Kemik delme işlemlerinde farklı kesme koşullarının ve kesme parametrelerinin kesme sıcaklığı üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of different cutting conditions and cutting parameters on cutting temperature in bone drilling
Yazar: ABDURRAHMAN REİS
Danışman: PROF. DR. KUBİLAY ASLANTAŞ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kesme hızı = Cutting speed ; İlerleme hızı = Penetration rate

Özet:
Kemik delme işlemi, ortopedide kırık tedavisi, rekonstrüktif cerrahi ve kemik biyopsisi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Delme işlemi sırasında oluşan ısı, kesme bölgesindeki sıcaklığın artmasına, osteonekroza (kemik dokusu ölümü) sebep olarak, iyileşme süresinin uzamasına veya fiksasyonun (implant ile sabitleme) gevşemesine neden olabilir.
Bu çalışmada, kemik delme işleminde farklı takım geometrisinin, takım malzemesinin, farklı kesme koşullarının ve parametrelerinin kesme sıcaklığı üzerindeki etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Delme işlemi sırasında nekroza neden olan veya olabilecek olan tüm unsurlar belirlenmeye çalışılmıştır. Deneylerde 12 saat önce canlı olan sığırın femur kemikleri kullanılmış ve delme bölgesine çok yakın noktalarda kesme sıcaklığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kesme esnasında kullanılan devir sayısı kesme sıcaklığını en çok etkileyen kesme parametredir. İlerlemenin artması kesme sıcaklığında düşüşe neden olmaktadır. Gagalama tekniği ile delik delinmesi, kesme bölgesindeki sıcaklığın önemli ölçüde azalmasına katkıda bulunmaktadır. Gagalama tekniği kesme sıcaklığını önemli ölçüde düşürmektedir. Düşük debide uygulanan salin sıvısı matkap kanallarının tıkanmasına sebep olurken, 0,04 l/dk debide uygulanan salin sıvısı kesme sıcaklığını düşürmektedir. AISI-316L malzemeden üretilmiş matkap uçlarında daha düşük kesme sıcaklıkları gözlemlenmiştir. Aynı zamanda matkap geometrisinin etkilerine yer verilmiştir.

Abstract:
It is generally used for bone drilling, orthopedic fracture treatment, reconstructive surgery, and bone biopsy. The production of heat in bone drilling may cause an increase in bone temperature, causing osteonecrosis (bone tissue death), prolonged recovery time or relaxation of fixation.
In this study, the effect of different tool geometry, tool material, different cutting conditions and parameters on the cutting temperature was investigated experimentally. All factors that may cause necrosis during the drilling process were tried to be determined. Femur bones of the cattle that were alive 12 hours ago were used in the experiments and the cutting temperature was determined experimentally at the points very close to the puncture site. According to the results obtained, speed is the parameter that most affects the cutting temperature. Increasing feed rate causes a decrease in cutting temperature. Drilling holes with pecking technique contributes to a significant reduction in temperature in the cutting zone. The pecking technique significantly reduces the cutting temperature. Saline fluid applied at low flow causes the drill flutes to clog while saline fluid applied at the flow rate of 0.04 l/min lowers cutting temperature. Lower cutting temperatures were observed in drill bits made of AISI-316L material. Also, the effects of drill geometry are included.