ANCA는 고관절 임플란트로 '공'에 있습니다

Jul 01, 2023

고관절 정형외과 수술 건수는 2026년까지 매년 5%씩 증가할 것으로 예상되며, 이러한 추세에 따라 이러한 수술을 지원하는 도구 및 부품에 대한 수요도 증가할 것입니다.

연삭 휠 제조업체인 Tyrolit과 함께 개발한 대퇴골 연삭용 ANCA 기계 공정은 MX7 선형 CNC 연삭기의 특수 기계 제어 및 응용 기술을 사용하여 완성된 대퇴골 볼의 품질과 일관성을 제공합니다.

의료 산업은 고객과 시장이 제품 품질과 일관성에 매우 민감한 산업입니다. 이는 특히 인체 내부에 영구적으로 삽입되는 정형외과용 임플란트의 경우에 해당됩니다. 결과적으로 정형외과용 임플란트를 구매하고 사용하는 고객은 제품에 대한 절대적인 신뢰가 필요하며, 이는 다시 제조 과정에 대한 절대적인 신뢰가 필요합니다.

고관절 치환 임플란트에 사용되는 대퇴골의 성능은 주요 품질 기준으로 원형도, 크기 및 표면 마감의 일관성을 요구합니다. 이 결과를 달성하기 위해 ANCA는 동일한 작업 영역에서 일련의 순차적 연삭, 호닝 및 최종 버핑 작업을 적용하는 MX7 Linear 기계 프로세스를 개발했습니다. 그 결과 볼의 표면 마감은 <0.01μm Ra이고 부품 진원도는 3μm 미만입니다.

공정의 첫 번째 단계는 초기 부품을 크기에 맞게 정확하게 연삭하는 것입니다. 도금된 CBN 연삭 휠을 사용하면 거친 선삭 부품에서 과도한 스톡 재료가 제거됩니다. 이 작업은 ANCA MX7이 연삭할 블랭크 부품에 대한 공차 요구 사항을 완화하여 업스트림 프로세스를 더 쉽게 만듭니다.

다음은 표면 마감을 점진적으로 개선하는 일련의 미세 호닝 공정입니다. ANCA와 Tyrolit의 애플리케이션 엔지니어가 팀을 이루어 대퇴골에 안정적인 생산 결과를 제공하는 프로세스를 개발했습니다.

Tyrolit 휠은 대퇴골 용도로 특별히 개발되었지만 생산 과정에서 자연스럽게 마모되는 것으로 알려져 있습니다. ANCA는 자체 LinX 선형 모터는 물론 기계와 연삭 휠의 움직임을 제어하는 ​​CNC 및 서보 드라이브 시스템을 설계 및 제조업체함으로써 이러한 문제를 해결했습니다.

ANCA 시스템 엔지니어는 작업자가 대퇴골의 연마 휠에 의해 적용되는 원하는 힘을 프로그래밍할 수 있는 이 애플리케이션을 위한 새로운 제어 알고리즘을 개발했습니다. 이렇게 프로그래밍된 힘으로 휠은 마모됨에 따라 일정한 속도로 볼에 공급됩니다. 사용된 세 가지 서로 다른 Tyrolit 휠은 고유한 연삭력 매개변수로 프로그래밍되어 거울 표면 마감과 일관된 부품 크기 공차를 달성할 수 있습니다.

또한 각 호닝 작업이 올바른 인피드 위치에서 시작되도록 보장하는 자동 휠 측정 기능이 개발되었습니다. 이는 각 호닝 작업 후에 발생하는 휠 마모와 상관없이 공정의 일관성을 보장합니다.

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

이 응용 분야에 사용된 ANCA MX7 Linear는 한 번의 설정으로 연삭, 연마 및 버프 작업을 수행할 수 있는 6휠 팩 체인저를 갖추고 있습니다. 또한 대퇴골 생산에 사용되는 툴링은 절삭 공구 제조 애플리케이션으로 쉽게 전환될 수 있습니다. 결과적으로, 사용자는 대퇴골 제작 전용 기계를 구입하는 대신 다른 CNC 연삭 작업에도 해당 기계를 활용할 수 있습니다.

수술용 회전 절단기, 드릴, 리머 및 대퇴 고관절 줄의 생산은 모두 동일한 MX7 Linear 기계에서 생산하기에 이상적인 응용 분야이며 정형외과 시장에서의 입지가 크게 높아질 것입니다.

빠르게 회전하는 와이어 또는 섬유를 사용하여 정밀하고 응력이 심한 부품에서 버, 긁힘 및 유사한 기계적 결함을 효과적이고 경제적으로 제거합니다. 가장 큰 응용 분야는 동력 방식으로 날카로운 모서리와 응력 상승을 제거하여 작동 속도를 높이는 기어 및 베어링 레이스 제조입니다.