عنوان مقاله :
شبيه‌سازي و مدل‌سازي نيرو و ارتعاشات فرز دندان‌پزشكي در لايه‌هاي مينا و عاج
پديد آورندگان :
رياحي، فاطمه دانشگاه يزد، يزد , مزيدي، عباس دانشگاه يزد، يزد , جليلي، محمدمهدي دانشگاه يزد، يزد , مختاري، علي دانشگاه يزد، يزد
كليدواژه :
فرز دندان‌پزشكي , ضرايب مخصوص برش , ارتعاشات , تير تيموشنكو , ضخامت براده ديناميكي
چكيده فارسي :
پركاربردترين عمليات در دندان‌پزشكي ترميم دندان است. در طي اين فرايند، دندان‌پزشك با يك ابزار دوراني كه سرعت بسيار بالايي دارد از قسمت پوسيده دندان يا ترميم‌شدگي‌هاي آسيب‌ديده براده‌برداري مي‌كند. در حين انجام اين عمل تماس ابزار با لايه‌هاي دندان نيروهايي ايجاد مي‌كند كه به آن‌ها نيروهاي برشي گفته مي‌شود. آگاهي از حدود يا مقدار دقيق نيروي برش در كارهاي پزشكي از اهميت بالايي برخوردار است تا آنجا كه كارهاي بسياري در اين حوزه به اندازه‌گيري نيرو به‌صورت آزمايشگاهي پرداخته‌اند كه انجام آن به صرف وقت و هزينه بالايي نياز دارد. نيروي برش در لايه‌هاي مختلف دندان متفاوت است و دندان‌پزشك بازخوردي از اينكه در كدام لايه در حال كار است ندارد. به‌عبارت‌ديگر تشخيص لايه حين عمليات، براي دندان‌پزشك كاملاً حسي و تجربي و علاوه بر آن يك مسئله چالش‌برانگيز است.
موضوع اصلي اين پژوهش، شبيه‌سازي نيرو و ارتعاشات فرز دندان‌پزشكي است. سيگنال‌هاي ارتعاشات منبع قوي از اطلاعات هستند كه مي‌توانند براي تشخيص لايه‌هاي دندان مورد استفاده قرار گيرند. از نقطه نظر نويسندگان، براي اولين بار در اين پژوهش، ضرايب مخصوص برش براي دو لايه اصلي دندان با استفاده از نرم‌افزار المان محدود به‌دست آمده است. هم‌چنين، براي اولين بار ارتعاشات و نيرو در دو لايه اصلي دندان با استفاده از تئوري تير تيموشنكو، معادلات نيرويي فرزكاري و در نظر گرفتن ضخامت براده ديناميكي مورد مقايسه و تحليل قرار گرفته است. از نتايج اين پژوهش مي‌توان براي بهبود كيفيت و كارايي عمليات ترميم دندان و هم‌چنين به‌عنوان مقدمه‌اي براي ساخت يك هندپيس هوشمند استفاده كرد.
چكيده لاتين :
Tooth restoration is the most frequent operation in dentistry. During this process, the dentist removes chip from carious or damaged restoration part of tooth by a high speed rotating tool. The forces generated due to tool and tooth layers contact are called cutting forces. In medical works, knowing the magnitude of cutting forces is very important, as many efforts has been done in this area to measure those experimentally. However, a lot of time, money, and energy would be require for experimental tests. The cutting force varies at different tooth layers and the dentist has no feedback on which layer is under milling operation (objective layer). In other words, a dentist detects objective layer based on experiments and physical sense during the operations. Consequently, online detection of objective layer is a challenging issue.
The main object of current research is the simulation of force and vibration of dental bur. Vibration signals are a powerful source of information that can be used to detect dental layers. To the best author's knowledge, the specific cutting force coefficients for the two main dental layers are obtained for the first time in current study. In addition, vibration and force in the two main layers of the tooth are compared and analyzed using the Timoshenko beam theory, the milling force equations and the dynamic chip thickness. The results of this effort can be used to improve the quality and efficiency of dental restoration and to give an initial view on producing an intelligent hand-piece.
عنوان نشريه :
انجمن مهندسي ساخت و توليد ايران
