2021 年 65 巻 1 号 p. 22-29
本研究は,生体適合性セラミックス製人工膝関節を加工対象とした,デスクトップ型5軸NC精密研削盤の製作を目的とするものである.研削盤は,工具側に直動3軸,工作物側に回転2軸を有するTable-on-Table型の構造とし,人工膝関節に求められる加工精度(形状精度:5μm)を満足するように,FEM解析による剛性設計と形状創成理論による精度設計を行った.研削盤の試作後,静的コンプライアンス試験,位置決め精度試験,真直度誤差運動試験を実施し,それぞれが十分な精度を有していることを確認した.さらに,炭素鋼の研削実験により,それらの運動精度が加工に反映されることを確かめ,ジルコニアセラミックスの研削加工実験より,加工精度は5μm以下に抑えられ,加工面に大規模な脆性破壊が存在しないこともわかった.これらの結果から,小型でありながら,人工膝関節の加工において従来の研削盤と同等の加工性能を有している研削盤を試作することができた.