ANCAは股関節インプラントで「ボール」に乗っています

Jul 01, 2023

股関節整形外科手術の件数は、2026 年まで毎年 5% の割合で増加すると予測されており、この傾向に伴い、これらの手術をサポートするツールやコンポーネントに対する需要が高まると考えられます。

大腿骨球研削用の ANCA 機械プロセスは、砥石メーカーの Tyrolit と共同開発され、MX7 リニア CNC 研削盤の特殊な機械制御と応用技術を使用して、完成した大腿骨球の品質と一貫性を実現します。

医療業界は、顧客と市場が製品の品質と一貫性に非常に敏感な業界です。 これは、人体内に永久的に埋め込まれる整形外科用インプラントの場合に特に当てはまります。 その結果、整形外科用インプラントを購入および使用する顧客は、製品に対する絶対的な信頼を必要とし、ひいては製造プロセスに対する絶対的な信頼も必要となります。

人工股関節置換インプラントに使用される大腿骨ボールの性能には、重要な品質基準として真円度、サイズ、表面仕上げの一貫性が求められます。 この結果を達成するために、ANCA は、同じ作業範囲内で一連の研削、ホーニング、最終バフ研磨作業を連続して適用する MX7 Linear マシン上でのプロセスを開発しました。 その結果、ボールの表面仕上げは Ra 0.01μm 未満、部品の真円度は 3μm 未満になりました。

プロセスの最初のステップは、最初の部品を正確なサイズに研磨することです。 メッキCBN砥石を使用し、粗旋削した部品から余分な素材を除去します。 この操作により、ANCA MX7 が研削するブランク部品の公差要求が緩和され、上流のプロセスが容易になります。

次に、表面仕上げを段階的に改善する一連の細かいホーニングプロセスを行います。 ANCA と Tyrolit のアプリケーション エンジニアが協力して、大腿骨球で安定した生産結果をもたらすプロセスを開発しました。

チロライトホイールは大腿骨球用途向けに特別に開発されましたが、製造プロセス中に自然に摩耗することが知られています。 ANCA は、独自の LinX リニア モーターと、機械と砥石の動きを制御する CNC およびサーボ ドライブ システムの設計および製造を行うことで、この課題に対処しました。

ANCA システム エンジニアは、この用途向けに新しい制御アルゴリズムを開発しました。これにより、オペレータはホーニング ホイールによって大腿骨球に加えられる望ましい力をプログラムできるようになりました。 このプログラムされた力により、ホイールは摩耗するにつれて一定の速度でボールに送り込まれます。 使用される 3 つの異なるチロリットホイールは、鏡面仕上げと一貫した部品サイズ公差を実現するために、独自の研削力パラメータでプログラムできます。

さらに、各ホーニング作業が正しい送り込み位置から開始されることを保証する自動砥石測定機能が開発されました。 これにより、各ホーニング作業後に発生するホイールの摩耗に関係なく、プロセスの一貫性が確保されます。

最終バフ研磨作業は最後のステップであり、ボールの作業面を鏡面仕上げにします。 これは、最終的な股関節インプラントの機械的摩擦と摩耗を確実に最小限に抑えるために重要です。

この用途に使用された ANCA MX7 Linear は、研削、ホーニング、バフ研磨の作業を 1 回のセットアップで実行できる 6 ホイール パック チェンジャーを備えています。 さらに、大腿骨球の製造に使用される工具は、切削工具の製造用途に簡単に切り替えることができます。 その結果、ユーザーは大腿骨球製造専用の専用機械を購入するのではなく、その機械を他の CNC 研削用途に利用できます。

外科用回転カッター、ドリル、リーマー、および大腿骨股関節ラスプの生産はすべて、同じ MX7 Linear マシンでの生産に理想的なアプリケーションであり、整形外科市場での存在感を大幅に高めることになります。

高速で回転するワイヤーまたはファイバーを使用して、精密で応力の高いコンポーネントからバリ、傷、および同様の機械的欠陥を効果的かつ経済的に除去します。 最大の用途は歯車やベアリングレースの製造で、動力法による鋭利なエッジや応力上昇部の除去により作業速度が向上しました。

部品の作成または変更を可能にする工作機械専用のマイクロプロセッサベースのコントローラ。 プログラムされた数値制御により、機械のサーボと主軸ドライブが作動し、さまざまな加工動作が制御されます。 DNC、直接数値制御を参照。 NC、数値制御。

高温高圧下で窒化ホウ素から製造された結晶。 最大 70 HRC までの難削鉄およびニッケル基材料の切削に使用されます。 ダイヤモンドに次いで2番目に硬い素材。 超砥粒工具を参照してください。

動力を与えられた砥石車、砥石、ベルト、ペースト、シート、コンパウンド、スラリーなどによって材料をワークピースから除去する機械加工操作。さまざまな形式があります。 円筒研削（外部円筒形およびテーパー形状、フィレット、アンダーカットなど）。 センタレス研削; 面取り; ねじ山と形状の研削。 工具とカッターの研削。 不用意な研磨。 ラッピングとポリシング（非常に滑らかな表面を作成するための非常に細かい粒子で研削）。 ホーニング; そしてディスク研磨。

金属を除去し、精度の高い公差にワークピースを仕上げるために、砥石車またはその他の研磨ツールに動力を供給します。 滑らかで、直角で、平行で正確なワーク表面を提供します。 超滑らかな表面とミクロンオーダーの仕上げが必要な場合は、ラップ盤やホーニング盤（非常に細かく均一な砥粒の研磨材を使用する精密グラインダー）が使用されます。 「仕上げ」の役割において、グラインダーはおそらく最も広く使用されている工作機械です。 旋盤ビットやドリルを研ぐためのベンチグラインダーや台座グラインダーなど、さまざまなスタイルが利用可能です。 直角、平行、滑らかで正確な部品を製造するための平面研削盤。 円筒研削盤およびセンタレス研削盤。 センターホールグラインダー。 成形グラインダー。 フェイスミルおよびエンドミル研削盤。 歯切り研削盤。 ジググラインダー。 研磨ベルト（バックスタンド、スイングフレーム、ベルトロール）グラインダー。 切削工具を研ぎ、再研磨するための工具およびカッターグラインダー。 超硬グラインダー; 手持ち式ダイグラインダー。 そして研磨カットオフソー。

適切なマトリックスに混合された研磨材から形成されたホイール。 形状はさまざまですが、基本的に 2 つのカテゴリに分類されます。1 つは往復研削のように外周で切削するもの、もう 1 つは工具やカッター研削のように側面または面で切削するものです。

ワークピースの寸法が設定された標準から変化しても許容される最小値と最大値。

立方体、球、円柱、または切削工具が到達できるその他の物理的空間。