آنالیز تجربی، مدل سازی ریاضی و تحلیل حساسیت آماری زبری سطح در فرآیند فرزکاری اورتوپدی (پلی متیل متاکریلات)

از جمله درمان های رایج در جراحی اورتوپدی، ماشینکاری مفصل های زانو برای جاسازی مفصل مصنوعی است. در این جراحی آماده سازی سطوح تیبیا و فمور برای کسب سینماتیک صحیح مفصل و تعادل رباط ها لازم است. بدین منظور فرزکاری برای ماشینکاری دقیق سطوح استخوان و ایجاد شیارهای دقیق مورد نیاز است. در این مطالعه، عملیات فرزکاری روی پلی متیل متاکریلات بعنوان قطعه کار و جانشین مناسب برای استخوان انجام شد و برای اولین بار به طور مشخص روی مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای موثر در فرزکاری یعنی سرعت برش، پیشروی، عمق برش و قطر ابزار با روش پاسخ سطح جهت بررسی زبری سطح متمرکز شده است. معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم حاکم بر مدل استخراج گردیده است و تاثیر پارامترهای ورودی و بر همکنش آنها بر روی پارامتر خروجی زبری سطح به دقت بررسی شده است. همچنین با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل مقدار کمی اثر پارامترهای ورودی مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای رسیدن به کیفیت سطح مطلوب باید حداقل پیشروی، حداقل سرعت دورانی، قطر ابزار کوچکتر و عمق برش کم لحاظ شود. نتایج نشان می دهد از بین پارامترهای ورودی با در نظر گرفتن تغییرات همزمان تمامی پارامترها در بازه آزمایش ها، به ترتیب سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی، قطر ابزار و عمق برش بیشترین اثر را در رفتار زبری سطح داشته اند.