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절단
절단(cutting, 切断)은 물건을 예리한 도구로 자르거나 베는 행위를 말한다. 반대말로는 '잇는다'는 의미의 연결(連結)이 있다.[1]
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개요[편집]
절단은 가공에서 자르거나 베어서 끊는다는 뜻으로 절삭이나 연삭 등에 의한 재료의 절단 또는 손으로 켜는 톱을 이용한 재료의 절단을 말한다. 절삭에 의한 절단에서는 선반을 이용한 절단이나 톱날을 이용한 방법이 있다. 그리고 연삭에 의한 절단에서는 통상적으로 절단 숫돌바퀴를 사용한다. 능률이 높아 담금질한 강(鋼)도 절단할 수 있으며 얇은 숫돌바퀴를 사용한 반도체 재료의 정밀 절단도 이루어지고 있다. 공업용 절단에는 열, 부식, 기계식 등 3가지 범주가 있다. 열 공정에서는 열을 사용하여 대상 소재를 절단하거나 녹인다. 예로 산소 연료, 플라즈마, 레이저 절단이 있다. 부식 공정에서는 공기, 물 또는 다른 천연 작용제를 이용하여 소재를 마모시킨다. 워터젯 절단이 이 범주에 속한다. 기계식 공정은 물리적인 힘을 사용하여 물체를 절단한다. 이 절단 유형의 예로는 톱질, 전단, 드릴링 등이 있다. 절단 공정은 수동 혹은 자동일 수 있다. 토치 또는 절단 헤드가 수동으로 제어되고 자동 절단은 소프트웨어, 전자장치 또는 그 외 프로그램식 미디어를 사용하여 절단 공정을 제어한다.[2][3]
철판 절단 가공 종류[편집]
철판이나 비철금속을 절단하는 방식에는 여려가지 방법이 있다. 일반적으로는 절단 기계나 공구에 따라 샤링, 플라즈마 절단, 레이저가공, 워터젯, 와이어커팅으로 나누어 진다.
유압식 절단기[편집]
샤링 머신(Shearing)은 철판이나 비철금속을 절단하는 아주 기본적인 방법이다. 일반적인 철판 사이즈 4*8(1219*2438)을 샤링 기계에 넣어 원하는 사이즈로 철판의 폭이나 길이 방향으로 절단할 때 많이 사용하는 가공법이다. 철판의 두께와는 무관하게 절단 길이 방향으로 커팅이 잘 되도록 하기 위하여 동시에 전체 길이를 자르지 않고 절단면의 한 곳에 힘을 집중하여 자른다. 철판의 한쪽부터 잘려 나간다. 흡사 가위질 하는것과 같은 원리로 절단면은 한 포인트로만 잘려나가는 것이다. 직사각형의 많은 양의 철판가공을 할 때에는 샤링기를 이용한 절단을 함으로써 빠른 가공 및 저렴한 단가로 가공이 가능하다. 단순한 작업에는 플라즈마를 이용하기보다는 유압절단기(샤링기)를 사용하는 편이 여러모로 적합하다는 장점이 있다.
플라즈마 절단[편집]
플라즈마 절단(Plasma cutting)은 중앙에 비소모성의 전극을 놓고 주위에 동합금의 노즐(칩)로 에워싼 다음 전극과 노즐 사이에 아크를 발생시키고 그 가운데에 적당한 가스를 보내면 그 가스는 고온으로 되어 가스 원자는 원자핵과 전자로 유리되어 플라즈마가 된다. 노즐을 통해 고속으로 분출된 플라즈마 제트는 금속과 비금속을 가리지 않고 고속으로 절단한다. 알루미늄이나 스테인리스 등 비철금속에 대해 보통강의 가스 절단과 비슷한 절단면을 얻을 수 있다. 판의 절단에서는 가스절단에 비해 고속이고 열에 의한 변형이 적은 이점도 있어 최근 급속히 보급되고 있다. 작동 가스에는 공기, 산소, 아르곤/수소 혼합 가스, 수소 등을 사용하는데 사용하는 가스에 따라 부르는 이름이 다르며 공기를 사용하면 에어 플라즈마, 산소를 사용하면 산소 플라즈마로 부르고 있다.
레이저 절단[편집]
레이저 절단(Laser cutting)은 지정된 경로를 따라 재료를 위에서 아래까지 완전히 제거해 분리해 내는 공정이다. 레이저 절단은 단 일층 재료 또는 다중층 재료에 수행할 수 있다. 다중층 재료를 절단할 때 레이저 빔은 재료의 다른 층을 절단하지 않고 최상층만 절단하도록 정밀 제어할 수 있다. 재료 두께와 밀도는 레이저 절단 시에 고려해야 할 중요한 요인이다. 얇은 재료의 절단은 동일한 재료라도 더 두꺼운 경우보다 레이저 에너지를 훨씬 덜 필요로 한다. 더 낮은 밀도 재료는 일반적으로 더 적은 레이저 에너지를 필요로 한다. 하지만 레이저 출력 수준을 올리면 일반적으로 레이저 절단 속도가 향상된다. 보통 10.6 미크론 파장의 CO2 레이저는 비금속 재료 절단에 주로 사용된다. CO2와 파이버 레이저는 모두 금속 절단에 사용된다. 하지만 금속의 절단은 비금속 재료보다 훨씬 더 높은 출력 수준이 필요하다. 판재보다 작은 홀은 가공이 어렵고 아주 정교한 부품에는 적합하지 않을 수 있다. 알루미늄 종류는 4t까지만 가능하고 20t 철판의 경우 홀 사이즈의 최소 크기는 20Φ이다. 허용 공차는 0.1~0.3mm로 우수한 편이며 비교적 가공비가 저렴하고 가공시 소음이 없고 빠르다.
워터젯 가공[편집]
워터젯 가공(Waterhet cutting)은 어떤 소재이건 아주 작은 구멍의 노즐을 통해 나오는 초고압의 물을 이용하여 가공한다. 워터젯은 이 초고압수에 연마재(GARNET)를 노즐에서 혼합하여 가공하면서 절단 능력을 높여서 일반 철부터 공구강, 그리고 티타늄, 석재, 고무, 유리까지 아주 다양하고 광범위한 소재를 가공할 수 있다. 연마재를 혼합하여 가공하거나 오직 물만으로 가공하는 것은 아주 쉽게 변경이 가능하다. 따라서 워터젯은 간단한 변경으로 순수한 수압으로 고무 같은 연성 재질을 가공하기도 하고, 연마재를 사용하면 티타늄, 스텐레스, 공구강 같은 아주 강한 재질도 가공할 수 있는 유연성을 가진 장비이다.
와이어커팅[편집]
와이어커팅(Wire cutting)은 방전가공과 같이 금형 작업에 많이 쓰이는 제작 기법이다. CNC로 작업을 하게되면 앤드밀이 회전하면서 절삭을 하기 때문에 안쪽 작업에는 R이 남게 된다. 그에 반해 방전가공은 동으로 모양을 만들어 전기를 흘려보내 그 모양대로 태워서 없애는 방식이기 때문에 R이 남지 않는다. 그와 마찬가지로 와이어컷팅은 와이어에 전기를 흘려보내면서 이동시켜 모양을 잘라내는 기법이다. 레이저나 수압커팅과 다른 점은 아무리 두꺼워도 커팅이 가능하다는 점이 있고 또 하나는 일정한 두께로 커팅이 된다.(레이저는 잘리는 기물이 두꺼울 경우 레이저를 맞는 윗면과 밑면의 태워없어진 정도가 다르다. 레이저가 밑으로 더 들어갈수록 넓게 퍼진다.) 또한 정교한 작업이 가능한데 이는 와이어의 두께와 연관이 있다. 보통 와이어커팅에 사용되는 와이어는 0.18mm와이어가 사용된다. 방전되어 사라지는 두께는 약 0.2mm정도로 레이저나 수압보다 훨씬 정교함을 자랑한다.[4][5]
의학[편집]
절단이란 사지에 일부분이 잘려나간 경우를 말하며 관절 부위에서 잘린 경우는 이단이라 한다. 절단부가 상지일 때를 상지절단이라 하고 하지일 때 하지절단이라고 한다. 외상으로 인한 절단이 있을 수 있으나 당뇨병성 족부, 버거씨병 등과 같은 질환으로 인해 치료적으로 절단을 하는 경우도 있다.[6]
조직표본을 만들기 위해서는 장기, 조직의 일부를 얇게 썰어서 염색해서 투과광선에 의해서 광학현미경으로 관찰이 용이하게 하는 것이다, 얇게 썰기 위해서는 통상 포르말린 등으로 고정한 조직을 알코올계열로 탈수하고 파라핀으로 도포해서 굳히고 나서 미크로톰이라고 하는 기계로 3~6㎛ 정도의 두께로 절단한다. 목적에 따라서는 동결하거나 제로이딘에 도포해서 절단하는 경우도 있다.[7]
상지 절단의 부위별 종류[편집]
- 수부절단(Partial Hand Amputation) : 수부절단은 손가락 부분 또는 전체와 수부의 요골 및 척골의 경계까지 절단된 경우까지 매우 다양하다. 수부절단은 크게 수지절단과 수부절단으로 분류되며, 손가락의 위치에 따라 더 세부적으로 분류되기도 한다. 수부절단에서는 엄지손가락의 잔존 여부가 중요하다.
- 완관절 이단(Wrist Disarticulation) : 손목에서 절단된 것을 말하며, 엄지나 손가락이 없는 수부절단 일 때와 손목과 손바닥에 의한 동작이 거의 없을 때 적용된다. 절단 환자가 수부 의지가 방해야 되거나 기능적이지 못하다고 판단되면 시행되는 경우도 있다.
- 전완 절단(Transradial Amputation) : 전완부의 요골과 척골에서 절단된 경우를 말한다. 길이에 다라 장전완(80% 이상), 중전완(80-55%), 단전완(55-35%), 극단전완(35%이하)로 분류한다. 절단단의 남은 길이가 길수록 회내-회외(팔 회전, 열쇠 돌리는 모션)의 기능은 물론이며 의지사용 능력도 좋아진다. 전완 의지를 착용하려면 최소한 3.8-5cm의 길이는 남아있어야 한다.
- 주관절 이단(Elbow Disarticulation) : 팔꿈치 관절에서 절단된 것을 말하며 상완골의 내과와 외과의 돌출로 인해 외관이 좋지 않고 의지 제작 시 부품의 선택과 제작이 어려운 단점이 있다.
- 상완절단(Transhumeral amputation) : 상완부에서 절단된 경우를 말하며 절단단의 길이에 따라 장상완(상완골의 50-90%), 단상완(30-50%), 상완골경 절단(상완골경 길이인 30%)로 분류한다. 30% 이하의 길이가 남은 경우에는 견관절 이단과 동일하게 간주하기도 한다. 절단단의 길이가 길수록 근력과 관절가동범위가 더 크므로 의지 사용시 기능적이다. 반면 절단단이 짧으면 주관절 작동도 어렵고 힘이 많이 든다.
- 견관절이단(Shoulder Disarticulation) : 어깨관절에서 절단된 경우를 말하며 30% 이하의 길이가 남은 경우도 동일하게 여긴다.
- 전사반부절단(Forequarter Amputation) : 상지전체와 쇄골과 견갑골까지 절단된 경우로 견갑골까지 절단된면 양측 견갑골 외전의 운동범위가 반으로 감소하므로 의지 사용이 어려워진다.[8]
하지 절단의 부위별 종류[편집]
- 족부절단(Partial foot amputation) : 족부절단은 위치에 따라 다양하게 분류된다.
- 족지절단(Toe Amputation) : 발가락 부위에서 절단된 것을 말하며 미관상으로도 신발로 가려주기 때문에 가장 의지 착용의 요구가 적은 절단이다.
- 중족골절단(Transmetatarsal amputation) : 중족골 부위에서 절단된 것으로 주고 중족골경 수준에서 외측으로 갈수록 후방으로 향하는 사선으로 절단된다.
- Lisfranc 절단(Lisfranc's amputation) : 족근중족골관절에서 절단하는 것으로 주로 1-3번째 중족골의 기저부에서 이단 되고 4-5번째 중족골 기저부는 길이에 맞게 절단된다.
- Chopart 절단(Chopart's amputation) : 족근골 중 거골과 종골만을 남기고 절단하는 것으로 거주상골관절과 종입방골관절에서 이단 되는 것이다. 이 절단은 발의 신전 메커니즘이 상실되어 불균형이 발생되어 기형이 발생할 수 있다. 특히 첨족 변형이 쉬우며 족저부에 압력이 증가하는 결과를 초래하게 되므로 절단 수술 시 잘 선택되는 방법이 아니다.
- Pirogoff 절단(Pirogoff's amputation) : 족관절이 이단 된 상태에서 웨지 형태로 종골을 절제한 후 남아 잇는 종골의 끝부분과 경골 원위부를 골성 고정하여 연결하는 방법이다. 체중 부하가 가능하며 의지발을 적용한 의족을 사용할 수 있다.
- Boyd 절단(Boyd's amputation) : 종골 전체나 종골의 대부분을 보존하고 모든 족근골을 제거한 후 일반적으로 종골이 경골과 비골의 원위부에 내적고정된다.
- 족관절 이단(Ankle Disarticulation) : 발목관절에서 절단하는 것을 말하며 체중 부하를 바로 할 수 있는 장점이 있으나 절단단의 외관이 너무나 둥글고 투박한 단점이 있다.
- 하퇴절단(Transtibial Amputation) : 족관절이단부~슬관절 아래 하퇴부에서의 절단을 말하며 절단 중 가장 많은 수를 차지하고 있다. 절단단의 길이가 길수록 더 긴 지레 역할을 하므로 에너지를 감소시켜 효과적인 보행이 되도록 해준다. 최적의 길이로는 약 15cm 정도이다.
- 슬관절 이단(Knee Disarticulation) : 슬관절에서 절단된 것을 말하며 대퇴골의 내외 측 상과의 돌출로 인해 의지의 외관이 좋지 않은 단점이 있으나 체중부하를 할 수 있다는 장점도 있다.
- 대퇴절단(Transfemoral Amputation) : 대퇴골에서의 절단을 말하며 길이 문제와 절단단의 피부 문제를 가장 중요시 한다. 최적의 길이는 최소한 슬관절에서 근위 방향으로 10cm 정도이고 이는 의지의 슬관절과 각종 부품을 위한 공간을 준다. 또한 대전자부에서 5cm 이상 길이를 보전하여야 대퇴의지의 소켓을 장착할 수 있다. 절단단 피부에 반흔이나 피부이식으로 고랑형태가 생기면 흡입식 소켓을 사용할 수가 없다.
- 고관절이단(Hip Disarticulation) : 대퇴골이 완전히 고관절에서 제거된 절단을 말한다. 주로 심한 외상이나 악성종양으로 인해 시행된다.
- 골반절단(Transpelvic Amputation) : 부분적 및 전체적인 편측 골반을 포함한 하지 전체를 절단하는 것을 말하며 주로 심한 외상이나 악성종양으로 인해 절단되고 장골의 일부나 전체가 제거되는 것 이외에는 고관절이단과 유사하다.
- 하반신절단(Translumbar amputation, Hemicorporectomy) : 하반신 전체를 절단되는 것을 말하며 골반 절단에 항문, 직장, 요도와 방광의 괄약기능과 저장 기능까지 모두 소실되므로 신체 구조와 기능의 광범위한 손실을 초래한다.[9]
각주[편집]
- ↑ 〈절단〉, 《나무위키》
- ↑ 〈절단(切斷, cutoff)〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈절단 공정 개요〉, Hypertherm
- ↑ 디바이스마트, 〈◎철판 절단 가공방법의 종류:샤링/플라즈마/레이저가공/워터젯/와이어커팅〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-09
- ↑ editor, 〈철판 절단가공방법의 종류 - 샤링/플라즈마/레이저가공/워터젯/와이어컷팅〉, 《티스토리》, 2016-12-19
- ↑ 〈절단(amputation)〉, 《아산병원》
- ↑ 〈절단(Cutting, 切断, Schneidung)〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ BMC 의지 센터, 〈상지 절단의 부위별 종류〉, 《네이버 블로그》, 2014-12-26
- ↑ BMC 의지 센터, 〈하지 절단의 부위별 종류〉, 《네이버 블로그》, 2014-12-26
참고자료[편집]
- 〈절단〉, 《나무위키》
- 〈절단(切斷, cutoff)〉, 《네이버 지식백과》
- 〈절단(Cutting, 切断, Schneidung)〉, 《네이버 지식백과》
- 〈절단 공정 개요〉, Hypertherm
- 디바이스마트, 〈◎철판 절단 가공방법의 종류:샤링/플라즈마/레이저가공/워터젯/와이어커팅〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-09
- editor, 〈철판 절단가공방법의 종류 - 샤링/플라즈마/레이저가공/워터젯/와이어컷팅〉, 《티스토리》, 2016-12-19
- 〈절단(amputation)〉, 《아산병원》
- BMC 의지 센터, 〈상지 절단의 부위별 종류〉, 《네이버 블로그》, 2014-12-26
- BMC 의지 센터, 〈하지 절단의 부위별 종류〉, 《네이버 블로그》, 2014-12-26
같이 보기[편집]
