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す。この市 場 の 4 0％ 以 上を占めているのは関 節 再 建 で、その大 部分 が股 関 節・膝 関 節の置 換 術です。この ような部品で重視されるのは強 度、信 頼性、軽 量 性、 生体適 合 性 です。 機 械 加 工の 課 題 整 形外 科用 部 品は 通常、バーストック、鋳 造 品 、鍛 造 品から機械 加工され 、その 後 研磨されます。股関節・ 膝 関 節用インプラントには、コバルトクロム合 金 が 被 削 材 種として最も広く利 用される一方、チタンの 利 用 も 増 加して いま す。一 般 的 なコ バ ルトクロム合 金 は C o C r2 8 M o 6 とほ ぼ 同じもので、チ タン 合 金として は T i 6 A l 4 V が 最 も広く使 用されています。 これらの 被 削 材 は いず れも生 体 適 合 性 が 高く、強 度 と剛 性に優 れているため 、整 形 外 科用 部 品に 最 適 で す。た だし 、この 特 性 は 難 削 と表 裏 一 体 で す。コ バ ルトクロム合 金 は硬 度と摩 耗 性 が 高 い 一方、弾 性 が 高く、熱 伝 導 性 が 低 いという 特 性 が ありま す。この 合 金 は硬 度と摩 耗 性 が 高い成 分を含 有 するため 、研 磨 工 具 が ひどく摩 耗 するうえ、生 成 さ れ る切り屑 は 長く、強 靭 です。そのため 、切り屑処 理と切 れ 刃 形 状 に特 別な 配 慮 が求 められます。 チタンは極 めて軽 量ながら、強 度に優れています。こ
の 被 削 材も機 械 加工中に加工硬 化し 、熱 伝 導性 が 低 いという特 徴 があります。発 生した 熱 は、切 れ 刃と工 具 表面に集 積します。高温と高い切 削力、さらには切 り屑がもたらす摩 擦により、クレーター摩 耗や工具の 不具合が生じます。この被削材は弾性率が低いため、 一 部 のインプラント用途に適していますが、切り刃か ら被 削 材 が 跳 ね 返るため 、切 削 工 具 の 鋭 利さに 細 心 の 注 意 が 必 要 です。 使 用するクーラント 整 形 外 科用インプラントに使 わ れる 被 削 材の加 工で は 通 常 、過 剰 な 熱 が 発 生 するた め 、クー ラントが 必 要になります。しかし多くの 場 合、部 品の 汚 染 を 避け るため 、従 来 のクーラントは使 用で きないか、または 使 用が極 度に制 限されます。そうでない場 合は、機械 加 工 後 に多大 な 時 間とコストをか けて洗 浄する 必 要 が あります。さらにクーラント自体も 、従 業 員の 安 全 衛 生や 廃 棄 物 処 理 方 針 など に 関 する 環 境 問 題 の 原 因となります。これ に替 わるクーラント技 術として使 用さ れる の が 、超 臨 界 二 酸 化 炭 素 ( s c C o 2 )ドライ切 削 技 術 で す。臨 界 二 酸 化 炭 素 が 、切 削 領 域 にドライ でありながら優 れ た 潤 滑 性をもたらします。
詳 細
Fu s i o n Co o l a n t Sy s te m s 社 が開 発したこの加工プ ロセスで は、オイル やエマル ジョン、合成 潤 滑 剤を 使 19 | エンジニアリング 日本 | 2018年 09月
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