バイオチタンZ

チタン合金の金属アレルギー

チタンは酸化被膜のおかげで、汗やリンパ液などの体液に触れてもイオンが溶け出すことが無いため、金属アレルギーを引き起こさない金属です。

しかし、純チタンに他の金属を混ぜ合わしたチタン合金の場合、この混ぜ合わせた金属により金属アレルギーを引き起こす場合があります。金属アレルギーを引き起こしてしまうチタン合金の一つに、形状記憶特性を持つNi-Ti合金があります。このNi-Ti合金に含まれているニッケルが、金属アレルギーを引き起こしてしまう金属の一種です。ニッケルは体内に蓄積されやすく、金属アレルギーの原因の第一位と言われています。

一方、バイオチタンZはニッケルフリーのチタン合金です。そのため、極めて高い生体適合性を有しています。

バイオチタンZの特徴

極めて高い生体適合性を有し、人に優しいチタン合金であるバイオチタンZの優れた特徴を紹介します。

優れたフィット感としなやかさ

バイオチタンZの弾性率はなんと人間の骨に近い約40 GPであり、比較的低弾性率のチタン合金です。インプラントなど人体埋め込み用のチタン合金の弾性率が110 GPa、純チタンが106 GPaなので、バイオチタンは約70 GPaも弾性率を低下させることに成功しました。
弾性率を低下させることにより、形状回復率（ばね性）が良くなるというメリットがあります。つまりフィット感やしなやかさが向上するということです。そのため、メガネフレームやインプラントなどの、生体適合性だけではなくフィット感やしなやかさが求められるものにピッタリです。またサスペンションのバネ材料にも応用できます。

高いデザイン性を実現可能

通常の形状記憶合金は冷間加工が困難なため、加工形状に制限がありました。しかしバイオチタンZの冷間加工の加工率は90％以上です。純チタンの加工率が30%程度なので、バイオチタンZは非常に高い加工率と言えます。高加工率なため、微細加工から重加工までスムーズに仕上げることができます。
そのため加工形状の自由度が広がり、高いデザイン性を求めることができます。複雑形状の医療機器の部品や、デザイン性が求められるアクセサリーなど幅広く使えます。

加工工程の短縮によりコストダウンが可能

先ほど述べたように、バイオチタンZの冷間加工率は90％以上と高い加工性を有します。そのため、従来より熱処理回数を少なくすることができます。その結果、加工工程を短縮化でき、コストダウンが見込めます。また、加工時間が短縮化できるため、生産性も向上します。

劣化しにくいため品質維持可能

バイオチタンZもチタンと同様に、表面に不働態の酸化被膜を形成します。酸化被膜により、水や体液などに触れても錆びなどによる劣化は起こりません。そのため、品質を長い期間維持可能です。

バイオチタンZの活用事例

上記のバイオチタンZの特徴から、様々な分野への活用が期待できます。

メガネフレーム

バイオチタンZの代表的製品がメガネフレームです。メガネフレームは長時間、しかも直に皮膚に触れるため、金属アレルギーに対する安全性が非常に求められます。そのため、金属アレルギーを引き起こす成分を含まないバイオチタンZを使用したメガネフレームが作られました。また、形状回復率が高いため顔にフィットしやすく、さらに加工性が高いため幅広いデザインに加工できます。

医療機器

生体適合性に優れた形状記憶合金として医療機器への応用が期待されています。また、形状回復率が高いことにより、体内でも各組織の形状になじみます。例えば、インプラント用ボルトや血管補強・拡張用ステント、歯列矯正用器具などの応用先があります。

アクセサリー

高い加工性により加工形状の制限が少なく、幅広いデザインを表現できます。またチタンの利点である軽量かつ高強度な点もアクセサリーにピッタリです。さらに金属アレルギーを引き起こさないため、どなたでも安心して身に付けられます。

アウトドア

キャンプや釣り、登山など、さまざまなアウトドア製品にバイオチタンZは有用です。酸化被膜により錆びなどによる劣化を防ぎ、長い期間使用できます。またチタン自身が軽量なため、持ち運び性にも優れています。

まとめ

バイオチタンZはニッケルフリーで金属アレルギーを引き起こさない、人に優しいチタン合金です。
①優れたフィット感としなやかさ
②高いデザイン性を実現可能
③加工工程の短縮によりコストダウンが可能
④劣化しにくいため品質維持可能
という優れた特徴を有し、医療業界だけではなく自動車業界や建築土木業界、科学業界など応用範囲が広く、無数の可能性があります。

チタン加工品の事例紹介

実際に当社が加工したチタン加工品の事例紹介です。

チタン製自動機用フレーム

こちらは、チタン製のIMPフレーム部品です。サイズは0.3*6.5*19.5mmで、主に自動機関係で用いられます。こちらは、決められた形状にワイヤーカット加工をして、曲げ加工を行っております。

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自動車向けチタン製プレス部品

こちらは、チタン製の自動車用プレス部品です。サイズは0.8×4.0×9.0mmで、プレス加工後に曲げ加工を行っております。

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チタン製装飾品

こちらは、チタン製の装飾品です。サイズは1.5*50*20mmで、まず専用の金型を製作し、その後プレス加工で成型後にバレル研磨を行っております。

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64チタン製インゴット

こちらは、医療業界向け用のインゴットです。材料は64チタンで、30Φの直棒を決められた寸法にワイヤー加工を行いました。また、表面を磨く為にバレル加工を行いました。

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陽極部品

こちらは、電気機器用の陽極部品です。材料は純チタンで、ワイヤーカット加工、穴あけ加工と曲げ加工によって製作されています。まずはワイヤーカットにて展開形状で削り出して、必要な箇所を曲げります。その後、外径を研磨し、面を鏡面仕上げとして研磨加工を施しています。

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スケラー(ミラー)

こちらは、スケラー(ミラー)という医療器具です。材料はチタンで、スウェージング加工によって製作されています。まずは、材料をスウェージング加工をします。その後、ミラ―部をプレス加工を行い、ロー付けをして接合します。

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眼鏡用塗装治具

こちらは、眼鏡用塗装治具です。材料はチタンとβチタンで、スウェージング加工、穴あけ加工、タップ加工と曲げ加工によって製作されています。まずは、材料を板抜きして、穴あけ加工とタップ加工を行います。その後、丸線の部分を曲げて仕上がります。

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表札

こちらは、表札です。材料はチタンで、マシニング加工によって製作されています。まずは、表札のデータを作成し、マシニング加工を行います。その後、材料を削り出して、メッキをして仕上がります。

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耳かき

こちらの製品は耳かきで、一般的に日用品で使用される製品です。材質は純チタンのTP340で、安心して使用することができます。従来このような耳かきなどの細径長尺製品は切削加工によって製作されていましたが、１つの製品を製作するのに時間がかかっていたため、割高な商品となっていました。そのため、お客様がさらなるコストダウンをご要望されており、当サイトへご依頼をされました。

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チタン製装飾品①

こちらは、チタン製の装飾品①です。サイズは1.5*20*55mmで、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらは、プレス加工を10工程通した上で製作されるプレス部品です。

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チタン製装飾品②

こちらは、チタン製の装飾品②です。サイズは1.0*3.0*30で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらはやや小さめのプレス加工品ですが、細かいデザイン模様もつけるようにしています。

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チタン製装飾品③

こちらは、チタン製の装飾品③です。サイズは1.3*40*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、リングが重なるような特徴ある形状となっており、精密金型の設計製作に工夫を凝らしました。

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チタン製装飾品④

こちらは、チタン製の装飾品④です。サイズは1.2*40*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、幅が約50mmと広めの部品ではありますが、当社ではチタン板材からの抜き加工によって形状出しをいたします。

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チタン製装飾品⑤

こちらは、チタン製の装飾品⑤です。サイズは3.5*20*50で、主に日用品の装飾用途で用いられます。こちらのプレス品は、表面の模様がとても細かくなっているため、細心の注意を払ってプレス加工をしております。

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