2021 Fiscal Year Research-status Report
人体に安心安全な医療用工具を製造するためのレーザーによる砥粒固着技術の開発
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20K04214
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
諏訪部 仁 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40202139)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レーザー加工 / 医療用工具 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではレーザで工具の台金表面を溶融し，その溶融部に砥粒を固着できる技術を開発し，その技術を用いてアレルギー物質を有しない人体に安心安全な工具の開発を目指している．ダイヤモンド砥粒を固着した工具においては，ダイヤモンド砥粒の固着剤の強度に工具の寿命は依存する．医療用の工具では一般にニッケルメッキによってダイヤモンド砥粒を個チャックした工具を用いるが，本方式では，ダイヤモンド砥粒の固着力は台金金属の強度に依存するため，電着工具よりも砥粒の固着力を有する工具を簡単に作製することができる特徴を有している．
昨年度まではSUS304に対してダイヤモンド砥粒の固着実験を行ってきたが，今年度はチタン合金を用いて工具の作製を試みた．また，昨年度まではスポット照射で砥粒を固着していたが，連続照射によるダイヤモンド砥粒の固着も試みた．その結果，SUS304に比べてレーザ光によってチタンは溶けにくい（熱伝導が良い等の理由）ため，レーザー光の焦点をずらす（デフォーカス）ことによって，SUS304と同等の砥粒を固着できることを見出した．また，連続照射によって工具も作製できるようになり，加工荷重も下げることができた．そして，本レーザ溶着方法を用いて実際の工具を作製し，骨よりも加工しにくいソーダガラスを用いて問題なく加工用工具として使えることを明らかとした．
以上の機械工学的な工具の評価に加えて試作工具の毒性試験を行い，特にチタン合金で作製した工具では人体に問題ない（アレルギー物質を含まない）ことが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度はCORONAの影響で研究室活動自体が制限される等して思うように進まなかったが，2021年度に追い込むことができたと判断している．特に今年度はチタン合金を用いた工具の作製方法を確立しつつあり，昨年までの工具よりも加工荷重が小さくなる領域を見出せたことに加えて工具の毒性試験まですることができた点では研究開発をかなり進めることができたと判断している．しかし，その一方で歯科治療等で用いられる各種形状に対応する工具は作製できていない．そのため，上記の様に判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度の研究計画として以下の様に研究活動を進める予定である．
・歯科用工具の作製
2021年度に歯科用の工具について調査した結果，様々な形状の工具があることがわかった．そこで，2021年度に改造したレーザ装置を用いて，より実践に近い工具の製造を試みる予定である．また，砥粒径を変化させて加工量の異なる工具の開発の可能性を探る
・一般用工具
医療分野だけでは需要が少ないため，セラミクスやガラスを加工できる工具の試作を行い，本研究で用いているレーザによるダイヤモンド砥粒の固着方式の産業工具への適用の可能性を探る．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額として690円が計上されている．残金が少なく，個の金額で購入できるものが無かったため，次年度への繰越金とした．690円なので消耗品等の購入で使用する予定である．
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Research Products
(1 results)
