توسط محققان دانشگاه صنعتی امیركبیر؛

دستگاه پرداختكاری خودكار پروتزهای مفصل ران طراحی شد

دستگاه پرداختكاری خودكار پروتزهای مفصل ران طراحی شد

به گزارش دانشگاه فارسی محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به طراحی، توسعه و راه اندازی دستگاه پرداختکاری خودکار پروتزهای مفصل ران در صنعت پزشکی شدند.


به گزارش روز شنبه دانشگاه صنعتی امیرکبیر، یحیی چوپانی دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه به سرپرستی محمدرضا رازفر و دکتر محسن خواجه زاده برگزیده بیست و دومین جشنواره جوان خوارزمی و مجری طرح با عنوان «دستگاه پرداختکاری خودکار ایمپلنت های مفصل ران» اظهار داشت: آرتروپلاستی کامل مفصل ران (THA) یکی از موفق ترین جراحی های ارتوپدی در سراسر دنیاست که در آن پروتزهای مصنوعی جایگزین مفصل ران طبیعی می شود.
وی اضافه کرد: در این جراحی، زبری سطح سر فمورال نقش بسیار مهمی در بهبود خواص تریبولوژیکی، بیولوژیکی، متالورژیکی، مکانیکی و شیمیایی پروتزهای مفصل ران دارد و علاوه بر این، نانو پرداختکاری خودکار سر فمورال پروتزهای مفصل ران نه فقط برای فرآیندهای پرداختکاری سنتی و پیشرفته کار دشوار و پر هزینه¬ای است، بلکه یکی از دغدغه های هر دو جوامع صنعتی و تحقیقاتی برای اتوماسیون است.
این محقق با تاکید بر این که این برناهم نیازمند طراحی، توسعه و راه اندازی تکنولوژیهای جدید نانو پرداختکاری است، اظهار داشت: برای اینکه باتوجه به پیشرفت های اخیر، هنوز سر فمورال پروتزهای مفصل ران به صورت دستی پولیشکاری می شوند.
چوپانی اشاره کرد: به هر حال در پولیش کاری دستی نه فقط سلامت سطح، زبری سطح یکنواخت، دقت ابعادی و دقت شکل سر فمورال به خطر می افتد، بلکه فاقد اتوماسیون است.
وی افزود: که پولیش کاری دستی یک کار بسیار خسته کننده، پرهزینه و وقت گیر است؛ بدین سبب نه فقط درصد خطا بالا می رود بلکه راندمان و کیفیت پولیشکاری بستگی به مهارت و تجربه اپراتور دارد.
وی افزود: به طورکلی پولیشکاری دستی از منظر راندمان چالش اساسی دارد. به این جهت، هدف کار حاضر حل این چالش ها است. برای این مقصود، ابتدا دستگاه و روش پرداختکاری جریان ساینده (AFF) طراحی، توسعه و تولید شده است. سپس، تکنیک ماکت معکوس سر فمورال بعنوان یک ابزار پرداختکاری مؤثر و کارآمد برای نانو پرداختکاری خودکار سر فمورال پروتزهای مفصل ران گرید ASTMF۱۳۸ (SS۳۱۶L) پیشنهاد شده است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به اینکه علاوه بر این، برای انجام آزمایش های تجربی، یک ابزار ماشین کاری انعطاف پذیر تولید شده است، اظهار داشت: مطالعه میکروسکوپی SEM و AFM از مورفولوژی و توپوگرافی سطح نمونه ها نشان میدهد که طرح حاضر نه فقط جهت، خراش ها، شیارها و علایم پیشروی ناشی از پروسه تراشکاری CNC روی بافت سطح سر فمورال را بطور قابل توجهی از بین برده است، بلکه یک سطح پرداخت فوق صیقل و یکنواختی تا محدوده ۲۰.۳ nm با کمترین انحراف معیار ۲.۲۴ به دست آمده است.
چوپانی افزود: پارامترهای توپوگرافی سطح سر فمورال Ra، Rq، Rp، Rv و Rt تحت شرایط تجربی؛ فشار اکستروژن ۱۰ MPa، تعداد سیکل¬های پرداختکاری ۱۰۰ و ساینده SiC با شماره مش ۱۰۰۰ به ترتیب به میزان ۹۱.۷۱ درصد، ۹۱.۲۱ درصد، ۸۱.۸۴ درصد، ۸۸.۴۶ درصد و ۸۵.۴۴ درصد بهبود یافته اند.
وی تصریح کرد: همین طور این، نتایج CMM نشان میدهد که برای سر فمورال انحراف شکل کروی تا محدوده ۷ µm حاصل شده است. همچنین، نتایج آنالیز عنصری XRF نشان میدهد که ترکیب شیمیایی سر فمورال قبل و پس از پرداختکاری تغییر نکرده است.
وی اشاره کرد: به این جهت، تکنولوژی به کار رفته در طرح حاضر بواسطه ی پرداختکاری خودکار سر فمورال پروتزهای مفصل ران سبب افزایش راندمان، دستیابی به زبری سطح یکنواخت و حفظ کرویت سر فمورال شده است.
این محقق افزود: دستگاه و روش ارائه شده نه فقط محدودیتی برای پرداختکاری قطعات از منظر هندسه، جنس و اندازه ندارد، بلکه بواسطه طراحی یک فیکسچر قابلیت پرداختکاری خودکار چندین قطعه را بطور همزمان دارد، در نتیجه سبب اتوماسیون می شود.
چوپانی اشاره کرد: به طورکلی نتایج این مطالعه امیدبخش است و یافته های تجربی نشان داده اند فناوری به کار رفته آینده بسیار امیدوارکننده ای در حوزه نانو پرداختکاری خودکار قطعات صنعتی در صنایع پیشرفته همچون پزشکی، هوافضا، خودروسازی و دیگر صنایع دارد.
یادآوری می شود این طرح رتبه سوم پژوهش های کاربردی بیست و دومین جشنواره جوان خوارزمی را کسب نمود.



منبع:

1400/01/10
00:53:06
5.0 / 5
242
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۴
دانشگاه فارسی

دانشگاه فارسی

آموزش از راه دور

unifarsi.ir - حقوق مادی و معنوی سایت دانشگاه فارسی محفوظ است