대퇴골의 효과적인 생산 프로세스 확립

연삭 후 호닝 작업으로 표면 조도 향상 최종 버프 작업 전에. 자동 휠 측정 프로세스는 각 호닝 작업이 올바른 인피드 위치에서 시작되도록 합니다.
사진 제공:ANCA

의료 업계 전문가들은 정형외과적 고관절 수술이 2026년까지 매년 5%씩 증가할 것으로 추정하고 있습니다. 이는 전 세계적으로 증가하는 고령화 인구를 감안할 때 놀라운 일이 아닙니다. 이러한 추세에 따라 이러한 절차를 지원하는 장치 및 구성 요소와 이를 생산하는 장비에 대한 수요가 증가할 것입니다. 한 가지 예는 연삭 휠 제조업체 Tyrolit과 공동으로 개발한 대퇴골 연삭을 위한 ANCA 가공 공정입니다. 이 프로세스는 ANCA MX7 Linear CNC 연삭기의 전문 기계 제어 및 기술을 사용하여 완성된 대퇴골의 품질과 일관성을 제공한다고 합니다.

고관절 교체 임플란트에 사용되는 대퇴골 볼의 효과적인 성능을 위해서는 진원도, 크기 및 표면 마감의 일관성이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 ANCA는 동일한 작업 영역에서 일련의 순차적 연삭, 연마 및 최종 버핑 작업을 적용하는 MX7 Linear 기계에서 프로세스를 개발했습니다. 그 결과 0.01미크론 Ra 미만의 볼 표면 마감과 3미크론 미만의 부품 진원도가 생성됩니다.

공정의 첫 번째 단계는 초기 부품을 정확한 크기로 연마하는 것입니다. 도금된 CBN 연삭 휠을 사용하여 거칠게 회전된 부품에서 과도한 재료를 제거합니다. 이 작업은 연삭 중 부품에 대한 허용 오차 요구를 완화하여 업스트림 공정을 더 쉽게 만듭니다.

다음은 표면 조도를 점진적으로 개선하는 일련의 미세 연마 공정입니다. ANCA와 Tyrolit의 응용 엔지니어가 결합하여 대퇴골에 안정적인 생산 결과를 제공하는 프로세스를 개발했습니다.

Tyrolit 휠은 대퇴골 적용을 위해 특별히 개발되었지만 생산 과정에서 자연스럽게 마모가 발생합니다. ANCA에 따르면 ANCA는 자체 LinX 선형 모터와 기계 및 연삭 휠 움직임을 제어하는 ​​CNC 및 서보 드라이브 시스템의 설계 및 제조업체이기 때문에 이러한 문제를 해결할 수 있는 좋은 위치에 있었습니다. ANCA 시스템 엔지니어는 작업자가 대퇴골의 연마 휠에 의해 적용되는 원하는 힘을 프로그래밍할 수 있도록 하는 이 응용 프로그램을 위한 새로운 제어 알고리즘을 개발했습니다. 이 프로그래밍된 힘으로 휠은 마모될 때 일정한 속도로 볼에 공급됩니다. 사용 중인 3개의 다른 Tyrolit 휠은 고유한 연삭력 매개변수로 프로그래밍하여 경면 마감과 일관된 부품 크기 공차를 달성할 수 있습니다.

최종 버핑 작업은 대퇴골의 작업 표면. 사진 제공:ANCA

또한 각 호닝 작업이 올바른 인피드 위치에서 시작되도록 하기 위해 자동 휠 측정 프로세스가 개발되었습니다. 이는 각 호닝 작업 후 휠 마모에 관계없이 공정 일관성을 제공한다고 합니다.

최종 버핑 작업은 볼의 작업 표면에 거울 마감을 만드는 마지막 단계입니다. 이는 최종 고관절 임플란트에서 기계적 마찰과 마모를 최소화하는 데 중요합니다.

완성된 볼의 표면 마감은 0.01마이크론 Ra 미만입니다. 사진 제공:ANCA

ANCA MX7 Linear에는 모든 그라인딩, 호닝 및 버핑 작업을 한 번의 설정으로 수행할 수 있는 6륜 팩 체인저가 있습니다. 또한 대퇴골 제작에 사용되는 툴링은 절삭 공구 제조 응용 분야에서 쉽게 변경할 수 있습니다. 결과적으로 제조업체는 대퇴골 생산을 위한 전용 기계를 구입하는 대신 시장 및 비즈니스 모델을 보완하는 다른 CNC 연삭 응용 프로그램에 기계를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 동일한 MX7 Linear 기계에서 수술용 로터리 커터, 드릴 및 리머, 대퇴 고관절 줄의 연삭이 모두 가능합니다.