ارائه یک مدل تحلیلی و بررسی تجربی رفتار پارامتر های موثر در نیروی محوری فرآیند سوراخکاری استخوان کورتیکال

یکی از مهم ترین فرآیند های ماشینکاری در حوزه جراحی ها و مهندسی پزشکی، فرآیند سوراخکاری استخوان می باشد. سوراخکاری استخوان کاربرد عمده ای در جراحی های ارتوپدی، نمونه برداری های استخوانی و همچنین دندان پزشکی دارد. در طول عمل سوراخکاری استخوان، اعمال نیروی بیش از حد به بافت استخوان سبب ایجاد شکست و ترک خوردگی و ایجاد آسیب جدی در بافت استخوان می گردد. در این مقاله، یک مدل تحلیلی بهبود یافته براساس کار های انجام شده توسط بونو و نی، چاندراسخاران و لی برای پیش بینی رفتار نیروی محوری در فرآیند سوراخکاری استخوان ارائه شده است، در این مدل عمل برش در راس مته به سه ناحیه تقسیم می شود: لبه های برش اولیه، بخش بیرونی لبه اسکنه (لبه برش ثانویه) و بخش داخلی لبه اسکنه (ناحیه دندانه). در مدل تحلیلی ارائه شده فرآیند برش در هریک از این سه ناحیه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صحه گذاری مدل تحلیلی، آزمایش های تجربی با بهره گیری از استخوان تازه گاو انجام شده است. نرخ پیشروی و سرعت دورانی ابزار به عنوان پارامتر های موثر در سوراخکاری در نظر گرفته شده و مدل آماری برای بدست اوردن مدل ریاضی و ارائه نمودار های برهم کنش متغیر های ورودی ازمایش، به روش سطح پاسخ و تحلیل تجربی فرایند سوراخکاری استخوان ارائه گردیده است. انطباق نتایج حاصل از مدل تحلیلی و آزمایش های تجربی مناسب ارزیابی می گردد. نتایج به دست آمده از مدل تحلیلی و مدل تجربی بدین صورت است که با کاهش مقدار پیشروی و افزایش سرعت دورانی ابزار نیروی وارده به بافت استخوان کاهش می یابد.