بررسی تجربی و مدلسازی ریاضی پارامترهای موثر بر حرارت ایجاد شده در فرآیند سوراخکاری استخوان فمور

امروزه با افزایش افراد مسن جامعه و صدمات ناشی از تصادفات و فعالیت های ورزشی، جراحی های ارتوپدی افزایش یافته است. یکی از فرآیندهای بسیار پرکاربرد در ارتوپدی، سوراخکاری استخوان جهت ثابت نگه داشتن استخوان آسیب دیده به کمک پلاک و پین است. در سوراخکاری استخوان، گرمای زیادی به دلیل اصطکاک بین مته سوراخکاری و استخوان ایجاد می‌گردد که باعث افزایش دمای استخوان و مرگ سلول های استخوان می شود که این موضوع چالشی بسیار مهم در فرآیند مداوا کردن می باشد. در صورت مرگ سلولی، خواص مکانیکی استخوان از بین می رود که این امر باعث به نتیجه نرسیدن صحیح فرآیند درمان، تجدید جراحی، طولانی شدن زمان درمان و صرف هزینه های گزاف می شود. در این پژوهش به منظور جلوگیری از مرگ سلولی در فرآیند سوراخکاری به بررسی پارامترهای موثر بر حرارت ایجاد شده در فرآیند سوراخکاری پرداخته شده است و در نهایت با استفاده از روش پاسخ سطح به ارائه مدلی جهت پیش بینی و بهینه سازی پارامترهای موثر فرآیند مذکور ارائه گردیده است. نتایج حاصل از بهینه سازی عددی با انجام آزمایش تجربی صحت سنجی گردید. با افزایش سرعت پیشروی از 50 میلی متر بر دقیقه تا 100 میلی متر بر دقیقه تغییرات دمای فرآیند کاهش می یابد و با تغییر از 100 میلی متر بر دقیقه به 150میلی متر بر دقیقه تغییرات دما در محل سوراخکاری افزایش می یابد. با افزایش سرعت دورانی تغییرات دمای محل سوراخکاری بیشتر می شود. همچنین با بررسی قطر ابزار، این نتیجه حاصل گردید که با افزایش قطر ابزار، تغییرات دمای فرآیند افزایش می یابد.