اختراع حاضر در زمينه ماشينكاري مي باشد. اين سيستم به منظور خنك ‏كاري كرايوژنيك ابزار برش در فرآيند تراشكاري طراحي شده است. ماشينكاري مواد سخت و استحكام بالا همواره با مشكلات فراواني مواجه بوده است. سختي زياد و استحكام بالا موجب مي‏گردد تا در فرآيند برش دماي ناحيه برش بشدت افزايش يابد. راه حلي كه براي كنترل دماي ناحيه برش در اين سيستم ماشينكاري انديشيده شده است، استفاده از نيتروژن مايع است. نيتروژن مايع با پايين آوردن دما در ناحيه برش از سايش ابزار جلوگيري مي‏ كند و عمر ابزار مي تواند تا 4 برابر نيز افزايش يابد. همچنين مشكلات مربوط به افزايش دما و كاهش دقت ابعادي نيز كاهش خواهد يافت.

در اين اختراع از منبع حرارتي متمركزي به نام پلاسما استفاده شده است. در اثر استفاده از پلاسما استحكام تسليم حجمي كه قرار است به عنوان براده از قطعه جدا شود، كاهش مي يابد. در نتيجه نيروهاي فرزكاري و انرژي مصرفي كاهش مي يابد.

در اين اختراع، پرداخت‌كاري اتوماتيك قطعات با استفاده از فرآيند ماشين¬كاري جريان ساينده آشكار شده است. پرداخت¬كاري اتوماتيك قطعات مورد استفاده در صنايع پيشرفته همچون پزشكي، هوافضا، خودرو سازي و غيره به ويژه قطعات با هندسه پيچيده و غيرقابل‌دسترس به كمك فرآيندهاي پرداخت¬كاري سنتي نظير سنگ‌زني، لپينگ و غيره نه تنها كار دشوار و پر هزينه¬اي مي¬باشد، بلكه روي سطح قطعات سبب ايجاد آسيب¬هاي سطحي نظير ميكرو ترك¬ها، تغيير فاز، تنش¬هاي پسماند كششي و غيره مي¬شود كه سلامت سطح قطعات را به خطر مي¬اندازد. جهت پاسخگويي به اين نيازها، اصلاح سطح و سلامت سطح بالاتر، دستگاه و روش ماشين-كاري جريان ساينده اختراع حاضر مطرح مي¬باشد كه از سه بخش اصلي شامل دستگاه، فيكسچر قطعه¬كار و ابزار ماشين¬كاري تشكيل شده است، به طوري كه مي¬توان به سازه دستگاه، پاور يونيت هيدروليك، سيستم¬هاي هيدروليك، سيلندر و پيستون¬هاي واسطه، پنل عملياتي و غيره اشاره كرد. ابزار ماشين‌كاري تركيبي از يك حامل ويسكوالاستيك با ذرات ساينده مي¬باشد، به طوري كه با اعمال فشار اكستروژن به مانند يك چرخ ¬سنگ انعطاف‌پذير روي ناهمواري¬هاي سطح قطعه¬كار تغيير شكل مي¬دهد، درنتيجه عمليات ميكرو-نانو پرداخت‌كاري انجام مي‌شود. بنابراين، اختراع حاضر نه تنها محدوديتي براي هندسه و جنس قطعات ندارد، بلكه به واسطه‌ي پرداخت-كاري اتوماتيك قطعات بهره¬وري افزايش مي¬يابد.

در اين اختراع، دستگاه و روش نانو پرداخت¬كاري اتوماتيك سر فمورال ايمپلنت¬هاي مفصل ران آشكار شده است. نانو پرداخت-كاري اتوماتيك سر فمورال با حفظ كرويت و سلامت سطح آن نه تنها براي هر فرآيند ماشين¬كاري كار دشوار و پر هزينه¬اي است، بلكه يكي از دغدغه‌هاي توليدكنندگان ايمپلنت¬هاي¬ مفصل ران جهت افزايش بهره‌وري مي¬باشد. جهت پاسخگويي به اين نيازها، نانو پرداخت‌كاري اتوماتيك سر فمورال با استفاده از تكنيك فيكسچر ماكت معكوس سر فمورال در دستگاه و روش ماشين¬كاري جريان ساينده پيشنهاد شده است. از اين رو، اختراع حاضر شامل دستگاه و روش ماشين¬كاري جريان ساينده، تكنيك فيكسچر ماكت معكوس سر فمورال و ابزار ماشين¬كاري مي¬باشد. ابزار ماشين‌كاري تركيبي از يك حامل ويسكوالاستيك با ذرات ساينده است كه توسط سيستم¬هاي هيدروليكي از ميان فيكسچر ماكت معكوس سر فمورال به¬طور رفت و برگشتي تحت فشار اكستروژن قرار مي‌گيرد، به طوري كه به مانند يك چرخ¬سنگ انعطاف¬پذير روي ناهمواري‌هاي سطح سر فمورال تغيير شكل مي¬د¬هد. در نتيجه، عمليات ميكرو-نانو پرداخت¬كاري انجام مي‌شود. بنابراين، اختراع حاضر نه تنها نانو پرداخت‌كاري اتوماتيك سر فمورال ايمپلنت‌هاي مفصل ران تا محدوده 20 نانومتر را فراهم مي‌كند، بلكه براي نانو پرداخت‌كاري اتوماتيك اجزاي پروتزهاي مفصل ران و زانو نظير استابولار، استم و غيره كه هندسه پيچيده و غيرقابل‌دسترس دارند، آينده‌ي بسيار روشني را ترسيم مي‌كند.

در اين اختراع از تركيب منبع حرارتي متمركزي به نام پلاسما و ارتعاشات آلتراسونيك، استفاده شده است. در اثر استفاده از پلاسما استحكام تسليم حجمي كه قرار است به عنوان براده از قطعه جدا شود، كاهش مي يابد. در نتيجه نيروهاي فرزكاري و انرژي مصرفي كاهش مي يابد. از طرفي جدايش ابزار و براده در اثر استفاده از ارتعاشات آلتراسونيك، ميانگين نيرو ها را كاهش داده و توان مصرفي نيز كاهش مي يابد. تركيب اين دو به طور مضاعف نيرو ها را كاهش مي دهد. هر كدام از فرايند هاي مذكور به تنهايي زبري سطح را بهبود مي يخشند، تركيب دو فرآيند به طور مضاعفي زبري سطح را بهبود مي دهد.

در اختراع حاضر، دستگاه و روش مبني بر الياف براي پرداخت¬كاري اتوماتيك پروتزهاي ران افشاء شده است. پرداختكاري اتوماتيك سر فمورال پروتزهاي ران بدون آسيب‌هاي سطحي يكي از دغدغه‌ها و چالش‌هاي هر دو جوامع صنعتي و تحقيقاتي براي اتوماسيون است. اهداف دستگاه و روش اختراع حاضر رفع اين دغدغه‌ها و چالش‌ها است. از اين رو، دستگاه و روش اختراع حاضر شامل سه جزء اصلي از جمله دستگاه جريان الياف، تكنيك ماكت معكوس سر فمورال و يك واسطه پوليشكاري هوشمند است. واسطه پوليشكاري هوشمند شامل حامل ويسكوالاستيك استايرن بوتادين رابر (SBR)، الياف سيسال خشن و روغن نفتنيك است، زماني‌ كه تحت فشار اكستروژن هيدروليكي قرار مي‌گيرد، از ميان تكنيك ماكت معكوس سر فمورال به‌مانند يك چرخ سنگ انعطاف¬پذير با چندين لبه برش بر روي ناهمواري¬هاي سطح سر فمورال با يك حركت خطي رفت و برگشتي پيوسته جريان مي‌يابد. در چنين وضعيتي، رفتار رئولوژيكال واسطه پوليشكاري به دليل پديده‌هاي تجزيه مكانيكي شديد و تصفيه‌ شيميايي به‌طور هوشمند تغيير مي‌كند كه نتيجه آن دستيابي به ماكرو- ميكرو فيبريل‌هاي سيسال با ماهيت ساينده است. از اين رو، عمليات پرداختكاري در دستگاه و روش اختراع حاضر بر اساس رفتار رئولوژيكال ماكرو- ميكرو فيبريل‌هاي سيسال انجام مي‌شود. يافته‌هاي تجربي به‌خوبي اثبات مي‌كند كه دستگاه و روش اختراع حاضر براي پرداختكاري پروتزهاي ران بسيار كارآمد و مؤثر است. كاهش قابل‌توجه زبري سطح سر فمورال از 134.6 nm به 36.96 nm در طي يك مرحله پرداختكاري علاوه بر تائيد اين يافته‌ها، تأكيد مي‌كند كه دستگاه و روش اختراع حاضر يك نوع اصلاح سطح بر روي بافت سطح سر فمورال انجام مي‌دهد كه نتيجه آن دستيابي به يك سطح پرداخت صاف و يكنواخت بدون عيوب سطحي به‌مانند يك آينه است.