研究開発された技術紹介

う歯治療用補綴物には金合金などの金属材料が多く用いられている。しかし、金の価格高騰による経済的負担の緩和、患者固有の高精度な形状の実現、審美性の向上など、患者の立場からの要求も多い。欧米ではこの解決策としてCAD/CAM技術による補綴物製作の先進的な取り組みが進んでいる。本研究開発では、金合金よりも安価でかつ生体適合性に優れた生体用コバルト新合金の圧延材の製造技術を早期に確立し、上市を目指す

「インテリジェント鍛造」のコンセプトに基づいた歯科補綴物用コバルト合金素材の製造プロセスの早期確立と、高品質・高付加価値コバルト合金製ディスク材を開発する
(新技術)
鍛造・圧延シミュレーションを駆使した「インテリジェント鍛造」技術により熱間加工条件の最適化を行い、補綴物に適した高品質なコバルト合金ディスク材の加工プロセスを確立する
(新技術の特徴)
鍛造・圧延加工により、要求特性にバラツキがなく、高強度で欠陥の無い健全な素材の提供が可能になる

・合金組成の最適化
‐熱力学計算を用いてSi、C等の添加効果を検討し析出物制御により実質的に熱間加工において加工性に優れるγ単相となる合金組成を抽出した
・熱間加工条件の最適化
‐熱間圧縮試験と微細組織観察を実施し、高温変形挙動の定量化と、均質微細組織を有する材料を得る最適加工条件の指標となる”Processing map”を構築した
・エイワでの実操業規模での生産技術の開発
‐加工シミュレーションの結果を基に、平坦度に優れた圧延材の作製に成功した

「耐酸化性に優れた歯科陶材焼付用合金および歯科補綴物」　特開2016-014182

「Co-Cr-W基合金熱間加工材、焼鈍材、鋳造材、均質化熱処理材、及びCo-Cr-W基合金熱間加工材の製造方法、焼鈍材の製造方法」
特開2014-074227

・歯科治療用補綴物として適した生体用コバルト合金圧延材およびディスク材・コバルト合金圧延材の製造技術を活用したコバルト合金鍛造・圧延材の試作・量産・その他、特殊合金の溶解、鍛造、圧延

研究開発の実施結果として、当初計画の目標値達成はもとより、当初計画にはない課題の解決も実施できたことで、事業化に向けた準備ができた状況である

・歯科用CAD/CAMシステムを用いた歯科補綴物の作製に最適なコバルト合金製ディスクの提供が可能に
‐従来、歯科用欠損捕綴物は鋳造プロセスにより作製されていたため、微細組織・特性のばらつきや鍛造欠陥が存在していた
‐本研究開発では合金組成の最適化とともに、「インテリジェント鍛造」のコンセプトに基づいた製造プロセスの確立に取り組み、均質かつ優れた強度特性を有する高品質・高付加価値コバルト合金性ディスク材の提供が可能となった
‐その結果、歯科補綴物としての市場ニーズを満たす製品展開が可能になり、売上の拡大に貢献する
・合金組成のカスタマイズにより、歯科補綴物以外にも多用途展開が可能
‐合金組成を最適化することで、歯科補綴物以外にも人工股関節や一般産業用途など、様々な製品への応用が可能である

・既に大手医療機器メーカーへ海外製従来品と同等のディスク材を先行して納入し、上市されている
・今後は、本事業において開発したディスク材を従来品の特性を上回るハイスペック品として大手医療機器メーカーに納入し、海外製同等品と置き換えることにより、売り上げを伸ばしていく
・さらに、本事業を通して確立した金属材料製造技術を広く展開し、人工股関節をはじめとした医療機器や過酷な環境下で使用される一般産業部品への適用を進めていく

・従来材と同様の先行販売されたCo-Cr-W歯科補綴物用鍛造材は、少ないながらも継続し注文がある。受注量が増えれば、川下企業側も開発材の販売を検討すると思われる。他社への提案も行ったが、Co地金の高騰もあり価格の面が課題となり進捗する事は無かった。