بررسي خواص مكانيكي سوكت تقويت شده با الياف به روش ساخت افزودني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير فناوري چاپ سه‌بعدي در صنايع مختلف و براي كاربردهاي متفاوت به خصوص كاربردهاي پزشكي رشد چشمگيري داشته است. پروتزهاي مصنوعي به صورت گسترده به عنوان جايگزين اندام از دست‌رفته‌ي افرادي كه دچار قطع عضو ناشي از بيماري، تصادفات يا حوادث شده‌اند استفاده مي‌شود. سوكت پروتز مصنوعي قسمتي از ساختار پروتز است كه به عضو باقيمانده بيمار متصل شده و در كشور ايران به روش سنتي، با استفاده از هنر دست متخصص پروتز توليد مي‌شود كه نياز به دقت، مهارت و صرف زمان زياد و هزينه بالا براي بيمار دارد. هدف از انجام اين پژوهش، توليد و بررسي كارآيي سوكت پروتز پاي مصنوعي توليد شده به روش چاپ سه‌بعدي با استفاده از فناوري لايه‌نشاني رشته مذاب است. در همين راستا تاثير ضخامت سوكت (2، 4 و 5 ميلي‌متر)، نوع ماده اوليه تشكيل¬دهنده سوكت (پلي‌لاكتيك اسيد، پلي‌لاكتيك اسيد تقويت¬شده با ذرات كربن و كامپوزيت پلي‌لاكتيك اسيد تقويت شده با نخ شيشه) در سه حالت راه رفتن بيمار (تماس اوليه، تماس كف پا با زمين و ايستادن مياني) بر روي استحكام سوكت و فشار تماسي وارده بر روي عضو باقيمانده مورد بررسي قرار گرفت. تصوير سه‌بعدي از عضو باقيمانده بيمار با دستگاه اسكن سه‌بعدي گرفته شده و به كمك نرم‌افزار مش-ميكسر، سوكت مناسب براي بيمار طراحي شد. با نرم‌افزار اجزاي محدود آباكوس شبيه‌سازي انجام شده و تاثير سطوح مذكور بر فشار تماسي وارده بر عضو باقيمانده و استحكام سوكت بررسي شد. طبق نتايج بدست آمده، فارغ از نوع ماده اوليه بكار رفته در ساختار سوكت، ضخامت 2 ميلي‌متر براي سوكت از نقطه نظر فشار تماسي و استحكام، شرايط مطلوبي ندارد. با افزايش ضخامت به 5 ميلي¬متر، از فشار تماسي وارده بر عضو باقيمانده به مقدار قابل¬توجهي كاسته شده و استحكام افزايش مي¬يابد. همچنين، طبق نتايج بدست آمده، نمونه‌هاي كامپوزيتي در ضخامت¬هاي مورد نظر، طبق معيار تساي‌هيل دچار شكست مي‌شوند. سوكت بهينه، از نظر رعايت حدود فشار تماسي بين سوكت و عضو باقيمانده، استحكام و هزينه¬هاي توليد، سوكت با ضخامت 5 ميلي¬متري از جنس پلي‌لاكتيك اسيد است. در نهايت سوكت مورد نظر توليد شد و با استفاده از حسگرهاي فشاري، فشار تماسي براي يك بيمار سنجيده و نتايج با سوكت قديمي توليد شده به روش سنتي مقايسه گشت. همچنين نتايج شبيه‌سازي شده براي سوكت پلي‌لاكتيك اسيد با ضخامت 5 ميلي‌متر با نتايج آزمون تجربي مقايسه شد. داده¬هاي بدست آمده از روش شبيه¬سازي انطباق خوبي با نتايج تجربي دارد.

219263

فناوري

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان