절삭 및 적층 가공 방법으로 제작된 작업 모형의 정확도 비교
Accuracy comparison between subtractive and additive methods in fabricating working model
송준기, 박광식, 김민수, 권태엽, 홍민호,
소속 상세정보
송준기 ( Song Joon-Ki ) - 단국대학교 치의학과
박광식 ( Park Kwang-Sig ) - 대구보건대학교 치기공과
김민수 ( Kim Min-Su ) - 경북대학교 치의학전문대학원 치의과학과
권태엽 ( Kwon Tae-Yub ) - 경북대학교 치의학전문대학원 치과생체재료학교실
홍민호 ( Hong Min-Ho ) - 경북대학교 치의학전문대학원 생체재료연구소
Abstract
본 연구에서는 3차원 재구성 디지털 모델을 기반으로 절삭 및 적층 가공을 통해 작업 모형을 제조하고 두 가지 가공 방법에 따른 모형의 정확도를 비교 평가하고자 하였다. 표준 석고 모형 STL (Stereolithography) 파일을 이용하여 CAD/CAM 절삭 방식으로 총 20개의 모형을 PMMA (Polymethyl Methacrylate) 블록을 이용해서 제작하였다. 그리고 적층 가공은 3D 프린터를 이용하여 적층 두께가 0.025 mm로 20개의 모형을 제작하였다. 정확도 분석 소프트웨어 (Geomagic Qualify 13)를 사용하여 CAD-reference-model (CRM)과 CAD-test-model (CTM)을 중첩하였다. 중첩방법은 STL 파일을 point cloud data로 변환하여 surface date인 CRM과 CTM을 initial alignment 시킨 후 best-fit superimposition으로 재배열 하였다. 이 과정에서 표면 데이터와 모든 point 간의 거리를 RMS (Root Mean Square) 값으로 환산하여 그 평균을 계산하였다. 적층 가공 방법으로 제작된 작업 모형은 절삭 가공으로 제작된 모형 보다 우수한 정밀도를 가지는 것으로 나타났다(p<0.05). 또한, 절삭 가공에 의한 작업 모형 제작은 치아 곡면과 함몰 부위의 부족한 재현성을 개선해야 임상적으로 적용 가능할 것으로 고려된다.
The purpose of this study was to compare the accuracy of the working models fabricated by the subtractive and additive processing methods based on the 3-dimensional reconstruction model. A total of 20 models were fabricated with subtractive processing method from polymethyl methacrylate (PMMA) blocks using the stereolithography (STL) file of master gypsum model and another 20 models were fabricated with additive processing method using 3D printer with 0.025 mm of a layer thickness. The CAD-reference-model (CRM) and CAD-test-model (CTM) were superimposed by a software for accuracy analysis (Geomagic Qualify 13), where the STL files were transformed to point cloud data and the surface data (CRM and CTM) were subjected to initial alignment and followed by re-alignmented according to best-fit superimposition. The distances between surface data and all points, in this process, were converted to the root mean square (RMS) and averaged. In the experimental results, It was shown that the accuracy is higher in work model fabricated by additive processing method compared to one fabricated by subtractive one (p<0.05). In addition, it is considered that the working model fabricated by subtractive processing method is to be clinically applicable by improving the improper reproducibility of the tooth surface and depressed area.
키워드
절삭 및 적층 제조; 치과용 CAD/CAM; 정확도; 작업 모형
Subtractive and additive manufacturing; Dental CAD/CAM; Accuracy; Working model
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