2003 Fiscal Year Annual Research Report

人工関節の高強度化とバナジウムフリーβ型チタニウム合金の導入に関する研究

Research Project

Project/Area Number	15560105
Research Institution	Kanazawa Institute of Technology
Principal Investigator	新谷一博金沢工業大学, 工学部, 教授 (80139758)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西村茂昭 (株)越屋, NID事業部, 研究職廣崎憲一石川県工業試験場, 機械電子部, 専任研究員加藤秀治金沢工業大学, 工学部, 助教授 (90278101)
Keywords	インプラント / バインダーレスcBN工具 / 高速加工 / 医療用チタン合金 / 人工関節
Research Abstract	近年わが国においては高齢化が進み、今や50歳以上の人口が全体の34%を占めるに至った。これに伴って人口当りの老人性疾患による患者数が急増傾向にあり、60歳以上では80%以上が何処かの関節に障害を認められるとの報告もされている。このような関節障害の治療法として人工関節挿入手術があり,その需要も増加の傾向を示している。しかし、インプラント材としてステンレス材料のような鉄系材料が人体に使用されている場合には磁気共鳴画像診断装置(MRI)の使用が困難であり,他の内臓器官を調べる時にも画像化することに障害を来たすことが問題視されている。本研究は、患者個々のサイズ・形状に合ったインプラント部品を供給するための加工技術の開発を行うにあたり,特にバナジウムフリーの医療用β型チタニウム合金の導入について検討を行うものである。本年度はβ型医療用チタニウム系材料の加工特性の把握と個々の患者における患部形状情報の取込技術の構築を試みた。(1)工具材料の選定については、チタニウム系被削材と溶着性が少なく、高温安定性に優れたバインダレスcBN材料が有効な材料であることを明らかとした。(2)バインダレスcBN工具材料を用いたミーリング加工においては,内部スルー型ラジアスエンドミルホルダーを設計製作した。これにより,切削油剤が刃先に5MPaの圧力で供給可能となる刃先冷却環境が整えられ,180m/minの高速切削条件下においても十分な加工が可能であることを明らかとした。(3)また、患者の患部形状についてX線-3DCT装置を用いて撮影した画像を積み重ねることにより,患部の3次元形状を把握と患部形状にフィットするインプラント形状のCADデータの作成を可能とした。個々の患者にフィットさせるための患部形状情報の取込み技術とフィットするインプラントの加工技術についてはほぼ確立することができた。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] K.Hirosaki, K.Shintani, H.Kato, F.Asakura, K.Matsuo: "High Speed Machining of Bio-Titanium Alloy with a Binderless cBN Tool"Proceedings of the International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21^<st> Century. 5711-576 (2003)
[Publications] 新谷一博, 朝倉史, 廣崎憲一, 加藤秀治: "ヒューマンフレンドリーな医療用部品の切削加工に関する基礎的研究 -医療用チタニウム合金におけるバインダレスcBN工具の有効性-"砥粒加工学会誌. 48・3. 153-158 (2004)
[Publications] K.Hirosaki, K.Shintani, H.Kato, F.Asakura, K.Matsuo: "High Speed Machining of Bio-Titanium Alloy with a Binderless cBN Tool"JSME International Journal Series C. 47・1. 14-20 (2004)
[Publications] 加藤秀治, 新谷一博, 松尾一哉, 廣崎憲一: "ヒューマンフレンドリーな医療用部品の成形加工に関する研究 -医療用チタニウム合金製人工関節のミーリング加工における加工法の提案-"2003年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 251-252 (2003)
[Publications] 新谷一博, 朝倉史, 廣崎憲一, 加藤秀治: "ヒューマンフレンドリーな医療用部品の切削加工に関する基礎的研究 -医療用チタニウム合金におけるバインダレスcBN工具の切削特性-"2003年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 245-250 (2003)
[Publications] 廣崎憲一, 新谷一博, 加藤秀治, 松尾一哉, 兼氏歩: "生体用チタニウム合金の高遠加工技術とヒューマンフレンドリーな医療用部品への応用"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 611-612 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

人工関節の高強度化とバナジウムフリーβ型チタニウム合金の導入に関する研究

Principal Investigator

新谷 一博 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80139758)

Research Products

[Publications] K.Hirosaki, K.Shintani, H.Kato, F.Asakura, K.Matsuo: "High Speed Machining of Bio-Titanium Alloy with a Binderless cBN Tool"Proceedings of the International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21^<st> Century. 5711-576 (2003)

[Publications] 新谷一博, 朝倉 史, 廣崎憲一, 加藤秀治: "ヒューマンフレンドリーな医療用部品の切削加工に関する基礎的研究 -医療用チタニウム合金におけるバインダレスcBN工具の有効性-"砥粒加工学会誌. 48・3. 153-158 (2004)

[Publications] K.Hirosaki, K.Shintani, H.Kato, F.Asakura, K.Matsuo: "High Speed Machining of Bio-Titanium Alloy with a Binderless cBN Tool"JSME International Journal Series C. 47・1. 14-20 (2004)

[Publications] 廣崎憲一, 新谷一博, 加藤秀治, 松尾一哉, 兼氏 歩: "生体用チタニウム合金の高遠加工技術とヒューマンフレンドリーな医療用部品への応用"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 611-612 (2004)

新谷一博金沢工業大学, 工学部, 教授 (80139758)

[Publications] 新谷一博, 朝倉史, 廣崎憲一, 加藤秀治: "ヒューマンフレンドリーな医療用部品の切削加工に関する基礎的研究 -医療用チタニウム合金におけるバインダレスcBN工具の有効性-"砥粒加工学会誌. 48・3. 153-158 (2004)

[Publications] 廣崎憲一, 新谷一博, 加藤秀治, 松尾一哉, 兼氏歩: "生体用チタニウム合金の高遠加工技術とヒューマンフレンドリーな医療用部品への応用"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 611-612 (2004)