Partial frame & Rapid prototyping
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Partial frame & Rapid prototyping
  • 제로 편집팀
  • 승인 2014.12.24 15:34
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고려대학교 대학원 보건과학과 치의기공전공

 

Abstract

Recent advances in dental equipment allow restorations to be fabricated using a variety of computer-aided technologies. This equipment is advantageous because it shortens work time though the reduction of manual processing and enables the mass-production of extremely precise prostheses. I Introduce to the partial fabricated by rapid prototyping.

 

Ⅰ. 서 론

[PR방식 소개 ; partial frame을 중심으로]

치과기공기술의 흐름은 주조방식에서 디지털 방식으로 변화하고 있다. 더욱이 제작되는 범위가 크라운(crown)에서 맞춤형 지대주(custom abutment) 그리고 최근에는 국소의치 금속 구조물(partial frame)과 교정 분야 까지 폭 넓게 확대되고 있다(Fig. 1).

 

 

Fig. 1. 디지털 방식을 활용하여 디자인 된다양한 치과 수복물

 

이러한 변화에 맞추어 디지털 장비역시 지속적인 개발과 성장을 이루고 있다. 적용되는 수복물 중에서 국소의치 금속 구조물을 중심으로 디지털 제작 방식을 설명하고자 한다.

 

Ⅱ. 본 론

국소의치 금속 구조물을 제작하기 위한 기존의 주조 방식을 간단하게 설명하자면, 환자 구강을 채득한 인상체로부터 석고 모형을 제작하고, 숙련된 기공사가 환자에게 적합한 형태의 구조물을 디자인 한다. 이를 토대로 게이지 왁스(gauge wax) 등을 사용하여 왁스 패턴을 제작하고 주조 방식 등을 거쳐 금속 구조물로 제작한다.

디지털 방식은 주조방식과는 차이가 있다. 디지털 방식은 스캔된 데이터를 가지고 삼차원 입체영상으로 디자인한다. 디자인된 데이터는 왁스와 레진 혹은 금속 등의 재료를 사용하여 적층방식으로 제작하는데, 사용되어지는 재료에 따라 적용되는 장비와 기술이 달라진다.

왁스나 레진의 재료를 사용하는 적층 방법은 제작된 구조물을 가지고 매몰, 소환, 주조 등의 기존 과정의 일부분을 거치게 되므로 캐드캠 디자인에 숙련되지 않은 기공사의 경우 오히려 시간 소요가 커질 수 있다. 또한 완전 디지털 가공 기술의 개념과는 거리가 있다고 할 수 있다.

또 다른 방법으로는 완성된 디자인 파일을 가지고 바로 금속 구조물로 제작하는 것이다. 이 방법의 경우에는 매몰, 주조과정이 적층과정으로 대체되어 제작시간이 단축되는 장점이 있다. 디지털을 활용한 수복물 제작방법의 순서를 세밀하게 살펴보면 다음과 같다.

디지털 수복물을 제작 하려면 우선적으로 3D 입체영상을 확보해야 한다. 전용의 치과용 스캐너를 활용하여 석고 모형을 스캔한다(Fig. 2).

 

 

Fig. 2. 스캔된 파샬 석고 모형

 

스캔된 데이터를 가지고 디자인 작업을 실시한다. 예시로 사용한 프로그램은 3Shape 이다(Fig. 3). 국소의치 금속 구조물 디자인 작업을 시작하면 삽입방향에 따른 언더컷 부분을 블록아웃(block out)한다. 이는 프로그램에서 자동적으로 계산이 가능하다.

 

 

Fig. 3. 3Shape 프로그램을 활용한 국소의치 금속 구조물 제작 예시

 

디자인이 완료되면 금속 블록을 사용하여 절삭가공하거나 앞서 언급한 왁스나 레진 혹은 금속의 재료를 사용하여 구조물을 완성하게 된다. 그러나 일반적으로 국소의치 금속 구조물은 금속으로 절삭가공하지 않는다(Fig. 4). 금속 블록을 사용하여 절삭가공하게 되면 구조물 주변의 남는 부분을 재사용하기 어려워 재료적인 소모가 크기 때문이다.

 

 

Fig. 4. 디자인된 국소의치 금속 구조물과 코발트 크롬 금속 블록

 

따라서 절삭가공방식 보다는 앞서 언급한 왁스나 레진 또는 금속을 사용하는 적층방식을 사용한다(Fig. 5).

 

 

Fig. 5. 다양한 재료를 활용하여 제작된 국소의치 금속 구조물

 

적층 방식은 사용되어지는 재료와 방법에 따라 다양하게 구분되고 있으나, 국소의치 금속 구조물 제작을 위한 적층 기술에는 Stereolithography(SLA), Digital Lighting Processing(DLP), Selective Laser Sintering(SLS) 방식 등이 주로 사용된다(Fig. 6).

 

Fig. 6. SLA, DLP, SLS 방식으로 제작된 국소의치 금속 구조물

 

Ⅲ. 결 론

디지털을 활용한 치과수복물 제작방식은 인레이, 관 및 교의치, 맞춤형 지대주 그리고 국소의치 금속 구조물까지 그 범위가 확대 되어가고 있다. 그러나 국소의치 금속 구조물은 그 형태가 매우 복잡하고 다른 수복물에 비해 크기가 커서 절삭가공 방식을 사용하는데 제한이 있다. 따라서 절삭가공법보다는 적층 방식을 주로 활용하고 있다.


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