5축 밀링머신이 가공할 수 있는 소재는 Ni-Cr, Co-Cr, Premilled, PMMA, Wax, Zirconia, Soft-metal 등이다. 이 다양한 소재 중 원스텝 가공을 실현할 수 있는 소재는 Zirconia, PMMA, Ultimate와 Soft-Metal이 있다.
최근 치과 임상은 아날로그에서 변화된 디지털 덴티스트리의 흐름상 빠른 결과를 낼 수 있는 보철 콘셉트로 바뀌고 있는 상태다. 이러한 시대적 상황에서 주조와 후가공 없이 원스텝으로 최종 보철물을 제작할 수 있는 Soft-Metal과 원스텝 가공에 대해 논하고자 한다.
Soft metal 소결은 분말형태의 금속입자가 고온에 의해 서로 강력하게 결합하는 것을 의미하는데, 원형의 금속 블록(Sinter Metal)은 금속 분말 또는 합금 분말을 이용해 압축성형 후 용융온도 이하에서 소결(Sintering)해 금속제품 혹은 금속괴를 만드는 기술이다.
특히 절삭가공이 어려운 기어 등의 정밀부품 분야에서 각광받고 있는데, 금속분말을 제품의 모양으로 성형하고 소결하면 제조가 간편할 뿐만 아니라 높은 강도의 결과물을 얻을 수 있다.
Sinter Metal은 소결 금속이라는 의미다. Co-Cr 합금은 높은 경도와 연성을 가진 재료면서 부식에 매우 강하며, 높은 생체 적합성으로 인해 메디컬 분야와 덴탈 임플란트 및 보철물에 활용되는 합금 재료 중 하나이다.
금속재료를 가열해 최종 결과물을 제작하는 대표적 방식으로는 주조와 소결이 있다. 주조는 재료를 녹이는 것이며 소결은 녹는점 이하에서 미세한 분말입자가 강하게 결합하는 방식으로 강도와 연신율 등의 기계적 특성은 소결이 더 우수하며 도재와의 박리현상 등의 트러블이 낮은 편이다.
Sinter Metal은 금속분말을 압축성형한 형태를 띠고 있으며 가공 후 소결을 거쳐 최종 결과물을 완성한다.
그렇기 때문에 소결 공법의 모든 장점을 그대로 가질 수 있으며 높은 가공성까지 겸비하고 있다. 또 금속분말을 뭉쳐 놓은 형태이기 때문에 공구로 가공하기 무척 쉽다. 일반적인 Ni-Cr, Co-Cr 메탈 블록은 전용 CAM 장비가 없으면 제대로 가공할 수 없지만 Sinter Metal은 지르코니아 및 레진을 가공하는 장비로도 충분하다. 즉, 지르코니아를 가공하고 있는 모든 밀링머신에서 가공이 가능하는 뜻이다.
Sinter Metal의 높은 가공성은 또 하나의 장점을 가져다 준다. 바로 일반 메탈 블록 대비 툴(Tool) 소모량을 현격하게 줄일 수 있다는 점인데, 이는 지르코니아 반소결 블록과 비교해 강도가 1/3 수준이기 때문이다.
Sinter Metal의 구성 성분은 순수한 Co-Cr 합금 분말이다. 기존의 Porcelain Fused Metal(PFM) 전용의 메탈 성분은 Ni-Cr인데 유해 물질이라는 이유로 베릴륨이 포함되지 않은 합금의 사용을 법적 의무화하면서 과다 산화막 발생과 본딩력의 문제로 도재 결합에서 애로사항을 많이 보이고 있다. 반면에 Co-Cr 합금은 수 백년 전부터 사용되고 있는 아주 안정적인 금속이며 인체에 무해하다.
SOFT METAL 소개
<그림 2> 아날로그 방식 <그림 3> 디지털 방식
<그림 4> 소프트 메탈 블록을 밀링 과정을 거친 후 소결하면 강한 강도의 순수한 메탈로 변화한다.
<그림 5> SOFT METAL 항복강도(MPa) Soft Metal은 Class 5 이상의 우수한 강도를 가지고 있으며, 모든 Metal frame 제작이 가능하다.
<그림 6> SOFT METAL 연신율(%) Gold와 비슷한 연신율로 반제품 상태에서 보철물의 미세조정을 쉽게 할 수 있다.
<그림 7> SOFT METAL 탄성계수(GPa) Soft Metal은 탄성계수가 우수해 얇은 PFM coping에도 기능 시 작용되는 힘에 의해 과도한 탄성변형이 일어나지 않는다.
<그림 8> 도재와의 결합강도(MPa) 모든 PFM 도재와 결합력이 우수해 여러 번 소성해도 박리현상이 없다.
<그림 9> SOFT METAL 부식(㎍/㎠) 금속 이온의 용출이 거의 없어서 부식과 변색에 안정적이며, 구강 내에서 장기간 사용해도 알레르기나 염증을 유발하지 않는다.
<그림 10> SOFT METAL 위해 원소 Soft Metal은 니켈, 베릴륨, 카드뮴을 함유하지 않아 인체에 무해하며 생체적합성이 우수하다.
