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치과 표준(49) CAM용 밀링기기 절삭가공 정확도 시험법

CAM용 밀링기기의 절삭가공 정확도 시험법 기술규격서 제정
평가용 제2급 와동 인레이, 금관 및 4본 계속가공의치 모형 제공 
좌표측정기(CMM) 이용 CAM용 밀링 기기의 절삭가공 정확도 시험모델 및 시험법 제공
전 세계적으로 통일된 의견이 도출되지 않아 기술규격서로 출판됨

치과 분야의 국제표준을 담당하고 있는 ISO/TC 106에는 총 8개의 소위원회(Sub Committee, SC)와 1개의 작업반(Working Group, WG)이 있는데 이 중 SC 9에서는 치과용 CAD/CAM 시스템을 담당하고 있다.

SC 9은 치과용 CAD/CAM 기반 제작과정에 필요한 용어(WG 2), 구강스캐너(WG 3), CAD/CAM 시스템의 상호운용성(WG 4), CAM용 밀링기기(WG 5) 및 절삭가공용 블록(WG 6) 등이 현재 활동 중이다. 2018년 현재 전 세계 27개국(정회원 16개국, 준회원 11개국)에서 참여하고 있다. 현재 4개의 국제표준이 출판되었고, 4개의 표준이 개발 중이다.

이번에 소개할 기술규격서(Technical Report, TR)는 2017년 6월에 출판된 ISO/TR 18845:2017, CAM용 밀링기기의 절삭가공 정확도 시험법(Dentistry - Test methods for machining accuracy of computer-aided milling machines) 제1판이다. CAM용 밀링 기기의 정확도는 정기적인 검교정(calibration) 작업을 통하여 제조사에서 자체적으로 교정할 수 있으나, 절삭가공에 대한 정확도는 절삭가공 기기 자체의 정확도보다는 절삭가공용 블록, CAM용 소프트웨어, 절삭가공 버(bur) 등의 다양한 인자들에 의해 영향을 받는다. 이에 제2급 와동 인레이, 금관 및 4본 계속가공의치를 단순화시킨 모형을 기반으로 CAM용 밀링 기기의 절삭가공용 정확도 시험법에 대한 기술규격서를 제정하게 되었다. 본 기술규격서는 국제표준을 목표로 개발되었으나 실험실간 교차 시험(ILT: Inter Laboratory Test)이 개발 기간 내에 제대로 이루어지 않아 기술규격서로 먼저 나오게 되었다. 현재 국제표준으로 승격되기 위하여 SC 9/WG 5에서 작업 중이다. 

■ 시험 모형 분류
- 제2급 와동 인레이 모형
- 금관 모형
- 4본 계속가공의치 모형

■ 절삭가공 정확도 시험법 일반사항
제2급 와동 인레이, 금관 및 4본 계속가공의치 모형을 기반으로 3차원 데이터를 획득한 후(그림 1 및 2), 획득한 데이터를 기반으로 치과용 수복물을 StereoLithography(입체석판술, STL: CAD 및 3D 프린터 파일 형태 중 한 종류) 파일형태로 디자인한다. 디자인된 STL 데이터는 CAM용 소프트웨어를 이용하여 CAM용 밀링기기에서 절삭가공하여 시험용 수복물을 제작한다. 제작된 수복물을 실험 모형에 위치시켜, 실험 모형과 접촉되는 모든 표면의 치수를 측정한다(그림 3, 4 및 5). 측정된 결과를 바탕으로 CAM용 밀링기기의 절삭가공 정확도를 평가한다. 


제2급 와동 인레이, 금관 및 계속가공의치 모형을 이용한 절삭가공 정확도는 제작된 시편과 모형간의 불일치 정도를 측정하여 평가한다. 제2급 와동 인레이 시편의 경우, 교합면(occlusal)과 근면(proximal)에서 제작된 시편과 모형간의 변연(마진) 위치를 측정하여 불일치 값을 계산한다(그림 3). 금관 모형을 이용한 절삭가공 정확도는 4본 계속가공의치 모형 지대치를 이용하여 제작된 금관과 모형간의 마진 위치를 측정하여 절삭가공 정확도를 평가한다(그림 4). 또한, 4본 계속가공의치 모형을 이용한 시험도 제작된 4본 계속가공의치와 모형 간의 마진 위치를 측정하여 절삭가공 정확도를 평가한다(그림 5).

현재 많은 제조사에서 다양한 방식의 CAM용 밀링기기가 출시되어 시판되고 있다. 그러나 기기 자체에 대한 정밀도는 제조회사의 자체 기준으로 주기적으로 검교정이 가능하나, 해당 기기로 절삭가공된 치과용 수복물의 절삭가공 정확도를 평가할 수 있는 기준은 없었다. 비록 아직까지는 전 세계적으로 통일된 의견이 도출되지 않아서 기술규격서로 출간되었지만, 본 기술규격서는 CAM용 밀링기기 제조사의 애로사항을 해결할 수 있는 시험방법에 대한 내용으로서 향후 CAM용 밀링기기의 표준화 작업에 기준이 되는 반석이 될 것으로 판단된다.

또한, 3D printer 기반의 치과용 보철물 제작방식이 최근에 많이 소개되고 있는데, 본 기술규격서의 적용범위는 CAM용 밀링기기로만 한정되어 있으므로, 기술규격서에 명시된 절삭가공 정확도 평가를 3D printer에 적용하기에는 아직 많은 연구가 필요하다고 판단된다.

마지막으로 앞서 언급한 국제표준문서 및 국내표준문서는 한국표준정보망(www.kssn.net)을 통해 확인 및 구매할 수 있으며, 한국산업표준(KS) 제·개정 고시 정보를 로그인 없이 열람할 수 있다.

 오승한 교수
원광대학교 치과대학 치과생체재료학교실

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