KR100644216B1 - 치과 보철물의 주조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 치과 보철물 주조장치 및 방법에 관한 것으로서, 열팽창 및/또는 열수축으로 야기되는 치과보철물의 주조 결함을 막기 위한 치과 보철물의 주조방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 치과 보철물 주조방법은, 경화된 매몰재 내에서 치과 보철물 형상의 모형을 융해 제거하여 주형을 형성하고 그 주형을 이용하여 치과 보철물을 주조하되, (a) 상기 모형을 중공형의 거푸집 내측에 위치시키는 단계와; (b) 상기 모형을 덮도록 액상의 매몰재를 상기 거푸집 내로 채워 넣고 그 액상의 매몰재를 경화시켜 상기 주형을 형성하되, 그 과정에서, 상기 매몰재 내에는 복수의 리브가 개재되도록 하여 상기 매몰재의 열변형을 억제하도록 하는 단계를 포함한다.

매몰재, 리브, 열팽창, 열수축, 리브체, 주형, 보철물, 치과, 롱브릿지, 임플란트

Description

치과 보철물의 주조방법 및 장치{CASTING METHOD AND KIT FOR FABRICATING DENTAL PROSTHESIS}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치과 보철물 주조장치를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 치과 보철물 주조장치를 분해사시도로 도시한 도면.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 치과 보철물 주조장치를 모형 및 매몰재와 함께 도시한 단면도.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 주조장치를 이용하여 치과 보철물을 주조하는 공정을 설명하는 도면.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 치과 보철물들의 예들을 사진도로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 거푸집 20: 지지대

22: 원추부 30: 리브체

32: 리브 베이스 34: 리브

22: 링부(ring portion) 324: 빔부(beam portion)

324: 빔부(beam portion) 2: 모형

C: 주형 M: 주조 공간

본 발명은 매몰재를 이용한 치과 보철물의 주조방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 매몰재의 열팽창 및/또는 열수축으로 야기되는 치과보철물의 주조 결함을 막기 위한 치과 보철물의 주조방법 및 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 크라운(또는, 치관), 브릿지, 인공치아, 임플란트 케이스 등과 같은 치과 보철물이 치과 의료분야 및/또는 치과 기공분야에 공지되어 있다. 당해 기술분야에서, 이와 같은 치과 보철물들은 구강 내의 치조골에 심어지거나. 소실된 치아 양 옆의 치아에 걸쳐지거나, 또는 틀니 방식으로 인공치아 시술에 이용되고 있다.

통상, 위와 같은 보철물들은 금속(예를 들면, 금) 또는 기타 세라믹 등의 재질로 이루어진다. 그리고, 이러한 보철물의 제조방법으로는 매몰재를 이용하는, 예컨대, 로스트 왁스법과 같은 정밀 주조법이 이용되고 있다. 매몰재는, 치과 보철물의 주형 형성을 위한 것으로, 석고형 매몰재, 인산염계 금속 매몰재 등이 공지되어 있다.

로스트 왁스법을 이용한 종래기술에 따른 치과 보철물의 주조방법을 설명하면, 치아 또는 그 부근의 본을 떠 형성된 모형(흔히, '납형' 또는 '왁스'로 칭해짐)에 고상의 주입선을 붙이고 그 주입선을 지지대에 부착하여 모형을 지지대 상에 세우고, 그 후, 지지대 상에 흔히 '캐스트 링'으로 칭해지는 중공 원통형의 거푸집을 세운다. 그 다음, 거푸집 내에 액상의 매몰재를 채워넣고 그 매몰재를 경화시킨다. 그 다음, 굳어진 매몰재로부터 모형과 주입선을 융해 제거하며, 이에 의해, 보철물이 주조될 주조 공간과 용탕 주입구가 형성되어, 치과 보철물 주조용 주형이 비로소 형성된다. 그 다음, 용탕(특히, 금속 용융액)을 주입구를 통해 주형 내에 주입하고, 그 주입된 용탕을 경화시킴으로써, 치과 보철물이 주조될 수 있다. 위의 주조법으로는 일반적인 원심주조법과 기계적 주조법(고주파 또는 저주파 금속 용융 방식)이 이용될 수 있다. 그 후, 주조된 치과 보철물로부터 매몰재를 제거하면, 치과 의료분야의 시술에 이용되는 치과 보철물을 얻을 수 있다.

그러나, 위와 같은 종래의 치과 보철물 주조방법에 있어서는, 매몰재가 가열 및 냉각되는 과정에서 큰 열팽창과 열수축이 일어나게 되며, 이러한 열팽창과 열수축에 의한 경화 매몰재의 열변형은 주형의 형태를 나쁘게 할 수 있으며 더 나아가서는 그 주형에 균열을 야기하는 원인이 되기도 한다. 그리고, 이와 같이 불량한 상태의 주형은 최종 주조된 치과 보철물에 심각한 결함을 야기한다.

특히, 롱브릿지와 만곡 구조의 임플란트 케이스와 같은 치과 보철물은 그 형태 상 매몰재를 이용한 주조과정에서 심각한 변형이 야기될 우려가 많으며, 이러한 치과 보철물의 심각한 변형은 그 치과 보철물이 스크류 또는 솔더링 방식으로 구강 내 치조골 부근에 세워질 때 그 치조골에 심각한 악영향을 끼칠 수 있었으며 이에 따라 그 사람이 치아 건강 및 미관을 크게 떨어뜨린다.

이에 따라, 종래에는 열에 의한 변형을 줄인 매몰재를 개발하려는 많은 연구가 당해 기술분야에 있어 왔다. 그러나, 매몰재는 그 원천적인 특성상 열팽창 및 열수축 등이 크게 일어나므로, 매몰재의 열변형 및 이에 따른 주형 및 치과 보철물의 결함을 억제하는 데는 한계가 있었으며, 특히, 그 열변형 정도가 치과 보철물의 주조가 이루어지는 주변의 온도, 습도 등의 환경 조건에 의해 크게 영향을 받는다는 점에서, 매몰재의 개선을 통한 치과 보철물의 품질 향상은 큰 한계를 가질 수 밖에 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 거푸집(예컨대, 캐스트 링) 내측에 제공되어, 그 거푸집 내에 채워진 매몰재의 열변형을 물리적으로 억제하는 수단을 갖는 치과 보철물 주조장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 거푸집 내 매몰재의 열변형을 물리적으로 억제하는 수단을 이용하여, 매몰재의 열변형으로 야기되는 치과 보철물의 결함을 크게 감소시킨 치과 보철물 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 경화된 매몰재 내에서 치과 보철물 형상의 모형을 융해 제거하여 주형을 형성하고 그 주형을 이용하여 치과 보철물을 주조하는 치과 보철물 주조방법이 제공된다. 상기 치과 보철물 주조방법은,(a) 상기 모형을 중공형의 거푸집 내측에 위치시키는 단계와; (b) 상기 모형을 덮도록 액상의 매몰재를 상기 거푸집 내로 채워 넣고 그 액상의 매몰재를 경화시켜 상기 주형을 형성하되, 그 과정에서, 상기 매몰재 내에는 복수의 리브가 개재되도록 하여 상기 매몰재 의 열변형을 억제하도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 치과 보철물 주조방법에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 거푸집이 세워지는 지지대에 용탕 주입구 형성용 주입선과 함께 상기 모형을 고정시키는 것을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따라서, 상기 복수의 리브는 상기 거푸집의 일단부에 안착되는 리브 베이스의 일면에 형성되며, 상기 리브 베이스는 상기 액상의 매몰재가 상기 거푸집 내로 채워지는 것을 허용하는 적어도 하나의 개구부를 포함한다. 그리고, 상기 리브 베이스는, 적어도 하나의 링부와, 상기 링부의 중심으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 빔부를 포함하되, 상기 복수의 리브들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 링부를 따라 원형으로 정렬 형성된다.

본 발명의 다른 측면에 따라서, 경화된 매몰재 내에서 치과 보철물 형상의 모형이 융해 제거되어 용탕이 주입되는 주형을 형성하는 치과 보철물 주조장치가 제공된다. 상기 치과 보철물 주조장치는, 상기 모형이 위치되며, 상기 모형을 덮도록 액상의 매몰재가 채워져서 경화되는 중공형의 거푸집과; 상기 매몰재의 열변형을 억제하도록 상기 매몰재 내에 개재되는 복수의 리브(rib)를 갖는 리브체를 포함한다.

여기에서, 상기 리브체는 상기 거푸집의 일단부에 안착되며 상기 복수의 리브가 형성되는 리브 베이스를 더 포함하며, 상기 리브 베이스는, 적어도 하나의 링부와, 상기 링부의 중심으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 빔부를 포함하되, 상기 복수의 리브들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 링부를 따라 원형으로 정 렬 형성되며, 상기 링부 상기 빔부들 사이 사이에는 액상의 매몰재를 거푸집 내로 채우기 위한 개구부가 형성된다.

실시예

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 치과 보철물 주조장치를 도시하는 도면들로서, 도 1은 상기 치과 보철물 주조장치의 사시도이고, 도 2는 상기 치과 보철물 주조장치의 분해사시도이며, 도 3은 매몰재와 모형이 함께 도시된 상기 치과 보철물 주조장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 치과 보철물 주조장치(1)는 흔히 캐스트 링(cast ring)으로 칭해지는 금속재 거푸집(10)을 포함한다. 상기 금속재 거푸집(10)은 상하 양단부가 개방된 대략 중공 원통형의 관 형태를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 거푸집(10)이 원형의 중공을 갖지만, 이러한 거푸집(10)의 형상에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 상기 거푸집(10)은 다각형 또는 타원형 등의 여러 기하학적 형상을 갖는 중공 구조로 이루어질 수 있다.

상기 거푸집(10)은 그 내측에 사람의 이빨 또는 그 이빨 부근의 모양을 본 떠 형성된 치과 보철물용 모형이 위치되는 공간을 한정하다. 상기 모형(2)은, 당해 기술분야에서 "납형 또는 왁스"로 칭해지는 것으로, 로스트 왁스법을 이용한 주조공정의 가열과정에서 융해, 제거되어 주형 내에 치과 보철물이 형성될 공간이 마련되도록 해준다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 치과 보철물 주조장치(1)는 상기 모형(2)을 지지하기 위한 대락 원판형의 지지대(20)를 포함한다. 그리고, 상기 지지대(20)는 그 중심 부근에 원추부(22)를 구비한다. 상기 모형(2)은 실질적으로 상기 원추부(22) 상에 지지되는데, 상기 원추부(22)는 이하 설명되는 용탕 주입구의 상류측을 넓게 형성하여 보다 쉽고 빠르게 용탕을 주형 내에 주입하기 위해 마련된다.

이때, 상기 모형(2)에는 주형 형성시 그 모형(2)과 함께 제거되어 주형의 용탕 주입구를 한정하는 고상의 주입선(2a)이 부착되며 이 주입선(2a)이 원추부(22)에 고정됨으로써 상기 모형(2)이 상기 지지대(20) 상에 지지될 수 있다. 그리고, 상기 지지대(20)에 지지된 모형(2)은 전술한 거푸집(10)의 일단 개방부를 통해 그 거푸집(10) 내측에 위치될 수 있다.

한편, 상기 거푸집(10) 내에는 상기 모형(2)을 덮어 매몰하도록 액상의 매몰재가 채워진다. 상기 매몰재(3)는 건조, 더 나아가서는, 베이킹(baking) 과정을 거쳐 경화되며, 그 경화된 상태에서, 예컨대, 전기로 내에서 거푸집(10)을 장입한 후 대략 600℃ 이상의 열로 상기 모형(2)을 융해, 제거함으로써(또는, 태워 없앰으로써) 치과 보철물 주조를 위한 하나의 주형을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 매몰재(3)는 모형(2)이 상기 거푸집(10)에 투입되는 위치의 반대방향에서 상기 거푸집(10) 내측으로 채워진다.

이때, 상기 매몰재(3)는 베이킹 및 냉각과 같은 경화 과정에서 주형 및 주조품(즉, 치과 보철물)에 심각한 결함을 초래하는 열팽창 및 열수축을 겪게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 치과 보철물 주조장치(1)는 액상의 매몰재(3)가 건조, 경화, 베이킹, 냉각되는 과정에서 야기되는 열변형(즉, 열패창, 열수축)을 막기 위한 리브체(rib body; 30)를 포함한다.

상기 리브체(30)는 상기 지지대(20)와 반대되는 위치에서 상기 거푸집(10) 의 단부에 제공된다. 그리고, 상기 리브체(30)는 상기 거푸집(10)의 단부에 꼭 맞게 걸쳐져서 안착되는 대략 원형의 리브 베이스(32)와 상기 리브 베이스(32)에 형성된 채 상기 거푸집(10) 내측으로 연장되는 복수의 리브(34)를 포함한다. 이때, 복수의 리브(34)들 각각은 봉의 형태를 이루면서 일정한 규칙으로 정렬되는 것이 바람직하며, 그 복수의 리브(34)들은 거푸집(10) 내에 채워진 매몰재(3)의 뼈대 역할을 하여 그 매몰재가 베이킹되고 냉각되는 과정에서 그 매몰재의 열변형을 억제하여 줄 수 있다.

본 실시예에서, 상기 리브 베이스(32)는 동심원을 이루면서 서로 다른 반지름으로 배치되는 두개의 링부(322)와 그 동심원의 중심으로부터 방사상으로 연장되어 상기 두 링부(322)를 연속되게 교차하는 복수의 빔부(324)를 포함한다. 이때, 상기 링부(322)에는 전술한 복수의 리브(34)가 원형으로 정렬 형성된 채 상기 거푸집(10) 내측으로 연장된다. 위와 같은 리브(34)들의 규칙적인 정렬(특히, 원형의 규칙적인 정렬)은 베이킹과 냉각 등에 의한 매몰재의 열변형을 전방향에 걸쳐 억제 또는 통제할 수 있다.

또한, 상기 빔부(324)는 그 끝단들 각각에서 거푸집(10)의 벽 단부에 걸쳐지는데, 특히, 상기 빔부(324)의 끝단 부근에는 상기 거푸집(10)의 내벽면에 꼭 맞게 끼워지는 안착턱(324a; 도 1에만 도시함)이 형성되며, 이 안착턱(324a)에 의해 전 술한 리브체(30)는 거푸집(10)의 단부 상에서 흔들림 없이 고정 유지될 수 있다.

이때, 전술한 리브체(30)는 매몰재(3)의 경화과정에서 거푸집(10)에 고정되지만, 그 리브체(30)를 거푸집(10)에 미리 고정시키는 것도 고려될 수 있을 것이다. 한편, 상기 빔부(324)와 이와 교차되는 상기 링부(322)의 사이에는 복수의 개구부(325)가 구획 형성되어 있으며, 상기 개구부(325)를 통해 액상의 매몰재가 상기 거푸집(10) 내측으로 채워진다.

이와 같이, 상기 리브체(30)에 의해 매몰재(3)의 열변형이 억제된 채 모형(2) 제거에 의해 주형이 형성되면, 그 주형을 이용하여 치과 보철물을 주조 성형할 수 있다.

이하에서는, 전술한 치과 보철물 주조장치를 이용하여 치과 보철물을 주조하는 방법이 설명될 것이며, 이러한 방법은 도 4에 잘 도시되어 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 지지대(20) 윗면에 거푸집(10)이 세워지며, 이 때, 모형(2)는 주입선(2a)을 매개로 지지대(20) 상의 원추부(22)에 고정된 채 거푸집(10)의 내측에 위치한다. 그리고, 상기 모형은 크라운(또는, 치관), 브릿지, 인공치아, 임플란트 케이스 등과 같은 치과 보철물 형성용 모형들이며, 특히, 롱브릿지 및 만곡 구조의 임플란트 케이스 등과 같이 주조 과정 중 변형 등 결함이 야기되기 쉬운 치과 보철물 형성에 본 발명이 유용하게 적용될 수 있다. 이 때, 상기 거푸집(10)과 지지대(20)의 내측 표면에는 경화된 매몰재의 용이한 분리를 위한 이형재를 바르는 것이 바람직하다. 특히, 상기 거푸집(10)의 안쪽면에는 상기 이형재의 역할과 쿠션재의 역할을 동시에 할 수 있는 페이퍼 형태의 라이너(11)가 깔려지 는 것이 바람직한데, 이러한 라이너(11; 도 1에만 도시함)로는 흔히 "아즈베스토스"라 칭해지는 것이 이용될 수 있다.

도 4의 (b) 및 (c)를 참조하면, 매몰재의 열변형 억제를 위한 리브체(30)가 자체의 리브 베이스(32)에 의해 상기 거푸집(10)의 상단에 안착 유지된다. 이 때, 상기 리브체(30)의 리브들(34)이 거푸집(10) 내측으로 연장되어 있다. 그리고, 상기 리브체(30)의 개구부(325; 도 1 및 도 2 참조)를 통해 상기 거푸집(10) 내측에는 액상의 매몰재가 채워진다. 그 다음, 매몰재(3)는 건조, 베이킹, 냉각 등의 과정을 거쳐 경화된다. 이때, 상기 리브체(30)의 리브들(34)이 매몰재(3) 내에 개재된 채 매몰재의 열변형을 억제하는 뼈대 역할을 하게 된다.

상기 매몰재(3)에 의해 매몰되어 있던 모형(2)은 일정 온도의 열에 의해 용융 제거되며, 이 때, 상기 모형(2)과 함께 그 모형(2)에 부착되어 있던 고상의 주입선(2a) 또한 제거된다.

위의 과정 등을 거쳐 도 4의 (d)에 도시된 것과 같은 주형(C)이 얻어지며, 상기 주형(C)은 상기 모형(2)이 제거된 부분에 보철물 형성용 주조 공간(M)을 포함하는 한편 상기 주입선(2a)이 제거된 부분에 용탕의 주입구(또는 탕도; T)를 갖게 된다. 그리고, 상기 주입구(T)의 상류측에는 전술한 지지대(20)의 원추부(22)의 제거에 의해 주입구 확장영역(L)이 형성된다.

전술한 치과 보철물 주조방법에 의해 제조되는 치과 보철물은 매몰재의 열변형에 의한 결함 없이 원하는 형태 및 크기로 형성될 수 있으며, 이는 전술한 리브체(30)의 리브들(34)이 매몰재의 열변형을 억제해줌으로써 구현된다. 도 5a 내지 도 5d는 위 주조방법의 실시예의 의해 제조된 치과 보철물들(예; 롱브릿지, 만곡 임플란트 케이스, 솔더용 하우징, 스크류를 이용한 브릿지, 덴처와 임플란트가 결합된 하이브리드)을 나타내는 사진도들로서, 도 5a 내지 도5d를 참조하면, 상기 치과 보철물이 기존 보철물에서 빈번하게 발생하던 결함 없이 거의 완벽한 형태로 형성됨을 확인할 수 있다.

특히, 롱브릿지(Long Bridge) 및 만곡 임플란트 케이스 등 종래 주조방법에서 큰 결함을 갖던 치과 보철물 또한 기존의 결함 없는 거의 완벽한 형태로 형성됨을 위의 사진도를 통해 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

본 발명에 따르면, 거푸집 내 매몰재의 열변형을 물리적으로 억제하는 복수의 리브를 이용함으로써, 매몰재의 열변형으로 야기되는 치과 보철물의 결함을 크게 억제하여 주며, 이와 같이 리브를 채용한 본 발명은 매몰재 개선을 통해 치과 보철물을 결함을 줄이고자 했던 종래 기술과 비교할 때 훨씬 더 효과적이라는 이점을 갖는다.

게다가, 본 발명은 간단한 리브 구조에 의해 전술한 치과 보철물의 결함을 억제할 수 있고, 또한, 그것을 구현하기 위한 비용이 매우 작아 비용 저감 효과 또 한 크다 할 것이다.

Claims (8)

1. 경화된 매몰재 내에서 치과 보철물 형상의 모형을 융해 제거하여 주형을 형성하고 그 주형을 이용하여 치과 보철물을 주조하는 치과 보철물 주조방법에 있어서,

   (a) 상기 모형을 중공형의 거푸집 내측에 위치시키는 단계와;

   (b) 상기 모형을 덮도록 액상의 매몰재를 상기 거푸집 내로 채워 넣고 그 액상의 매몰재를 경화시켜 상기 주형을 형성하되, 그 과정에서, 상기 매몰재 내에는 복수의 리브가 개재되도록 하여 상기 매몰재의 열변형을 억제하도록 하는 단계를 포함하며,

   상기 복수의 리브는 상기 거푸집의 일단부에 안착되는 리브 베이스의 일면에 형성되며, 상기 리브 베이스는 상기 액상의 매몰재가 상기 거푸집 내로 채워지는 것을 허용하는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 치과 보철물 주조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 거푸집이 세워지는 지지대에 용탕 주입구 형성용 주입선과 함께 상기 모형을 고정시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 보철물 주조방법.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 리브 베이스는, 적어도 하나의 링부와, 상기 링부의 중심으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 빔부를 포함하되, 상기 복수의 리브들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 링부를 따라 원형으로 정렬 형성된 것을 특징으로 하는 치과 보철물 주조방법.
5. 경화된 매몰재 내에서 치과 보철물 형상의 모형이 융해 제거되어 용탕이 주입되는 주형을 형성하는 치과 보철물 주조장치에 있어서,

   상기 모형이 위치되며, 상기 모형을 덮도록 액상의 매몰재가 채워져서 경화되는 중공형의 거푸집과;

   상기 매몰재의 열변형을 억제하도록 상기 매몰재 내에 개재되는 복수의 리브(rib)와 상기 거푸집의 일단부에 안착되며 상기 복수의 리브가 형성되는 리브 베이스가 구비된 리브체를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 보철물 주조장치.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서, 상기 리브 베이스는, 적어도 하나의 링부와, 상기 링부의 중심으로부터 방사상으로 형성되는 복수의 빔부를 포함하되, 상기 복수의 리브들 중 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 링부를 따라 원형으로 정렬 형성된 것을 특징으로 하는 치과 보철물 주조장치.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 리브 베이스의 단부 부근에 상기 거푸집에 끼워 맞추어지는 안착턱이 형성됨을 특징으로 하는 치과 보철물 주조장치.

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