ケーススタディ:東莞におけるSinbo PrecisionのPEEK材料部品加工
高性能エンジニアリング材料の世界において、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)はその卓越した特性、すなわち耐高温(耐高温)、耐腐蚀(耐腐蚀)、および高强度(高强度)により際立っており、医療機器、航空宇宙、産業オートメーションなどの業界における重要な用途に好んで使用されています。2013年以来、精密製造のリーディングプロバイダーである東莞Sinbo Precision Mechanical Co., Ltd.は、最も厳しい仕様を満たすためにPEEK材料の加工技術を習得しています。34,000㎡の施設、600人以上の熟練した従業員、そして約500台の高度な輸入機械を備えたSinbo Precisionは、複雑なPEEK部品の要件に対する革新的なソリューションを提供し続けています。
クライアントの課題:医療グレードのPEEKインプラントコンポーネント
Sinbo Precisionは、次世代の脊椎固定インプラントを開発しているヨーロッパの医療機器メーカーと提携しました。クライアントは、厳しい寸法公差(±0.02mm)、超平滑な表面仕上げ(Ra ≤ 0.4μm)、およびISO 13485医療規格への準拠を満たすPEEKポリマー部品を必要としていました。PEEKの高い融点(343°C)と、加工中に熱膨張を起こす傾向があることが、大きな課題となりました。
- 熱管理:切削中の過度の摩擦は、材料の劣化や歪みを引き起こす可能性があります。
- 表面完全性:微小な傷やバリのない、生体適合性のある表面仕上げを実現すること。
- 複雑な形状:インプラント設計には、複雑な内部チャネルと薄肉構造(壁厚≤ 1mm)が含まれていました。
Sinbo Precisionのソリューション:PEEK加工のためのエンジニアリングの卓越性
1. 材料の取り扱いと前処理
Sinboのチームは、均一な分子配向を持つ医療グレードのPEEKロッド(ISO 10993準拠)の調達から始めました。材料は、内部応力を緩和するために制御されたオーブンでアニーリングされ、加工後の変形のリスクを最小限に抑えました。
2. 精密加工プロセスの開発
- 工具戦略:摩擦と摩耗を低減するために、ダイヤモンドコーティングされたエンドミルと超硬ドリルが選択されました。荒加工には、切削速度80m/min、送り速度0.05mm/歯で、材料除去と発熱のバランスを取るために、4枚刃の超硬エンドミル(ヘリックス角3°)が使用されました。
- 冷却システム:切削ゾーンを冷却するために、圧縮空気と最小量潤滑(MQL)の組み合わせが適用され、PEEKのガラス転移温度(143°C)を下回る温度に保ち、熱歪みを防ぎました。
- 仕上げ加工:ダイヤモンド研磨剤による高速研磨により、必要な表面粗さが達成されました。薄肉部分については、Sinboは、加工中の安定性を確保し、振動を低減し、寸法精度を向上させるために、真空クランプを備えたカスタムメイドの治具を使用しました。
3. 品質管理とコンプライアンス
- 寸法検査:0.001mmの精度を持つ三次元測定機(CMM)が、内部チャネルや合わせ面を含む重要な寸法を検証しました。
- 表面分析:光学プロファイラーが表面粗さを測定し、浸透探傷検査が微小な亀裂や欠陥がないことを確認しました。
- 材料のトレーサビリティ:PEEKのすべてのバッチは、調達から納品まで追跡され、ISO 13485への準拠のための完全なドキュメントが提供されました。
結果:医療グレードの卓越性と運用効率
Sinbo Precisionは、クライアントの期待を上回り、予定より早くPEEKインプラントコンポーネントを納品しました。
- 100%のコンプライアンス:すべての部品がISO 13485規格に適合し、生体適合性試験に合格しました。
- 寸法精度:公差は一貫して±0.015mm以内であり、必要な±0.02mmを超えました。
- 表面仕上げ:平均Ra値0.35μmにより、人体組織とのスムーズな統合が保証され、炎症のリスクが軽減されました。
クライアントは、技術的な精度とコスト効率のバランスを取るSinboの能力を高く評価し、以前のサプライヤーと比較して加工時間を20%削減したと述べています。このパートナーシップは、それ以来、整形外科用器具や低侵襲手術ツール用のPEEKコンポーネントを含むように拡大しました。
Sinbo PrecisionがPEEK加工でリードする理由
- 材料専門知識:PEEKの熱的および機械的特性に関する深い理解により、最適化されたプロセスパラメータが可能になります。
- 高度な設備:DMG MORI 五轴 CNCマシン(五軸联动加工中心)および自動検査システムへの投資により、複雑な形状の再現性が保証されます。
- 異業種での経験:航空宇宙(航空機内装部品用PEEK)および産業オートメーション(耐摩耗性PEEKギア)における専門知識は、医療機器ソリューションを補完します。