چکیده:
یکی از موارد مهم درجراحی های ارتوپدی ، استفاده از ثابت کننده ها یا فیکساتورهای مکانیکی می باشد که از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده و به بافت استخوانی شکسته شده جهت ترمیم کمک می کند. این ثابت کننده ها باید مقاومت لازم جهت کاربرد در بدن را داشته باشند وهمچنین بتوانند در برابر نیروی های اعمال شده به استخوان آسیب دیده، آن را در برابر نیروی های ناشی از وزن بدن و بافت ها یاری دهند. با توجه به استفاده روز افزون فیکساتور ها، در این پژوهش یک مدل فیکساتور از جنس آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V مورد مطالعه قرار می گیرد. بدین منظور، با در نظر گرفتن خواص مکانیکی آلیاژ فوق، نیروهای مورد نظر بر روی مدل فیکساتور اعمال شده و با استفاده از معیار فون مایسز، تنشهای ایجاد شده در فیکساتور مورد بررسی قرار می گیرد. در این پژوهش، ابتدا به مرور مختصری بر فیکساتورها و مواد استفاده شده در آنها پرداخته می شود. سپس تحلیلهای نرم افزاری مربوط به اعمال نیرو، میزان مقاومت و نقاط بحرانی در مدل فیکساتور تیتانیومی ارائه شده و مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها، نمونه ای از فیکساتور ساخته شده بر اساس مدل مورد نظر با استفاده از روش تولید افزایشی[1] ارائه شده و نحوه ی اتصال آن با استفاده از نرم افزار تری متیک [2] نشان داده می شود.
خلاصه ماشینی:
با توجه به نوع آلیاژ مورد استفاده، نیروی وارد شده بر فیکساتور با استفاده از معیار های مکانیکی تحلیل شد که نتایج مربوطه در شکل های 2 و 3 ارائه شده است.
(به تصوير صفحه مراجعه شود)شکل4- نمودار حاصل از تحلیل های مکانیکی پس از تحلیل تنشهای حاصل از اعمال نیرو در فیکساتور در این بخش مقدار و نحوه تغییر شکل های ایجاد شده در آن مورد بررسی قرار می گیرد.
(به تصوير صفحه مراجعه شود)شکل6- نمایش فیکساتور بر روی استخوان در نرم افزار تری متیک 2-2- بررسی فیکساتور در روش تولید افزایشی به منظور اصلاح عیوب احتمالی اولیه و همچنین افزایش دقت و کاهش هزینه ساخت، نمونه اولیه فیکساتور مورد نظر به روش تولید افزایشی و با استفاده از پرینتر سه بعدی ساخته شد که تصویر آن در شکل 7 نشان داده شده است.
(به تصوير صفحه مراجعه شود)شکل7- فیکساتور تولید شده به روش تولید افزایشی 3- نتیجه گیری با توجه به تحلیل های بدست آمده از نتایج نرم افزاری بررسی اثرات نیرو با معیار ون مایسز وتغییرات طول بدست آمده و همچنین تحلیل های فرکانسی، استفاده مناسب از مواد سازنده فیکساتورها و بهینه کردن آنها، از جمله آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V می توان به تولیدات با کیفیت و کارآیی بهتری دست یافت.
Materials Science and Engineering A243 (1998).
Rameshi, Effect of placement and material properties of tibial plate on stress pattern at fractured site Modares Mechanical Engineering, Vol. 14, No. 11, pp.