ブログ

May 29, 2023

ドラッグ仕上げにより、ヒップステムの対象となる表面領域を磨きます。

Per garantire il funzionamento ottimale dell'articolazione dell'anca artificiale nel corpo del paziente,

患者の体内で人工股関節が最適に機能するようにするには、股関節ステムの特定の表面領域に異なる仕上げを施す必要があります。 たとえば、ステムのネック部分には、非常に滑らかで磨かれた表面が必要です。

最近、ある精密部品メーカーは、手作業による研削と電解研磨を組み合わせた作業を、完全に自動化された 2 段階の大量仕上げプロセスに置き換えました。 Rösler のドラッグ フィニッシャー R 4/700 SF を使用すると、1 回の操作で 12 個のヒップ ステムを同時に正確に仕上げることができます。

これにより、大幅なコスト削減とサイクルタイムの短縮だけでなく、品質が大幅に向上し、一貫した仕上げ結果が得られました。

オーストリアのポッテンドルフにある MBN Präzisionstechnik GmbH は、20 年間にわたり、機械加工された精密コンポーネントとアセンブリの製造を専門に扱ってきました。 同社の主な焦点は、チタンとステンレス鋼で作られた整形外科用インプラントと手術器具の製造です。

DIN 13485 に従って認定された MBN Präzisionstechnik は、レーザーマーキングシステムを含む最新の機械を備えているだけでなく、製品のコーティングや無菌包装のためのクリーンルームも備えています。

さまざまな股関節ステムの表面積

生産は大幅に自動化されており、原材料から完成品に至るまでの製造チェーン全体を追跡することができます。 最近まで、ヒップ ステムのネック領域の研磨は、手作業による事前の精密研磨ステップとそれに続く電解研磨プロセスによって行われていました。 この表面精製作業は時間がかかり、多くの人力とコストがかかりました。

さらに、仕上がりの一貫性や全体的な持続性に関しても、完璧とは言えませんでした。 したがって、MBN Präzisionstechnik GmbH のゼネラルマネージャーである Thomas Müllner は、かなり長い間、自動化された代替手段を探していました。

「正確に定義された表面積のみを研磨する必要があり、さまざまな異なるヒップステムシャフトを処理する必要があるため、表面仕上げプロセスの自動化は非常に困難であることが判明しました」と彼は言いました。

「まず、加工試験はロスラー社と競合するサプライヤーによって実施されました。しかし、結果は当社の品質基準を満たしていませんでした。」

ドラッグ仕上げ技術の応用

MBN の顧客の 1 人の推奨に基づいて、オーストリアの Rösler 営業支店でさらなる加工試験が実施されました。 この会社は近くにあるだけでなく、テストとサービスを組み合わせたセンターも運営しています。

レスラーの専門家は、ドラッグフィニッシャーで処理試験を実行することにしました。 独自の一括仕上げシステムにより、複雑な形状の高価値ワークピースの正確かつ的を絞った表面仕上げが可能になります。 プロセスパラメータが確立されると、プロセスは変動することなく実行されるため、完全に再現可能な仕上げ結果が保証されます。

「レスラー社のジョブショップ運営からの包括的なノウハウと経験は、ドラッグ仕上げ技術を使用した 2 段階プロセスを迅速に開発するのに役立ちました」とミュルナー氏は述べています。 「このプロセスは、湿式研削/前研磨ステップとその後の乾式研磨段階で構成されており、驚くほど短いサイクル時間で一貫した高品質を実現します。」

レスラーのドラッグ仕上げ技術の特徴は、処理ボウルの下に取り付けられた振動モーターです。 「処理ボウルの振動により、処理媒体の最適な混合が保証されます。その結果、ヒップステムのすべての関連する表面積が完全に均一に仕上げられます。」とゼネラルマネージャーは述べました。2つの処理ボウルによるドラッグ仕上げ作業

最終的に、MBN Präzisionstechnik はコンパクトなドラッグ フィニッシャー、モデル R 4/700 SF を選択しました。 このプラグアンドプレイ機械は、直径 700 mm の処理ボウルと 4 つの回転作業スピンドルを備えたカルーセルで構成されており、各スピンドルには 3 つのワークピースを取り付けることができます。 カルーセルと回転スピンドルには別個の駆動システムが装備されているため、カルーセルとスピンドルの速度を互いに独立して設定できます。 ドラッグ仕上げ機には第 2 加工ボウルが装備されています。 リフトトラックを使用すると、2 つのボウルを素早く交換できます。

研削作業の前に、仕上げを必要としないヒップステムの表面領域がマスキングされます。 次に、インプラントは特別なワークピース固定具に手動で取り付けられます。 「この目的のために、私たちはあらゆる種類のステムとサイズに使用できるクランプ装置を開発しました」とミュルナー氏は述べています。 「次に、ヒップステムが取り付けられたワークピース固定具が作業スピンドルに取り付けられます。」

プログラム可能なシステム制御装置に保存されているそれぞれの処理プログラムが開始された後、カルーセルが下降し、回転スピンドルが処理媒体に浸漬されます。 湿式粉砕プロセスでは、さまざまな幾何学的形状のプラスチックメディアと特殊なコンパウンドの混合物が利用されます。 カルーセルとスピンドルは、事前に定義された速度で反対の回転方向に回転します。

サイクル時間の約半分 (1 時間未満) が経過すると、通常、回転方向が逆転します。 これにより、ヒップステムのネック部分が全体的に完璧で均質な仕上がりになることが保証されます。 湿式研削プロセスからのプロセス水を洗浄するために、MBN Präzisionstechnik は、半自動のロスラー遠心分離プロセス水リサイクル システム、モデル Z 800 を購入しました。プロセス水をリサイクルすることで環境が保護され、仕上げコストの大幅な削減に役立ちます。

研磨には植物由来の乾式研磨メディアを使用します。 このプロセス段階では、20 分未満のサイクル時間を必要とし、仕上げメディアを含む処理ボウルを研磨メディアで満たされたボウルと交換するだけです。 ミュルナー氏は、「自動ドラッグ仕上げプロセスにより、仕上げ結果の品質と一貫性を大幅に向上させることができました。同時に、以前の仕上げ作業と比較して、ヒップステムネックの研削と研磨のコストを削減できました」と述べています。したがって、この投資は 3 年以内に償却されます。」

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。

表面仕上げを改善し、輪郭をブレンドする研磨プロセス。 柔軟なバッキングに付着した研磨粒子がワークピースを研磨します。