การพัฒนาแผ่นดามกระดูกจากวัสดุประสมไฮดรอกซีอะปาไทต์-กรดพอลิแลคติก

Abstract

การศึกษาวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการขึ้นรูปวัสดุประสมไฮดรอกซีอะปาไทต์-กรดพอลิแลคติก โดยการฉีดขึ้นรูป และทดสอบคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นวัสดุประสมที่ได้ในการวิเคราะห์ขั้นแรกทำการออกแบบการทดลองโดยใช้แผนการทดลองแบบรวมปัจจัยส่วนผสมและกระบวน ซึ่งมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องคือ อัตราส่วนของ PLA:HA ที่ 90:10 85:15 และ 80:10%โดยน้ำหนักที่อุณหภูมิการฉีดในช่วง 165–185 องศาเซลเซียส แรงดันฉีดในช่วง 55-65 บาร์ทำให้ได้จำนวนการทดลองทั้งหมด 12 การทดลอง เมื่อทำการฉีดขึ้นรูปชิ นงานทดสอบแล้วปรากฏผลว่าสามารถขึ้นรูปชิ้นงานโดยการฉีดได้จริงเพียง 5 การทดลอง หลังจากนั้นทำการทดสอบคุณสมบัติเชิงกลตามมาตรฐาน ASTM D638 และ D790 ในด้านแรงดึงและการดัดโค้ง ค่าที่ได้จากการทดสอบแรงดึงจะเห็นได้ว่าชิ้นงานจากการทดลองที่ PLA 90% HA 10% อุณหภูมิการฉีด 185 องศาเซลเซียส แรงดันฉีด 65 บาร์ให้ค่าเฉลี่ยของแรงดึงสูงสุดคือ 43.06 MPa และชิ้นงานของการทดลองที่ PLA 80% HA 20% อุณหภูมิการฉีด 185 องศาเซลเซียส แรงดันฉีด 55 บาร์มีค่าเฉลี่ยแรงดึง ต่ำสุดคือ 27.99 MPa และได้ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นกับความเครียดจากกราฟเป็นแบบวัสดุพอลิเมอร์มีความนิ่มแต่ เหนียวจากการทดสอบแรงดัดโค้งจะเห็นได้ว่าชิ้นงานของการทดลองที่ PLA 90% HA 10% อุณหภูมิการฉีด 165 องศาเซลเซียส แรงดันฉีด 55 บาร์ให้ค่าเฉลี่ยของแรงดัดโค้งสูงสุดคือ 63.59 MPa ให้ระยะโค้งงอสูงสุดก่อนเกิดการฉีกขาดเท่ากับ 0.0195 เมตร ชิ้นงานของการทดลองที่ PLA 80% HA 20% อุณหภูมิการฉีด 185 องศาเซลเซียสแรงดันฉีด 55 บาร์ให้ค่าเฉลี่ยแรงดัดโค้งต่ำสุดคือ 57.46 MPa และจากการวิเคราะห์ทางระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ผลปรากฏว่าแผ่น ดามกระดูกสามารถรับแรงได้ดีที่สุดกรณีที่มีน้ำหนักลงบริเวณที่ดามกระดูก 150 นิวตัน