医療技術の急速な進歩に伴い、手術ロボットは診断と治療の精度を向上させるための重要な補助手段となっています。整形外科手術における人工関節の精密なインプラントから、実験室でのミリメートルレベルのサンプル分析まで、高精度な部品が不可欠です。手術ロボットのロボットアームや伝達システムなどの主要コンポーネントは、非常に小さな寸法と厳格な公差管理（多くの場合0.01mmという低さ）を必要とすることが多く、加工プロセスに非常に高い要求を課しています。
CNCラピッドプロトタイピングと精密カスタマイズを専門とするサービスプロバイダーであるElite Mold Techは、最近、主要な手術ロボットコンポーネントに焦点を当てたクライアント向けの加工プロジェクトを完了しました。微細なステンレス鋼部品から主要な伝達システムコンポーネントまで、プロセス全体を通じて厳格な精度基準を維持し、高いスクラップ率と公差を満たすことの難しさというクライアントの主要な課題に対処しました。次に、特定のケーススタディを通じて、手術ロボットコンポーネントのカスタム加工に対する当社の取り組みを共有します。
I. プロジェクトの背景：手術ロボットコンポーネントにおける精度の厳格な要求
手術ロボットの性能は、そのコンポーネントの加工精度に直接依存します。0.05mmのずれでさえ、ロボットアームの位置ずれを引き起こし、手術の安全性を損なう可能性があります。クライアント（医療機器開発者）は、手術支援ロボット用に2つの主要コンポーネントを必要としました。
1.1 ミニチュアステンレス鋼構造部品
- 寸法: わずか7×7×22mm、エッジに0.1mmの極薄カット
- 以前の課題: 変形と表面粗さの不良により、カットが容易に変形し、スクラップ率が30％にも達しました
1.2 伝達システムシャフトコンポーネント
- 精度要件: 径方向および軸方向の振れを制御。直径2.5mmの穴の全振れ≤0.02mm
- 以前の課題: クライアントは、以前の加工試行で振れ基準を満たすことができませんでした
1.3 クライアントの主要要件
- コンポーネントの合格率を99％以上に向上させ、コストを抑制する
- その後のフルマシンテストをサポートするために、最初のサンプルバッチを15日以内に納品する
Elite Mold Techは、これらのニーズに対応するために、CNC精密加工とワイヤーカットプロセスを組み合わせたターゲットソリューションを開発しました。
II. ソリューションの実装：2つの主要コンポーネントの精度向上
クライアントの2種類のコンポーネントについて、当社は、プロセス最適化、治具設計、品質検査のアップグレードという3つの主要な対策を通じて、加工の課題を解決しました。
2.1 マイクロステンレス鋼部品：0.1mm薄肉カットの精密加工
この7×7×22mmのステンレス鋼部品の最大の課題は、エッジの0.1mmの薄肉カットにあります。
- ステンレス鋼は高い硬度（HRC 30-35）を持っているため、薄肉カット加工中の不均一な応力は容易に変形を引き起こします。
- 表面粗さ要件：Ra 0.8μm（鏡面グレードの滑らかさに相当）。
- 以前の問題：クライアントの単一のCNCフライス加工プロセスは、高いスクラップ率につながりました。
当社は、3段階のソリューションを通じてこれらの問題に対処しました。
ステップ1：プロセスの組み合わせ – CNCフライス加工 + ワイヤーEDM
- まず、CNCフライス加工を使用して部品の主要構造を加工し、0.1mmの加工代を残します。
- 次に、低速ワイヤーEDMを使用して薄肉カットを加工します。
- 直径わずか0.12mmのワイヤー電極を採用し、0.1mmの薄いエッジを精密にカットします。
- 非接触加工により、応力による変形を回避し、後続の研磨なしでRa 0.8μmの表面粗さを実現します。
ステップ2：パラメータの最適化 – 加工応力の低減
- CNCフライス加工: 主軸速度を8,000 rpmから6,000 rpmに調整。従来の切削液の代わりに冷却オイルミストを使用し、熱変形を最小限に抑えます。
- ワイヤーカット: ワイヤー速度を8 m/sに制御。5mmごとに2秒間一時停止して応力を解放し、変形のリスクをさらに低減します。
ステップ3：カスタム治具 – マイクロ治具とドリフト防止
従来の治具では、小さな部品を正確に固定できないため、真空クランプ+弾性圧力ブロックの組み合わせ治具を設計しました。
- 弾性圧力ブロックがエッジを優しく押さえ、圧力を5 N以下に保ちます（過度の圧力による部品のずれや変形を防ぎます）。
結果: 最初の30個のマイクロステンレス鋼部品はすべてテストに合格し（スクラップ率0％）、加工サイクルはクライアントの予想7日から5日に短縮されました。
2.2 伝達システムシャフトコンポーネント：0.02mm全振れ公差管理方法
伝達システムシャフトコンポーネントは、手術ロボットの「回転の柔軟性」にとって重要です。全振れは性能に直接影響します。ずれが大きすぎると、ロボットアームが詰まったり、ずれたりする可能性があります。要件（直径2.5mmの穴の全振れ≤0.02mm）は、人間の髪の毛の直径の40％（≈0.05mm）に相当します。
当社は、3つの分野でブレークスルーを達成しました。
ステップ1：加工ルート – データムファースト、シングルステップ成形
全振れ制御の核心は、データム面の精度です。当社は、部品のデータム面Aを加工の開始点としました。
- 高精度旋盤でデータム面Aを加工し、平面度≤0.005mmを確保（ダイヤルインジケーターで確認、誤差0.003mm以内）。
- 部品を分解せずに、同じ旋盤で直径2mmの位置決め穴を加工（二次クランプによるずれを回避）。
- 直径2.5mmの穴には連続旋削を使用（中間停止なし）し、真円度のずれを防ぎます。最終的な真円度達成：0.008mm。
ステップ2：設備と治具 – 0.01mmレベルの精密制御
- 設備選定: 主軸振れ≤0.003mmの高精度旋盤を使用（従来の旋盤の0.01mm基準をはるかに超えています）。
- カスタム治具: 偏心補正治具を設計。ミクロンレベルの調整ノブを使用して、シフト公差を0.01mm以内に制御し、基準面と後続の加工面の同軸性を確保します。
ステップ3：品質検査のアップグレード – 専用プローブが検査の課題を解決
従来の三次元測定機（CMM）は、直径≥0.5mmのプローブを使用しており、2.5mmの直径穴に侵入して振れを測定することはできません。当社は、RENISHAW "STAR Micro Probe"(先端直径0.1mm)を購入し、小さな穴に直接挿入して、径方向/軸方向の振れを正確に測定しました。
結果: すべての部品の直径2.5mmの穴の全振れは≤0.018mmであり（クライアントの0.02mm要件をはるかに超えています）、
III. プロジェクトの成果：精度と効率の両立
12日間の加工と品質検査の後、当社は2つの主要コンポーネントをすべて納品し、3つの主要な目標を達成しました。
3.1 精度目標の達成
- マイクロステンレス鋼部品：100％合格率
- シャフトコンポーネント（全振れ）：99.5％合格率（検査中の軽微なプローブ衝突により、1つのコンポーネントのみが再加工を必要とし、再加工後に基準を満たしました）
3.2 効率の向上
納品は、クライアントの15日間のリードタイムより3日早く完了し、その後のフルマシンアセンブリとテストに貴重な時間を節約しました。
3.3 コストの最適化
- 両方のコンポーネントのユニットあたりの加工コストは、クライアントの以前のサプライヤーと比較して18％削減されました。
- スクラップ率は30％から0％に低下し、材料の無駄を最小限に抑えました。
納品後のフィードバック: クライアントは手術ロボットのフルマシンテストを完了しました。アームエンドの位置決め精度は0.1mmに達し、回転ジョイントは1,000サイクル連続して遅延なく動作し、医療手術の要件を完全に満たしました。
IV. 医療コンポーネントの加工にElite Mold Techを選ぶ理由
精度と信頼性は、医療機器コンポーネント（手術ロボットなど）にとって重要であり、これらはElite Mold Techのコアな強みです。
4.1 強力なプロセス能力
CNC精密加工、ワイヤーEDM、スイス加工などの主要プロセスを習得。公差が±0.005mmという厳しい医療グレードのさまざまな材料（ステンレス鋼、チタン合金、医療用プラスチック）を加工します。
4.2 豊富な業界経験
医療クライアントへのサービス提供で5年以上の経験があり、以下に精通しています。
4.3 厳格な品質保証
高精度検査装置（RENISHAWプローブCMM、レーザー直径ゲージ）を装備。納品部品のずれをゼロにするために、すべての段階で100％検査を実施します。
医療製品（手術ロボット、診断機器など）を開発しており、高精度コンポーネントのカスタム加工が必要な場合は、当社までご連絡ください。Elite Mold Techは、設計レビューから量産まで、エンドツーエンドのソリューションを提供し、医療イノベーションの実装を加速します。
連絡先情報
メッセージは20〜3,000文字にする必要があります。
