Synthetische Multi-Layer-, Selbst-Oszillierende Stimmlippen Modell Fabrication

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Herstellung eines mehrschichtigen, synthetischen, selbstoszillierenden Stimmlippenmodells zu beschreiben und zu demonstrieren. Erste Rapid Prototyp Positives aus dreidimensionalen Computermodellen werden erstellt. Dann werden aus den Rapid Prototypen Formnegative gebaut.

Schließlich wird jede Schicht des Stimmlippenmodells gegossen, einschließlich des Körpers, des Bandes, mit der Faser in der Mitte, des oberflächlichen Lamin propria und des Epithels. Durch den Vergleich des subglottalen Drucks, der Schwingungsfrequenz, der glottalen Flussrate und der medialen Oberflächenbewegung zeigen die Ergebnisse schließlich, dass die mehrschichtigen synthetischen Stimmlippenmodelle ähnliche strömungsinduzierte Reaktionseigenschaften aufweisen wie die menschliche Stimmlippenschwingung. Der Hauptvorteil dieser Modelle gegenüber bestehenden mehrschichtigen Modellen, wie z. B. einem zweischichtigen Modell, besteht darin, dass die Struktur dieser mehrschichtigen Modelle der der menschlichen VCA-Falten ähnlicher ist, was sie für die Sprachproduktionsforschung besser anwendbar macht.

Erstellen Sie zunächst solide Modelle von drei Stimmlippenschichten, dem oberflächlichen Lamin propria Ligamentum und den Körperschichten. Dies geschieht in der Regel durch die Erstellung von computergestützten 3D-Design- oder CAD-Modellen mit den gewünschten Geometrien, den Export der CAD-Modelle als Stereolithografie- oder STL-Dateien und das Senden der STL-Dateien an eine kundenspezifische Maschine. Shop für Rapid Prototyping.

Konstruieren Sie eine kastenförmige Formform aus dünnen Stücken Acrylmaterial. Auf die gewünschten Maße zuschneiden. Machen Sie den Boden der Form, indem Sie ihn auf eine flache Acrylplatte mit Vakuumfett kleben.

Geben Sie eine kleine Menge Vakuumfett auf die Seitenseite des Volumenmodells mit der gewünschten Geometrie. Drücken Sie das Modell mit dem Vakuumfett nach unten in den Boden des Formkastens, so dass das Vakuumfett das Teil an Ort und Stelle hält. Beschichten Sie die Formform und das feste Modell großzügig mit einem Pinsel mit Trennmittel und stellen Sie sicher, dass das Trennmittel in alle Ecken des Formhohlraums gelangt.

Mischen Sie 10 Teile A und einen Teil B glatte Zelle, neun 50er Platin-Silikonkautschuk in einem Behälter, der eine Ausdehnung des Produktvolumens während des Vakuumierens ermöglicht. Um Luftblasen zu entfernen, stellen Sie den Behälter in eine Vakuumkammer und reduzieren Sie den Druck etwa drei Minuten lang auf etwa 26 Zoll Quecksilber unter dem atmosphärischen Druck. Entfernen Sie das DGAs-Silikon aus der Kammer und gießen Sie es in einen Formhohlraum.

Setzen Sie diesen wieder in die Vakuumkammer und DGAs ein. Nehmen Sie die Form aus der Vakuumkammer und stellen Sie sie auf eine ebene Fläche. Lassen Sie es 24 Stunden lang aushärten Nachdem der Gummi ausgehärtet ist, entfernen Sie die Form aus der Form.

Wiederholen Sie diesen Vorgang, um Formen für jede der anderen Volumenmodellgeometrien zu erstellen. Wenn alle Formen erstellt sind, schneiden Sie die Form der Bandschicht in der Mitte der medialen Fläche in vorder-hinterer Richtung mit einem Rasiermesser ab, um das Einsetzen der Faser zum Gießen der Körperschicht zu ermöglichen. Tragen Sie zunächst mit einem Pinsel eine dünne Schicht Trennmittel auf den Hohlraum der Körperform auf.

Mischen Sie einen Teil B und einen Teil A von eFlex 0 0 30 superweichem Platinsilikon. Fügen Sie dann einen Teil Silikonverdünner hinzu, um die eventuell ausgehärtete Steifigkeit des Materials zu verringern. Mischen Sie 30 Sekunden lang und legen Sie es dann für eine Minute in die Vakuumkammer.

Um eingeschlossene Luft zu entfernen, nehmen Sie das Gemisch aus dem Vakuum und gießen Sie es in den Hohlraum der Körperform, aber füllen Sie es nicht bis zum Rand. Stellen Sie die Form 30 Minuten lang in einen auf 200 Grad Fahrenheit vorgeheizten Ofen. Nach dem Backen die Form aus dem Ofen nehmen und abkühlen lassen.

Erstellen Sie als Nächstes das Body-Backing-Modell, indem Sie einen Teil B und einen Teil A der Drachenhaut mischen. Einen Teil Silikonverdünner dazugeben und 30 Sekunden lang kräftig mischen. Nachdem Sie alle Blasen mit dem Vakuum entfernt haben, gießen Sie die Mischung in den Hohlraum der Körperform, bis sie vollständig gefüllt ist.

Stellen Sie die Form 30 Minuten lang bei 200 Grad Fahrenheit in einen Ofen. Nehmen Sie das Modell nach dem Abkühlen aus der Form. Entfernen Sie dann mit einem Papiertuch das Trennmittel auf der Oberfläche der Körperschicht.

Um die Bandschicht zu gießen, tragen Sie mit einem Pinsel eine dünne Schicht Trennmittel auf die Oberfläche des Bandformhohlraums auf. Lege einen 30 Zentimeter langen Faden in die Form, indem du ihn gründlich in den Schnitt vom Rasiermesser schiebst. Mischen Sie einen Teil B und einen Teil A eco Lex 0, 0 30 und vier Teile Silikonverdünner.

Geben Sie die Mischung in die Vakuumkammer, um Luftblasen zu entfernen, und gießen Sie die Mischung dann in den Hohlraum der Bandform. Drücken Sie das Körperrückenmodell in den Hohlraum der Bandform. Beginnen Sie mit dem Einsetzen auf einer Seite und bewegen Sie sich vorsichtig zur anderen, so dass das Modell die überschüssigen ungehärteten Silikon- und Luftblasen aus dem Formhohlraum drückt.

Nach dem 30-minütigen Backen die Form abkühlen lassen und das Modell entfernen. Wischen Sie das Trennmittel mit Küchenpapier ab. Um die oberflächliche Lamin propria oder SLP-Schicht zu gießen, tragen Sie mit einem Pinsel eine dünne Schicht Trennmittel auf die Oberfläche des SLP-Formhohlraums auf.

Mischen Sie einen Teil B, einen Teil A Eco Flex, 0 0 30 und acht Teile Silikonverdünner durch Gewichtsvakuum und gießen Sie die Mischung in den Formhohlraum. Setzen Sie das Bandkörper-Trägermodell in den SLP-Formhohlraum ein Entfernen Sie das Modell nach dem Backen bei 200 Grad Fahrenheit für eine Stunde und dem Abkühlen langsam und mit äußerster Sorgfalt, damit das oberflächliche Lamin propria intakt bleibt. Zum Schluss legst du für die Epithelschicht das Stimmlippenmodell mit der Unterlage nach unten auf eine ebene Fläche und entfernst das Stützmaterial mit einem Rasiermesser.

Schweben Sie die Fäden in der Luft, indem Sie sie an einem Objekt befestigen, das höher ist als das Modell. Nachdem Sie einen Teil B und einen Teil A Drachenhaut mit einem Teil Silikonverdünner gemischt und vakuumiert haben, gießen Sie das Modell darüber und lassen Sie es eine Stunde lang aushärten. Wiederholen Sie den Vorgang, um eine dickere Schicht zu erzeugen, und entfernen Sie nach dem vollständigen Aushärten des Modells überschüssiges Material mit einem Rasiermesser, indem Sie jedes fertige Stimmlippenmodell in eine Acryl-Montageplatte einbetten, indem Sie zuerst eine dünne Schicht Silikonkleber auf die seitlichen und vorderen hinteren Modelloberflächen auftragen.

Setzen Sie das Modell in den vertieften Schnitt der Montageplatte ein und richten Sie die mediale Oberfläche des Modells an der Oberseite der Acrylplatte aus. Wischen Sie überschüssigen Kleber ab und lassen Sie den Kleber aushärten. Tragen Sie eine Stunde lang Talkumpuder auf die Modelloberfläche auf, um die Klebrigkeit der Oberfläche für die mediale Oberflächenverfolgung zu reduzieren.

Verwenden Sie einen Edding-Stift mit feiner Spitze, um Punkte auf dem Modell zu markieren. Nachdem das Talkum angebracht wurde, führen Sie lange Schrauben durch die Löcher der Montageplatte, wobei die Gewindeenden auf das Modell zeigen, mit dem das vorhandene Modell gekoppelt werden soll. Legen Sie die Gewinde über die Schrauben und legen Sie geschlossenzelligen Schaumstoff über die Schrauben, um eventuelle Luftspalte zu schließen.

Kombinieren Sie dieses vorbereitete Modell mit einem anderen Stimmlippenmodell, das auf ähnliche Weise an einem Acrylhalter montiert wurde. Ziehen Sie die Schrauben fest, um den Schaum zu komprimieren, und bringen Sie die medialen Flächen zusammen, bis der gewünschte Vorschwingungsspalt erreicht ist. Stellen Sie sicher, dass beide Gewindesätze über den Schrauben platziert sind und sich von den Acrylplatten in vorderer hinterer Richtung nach außen erstrecken, und montieren Sie dann das Stimmlippenpaar auf einem Luftzufuhrschlauch.

Binden Sie die vorderen Fäden zu einer Schlaufe zusammen, gefolgt von den hinteren Fäden, hängen Sie das gewünschte Gewicht gleichzeitig an die Schlaufe und fahren Sie mit dem Test und der Datenerfassung fort. Unter Verwendung des hergestellten Modells mit einer Spannung von etwa 31 Gramm, die auf die Fasern ausgeübt wurde, betrug der Anfangsdruck 400 Pascal bei einem subglottalen Druck von 10 % über dem Anfangsdruck. Das Modell vibrierte mit 115 Hertz bei einer glottalen Durchflussrate von 210 Millilitern pro Sekunde.

Diese Werte stimmen gut mit den Werten überein, die für Menschen angegeben wurden. Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen des vibrierenden Modells zeigten, dass es sich mit lebensechteren Bewegungen bewegt als frühere Zwei-Lagen-Modelle. Zum Vergleich.

In diesem Video der oberen Oberfläche eines Zwei-Schicht-Modells gibt es keine Schleimhautwelle und das Stimmritzenprofil scheint während des Zyklus größtenteils divergent zu sein. Diese Einschränkung von Zwei-Schicht-Modellen ist in Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen des Zwei-Schichten-Modells in einer Hemi-Kehlkopfkonfiguration besser zu erkennen. Betrachten Sie Highspeed-Aufnahmen mit der überlegenen Ansicht des neuen Multi-Layer-Modells.

Es sind Hinweise auf eine Schleimhautwelle zu sehen und das Stimmritzenprofil scheint nun während des Zyklus nicht mehr divergent zu sein. Ein Videogramm aus der Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung der oberen Ansicht des neuen Multilayer-Modells zeigt Hinweise auf einen Phasenunterschied zwischen dem oberen und dem Rand. Der obere Rand verdeckt den unteren Rand während der offenen Phase der Schwingungsperiode.

Ein Hochgeschwindigkeitsvideo des neuen Multilayer-Modells in einer Hemi-Kehlkopfkonfiguration liefert einen stärkeren Beweis für die Schleimhautwelle und die alternierende konvergente divergente Bewegung, die für die menschliche Stimmlippe charakteristisch ist. Schwingungstrajektorien, extrahiert aus Stereobildern der Punkte, die auf die medialen und unteren Oberflächen der Stimmlippe aufgebracht wurden. Modell. Es zeigt sich, dass das Modell ein alternierendes konvergentes divergentes Profil aufweist, das typisch für die menschliche Phonation ist.

Die Punkte sind ab dem tiefsten Punkt mit A bis F beschriftet. Das linke Diagramm zeigt eine konvergente Stimmritze während der Eröffnungsphase und das rechte Diagramm zeigt eine divergente Stimmritze während der Schließphase. Diese Methode zur Herstellung synthetischer Stimmlippenmodelle führt zu Modellen, die ein ähnliches Schwingungsverhalten aufweisen wie menschliche Stimmlippen.

Das Multilayer-Konzept bietet gegenüber früheren ein- und zweischichtigen Modelldesigns erhebliche Vorteile in Bezug auf einen reduzierten Beginn und eine verbesserte Modellbewegung. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, nur die notwendige Menge an Trennmitteln zu verwenden, damit die Schichten richtig aneinander haften. Dort.