WO2017034084A1 - 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법 - Google Patents

개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법 Download PDF

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WO2017034084A1
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wire
cutting
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bracket
square wire
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PCT/KR2015/012401
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이종호
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이종호
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2200/00—Specific machining processes or workpieces

Definitions

  • the present invention belongs to the field of manufacturing orthodontic appliance. More specifically, it relates to a manufacturing technology of a personalized orthodontic device.
  • Orthodontic treatment refers to the treatment of irregular teeth.
  • the correction of the teeth is made by attaching a bracket to the teeth, ligation of the orthodontic archwire (archwire) by aligning the position, inclination or direction of the teeth by the restoring force of the line.
  • Patents related to customized calibration technology owned by 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY, H32 and Guangzhou Riton Biomaterial are known.
  • EP2736444 "ORTHODONTIC ARCHWIRES WITH REDUCED INTERFERENCE AND RELATED METHODS" from 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY acquires the shape of a wire that matches the position of a patient's teeth, and from this it is a technique for manufacturing a custom wire for lingual correction. It is known.
  • the square wire is manufactured by drawing, extruding or rolling a material such as round wire.
  • the tolerance of the square wire is large and cannot satisfy sufficient precision.
  • the corner portion does not form an ideal rectangular shape and has a finely rounded shape.
  • Figure 1 (b) illustrates a custom square wire produced by this prior art.
  • the rectangular wire manufactured as described above has a plurality of bending points due to the characteristics of the manufacturing process, and the left and right sections have a shape that is almost straight with respect to each bending point.
  • the bending point is placed in the section between the brackets in order to ligate a single wire to the slot of each bracket.
  • the present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a method for producing a custom-calibrated square wire that satisfies sophisticated specifications.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a custom-corrected square wire without the bending process so that no error occurs in the manufacturing process.
  • Another object of the present invention is to provide a custom-shaped square wire and a method of manufacturing the same, having a gentle curved shape without placing a bending point, and having a cross-sectional structure and a cross-sectional area of at least some sections different from other sections, and having characteristics suitable for use. have.
  • a method for manufacturing a customized orthodontic square wire comprising: generating a setup model in which a patient's teeth are rearranged to a normal position;
  • the baseline may be generated in a smooth curved shape passing through the slots of the bracket but without a bending point.
  • the slot section may maintain a straight shape, but the section between slots may have a gentle curved shape.
  • a smooth curved section may be provided without a bending point.
  • the square wire may be manufactured by cutting the titanium 64 or 17-4 steel alloy plate by electric discharge machining (EDM) or laser cutting.
  • EDM electric discharge machining
  • the plate may be used having a thickness that matches the longitudinal length of the bracket slot.
  • a thickness that matches the longitudinal length of the bracket slot.
  • one having a uniform thickness of 0.018 inches or less can be used.
  • the tailored square wire for orthodontics according to the present invention is manufactured by the above method.
  • At least some sections of the manufactured rectangular wire have a curved shape without bending points, and the cross section preferably maintains a rectangle over the entire section.
  • this is for manufacturing convenience and is not necessarily limited to the rectangular cross section.
  • the square wire has a structure in which the cross-sectional area of at least some sections is different from the other sections.
  • the cross section of the anterior and posterior sections may be different, or the cross sectional area of the sections between the slot ligation and the bracket may be different.
  • it may further have a loop, hoop or stop formed integrally with the square wire.
  • the present invention it is possible to manufacture a custom square wire having sufficient precision by eliminating the factor of precision drop in the square wire manufacturing process. In particular, it is possible to manufacture a square wire that does not occur when the tolerance is small when ligating the slot of the bracket.
  • a personalized square wire it is possible to manufacture a personalized square wire to have the necessary characteristics according to the use through the design such as changing the cross section of the anterior and posterior section, or the cross-sectional area of the section between the slot ligation site and the bracket.
  • Figure 2 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a personalized orthodontic square wire according to the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of creating a setup model and then attaching a bracket and scanning a position thereof;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of designing a bracket position and a wire shape using computer software.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a curved reference line connecting the bracket slots
  • FIG. 6 is a view illustrating an example of a square wire manufactured by the method for manufacturing a personalized orthodontic square wire according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a modification in which a loop, a hook and a stop are integrally provided in the square wire.
  • a tooth setup model 10 of a patient is produced (S110).
  • the fabrication of the setup model 10 is generally performed at the time of customized orthodontic treatment, and can be produced by cutting the teeth of the maxillary or mandibular malocclusion model of the patient and rearranging them to an ideal position.
  • setup model 10 may be made using computer graphics from the beginning using the 3D scanner 40, it is preferable to cut the malocclusion model and manually manufacture it as illustrated in (a) of FIG. 3.
  • the mounting position of the bracket 20 is determined using the setup model 10 (S120).
  • Figure 3 (c) illustrates the attachment of the bracket 20 to the lingual side of the tooth.
  • brackets 20 Attach the brackets 20 to the setup model 10 of the teeth as illustrated in (c) of FIG. 3, then read them with the 3D scanner 40 and coordinates of the brackets 20 and the slots of the brackets 20. Know the coordinates of
  • the setup model 10 is read by the 3D scanner 40 and displayed on the computer software. Then, the mounting position of the bracket 20 is changed as shown in FIG. 4B. You can also decide.
  • the reference line 30 connecting the slots of the brackets 20 is generated using computer software (S130).
  • the position of a plurality of bending points (bending point) on the wire for the manufacture of the personalized rectangular wire 100, the bending angle at the bending point is determined and then bent as illustrated in FIG. Prepared.
  • the present invention completely eliminates the bending process in the manufacturing process of the square wire 100, so that it is possible to manufacture the square wire 100 having a curved shape without a separate bending point.
  • the personalized square wire 100 is manufactured along the shape of the generated baseline 30 as described below.
  • a curve passing through the slot of each bracket 20 is automatically generated by using a bezier curve, and the control points are set at both sides of the slot so that the slot section maintains a straight shape, and the section between slots is bent.
  • the reference line 30 can be obtained in a smoothly curved shape.
  • the intervals between the slots may be bent at a large angle, so that the bending point may be provided, but when the rectangular wire 100 is configured in a curved shape, smooth tooth traction is possible.
  • the conventional personalized square wire 100 has a plurality of bending points as illustrated in (b) of FIG. 1, and the interval between each bending point has a shape that is generally close to a straight line, but is manufactured according to the present invention.
  • the personalized rectangular wire 100 does not have a bending point in which both sides are bent at a predetermined angle around a specific point, and it can be seen that the entire section has a gentle curved shape. .
  • the generated cutting data may be designed such that a cross section of at least some of the sections is different from other sections.
  • the data for cutting at the slot ligation portion of the bracket 20 of the square wire 100 should be set to have a vertical height equal to or smaller than 0.018 inches. .
  • the horizontal length may be designed differently according to the section.
  • the loop 101, the hook 102, or the stop 103 may be squared. It will be possible to configure integrally).
  • the data for cutting music is generated in the form of 2D graphic data on the premise of processing a plate having a uniform thickness.
  • the data for cutting music is generated in the form of 3D graphic data to be cut into three-dimensional shapes and processed. Does not exclude
  • the square wire 100 is manufactured by EDM (Electric Discharge Machining) or laser cutting.
  • Stainless steel alloy wire is mainly used for orthodontic wire.
  • 304 stainless steel alloy which was used as a material for dental orthodontic wire, is suitable for processing by drawing or rolling, but it is mechanically used for electric discharge machining or laser cutting. A problem arises in that mechanical properties cannot be maintained intact.
  • titanium 64 or 17-4 stainless steel alloy can be used, which is low in human hazard and suited as a calibration wire.
  • the square wire 100 may be manufactured by electric discharge machining or laser cutting of a plate made of titanium 64 or 17-4 stainless steel alloy.
  • Figure 6 illustrates the shape of the square wire 100 manufactured by the method for producing a personalized orthodontic square wire as described above.
  • the rectangular wire 100 has a gentle curved shape and has an arcuate curved shape.
  • the cross section of the entire section is inevitably the same, but as illustrated in FIG. 6, the square wire 100 is designed by differently designing the horizontal or vertical length of the cross section for each section. It can be made to have a property suitable for a use.
  • the ligation portion of the bracket 20 of the anterior section to match the specifications of the bracket 20 slot to be tightly ligated, the bracket ( 20)
  • the section between the thin section can be maintained to maintain sufficient elasticity.
  • the posterior segment may facilitate the rear towing of the anterior teeth by maintaining a constant cross-section.
  • the ligation portion of the bracket 20 may be designed to have the same size as that of the bracket 20 slot over the entire section, and may be secured as a finishing wire by thinning the cross section of the section between the brackets 20.
  • Figure 7 illustrates a modification of the rectangular wire 100 produced by the method for producing a personalized orthodontic square wire according to the present invention.
  • the rectangular wire 100 has an integrally formed loop 101, a hook 102 or a stop 103.
  • the hook 102 is attached to one side of the wire and the wire is bent to make the loop 101 manually, but by using the method for manufacturing a personalized orthodontic square wire according to the present invention, the loop It becomes possible to manufacture the square wire 100 in which the 101, the hook 102, or the stop 103 are integrally formed.
  • the type, length, and thickness of the hook 102 or the loop 101 can be determined and manufactured precisely.
  • the cross section of the section in which the loop 101 or the hook 102 is formed may be different from the other sections.
  • the loop 101, the hook 102, and the stop 103 can be formed integrally.
  • a stop 103 which is a portion protruding to a predetermined thickness from the square wire 100 may be further provided.
  • the loop 101 and the hook 102 may have the form of the loop 101 or the hook 102 according to the related art, except that the loop 101 and the hook 102 are integrally formed with the square wire 100.

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Abstract

개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법이 개시된다. 본 발명은 환자의 치아를 정상적인 위치로 재배열한 셋업모델을 생성하는 단계; 셋업모델 상의 브라켓 위치를 결정하는 단계; 상기 결정된 브라켓의 슬롯들을 잇는 기준선을 생성하는 단계; 상기 생성된 기준선을 이용하여 사각형상 단면을 갖는 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 기준선의 절삭가공용 데이터를 이용하여 소재를 절삭가공함으로써 각형 와이어를 제조하는 단계;를 포함한다.

Description

개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법
본 발명은 치아교정장치 제조기술 분야에 속한다. 더욱 구체적으로는 개인 맞춤형 치아교정장치의 제조기술에 관한 것이다.
교정치료란 불규칙한 치아를 가지런히 하는 치료 행위를 의미한다. 일반적으로 치아의 교정은 치아에 브라켓을 부착하고, 교정용 아치 와이어(archwire)을 결찰함으로써 호선의 복원력에 의해 치아의 위치나 기울어짐이나 방향을 가지런하게 정렬하는 방식으로 이루어진다.
최근에는 환자의 이상적인 치아상태를 셋업모델로 만든 다음 컴퓨터 소프트웨어를 이용해 브라켓의 위치나 와이어의 형상을 설계하는 맞춤형 교정 기술이 소개되고 있다.
3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY사, H32사, Guangzhou Riton Biomaterial사 등이 보유한 맞춤형 교정기술 관련 특허들이 알려져 있다.
일 예로, 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY사의 EP2736444 "ORTHODONTIC ARCHWIRES WITH REDUCED INTERFERENCE AND RELATED METHODS"는 환자의 치아 위치에 부합하는 호선의 형상을 획득하고, 이로부터 다수의 세그먼트로 이루어진 설측교정용 맞춤형 와이어를 제작하는 기술을 공지하고 있다.
상기한 EP2736444와 같은 종래기술은 벤딩할 위치와 각도가 입력되면, 별도의 벤딩장비(1)를 이용하여 기성의 각형 와이어(rectangular wire)를 벤딩함으로써 맞춤형 와이어를 제작한다.
이러한 종래기술은 환자의 치아 상태에 따라 정밀한 토크와 인아웃의 콘트롤을 제공한다는 장점을 내세우고 있으나 실제로는 기성 각형 와이어의 제조방식에 기인하는 문제점과 벤딩 공정 자체의 본질적인 한계로 인하여 충분한 정도의 정밀도를 확보하기 어렵다는 문제점이 있다.
종래기술에 의할 때 각형 와이어는 라운드 와이어 등의 소재를 인발, 압출하거나 또는 압연하는 방식으로 제조된다.
그러나, 이러한 제조공정의 속성상 각형 와이어의 공차가 클 수 밖에 없어 충분한 정밀도를 만족시킬 수 없다. 특히, 모서리 부분이 이상적인 직각 형태를 이루지 못하며 미세하게 라운드된 형상을 갖게 되는 문제점이 있다.
이에 따라, 각형 와이어를 브라켓의 슬롯에 결찰하였을 때에, 플레이가 커지는 문제점이 발생하며, 이러한 문제점은 정밀도가 중요한 맞춤형 교정기구의 경우에 더욱 심각하게 부각된다.
뿐만 아니라, 이러한 기성의 각형 와이어를 도 1의 (a)에 예시된 바와 같이 벤딩하는 경우, 실제로는 소재 자체의 탄성에 의하여 의도한 위치에서 정확한 각도로 벤딩된 상태를 유지하지 못하는 문제점이 발생한다.
특히, 치아 교정시 흔히 사용되는 니티놀(Nithinol) 재질의 와이어의 경우에는 원래 상태로 돌아오려는 성질 때문에 고온으로 가열하지 않는 이상 의도대로 정확하게 벤딩이 되지 않는 문제점이 있다.
한편, 도 1의 (b)는 이러한 종래기술에 의해 제조된 맞춤형 각형 와이어를 예시한다.
이와 같이 제조된 각형 와이어는 제조공정의 특성상 다수의 절곡점(bending point)을 가지며, 각 절곡점을 중심으로 좌우 구간이 대체로 직선에 가까운 형상을 한다.
환자의 치아 상태에 따라서는 브라켓의 슬롯 위치가 다소 들쭉날쭉하기 때문에 단일의 와이어를 각 브라켓의 슬롯에 결찰하기 위해서 이와 같이 브라켓 사이 구간에 절곡점을 두는 것이다.
그런데, 교정의 초기 치아와 치아의 각도가 큰 경우에는 브라켓과 브라켓 사이 간격이 좁기 때문에 벤딩이 쉽지 않으며 실제로 종래기술에 의해 제조된 맞춤형 와이어의 경우 특히 단차가 많이 생기는 견치와 1번 소구치 사이 구간의 치아견인이 매끄럽게 이루어지지 못하는 문제점이 발생하곤 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 정교한 규격을 만족하는 맞춤형 교정용 각형 와이어의 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 제조 공정상 오차가 발생하지 않도록 벤딩 과정을 생략한 맞춤형 교정용 각형 와이어 제조방법의 제공에 있다.
본 발명의 다른 목적은 절곡점을 두지 않고 완만한 곡선 형상을 가지며, 적어도 일부 구간의 단면구조와 단면적이 타 구간과 상이하도록 함으로써 용도에 부합하는 특성을 갖는 맞춤형 각형 와이어와 그 제조방법의 제공에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법은 환자의 치아를 정상적인 위치로 재배열한 셋업모델을 생성하는 단계;
셋업모델 상의 브라켓 위치를 결정하는 단계;
상기 위치가 결정된 브라켓의 슬롯들을 잇는 기준선을 생성하는 단계;
상기 생성된 기준선을 이용하여 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 기준선의 절삭가공용 데이터를 이용하여 소재를 절삭가공함으로써 각형 와이어를 제조하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 브라켓의 슬롯들을 지나되 절곡점(bending point)이 없는 완만한 곡선 형상으로 기준선을 생성할 수 있다.
구체적으로는, 슬롯 구간은 직선 형상을 유지하되, 슬롯 사이 구간은 완만한 곡선 형상을 갖도록 할 수 있다.
특히, 인접한 치아간 단차가 큰 경우 절곡점이 없이 완만한 곡선 구간을 둘 수 있다.
한편, 상기 절삭가공하는 단계에서 방전가공(EDM : Electric Discharge Machining) 또는 레이저 절삭(laser cutting) 공법에 의하여 티타늄64 또는 17-4 스틸 합금 플레이트를 절삭함으로써 각형 와이어를 제조할 수 있다.
이때, 플레이트는 브라켓 슬롯의 세로 길이와 일치하는 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 0.018인치 또는 그 미만의 균일한 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정용 각형 와이어는 상기와 같은 방법에 의하여 제조된다.
이때, 제조된 각형 와이어의 적어도 일부 구간은 절곡점(bending point)이 없는 곡선 형상을 가지되, 단면은 바람직하게는 전 구간에 걸쳐 사각형을 유지한다. 다만, 이는 제조상 편의를 위한 것으로 반드시 사각형상 단면으로 국한되지는 않는다.
한편, 각형 와이어는 적어도 일부 구간의 단면적이 타 구간과 상이한 구조를 갖는다. 전치부와 구치부 구간의 단면을 달리하거나, 슬롯 결찰부위와 브라켓 사이 구간의 단면적을 달리할 수 있다.
또는, 각형 와이어에 일체로 형성되는 루프, 후프 또는 스탑을 더 가질 수 있다.
이러한 본 발명에 의할 때, 각형 와이어 제조 공정상의 정밀도 하락 요인을 제거함으로써 충분한 정밀도를 갖는 맞춤형 각형 와이어의 제조가 가능하다. 특히, 공차가 적어서 브라켓의 슬롯에 결찰하였을 때 플레이가 발생하지 않는 각형 와이어의 제조가 가능하다.
뿐만 아니라, 전치부와 구치부 구간의 단면을 달리하거나, 슬롯 결찰부위와 브라켓 사이 구간의 단면적을 달리하는 등의 설계를 통하여 용도에 따라서 필요한 특성을 갖도록 개인 맞춤형의 각형 와이어를 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 의할 때 필요시 후크, 루프, 또는 스탑을 일체형으로 갖는 각형 와이어를 제조하는 것이 가능해진다.
도 1은 종래기술에 의한 와이어 벤딩 방법을 설명하는 도면이며,
도 2는 본 발명에 의한 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법을 설명하는 플로우차트이며,
도 3은 셋업 모형을 만든 다음 브라켓을 부착하고 그 위치를 스캐닝하는 과정을 예시하는 도면이며,
도 4는 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 브라켓 위치와 와이어 형상을 설계하는 과정을 예시하는 도면이며,
도 5는 브라켓 슬롯을 잇는 곡선 형상의 기준선을 예시하는 도면이며,
도 6은 본 발명에 의한 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법에 의해 제조된 각형 와이어의 일 예를 설명하는 도면이며,
도 7은 각형 와이어에 루프, 후크 및 스탑이 일체로 구비된 변형예를 예시하는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
우선, 환자의 치아 셋업모델(10)을 제작한다(S110).
셋업모델(10)의 제작은 맞춤형 치아 교정시에 일반적으로 행하여 지는 것으로, 환자의 상악 또는 하악 부정교합 모형의 치아를 절취하여 이상적 위치로 재배열함으로써 제작할 수 있다.
3D 스캐너(40)를 이용하여 처음부터 컴퓨터 그래픽을 이용하여 셋업모델(10)을 만들 수도 있으나, 도 3의 (a)에 예시된 바와 같이 부정교합 모형을 절취하여 수작업으로 제작하는 것이 바람직하다.
도 3의 (b)에 예시된 바와 같이 셋업모델(10)이 준비되면, 이를 이용하여 브라켓(20) 부착위치를 결정한다(S120).
도 3의 (c)는 치아의 설측면에 브라켓(20)을 부착하는 모습을 예시한다.
도 3의 (c)에 예시된 바와 같이 치아의 셋업모델(10)에 브라켓(20)을 모두 부착한 다음, 이를 3D 스캐너(40)로 읽어 각 브라켓(20)의 좌표와 브라켓(20) 슬롯의 좌표를 파악할 수 있다.
또는, 도 4의 (a)에 예시된 바와 같이 셋업모델(10)을 3D 스캐너(40)로 읽어 컴퓨터 소프트웨어 상에 표시한 다음, 도 4의 (b)와 같이 브라켓(20)의 부착위치를 결정할 수도 있다.
이후, 셋업모델(10) 상의 브라켓(20)의 위치가 모두 결정되면, 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 각 브라켓(20)의 슬롯을 잇는 기준선(30)을 생성한다(S130).
종래에는 개인 맞춤형의 각형 와이어(100) 제작을 위해 와이어 상에 다수의 절곡점(bending point)의 위치를 결정하고, 절곡점에서의 절곡 각도를 결정한 다음 도 1에 예시된 바와 같이 절곡하여 와이어를 제조하였다.
그러나, 본 발명은 각형 와이어(100)의 제조 과정에서 벤딩 공정을 완전히 생략하기 때문에 별도의 절곡점을 갖지 않는 곡선 형상을 갖는 각형 와이어(100)의 제조가 가능해진다.
개인 맞춤형 각형 와이어(100)는 후술하는 바와 같이 상기 생성한 기준선(30)의 형상을 따라 제조된다.
예컨대, 베지어 커브(bezier curve)를 이용하여 각 브라켓(20)의 슬롯을 통과하는 곡선을 자동생성하되, 슬롯 구간은 직선 형상을 유지하도록 슬롯 양측으로 콘트롤 포인트를 설정하고, 슬롯 사이 구간은 절곡점이 생기지 않도록 콘트롤 포인트의 거리를 짧게 설정함으로써 부드럽게 이어지는 곡선 형상으로 기준선(30)을 얻을 수 있다.
물론, 필요시에는 슬롯 사이 구간을 큰 각도로 절곡하여 절곡점을 둘 수도 있을 것이나, 곡선 형상으로 각형 와이어(100)를 구성할 때에 보다 매끄러운 치아 견인이 가능해진다.
그 결과 종래의 개인 맞춤형 각형 와이어(100)는 도 1의 (b)에 예시된 바와 같이 다수의 절곡점을 가지며, 각 절곡점 사이 구간이 대체로 직선에 가까운 형상을 갖지만, 본 발명에 의하여 제조되는 개인 맞춤형 각형 와이어(100)는 도 5의 (a)에 예시된 바와 같이 특정 지점을 중심으로 양쪽이 소정의 각도로 굽어지는 절곡점을 갖지 않으며 전 구간이 완만한 곡선 형태를 이루는 것을 확인할 수 있다.
한편, 이와 같이 곡선 형상의 기준선(30)이 생성되면, 상기 생성된 기준선(30)을 이용하여 절삭가곡용 데이터를 생성한다(S140).
예컨대, 절삭가공시 0.018인치의 두께를 갖는 플레이트를 이용한다고 할 때, 상기 생성된 곡선 형상의 기준선(30)을 따라 휘어진, 긴 사각형 모양의 데이터를 얻을 수 있다.
이때, 상기 생성된 절삭가곡용 데이터는 적어도 그 일부 구간의 단면이 다른 구간과 상이하도록 설계될 수 있다.
018 사이즈의 브라켓(20) 슬롯인 경우, 상기 생성된 각형 와이어(100)의 브라켓(20) 슬롯 결찰부위의 절삭가곡용 데이터는, 그 세로 높이가 0.018 인치와 같거나 또는 그보다 작게 설정되어야 할 것이다.
그러나, 가로 길이는 구간에 따라서 달리 설계될 수 있다.
와이어의 용도가 리트랙션 와이어냐 피니싱 와이어냐에 따라 구간의 단면을 달리한다거나, 또는 일부 구간의 단면을 달리 설정하는 것에 의해 루프(101)나 후크(102), 또는 스탑(103)을 각형 와이어(100)에 일체로 구성하는 것이 가능할 것이다.
상기에서는 균일한 두께를 갖는 플레이트를 가공하는 것을 전제로, 2D 그래픽 데이터의 형태로 절삭가곡용 데이터를 생성하는 것으로 설명하였으나, 3D 그래픽 데이터 형태로 절삭가곡용 데이터를 생성하여 입체적인 형상으로 절삭하여 가공하는 것을 배제하지 아니한다.
한편, 이와 같이 절삭가곡용 데이터가 생성되면 이를 이용하여 소재를 절삭함으로써 각형 와이어(100)를 제조한다(S150).
이에 따라, 상기 S150 단계에서는 바람직하게는 방전가공(EDM : Electric Discharge Machining) 또는 레이저 절삭(laser cutting) 공법에 의하여 각형 와이어(100)를 제조한다.
한편, 방전가공 또는 레이저 절삭시 가공면의 기계적인 성질(Mechanical property)이 변화한다면 정밀도가 크게 낮아질 수 있으므로, 이러한 공정을 견딜 수 있는 물성을 갖는 소재를 사용함이 바람직하다.
치아교정용 와이어로는 스테인레스 스틸 합금 재질의 와이어가 주로 사용되는데, 종래 치아 교정용 와이어의 소재로 사용되던 304 스테인레스 스틸 합금은 인발이나 압연에 의한 가공에는 적합하나, 방전가공 또는 레이저 절삭시 기계적인 성질(Mechanical property)을 온전하게 유지할 수 없는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 인체 유해성이 낮으며 교정 와이어로서의 적합성을 갖춘 티타늄64 또는 17-4 스테인레스 스틸 합금(stainless steel alloy)을 사용할 수 있다.
S150 단계에서는, 바람직하게는 티타늄64 또는 17-4 스테인레스 스틸 합금 재질의 플레이트를 방전가공 또는 레이저 절삭하여 각형 와이어(100)를 제조할 수 있다.
도 6은 이상과 같은 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법에 의하여 제조된 각형 와이어(100)의 형상을 예시한다.
도 6에 예시된 본 발명의 실시예에 의할 때, 각형 와이어(100)가 완만한 굴곡을 이루며 아치형의 곡선형상을 가짐을 확인할 수 있다.
즉, 별도로 벤딩하지 않아도 브라켓(20) 슬롯을 자연스럽게 지나도록 굴곡된 형태로 제작된다.
또한, 도 6에 예시된 실시예에 의할 때, 각형 와이어(100)의 적어도 일부 구간의 단면이 다른 구간과 상이한 것을 확인할 수 있다.
종래의 인발, 압연에 의한 각형 와이어(100) 제조시 전 구간의 단면이 동일할 수 밖에 없으나, 도 6에 예시된 바와 같이 구간별로 단면의 가로 또는 세로 길이를 달리 설계함으로써 각형 와이어(100)가 용도에 적합한 성질을 갖도록 할 수 있다.
예컨대, 설측 교정용 리트랙션 와이어로 사용하고자 하는 경우라면 도 6에 예시된 바와 같이 전치부 구간의 브라켓(20) 결찰부위는 브라켓(20) 슬롯의 규격과 일치하도록 하여 꽉 끼게 결찰되도록 하되, 브라켓(20) 사이 구간은 단면을 가늘게 하여 충분한 탄성을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 반면, 구치부 구간은 일정한 단면을 유지하게 함으로써 전치부 치아의 후방견인을 용이하게 할 수 있다.
또는, 전체 구간에 걸쳐 브라켓(20) 결찰부위는 브라켓(20) 슬롯과 동일한 사이즈로 설계하되, 브라켓(20) 사이 구간의 단면을 가늘게 함으로써 피니싱 와이어로서의 적합성을 확보할 수도 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 의한 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법에 의하여 제조된 각형 와이어(100)의 변형예를 설명한다.
도 7에 예시된 바에 의할 때, 각형 와이어(100)는 일체로 형성된 루프(101), 후크(102) 또는 스탑(103)을 갖는다.
종래기술에 의할 때, 와이어의 일측에 후크(102)를 부착하고, 와이어를 절곡하여 루프(101)를 수작업으로 만들었으나, 본 발명에 의한 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법을 이용함으로써 루프(101), 후크(102) 또는 스탑(103)이 일체로 형성되는 각형 와이어(100)의 제조가 가능해진다.
발치 공간의 좌표에 따라 후크(102) 또는 루프(101)의 종류나 길이, 두께를 결정하여 정밀하게 제조하는 것이 가능해진다.
도 7에 예시된 각형 와이어(100)는 루프(101)나 후크(102)가 형성된 구간의 단면이 다른 구간과 상이함을 확인할 수 있다. 플레이트를 절삭함으로써 루프(101), 후크(102), 스탑(103)을 일체로 형성하는 것이 가능해진다.
한편, 이외에도 치아 견인시 와이어(100)가 브라켓의 슬롯으로부터 탈락되는 것을 막기 위하여, 각형 와이어(100)로부터 소정의 두께로 돌출된 부위인 스탑(103)을 더 구비할 수 있다.
루프(101)와 후크(102)는 각형 와이어(100)와 일체로 형성된다는 점을 제외하자면, 종래기술에 의한 루프(101)나 후크(102)의 형태를 가질 수 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

Claims (8)

  1. 환자의 치아를 정상적인 위치로 재배열한 셋업모델을 생성하는 단계;
    셋업모델 상의 브라켓 위치를 결정하는 단계;
    상기 결정된 브라켓의 슬롯들을 잇는 기준선을 생성하는 단계;
    상기 생성된 기준선을 이용하여 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기준선의 절삭가공용 데이터를 이용하여 소재를 절삭가공함으로써 각형 와이어를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기준선을 생성하는 단계에서, 상기 브라켓의 슬롯들을 지나되 절곡점(bending point)이 없는 곡선 형상으로 기준선을 생성하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계에서, 적어도 일부 구간의 단면적이 상이한 사각형상 단면을 갖도록 절삭가공용 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계에서, 적어도 하나의 루프, 후크 또는 스탑이 일체로 구비되도록 절삭가공용 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭가공하는 단계에서 방전가공(EDM : Electric Discharge Machining) 또는 레이저 절삭(laser cutting) 공법에 의하여 각형 와이어를 가공하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭가공하는 단계에서 티타늄64 또는 17-4 스틸 합금 플레이트를 절삭함으로써 각형 와이어를 제조하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어 제조방법.
  7. 환자의 치아를 정상적인 위치로 재배열한 셋업모델을 생성하는 단계;
    셋업모델 상의 브라켓 위치를 결정하는 단계;
    상기 결정된 브라켓의 슬롯들을 잇는 기준선을 생성하는 단계;
    상기 생성된 기준선을 이용하여 절삭가공용 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기준선의 절삭가공용 데이터를 이용하여 소재를 절삭가공함으로써 각형 와이어를 제조하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조된 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 각형 와이어는 절곡점(bending point)이 없는 곡선 형상을 가지되, 단면은 사각형이며, 적어도 일부 구간의 단면적이 상이한 구조인 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 치아교정용 각형 와이어.
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