الاصطناعية ، ومتعدد الطبقات ، الذاتي تتأرجح صوتي تصنيع الغطاء النموذجي

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

أخيراً، يتم صب كل طبقة من نموذج الطية الصوتية، بما في ذلك الجسم، والرباط مع وجود الليف في المركز، والصفيحة المخصوصة السطحية، والظهارة. وفي النهاية، ومن خلال مقارنة الضغط تحت المزمار، وتردد الاهتزاز، ومعدل تدفق المزمار، وحركة السطح الإنسي، أظهرت النتائج أن نماذج الطيات الصوتية الاصطناعية متعددة الطبقات تبدي خصائص استجابة ناتجة عن التدفق مشابهة لخصائص اهتزاز الطيات الصوتية البشرية. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه النماذج مقارنة بالنماذج متعددة الطبقات الحالية، مثل النموذج ثنائي الطبقات، في أن بنية هذه النماذج متعددة الطبقات أكثر تشابهاً مع بنية الطيات الصوتية البشرية، مما يجعلها أكثر قابلية للتطبيق في أبحاث إنتاج الصوت.

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

قم بإنشاء قالب على شكل صندوق باستخدام قطع رقيقة من مادة الأكريليك. قم بقصها وفقاً للأبعاد المطلوبة. اصنع قاعدة القالب عن طريق لصقها بصفيحة أكريليك مسطحة باستخدام شحم الفراغ.

ضع كمية صغيرة من شحم التفريغ على الجانب الجانبي للنموذج الصلب للهندسة المطلوبة. اضغط النموذج في قاع تجويف قالب الصب، بحيث يكون جانب شحم التفريغ للأسفل ليعمل الشحم على تثبيت الجزء في مكانه. ادهن قالب الصب والنموذج الصلب بسخاء بعامل تحرير باستخدام فرشاة 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 السليكون البلاتيني smooth cell, nine 50 في وعاء يسمح بتمدد حجم المنتج أثناء عملية التفريغ. ولإزالة أي فقاعات هوائية، ضع الوعاء في غرفة تفريغ وخفض الضغط إلى حوالي 26 بوصة زئبقية تحت الضغط الجوي لمدة ثلاث دقائق تقريباً. أخرج سليكون DGAs من الغرفة وصبه في تجويف قالب التشكيل.

ضع هذا في غرفة التفريغ وجهاز DGA مرة أخرى. قم بإزالة القالب من غرفة التفريغ وضعه على سطح مستوٍ. اتركه ليتصلب لمدة 24 ساعة. بعد تصلب المطاط، قم بإزالة القالب من شكل القالب.

كرر هذه العملية لإنشاء قوالب لكل من أشكال النماذج الصلبة الأخرى. بمجرد 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 الفصل في تجويف قالب الجسم باستخدام فرشاة طلاء.

امزج جزءاً واحداً من المكون B مع جزء واحد من المكون A من سيليكون البلاتين فائق الليونة eFlex 0 0 30. ثم أضف جزءاً واحداً من مخفف السيليكون لتقليل الصلابة النهائية للمادة بعد التصلب. امزج المكونات لمدة 30 ثانية ثم ضع المزيج في غرفة تفريغ الهواء لمدة دقيقة واحدة.

لإزالة الهواء المحبوس، أخرج الخليط من جهاز التفريغ وصبه 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 بتجهيز نموذج تدعيم الجسم عن طريق خلط جزء واحد من المكون B وجزء واحد من المكون A من مادة dragon skin. أضف جزءاً واحداً من مخفف السيليكون واخلط المزيج بقوة لمدة 30 ثانية. بعد إزالة أي فقاعات باستخدام جهاز التفريغ، صب المزيج في تجويف قالب الجسم حتى يمتلئ تماماً.

ضع القالب في فرن عند درجة حرارة 200 درجة فهرنهايت لمدة 30 دقيقة. وبمجرد أن يبرد، أخرج النموذج من القالب. ثم قم بإزالة أي عامل تحرير من على سطح الطبقة الجسمانية باستخدام مناديل ورقية.

لصب طبقة الرباط، ضع طبقة رقيقة من عامل الفصل على سطح تجويف قالب الرباط باستخدام فرشاة طلاء. ضع خيطاً بطول 30 centimeter في القالب عن طريق دفعه جيداً في الشق الناتج عن استخدام شفرة الحلاقة. اخلط جزءاً واحداً من B وجزءاً واحداً من A من eco Lex 0, 0 30، وأربعة أجزاء من مخفف السيليكون.

ضع الخليط في غرفة تفريغ الهواء لإزالة الفقاعات الهوائية، ثم صب الخليط في تجويف قالب الرباط. اضغط نموذج دعم الجسم داخل تجويف قالب الرباط. ابدأ الإدخال من أحد الجانبين وانتقل بلطف إلى الجانب الآخر بحيث يدفع النموذج السيليكون الزائد غير المتصلب والفقاعات الهوائية خارج تجويف القالب.

بعد الخبز لمدة 30 دقيقة، برد القالب وأخرج النموذج. امسح أي مادة عازلة متبقية باستخدام مناشف ورقية. لصب طبقة الصفيحة المخصوصة السطحية (superficial Lamin propria) أو طبقة SLP، ضع طبقة رقيقة من المادة العازلة على سطح تجويف قالب SLP باستخدام فرشاة طلاء.

امزج جزءاً واحداً من المادة B، وجزءاً واحداً من المادة A من eco flex 0030، وثمانية أجزاء من مخفف السيليكون حسب الوزن باستخدام جهاز تفريغ الهواء، ثم صب المزيج في تجويف القالب. أدخل نموذج دعم جسم الرباط في تجويف قالب SLP. بعد الخبز عند درجة حرارة 200 درجة فهرنهايت لمدة ساعة واحدة والتبريد، قم بإزالة النموذج ببطء وبحذر شديد لضمان بقاء الصفيحة المخصوصة السطحية سليمة. وأخيراً، بالنسبة لطبقة الظهارة، ضع نموذج الطية الصوتية على سطح مستوٍ بحيث يكون الدعم للأسفل، ثم قم 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 المادة B وجزء واحد من المادة A من سيليكون dragon skin مع جزء واحد من مخفف السيليكون وتفريغ الهواء، صب المزيج فوق النموذج واتركه ليتصلب لمدة ساعة واحدة. كرر العملية لإنشاء طبقة أكثر سمكاً، وبعد تصلب النموذج تماماً، قم بإزالة المواد الزائدة باستخدام شفرة حلاقة مستقيمة، ثم قم بتثبيت كل نموذج مكتمل للطية 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 بلوحة التثبيت، وقم بمحاذاة السطح الإنسي للنموذج مع الجزء العلوي من اللوحة الأكريليكية. امسح الغراء الزائد واتركه حتى يتصلب. لمدة ساعة واحدة، ضع مسحوق التلك على سطح النموذج لتقليل لزوجة السطح من أجل تتبع السطح الإنسي.

استخدم قلم sharpie دقيق السن لوضع نقاط علام على النموذج. بعد تطبيق بودرة التالك، أدخل براغي طويلة عبر فتحات لوحة التثبيت مع توجيه النهايات المسننة نحو النموذج الذي سيتم إقرانه بالنموذج الحالي. ضع الخيوط فوق البراغي ثم ضع رغوة مغلقة الخلايا فوق البراغي لسد أي فجوات هوائية.

قم بدمج هذا النموذج المُعد مع نموذج حبل صوتي آخر تم تثبيته بشكل مماثل في حامل أكريليك. أحكم ربط البراغي لضغط الرغوة وتقريب الأسطح الإنسية من بعضها البعض حتى الوصول إلى الفجوة المطلوبة قبل الاهتزاز. تأكد من وضع مجموعتي الخيوط فوق البراغي بحيث تمتد إلى الخارج من ألواح الأكريليك في الاتجاه الأمامي الخلفي، ثم قم بتثبيت زوج الحبال الصوتية على أنبوب إمداد الهواء.

اربط الخيوط الأمامية معاً لتشكيل حلقة، ثم اتبع ذلك بربط الخيوط الخلفية، ثم قم بتعليق الوزن المطلوب في الحلقة في آن واحد، وانتقل إلى مرحلة الاختبار وجمع البيانات. وباستخدام النموذج المصنع مع تطبيق شد يبلغ 31 grams تقريبًا على الألياف، كان ضغط البدء 400 pascals عند ضغط تحت المزمار يزيد بنسبة 10% عن ضغط البدء. اهتز النموذج بتردد 115 hertz وبمعدل 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. للمقارنة.

في هذا المقطع للفطح العلوي لنموذج ثنائي الطبقات، لا توجد موجة مخاطية، ويبدو أن شكل المزمار متباعد في الغالب طوال الدورة. ويمكن رؤية هذا القصور في النماذج ثنائية الطبقات بشكل أوضح في تسجيلات الفيديو عالية السرعة للنموذج ثنائي الطبقات في تكوين نصف حنجرة. وبإلقاء نظرة على التسجيلات عالية السرعة للمنظور العلوي للنموذج الجديد متعدد الطبقات.

يمكن ملاحظة دليل على وجود موجة مخاطية، ولم يعد مظهر 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 مرحلة الانفتاح من فترة الاهتزاز.

يوفر الفيديو عالي السرعة للنموذج الجديد متعدد الطبقات في تكوين حنجرة نصف كروية (Hemi larynx) دليلاً أقوى على الموجة المخاطية والحركة التقاربية التباعدية المتناوبة التي تميز الطية الصوتية البشرية. مسارات الاهتزاز المستخلصة من الصور المجسمة للنقاط الموضوعة على الأسطح الإنسية والسفلية للنموذج. يوضح ذلك أن النموذج يظهر ملفاً تقاربياً تباعدياً متناوباً وهو أمر نموذجي للتصويت البشري.

تم تحديد النقاط من A إلى F بدءاً من أدنى نقطة. يظهر المخطط الأيسر مزماراً متقارباً خلال مرحلة الفتح، بينما يظهر المخطط الأيمن مزماراً متباعداً خلال مرحلة الإغلاق. وتؤدي طريقة تصنيع نماذج الثنايا الصوتية الاصطناعية هذه إلى إنتاج نماذج تظهر سلوكاً اهتزازياً مشابهاً لسلوك الثنايا الصوتية البشرية.

ينتج عن مفهوم الطبقات المتعددة مزايا كبيرة مقارنة بتصاميم النماذج السابقة ذات الطبقة الواحدة أو الطبقتين، وذلك من حيث تقليل فترة البدء وتحسين حركة النموذج. وأثناء تنفيذ هذا الإجراء، من المهم استخدام الكمية الضرورية فقط من عوامل التحرير لضمان التصاق الطبقات ببعضها البعض بشكل صحيح.