KR20130009920A

KR20130009920A - 인공관절의 티타늄 열간단조 제조법과 그 제조물

Info

Publication number: KR20130009920A
Application number: KR1020110070721A
Authority: KR
Inventors: 유영헌; 김병식
Original assignee: 태광금속
Priority date: 2011-07-16
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-01-24

Abstract

본 발명은 열간 단조 방법을 이용한 티타늄 보철용 인공관절 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 티타늄 소재를 선정하는 단계(S10);와 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)를 보철용 인공관절용 금형의 부피 및 중량에 맞게 절단하는 절단단계와(S20); 절단된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 인공관절을 형성하기 위해 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)을 고주파 가열하는 가열단계와(S30); 가열된 소재를 열간단조로 성형하는 성형단계와(S40); 보철용 인공관절이 성형된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 금속에 압축공기로 철입(鐵粒)을 불어날려서 표면을 다듬질하며 표면을 개질하는 숏 블라스팅단계와(S50); 숏블라스팅된 티타늄 합금의 표면을 가공하여 요구하는 치수로 다듬는 선삭가공단계(S60)와; 선삭된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 멸균가공 처리하는 멸균 단계(S70);와 포장, 검사를 포함한 제품화단계(S80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 제조방법과, 이 제조방법으로 제조된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 특징으로 하여, 보철용 인공관절의 제조 시, 불필요한 재료 즉 소재의 손실을 줄이고 가공시간을 단축하여 작업성 및 생산성을 향상 시키고, 인공관절 상품의 생산 단가를 절감시키며, 수입 대체로 인해 국가경제에 이바지하며, 고령화 사회로 급격히 증가하는 실버 세대의 생활 건강에 기여하는 장점이 있다.

Description

인공관절의 티타늄 열간단조 제조법과 그 제조물{Methord of hot-forging for Titanium Artificial-joint of thereof}

본 발명은 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)으로 이루어진 보철구류에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)를 열간단조로서 인공관절을 성

형하는 티타늄 인공관절 및 그 제조방법에 관한 것이다.

기대수명의 연장으로 실버세대가 급겹하게 증가되고 증가된 실버세대의 건강한 삶의 질을 향상시키기위한 신체적인 불편함을 해소하기위한 필수 요소인 보철구로는 인공관절이 가장 대표적이다.

이와 같이 사용되는 인공관절은 혈액내의 성분에 의해 부식되고 연속적인 작동으로인해 마모되는 문제가 있어 오랜기간을 사용하면 마모된 금속의 마모 분비물이 발생되고 이 마모분비물은 체내에 쌓여있게된다, 이를 보완하기 위해 내 혈액성이 우수한 금속이면서 마모율이 낮은 금속인 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)로서 성형하기에 이르렀다.

이러한 내혈액성이 강한 소재로는 티타늄 및 티타늄 합금이 대표적이고, 이 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금(Ti-6Al-4V)은 경량이면서 강도 및 내 혈액성이 우수한 장점이 있어, 인공관절의 소재로서는 아주 적합하다.

종래에 대부분의 인공관절 제작방법은 진공정밀주조공정을 수행한다. 정밀주조공정은 제작하고자하는 제품의 실계에 따라서 알루미늄 등으로 금형을 제작하고 금형에 왁스를 넣어 왁스패턴을 만든다. 만들어진 왁스패턴은 정밀주조 시 생산성 향상을 위해서 여러개의 왁스패턴을 나무 모양으로 연결하고 용융금속이 잘 흘러들어가 수 있도록 조립한다.

이러한 왁스패턴은 다시 슬러리에 여러 차례 담갔다가 건조시킨다. 이렇게 슬러리가 코팅된 패턴을 가열하여 왁스는 녹여내고 슬러리만 남게 한 후 이를 약 1000℃에서 소성한다. 이 공정은 잔류할 수 있는 왁스를 완전히 제거하고 슬러리가 안정한 형태와 강도를 나타낼 수 있도록 세라믹 쎌(ceramic shell)을 만드는 것으로 이 세라믹 쎌(ceramic shell)을 적당한 온도로 예열하고 여기에 원하는 재질의 용융금속을 부어 주조한다. 이러한 공정에서 얻을 수 있는 제품의 성공회수율은 약 25% 정도를 유지하고 있는바 이는 상품성 및 가격경쟁력이 낮으며 또한 일반적인 단조공정에 비하여 제품의 강도 및 결함 없는 그린 워크피스(green workpiece) 가 떨어진다.

한편, 인공관절에서 금속제품외의 부품은 종전에는 테프론(Polytetrafluoloethylene)으로 제조하였으나 최근에는 물성이 보다 우수한 초고분자량 폴리에틸텐 (Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)을 사용하여 제조하는 추세이며 내마모성을 더욱 향상시켜서 인공관절의 수명을 보다 연장시키기 위한 노력을 경주하고 있다. 따라서 초고분자량 폴리에틸렌(PE)의 내마모성을 향상시켜서 사용연한을 제고시키는 기술개발이 요구된다.

또한 수술기구는 국내 현존기술로서 국산화 기술개발이 충분함에도 불구하고 전량수입하고 있는 실정이다.

그리하여, 티타늄재질의 인공관절(이하, "티타늄 인공관절"로 통칭함)를 해외로부터 전량 수입하여 사용하였는데, 이는 환율 등의 차이로 인해 시술받는 환자가 막대한 손실을 입었고, 티타늄 인공관절 제조 기술의 낙후로 인해 국가 의료 경쟁력이 점차 상실되어 의료산업의 수입에만 의존하게 되는 빈약한 경제구조를 형성하게 되는 단점이 있었다.

티타늄 합금을 열간 단조로 성형하여 티타늄 인공관절을 제조하는 방법을 개발함으로써, 내구 연한이 짧아 재수술을 하는 불합리한 상황을 없애고 이를 이용한 공정의 생산성을 향상시킬 뿐 아니라 폐쇄형 열간 단조로 티타늄 인공관절을 제작함으로서 불필요한 재료 즉 소재의 손실을 줄이고 가공부피를 줄여 작업성 및 생산성을 향상시키고, 티타늄 인공관절의 단가를 절감시키며, 수입 대체로 인해 국가경제에 이바지할 수 있는 티타늄 인공관절 및 그 제조 방법을 제공하는 그 목적이 있다.

본 발명의 티타늄 인공관절 및 그 제조방법에 의하면, 티타늄 인공관절을 제조함에 있어, 밀폐 열간 단조로 금형을 제작하고 이를 시행함으로서 불필요한 재료 즉 소재의 손실을 줄이고 전체적인 모형을 만듦으로서 가공시간을 단축하여 작업성 및 생산성을 향상시키고, 인공관절의 단가를 절감시키며, 수입 대체로

인해 국가경제에 이바지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따라 제조된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 금속 흐름을 나타낸 메탈플로우(Metal flow)결과를 나타낸 금속 조직 사진이다.
도 2a는 도 2의 1표식 부분 조직 사진이다.
도 2b는 도 2의 2표식 부분 조직 사진이다.
도 2c는 도 2의 3표식 부분 조직 사진이다.
도 3은, 본 발명에 따라 제조된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 금속조직을 나타낸 사진으로 시편에 대한 광학현미경 사진의 촬영위치를 나타낸 도면이다.
도 3a는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 1 마크로조직 사진이고, 도
3b는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 2 사진이며, 3c는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 3 사진이며,3d는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 4 사진이며,3e는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 5 사진이며, 3f는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절의 부분 6 사진이다.
도 4는 표면 숏 블라스팅 후의 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 인공관절 표면 사진이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 티타늄 인공관절의 제조방법은, 티타늄 소재를 선정하는 단계(S10);와 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)를 보철용 인공관절용 금형의 부피 및 중량에 맞게 절단하는 절단단계와(S20); 절단된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 인공관절을 형성하기 위해 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)을 고주파 가열하는 가열단계와(S30); 가열된 소재를 열간단조로 성형하는 성형단계와(S40); 보철용 인공관절이 성형된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 금속에 압축공기로 철입(鐵粒)을 불어날려서 표면을 다듬질하며 표면을 개질하는 숏 블라스팅단계와(S50); 숏블라스팅된 티타늄 합금의 표면을 가공하여 요구하는 치수로 다듬는 선삭가공단계(S60)와; 선삭된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 멸균가공 처리하는 멸균 단계(S70);와 포장, 검사를 포함한 제품화단계(S80);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 소재 가열을 위해

유도가열에 필요한 유도가열 장치로는 필요한 고주파 전원을 얻기 위하여, 입력된 교류(AC)전원(50/60Hz)을 컨버터(convert)에 의하여 직류(DC)로 변환(정류)하고 그 출력을 인버터(Inverter)에 공급하여 가열에 필요한 교류로 역 변환하는 AC-DC-AC-DC 전원부가 있으며, 변환된 고주파전원을 소재와 정합시키기 위한 출력 정합부와 가열코일로 구성되어있다.

전원반의 컨버터는 위상제어용 반도체를 사용하여 주로 삼상전파정류 회로를 사용하여 위상제어에 의한 전력제어를 하고있으며, 인버터는 고속반도체를 사용하여 필요한 주파수로 개폐함으로서 고주파 교류를 발생하게 구성되어있다.

반도체 소자들을 제어하고 실시간으로 보호하기위한 디지털 전자 제어장치가 있으며, 이상이 발생하였을 경우 이상 부위를 표시하고 동작 상태를 점검할 수 있는 운전상황표시장치와 부속 회로로 구성되어있다.

이상의 구성으로 제작된 고주파 가열장치로 충분히 가열된 상태에서 5~15초 연속식으로 티타늄 소재를 이동하면서 가열된 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V, Eli급)의 상기 고주파 가열단계에서, 주파수는 10㎑ 이고 출력은 90㎾ 이며, 가열온도는 900～1100℃ 이다.

그리고 상기 제품화단계는 성형된 티타늄 인공관절을 검사하는 검사단계를 포함한다.

또는, 상기 제품화단계는 성형된 티타늄 인공관절을 검사하는 검사단계를 포함하되, 상기 검사단계는, 티타늄 인공관절의 내혈액성을 평가하기 위한 시험으로 이루어진다.

그리고 상기 제품화단계는 성형된 티타늄 인공관절을 검사하는 검사단계를 포함하되, 상기 검사단계는, 티타늄 인공관절의 경도 또는, 인장강도를 측정한다.

한편, 본 발명의 티타늄 인공관절은, 전술한 바와 같은 제조방법에 의해서 제조된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 3는, 본 발명에 따른 티타늄 인공관절의 제조방법과 티타늄 인공 관절을 도시한 도면이다.

본 발명의 티타늄 볼트의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 소재선정단계(S10)와, 절단단계(S20), 가열단계(S30), 성형단계(S40), 숏블라스팅단계(S50), 선삭가공단계(S60), 멸균단계(S70), 제품화단계(S70),로 구성된다.

즉, 상기 소재선정단계(S10)에서 의료용으로 널리 사용되어지는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V, Eli급)을 소재로 선정하고, 상기 절단단계(S20)에서 선택된 티타늄 합금의 소재를 금형 내부 부피 중량 형상에 맞게 절단한다.

그리고, 상기 가열단계(S30)에서 금형 체적에 맞게 절단된 티타늄 합금에 금형내의 메탈 프로우를 일으켜 금형 형상을 만들기 위한 티타늄 합금을 고주파

유도가열하고, 상기 성형단계(S40)에서 가열된 티타늄 합금을 열간단조로서 금형 내부에서 인공관절을 성형한다.

이때, 상기 가열단계(S30)에서의 가열조건은, 주파수와 출력을 각각 10㎑, 90㎾ 로 고정하고, 가열시간은 5～15초이며 가열온도는 950～1050℃이다.

상기와 같은 가열조건하의 성형단계(S40)에서는 500ton의 하중으로 열간단조를 실시하여 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V)에 인공관절을 성형한다.

그리고 상기 숏피닝(shot peening)단계(S50)에서는, 인공관절로 성형된 티타늄 합금에 숏(shot)이라 하는 강제(鋼製) 소립자를 분사하여 압축응력과 표면 개질을 부여한다.

이후, 상기 선삭가공단계(S60)에서 상기와 같이 숏블라스팅 처리된 티타늄 합금의 표면을 선삭가공하여 다듬어 필요한 규격으로 티타늄 인공관절을 성형한다.

그리고 상기와 같이 형성된 티타늄 인공관절을 멸균단계(S70)에서, 인체에 해가없게 살균 처리함으로 생체에 부작용이 없게 한다. 제품화단계(S80)에서 상기 실험 후 세균 검사 단계를 통과한 티타늄 인공관절을 제품화한다.

이하, 본 발명을 실시

예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

1) 소재선정단계

본 실시예에서 사용된 소재는 의료용으로 가장 널리 사용되는 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V Eli급)을 사용하였으며, 소재의 조성을 하기의 [표1]에 나타내었다.

[표1]본 실시 예 1에서 사용된 소재의 조성(wt %).

2) 고주파 유도 가열단계 및 열간 단조 성형단계

아래 [표2]는 고주파 유도가열 조건을 나타낸 것으로, 열간성형 단조가공에서 핵심공정인 최적의 가열조건을 확립하기 위하여, 주파수와 출력을 고정하고 가열시간을 5초에서 19초까지 변화시키면서 500ton(한국 호성기계 HSF-500 크랭크 타입)의 하중으로 열간성형 단조를 실시하였다.

[표2]인공관절용 티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V) 고주파 유도가열 조건이다.

인공관절의 가열시간을 조정하여 단조온도(가열온도)를 측정하고, 단조를 실시한 결과 800℃ 이하에서는 시편(티타늄 합금 소재(Ti-6Al-4V))이 금형에 소착되는 문제가 발생하였다. 이것은 저온에서 단조를 실시하였을 경우에 발생하는 현상으로 단조 후 제품이 수축하면서 금형과 분리 되어야 하나, 충분한 온도에 미치지 못한 상태에서 단조를 실시함에 따라 단조수축이 일어나지 않아 제품이 소착되는 현상이다.

그리고 800℃～900℃ 영역에서는 소착현상은 일어나지 않았으나, 저온에서 강한 충격에 의해 조직에 균열이 발생하였다.

또한, 1100℃ 이상에서는 고온에서 산소와 결합력이 강한 티타늄의 특성상 불순물이 표면에 많이 발생하였으며, 특히 금속과 결합된 표면부에 표면 크랙과 스케일이 발생하여 제품으로 활용할 수 없었다.

따라서 상기와 같은 측정결과, 가장 이상적인 단조온도는 950℃～1050℃ 영역이었으며, 표면이 매끄럽고 결함이 없으며, 소착현상 및 스케일도 발생하지 않았다.

이것은 소재 온도별 열간 단조를 실시 하였을 경우에 발생하는 현상으로 단조를 위해 가열 할 경우 제품에 미치는 영향으로 인해 티타늄 금속의 금속 조직이 변하는 현상이 발생하게 된다.

2) 검사단계

가. 메탈플로우(Metal flow) 검증 시험

단조가공에 의해 성형된 티타늄 인공관절의 내부 메탈플로우(Metal flow) 검증 시험하기 위하여 절개 후 폴리싱을 한 후 부식하여 금속의 메탈플로우(Metal flow)을 검사 하였다.

각 시험조건은 하기와 같다.

① 메탈플로우(Metal flow) 검증 시험

- 시험의 방법 : 와이어 방전가공으로 1/4 절단

시험편→커팅→폴리싱→부식→관찰

- 정밀연마 : 에머리페이퍼 #1500까지 단계적으로 연마 후, Al₂O₃ 파우더로 정밀연마

- 처리용액 : 엣칭액(10%HF+5%HNO₃+85%H₂O)

- 처리방법 : 상온 처리 침적

- 처리시간 : 10초~20초

- 확인방법 : 시험면의 조도가 500㏓ 이상인 자연광 또는 백색광 아래서 관찰함.

열간단조 성형 후 티타늄 인공관절을 위와 같은 조건으로 메탈플로우(Metal flow)시험을 실시하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도면에 나타난 바와 같이 성형 단조후 금속 조직이 일정한 방향으로 균질한 형태로 조성형을 이루어 졌음을 알 수 있고, 인공관절 형 내부와 외부의 차이는 미세하게 발생하나 이는 결함이 아님을 확인하였다.

나. 조직 관찰

열간 성형 고주파 가열공정에서 열에 의한 미세조직의 변화와 단조공정에서 표면 흠 및 결함이 발생하는 지를 조사하기 위

하여 열간성형 단조 전·후 마크로조직 및 미세조직을 다음과 같은 방법으로 관찰하였다.

마크로조직 미세조직 검사용 시편은 에머리페이퍼로 # 1,500메시까지 습식연마하고, 1.0㎛, 0.3㎛의 Al₂O₃ 파우더로 정연마한 다음 알콜로 10분간 초음파 세척한 후, 마크로조직 검사용 시편은 엣칭액(10㎖ HF + 5㎖HNO3 + 85㎖H2O )용액을 사용하여 모재와 열영향부가 명확히 구분될 때가지 부식시킨 후, 광학현미경으로 관찰하였다.

그리고, 미세조직 검사용 시편은 엣칭액(10㎖ HF + 5㎖HNO3 + 85㎖H2O )의 부식액을 사용하여 5～10초간 부식 시킨 후, 광학 현미경 및 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 다음과 같이 나타났다.

① 미세 조직 관찰

도 3a내지 도 3f는 열간성형 단조한 모형편의 미세조직으로 사진에 나타난 바와 같이, 각각 대응하는 번호와 매칭되는 사진으로서 나타내어진다.

② 미세 조직 관찰로 얻은 경향

도 3a내지 도 3f는 열간성형 단조한 모형편의 미세조직으로 사진에 나타난 바와 같이

시편에서 열영향부와 금속 본래 및 열영향부와 금속 본래 경계부의 전자현미경사진을 나타낸 것이다

도 3a내지 도 3f에서 보면 위치별 심층부의 미세조직은 매우 미세한 조직을 나타내고 있음에 비해 유도 가열된 후 열간 단조된 부분으로 보이는 표면부 위치의 미세조직은 심층부에 비해 약간 조대화 되었음을 알 수 있다.

그리고, 위치별 열처리 조건에 따라 조직의 변화도 알 수 있다. 즉, 각각위치에 해당되는 부위도 열의 변화 차이에 의해 결정 조대화 되어 있음을 명확히 알 수 있다.

[표3]는 티타늄 합금의 물리적 특성을 나타낸다.

또한, 통상 티타늄 합금(Ti-6Al-4V)은 대표적 a+b상 티타늄 합금으로서, 열처리 조건 및 합금을 구성하는 합금원소와 더불어 미세조직 형상, 분포, 기계적 특성이 변하는 것을 나타낸다.

-[도5]에는 열처리 조건에 따른 합금 조직의 변화를 예시하고 있으며, (a)(d)로 갈수록 경도 및 강도는 증가하나, 충격에 의한 파괴성향이 증가하며 가공이 어려워진다.

-시판되는 소재는 일반적으로 (a) 및 (b)와 같이 등축 a+b 혼합상을 이루고 있으며, 상당한 강도와 양호한 가공성을 가지고 있는 조직이다.

이상의 결과로부터 순 Ti는 상온에서는 조밀육방정(HCP)구조의 단상 α이나 882℃ 이상에서는 체심입방정(BCC)구조의 β상으로 존재하며, 변태온도 882℃에서 동소변태를 일으킨다. 그리고, CP Ti의 미세조직은 냉간가공 여부 및 어닐링 방법에 달려있고, β상 영역으로부터 냉각시 조직은 냉각과정이 β↔α 변태의 진행과 최종 α결정립의 크기와 형상에 직접 영향

을 미치기 때문에 냉각과정에 의존한다.

따라서, 이를 근거로 생각해 보면, 티타늄 시편은 유도가열전에는 전 가공과정의 영향으로 매우 미세한 등축정 이나 유도가열시 가열부위의 온도가 변태온도인 882℃ 이하인 α단상 상태에서 단조된 후, 냉각과정에서 재결정 및 결정립성장과정을 거쳐 조대한 조직을 나타낸 것으로 보인다.

다. 내마모를 위한 경도 평가

① 경도의 변화

하기의 [표4]은 유도가열시간에 따른 열간 단조시편의 록크웰경도 측정결과를 나타낸다.

하기의 [표4]에서 보면, 전체적으로 록크웰 경도 값이 32~53HRB범위에 있고, 큰 차이는 나타나지 않았다.

사용된 티타늄 시편의 경도는 5회 이상 측정한 후, 최고 및 최저값을 제외한 나머지의 평균값으로 정하였다.

그리고 인장강도는 KS규격에 규정된 시험편을 1시료당 3개씩 만들고, 만능인장시험기로 최대하중 10000MPa, 시험하중속도 0.1㎜/min(strain rate(ε)

[표4]열간성형 단조한 각 시편의 록크웰 경도(HRB)

② 열처리 조건에따른 기계적 강도 변화

본 실험에서 사용한 시험편의 인장강도를 측정한 결과 하기의 표 4와 같이 나타났다. 하기의 표에서 알 수 있듯이, 본 실험에서 측정한 강도값은 열간 단조가공에 의해서 제조한 인공관절 완성품을 측정한 것이다,

[표5]인장강도

라. 내혈액성 시험(염수분무시험)

티타늄 합금의 내혈액성을 평가하기 위해 염수분무시험을 하였다.

염수분무시험은 KS D 9502(2002)에 규정된 염수분무시험법에 준하여 열간성형 단조시편표면을 메탄올 용액중에서 6분간 초음파 세척한 후, 60℃의 100ml HNO3 - 900ml H2O 용액에서 20분간 처리한 후, 시험에

사용하였고, 시험 분석 결과는 하기와 같다.

<염수분무시험 결과>

결과 표면 녹이 발생치 않아 인공관절로 사용됨에 전혀 문제가 되지 않을 것이다.

S10 : 소재선정단계 S20 : 소재절단단계
S30 : 가열단계 S40 : 성형단계
S50 : 숏블라스팅단계 S60 : 선삭가공단계
S70 : 멸균 단계 S80 : 제품화단계

Claims

티타늄 합금의 소재를 인공관절 금형 체적과 동일한 부피 및 중량으로 맞게 면을 직각으로 절단하는 절단단계(S20)와;
절단된 티타늄 합금에 인공관절을 형성하기 위해 소재를 연속으로 고주파 가열하여 열간단조로 성형하는 성형단계(S40)와;
인공관절이 성형된 티타늄 합금에 강제 소립자를 분사하여 압축응력을 부여하고 표면을 개질하는 숏블라스팅단계(S50)와;
숏블라스팅된 티타늄 합금의 표면을 가공하여 다듬는 선삭가공단계(S60)와;
선삭된 티타늄 합금에 세균을 없애는 멸균단계(S70)와;
가공된 티타늄 합금을 제품화하는 제품화단계(S820);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물.
제 1 항에 있어서,
상기 고주파 가열단계에서, 주파수는 5내지 10㎑ 이고 출력은 90내지 150㎾ 인 것을 특징으로 하는 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물
제 2 항에 있어서,
상기 고주파 가열단계에서, 가열온도는 900～1100℃ 인 것을 특징으로 하는 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물.
제 1 항에 있어서,
상기 제품화단계는 성형된 티타늄 인공관절을 검사하는 검사단계를 포함하되, 상기 검사단계는, 티타늄 인공관절의 내 혈액성의 결함여부를 확인하기 위한 염수분무시험으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물.
상기 제품화단계는 성형된 티타늄 인공관절을 검사하는 검사단계를 포함하되, 상기 검사단계는, 티타늄 인공관절의 경도 또는 인장강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 티타늄 인공관절의 제조방법 및 그 제조물.