著者

水谷 建 榎本 俊之 小園 典也 佐竹 うらら 杉原 達哉

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

日本機械学会論文集 (ISSN:21879761)

巻号頁・発行日

vol.84, no.858, pp.17-00356-17-00356, 2018 (Released:2018-02-25)

参考文献数

22

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Bone grinding with miniature ball-end diamond wheels, called diamond burs by surgeons, is widely used for surgical resection of bones, especially in orthopedic surgery and neurosurgery. During bone resection, a considerable amount of grinding heat is generated, which can cause thermal injury to adjacent tissues, including nerves. To address this problem, several types of countermeasures such as irrigation, namely coolant supplying methods, have been developed; however, the existing measures cannot suppress the excessive heat generation. To solve this problem, our previous studies proposed surgical diamond grinding wheels with titanium dioxide (TiO2) particles deposited surfaces for preventing strong loading of bone swarf on the wheel surfaces due to hydrophilicity of TiO2 and found that such wheels reduced the grinding-induced temperature elevation. However, in the experiments, pure water was used as coolant instead of saline, which is typically used in surgery. Then the grinding performances of the wheels under a saline supply were investigated. The experimental results revealed that sodium ion in saline promoted the strong loading on the wheel surface through Maillard reaction and, as a result, the grinding-induced temperature increased rapidly and finally exceeded the threshold for thermal injury. Based on our findings, new grinding wheels with fluorine-treated surfaces were developed in the hopes of promptly shedding of the adhesion of bone swarf on the wheel surface. These wheels significantly and stably suppressed bone temperature elevation compared with commercial and previously developed wheels.

著者

雪永 敏志 杉原 達哉 廣瀬 研二 榎本 俊之

出版者

社団法人 砥粒加工学会

雑誌

砥粒加工学会誌 (ISSN:09142703)

巻号頁・発行日

vol.57, no.2, pp.116-121, 2013-02-01 (Released:2013-09-18)

参考文献数

11

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被削材と工具とが連続的に接触する旋盤加工においては,加工中に工具-切りくずの界面へ切削液を供給することが困難であるため,工具へ高い熱的・機械的負荷が加わる.さらに旋盤加工で排出される繋がった切りくずは,被削材や工作機械・工具へ絡み付くことが問題となっており,自動運転を実現する上での妨げとなっている.そこで,本研究ではこのような現状を打破することを目的に,工具へ低周波数域の振動を付与し加工を行うという,低周波振動切削加工に関する検討を行っている.ここで,低周波振動切削加工では1振動中における加工時間および工具離脱時間が,加工能率・加工特性に大きな影響を与える.そこで,切りくずの凝着が大きな問題となっているアルミニウム合金の旋盤加工に対してNCプログラムにより工具への低周波振動の付与を行い,その基本的な加工特性を評価するとともに,1振動あたりの切削距離と工具への切りくず凝着量の関係を明らかにした.また,得られた結果を基に振動切削における切削液の効果に関する検討を行い,微細な3次元周期構造を表面に有する切削工具を本手法に適用した結果,より加工能率の高い振動条件下においても切りくず凝着を著しく抑制できることを示した.