Eplus3D、インプラントソリューションのための金属3Dプリンティングを推進

April, 11, 2025, Hangzhou--近年、アディティブ・マニュファクチャリング(AM)技術の急速な発展により、医療用インプラントの研究、開発、製造は大きく進歩している。金属積層造形(AM)3Dプリンティング技術の統合は、医療業界に革命をもたらし、高度にカスタマイズされた生体適合性の医療ソリューションを可能にした。

金属3Dプリンティングは、骨片を固定するための外科的方法である骨接合において大きな利点となる。積層造形(AM)では、各患者の解剖学的特徴に完全に一致するカスタマイズされたプレート、スクリュー、その他のリテーナーを作成することができる。これにより、確実な固定が保証され、治癒プロセスが加速される。

従来の製造における課題
脊椎外科、脳神経外科、骨接合術用のインプラントを開発・製造する企業は、肩関節固定術プレートの製造において大きな課題に直面していた。これらのデバイスは、肩の靭帯損傷の場合に上腕骨頭を切除するために使用される。しかし、これらの製品を従来法で製造することは、特殊なツールの設計、構築に追加の時間とリソースを必要とするため、課題となっている。同時に、このような複雑な形状では困難が生じる。機械加工に加えて、曲げ加工が必要になることがよくあるが、この技術はあまり正確ではなく、必要な再現性を保証するものではあない。

ソリューション:金属粉末床溶融結合技術
これらの課題に対処するために、ソリューションとしてメタルパウダーベッドフュージョン(MPBF)技術が選択された。3Dプリンティング技術を使用することで、製品の完全に機能するプロトタイプを短期間で作成することができた。さらに、義肢のプロトタイプを開発するコストも大幅に削減した。

肩関節固定術プレートの製造では、Eplus3DのEP-M260 3Dプリンタは優れた性能を発揮した。EP-M260は、造形容積が260mm×260mm×390mmの中型MPBFマシン。シングルレーザとデュアルレーザの両方の構成をサポートし、チタン合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金など、様々な高性能材料を処理できる。

製造プロセス
肩関節固定術プレートの製造では、選択された材料は、医療用として認定されたチタン合金VT6。プリンティングには約12時間かかり、製品の長さは25cm、層の高さは30µmだった。

プリンティングの最後には、残留応力を緩和するために、約700℃で2時間熱処理を行った。その後、支持構造を手工具で取り除き、サンドブラストした。

製品にはテーパーねじが存在するが、それらは従来の機械加工方法により正確な切断のために3Dモデルから削除された。溶融時には、熱膨張や収縮により収縮や変形が起こることがある。これにより、ネジの形状やサイズに影響を与えたり、ネジが不均一になったりする可能性がある。

このような状況では、金属部品にネジ山を作成する最も信頼性が高く正確な方法は、特定の直径の穴を設計することである。その後、ネジ山はCNCまたは手で切断できる。これにより、滑らかな表面と標準仕様を満たす正確な寸法が保証される。

最後に、肩関節固定術プレートは、高精度で複雑な形状で製造に成功し、各患者の解剖学的特徴を正確に一致させてカスタマイズを実現した。

EP-M260の技術的利点
EP-M260 3Dプリンタは、高密度プリンティング機能により医療および産業用途に優れており、最大99.9%の材料密度を達成して最大の強度と信頼性を実現する。そのデュアルレーザシステムと最適化されたレイヤーアプリケーション戦略により、プリンティング速度と効率が大幅に向上し、インテリジェントな監視システムがリアルタイムのプロセス制御を通じて一貫した品質を保証する。260 mm × 260 mm、× 390 mm の造形容積を備え、チタンやステンレス鋼などの幅広い生体適合性材料をサポートする EP-M260 は、複雑な形状の中型で高度にカスタマイズされた部品の製造に最適で、精密製造のための強力なツールとなっている。

医療業界にとってのメリット
MPBFプリンティング技術は、レーザベースの金属粉末溶融により高精度と高品質を実現し、複雑な形状の複雑な患者固有のインプラントの製造を可能にし、医療業界に変革的な利点を提供する。

チタンやコバルト合金などの生体適合性材料を利用することで、個々の解剖学的ニーズに合わせた安全で耐久性のある医療機器を保証する。さらに、MPBFは材料のムダを減らし、生産コストを削減し、より速い処理速度で効率を向上させるため、メーカーは治療結果と運用生産性を向上させながら、厳しい医療基準を満たすことができる。