KR101961292B1 - Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 - Google Patents
Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101961292B1 KR101961292B1 KR1020170139981A KR20170139981A KR101961292B1 KR 101961292 B1 KR101961292 B1 KR 101961292B1 KR 1020170139981 A KR1020170139981 A KR 1020170139981A KR 20170139981 A KR20170139981 A KR 20170139981A KR 101961292 B1 KR101961292 B1 KR 101961292B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- titanium
- block
- casting
- raw material
- forging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003564 dental alloy Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000003754 machining Methods 0.000 title description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 11
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 18
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005548 dental material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
- A61C13/0022—Blanks or green, unfinished dental restoration parts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
- A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
-
- A61K6/04—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/04—Metals or alloys
- A61L27/06—Titanium or titanium alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
Abstract
본 발명은 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공장치를 통해 절삭 가공되어, 치과 보철물로 성형되는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법에 관한 것으로,
본 발명에서는 티타늄을 주원료로 한 원재료를 배합하는 배합공정과; 상기 배합된 원재료를 용융로에 주입시켜 원재료를 용해시키는 용해공정과; 용해된 원재료를 주조 성형틀에 주입시켜 티타늄계 주조블록을 주조 성형하는 주조블록 성형공정과; 상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 단조 성형틀 내에 배치한 다음 단조 프레스 펀치를 통해 티타늄계 주조블록을 반복적으로 압축하여서, 단조 성형틀 내에 배치된 주조블록의 형상을 교정하고 조직의 밀도를 균일화시키는 냉간 단조공정; 및 상기 냉간 단조된 주조블록을 단조 성형틀 내에서 추출하는 취출공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 티타늄을 주원료로 한 원재료를 배합하는 배합공정과; 상기 배합된 원재료를 용융로에 주입시켜 원재료를 용해시키는 용해공정과; 용해된 원재료를 주조 성형틀에 주입시켜 티타늄계 주조블록을 주조 성형하는 주조블록 성형공정과; 상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 단조 성형틀 내에 배치한 다음 단조 프레스 펀치를 통해 티타늄계 주조블록을 반복적으로 압축하여서, 단조 성형틀 내에 배치된 주조블록의 형상을 교정하고 조직의 밀도를 균일화시키는 냉간 단조공정; 및 상기 냉간 단조된 주조블록을 단조 성형틀 내에서 추출하는 취출공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공장치를 통해 절삭 가공되어, 치과 보철물로 성형되는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 치과 분야에서 임플란트란, 구강 내에서 부분적으로 또는 전체적으로 치아가 상실된 부위의 치조골(齒槽骨)에 식립함으로써 치조골과 유착되어 인공 치근으로서 역할을 하는 금속 구조물을 말한다.
상기 임플란트는 기존의 보철물이나 틀니와 달리, 주변 치아 조직을 상하지 않게 하며, 그 기능이나 형태가 자연 치아와 비슷하면서도 비교적 장기간의 수명을 가지고 있어서, 현재 각광받고 있는 인공 치아용 보철물이다.
게다가 임플란트는 인접 치아를 깎을 필요가 없고, 치조골이 흡수되는 것을 막아 기능 및 심미적으로 우수한 보철물을 만들 수 있으며, 말하거나 웃을 때, 또는 식사시 틀니가 탈락되는 일이 없는 등의 장점이 있다.
통상적인 임플란트는, 고정체(fixture)와 지대주(abutment) 및 인공 치아의 외관을 형성하는 치관(齒冠, crown)으로 구성되며, 상기 고정체는 잇몸 피부로 덮여 있는 치조골에 삽입되어 고정되고, 상기 지대주는 상기 고정체의 상부에 결합되어 잇몸의 위쪽으로 노출되도록 설치된다.
이러한 고정체의 소재로는 적절한 기계적 강도와 생체 적합성, 뛰어난 내부식성, 우수한 골 유착 능력을 가진 티타늄이 가장 널리 사용되고 있다.
한편, 최근에는 상기 치과 보철물을 수가공을 통해 제작하지 아니하고, 3D 구강 스캐너 장치를 통해 구강을 3차원 스캐닝하여 치과 보철물의 형상을 설계한 다음, 상기 설계값에 따라 덴탈용 합금블록을 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭장치를 통해 절삭 가공하여서, 요하는 치과 보철물을 성형하는 형태가 점차 확대되고 있다.
따라서, 상기 덴탈용 합금블록의 품질은 이를 3차원 절삭 가공하여 성형되는 치과 보철물의 품질을 좌우하는 중요한 요인이다.
그런데, 종래에는 원재료를 용해시킨 다음, 용해된 원재료를 주조 성형틀에 투입시켜 주조 성형틀의 형상에 따른 주조블록을 성형하고, 상기 성형된 주조블록의 표면을 폴리싱하여서 덴탈용 합금블록을 제조하고 있다.
그런데, 상기 주조블록을 폴리싱처리한 덴탈용 합금블록은, 주조 성형과정에 내부에 기공이 발생될 수 있고, 또 조직의 밀도가 균일하지 아니한 관계로, 이를 3차원 절삭 가공하여 성형된 치과 보철물의 품질의 균일성을 담보하기 어려운 한계성을 갖는다.
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 독특하게 후처리하여 조직 내 기공 발생을 억제하면서 균일한 밀도를 갖도록 구성함으로써, 이를 3차원 절삭 가공하여 성형된 치과 보철물의 품질의 안정성이 확보되도록 한 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법은,
티타늄을 주원료로 한 원재료를 배합하는 배합공정과;
상기 배합된 원재료를 용융로에 주입하여 원재료를 용해시키는 용해공정과;
용해된 원재료를 주조 성형틀에 주입하여 티타늄계 주조블록을 주조 성형하는 주조블록 성형공정과;
상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 단조 성형틀 내에 배치한 다음, 단조 프레스 펀치를 통해 티타늄계 주조블록을 반복적으로 압축하여서, 단조 성형틀 내에 배치된 주조블록의 형상을 교정하고 조직의 밀도를 균일화시키는 냉간 단조공정; 및
상기 냉간 단조된 주조블록을 단조 성형틀 내에서 추출하는 취출공정을 포함하여 구성되고,
상기 주조블록 성형공정에서는,
상기 주조 성형틀 내에 복수의 성형코어들을 배치하여, 티타늄계 주조블록에 상기 성형코어에 의해 상하 관통된 복수의 분산 압착공들이 등간격으로 형성되도록 하고,
상기 냉간 단조공정에서는,
상기 압착면에 분할 압착코어들이 하양 돌출되게 형성된 단조 프레스 펀치를 사용하여,
상기 단조 프레스 펀치의 압착면에 의해 상기 단조 성형틀 내에 배치된 상기 티타늄계 주조블록을 하방향으로 압착하는 한편,
상기 티타늄계 주조블록에 형성된 각 분산 압착공들에 상기 분할 압착코어들을 진입시켜, 상기 분할 압착코어가 분산 압착공의 내측벽을 지지하여 측방향으로 분할 압착함으로써,
상기 티타늄계 주조블록을 상기 단조 성형틀 내에서 하방향 압착과 측방향 압착을 포함하여 입체적으로 압착하되,
상기 단조 성형틀의 바닥면에 상기 티타늄계 주조블록에 형성된 분산 압착공의 중심과 상하 일렬로 정렬된 중심 정렬홈을 형성하고, 상기 단조 프레스 펀치에 형성된 상기 분할 압착코어의 저면에는 스프링에 의해 하향 지지된 강구를 하향 돌출되게 배치하여,
상기 단조 프레스 펀치에 의해 상기 하강하는 각 분할 압착코어는, 하부에 배치된 강구를 통해 상기 중심 정렬홈에 진입되어 상기 분산 압착공의 중심에 중심이 정렬된 상태로 하강하면서 상기 분산 압착공의 내측벽을 측방향으로 압착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 주조블록 성형공정에서는,
상기 주조 성형틀 내에 복수의 성형코어들을 배치하여, 티타늄계 주조블록에 상기 성형코어에 의해 상하 관통된 복수의 분산 압착공들이 등간격으로 형성되도록 하고,
상기 냉간 단조공정에서는,
상기 압착면에 분할 압착코어들이 하양 돌출되게 형성된 단조 프레스 펀치를 사용하여,
상기 단조 프레스 펀치의 압착면에 의해 상기 단조 성형틀 내에 배치된 상기 티타늄계 주조블록을 하방향으로 압착하는 한편,
상기 티타늄계 주조블록에 형성된 각 분산 압착공들에 상기 분할 압착코어들을 진입시켜, 상기 분할 압착코어가 분산 압착공의 내측벽을 지지하여 측방향으로 분할 압착함으로써,
상기 티타늄계 주조블록을 상기 단조 성형틀 내에서 하방향 압착과 측방향 압착을 포함하여 입체적으로 압착하되,
상기 단조 성형틀의 바닥면에 상기 티타늄계 주조블록에 형성된 분산 압착공의 중심과 상하 일렬로 정렬된 중심 정렬홈을 형성하고, 상기 단조 프레스 펀치에 형성된 상기 분할 압착코어의 저면에는 스프링에 의해 하향 지지된 강구를 하향 돌출되게 배치하여,
상기 단조 프레스 펀치에 의해 상기 하강하는 각 분할 압착코어는, 하부에 배치된 강구를 통해 상기 중심 정렬홈에 진입되어 상기 분산 압착공의 중심에 중심이 정렬된 상태로 하강하면서 상기 분산 압착공의 내측벽을 측방향으로 압착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 티타늄계 주조블록을 구성하는 원재료는, 16~20 원자%의 니오브와, 잔부의 티타늄 및 기타 불순물을 함유하는 티타늄을 혼입시킨 것이다.
보다 바람직하게는, 상기 취출공정에 의해 취출된 티타늄계 주조블록을, 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 60분 내지 90분 동안 열처리한 다음 서냉시켜서, 조직의 안정화가 이룩된 덴탈용 티타늄계 합금블록을 형성하는 열처리 공정을 부가한다.
삭제
삭제
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 독특하게 후처리하여 조직 내 기공 발생을 삭제하면서 균일한 밀도를 갖도록 구성하고 있다.
즉, 본 발명에서는 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 냉간 단조시켜 티타늄계 주조블록 내에 존재하는 기공들을 삭제하고 또 조직의 밀도를 균일화시킴으로써, 균일한 물성을 갖는 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제공이 가능하다.
특히, 본 실시예에서는 상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 냉간 단조함에 있어, 티타늄계 주조블록을 측방향으로 분할 압착하는 분할 압착구조를 형성함으로써, 티타늄계 주조블록의 조직은 단조 프레스 펀치의 압착면에 의한 하방향으로의 압착과 분할 압착코어에 의한 측방향 분할 압착이 이루어지고, 결과적으로 입체적인 입체적인 분할 압착에 의해 티타늄계 주조블록의 조직은 균일하게 압착되어, 조직 내 기공 발생을 삭제하면서 균일한 밀도를 갖는다.
그리하여, 이를 3차원 절삭 가공하여 성형된 치과 보철물들은 내부에 기공 발생이나 조직 밀도에 의한 편차 발생없이 균일한 물성을 갖게 되므로, 품질의 안정성과 균일성이 확보될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법에 의해 성형된 덴탈용 티타늄계 합금블록을 이용한 치과 보철물의 제조과정을 보여주는 흐름도이고,
도 2는 본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법의 순차적인 흐름상태를 보여주는 것이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법에 따른 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조과정을 모식적으로 보여주는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법의 순차적인 흐름상태를 보여주는 것이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법에 따른 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조과정을 모식적으로 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법에 의해 성형된 덴탈용 티타늄계 합금블록을 이용한 치과 보철물의 제조과정을 보여주는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법의 순차적인 흐름상태를 보여주는 것이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법에 따른 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조과정을 모식적으로 보여주는 것이다.
본 발명에 따른 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법은, 3D 구강 스캐너 등을 통해 측정 및 수집된 치아 보철물 설계값에 따라 다축식 3차원 절삭 가공장치가 3차원 절삭 가공하여서, 임플란트 등 다양한 치과 보철물로 성형되는 덴탈용 티타늄계 합금블록을 제조하는 것이다.
상기 덴탈용 티타늄계 합금블록(DM)은, 높은 비강도와 우수한 생체 적합성 및 부식 저항성이 높아 공기나 체액에 접촉되더라도 산화되지 아니하는 재질특성을 갖는 티타늄을 주원료로 하여 제작된 일종의 가공시편이다.
본 발명에서는 일예로, 16~20 원자%의 니오브와, 잔부의 티타늄 및 기타 불순물을 함유하는 티타늄을 혼입시킨 주원료를 통해 덴탈용 티타늄계 합금블록을 성형한다.
상기 티타늄에는 산소와 질소, 탄소, 수소 등의 불순물 등이 혼입되며, 상기 티타늄에 배합되어 성형되는 니오브(Nb)는 티타늄 합금의 가공성을 개선시키는 원소로서, 니오브(Nb)의 첨가시 가공성을 저하시키는 α상의 형성이 억제되고 β상의 형성이 촉진되어 합금블록의 조직을 안정화시키는 긴요한 역할을 수행한다.
본 실시예에서는 이러한 티타늄을 주원료로 한 원재료를 통해 덴탈용 티타늄계 합금블록을 제조함에 있어 독특한 후처리 공정을 부가하여서, 이를 통해 성형된 덴탈용 티타늄계 합금블록은 치수 정밀도와 함께 내부에 기공 발생없이 조직의 균일한 밀도를 갖고, 또 복수의 티타늄계 합금블록이 단일 성형공정을 통해 일괄하여 성형되도록 함으로써 생산성의 향상이 이룩되도록 한다.
이와 같이, 본 발명에서 제공되는 후처리 공정에 의해 덴탈용 티타늄계 합금블록이 치수 정밀도와 조직의 균일한 밀도를 갖도록 구성하면, 이를 통해 성형된 치과 보철물은 3차원 절삭에 따른 정밀한 절삭이 이루어져 치수 정밀도가 확보되고, 또 균일한 강도를 갖게 되므로 불량 발생률이 저감되어 품질의 균일화와 안정성이 확보될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 CAD/CAM을 통한 3차원 절삭가공을 통해 다양한 치과 보철물로 성형되는 덴탈용 티타늄계 합금블록이 조직 내 잔류 기공없이 치수 정밀도와 균일한 밀도의 조직을 갖게 되어, 이를 통해 성형된 치과 보철물들의 품질 안정성이 확보된다.
하기에서는 이러한 원재료를 이용한 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법을 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술하기로 한다.
본 발명에 따른 덴탈용 티타늄계 합금블록의 제조방법은, 도 2에서 보는 바와 같이 티타늄을 주원료로 한 원재료를 배합하는 배합공정(S 10)과; 상기 배합된 원재료를 용융로에 주입시켜 용해시키는 용해공정(S 20); 및 용해된 원재료를 주조 성형틀(100)에 주입시켜 티타늄계 주조블록(CM)을 주조 성형하는 주조블록 성형공정(S 30)을 포함한다.
본 실시예에서는 이러한 타타늄을 주원료로 한 원재료를 고주파 용해로에 투입시켜 용해시킨 다음, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 원재료가 용해된 용해물을 주조 성형틀(100)에 주입시켜 주조 성형된 티타늄계 주조블록(CM)을 성형한다.
그런데, 상기 티타늄계 주조블록(CM)은 단순히 주형틀 내에 용해된 원재료를 주입하여 경화시킨 형태이므로, 티타늄계 주조블록은 조직의 균일화가 확보되기 어렵고 또 조직 내에 복수의 기공들이 불가피하게 존재한다.
본 실시예에서는 이와 같이 주조 성형된 티타튬계 주조블록(CM)을 후가공하여, 치수 정밀도와 조직 내 잔류 기공없이 조직의 균일한 밀도가 확보된 덴탈용 티타늄계 합금블록(DM)으로 성형되도록 한다.
이를 위해, 본 실시에서는 상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록(CM)을 단조 성형틀(210) 내에 배치한 다음 단조 프레스 펀치(220)를 통해 주조블록(CM)을 반복적으로 압축하여서, 반복적인 압축에 의해 형상이 교정되고 조직의 밀도가 균일화된 티타늄계 덴탈 합금블록(DM)을 형성하는 냉간 단조공정(S 40)과; 상기 냉간 단조공정(S 40)을 마친 티타늄계 덴탈 합금블록(DM)을 단조 성형틀(210) 내에서 추출하는 취출공정(S 50)을 더 부가한다.
상기 냉간 단조공정(S 40)을 수행하는 단조 프레스 장치는, 도 4와 도 5에서 보는 바와 같이 주조 성형된 티타늄계 주조블록(CM)을 수용하는 상부 개방형의 단조 성형틀(210)과, 상기 단조 성형틀(210)의 상부에 승강구조로 배치되어 단조 성형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)을 반복적으로 압착하는 단조 프레스 펀치(220)를 포함한다.
따라서, 상기 단조 성형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)은 단조 프레스 펀치(220)에 의해 반복적으로 압착되어, 단조 성형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)의 형상을 교정하면서 내부에 잔류된 기공을 삭제하고, 또 조직의 균일한 밀도를 갖도록 한다.
이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 티타늄계 주조블록(CM)이 단조 프레스 펀치(220)에 의해 하방향으로만 압축되지 아니하고 측방향으로도 동시에 압축되도록 구성함으로써, 티타늄계 주조블록(CM)은 단조 프레스 펀치(220)로부터 제공되는 압축력에 의해 입체적으로 압축되어, 조직의 밀도가 균일하게 형성되도록 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 상기 주조블록 성형공정(S 30)을 통해 티타늄계 주조블록(CM)을 주조 성형함에 있어, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 티타늄계 주조블록(CM)에 복수의 분산 압착공(H)들이 등간격으로 형성되도록 한다.
즉, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 주조 성형틀(100) 내에 복수의 성형코어(110)들을 배치하여, 상기 주조 성형틀(100) 내에서 주조 성형된 티타늄계 주조블록(CM)에는 성형코어(110)에 의해 상하 관통된 복수의 분산 압착공(H)들이 등간격으로 형성되도록 한다.
그리고, 상기 냉간 단조공정(S 40)을 구현함에 있어, 상기 단조 프레스 펀치(220)의 압착면에는, 티타늄계 주조블록(CM)에 형성된 각 분산 압착공(H)들에 진입하는 분할 압착코어(221)들이 하향 돌출되게 형성된다.
이때, 상기 각 분산 압착공(H)과, 상기 각 분산 압착공에 대응되게 진입하는 분할 압착코어(221)는 상부에서 하부로 갈수록 점차 폭이 좁아지는 쐐기형으로 이루어져, 도 5와 같이 상기 각 분산 압착공(H) 내에 진입되는 분할 압착코어(221)는 분산 압착공(H)의 내측벽을 빗면구조로 지지하도록 한다.
본 실시예에서는 상기 분산 압착공(H)의 측벽과 분할 압착코어(221)의 외측벽은, 2 내지 3°의 경사각을 형성하도록 한다.
따라서, 단조 성형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)은 하강하는 단조 프레스 펀치(220)의 압착면에 의해 하방향으로 평면 압착되고, 이와 동시에 상기 단조 프레스 펀치(220)의 압착면에 하향 돌출되게 형성된 분할 압착코어(221)들은 티타늄계 주조블록(CM)에 형성된 분산 압착공(H)에 진입하면서 해당 분산 압착공(H)의 내측벽을 측방향으로 압착한다.
그리하여, 상기 단조 금형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)은, 단조 프레스 펀치(220)의 압착면에 의해 하방향으로 면상 압착되고, 이와 동시에 분산 압착공(H) 내에 진입되는 분할 압착코어(221)에 의해 측방향 압착된다.
즉, 상기 단조 금형틀(210) 내에 배치된 티타늄계 주조블록(CM)은, 하방향 압착과 측방향 압착을 포함하여 입체적으로 분할 압착되고, 이를 통해 형상이 교정되고, 또 조직의 균일한 밀도가 확보되면서 내부에 잔류된 기포가 삭제된다.
이후, 상기 냉간 단조공정(S 40)을 통해 성형된 티타늄계 덴탈 합금블록(DM)은 취출공정(S 50)을 통해 단조 성형틀(210) 내에서 취출되고, 이후 분할 재단공정(S 60)을 통해 단위 크기로 절단되어, 단위 크기로 절단된 티타늄계 덴탈 합금블록(DM')을 형성한다.
그리고, 본 실시예에서는 도 5b와 같이 상기 단조 성형틀(210)의 바닥면에, 티타늄계 주조블록(CM)에 형성된 분산 압착공(H)의 중심과 상하 일렬로 정렬된 중심 정렬홈(211)을 형성하고, 상기 단조 프레스 펀치에 형성된 분할 압착코어(221)의 저면에는 스프링(223)에 의해 하향 지지된 강구(222)를 하향 돌출되게 배치한다.
이와 같이 구성하면, 상기 하강하는 각 분할 압착코어(221)는 하부에 배치된 강구(222)를 통해 중심 정렬홈(211)에 진입시켜 분산 압착공(H)의 중심에 중심이 정렬된 상태로 하강하면서 분산 압착공(H)의 내측벽을 측방향으로 압착한다.
그리하여, 분할 압착코어(221)가 비정상적인 궤적으로 하강하면서 티타늄계 주조블록(CM)에 충돌하여 물리적으로 손상되는 현상이 예방될 수 있다.
이후, 상기 분할 재단공정(S 60)을 통해 단위 크기로 절단된 덴탈용 티타늄계 합금블록(DM')들은 은 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 60분 내지 90분 동안 열처리하는 열처리 공정(S 70)을 통해 열처리된 다음 서냉되어서, 열처리 공정에 의해 조직의 안정화가 이룩된 다음 폴리싱 공정(S 80)이 수행된다.
이와 같이 제조된 덴탈용 티타늄 합금블록(DM')은, CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공장치에 투입되어, 3D 구강 스캐너 장치를 통해 구강을 3차원 스캐닝하여 치과 보철물의 형상을 설계한 설계값에 따라 3차원 절삭 가공되어서(3차원 절삭 가공공정; S 200), 치과 보철물(S 300)로 성형된다.
이와 같이 덴탈용 티타늄계 합금블록이 치수 정밀도와 조직의 균일한 밀도를 갖도록 구성하면, 이를 통해 성형된 치과 보철물은 3차원 절삭에 따른 정밀한 절삭이 이루어져 치수 정밀도가 확보되고 또 균일한 강도를 갖게 되어 불량 발생률이 저감되어 품질의 균일성과 안정성이 확보될 수 있다.
전술한 바와 같이 특정 내용과 일부 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 구체적인 예로써 제시한 설명일 뿐임을 밝혀 둔다.
본 발명은 전술한 실시 형태들로만 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 실시 형태에 대하여 다양한 수정 및 변형을 할 수 있고, 이러한 수정 및 변형도 본 발명의 기술 사상 속에서 망라하고 있다.
따라서 앞에서 설명한 실시 형태들과 후술하는 특허 청구의 범위는 물론, 이 특허 청구 범위의 모든 균등물이나 등가인 변경 실시 형태들도 본 발명 기술 사상의 범주에 속한다.
100. 주조 성형틀 110. 성형코어
210. 단조 성형틀 211. 중심 정렬홈
220. 단조 프레스 펀치 221. 분할 압착코어
222. 강구 223. 스프링
CM. 주조블록
H. 분산 압착공 DM, DM'. 티타늄계 덴탈 합금블록
210. 단조 성형틀 211. 중심 정렬홈
220. 단조 프레스 펀치 221. 분할 압착코어
222. 강구 223. 스프링
CM. 주조블록
H. 분산 압착공 DM, DM'. 티타늄계 덴탈 합금블록
Claims (3)
- 티타늄을 주원료로 한 원재료를 배합하는 배합공정과;
상기 배합된 원재료를 용융로에 주입하여 원재료를 용해시키는 용해공정과;
용해된 원재료를 주조 성형틀에 주입하여 티타늄계 주조블록을 주조 성형하는 주조블록 성형공정과;
상기 주조 성형된 티타늄계 주조블록을 단조 성형틀 내에 배치한 다음, 단조 프레스 펀치를 통해 티타늄계 주조블록을 반복적으로 압축하여서, 단조 성형틀 내에 배치된 주조블록의 형상을 교정하고 조직의 밀도를 균일화시키는 냉간 단조공정; 및
상기 냉간 단조된 주조블록을 단조 성형틀 내에서 추출하는 취출공정을 포함하여 구성되고,
상기 주조블록 성형공정에서는,
상기 주조 성형틀 내에 복수의 성형코어들을 배치하여, 티타늄계 주조블록에 상기 성형코어에 의해 상하 관통된 복수의 분산 압착공들이 등간격으로 형성되도록 하고,
상기 냉간 단조공정에서는,
압착면에 분할 압착코어들이 하양 돌출되게 형성된 단조 프레스 펀치를 사용하여,
상기 단조 프레스 펀치의 압착면에 의해 상기 단조 성형틀 내에 배치된 상기 티타늄계 주조블록을 하방향으로 압착하는 한편,
상기 티타늄계 주조블록에 형성된 각 분산 압착공들에 상기 분할 압착코어들을 진입시켜, 상기 분할 압착코어가 분산 압착공의 내측벽을 지지하여 측방향으로 분할 압착함으로써,
상기 티타늄계 주조블록을 상기 단조 성형틀 내에서 하방향 압착과 측방향 압착을 포함하여 입체적으로 압착하되,
상기 단조 성형틀의 바닥면에 상기 티타늄계 주조블록에 형성된 분산 압착공의 중심과 상하 일렬로 정렬된 중심 정렬홈을 형성하고, 상기 단조 프레스 펀치에 형성된 상기 분할 압착코어의 저면에는 스프링에 의해 하향 지지된 강구를 하향 돌출되게 배치하여,
상기 단조 프레스 펀치에 의해 상기 하강하는 각 분할 압착코어는, 하부에 배치된 강구를 통해 상기 중심 정렬홈에 진입되어 상기 분산 압착공의 중심에 중심이 정렬된 상태로 하강하면서 상기 분산 압착공의 내측벽을 측방향으로 압착하도록 구성된 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법. - 제 1항에 있어서, 상기 티타늄계 주조블록을 구성하는 원재료는, 16~20 원자%의 니오브와, 잔부의 티타늄 및 기타 불순물을 함유하는 티타늄을 혼입시킨 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 취출공정에 의해 취출된 티타늄계 주조블록을, 1100℃ 내지 1200℃의 온도로 60분 내지 90분 동안 열처리한 다음 서냉시켜서, 조직의 안정화가 이룩된 덴탈용 티타늄계 합금블록을 형성하는 열처리 공정을 부가한 것을 특징으로 하는 CAD/CAM을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170139981A KR101961292B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170139981A KR101961292B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101961292B1 true KR101961292B1 (ko) | 2019-07-17 |
Family
ID=67512752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170139981A Expired - Fee Related KR101961292B1 (ko) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101961292B1 (ko) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100534243B1 (ko) | 2003-09-06 | 2005-12-08 | (주) 코웰메디 | 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법 |
| US20060108033A1 (en) * | 2002-08-05 | 2006-05-25 | Atakan Peker | Metallic dental prostheses made of bulk-solidifying amorphous alloys and method of making such articles |
| JP4041774B2 (ja) * | 2003-06-05 | 2008-01-30 | 住友金属工業株式会社 | β型チタン合金材の製造方法 |
| KR101133677B1 (ko) | 2009-05-18 | 2012-04-12 | 예동해 | 미량의 티타늄이 함유된 치과용 금 합금 |
| JP5267973B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-08-21 | 瑞穂医科工業株式会社 | 体内埋設用インプラント及びその製造方法 |
| KR20130110677A (ko) | 2012-03-30 | 2013-10-10 | 오스템임플란트 주식회사 | 티타늄-니오브-탄탈을 함유하는 티타늄계 합금과 이를 함유하는 치과용 임플란트 |
| KR101798815B1 (ko) * | 2017-02-02 | 2017-11-16 | 박희준 | 티타늄 단조공법을 이용한 임플란트 나사 제조장치 및 이를 이용한 임플란트나사 제조방법 |
-
2017
- 2017-10-26 KR KR1020170139981A patent/KR101961292B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060108033A1 (en) * | 2002-08-05 | 2006-05-25 | Atakan Peker | Metallic dental prostheses made of bulk-solidifying amorphous alloys and method of making such articles |
| JP4041774B2 (ja) * | 2003-06-05 | 2008-01-30 | 住友金属工業株式会社 | β型チタン合金材の製造方法 |
| KR100534243B1 (ko) | 2003-09-06 | 2005-12-08 | (주) 코웰메디 | 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법 |
| JP5267973B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-08-21 | 瑞穂医科工業株式会社 | 体内埋設用インプラント及びその製造方法 |
| KR101133677B1 (ko) | 2009-05-18 | 2012-04-12 | 예동해 | 미량의 티타늄이 함유된 치과용 금 합금 |
| KR20130110677A (ko) | 2012-03-30 | 2013-10-10 | 오스템임플란트 주식회사 | 티타늄-니오브-탄탈을 함유하는 티타늄계 합금과 이를 함유하는 치과용 임플란트 |
| KR101798815B1 (ko) * | 2017-02-02 | 2017-11-16 | 박희준 | 티타늄 단조공법을 이용한 임플란트 나사 제조장치 및 이를 이용한 임플란트나사 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105142568B (zh) | 用于制造无扭曲的牙颌模型的制造方法和如此制造的牙颌模型 | |
| JP2017077454A (ja) | 歯科修復物プリフォームおよびその作製方法 | |
| EP3528741A1 (en) | Method for the production of a blank, blank and a dental restoration | |
| CN104434540A (zh) | 一种用于义齿制备的抗菌陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN104434329B (zh) | 一种牙科全瓷修复体的铣磨成形制作方法 | |
| GB2502328A (en) | A dental implant moulded with a through hole | |
| US8685294B2 (en) | Method of producing a dental ceramic structure | |
| AU2004292756B2 (en) | Method for producing a molded piece | |
| CN112250438A (zh) | 一种高均匀性全瓷义齿用氧化锆瓷块的制备方法及其制品 | |
| US20100240006A1 (en) | Dental scaler tip for dental implant and manufacturing method of dental scaler tip | |
| Supriadi et al. | Orthodontic bracket fabrication using the investment casting process | |
| KR101961292B1 (ko) | Cad/cam을 이용한 3차원 절삭 가공용 티타늄계 덴탈 합금블록의 제조방법 | |
| CN106141188A (zh) | 3D打印制模自蔓延热爆成形多孔NiTi人工植入体工艺 | |
| EP0806932B1 (de) | Zahnrestaurations- oder prothesenteil aus keramikmaterial sowie verfahren zu seiner herstellung | |
| CN112313474A (zh) | 数字工作流程中的校准 | |
| CN109998715A (zh) | 一种种植牙牙桥的制造方法 | |
| KR102201769B1 (ko) | 치아 균형 정보 획득용 보형물 | |
| KR101896995B1 (ko) | 티타늄계 덴탈 합금블록용 후가공 장치 | |
| JP2006271435A (ja) | セラミック製歯科補綴物の製造方法 | |
| KR20140014614A (ko) | 덴탈 블럭 및 덴탈 블록의 제조 방법 | |
| DE10150647A1 (de) | Verfahren und Formelement zur Herstellung von Zahnersatz | |
| CN113133843A (zh) | 一种义齿制备方法 | |
| WO2021056367A1 (zh) | 一种基于增减材加工方式的定制化多孔牙桥及其制造方法 | |
| JP2007190087A (ja) | 歯冠補綴物の製造方法 | |
| JP2007332401A (ja) | 粉末チタン−パラフィン混和物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20171026 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180813 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20190222 |
|
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20190318 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20190319 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20221229 |