難削材用小径・深穴加工


?Ti6Al4Vに1.0×400mmの穴あけ加工を施しました。

航空機、自動車、工作機械、金型などの主要部品を製造する際には、小径深穴加工が欠かせません。特に、医療機器、医療用インプラント、脳や骨の手術道具などでは、ステンレスやTi6Al4Vなどの難削材の小径深穴加工が必ず必要になります。

私達の強さの医学

技術開発を応用した小径深穴掘削機を新たに設計・製作しました。

1×400mm

小径深穴加工機と専用ガンドリル(BOTEK特製)を用いて、Ti6Al4V用の直径1.0 400mm(L/D=400)の穴あけ加工を行った。その結果、穴径、同心度、真円度、内面粗さともに高精度な穴あけが可能であることが確認されました。

なぜ医療用ガンドリル機を開発したのか?

深穴加工は、マシニングセンター、放電加工、ガンドリルなどを用いたいくつかの加工方法が試みられている。マシニングセンターを用いた方法では、望ましい長さ/直径比(L/D)や同心度を得ることが困難である。また、放電加工による方法は、加工時間が長くなり、さらに、望ましい同心度と良好な内面粗さを得ることが困難である。

放電加工

近年、医療機器や医療用インプラントのみならず、脳や骨の手術器具の開発者は、ステンレスや Ti6Al4V などの難削金属の小径深穴加工を必要としている。そこで、以下の技術開発を応用して、Ti6Al4Vなどの難削金属に対して最大L/D=400の深穴加工を可能にする小径深穴加工機の開発を計画していた。

歴史の発展

まず、これまで蓄積してきた多くの経験をもとに、ダイレクトドライブサーボスピンドルモータを開発し、株式会社ハイタックで製造してきた。これまで蓄積してきた多くの経験をもとに、負荷変動時にガンドリルを高出力で一定の回転速度で回転させることができ、さらに穴あけ加工中にガンドリルの刃先のチッピングを毎回検出できるようにした。

サーボスピンドル

第2に、ガンドリルの先端部に切削荷重がかかることにより、ガンドリルの細長い溝付き中空軸がたわむのを防止するために、ガンドリルの先端部に切削荷重がかかると、ガンドリルの先端部がたわむのを防止することができる。


以上の3つの技術開発を応用して製作した小径深穴加工機は、Al合金や鋼材だけでなく、ステンレス鋼やTi6Al4VにもL/D=400までの小径深穴加工を可能にした。