치과 브릿지의 적합도 (정밀도) 알아보자.

치과 브릿지의 적합도(정밀도)

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치과 브릿지의 적합도( 정밀도 ) 를 높이는 방법을 알아보도록 하겠습니다. 치과 기공 과정에서 꼭 필요한 부분이며 캐드로 인한 이 작업이 많이 수월하여지긴 했으나 아직도 캐드 작업이 아닌부분에서는 꼭 필요하다. 그러기에 기공사로써 어떤 방법이 잘못되었는지 어떻게 보완을 하고 신경써야하는지 논문을 이용하여 필요한 부분만 정리하도록 하겠습니다.

서론

현재는 CAD/CAM 축성이 증가해 주조에 관한 이야기를 들을 수 없게 된 것 같다 지르코니아는 lost-wax법으로 가공할 수 없고 CAD/CAM으로 티탄이나 코발트 크롬한금 등의 소재 를 삭제할 수 있게 되었고 나아가 CAD/CAM관이 일부 보험 적용도 게 된 것을 생각하면 당 연할 알일 것이다.

그러나 margin edge의 선명도나 적합성 여전히 lost-wax 법이 더 유리 하다고 필자는 생각한다. 반면에 long span bridge를 제작할 때에 원피스 캐스트 로는 양호한 적합을 확보하기 어 려운 단점이 있다. 응력 해방 등 세심한 주의를 기울이주조를 해도 브릿지가 부적 여러 개로 절단해 납착한 경험이 있는 분도 많을 것이다 브릿지를 제작하기 전에 변형의 주요 원인(피할 없는 오차도 포함)을 생각 하면 해야될것이 있다.

• 1, 인상채득 시와 모형 제작 시의 오차를 줄어야한다
• 2, Waxup 시의 오차를 없애야한다
• 3, 매몰, 주조 시의 오차 가 있다.
• 4, 납착 시의 오차

이번에는 매몰, 주조 시의 오차를 고찰하고 적합정밀도를 높이는한탄한 방법을 소개하는데, 실험을 통해 이 방법을 증명하는 시도도 함께 하였다

먼저 주조 시 수축의 기서부터 점리하자

먼저 주조수축부터 정리해 보자 치과용 금속에는 반드시 열팽창계수를 표시한다. 이 값은 1 ℃ 상승할 때마다 얼마나 팽창하는지를 나타낸 값이고 비례정수이다 즉 온도가 올라 가면 팽창하고 실온이 되면 원래의 크기로 돌아온다. 주조 시 높은 온도에서 주입되고 점점 식어 실온이 되므로 주조 시 크기보다 꽤 작아진다.

그래서 매몰재로 주형을 팽 창시켜 수축을 보완한다 그러나 팽창에 관해서는 어느 정도 균일하게 팽창시킬 수 있지만 수축에 관해서는 균일하게 수 축시키기가 곤란하다 그래서 금속이 매몰재 내에서 수축하 는 매커니즘을 생각해 보자

금속의 수축을 이해할 때에 내측성과 외측성을 예로 들어 설명한다.

(그림 1) 에서 색이 진한 부분을 금속, 다른 부분을 매몰재라고 가정한다. 내측성은 내부까지 금속으로 채워져 있다. 내측성 금속은 주조 후에 식는 과정에서 화살표 방향 으로 수축 벡터가 발생한다. 중심을 향해 열팽창계수의 비례 직선을 반대로 진행하듯이 수축한다.

그에 반해 외측성은 내부에 매몰재가 존재하고 그 매몰 재가 주조 시 팽창한다고 가정한다. 그러면 금속은 수축하 고 싶어도 수축할 수 없다.그래서 수축의 벡터는 원주 방향 및 화살표 방향으로 분산된 수축의 벡터를 갖게 된다 중심 을 향하는 수축 벡터는 내측성에 비해 상당히 작다 물론 주 입하는 금속의 양에 따라 달라지지만 매몰 시 원주의 크기가 동일하다고 가정하면 체적에 상당한 차이가 생기는 것은 명백하다.

기존 브릿지 sprung의 문제점 기존의 브릿지 sprung은 처럼 반대측 마진을 향해 비스듬하게 45°에 runner bar를 배치해 주입하듯이 식립하 는 것이 일반적이다. 이 경우 브릿지는 외측성으로 수축이 억 제되는데 반해 runner bar는 내측성이고 수축을 억제하는 매몰재가 존재하지 않는다 따라서 runner bar와 브릿지의 수축에 차이가 발생하고 세로방향으로 수축의 벡터가 발생 한다.

따라서 runner bar의 커다란 수축이 브릿지를 인장하게 되어 브릿지 전체에 왜곡이 발생한다. 소위 지소와 같은 상황이 재현된다. 경험적으로 대형 브릿지를 이런 방향으로 주조한 경우, 설측의 마진은 참을 만하지만, 순측의 마진이 위로 당겨지듯이 부적합이 발생한다. Waxup 시 응력의 해방 이나 매몰재의 팽창 소성표에 원인이 있지 않을까 다각도로 반성하고 결국 납착이나 레이저 용접에 의존하게 된다.

다른 스프링 방법은 ?

브릿지의 적합성을 높이는 다른방법으로 1개의 두꺼운 sprue로 브릿지의 주입하는 방법

그림 3 왁스의 무게를 정확하게 계측해 금속이 runner bar 까지 도달하지 않도록 하는방법이 있다 그림4 이들 방법에는 러너바가 존재하지 않으므로 주조체를 인장하는 수축 백터가 발생하지 않아 적합이 좋다는 견해이다. 그러나 hot spot 의 문제나 수축공 의 발생을 저지할수 없다는 결점도 있다 .

• 방법1. 스피링(spruing) 을 변경한다.
• 콜럼버스의 계란과 같은 발상을 해보자면, 우리들은 러너바의 위치에 착안한다.
• 브릿지 가로에 러너바를 배치하면 세로방향으로 수축 벡터가 잘 발생하지 않을 것이라는 생각이다 .
• 이론상 브릿지의 외측성 팽창 백터와 러너바의 수축 벡터가 가로상에 배열된다. (그림5)
• 당연히 수평방향에 대해 서는 팽창의 오차가 발생하지만.
• 수직방향 , 즉 세로방향으로는 벡터가 잘 발생하지 않는다. 결국 [시소가 잘 일어나지 않는 다는] 생각이다

방법2 , runner bar 에 groove를 부여한다

지금까지 내용에서 내측성. 외측성 수축의 차이, 수축 벡터 의 영향에 대해 이해했으리라 생각한다. 이번에는 적합정밀 도를 높이기 위한 runner bar의 형태를 고찰해 보았다. 기존의 runner bar는 재질이나 두께에 차이가 있지만 형태 는 원통형이었다 이렇게 되면 runner bar는 내측성이 되고 수축의 벡터가 크게 발생한다 그래서 외측성 runner bar가 가능할까 고민하였다 주조체를 인장하는 듯한 수축 벡터가 발생하지 않으므로 적합이 개선될 것이라는 생각이었다.

따라서 (그림 6 아래) 처럼 runner bar에 groove를 여러 개 만들었다 이렇게 하면 외측성이 되고 groove에 있는 매몰재 가 수축을 억제하게 된다. 만약 금속의 수축이 10%, runner bar의 길이가 100mm라고 가정하자 기존형 runner bar는10mm 수축하게 된다. 그림 6 을 이용해 설명하면 편의상 groove의 폭은 생각하 지 말고 하나의 블록( 그림 6 )을 25mm × 4, 100mm라 고 하자, 수축은 groove가 있는 곳에서 멈추므로 양쪽 끝 의 수축만 고려하면 체적 변화는 25mm의 10%가 2개 즉 5 mm가 된다.

실제로는 더 복잡하게 수축하지만 groove의 폭이나 매몰 재의 팽창을 고려하면 수축은 더 감소하리라 생각할 수 있 다 Groove의 개수가 많으면 많을수록 수축량이 감소하리 라 예상하는데, runner bar 위에 sprung한다고 생각하면 지 나치게 많아도 사용하기가 어려워진다. 5~6mm 폭으로 groove를 넣는 정도가 적당하다고 생각한다( 그림 7)

이후 위의 방법이 적절한지 실험을 통한 부분은 이후 다시 포스팅 하도록 하겠습니다 그러나 이부분들을 실제 테스트해보고 경험해봄으로 써 예전 부터 내려온 주조 방법보다 더 좋은방법이 나오고 그에 발 마추어 따라 가야 한다고 생각이 듭니다.

이글은 기존 논문의 발체 정리 한것이며, 하타나카 야기다 오타케님의 글에서 참고 정리하였습니다. 메탈캡이나 골드 브릿지의 관련되 부분이니 응용하시면 좋을듯 합니다