‘우리 치과 디지털 치과 만들기 구조 잡기 프로젝트’의 지난번 5강좌는 덴탈 캠(CAM)소프트웨어를 알기 전에 사용되는 보철물을 가공할 수 있는 툴에 대한 정보를 검토하고 이야기 나누었다. 6강좌는 덴탈 캠(CAM)소프트웨어에 대한 주요 특징과 내용에 시중에서 많이 사용되는 소프트웨어인 하이퍼덴트(Hyper-Dent), 밀박스(Mill-Box)의 특징을 다루고자 한다.
툴의 끝점을 기준으로 보철의 형상을 가공하게 하는 것은 캠 소프트웨어의 툴패스 조건이다. 글라스세라믹과 같은 소재가공은 그라인딩(Grinding)의 느낌으로 가공되기 때문에 끝점이 수백~수천 개의 면을 가공하는 특징을 가지고 있다. 간단히 설명하면 캠은 툴(버)의 종류에 따라서 크게 가공속도, 스핀들속도, 절입량 등에 조건으로 보철형상을 가공하는 소프트웨어이다.
툴패스는 소위 템플릿으로 정의하여 기계업체가 납품을 하고 있다. 툴패스는 가공조건에 따라서 보철물의 가공시간, 정밀도가 좌우 된다. 하지만 가공시간이 짧을수록 기계 또는 보철물의 결과에 문제점이 발생할 수 있으므로 적절한 속도로 장비의 특징에 따라 조절할 필요가 있다. 일반 공작기계 산업시장과 별 차이 없이 같은 방법으로 부품을 제작하게 되는데 이에 대해 그림1에서 설명하였다.
용어 정의
CAD(Computer Aided Design): 컴퓨터를 활용한 디자인의 생성, 수정, 편집, 구조해석 등을 할 수 있는 디자인 툴이다.
CAM(Computer Aided Manufacturing): 디자인이 완료된 모형이나 디자인 형상을 기계가 이해가 가능한 언어 변경 및 생산이 가능하게 하는 툴이다.
NC(Numerical Control): CAM에서 수치화 또는 코드를 통해서 숫자, 문자 또는 부호들을 사용하여 작업공정을 수치적으로 제어하는 장치이다.
CNC(Computer Numerical Control): 소형의 컴퓨터를 내장하여 NC 기능을 수행이 가능한 장치이며, 통상 NC 또는 CNC를 의미하기도 한다.
툴패스의 주요 조건은 툴의 종류에 따라서 황삭/중삭/정삭으로 나누고 재료 선정, 회전 속도, 이송 속도, 가공 깊이, 이송방법의 조건을 잡아가는 것이다. 저마다 툴패스의 조건을 가지고 캠 소프트웨어 업체는 장비와 맞춰 마케팅을 하고 있으며 기본적으로 산업시장에서 파생하여 덴탈 캠으로 자리를 잡고 있다.
일반 시중에서 많이 사용되고 있는 캠 소프트웨어에 대하여 설명하고자 한다.
1. 하이퍼덴트
하이퍼덴트는 한국에서는 많은 유저들이 사용하고 있다. 피스티스의 경우도 현재 매인 캠으로 많이 사용하고 있다. 버전은 클래식, 컴팩트로 구성되고 소재 및 보철제작 방법에 따라 옵션이 나누어진다. 버전별, 옵션별 가격의 차등이 있다. 또한 버전별 인터페이스뿐 아니라 툴패스에 대한 템플릿도 다양한 옵션을 가지고 수정보완이 가능한 특징을 보유하고 있다.
최근 보철의 다양성으로 인해 기계업체가 아닌 일반유저가 템플릿을 자유롭게 수정보완해서 치과 및 치과기공소의 템플릿을 구현하기도 한다.
최근 가장 큰 특징은 임플란트 모듈을 통해 맞춤형 어버트먼트의 라이브러리를 결합하여 자체 지오메트리도 구현이 가능하며, Angled Screw Channel과 같은 스크류 채널을 문제없이 가공의 최적화 조건을 언더컷 구간을 가공 할 수 있도록 하였다.
특히 하이브리드 모듈은 적층 및 감산 기술을 사용하여 적층 후 표면 및 정밀도가 저하되는 부분에 대해서 가공을 통한 보완 가능 모듈도 선보이고 있다.
최근 버전의 V9.3은 기계 각도의 한계를 극복하여 언더켓 영역을 고려한 AI기능처럼 가공이 유용한 방향각을 설정하여 준다.
글라스세라믹과 같은 블록 가공의 경우 면가공인 Grinding의 툴패스의 조건으로 2가지를 선보이며, 가공시간은 단축하고 공구 및 소재의 파손을 최소화 시켰다. 또한, 블록 소재의 남은 영역이 있을 경우 블록 소재 낭비 없이 사용 가능하게 하였다. 과거에는 템플릿 관리가 어려움이 있었으나, 재료 및 보철의 종류에 따라서 효율적인 템플릿을 관리 가능하게 하였다.
2. 밀박스
CIM System사는 Sum 3D 소프트웨어에서 덴탈 분야에서는 밀박스(Mill-Box)로 최근 치과용 솔루션으로 간단한 인터페이스로 작업자가 쉽게 네스팅이 가능하도록 하였다.
하이퍼덴트 같이 소프트웨어의 기능 성능에 따라서 가격의 차이가 존재한다.
ECO: 기본적인 타입으로 어버트먼트 보철물타입을 제외한 모든 보철물타입에 대해 계산이 가능
STANDARD: 모든 보철물타입에 대해 계산할 수 있는 버전 (임플란트 체결부 변환 기능 포함)
EXPERT: MillBox의 모든 기능과 스트라티지 편집 및 관리를 위한 SUM3D까지 사용할 수 있는 최상위 버전 (실제 고객이 구매하는 빈도 낮음)
요즘 들어 캠 소프트웨어업체에서도 인공지능 AI기능을 부여하고 있어 가공에 있어 최적의 조건을 찾아 사용자의 편의를 도와준다. 밀박스의 경우 객체 두께 분석/스크류홀의 불량 메쉬제거/소재의 자동 선택/임플란트 어버트먼트 인터페이스 감지 추출 등이다.
밀박스의 특징은 첫째 내면값을 유저가 자유롭게 설정하는 조건 변경이 있다. 이것은 디자인에서 내면 값이 잘 못되었을 경우 또는 버의 마모가 있을 경우 유용한 툴이다.
둘째 가공영역의 바운더리를 보철에 따라 자유로이 유저가 변경이 가능하다. 이것은 치관이 길이 및 가공영역을 두어 소개비용도 감소하는 특징을 가지고 있다.
셋째 스크류 홀의 지름 높이를 유저가 수동으로 바꿀 수 있다. 이것은 홀 직경을 유저가 수정 가능하여 디자인 수정 없이 가능하다. 그외 디자인 파일 쉽게 찾기 기능과 네스팅 NC파일 추출시 유저가 원하는 이름 설정 기능을 가지고 있다.
결론적으로 일반 공작기계용 캠과 다르게 덴탈용 캠 소프트웨어는 사용자가 쉽게 사용 가능하고, 인터페이스의 직관적인 부분에서 치과 및 치과기공소의 빠른 습득이 가능하다고 볼 수 있다.
또한 사용하고자하는 밀링머신과 제공하는 캠 소프트웨어는 가격과 성능에서 선택하시는 분의 입장에서 보철물의 종류, 가공 소재, 장비의 조건에 따라 선택하는 것이 좋다. CAM밀링머신 제조업체들은 저마다 자사의 밀링머신에 적합한 특정한 변수의 캠을 선택하여 판매하고 있다. 아직까지 툴패스의 템플릿은 표면형상, 생산력을 높이고, 정밀도가 우수한 보철물을 만들기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
참고 자료
1)https://www.autodesk.co.kr/solutions/cam-software
