الاصطناعية ، ومتعدد الطبقات ، الذاتي تتأرجح صوتي تصنيع الغطاء النموذجي

الهدف العام من هذا الإجراء هو وصف وتوضيح عملية تصنيع نموذج اصطناعي متعدد الطبقات للحبال الصوتية ذاتية التذبذب. أولاً، يتم إنشاء نماذج موجبة أولية سريعة من نماذج كمبيوتر ثلاثية الأبعاد. بعد ذلك، يتم بناء قوالب سالبة اعتماداً على هذه النماذج الأولية السريعة.

وأخيراً، يتم صب كل طبقة من نموذج الطية الصوتية، بما في ذلك الجسم، والرِباط مع وجود الليف في المركز، والصفيحة المخصوصة السطحية، والظهارة. وفي النهاية، ومن خلال مقارنة الضغط تحت المزماري، وتردد الاهتزاز، ومعدل التدفق المزماري، وحركة السطح الإنسي، أظهرت النتائج أن نماذج الطيات الصوتية الاصطناعية متعددة الطبقات تظهر خصائص استجابة مستحثة بالتدفق مشابهة لتلك الموجودة في اهتزاز الطيات الصوتية البشرية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه النماذج مقارنة بالنماذج متعددة الطبقات الحالية، مثل النموذج ثنائي الطبقة، في أن بنية هذه النماذج متعددة الطبقات أكثر تشابهاً مع بنية الطيات الصوتية البشرية (VCA)، مما يجعلها أكثر قابلية للتطبيق في أبحاث إنتاج الصوت.

أولاً، يتم إنشاء نماذج صلبة لثلاث طبقات من الطيات الصوتية، وهي طبقة الرباط الصفيحي السطحي وطبقات الجسم. يتم ذلك عادةً عن طريق إنشاء نماذج تصميم بمساعدة الحاسوب ثلاثية الأبعاد أو نماذج CAD بالأشكال الهندسية المطلوبة، ثم تصدير نماذج CAD كملفات ستيروليثوغرافي أو ملفات STL وإرسال ملفات STL إلى ورشة عمل متخصصة في النماذج الأولية السريعة.

قم بتصنيع قالب على شكل صندوق باستخدام قطع رقيقة من مادة الأكريليك، وقصها وفقاً للأبعاد المطلوبة. ثم جهز قاعدة القالب عن طريق لصقها بلوح أكريليك مسطح باستخدام شحم التفريغ.

ضع كمية صغيرة من شحم الفراغ على الجانب الجانبي للنموذج الصلب ذو الهندسة المطلوبة. اضغط النموذج في قاع تجويف قالب الصب، بحيث يكون جانب شحم الفراغ متجهاً للأسفل لضمان تثبيت القطعة في مكانها. قم بطلاء قالب الصب والنموذج الصلب بسخاء بعامل تحرير باستخدام فرشة طلاء، مع التأكد من وصول عامل التحرير إلى جميع زوايا تجويف قالب الصب.

امزج 10 أجزاء من المكون A وجزءاً واحداً من المكون B من مطاط السيليكون البلاتيني smooth cell, nine 50 في وعاء يسمح بتمدد حجم المنتج أثناء عملية التفريغ. ولإزالة أي فقاعات هوائية، ضع الوعاء في غرفة تفريغ وخفّض الضغط إلى حوالي 26 بوصة زئبقية تحت الضغط الجوي لمدة ثلاث دقائق تقريباً. أخرج سيليكون DGAs من الغرفة واسكبه في تجويف قالب الصب.

ضع هذا في غرفة التفريغ وكرر عملية إزالة الفقاعات (DGAs). أخرج القالب من غرفة التفريغ وضعه على سطح مستوٍ. اتركه ليجف لمدة 24 ساعة. بعد تصلب المطاط، قم بإزالة القالب من شكل القالب.

كرر هذه العملية لإنشاء قوالب لكل أشكال النماذج الصلبة الأخرى. وبمجرد إنشاء جميع القوالب، قم بقص قالب طبقة الرباط عند مركز السطح الإنسي في الاتجاه الأمامي الخلفي باستخدام شفرة حلاقة مستقيمة للسماح بإدخال الألياف لصب طبقة الجسم. أولاً، ضع طبقة رقيقة من عامل التحرير في تجويف قالب الجسم باستخدام فرشاة طلاء.

امزج جزءاً واحداً من المكون B مع جزء واحد من المكون A من سيليكون البلاتين شديد المرونة eFlex 0 0 30. ثم أضف جزءاً واحداً من مخفف السيليكون لتقليل الصلابة النهائية للمادة بعد التصلب. امزج الخليط لمدة 30 ثانية، ثم وضعه في غرفة التفريغ لمدة دقيقة واحدة.

لإزالة الهواء المحتبس، أخرج الخليط من جهاز التفريغ واسكبه في تجويف قالب الجسم، مع مراعاة عدم ملئه حتى الأعلى. ضع القالب في فرن مسخن مسبقاً إلى 200 درجة فهرنهايت لمدة 30 دقيقة. بعد الخبز، أخرج القالب من الفرن واتركه ليبرد.

بعد ذلك، قم بإنشاء نموذج دعم الجسم عن طريق خلط جزء واحد من المادة B وجزء واحد من المادة A من مادة dragon skin. أضف جزءاً واحداً من مخفف السيليكون واخلط بقوة لمدة 30 ثانية. بعد إزالة أي فقاعات باستخدام جهاز تفريغ الهواء، صب الخليط في تجويف قالب الجسم حتى يمتلئ تماماً.

ضع القالب في فرن عند درجة حرارة 200 درجة فهرنهايت لمدة 30 دقيقة. بمجرد أن يبرد، أخرج النموذج من القالب. ثم قم بإزالة أي عامل تحرير موجود على سطح طبقة الجسم باستخدام منشفة ورقية.

لصب طبقة الرباط، ضع طبقة رقيقة من عامل التحرير على سطح تجويف قالب الرباط باستخدام فرشاة طلاء. ضع خيطاً بطول 30 سنتيمتر في القالب عن طريق دفعه جيداً في الفتحة التي تم عملها بواسطة شفرة الحلاقة. اخلط جزءاً واحداً من المكون B وجزءاً واحداً من المكون A من eco Lex 0, 0 30، مع أربعة أجزاء من مخفف السيليكون.

ضع الخليط في غرفة التفريغ لإزالة فقاعات الهواء، ثم صب الخليط في تجويف قالب الرباط. اضغط نموذج دعم الجسم داخل تجويف قالب الرباط. ابدأ الإدخال من أحد الجانبين وتحرك ببطء نحو الجانب الآخر بحيث يدفع النموذج السيليكون الزائد غير المعالج وفقاعات الهواء خارج تجويف القالب.

بعد الخبز لمدة 30 دقيقة، قم بتبريد القالب وإزالة النموذج. امسح أي عامل تحرير باستخدام مناشف ورقية. لصب طبقة الصفيحة المخصوصة السطحية (SLP)، ضع طبقة رقيقة من عامل التحرير على سطح تجويف قالب SLP باستخدام فرشاة طلاء.

امزج جزءاً واحداً من المكون B، وجزءاً واحداً من المكون A من eco flex 0030، وثمانية أجزاء من مخفف السيليكون حسب الوزن باستخدام التفريغ الهوائي، ثم صب الخليط في تجويف القالب. أدخل نموذج تدعيم جسم الرباط في تجويف قالب SLP. بعد الخبز عند 200 درجة فهرنهايت لمدة ساعة واحدة والتبريد، قم بإزالة النموذج ببطء وعناية فائقة لضمان بقاء الطبقة السطحية من الصفيحة المخصوصة (Lamin propria) سليمة. وأخيراً، بالنسبة لطبقة الظهارة، ضع نموذج الطية الصوتية على سطح مستوٍ بحيث يكون التدعيم للأسفل، وقم بإزالة مادة الدعم باستخدام شفرة حلاقة مستقيمة.

قم بتعليق الخيوط في الهواء عن طريق ربطها بجسم يتجاوز ارتفاعه ارتفاع النموذج. بعد خلط جزء واحد من المكون B وجزء واحد من المكون A من مادة dragon skin مع جزء واحد من مخفف السيليكون (silicone thinner) وتفريغ الهواء، صب الخليط فوق النموذج واتركه ليتصلب لمدة ساعة واحدة. كرر هذه العملية لإنشاء طبقة أكثر سمكاً، وبعد تصلب النموذج تماماً، قم بإزالة المواد الزائدة باستخدام شفرة حادة. قم بتثبيت كل نموذج مكتمل للحبال الصوتية في لوحة تثبيت أكريليك عن طريق وضع طبقة رقيقة من غراء السيليكون أولاً على الأسطح الجانبية والأمامية والخلفية للنموذج.

أدخل النموذج في القطع الغائر لصفيحة التثبيت وقم بمحاذاة السطح الإنسي للنموذج مع الجزء العلوي من الصفيحة الأكريليكية. امسح الغراء الزائد واتركه حتى يتصلب. ولمدة ساعة واحدة، ضع مسحوق التلك على سطح النموذج لتقليل لزوجة السطح من أجل تتبع السطح الإنسي.

استخدم قلم تحديد "sharpie" دقيق لرسم نقاط على النموذج. بعد وضع بودرة التالك، أدخل براغي طويلة عبر فتحات لوحة التثبيت مع توجيه النهايات الملولبة نحو النموذج الذي سيتم اقترانه بالنموذج الحالي. ضع الخيوط فوق البراغي وضع رغوة ذات خلايا مغلقة فوق البراغي لسد أي فجوات هوائية.

قم بدمج هذا النموذج المُجهز مع نموذج ثنية صوتية آخر تم تثبيته بطريقة مماثلة في حامل أكريليك. أحكم ربط البراغي لضغط الرغوة وتقريب الأسطح الإنسية من بعضها حتى الوصول إلى الفجوة المطلوبة قبل الاهتزاز. تأكد من وضع كلا المجموعتين من الخيوط فوق البراغي بحيث تمتد للخارج من ألواح الأكريليك في الاتجاه الأمامي الخلفي، ثم قم بتركيب زوج الثنيات الصوتية على أنبوب إمداد الهواء.

اربط الخيوط الأمامية معاً لتشكيل حلقة، ثم اتبع ذلك بربط الخيوط الخلفية، وعلق الوزن المطلوب على الحلقة في آن واحد، ثم انتقل إلى الاختبار وجمع البيانات. باستخدام النموذج المُصنّع مع تطبيق شد يبلغ 31 grams تقريباً على الألياف، كان ضغط البدء 400 pascals عند ضغط تحت مزماري يبلغ 10% فوق ضغط البدء. اهتز النموذج بتردد 115 hertz مع معدل تدفق مزماري قدره 210 milliliters per second.

تتفق هذه القيم بشكل جيد مع القيم المسجلة للبشر. وأظهرت تسجيلات الفيديو عالية السرعة للنموذج المهتز أنه يتحرك بحركة أكثر محاكاة للواقع مقارنة بالنماذج السابقة المكونة من طبقتين. وللمقارنة.

في هذا الفيديو للسطح العلوي لنموذج ثنائي الطبقات، لا تظهر موجة مخاطية ويبدو أن ملف المزمار متباعد في الغالب طوال الدورة. يمكن رؤية هذا القصور في النماذج ثنائية الطبقات بشكل أفضل في تسجيلات الفيديو عالية السرعة للنموذج ثنائي الطبقات في تكوين الحنجرة النصفية. بالنظر إلى التسجيلات عالية السرعة للمنظر العلوي للنموذج الجديد متعدد الطبقات.

يمكن ملاحظة وجود موجة مخاطية، ولم يعد مظهر ملامح المزمار يبدو متباعداً طوال الدورة. ويكشف مخطط فيديو من التسجيل عالي السرعة للمنظر العلوي للنموذج الجديد متعدد الطبقات عن دليل على وجود فرق في الطور بين الحواف العلوية والسفلية. حيث تحجب الحافة العلوية الحافة السفلية خلال المرحلة المفتوحة من فترة الاهتزاز.

يوفر فيديو عالي السرعة للنموذج الجديد متعدد الطبقات في تكوين حنجرة نصف كروية (Hemi larynx) دليلاً أقوى على وجود الموجة المخاطية والحركة التباعدية والتقاربية المتبادلة التي تميز الثنية الصوتية البشرية. مسارات الاهتزاز المستخلصة من الصور المجسمة للنقاط الموضوعة على الأسطح الإنسية والسفلية لنموذج الثنية الصوتية. يوضح هذا أن النموذج يظهر ملفاً تقاربياً تباعدياً متبادلاً وهو أمر نموذجي للتصويت البشري.

تم تسمية النقاط من A إلى F بدءاً من أدنى نقطة. يوضح المخطط الأيسر مزماراً متقارباً خلال مرحلة الفتح، بينما يوضح المخطط الأيمن مزماراً متباعداً خلال مرحلة الإغلاق. تؤدي هذه الطريقة في تصنيع نماذج الحبال الصوتية الاصطناعية إلى إنتاج نماذج تظهر سلوكاً اهتزازياً مشابهاً لسلوك الحبال الصوتية البشرية.

يؤدي مفهوم تعدد الطبقات إلى مزايا كبيرة مقارنة بتصميمات النماذج السابقة ذات الطبقة الواحدة أو الطبقتين، وذلك من حيث تقليل وقت البدء وتحسين حركة النموذج. وأثناء تنفيذ هذا الإجراء، من المهم استخدام الكمية الضرورية فقط من عوامل التحرير لضمان التصاق الطبقات ببعضها البعض بشكل صحيح.