Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Produksjonsprosess for ikke-klebende supermyke stemmefalsemodeller

Published: January 5, 2024 doi: 10.3791/66222

Summary

Denne studien demonstrerer produksjonen av ikke-klebrige og supermyke stemmefoldmodeller ved å introdusere en spesifikk måte å lage stemmebåndslagene på, gi en detaljert beskrivelse av produksjonsprosedyren og karakterisere egenskapene til modellene.

Abstract

Denne studien tar sikte på å utvikle supermyke, ikke-klebrige stemmefoldmodeller for stemmeforskning. Den konvensjonelle produksjonsprosessen av silikonbaserte stemmebåndsmodeller resulterer i modeller med uønskede egenskaper, for eksempel klebrighet og reproduserbarhetsproblemer. Disse stemmefoldmodellene er utsatt for rask aldring, noe som fører til dårlig sammenlignbarhet på tvers av forskjellige målinger. I denne studien foreslår vi en modifikasjon av produksjonsprosessen ved å endre rekkefølgen på lagdeling av silikonmaterialet, noe som fører til produksjon av ikke-klebrige og svært konsistente stemmefoldmodeller. Vi sammenligner også en modell produsert ved hjelp av denne metoden med en konvensjonelt produsert stemmefoldmodell som påvirkes negativt av den klebrige overflaten. Vi detaljerer produksjonsprosessen og karakteriserer egenskapene til modellene for potensielle applikasjoner. Resultatene av studien demonstrerer effekten av den modifiserte fabrikasjonsmetoden, og fremhever de overlegne egenskapene til våre ikke-klebrige vokalfoldmodeller. Funnene bidrar til utvikling av realistiske og pålitelige stemmebåndsmodeller for forskning og kliniske anvendelser.

Introduction

Stemmebåndsmodeller brukes til å simulere og undersøke menneskelig stemmeproduksjon under normale og patologiske forhold 1,2. En av de største utfordringene ved å lage stemmebåndsmodeller er å oppnå en realistisk mykhet og fleksibilitet som nærmer seg menneskers. For å oppnå disse egenskapene brukes ofte silikonelastomerer, som fortynnes med høye mengder silikonolje for å oppnå tilsvarende elastisitetsmoduli 3,4. En annen avgjørende faktor for å skape realistiske stemmebåndsmodeller er lagdeling, da stemmebånd består av flere lag med varierende mykhet, som bestemmer mønsteret av strømningsindusert vibrasjon og frekvensen der vibrasjon er mulig.

I denne studien laget vi en typisk stemmebåndsmodell. Vi brukte den vanlige geometrien fra Scherer5, som representerer typiske dimensjoner for mannlige stemmebånd med 17 mm lengde i henhold til Zhang6 og består av tre lag: ett lag for vokalismuskelen (kroppslaget), ett for hele slimhinnelaget (dekklaget) og ett for epitelet. Denne strukturen kan sees i koronalens tverrsnittsvisning i figur 1.

Figure 1
Figur 1 Koronalt tverrsnitt av strupehodemodulene. Koronalt tverrsnitt av strupehodemodulene som illustrerer den bredeste bredden på stemmebåndene (8,5 mm). Hver stemmefold består av et kroppslag, et dekklag og et epitellag. Dette tallet er endret fra13. Gjengitt fra Häsner, P., Prescher, A., Birkholz, P. Effekt av bølgete luftrørsvegger på oscillasjonstrykket i silikonstemmebånd. J Acoust Soc Am.149 (1), 466-475 (2021) med tillatelse fra Acoustical Society of America. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Andre publikasjoner bruker delvis bare ett lag7, to lag uten epitellag2 eller modellerer slimhinnen med flere lag3. Vanligvis støpes lagene fra innsiden og ut, dvs. starter med det dypeste laget. Epitelet, som er veldig tynt med 30 μm tykkelse, støpes på enden over hele kroppen for å omslutte det med en solid hud8.

Dekklaget i modellen er den mykeste delen, med Youngs modul på ca. 1,1 kPa9. For kroppslaget er den omtrentlige Youngs modul i tverrretningen ved bruk av in vitro-målinger 10 2 kPa. In vivo kan Youngs modul av thyroarytenoidmuskelen være høyere på grunn av tilstedeværelsen av fibre i lengderetningen, samt mulig spenning av muskelen. For å oppnå denne ekstremt lave Youngs modul, er det nødvendig å tilsette en høy mengde silikonolje til silikonblandingen (ca. 72%). Produsenten fraråder imidlertid sterkt å bruke en oljeandel større enn 5%. Generelt er tilsetningen av silikonolje til elastomeren ment å øke strømnings- og drypptiden, samt redusere krympingen av den herdede silikonpolymeren. Det hjelper silikonet til å herde mer jevnt, og reduserer dermed stress i materialet. Hensikten er å optimalisere formbarheten og egenskapene til det herdede materialet, i stedet for å øke mykheten, selv om dette også er en konsekvens. Dette skyldes at silikonolje er kjemisk inert, noe som betyr at den ikke kan polymerisere seg selv og ikke er integrert i nettverket av silikonpolymeren11. I stedet forblir den som en væskefase i polymermatrisen, svekker polymerstrukturen på høyere nivåer og potensielt får den til å oppløses ut av det herdede materialet og feste seg til overflaten. Som et resultat er andre negative egenskaper som herdeforstyrrelser, ujevn vulkanisering, kjemisk krymping og brittleness mulig. Stemmebåndsmodeller med høyt silikonoljeinnhold ble undersøkt med hensyn til aldring og reproduserbarhet, og det ble funnet at det er stor variasjon i egenskapene til ulike modeller og en endring i egenskapene deres over tid11.

Ved produksjon av stemmebåndsmodeller på konvensjonell måte 7,12 kan epitellagets klebrighet være et problem, da det kan påvirke homogeniteten av vibrasjon og føre til brudd på epitelet. Selv om silikonet som brukes til å lage epitelet er ufortynnet, kan det antas at oljen som lekker fra det nærliggende slimhinnelaget, har lignende effekter på silikonet som om det hadde blitt fortynnet. Problemet med klebrighet ble løst ved å tilsette forskjellige pulver som talkum eller karbonpulver som et mellomlag mellom slimhinnen og epitellaget12. Denne tilnærmingen kan ha vært vellykket fordi oljen delvis ble absorbert av pulveret, og som et resultat kunne klebrigheten i epiteloverflaten reduseres.

I denne publikasjonen viser vi at problemet med klebrighet kan omgås ved en liten modifikasjon av prosessen med vokalfoldproduksjon. Ved å endre rekkefølgen på lagdeling og starte med ufortynnet epitelial silikon (såkalt lukket silikon), kan ikke-klebrige supermyke stemmefoldmodeller produseres. Denne endringen innebærer uvanlige typer former og metoder som best presenteres og forklares i form av en video. I denne artikkelen beskriver vi vår produksjonsprosess i detalj og demonstrerer hvordan egenskapene til stemmebåndsmodellene kan karakteriseres i en applikasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Design av stemmebåndsmodellene og 3D-printing av deler

  1. Lag en flerlags representasjon av den vanlige M5-geometrien til silikonvokalfolder ved hjelp av forskjellige myke silikonmaterialer. Design de enkelte delene ved hjelp av dataassistert konstruksjon (CAD) programvare. Se tilleggskodefilen 1, tilleggskodefilen 2, tilleggskodefilen 3, tilleggskodefilen 4, tilleggskodefilen 5, tilleggskodefilen 6, tilleggskodefilen 7, tilleggskodefilen 8 hvis du vil ha mer informasjon. Filene er navngitt i henhold til deres funksjon i modellen og tjene som grunnlag for de påfølgende trinnene.
  2. Kompiler og organiser de nødvendige filene for hvert trinn i trinn 2. Se listen over nødvendige deler og deres mengder i tilleggsfigur 1. Se skjematisk fremstilling av formmontering i tilleggsfigur 2.
  3. Last STL-filene inn i et 3D-utskriftsprogram for å generere G-kodefiler som kan leses av 3D-skriveren.
  4. Klargjør materialene (se Materialfortegnelse) for 3D-utskriften.
    1. For tilleggskonteringsfil 2 og tilleggskonteringsfil 5 bruker du et materiale som gir mindre synlige laglinjer, for eksempel polymelkesyre (PLA+) eller PC.
    2. For tilleggskodingsfil 1, bruk et hardere materiale som Tough PLA eller polyetylentereftalatglykol (PETG) på grunn av følsomheten for bøyespenninger. Ingen ytterligere begrensninger på valg av utskriftsmateriale gjelder for de resterende delene.
  5. Juster innstillingene for 3D-utskriftsprogramvaren for den tilsvarende valgte 3D-skriveren.
    1. For tilleggskonteringsfil 2 og tilleggskonteringsfil 5 angir du en maksimal laghøyde på 0,1 mm.
    2. For supplerende kodefil 1 setter du fyllverdien til 100 % og utskriftsmønsteret til ZigZag for å oppnå bedre stabilitet. Sett også byggeplateadhesjonskategorien til Skjørt i stedet for Brim, fordi geometrien til delene ville gjøre det betydelig vanskeligere å fjerne randen.
    3. For de andre delene, bruk standardinnstillingene og laghøydene på 0,2 mm.
  6. Skriv ut de nevnte delene på 3D-skriveren. Rengjør delene og fjern overflødig materiale som brem eller utskriftsfeil. Glatt de indre kontaktflatene med sandpapir (lik eller finere enn P1000 anbefales).

2. Fabrikasjon av stemmebåndsmodellene

  1. Samle følgende deler og materialer for å lage karosserilaget: stemmefold-positiv (2x), vocalis_mold-cap, vocalis_mold-main-part, vocalis_mold-hull, primær silikon, frigjøringsmiddel og tynnere (se materialfortegnelse for detaljer).
    1. Påfør noe frigjøringsmiddel på innsiden av alle formdelene.
    2. Monter hoveddelen og hetten på formen over den positive og legg formpakken i den angitte gryten. Korriger justeringen av de to formdelene om nødvendig. Sørg for at hullet i det positive for å helle silikonflatene oppover, og formen har et stabilt fotfeste på en flat overflate.
    3. Lag en blanding av primærsilikon med tre deler tynnere (1: 1: 3), begynn med å kombinere komponent A med tynnere, og tilsett deretter komponent B. Bland komponentene grundig. En total mengde på 6 g silikonblanding er tilstrekkelig til å støpe kroppslaget fra to stemmebåndhalvdeler.
    4. Vakuum silikonblandingen i et vakuumkammer ved minimum -1 bar undertrykk for å forhindre at luftbobler dannes i den herdede silikonkroppen.
    5. Hell forsiktig den støvsugde silikonblandingen i formhulen til den ser fylt ut. Fyll de omkringliggende områdene av formgryten for å forhindre at den veldig tynne silikonblandingen synker gjennom formskjøtene. Kontroller silikonnivået i dryppetiden og tilsett mer om nødvendig. Drypptiden for denne blandingen er mellom 1-2 timer.
    6. Etter en herdetid på ca 1 dag, men minst 8 timer, fjern formen, inkludert den positive, fra potten. Fjern silikonet mellom formen og gryten før du åpner formen.
    7. Når du åpner formen, må du først fjerne lokket forsiktig fra baksiden av det positive. Fjern deretter hoveddelen av formen. Fjern forsiktig overflødig silikon ved hjelp av en skalpell eller en sidekutter.
  2. Forbered musosa_mold-back, musosa_mold-main-del og musosa_mold-skrogdeler, samt sekundær silikon og frigjøringsmiddel for produksjon av epitellaget. (Se materialfortegnelse).
    MERK: Trinn 2.1 og 2.2 (kropp og epitellag) kan fullføres samtidig.
    1. Monter de to formdelene og plasser dem i skroget. Forbered innsiden av formen med noe frigjøringsmiddel, og sørg for at de indre veggene er belagt i henhold til bruksanvisningen til det respektive frigjøringsmiddelet. La komponenten lufttørke kort før du fortsetter.
    2. Bland et parti av den sekundære silikonen uten å bruke tynnere (1: 1: 0). Hvis luftbobler har blitt introdusert i silikonblandingen under blanding, avgasser blandingen som i trinn 2.1.4.
      NOTAT: Vær oppmerksom på den korte drypptiden til denne blandingen, som er ca. 15 minutter.
    3. Hell litt av blandingen i formen og virvle den rundt (etterlater formen i skroget) til alle innvendige overflater er belagt med silikon.
    4. Snu formen og la overflødig silikon renne ut. Fest formen i denne posisjonen over et nett, rist eller i en vinkel som tillater ytterligere silikondrenering.
    5. Forhindre dannelse av overheng i silikonet under herdeprosessen ved regelmessig å glatte den ut, spesielt i området der luftkanalen skal være plassert.
      MERK: Disse kan også fjernes forsiktig senere med tang.
  3. Forbered deg på produksjonen av slimhinnens mellomlag ved å forberede det positive med vocalis-silikonlaget fra trinn 2.1, formen fremstilt med epitellaget fra trinn 2.2, og silikon og tynnere som oppført i materialfortegnelsen.
    1. Lag en blanding av primærsilikon med fem deler tynnere (1: 1: 5), begynn med å kombinere komponent A med tynnere, og tilsett deretter komponent B. Bland komponentene grundig. En total mengde 4 g silikonblanding er tilstrekkelig.
    2. Vakuum silikonblandingen i et vakuumkammer som i trinn 2.1.4.
    3. Fyll en del av silikonblandingen i slimhinneformen med den tilberedte epitelial silikon. Vipp formen til alle innvendige overflater av epitelsilikonet er dekket med et tynt lag olje for å lette innsetting av det positive.
      MERK: Valgfritt: På grunn av den høye andelen fortynningsmiddel har blandingen en lang drypptid på flere timer hvor blandingen kan krympe gjennom fordampning. Vent derfor ca 2-3 timer før du fortsetter med de neste trinnene.
    4. Sett forsiktig det positive med vokalkroppen inn i formen. Fest det positive i formen, for eksempel med en klemme, hvis det positive flyter opp på silikonet. Avhengig av mengden silikon som tidligere er tilsatt, kan den unnslippe ved fyllingspunktene.
    5. Fyll formen på samme måte som for støping av vocalis-laget og fyll på tilsvarende hvis materialet synker.
    6. Vent 24 timer etter at drypptiden er avsluttet for at silikonet skal herdes helt.
    7. Etter 24 timer, fjern kroppen fra formen. Fjern først formen fra skallet. Deretter, start med den bakre delen, åpne formen og fjern hoveddelen av formen også.
    8. Fjern forsiktig overflødig silikon, vask overflaten og la kroppen tørke.
  4. Monter de to stemmebåndshalvdelene på de angitte stedene på måle- og monteringsmodulen i tilleggskodefil 8. Tilkoblingen ble designet for to M3-skruer og M3 kvadratmuttere (DIN 562), men de er ikke obligatoriske.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den fabrikkerte stemmebåndsmodellen ble integrert i måleoppsettet som er avbildet i tilleggsfigur 3 ved stemmebåndposisjonen. Oppsettet, omfattende detaljert i en tidligere publikasjon13, består av en flertrinns kontrollerbar luftstrømkilde som stimulerer stemmebåndsmodellene til oscillasjon, sammen med en rekke måleinstrumenter som registrerer data som lydtrykk, statisk trykk ved bestemte posisjoner og volumhastighet. For målingene økte luftstrømmen gradvis til stemmebåndsmodellen begynte å svinge. Deretter ble lufttrykket forhøyet med 200 Pa over starttrykket for å oppnå en stabil og robust svingning. Et ekstra høyhastighetskamera ble lagt til og plassert over vokalkanalmodellen, og fanget stemmebåndets oscillasjonsbevegelser med en maksimal bildefrekvens på 2304 bilder per sekund.

En lampe integrert i lungen avgir lys gjennom subglottal kanalen, forårsaker glottis å virke hvit. Figur 2 viser to serier med svingningsbilder, hver bestående av seks bilder, som illustrerer en typisk nær-åpne-lukke-syklus. Den øvre raden (figur 2A) viser svingningen av stemmebånd produsert ved hjelp av den presenterte metoden, mens den nedre raden (figur 2B) demonstrerer et ekstremt eksempel på en konvensjonell stemmefoldmodell, opprettet under det foreløpige arbeidet13, ute av stand til å generere stabil oscillasjon på grunn av sin klebrige overflate. For sistnevnte fører overflateklebrigheten til at glottis åpner seg i fremre og bakre ender først, og den sentrale delen åpnes senere. Modellens overflate er allerede litt skadet på et bestemt punkt på grunn av vedheft.

Figure 2
Figur 2: Sekvens av individuelle bilder tatt med høyhastighetskameraet. Sekvens av individuelle bilder fanget av høyhastighetskameraet, som viser en nær-åpen-lukk-syklus av stemmebåndsvibrasjon. (A) Stemmebånd fremstilt ved hjelp av den presenterte metoden. (B) Vibrasjon av en konvensjonell stemmebåndsmodell med klebrig overflate. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figur 3 og figur 4 viser tidsfunksjonene til henholdsvis glottalområdet til den foreslåtte modellen og den konvensjonelle (klebrig) modellen. Arealbølgeformen (venstre del i hver av figurene) ble beregnet ved hjelp av GlottalImageExplorer-programvaren14 fra de tilgjengelige bildesekvensene. De høyre delene av figurene viser tidsfunksjonenes størrelsesspektra for å angi graden av periodisitet. Den grunnleggende frekvensen ble hentet fra tidsfunksjonene ved hjelp av Praat-programvaren15. Det fremgår av figur 3 at den foreslåtte stemmebåndsmodellen viser en stabil svingning over den valgte varigheten, noe som muliggjør nøyaktig beregning av grunnfrekvensen. Figur 4 viser derimot en atypisk og kaotisk glottalområdefunksjon med inkonsistente minima og maxima, sammen med ulike artefakter. Utvinningen av den grunnleggende frekvensen blir utfordrende eller til og med ugjennomførbar i dette scenariet.

Figure 3
Figur 3: Arealbølgeform for en stemmefoldmodell fremstilt ved hjelp av den presenterte metoden. Representasjon av områdebølgeformen hentet fra høyhastighetskameraets bildedata ved bruk av (A) GlottalImageExplorer, samt (B) det avledede størrelsesspekteret for en stemmefoldmodell fremstilt ved hjelp av den presenterte metoden. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Arealbølgeform for en stemmebåndsmodell med klebrig overflate. Representasjon av områdebølgeformen hentet fra høyhastighetskameraets bildedata ved bruk av (A) GlottalImageExplorer, samt (B) størrelsesspekteret ved bruk av en konvensjonell stemmebåndsmodell med klebrig overflate. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Tilleggsfigur 1: Liste over essensielle komponenter for fremstilling av en stemmebåndshalvdel. Liste over viktige komponenter for å produsere en stemmefoldhalvdel. 1 - Støttestrukturer for en stemmebåndhalvdel, 2a-c - Formkomponenter for å lage kroppslaget, 3a-c - Formkomponenter for å lage deksellaget, 4 - Støttestrukturer for vedlegg. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfigur 2: Skjematisk fremstilling av formmontering. Skjematisk skildring av muggmontering. Venstre - Mugg for å lage kroppslaget, Høyre - Mugg for å lage dekselet. Etikettene tilsvarer delelisten i tilleggsfigur 1. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfigur 3: Komplett oppsett av målesystemet. Komplett oppsett av målesystemet. Dette tallet er endret fra13. Gjengitt fra Häsner, P., Prescher, A., Birkholz, P. Effekt av bølgete luftrørsvegger på oscillasjonstrykket i silikonstemmebånd. J Acoust Soc Am.149 (1), 466-475 (2021) med tillatelse fra Acoustical Society of America. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodefil 1: Støttestrukturer for en stemmebåndshalvdel. Dette er filen for å produsere vokal-fold-positiv. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodingsfil 2: Formkomponent 1 for å lage karosserilaget. Dette er filen som skal produseres vocalis_mold-hoveddelen. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodingsfil 3: Formkomponent 2 for å lage karosserilaget. Dette er filen som skal produseres vocalis_mold-cap. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodefil 4: Formskrog for utforming av karosserilaget for å unngå lekkasje av silikon. Dette er filen som skal produseres vocalis_mold-skrog. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodingsfil 5: Støp komponent 1 for å lage deksellaget. Dette er filen som skal produseres mucosa_mold-hoveddelen. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodingsfil 6: Formkomponent 2 for å lage deksellaget. Dette er filen som skal produseres mucosa_mold-back. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodefil 7: Formskrog for utforming av dekklaget for å unngå lekkasje av silikon. Dette er filen som skal produseres mucosa_mold-skrog. Klikk her for å laste ned denne filen.

Supplerende kodefil 8: Støttestrukturer for å feste stemmebåndshalvdelene. Dette er filen for å produsere måletrykk-trykk-adapter. Støttestrukturer for å feste stemmebåndhalvdelene, inkludert trykkmålingskran. Klikk her for å laste ned denne filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Produksjonsprosessen som presenteres her innebærer kritiske trinn som påvirker suksessen betydelig. For det første skal det bemerkes at den presenterte produksjonsprosessen ikke løser problemet med oljemetning i vokalfoldens kroppsmateriale, men heller omgår visse negative bivirkninger. Utgassingen og den tilhørende krympingen og overflatebredden vedvarer fortsatt, om enn i mindre grad. En løsning på disse problemene vil innebære bruk av en ultramyk silikon eller alternativt materiale som kombinerer elastisitetsmodulen til ekte vokalfolder med en stabil og holdbar polymerstruktur. Fraværet av et slikt materiale understreker imidlertid de pågående begrensningene i å oppnå en helhetlig løsning på disse spørsmålene.

Produksjonsprosessen er noe mer kompleks enn konvensjonelle produksjonsmetoder for stemmebåndsmodeller som består av to halvdeler, da den involverer flere komponenter, og den vanlige innvendig og utvendige monteringsmetoden ikke gjelder her. Iboende fordeler inkluderer den integrerte overløpsbeskyttelsen, som letter arbeidet med svært fortynnet silikon, og muligheten til bedre å observere og reagere på fyllingsnivået og potensiell bobledannelse under herdeprosessen. Dette er nyttig når man tar sikte på å minimere produksjonsinduserte variasjoner i egenskapene til modeller i en liten serie produsert med de samme silikonblandingene. Videre reduserer det avvisningsraten.

Sammenlignet med konvensjonell stemmefoldsmodellering gir den presenterte teknikken forskjellige fordeler. Med videoopptak av glottalområdet under oscillasjon ble det demonstrert at klebrigheten i stemmebåndsoverflaten kunne reduseres. Som et resultat kunne stabile strømningsinduserte svingninger genereres, og rene, artefaktfrie bølgeformdata kunne fås fra bildene uten behov for hjelpemidler som talkum eller vask før måling. Mens den presenterte konvensjonelle modellen (som referanse) er et ekstremt eksempel, er klebrighet likevel et problem for målinger og en risiko for det skjøre tynne epitellaget. Den presenterte tekniske løsningen kan omgå dette problemet og bidrar til mer pålitelige og reproduserbare resultater.

Når vi ser fremover, holder den modifiserte produksjonsprosessen løfte om forskjellige applikasjoner. Teknikkens egnethet til å produsere humanoide roboter eller taleapparater med menneskelignende vokalkanaler16 åpner veier for fremskritt innen kunstig intelligens og robotikk. Videre betyr dens anvendelse i grunnleggende forskning på talegenerering og stemmeproduksjon 6,17 sitt potensielle bidrag til det bredere vitenskapelige samfunn.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer at de ikke har noen kjente konkurrerende økonomiske interesser eller personlige forhold som kunne ha syntes å påvirke arbeidet rapportert i denne artikkelen.

Acknowledgments

Prosjektet er støttet av German Research Foundation (DFG), grant nr. BI 1639/9-1.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3D Printer ULTIMAKER Type S5
3D Printing software ULTIMAKER CURA Version 5.2.2
CAD Software Autodesk Inventor  Version 2023
High Speed Camera XIMEA GmbH MQ013CG-ON
PLA+ 3D Printer Material  eSun none white
Primary silicone KauPo Plankenhorn 09301-005-000041 EcoFlex 00-30
Release Agent KauPo Plankenhorn 09291-006-000001 UTS Universal
Secondary silicone KauPo Plankenhorn 09301-005-000181 DragonSkin NV10
Silicone Thinner KauPo Plankenhorn 09301-010-000002
Tougth PLA 3D Printer Material  BASF black

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Drechsel, J. S., Thomson, S. L. Influence of supraglottal structures on the glottal jet exiting a two-layer synthetic, self-oscillating vocal fold model. J Acoust Soc Am. 123 (6), 4434-4445 (2008).
  2. Stevens, K. A., Shimamura, R., Imagawa, H., Sakakibara, K. I., Tokuda, I. T. Validating Stereo-endoscopy with a synthetic vocal fold model. Acta Acustica United with Acustica. 102 (4), 745-751 (2016).
  3. Murray, P. R., Thomson, S. L. Synthetic, multi-layer, self-oscillating vocal fold model fabrication. J Vis Exp. (58), e3498 (2011).
  4. Spencer, M., Siegmund, T., Mongeau, L. Determination of superior surface strains and stresses, and vocal fold contact pressure in a synthetic larynx model using digital image correlation. J Acoust Soc Am. 123 (2), 1089-1103 (2008).
  5. Scherer, R. C., et al. Intraglottal pressure profiles for a symmetric and oblique glottis with a divergence angle of 10 degrees. J Acoust Soc Am. 109 (4), 1616-1630 (2001).
  6. Zhang, Z. Mechanics of human voice production and control. J Acoust Soc Am. 140 (4), 2614-2635 (2016).
  7. Birkholz, P., Wang, L. Studientexte zur Sprachkommunikation: Elektronische Sprachsignalverarbeitung. , TUD Press. Dresden, Germany. 58-66 (2017).
  8. Murray, P. R. Flow-induced responses of normal, bowed, and augmented synthetic vocal fold models. , Brigham Young University. (2011).
  9. Alipour, F., Vigmostad, S. Measurement of vocal folds elastic properties for continuum modeling. J Voice. 26 (6), e21-29 (2012).
  10. Chhetri, D. K., Zhang, Z., Neubauer, J. Measurement of young's modulus of vocal folds by indentation. J Voice. 25 (1), 1-7 (2011).
  11. Häsner, P., Birkholz, P. Reproducibility and aging of different silicone vocal folds models. J Voice. , (2023).
  12. Gabriel, F., Häsner, P., Dohmen, E., Borin, D., Birkholz, P. Studientexte zur Sprachkommunikation: Elektronische Sprachsignalverarbeitung. , TUD Press. Dresden, Germnay. 221-230 (2019).
  13. Häsner, P., Prescher, A., Birkholz, P. Effect of wavy trachea walls on the oscillation onset pressure of silicone vocal folds. J Acoust Soc Am. 149 (1), 466-475 (2021).
  14. Birkholz, P. Studientexte zur Sprachkommunikation: Elektronische Sprachsignalverarbeitung. , TUD Press. Dresden, Germany. (2016).
  15. Boersma, P., Weenink, D. Praat, a system for doing phonetics by computer. Glot. Int. 5, 341-345 (2001).
  16. Fukui, K., Shintaku, E., Honda, M., Takanishi, A. Mechanical vocal cord model for anthropomorphic talking robot based on human biomechanical structure. Trans Japan Soc Mech Eng Ser C. 73 (734), 2750-2756 (2007).
  17. Syndergaard, K. L., Dushku, S., Thomson, S. L. Electrically conductive synthetic vocal fold replicas for voice production research. J Acoust Soc Am. 142 (1), 63 (2017).

Tags

Engineering utgave 203
Produksjonsprosess for ikke-klebende supermyke stemmefalsemodeller
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Häsner, P., Birkholz, P.More

Häsner, P., Birkholz, P. Manufacturing Process for Non-Adhesive Super-Soft Vocal Fold Models. J. Vis. Exp. (203), e66222, doi:10.3791/66222 (2024).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter