상기 리테이너의 두께는 대략 0.4mm 일 수 있다. 그리고, 상기 리테이너의 높이는 대략 0.4mm 일 수 있다.
상기 리테이너의 전면과 배면이 추가적인 가공을 통해서 경사지게 형성되는 경우, 상기 리테이너는 대략 0.5mm의 두께를 가지도록 레이저 커팅될 수 있다. 그리고, 추가적인 가공을 통해서 전면 및 배면이 경사지게 가공됨에 따라 대략 0.4mm의 두께로 가공 형성될 수 있다.
한편, 상기 리테이너의 모든 모서리 부분은 라운드지게 형성될 수도 있다. 이 경우에도, 모재를 레이저 가공한 후 추가적인 가공이 더 이루어질 수도 있다.
예로들어, 상기 리테이너의 상면과 전면이 접하는 부분, 상면과 배면이 접하는 부분, 하면과 전면이 접하는 부분, 하면과 배면이 접하는 부분에 형성되는 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 리테이너의 양측 끝단에 형성되는 모서리 부분도 라운드지게 형성될 수 있다.
이를 위해서, 형상 기억 합금이 레이저 커팅된 후 상기 리테이너의 모서리에 해당하는 부분들이 별도의 추가적인 가공을 통해서 라운드지게 형성될 수 있다. 이 때, 추가적인 가공에는 밀링 가공, 폴리싱 등이 포함될 수 있다.
한편, 치면을 향하는 상기 리테이너의 전면과, 상기 전면과 반대되는 상기 리테이너의 배면은 서로 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 굴곡 돌출부(111)는 상기 리테이너의 전면에서는 치간을 향하여 돌출되는 것으로 볼 수 있다. 그리고, 상기 굴곡 돌출부(111)는 상기 리테이너의 배면에서는 치간을 향하여 함몰되는 것으로 볼 수 있다.
한편, 상기 리테이너는 상방에서 보았을 때 날카로운 모서리 및 골이 없도록, 전체적으로 부드럽게 이어지는 형상으로 형성될 수 있다. 이를 위해서 상기 굴곡 돌출부(111)의 돌출된 단부가 라운드지게 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너의 굴곡 돌출부를 보인 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 굴곡 돌출부(111)는 상기 리테이너의 전면에서 돌출된 단부가 라운드지게 형성될 수 있다. 이를 통해서 상기 굴곡 돌출부(111)의 단부가 날카롭게 형성됨에 따른 파손 발생을 방지할 수 있다.
이에 대응하여, 상기 굴곡 돌출부(111)는 상기 리테이너의 배면에서 함몰된 단부가 라운드지게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 굴곡 돌출부(111)의 돌출된 단부의 강도 확보를 위한 두께가 확보될 수 있다. 그리고, 상기 굴곡 돌출부(111)의 함몰된 단부가 날카롭게 형성됨에 따른 상기 굴곡 돌출부(111)의 파단 위험을 차단할 수 있다.
한편, 리테이너는 컴퓨터 소프트웨어에 의해 날카로운 모서리 및 골이 자동으로 감지되고, 커팅 형상의 보정이 이루어질 수 있다.
일예로, 3차원 스캐팅 데이터를 토대로 상기 굴곡 돌출부(111)의 단부에 해당하는 부분이 자동으로 감지되고 커팅 형상이 보정되어, 상기 굴곡 돌출부(111)의 단부가 전체적으로 라운드지는 형상을 가지도록 레이저 커팅될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 S202 단계에서 컴퓨터 소프트웨어에 의해서 3차원 스캐닝 데이터 상에서 상기 굴곡 돌출부(111)의 단부에 해당하는 부분이 인식되고, 해당 부분이 라운드 형상으로 보정된 후, 2차원의 캐드 파일에 해당하는 레이저 가공용 데이터가 생성될 수 있다.
또는, 상기 S202 단계에서 2차원 캐드 파일에 해당하는 레이저 가공용 데이터가 생성된 후, 상기 굴곡 돌출부(111)의 단부에 해당하는 부분이 인식되고, 해당 부분이 라운드 형상으로 가공되도록 레이저 가공용 데이터가 보정될 수도 있다.
또는, 상기 리테이너는 날카로운 모서리 및 골에 대한 커팅 형상의 보정이 이루어지지 않은 상태로 레이저 커팅이 이루어진 후, 별도의 추가적인 가공을 통해서 날카로운 모서리 및 골이 라운드지는 형상으로 형성될 수도 있다.
또는, 상기 리테이너는 컴퓨터 소프트웨어에 의해 골 부분은 커팅 형상의 보정이 이루어져 라운드지는 형상을 가지도록 레이저 커팅되고, 날카로운 모서리는 커팅 형상의 보정이 이루어지지 않은 상태로 레이저 커팅이 이루어진 후 별도의 추가적인 가공을 통해 라운드지는 형상으로 형성될 수도 있다.
일예로, 상기 굴곡 돌출부(111)는 배면측의 커팅 형상의 보정이 이루어져 골의 단부가 라운드지는 형상으로 레이저 커팅될 수 있다. 그리고, 상기 굴곡 돌출부(111)의 전면측 모서리는 레이저 커팅에 의해서 형성된 후 추가적인 가공을 통해서 라운드지는 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 굴곡 돌출부(111) 배면측의 골의 단부가 라운드지게 커팅 형성됨에 따라 상기 굴곡 돌출부(111)의 전면측 모서리가 가공됨으로써 얇아지는 두께를 상쇄할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 치아 배열의 유지를 위한 리테이너가 형상 기억 합금을 레이저 커팅하여 제작되되 치아 배열을 3차원 스캐닝 한 테이터를 토대로 치아 별 경사도, 치아 굴곡 형태, 치간 형태를 모두 반영하여 제작된다.
따라서, 리테이너가 각각의 치아와 빈틈없이 완전히 밀착되어 치아 배열 유지 효과를 최대화 할 수 있고, 제조 시간을 크게 단축할 수 있으므로, 산업상 이용가능성이 현저하다.

Claims (9)

  1. 3차원 스캐닝 장치를 이용하여 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터를 획득하는 단계;
    획득된 3차원 스캐닝 데이터를, 레이저 가공을 위한 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계; 및
    상기 레이저 가공용 데이터를 토대로, 모재(base material)를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치아 배열의 3차원 스캐닝 데이터는,
    stl 파일 포맷에 해당하는 파일인 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 획득된 3차원 스캐닝 데이터를, 레이저 가공을 위한 레이저 가공용 데이터로 변환하는 단계는,
    상기 stl 파일 포맷에 해당하는 상기 3차원 스캐닝 데이터 상에서 가상의 리테이너 위치를 설정하는 단계;
    상기 3차원 스캐닝 데이터 상에서 기준면 위치(Datum plane section)를 설정하는 단계;
    상기 기준면 상에서 치아 배열의 외각선을 따라 리테이너 형태를 형성하는 단계; 및
    형성된 리테이너 형태에 따라, 2차원의 레이저 가공용 데이터를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 가공용 데이터를 토대로, 모재(base material)를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계는,
    상기 모재를 고정할 지그(jig)를 준비하는 단계;
    상기 지그에 모재를 안착 및 고정하는 단계;
    레이저 커팅수단의 설정값을 세팅하는 단계;
    세팅된 설정값에 따라, 상기 모재를 가공하여 상기 레이저 가공용 데이터에 상응하는 리테이너를 제작하는 단계; 및
    상기 모재로부터 상기 리테이너를 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모재는,
    니티놀(Nitinol) 재질인 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너에는 치간을 향하여 돌출되는 굴곡 돌출부가 형성되며,
    상기 레이저 가공용 데이터는, 상기 굴곡 돌출부의 돌출된 단부가 라운드지게 가공되도록 생성되는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너에는 치간을 향하여 돌출되는 굴곡 돌출부가 형성되며,
    상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계 후, 상기 굴곡 돌출부의 돌출된 단부를 라운드지게 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리테이너의 치면을 향하는 전면과, 상기 전면에 반대되는 상기 리테이너 배면은 경사지게 형성되며,
    상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계에서, 상기 모재는 상기 리테이너의 전면과 배면에 대응하는 전면과 배면이 상면에 수직하도록 레이저 커팅되고,
    레이저 커팅이 실시된 후, 상기 모재의 커팅된 전면과 배면이 별도의 가공에 의해서 경사지게 가공되는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모재를 레이저 가공하여 리테이너를 제작하는 단계 후, 레이저 가공된 모재의 날카로운 모서리 부분을 별도로 가공하여 리네이터의 모서리 부분을 라운드지게 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 리테이너 제작 방법.
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